視頻信號壓縮裝置的製作方法

2023-10-08 21:37:34

專利名稱：視頻信號壓縮裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在水平方向上壓縮電視接收機、視頻磁帶記錄裝置、視頻放映機等的視頻信號的視頻信號壓縮裝置。
近來，一種如

圖12(a)所示的形狀比為16:9的橫長形顯示越來越普及。一旦將用於形狀比4∶3的通常視頻信號輸入形狀比為16∶9的該顯示器，則圖像在水平方向上變形，其結果如圖所示，圓顯示成橢圓。因此，為了獲得正確的圖像，如圖12(b)所示，必須向視頻信號的水平方向壓縮。圖9為已有技術的視頻信號壓縮裝置的方框圖。使用SRAM(靜態RAM)的行存貯器31，從地址O依次存貯輸入信號，一旦加給讀出地址An，則輸出地址An的數據Dn和地址An＋1的數據Dn＋1。地址發生電路32由計數器34、乘法器35、加法器36構成，計數器34與水平同步信號103同步，請零後對系統時鐘進行計數，並輸出0，1，2，3……。乘法器35將計數器34的輸出與外部所加的規定值相乘。該規定值決定壓縮率。加法器36將乘法器35的輸出的整數部份與計數器34的輸出相加作為行存貯器31的讀出地址An。內插濾波器33由減法器37、乘法器38和加法器39構成。減法器37計算(Dn＋1—Dn)。乘法器38將(Dn＋1—Dn)與乘法器35的輸出小數部分相乘。加法器39將Dn與乘法器38的輸出相加並輸出。該加法器39的輸出，如以下所述，為被壓縮的視頻信號。上述已有技術的視頻信號壓縮裝置的工作用圖10(a)—(f)說明。
(a)輸入信號的數據從地址O依次存貯在行存貯器31中。
(b)乘法器35計算計數器34的輸出0，1，2，3，……與規定值(該例中等於1/3)的積。計算結果分成整數部分和小數部分。
(c)用上述整數部分和計數器34的輸出的和作為讀出地址An。
(d)按照輸入讀出地址An，行存貯器31輸出數據Dn和Dn＋1。
(e)減法器37計算(Dn＋1—Dn)。
(f)乘法器38將(Dn＋1—Dn)與上述小數部分相乘。
(g)加法器39將Dn和乘法器38的輸出相加輸出被壓縮的視頻信號。圖11表示被壓縮的視頻信號。
本發明第一實施例的視頻信號壓縮裝置，逐個系統時鐘取出寫入ROM中的規定值使用。能逐個時鐘改變規定值。以此，能夠在水平方向上僅僅壓縮圖像的例如中央部分。
本發明第二實施例的視頻信號壓縮裝置，使用不必產生地址的FIFO存貯器。這樣能使電路小型化。
本發明的第三實施例的視頻信號壓縮裝置，能夠選擇固定壓縮值模式和逐個時鐘改變壓縮值的模式。且能從外部設定固定壓縮值。
本發明第四實施例的視頻信號壓縮裝置，能改變圖像的顯示位置。
下面結合附圖詳細說明本發明的實施例。
圖1表示本發明視頻信號壓縮裝置的第一實施例結構的框圖；圖2為說明第一實施例動作細節的示圖；圖3表示本發明視頻信號壓縮裝置的第二實施例結構的框圖；圖4為詳細說明第二實施例動作的示圖；圖5表示本發明視頻信號壓縮裝置的第三實施例結構的框圖；圖6為詳細說明第三實施例動作的示圖；圖7表示本發明視頻信號壓縮裝置的第四實施例結構的框圖；圖8為詳細說明第四實施例動作的示圖；圖9表示已有技術的視頻信號壓縮裝置結構的框圖；圖10為詳細說明已有技術的視頻信號壓縮裝置的動作的示圖11為說明視頻信號壓縮的示圖；圖12為表示視頻信號壓縮時和不壓縮時的比較示圖。
第一實施例圖1表示本發明的第一實施例。行存貯器11從地址O依次存貯輸入信號，一旦給與讀出地址則輸出地址An的數據Dn和地址An＋1的數據Dn＋1。計數器12與水平同步信號103同步，清零後對系統時鐘計數，輸出計數值0，1，2，3，……。ROM13分別對應於計數器12的各個計數值輸出預先寫入的規定值。加法器14將觸發器15的輸出與ROM13的輸出相加。觸發器15鎖存加法器14的輸出。觸發器15的輸出的整數部分用作行存貯器11的讀出地址。減法器16計算(Dn＋1—Dn)。乘法器17將(Dn＋1—Dn)與觸發器15輸出的小數部分相乘。加法器18將Dn與乘法器17的輸出相加輸出。該加法器18的輸出，如下所述，為壓縮後的視頻信號。圖2說明了上述第一實施例的視頻信號壓縮裝置的動作。
(a)輸入信號的數據從地址O依次存入行存貯器11中。
(b)計數器12輸出計數值0，1，2，3，…。
(c)ROM13分別對應計數器12的各個計數值輸出預先寫入的規定值。
(d)觸發器15的輸出為ROM13輸出的規定值的積分值。觸發器15的輸出分成整數部與小數部。
(e)觸發器15的輸出的整數部分用於讀出地址An。
(f)按照所輸入的讀出地址An，行存貯器11輸出數據Dn和Dn＋1。
(g)減法器16計算(Dn＋1—Dn)。
(h)乘法器17將(Dn＋1—Dn)乘以上述小數部分。
(i)加法器18將Dn和乘法器17的輸出相加輸出被壓縮的視頻信號。
本實施例能改變每個時鐘的壓縮率。例如，能夠僅僅壓縮畫面的中央部分。
第二實施例圖3表示本發明的第二實施例。FIFO存貯器21依次存貯輸入信號。定時發生電路22產生控制FIFO存貯器的啟動脈衝和用於插入的插入係數。觸發器23延遲FIFO存貯器的輸出。減法器24從FIFO存貯器的輸出減去觸發器的輸出。乘法器25將減法器24的輸出乘以定時發生電路22產生的插入係數。加法器26將觸發器的輸出與乘法器25的輸出相加輸出。該加法器26的輸出，如下所述，為壓縮後的視頻信號。圖4說明了上述第二實施例的視頻信號壓縮裝置的動作。
(a)輸入信號的數據依次存貯在FIFO存貯器中。
(b)讀出時鐘30和讀數啟動脈衝(RE脈衝)加給了FIFO存貯器。將寫入時鐘的2倍增時鐘用於讀出時鐘。由於只有和RE脈衝重迭的讀出時鐘有效，所以用2次讀出一次休息的周期讀出數據。
(c)讀出數據由觸發器延遲。
(d)減法器24，從被讀出的數據中減去觸發器的輸出。
(e)乘法器25將減法器24的輸出乘以定時發生電路22產生的插入係數。
(f)加法器26將觸發器的輸出和乘法器25的輸出相加，並輸出被壓縮的視頻信號。
(g)輸入信號被壓縮到3/4。數據數增加到2倍。若不必要，可去掉中間部分。
壓縮3/4如上所述，但通過改變RE脈衝周期和插入係數也可任意進行壓縮。
本實施例，由於使用不需地址產生的FIFO存貯器，所以能使電路簡單小型化。
第三實施例圖5顯示了本發明的第三實施例。計數器13使用寫入用的水平同步信號102清零後對系統時鐘計數，並輸出寫入地址。存貯裝置211將輸入信號存入由計數器13產生的寫入地址中。一旦給與作為觸發器15輸出的整數的讀出地址An，則輸出地址An的數據Dn和地址An＋1的數據Dn＋1。規定值發生電路100使用讀出用的水平同步信號103清零後，對系統時鐘計數，對應於各計數值向每個計數器輸出分別預先寫入的規定值。信號選擇手段106按照選擇指令105對規定值發生電路100產生的規定值和由外部輸入的固定值104的任一個進行選擇。加法器14將觸發器15的輸出和信號選擇手段106的輸出相加。觸發器15鎖存加法器14的輸出。觸發器15的輸出的整數部分用於存貯裝置211的讀出地址。減法器16計算(Dn＋1—Dn)。乘法器17將(Dn＋1—Dn)與觸發器15的輸出的小數部分相乘。加法器18將Dn與乘法器17的輸出相加輸出。該加法器18的輸出，如下所述，是壓縮後的視頻信號。上述第三實施例的視頻信號壓縮裝置作成的畫像示於圖6，輸入信號照原樣輸出時，信號選擇手段106設置於選擇B端子，如圖6(d)所示的壓縮率為1的固定規定值R從外部輸入B端子。此時圖像為圖6(a)。輸入信號被壓縮3/4時，信號選擇手段106選擇B端子設置，圖6(d)所示壓縮率為3/4的固定規定值S從外部輸入B端子。此時畫像如圖6(b)。壓縮率隨每個時鐘變化時，信號選擇手段106設置於A端，圖6(d)所示的規定值T從規定值發生裝置100輸入A端。此時畫像如圖6(c)所示。
在本實施例中，可對壓縮率固定的模式和壓縮率隨各時鐘變化的模式進行選擇。進而，對於壓縮率固定的模式，可從外部對壓縮率進行任意設定。
第四實施例圖7顯示本發明的第四實施例。計數器113由用於寫入的水平同步信號102清零後對系統時鐘計數，並輸出寫入地址。存貯裝置211將輸入信號存入計數器113產生的寫入地址中，如果作為觸發器15的輸出的整數部分的讀出地址An給出，則輸出地址An的數據Dn和地址An＋1的數據Dn＋1。計數器112由用於讀出的水平同步信號103清零後，對系統時鐘計數，當計數值達到從外部指定的相位數據α時，將復位信號L輸出給計數器212和第二信號選擇手段111。計數器212由上述復位信號L清零後對系統時鐘計數，並將計數值0，1，2，3，……輸出給ROM13。ROM13分別對應計數器212的各個計數值輸出預先寫入的規定值。第一信號選擇手段106，按照選擇指令105對ROM產生的規定值和從外部輸入的固定規定值104的任一個進行選擇。加法器14將觸發器15的輸出與第一信號選擇手段106的輸出相加。第二信號選擇手段111，通常選擇加法器14的輸出，僅當產生上述復位信號L時，短時間選擇從外部輸入的讀出開始地址指定A。觸發器15鎖存第二信號選擇手段111的輸出。觸發器15的輸出的整數部分用於存貯裝置211的讀出地址。減法器16計算(Dn＋1—Dn)。乘法器17將(Dn＋1—Dn)乘以觸發器15的輸出的小數部分。加法器18將Dn與乘法器17的輸出相加輸出。該加法器18的輸出為壓縮後的視頻信號。上述第四實施例的視頻信號壓縮裝置的動作示於圖8中。
(a)從外部輸入相位數據α。
(b)從外部輸入讀出開始地址指定A。
(c)計數器112清零。
(d)計數器112在α時鐘後輸出復位信號L。該復位信號L使計數器212清零。第二信號選擇手段111，僅當上述復位信號L產生時，短時間選擇讀出開始地址指定A，並將A輸出給觸發器15。
(e)計數器212用復位信號L清零後，對系統時鐘計數，並將計數值0，1，2，3，……輸出給ROM13。ROM13分別對應計數器212的各計數值輸出預先寫入的規定值a，b，c，d……。
(f)觸發器15輸出A，A＋a，A＋a＋b……。
在本實施例中，可用從外部輸入的α和A選擇畫像的位置和壓縮位置。
權利要求
1.一種視頻信號壓縮裝置，包含存貯輸入視頻信號的行存貯器，該行存貯器在輸入讀出地址An時輸出對應於地址An的數據Dn和對應於地址An＋1的數據Dn＋1；對系統時鐘進行計數、每當計數時將計數值輸出給ROM的計數器；每當從計數器收取計數值、分別對應於一個個計數值輸出寫入的規定值的ROM；將ROM的輸出與下述的觸發器的輸出相加的加法器；鎖存加法器的輸出的觸發器，該觸發器的輸出的整數部分為行存貯器的讀出地址An；計算Dn＋1—Dn的減法器；將(Dn＋1—Dn)與觸發器的輸出的小數部分相乘的乘法器；將Dn與乘法器的輸出相加的加法器，該加法器的輸出為被壓縮的視頻信號。
2.一種視頻信號壓縮裝置，包含存貯輸入視頻信號的FIFO存貯器；產生控制FIFO存貯器的啟動脈衝和預定的插入係數的定時發生電路；鎖存FIFO存貯器的輸出的觸發器；由FIFO存貯器的輸出減去觸發器的輸出的減法器；將減法器的輸出與定時發生電路輸出的插入係數相乘的乘法器；將乘法器的輸出與觸發器的輸出相加的加法器，該加法器的輸出是被壓縮的視頻信號。
3.一種視頻信號壓縮裝置，包含存貯輸入視頻信號的存貯裝置，該存貯裝置在輸入讀出地址An時輸出對應於地址An的數據Dn和對應於地址An＋1的數據Dn＋1；對系統時鐘計數、對應於各計數值每次計數時輸出寫入的規定值的規定值發生電路；選擇規定值發生電路的輸出和從外部輸入的固定規定值兩者之一的信號選擇手段；將信號選擇手段的輸出與下述觸發器的輸出相加的加法器；鎖存加法器的輸出的觸發器，該觸發器的輸出的整數部分為存貯裝置的讀出地址An。計算(Dn＋1—Dn)的減法器；將(Dn＋1—Dn)與觸發器輸出的小數部分相乘的乘法器；將Dn與乘法器的輸出相加的加法器，該加法器的輸出為壓縮後的視頻信號。
4.一種視頻信號壓縮裝置，包含存貯輸入視頻信號的存貯裝置，當輸入讀出地址An時，該存貯裝置輸出對應於地址An的數據Dn和對應於地址An＋1的數據Dn＋1；根據用於讀出的水平同步信號延遲α系統時鐘，並將復位信號輸出給下述的第二計數器和第二信號選擇手段的第一計數器；由復位信號清零後，對系統鍾標計數，且每次計數將計數值輸出給ROM的第二計數器；每當從第二計數器收取計數值，分別對應各計數值輸出一個個寫入的規定值的ROM；選擇ROM的輸出和從外部輸入的固定規定值兩者之一的第一信號選擇手段；將第一信號選擇手段的輸出與下述的觸發器的輸出相加的加法器；通常選擇加法器的輸出，僅當產生復位信號時選擇短時間內從外部輸入的讀出開始地址指定A的第二信號選擇手段；鎖存第二信號選擇手段的輸出的觸發器，該觸發器的輸出的整數部分為存貯裝置的讀出地址An；計算(Dn＋1—Dn)的減法器；將(Dn＋1—Dn)與觸發輸出的小數部分相乘的乘法器；將Dn與乘法器的輸出相加的加法器，該加法器的輸出是壓縮後的視頻信號。
全文摘要
本發明第一實施例的視頻信號壓縮裝置，每個系統時鐘取出寫入ROM中的規定值使用，能隨每個時鐘改變規定值，因此能在水平方向僅壓縮例如畫像的中央部分。對於第二實施例，使用不需產生地址的FIFO存貯器，因此電路簡單小型。第三實施例的裝置，能對固定壓縮值模式和使壓縮值隨每個時鐘變化的模式加以選擇，且能從外部設定固定壓縮值。而第四實施例的視頻信號壓縮裝置能改變畫像的顯示位置。
文檔編號H04N5/44GK1114485SQ9411328
公開日1996年1月3日 申請日期1994年12月22日 優先權日1993年12月22日
發明者井澤洋介, 谷匡弘, 奧村直司, 仁尾寬, 佐藤壽親 申請人:松下電器產業株式會社