JP2000506350A - 静止フレーム動作期間に補助画像における空間的継ぎ目を除去するために補助画像をサンプリングして主画像とともに表示する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の補助画像と主画像を合成する装置は、主画像信号源と補助画像信号を表すサンプル源とを含んでいる。サブサンプラは、五点形サブサンプリング・パターンまたは長方形サブサンプリング・パターンのいずれかで補助画像サンプルを選択的にサブサンプリングする。信号合成器は、主画像信号とサブサンプリングされた補助画像サンプルを表す信号とを合成して合成画像信号を生成する。制御回路は、静止フレーム動作期間には長方形サブサンプリング・パターンでサンプルを取出し、またそれ以外の場合には五点形サブサンプリング・パターンでサンプルを取出すようにサブサンプラを調整する、サブサンプラ用の静止制御信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 静止フレーム動作期間に補助画像における空間的継ぎ目を除去する ために補助画像をサンプリングして主画像とともに表示する装置 産業上の利用分野 本発明は、水平解像度を改善するために五点形(quincunx)サンプリング法を用 いるピクチャ−イン−ピクチャ（画面内画面）システムに関する。 発明の背景 現在の画像表示システムは、大きな主画像に加えて小さな補助画像を表示する 機能を含んでいる。この小さな画像は、その大きな主画像の境界の内側に表示す ることができ、その場合、そのようなシステムはピクチャ−イン−ピクチャ（Ｐ ＩＰ、画面内画面）システムといわれる。また、その小さな画像は主画像の外側 に（例えば、主画像の左側または右側に）配置することもでき、その場合のその システムはピクチャ−アウトサイド−ピクチャ（ＰＯＰ、画面外画面）システム といわれる。その主画像と補助画像は、同じ画像ソース（源）から取出されるも のでもよい。例えば、そのＰＩＰ画像は主画像の静止フレームの形態であっても よい。または、その主画像と補助画像は、独立の画像ソースから取出されるもの でもよい。例えば、主画像として表示される１つのビデオ信号に第１のチューナ が同調し、この第１のチューナとは独立に、挿入画像(inset image)として表示 される別のビデオ信号に第２のチューナが同調するようなシステムであってもよ い。 ＰＩＰシステムまたはＰＯＰシステムは、補助ビデオ信号中に生じる補助画像 を表す圧縮画像データを記憶し、補助画像を表示するように設定された主画像の 一部分においてその主画像信号をその圧縮画像データで置換することにより動作 する。そのシステムは、ビデオ信号中で生じた時点から主画像内に表示される時 点までの間、補助画像データを記憶するのに充分なメモリ量を用意しなければな らない。既知のシステムは、１フレーム分または１フィールド分の補助ビデオデ ータを保持するのに充分なメモリを用意する。メモリは比較的高価なので、必要 なメモリ量を最小限に抑えることが望ましい。既知のＰＩＰおよびＰＯＰシステ ムでは、必要なメモリ量を減少させるために、補助ビデオ信号データをサブサン プリングして、１フィールド分だけのサブサンプリング（副サンプリング）され た補助ビデオデータを記憶する。そのサブサンプリング法と補完（相補）関係に ある表示法を用いてＰＩＰ画像またはＰＯＰ画像が表示される。 しかし、既知のサブサンプリング技法は、補助ビデオ信号における各ラインに 対して単純に“１つのサンプルを取出してＮ個のサンプルを捨てる”操作を繰り 返す処理で構成されている。この形式のサブサンプリング法は、サンプルを長方 形（矩形、直交）パターンで取出すもので、後述するように長方形サブサンプリ ング法といわれる。この方法では、ＰＩＰ画像またはＰＯＰ画像の水平解像度が 不所望なほど減少し、また、表示されたＰＩＰ画像またはＰＯＰ画像の知覚上の 品質も減少する。従って、後で主画像とともに表示するためのＰＩＰ画像データ またはＰＯＰ画像データを記憶するのに必要なメモリ量を増大させることなく、 ＰＩＰ画像またはＰＯＰ画像の水平解像度を増大させることができるサブサンプ リング法を実現することが望ましい。 五点形サブサンプリング法すなわちクインカンクス・サブサンプリング法は、 サブサンプリングされた補助画像データを一時記憶するのに必要なメモリ量を増 大させることなく、サブサンプリングされた補助画像の知覚上の水平解像度を増 大させる１つの方法である。五点形パターンすなわちクインカンクス・パターン は、空間的サンプリング法として、４つのサンプルが正方形または長方形に配置 され、かつ１つのサンプルがその正方形または長方形の中心に配置されるものと して定義される。五点形サンプリング法では、１ライン分の補助画像を互いに等 間隔の第１組の各水平位置でサブサンプリングし、隣接する次の１水平ライン（ そのラインは標準的インタレース形テレビジョン・ビデオ信号では次のフィール ドに存在する）を、第１組の各位置の中間に位置する第２組の各水平位置でサブ サンプリングし、そしてこのサブサンプリングのパターンを繰り返して行く。図 ３の上部分は、そのサンプリング技法を例示しており、以下、その詳細を説明す る。そのサンプリング技法において、各“Ｘ”はサブサンプリングされたサンプ ルを表し、各“＋”は飛越されたサンプルを表す。図から分かるようにまた後述 するように、各水平ラインにおいて同数のサンプルが取出されるが、そのような サンプルは、全部合わせるて見ると全体では１ラインの水平位置の数の２倍をカ バーしており、従って、サブサンプリングされた補助画像の知覚上の水平解像度 を増大させる。 空間的に互いに隣接するラインは時間的に互いに隣接するフィールドで生じる ので、五点形サンプリング法は、１つのフィールドの補助画像における各ライン を１組の水平位置でサブサンプリングし、隣接する次のフィールドにおける各ラ インを、先行するフィールドの各水平位置の中間に位置する第２の組の各水平位 置でサブサンプリングすることによって達成される。そして、このパターンは繰 り返される。従って、１つのフィールド内の各ラインはその同じフィールド内の その他の全てのラインと同じ形態でサンプリングされる。但し、１つのフィール ドの各ラインにおけるサブサンプリングされた各サンプルの各水平位置は、隣接 するフィールドの各ラインにおけるサブサンプリングされた各サンプルの各水平 位置の中間に位置する。 しかし、五点形サブサンプリング法を用いるＰＩＰシステムまたはＰＯＰシス テムでは或る問題が生じる。主ビデオ信号と補助ビデオ信号は互いに同期してい ないので、１フィールド分のサブサンプリングされた補助画像のサンプルがメモ リから取出されて主画像中に表示されるときに、メモリの一部分は先行する補助 画像フィールドから取出されたサンプルを一時的に含み、一方、メモリの他の部 分は現在の補助画像フィールドから取出されたサンプルを含むこととなる。これ らのフィールドは互いに１／６０秒だけ（米国ＮＴＳＣ標準における間隔）離れ ているので、メモリのこれら２つの部分から取出されたサンプルから２つの画像 部分が形成されて並置されたときに、時間的継ぎ目（テンポラル・シーム：Temp oral Seam）といわれる継ぎ目が発生する。さらに、１つのサンプリング・パタ ーンを用いて、先行フィールドから各サンプルが取出され、一方、現在のフィー ルドにおけるサンプルは別のサンプリング・パターンで取出される場合には、こ れらのサンプルが主画像と合成されて表示されるときに、先行補助フィールドか ら取出されたサンプルと現在の補助フィールドから取出されたサンプルの間の時 間的継ぎ目位置には空間的継ぎ目といわれる継ぎ目が現れる。この継ぎ目によっ て、挿入補助画像に深刻な品質低下が生じる。よって、時間的継ぎ目位置におけ る空間的継ぎ目による品質低下を生じることなく、五点形サンプリングによって 水平解像度を知覚上増大させることが望ましい。 時間的継ぎ目位置における空間的継ぎ目の除去は、時間的継ぎ目の位置をモニ タ（監視）し、その時間的継ぎ目の前では或る１つのサンプリング・パターンを 用いて補助画像をサブサンプリングし、その時間的継ぎ目の後は他のサンプリン グ・パターンを用いて補助画像をサブサンプリングすることによって行われる。 このような方法によって、補助挿入画像を表す各サンプルがメモリから取出され るときには、先行フィールドからのサンプルを含んでいるメモリの部分に記憶さ れているサンプルは、現在のフィールドからのサンプルを含んでいるメモリの部 分に記憶されているサンプルの場合と同じサンプリング・パターンを用いてサン プリングされた状態になる。これによって、時間的継ぎ目位置における空間的継 ぎ目が除去される。 最近のビデオ表示装置によって実現される１つの機能として、挿入補助画像用 の静止フレーム動作がある。この機能は、フィールド・メモリへの新しいサンプ ルの書込みを中断し、一方、そのフィールド・メモリからサンプルを読出して挿 入画像を生成することを継続させることによって実現される。フィールド・メモ リには新しいデータが書込まれないので、挿入画像は、変化せず、固定または静 止(fixed or frozen)した形で表示される。しかし、時間的継ぎ目位置における 空間的継ぎ目を除去するために、上述の方法で挿入画像信号が五点形サブサンプ リングされる場合には、フィールド・メモリへの補助画像のサブサンプリングさ れたサンプルの書込みが中断されたときに、そのフィールド・メモリの一部分は 時間的継ぎ目位置の前に取出されかつ１つのサンプリング・パターンを用いてサ ンプリングされたサンプルを含んでおり、一方、フィールド・メモリの他の部分 はその時間的継ぎ目位置の後で取出されかつ他のサンプリング・パターンを用い てサンプリングされたサンプルを含むこととなる。これらのサンプルによって表 される静止挿入画像は、表示されるときに、時間的継ぎ目位置に空間的継ぎ目を 有することとなる。よって、静止補助挿入画像が表示されるときに、静止フレー ム動作期間に時間的継ぎ目位置に空間的継ぎ目を導入することなく知覚上高い水 平解像度が得られるような挿入補助画像用の五点形サブサンプリング法を実現す ることが望ましい。発明の概要 本発明の原理に従えば、補助画像と主画像を合成する装置は、主画像信号源と 補助画像信号を表すサンプル源とを含んでいる。サブサンプラは、五点形サブサ ンプリング・パターンまたは長方形サブサンプリング・パターンのいずれかで補 助画像サンプルを選択的にサブサンプリングする。信号合成器が、主画像信号と サブサンプリングされた補助画像サンプルを表す信号とを合成して、合成された 画像信号を生成する。制御回路は、サブサンプラが静止フレーム動作期間には長 方形のサブサンプリング・パターンでサンプルを取出しそれ以外の場合には五点 形サンプリング・パターンでサンプルを取出すようにサブサンプラを調整するサ ブサンプラ用静止制御信号を生成する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明を取り入れた、主画像とピクチャ−イン−ピクチャ（ＰＩＰ） 画像を例示する表示画像を示している。 図２は、本発明を取り入れた、ＰＩＰシステムの部分を、部分的にブロック形 式で表現し、部分的に論理形式で表現した図である。 図３は、五点形サンプリング法を例示するＰＩＰ表示画像の詳細な図である。 図４は、主ビデオ信号およびＰＩＰビデオ信号の波形図と、ＰＩＰメモリ・ア クセス・アドレスの波形図である。 図５および６は、ＰＩＰ画像用の五点形サンプリング法を用いたときの問題点 とその解決法を示すＰＩＰ表示画像の各部分の詳細な図である。 図７は、フィールド・メモリに記憶するためのＰＩＰデータを生成するエンコ ーダ（符号化器）を、部分的にブロック形式で表現し、部分的に論理形式で表現 した図である。 図８は、主画像に挿入されるＰＩＰデータを生成するための復号器を、部分的 にブロック形式で表現し、部分的に論理形式で表現した図である。 発明の詳細な説明 例示された実施形態は、図１に示した画像を生成するピクチャ−イン−ピクチ ャ（ＰＩＰ）システムについて記載されている。しかし、本発明の原理は、他の 多画面システムにも等しく適用可能であり、例えば、主画像の外側に（即ち、左 側または右側に）小さな画像が配置されるピクチャ−アウトサイド−ピクチャ（ ＰＯＰ）のシステムにも適用可能である。 図１は、本発明を取り入れた、主画像と補助画像を含んでいるＰＩＰ表示画像 を表している。図１には、主画像２が、テレビジョン受像機またはモニタのよう な表示装置に表示される形態で示されている。主画像２は、アンテナまたはケー ブルから受信されたテレビジョン信号に応動するチューナを含んだ既知の信号処 理回路によって生成される。また、図１には、主画像２の左下側の隅（角）に挿 入された第２の画像４が示されている。図示された実施形態における補助画像２ はピクチャ−イン−ピクチャ（ＰＩＰ）画像といわれる。ＰＩＰ画像は、既知の 信号処理回路で生成することもでき、場合によっては、アンテナまたはケーブル から受信された第２のテレビジョン信号に応動する第２のチューナを含んでいる 信号処理回路で生成することができる。また、この構成に代えて、第２のチュー ナは別個のビデオ・カセット・レコーダ（ＶＣＲ）で実現することもできる。Ｐ ＩＰ画像４を表す信号は、既知の方法で、主画像２を表す信号と合成することが できる。その合成信号は表示装置に供給され、その表示装置は図１に例示された 画像を表示する。 図２は、本発明を取り入れた、ＰＩＰシステムの部分を、部分的にブロック形 式で表現し、部分的に論理形式で表現した図である。図２において、主ビデオ画 像を表す信号の信号源１０２は、同期成分プロセッサ１０３とビデオ成分プロセ ッサ１０４のそれぞれの入力端子に結合された１つの出力端子を含んでいる。同 期成分プロセッサ１０３の出力端子は主タイミング信号発生器１０６に結合され ている。ビデオ成分プロセッサ１０４の出力端子は、マルチプレクサ１０８の第 １のデータ入力端子に結合されている。マルチプレクサ１０８の出力端子は、合 成ビデオ信号を発生し、既知の方法で表示装置（図示せず）に結合される。主タ イミング信号発生器１０６の複数の出力端子はそれぞれビデオ成分プロセッサ１ ０４のクロック入力端子とマルチプレクサ１０８の制御入力端子とに結合される 。 ＰＩＰビデオ画像信号の信号源１１０はＰＩＰ ＡＤ変換器（アナログ−ディ ジタル変換器）１１２の入力端子に結合される。ＰＩＰ ＡＤ変換器１１２の出 力端子は、ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３およびＰＩＰタイミング発生器１１ ４のそれぞれの入力端子に結合される。ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３の出力 端子は五点形サブサンプラ（サブサンプリング器）１１６のデータ入力端子に結 合される。サブサンプラ１１６の出力端子は、フィールド・メモリ１２０のデー タ入力端子に結合される。フィールド・メモリ１２０のデータ出力端子は挿入画 像表示信号発生器１２４のデータ入力端子に結合される。表示発生器１２４の出 力端子は、マルチプレクサ１０８の第２のデータ入力端子に結合される。 ＰＩＰタイミング信号発生器１１４の複数の出力端子はそれぞれ、サブサンプ ラ１１６および書込みアドレス発生器１１８の対応する各入力端子に結合される 。書込みアドレス発生器１１８は、サブサンプラ１１６およびフィールド・メモ リ１２０のそれぞれの書込みアドレス入力端子に結合された出力端子を有する。 主タイミング信号発生器１０６の複数の出力端子はそれぞれ、読出しアドレス発 生器１２２および表示発生器１２４の対応する各入力端子に結合されている。読 出しアドレス発生器１２２は、サブサンプラ１１６およびフィールド・メモリ１ ２０のそれぞれの読出しアドレス入力端子に結合された出力端子を有する。 図１および図２を参照して説明すると、主ビデオ信号源１０２からの主ビデオ 信号はビデオ成分と同期成分を含んでいる。同期成分プロセッサ１０３は、同期 成分信号を抽出して処理する。その同期信号はタイミング発生器１０６に供給さ れ、タイミング発生器１０６は４・ｆｓｃ（カラー副搬送波周波数）のクロック 信号と同期したタイミング信号を発生する。このタイミング信号は主ビデオ・プ ロセッサ１０４に結合される。ビデオ・プロセッサ１０４は既知の方法で主ビデ オ信号を処理する。例えば、好ましい実施形態において、主ビデオ・プロセッサ １０４は、各別のルミナンス（輝度）信号とクロミナンス（色）信号を生成する 、櫛型フィルタのようなルミナンス／クロミナンス信号分離器を含んでいる。ま た、主ビデオ・プロセッサ１０４は、クロミナンス信号用の復調器を含んでいて 、各別のＩおよびＱ信号またはＵおよびＶ信号を生成し、さらに、カラー信号マ トリックスを含んでいて、Ｒ、ＧおよびＢカラー成分信号を生成するものでもよ い。また、好ましい実施形態においては、主ビデオ・プロセッサ１０４は、アナ ログ−ディジタル変換器を含んでいて、櫛型フィルタ処理を含めて、その処理の 一部をディジタル回路で実行するものでもよい。この構成に代えて、ビデオ処理 を全く実行しない構成とすることも可能である。この場合、主ビデオ信号は、変 化することなくそのまま、主ビデオ信号源１０２からマルチプレクサ１０８へと パスされる（pass）渡される）。 また、主タイミング信号発生器１０６は、ＰＩＰ挿入画像が配置される表示画 像の部分を表示装置が走査するタイミングを示す信号を発生する。この信号は、 マルチプレクサ１０８の制御入力端子に供給される。主画像が表示されるときは 、マルチプレクサ１０８は主ビデオ・プロセッサ１０３をその出力端子に結合さ せるように調整され（条件付けられ）、また、ＰＩＰ画像が表示されるときは、 マルチプレクサ１０３は表示発生器１２４をその出力端子に結合するように調整 される。 一方、それと並行して、ＰＩＰビデオ信号はＰＩＰ ＡＤ変換器１１２によっ て処理されて、周波数４・ｆｓｃのＰＩＰビデオ信号を表すサンプルが生成され る。これらのサンプルは、ＰＩＰタイミング信号発生器１１４とＰＩＰビデオ信 号プロセッサ１１３とによって処理される。具体的には、ＰＩＰタイミング信号 発生器１１４は、ＰＩＰ同期成分を識別し、抽出し、処理する。ＰＩＰビデオ・ プロセッサ１１３は、ＰＩＰ ＡＤ変換器１１２からのＰＩＰビデオ信号サンプ ルを処理するディジタル回路からなる。好ましい実施形態においては、このビデ オ・プロセッサ１１３は、上述の主ビデオ・プロセッサ１０４と同様に、ＰＩＰ ビデオ信号からルミナンスおよびクロミナンス成分を分離するための回路、例え ば櫛型フィルタを含んでいる。さらに、ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３は、Ｉ およびＱまたはＵおよびＶの各クロミナンス成分を分離するための復調器を含ん でいてもよい。この構成に代えて、ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３は、ＰＩＰ ビデオ信号サンプルをさらに処理することのないように構成してもよい。その場 合、ＰＩＰ ＡＤ変換器１１２の出力は、五点形サブサンプラ１１６の入力端子 に直接結合される。 ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３からのＰＩＰ画像サンプル・シーケンスは、 後で詳しく説明する方法で、ＰＩＰタイミング信号発生器１１４からのタイミン グ信号とフィールド・メモリ読出しおよび書込みアドレスとに応答して、五点形 サブサンプラ１１６によってサブサンプリングされる。一般的に、ＰＩＰサンプ ル・シーケンスの各フィールドは、次のような方法でそれぞれ独立にサブサンプ リングされる。垂直方向には、垂直方向に整列した３つの水平ＰＩＰサンプルが 濾波されて、ＰＩＰのサブサンプリングされた１つのサンプルを発生する。好ま しい実施形態においては、垂直方向に整列した３つのサンプルの平均値が求めら れる。水平方向には、濾波されたシーケンスは６：１の比率でサブサンプリング され、即ち、後で詳細に説明するように１つのサンプルが保存され５つのサンプ ルが捨てられる。水平方向のサブサンプリングのタイミングが後で詳しく説明す る方法で制御されて、五点形サンプリング法が実行される。ＰＩＰ画像サンプル ・ストリームの１つの成分だけを五点形サブサンプリングすることが可能である 。例えば、好ましい実施形態においては、ルミナンス成分サンプル・ストリーム が五点形サブサンプリングされる。 サブサンプラ１１６からの１フィールド分のサブサンプリングされたＰＩＰサ ンプルは、フィールド・メモリ１２０に記憶される。ＰＩＰ画像４が表示されて いるときに、表示発生器１２４は、主タイミング信号発生器１０６の制御の下で 、フィールド・メモリ１２０から前に記憶したサブサンプリングされたサンプル を抽出する。表示発生器１２４は、五点形サブサンプラ１１６において実行され たサブサンプリングの逆の機能(function)を実行して、挿入補助画像を表すサン プル・シーケンスを生成する。さらに、主ビデオ信号１０４がアナログ形式（領 域）を維持している場合には、表示発生器１２４はディジタル−アナログ変換器 を含んでいる。従って、表示発生器１２４からの出力信号は、主ビデオ・プロセ ッサ１０４からの出力信号に対応する。即ち、主ビデオ・プロセッサ１０４から の出力信号がそれぞれのアナログのルミナンス信号およびクロミナンス信号であ る（好ましい実施形態におけるように）場合には、表示発生器１２４からの出力 信号もそれぞれのアナログのルミナンス信号およびクロミナンス信号である。 ＰＩＰ挿入画像４が表示されている期間は、マルチプレクサ１０８は、復号さ れたサンプルを復号器１２４からその出力端子にパスする（渡す）ように調整さ れる。一方、主画像２が表示されているときには、主ＡＤ変換器１０４からの主 ビデオ信号がマルチプレクサ１０８を通してパスされる。好ましい実施形態にお いて、主画像信号とＰＩＰ画像信号はそれぞれのアナログのルミナンス信号とク ロミナンス信号とからなり、また、マルチプレクサ１０８は、２つのアナログ信 号スイッチからなる。その一方のスイッチは、主ビデオ信号とＰＩＰビデオ信号 の各アナログ・ルミナンス成分間のスイッチング（切換）動作を行い、その他方 のスイッチは、主ビデオ信号とＰＩＰビデオ信号の各アナログ・クロミナンス成 分間のスイッチング動作を行う。主クロミナンス信号が、ＩおよびＱ信号または ＵおよびＶ信号に復調されるか、またはさらにＲＮＧおよびＢカラー成分信号に 逆マトリックス処理(dematrix)される場合には、その各成分に対して１つずつ、 ３つのマルチプレクサが設けられる。 上述のように、水平サブサンプリング法が実行されるときには、サブサンプル によって表される画像の水平解像度は低い水平解像度を有する。後述するように 、五点形サンプリング法は、サブサンプリングされたＰＩＰ画像の水平解像度が 低くなるという問題を解消する方法として用いられる。 図３は、五点形サンプリング法を例示する、受信されたＰＩＰ表示画像４の詳 細図である。上述のように、好ましい実施形態においては、ＰＩＰビデオ信号の ルミナンス成分およびクロミナンス成分はそれぞれのサンプル・ストリームに分 離される。図３の上部には、ＰＩＰ画像サンプル・シーケンスのフレームの一部 分のサンプリング・パターンが例示されている。図３における各ラインは、各フ ィールドにおける垂直方向に隣接する３本のラインを垂直方向に濾波（例えば、 平均化）した結果を表す。垂直方向に濾波されたサンプルからなる各ライン（以 下、単にラインという）は、複数の“Ｘ”または複数の“＋”（以下、単にサン プルという）からなる水平ラインによって表されている。そのような各サンプル は、受信されたＰＩＰ表示画像の図示部分の下に示されているようにＰＩＰの４ ・ｆｓｃタイミング信号（ＰＩＰ ＣＬＫ）の１サイクルで生成され、そのサン プルのルミナンス成分を表す部分と、そのサンプルのクロミナンス成分を表す部 分とで構成される。各“Ｘ”は水平サブサンプリング・プロセスによって取出さ れたサンプルを表し、各“＋”は飛越されたサンプルを表す。ＰＩＰビデオ画像 はインタレースされるので、垂直方向に濾波された隣接する各水平ラインは連続 するフィールドで伝送される。 図３の上部において、一番左のサンプルを取出される第１（最初）のサンプル として、６サンプル毎に各サンプル“Ｘ”を取出す。次いで、５つのサンプル“ ＋”が飛越され、その後、次のサンプル“Ｘ”が取出される。このパターンはそ のラインの残りの部分に対しても繰り返される。図示された垂直方向に濾波され た第３および第５のラインにおけるサンプルは、第１のラインと同じ組の水平位 置で取出される。インタレースされているので、これらのラインは全て同じフィ ールドからのものである。従って、１つのフィールドにおける各ラインは同じパ ターンでサンプリングされる。このパターンは、サンプル・パターンＳＰ１とし て示されている。 次のフィールドに位置する図３の第２ラインにおいて、第４のサンプル“Ｘ” は取出される第１のサンプルである。次いで、５つのサンプル“＋”が飛越され 、その後、次のサンプルが取出される。このパターンはそのラインの残りの部分 に対しても繰り返される。第４ラインにおけるサンプルは、第２のラインと同じ 組の各水平位置で取出される。このフィールドにおけるサンプルは、先行フィー ルドに由来する隣接ラインの各サンプルの水平位置の中間に位置する各水平位置 から取出される。サンプル・パターンＳＰ２として示されたこのパターンは、サ ンプル・パターンＳＰ１を生成するサブサンプリング・タイミング信号を４・ｆ ｓｃ ＰＩＰクロックの３サイクル分だけ遅延させることによって生成すること ができる。 サンプル・パターンＳＰ１およびＳＰ２を用いると、結果として、五点形サン プリング法といわれるサンプリングのパターンが得られ、またＰＩＰ画像におけ るより多くの水平位置からサンプルを供給することによってＰＩＰ画像の知覚上 の水平解像度が増大する。図３の上部における“Ｘ”として示された取出された サンプルは、メモリ１２０（図２）に記憶される。 図３の下部には、上述したように、メモリ１２０（図２）に前に記憶したＰＩ Ｐ挿入サンプルを表示する方法が例示されている。図３の下部には、図１に例示 された合成画像中に表示されたＰＩＰ画像４の一部分が示されている。図３の下 部に示された各サンプルは、主４・ｆｓｃタイミング信号時間（メインクロック 、MAIN CLK）で生成される。一般的には、各サンプルは、“Ｘ”で表されるよう に表示され、次いでその直後に、対応するその“Ｘ”の直ぐ右側に“○”で表さ れているようにそれが繰り返される。 ＰＩＰ画像４の図示部分の一番上のラインの一番左のサンプル“Ｘ”が表示さ れる。次いで、このサンプルは、次の４・ｆｓｃ主クロック時間に“○”のよう に繰り返される。次いで、前に記憶された次のサンプル“Ｘ”が表示され、それ がその直後に“○”のように繰り返される。これが、このＰＩＰ画像ラインの残 りの部分に対しても繰り返される。このパターンは、ＰＩＰ画像の第３と第５（ および全ての奇数番目）のラインに対して繰り返される。これらのラインは、第 １ラインのフィールドと同じフィールド内にある。従って、上述のＰＩＰビデオ 信号サンプリング処理に関しては、１つのフィールド内の各ラインは同じパター ンで表示される。このパターンは、表示パターンＤＰ１として示されており、上 述したようにサンプル・パターンＳＰ１に対応する。 第２のラインの一番左のサンプルは“○”であり、その直ぐ左側にある先行サ ンプル（図示せず）の繰り返しである。次いで、その第２のラインの第２のサン プル“Ｘ”が表示され、次いでその直後に、次の４・ｆｓｃ主クロック時間に“ ○”のように繰り返される。次いで、前に記憶された次のサンプルが“Ｘ”とし て表示され、それが“○”のように繰り返される。これが、このＰＩＰ挿入画像 ラインの残りの部分に対しても繰り返される。これと同じパターンは、ＰＩＰ画 像の第４のライン（および全ての偶数番目）のラインに対して繰り返される。こ のパターンは、表示パターンＤＰ２として示され、上述したサンプル・パターン ＳＰ２に対応する。表示パターンＤＰ２は、表示パターンＤＰ１として生成され るサンプルを４・ｆｓｃ主クロックの１サイクルだけ遅延することによって生成 される。 各サンプルは、そのサンプルのルミナンス成分を表す部分と、そのサンプルの クロミナンス成分を表す部分とで構成される。好ましい実施形態においては、こ れらのサンプル部分は、互いに独立にアナログ形式のそれぞれのルミナンスおよ びクロミナンス・アナログ信号に変換される。そのルミナンスおよびクロミナン ス・アナログ信号は、主ビデオ・プロセッサ１０４によって生成されたアナログ のルミナンスおよびクロミナンス信号に対応して生成される。図から分かるよう に、前に記憶されたＰＩＰ画像サンプルからなる第１の表示を表す各“Ｘ”は、 図３の上部に示されたサンプリング・パターンと同じ五点形表示パターンで配置 されている。このような方法によって、フィールド・メモリ１２０（図２）に要 求されるメモリ・サイズを増大させることなく、ＰＩＰ画像の知覚上の水平解像 度が増大する。 しかし、ＰＩＰ画像信号に対して五点形サンプリング法を用いることによって 或る問題が生じる。その問題は、図４および５を参照すると良く理解できる。図 ４は、主ビデオ信号およびＰＩＰビデオ信号の波形図であり、ＰＩＰメモリ・ア クセス・アドレスの波形図である。図４において、主ビデオ信号源１０２（図２ ）からの信号は、連続フレームで構成される上部の波形として示されている。標 準インタレース形ビデオ信号におけるように、各フレームには２つのフィールド が存在し、２つのフィールドの各ラインは既知の方法でインタレース（間挿）さ れ、その２つのフィールドは通常は偶数フィールドおよび奇数フィールドとして 指定される。主ビデオ信号の各フィールドは長方形で表される。これは、図４に おいて、主ビデオ信号の各フィールドを表す各長方形に番号１および２を付与す ることによって示されている。主ビデオ信号の完全な２つのフィールド１および ２が、それぞれ図４に例示されている。各長方形の左辺は、そのフィールドに属 する垂直の同期パルスの時間的位置を表す。ビデオ・フレームの偶数および奇数 フィールドと図４におけるフィールド表示１および２との間には、何ら意図され た関係はない。 ＰＩＰビデオ信号源１１０からの信号が第２の波形として例示されている。ま た、このビデオ信号は連続フレームからなり、各フレームはインタレースされた ラインからなる２つのフィールドを含んでおり、各フィールドは１および２と番 号付けられた長方形によって示されている。各長方形の左辺は、そのフィールド に属する垂直同期パルスの時間位置を表す。主ビデオ信号とＰＩＰビデオ信号の 間の垂直同期パルスの時間位置が互いに異なることによって示されているように 、ＰＩＰビデオ信号は主ビデオ信号と時間的に整合（整列）していない。 図２を参照すると、好ましい実施形態において、ルミナンス部分およびクロミ ナンス部分を含んだＰＩＰビデオ信号のサンプルがＰＩＰビデオ・プロセッサ１ １３によって生成されると、そのサンプルはまず垂直方向に濾波され、次いでそ の垂直方向に濾波されたサンプルは、後で詳しく説明する方法でサブサンプラ１ １６によって制御されたタイミングで水平にサブサンプリングされ、そのサブサ ンプリングされたサンプルは書込みアドレス発生器１１８によって制御されたメ モリ１２０中の位置に記憶される。書込みアドレス発生器は、ＰＩＰ垂直同期パ ルスに応答して、書込みアドレスを、サブサンプリングされたＰＩＰ挿入サンプ ルを保持するためのフィールド・メモリ１２０の開始点（またはフィールド・メ モリ１２０内のバッファの開始点）にリセットする。そのようなバッファは、通 常、低アドレスから高アドレスまでフィルされ（fill、詰込まれ）、従ってその 初期アドレスは最小アドレスである。 書込みアドレス発生器１１８によって発生された書込みアドレスは、図４にお いて第３の波形として表されている。ＰＩＰビデオ信号（第２波形）におけるフ ィールド２の開始点において、書込みアドレス発生器１１８は、最小アドレスで あるＰＩＰ書込みアドレスを発生するように調整される。サブサンプリングされ たサンプルがサブサンプラ１１６（図２）によって生成されるにしたがって、そ のサンプルは、フィールド・メモリ１２０における、書込みアドレス発生器１１ ８によって供給される次第に増加するアドレスに記憶される。これは、図４にお いて、次第に増加する書込みアドレス信号によって示されている。フィールド２ が終了すると、サブサンプリングされたサンプルは書込みバッファの全てに書込 まれ、そのアドレス信号は最大値に達する。次いで、次のフィールド（フィール ド１）の垂直同期パルスは、書込みアドレス発生器１１８のアドレスをバッファ の開始点（即ち最小アドレス）に再度リセットし、そしてそのプロセスが繰り返 される。 上述のように、サブサンプリングされたＰＩＰサンプルが、サブサンプラ１１ ６と書込みアドレス発生器１１８の制御の下でメモリ１２０に書込まれている間 に、主ビデオ信号の走査位置が表示発生器１２４によってモニタされる。主画像 の第１の部分６（図１）の期間には、ＰＩＰ画像のいかなる部分も表示されない 。主画像の最後の部分８（例えば、例示された実施形態における合成画像の下の ３分の１の部分）の期間は、メモリ１２０に前に記憶したサブサンプリングされ たサンプルは、読出しアドレス発生器１２２によって制御されるアドレスから表 示発生器１２４によって取出される。このサンプルは、後で詳しく説明する方法 で表示発生器１２４によって処理されて、図３の下部に示されたサンプル・パタ ーンが生成される。好ましい実施形態において、このサンプルはさらに処理され て、それぞれのアナログのルミナンス信号とクロミナンス信号が形成される。次 いで、これらの信号は、ＰＩＰ画像が表示されている期間に、マルチプレクサ１ ０８における対応する主ビデオのルミナンス信号およびクロミナンス信号と置換 される。 書込みアドレス発生器１１８の場合と同様に、主ビデオ信号の垂直同期パルス は、読出しアドレス発生器１２２が、ＰＩＰのサブサンプリングされたサンプル を保持するフィールド・メモリ１２０の開始点（またはフィールド・メモリ１２ ０内のバッファの開始点）を指すアドレスを発生するように、読出しアドレス発 生器１２２を調整する。ＰＩＰ画像４が挿入される合成画像の下部８の期間に、 読出しアドレス発生器１２２は、ＰＩＰサンプルがサブサンプラ１１６によって フィールド・メモリ１２０に書込まれたのと同じ順序で、ＰＩＰサンプルをフィ ールド・メモリ１２０から取出すように、フィールド・メモリ１２０を制御する 。従って、ＰＩＰ画像サンプルが合成画像に挿入されるときには、最小アドレス で開始して最大アドレスまで進めながらサンプルが取出される。 読出しアドレス発生器１２２によって発生された読出しアドレスは第４の波形 によって表されている。主ビデオ画像の垂直同期パルスにおいて、読出しアドレ ス発生器１２２は、フィールド・メモリ（またはフィールド・メモリ内のバッフ ァ）の開始点のアドレスを発生するように調整される。アドレスは、合成ビデオ 画像の第１の部分６の期間は変化しない。ＰＩＰサンプルがフィールド・メモリ １２０から抽出されて行くにしたがって、読出しアドレスは、主ビデオ・フィー ルド２が終了する最大アドレスまで増加する。次の主ビデオ・フィールド１の開 始点によって読出しアドレス発生器１２２がリセットされ、そしてそのプロセス が繰り返される。 図５には、ＰＩＰシステムにおいて五点形サンプリング法を実行したときに生 じる得る問題が示されている。図５において、フィールド・メモリ１２０の内容 の一部分は、図４に示されたようにＰＩＰ画像のフィールド１内で生じる時間Ｔ Ｓ１において、生じる。図５を参照すると、ＰＩＰ画像の先行フィールドである フィールド２の一部分が、例示されたサンプリング・パターンＳＰ２とともに（ 図３におけるのと同じ符号を用いて）、図５の左上部分に示されている。破線は フィールド１からのラインを表している。フィールド２は、フィールド２の左側 の矢印で示されているように通常の方法で頂部から底部まで走査される。連続す る次のフィールドであるフィールド１の一部分が、フィールド２の直ぐ下に、サ ンプリング・パターンＳＰ１とともに示されている。破線はフィールド２からの ラインを表している。フィールド１も、フィールド１の左側の矢印で示されてい るように頂部から底部まで走査される。フィールド１および２の画像の右側には 、時間ＴＳ１におけるフィールド１およびフィールド２の図示部分に対応するメ モリ１２０の部分の状態が示されている。図５に例示されているメモリ１２０は 、メモリ１２０の右側の矢印で示されるように、頂部から底部まで書込まれる。 この分野の技術者は、サブサンプリングされたサンプル“Ｘ”だけがメモリに記 憶され、そのサンプル間に存在するサンプル“＋”は記憶されないことを理解す るであろう。即ち、図５のメモリ・ブロック１２０に示された各サンプリング・ パターンは、フィールド・メモリ１２０のその図示部分に記憶されているサブサ ンプリングされたサンプルが取出された時のサンプリング・パターンを示すもの であるに過ぎない。 ＰＩＰ画像フィールド２が終了すると、メモリ１２０は、サンプリング・パタ ーンＳＰ２を用いてフィールド２から取出されたサブサンプリングされたサンプ ル“Ｘ”で完全にフィルされる。フィールド１の開始点において、メモリ１２０ におけるフィールド２のサンプルは、図５に例示されているように、メモリ１２ ０の頂部から開始して底部に向かうサンプリング・パターンＳＰ１を用いて、フ ィールド１からのサブサンプリングされたサンプルで上書きされる。時間ＴＳ１ において、メモリ１２０の下部分は、フィールド２からメモリ１２０の下部分に 向かう矢印によって示されるように、フィールド２からのサンプルを含んでいる 。一方、その上部分は、フィールド１からメモリ１２０の上部分に向かう矢印に よって示されるように、フィールド１からのサンプルを含んでいる。 図４を参照すると、ＰＩＰビデオ信号のフィールド１に対するＰＩＰ書込みア ドレス波形の一部分が、主ビデオ信号のフィールド２に対するＰＩＰ読出しアド レス波形の上に仮想線の形で重畳されている。時間ＴＳ１において、ＰＩＰ読出 しアドレスはＰＩＰ書込みアドレスと同じになる。図５を参照すると、時間ＴＳ １の直前に、ＰＩＰ画像のフィールド１からのライン２０２が、ＰＩＰビデォ信 号からサブサンプリングされて、書込みアドレス発生器１１８（図２）によって 供給されるアドレスで指定されたメモリ１２０の位置に書込まれる。さらに、メ モリ１２０に書込まれたばかりのライン２０２は、メモリ１２０におけるその同 じ位置から読出されて、ＰＩＰ挿入画像４（図１）における適当な位置に表示さ れる。一方、時間ＴＳ１の直後に、ＰＩＰ画像４（図１）における次のライン２ ０４を形成するサンプルが、読出しアドレス発生器１２２によって供給されるア ドレスで指定されたメモリ１２０の位置から読出される。しかし、このラインは 、まだフィールド１におけるＰＩＰビデオ信号から受入れられてサブサンプリン グされたものではない。その代わりに、表示されるＰＩＰ画像４のライン２０４ は、前のフィールド２からサブサンプリングされたサンプルから生成される。 表示されたＰＩＰ画像４のライン２０２（および先行ライン）はＰＩＰ画像の フィールド１からサンプリングされたものであり、一方、ライン２０４（および 残りのライン）は先行フィールド２からサンプリングされたものであり、従って 、先行フィールド２は（米国ＮＴＳＣ標準において）フィールド１より１／６０ 秒だけ前に発生したものである。ＰＩＰ画像においてこのような２つの部分の並 置が生じると、時間的継ぎ目ＴＳといわれる、フィールド・メモリを用いたＰＩ Ｐシステムにおいて知られている現象が発生する。時間的な継ぎ目に加えて、図 ５に例示されているシステムにおいて、フィールド・メモリ１２０の下部分にお けるサンプル（例、現在のフィールド１からのもの）はサンプリング・パターン ＳＰ１を用いて取出されたものであり、一方、フィールド・メモリ１２０の上部 分におけるサンプル（例、先行フィールド２からのもの）はサンプリング・パタ ーンＳＰ２を用いて取出されたものである。フィールド１およびフィールド２の サンプリング・パターンＳＰ１とＳＰ２の間に存在する取出されたサンプルの水 平位置の差は、それぞれ（図５におけるメモリ・ブロック１２０中に示された２ つのサンプリング・パターンによって強調されている）、このアプリケーション （適用例）の残りの部分において空間的継ぎ目といわれる表示ＰＩＰ画像４にお ける時間的継ぎ目位置に目に見える視覚的な不連続を形成する。従って、時間的 継ぎ目におけるサンプリング・パターンの変化によって、その時間的継ぎ目にお いてＰＩＰ画像の知覚可能な品質低下が生じる。 図６は、図５に対応し、時間的継ぎ目ＴＳ１における空間的継ぎ目の問題に対 する解決手段と、ＰＩＰ画像の知覚可能な品質低下を示している。フィールド２ の開始点では、サンプル・パターンＳＰ２を用いてサンプリングされ（図３に示 したように）、このサンプル・パターンは、図４の下部に示した時間ＴＳ２まで 継続される。時間ＴＳ２において、フィールド２に対するサブサンプリング・パ ターンがサンプル・パターンＳＰ２からサンプル・パターンＳＰ１に変更され、 フィールド２の残りの部分はサンプル・パターンＳＰ１を用いてサンプリングさ れる。次いで、フィールド１の開始点において、サンプリング・パターンは、時 間ＴＳ１までＳＰ１を維持する。次いで、時間ＴＳ１において、サンプル・パタ ーンは再度サンプル・パターンＳＰ２に変更される。これが、連続する全てのフ ィールドに対して繰り返される。 このようにしてサンプリング・パターンを制御した結果が、図６に時間ＴＳ１ におけるメモリ１２０の状態として示されている。時間ＴＳ１において、メモリ １２０の下部分は、依然としてフィールド２の下部分からサブサンプリングされ たサンプルのその部分（例、フィールド２における時間ＴＳ２を示すラインより 下の部分）を含んでいる。このサンプルは、上述のように、サンプル・パターン ＳＰ１を用いてサンプリングされたものである。メモリ１２０の上部分はフィー ルド１の上部分からサブサンプリングされたサンプル（フィールド１における時 間ＴＳ１を示すラインより上の部分）を含んでいる。また、このサンプルは、サ ンプル・パターンＳＰ１を用いてサンプリングされたものである。従って、これ らのサンプルがメモリ１２０から取出されてＰＩＰ画像４が生成されるときに、 ＰＩＰ画像の頂部から底部までサンプル・パターンが統一されることになる。主 ビデオ・フィールド１における時間的継ぎ目位置における知覚可能な空間的継ぎ 目がなくなる。同様に、図示されていないが、表示されたＰＩＰ画像４（図１） の次のフィールドに対する全てのサンプルは、サンプル・パターンＳＰ２を用い て再度サンプリングされるものであり、そのフィールドに対する時間的継ぎ目位 置における知覚可能な空間的継ぎ目は生成されない。 図７は、フィールド・メモリ１２０（図２）に記憶されるサブサンプリングさ れたＰＩＰサンプルを生成するサブサンプラ１１６を、部分的にブロック形式で 表現し、部分的に論理形式で表現した図である。図７において、読出しアドレス 発生器１２２からの読出しアドレス信号は、比較器４０５の第１の入力端子に結 合され、書込みアドレス発生器１１８からの書込みアドレス信号は比較器４０５ の第２の入力端子に結合される。比較器４０５の出力端子は、Ｓ−Ｒフリップフ ロップ４１０のセット入力端子Ｓに結合されている。Ｓ−Ｒフリップフロップ４ １０の非反転出力端子Ｑは、インバータ４２０の入力端子に結合されている。イ ンバータ４２０の出力端子は、排他的オア（論理和）ゲート４３０の第１の入力 端子に結合されている。排他的オアゲート４３０の出力端子はアンド（論理積） ゲート４３５の第１の入力端子に結合されている。アンドゲート４３５の出力端 子は、マルチプレクサ４５０の制御入力端子に結合されている。ＰＩＰタイミン グ信号発生器１１４からのＰＩＰ垂直同期パルス信号は、Ｓ−Ｒフリップフロッ プ４１０のリセット入力端子Ｒに結合される。現在のＰＩＰビデオ信号フィール ド・タイプを示す信号（後述する）は、排他的オアゲート４３０の第２の入力端 子に結合される。静止フレーム機能が実行されることを示すアクティブな（活動 状態の）低レベル信号である信号FREEZE^*（静止）は、アンドゲート４３５の第 ２の入力端子に結合される。 ＰＩＰタイミング信号発生器１１４からのＰＩＰ水平同期リセット信号は、マ ルチプレクサ４５０の第１のデータ入力端子と４・ｆｓｃ ＰＩＰタイミング信 号３サイクル遅延回路４４０の入力端子とに結合される。好ましい実施形態にお いて、ＰＩＰ水平同期リセット信号は、ＰＩＰ水平同期成分信号の中央で発生す るＰＩＰ４・ｆｓｃの１サイクルの幅のパルスである。この構成に代えて、その ようなパルス信号は、ＰＩＰ水平同期信号の開始点または終了点で発生するか、 または水平同期信号内のどこかで発生するするようにしてもよい。 遅延回路４４０の出力端子は、マルチプレクサ４５０の第２のデータ入力端子 に結合されている。マルチプレクサ４５０の出力端子は６分周（６分割）回路４ ６０のリセット入力端子に結合される。６分周回路４６０のタンミング信号出力 端子は、ＰＩＰサブサンプル・タイミング信号を生成し、サブサンプラ４７０の 対応する入力端子に結合される。ＰＩＰタイミング信号発生器１１４からの４・ ｆｓｃ ＰＩＰタイミング信号は、６分周回路４６０のタンミング信号入力端子 に結合される。ＰＩＰビデオ・プロセッサ１１３からのＰＩＰビデオ・サンプル ・ストリームはサブサンプラ４７０のデータ入力端子に結合される。サブサンプ ラ４７０の出力端子は、サブサンプリングされたデータを生成し、フィールド・ メモリ１２０に結合される。 図３を参照すると、サンプル・パターンＳＰ２は、サンプリング・パターンＳ Ｐ１と同じであるが、４・ｆｓｃ ＰＩＰタイミング信号の３サイクル分だけ遅 延されている。その動作を説明すると、Ｓ−Ｒフリップフロップ４１０は、各Ｐ ＩＰフィールドの開始点においてＰＩＰ垂直同期パルスによってリセットされる 。従って、各フィールドの開始点において、Ｓ−Ｒフリップフロップ４１０のＱ 出力端子の信号は論理‘０’信号である。比較器４０５は、ＰＩＰ読出しアドレ スとＰＩＰ書込みアドレスとをモニタする。その両者が同じ（例、時間ＴＳにお いて）になったときに、比較器は論理‘１’信号を発生し、それ以外の場合には 論理‘０’信号を発生する。時間ＴＳにおける比較器４０５からのこの論理‘１ ’信号は、Ｓ−Ｒフリップフロップ４１０をセットし、Ｑ出力端子に論理‘１’ 信号を発生させる。この信号がインバータ４２０によって反転されて、時間ＴＳ の前はフィールド内で論理‘１’の信号が発生し、時間ＴＳの後は論理‘０’の 信号が発生する。 ＰＩＰフィールド・タイプ信号は、現在受入れ中のＰＩＰフィールドのタイプ を示す２状態(bistate)信号である。図４を参照すると、ＰＩＰフィールドはフ ィールド・タイプ１またはフィールド・タイプ２のいずれかである。上述のよう に、偶数および奇数フィールドとフィールド・タイプ１および２の間には何ら意 図された対応関係は存在しない。例示された実施形態において、論理‘０’信号 はフィールド・タイプ１を示し、論理‘１’信号はフィールド・タイプ２を示す 。排他的オアゲート４３０は、ＰＩＰビデオ信号をサブサンプリングするのに使 用される適正なサンプリング・パターン（例、ＳＰ１またはＳＰ２）を表す信号 を生成するように動作する。例示された実施形態において、排他的オアゲート４ ３０の出力が論理‘１’信号であるときはサンプリング・パターンＳＰ１が使用 され、またその出力が論理‘０’信号であるときはサンプリング・パターンＳＰ ２が使用される。 上述の図５および図６の説明を再度参照すると、フィールド・タイプ１につい て、時間ＴＳ１の前はサンプル・パターンＳＰ１が使用され、時間ＴＳ１の後は サンプル・パターンＳＰ２が使用される。一方、フィールド・タイプ２について 、時間ＴＳ２の前はサンプル・パターンＳＰ２が使用され、時間ＴＳ２の後はサ ンプル・パターンＳＰ１が使用される。ＰＩＰフィールド・タイプ信号が、フィ ールド１を示す論理‘０’信号であり、かつ例えばＴＳ１の前にＴＳ前（BEFORE TS）信号が論理‘１’であるときは、排他的オアゲート４３０の出力は、サンプ ル．パターンＳＰ１を示す論理‘１’信号である。ＴＳ前（BEFORE TS）信号が 時間ＴＳ１において論理‘０’信号に変化したときには、排他的オアゲート４３ ０の出力は、サンプル・パターンＳＰ２を示す論理‘０’信号に変化する。一方 、ＰＩＰフィールド・タイプ信号が、フィールド２を示す論理‘１’信号であり 、かつ例えばＴＳ２の前にＴＳ前（BEFORE TS）信号が論理‘１’であるときは 、排他的オアゲート４３０の出力は、サンプル・パターンＳＰ２を示す論理‘０ ’信号である。ＴＳ前（BEFORE TS）信号が時間ＴＳ２において論理‘０’信号 に変化したときには、排他的オアゲート４３０の出力は、サンプル・パターンＳ Ｐ１を示す論理‘１’信号に変化する。 排他的オアゲート４３０からのサンプル・パターン選択信号ＳＰ１／^*ＳＰ２ は、静止信号^*FREEZEによってアンドゲート４３５を介してゲート処理される。 上述のように、静止信号^*FREEZEを用いて、ＰＩＰ静止フレームを実行すべきこ とが示される。静止フレーム動作においては、フィールド・メモリ１２０（図２ ）へのＰＩＰデータの書込みが中断され、一方、読出し動作は変更なく継続する 。この状態ではフィールド・メモリ１２０に新しいサンプルが全く書込まれてい ないので、同じサンプルがフィールド・メモリから繰り返し読出されて挿入ＰＩ Ｐ画像を生成するのに使用される。これによって、表示装置に固定または静止し たＰＩＰ挿入画像４を形成する効果が得られる。しかし、上述のように、五点形 サンプリング中の１つのＰＩＰフィールドが終了したときに書込み動作が中断し た場合には、時間ＴＳの前に書込まれたフィールド・メモリ１２０の部分が、１ つのサンプル・パターンでサンプリングされたサンプルを含んでいる一方で、時 間ＴＳの後で書込まれたフィールド・メモリ１２０の部分は、他のサンプル・パ ターンでサンプリングされたサンプルを含んでいる。 完全動画ＰＩＰ画像が表示されている期間は、上述したようにサンプリング・ パターンを制御することによって、上述のような時間的継ぎ目位置における空間 的継ぎ目の発生が回避される。しかし、ＰＩＰ画像が静止している期間は、その 同じサンプリング・パターン全体が、ＰＩＰ画像の時間的継ぎ目位置に空間的継 ぎ目を導入することとなる。そこで、静止ＰＩＰ画像において時間的継ぎ目位置 に空間的継ぎ目が表示されるのを防止するために、フィールド・メモリ１２０へ のＰＩＰビデオのサブサンプリングされたサンプルの書込みが中断される前の少 なくとも２フィールド期間だけ五点形サンプリング法を中断する。そして、五点 形サンプリング法の代わりに、ＰＩＰ挿入画像を長方形パターンでサブサンプリ ングする。そうすれば、知覚上の水平解像度は減少するが、その一方で、五点形 サンプリングされた信号を静止させたときに結果として時間的継ぎ目位置に生じ る空間的継ぎ目が除去される。 静止信号^*FREEZEが、静止動作が差し迫って(imminent)いないことを示す論理 ‘１’信号であるときには、ＳＰ１／^*ＳＰ２信号がアンドゲート４３５を通過 してマルチプレクサ４５０の制御入力端子にパスされる。静止信号^*FREEZEが、 静止動作が差し迫っている（imminent、間もなく生じる）こと示す論理‘０’信 号であるときには、ＳＰ１／^*ＳＰ２信号はブロック（阻止）されて、アンドゲ ート４３５の出力は、後続の複数フィールドにわたってサンプル・パターンＳＰ ２を使用すべきことを示す論理‘０’信号となる。これによって、サンプル・パ ターンＳＰ１とＳＰ２の両方を同時に使用して得られる五点形サンプリング・パ ターンは中断される。その代わり、補助画像は、サンプル・パターンＳＰ２によ って規定される１組の各水平位置における長方形パターンでサブサンプリングさ れる。このサブサンプリングは、他の既知の回路（図示せず）の制御の下で２フ ィールド期間だけ継続する。次いで、この他の既知の回路は、フィールド・メモ リ１２０への書込み動作を中断させる。その静止動作が取消されると、静止信号^* FREEZEが論理‘１’信号になるように調整されて、五点形サンプリング機能が 再度イネーブル（enable、可動化、使用可能に）される。 アンドゲート４３５からの信号が、サンプル・パターンＳＰ１が使用されるこ とを示す論理‘１’信号であるときには、マルチプレクサ４５０は、ＰＩＰタイ ミング信号発生器１１４から直接供給されたＰＩＰ水平同期リセット・パルス信 号を６分周回路４６０のリセット入力端子に結合するように調整される。アンド ゲート４３５からの信号が、サンプル・パターンＳＰ２が使用されることを示す 論理‘０’信号であるときには、マルチプレクサ４５０は、４・ｆｓｃ ＰＩＰ タイミング信号３サイクル遅延回路４４０から供給された遅延したＰＩＰ水平同 期リセット・パルス信号を、６分周回路４６０のリセット入力端子に結合するよ うに調整される。 その６分周カウンタは、マルチプレクサ４５０からリセット・パルスを受信さ れた時点で開始して、ＰＩＰ４・ｆｓｃタイミング信号の６サイクル毎に１つの サブサンプリング・パルスを生成する。マルチプレクサ４５０から遅延のないＰ ＩＰ水平同期リセット・パルスを６分周回路４６０のリセット入力端子で受信さ れたときには、結果としてサンプル・パターンＳＰ１（図３）が得られるタイミ ングでサンプルが取出される。一方、マルチプレクサ４５０からＰＩＰ４・ｆｓ ｃクロックの３サイクル分だけ遅延されたＰＩＰ水平同期リセット・パルスを６ 分周回路４６０の入力端子で受信されたときには、結果としてサンプル・パター ンＳＰ２が得られるタイミングでサンプルが取出される。サブサンプラ４７０は 、６分周回路４６０からのサンプリング信号に応答して、ＰＩＰビデオ・プロセ ッサ１１３からのＰＩＰビデオ・サンプル・ストリームをサブサンプリングする 。このサブサンプリングされたサンプルは、フィールド・メモリ１２０（図２） に供給される。 図８は、主画像に挿入されるＰＩＰデータを生成するためのＰＩＰ挿入画像表 示発生器１２４を、部分的にブロック形式で表現し、部分的に論理形式で表現し た図である。図８において、フィールド・メモリ１２０（図２）からのＰＩＰの サブサンプリングされたサンプルは、サンプル取出し回路４７９の入力端子に結 合される。サンプル取出し回路４７９の出力端子は、主４・ｆｓｃタイミング信 号１サイクル遅延回路４８０の入力端子と、マルチプレクサ４９０の第１のデー タ入力端子とに結合されている。遅延回路４８０の出力端子はマルチプレクサ４ ９０の第２のデータ入力端子に結合されている。マルチプレクサ４９０の出力端 子はマルチプレクサ１０８（図２）に結合されている。主フィールド・タイプ信 号はアンドゲート４８５の第１の入力端子に結合され、静止信号^*FREEZE（図７ ）はアンドゲート４８５の第２の入力端子に結合される。アンドゲート４８５の 出力端子はマルチプレクサ４９０の制御入力端子に結合されている。 動作を説明すると、サンプルは、サンプル取出し回路４７９によって、読出し アドレス発生器１２２からの読出しアドレス信号によって指定されたフィールド ・メモリ１２０の位置から取出される。上述のように、好ましい実施形態におい ては、そのサンプルの各々は、そのサンプルのルミナンス成分を表す部分とその サンプルのクロミナンス成分を表す別の部分とを有する。サンプル取出し回路４ ７９は、４・ｆｓｃ ＰＩＰタイミング信号の１サイクルで１つのサンプルを取 出し、そのサンプルをその出力端子から供給する。次いで、サンプル取出し回路 ４７９は、そのサンプルが４・ｆｓｃ ＰＩＰタイミング信号の次のサイクルで 繰り返されるように、そのサンプルをその出力端子において保持する。次いで、 次のサンプルがフィールド・メモリ１２０から取出される。この処理が、フィー ルド・メモリ１２０における各ライン中の全てのサンプルに対して繰り返される 。 図３を参照して動作を説明すると、主フィールド・タイプ信号は、図７を参照 して説明したＰＩＰフィールド・タイプ信号と同様の方法で、フィールド・メモ リ１２０から現在取出されているＰＩＰビデオ・データをサブサンプリングする ために使用されるサンプル・パターン（それぞれＳＰ１またはＳＰ２）に対応す る表示パターン（ＤＰ１またはＤＰ２）の指示（表示）を供給する（与える）。 即ち、フィールド・メモリ１２０から現在取出されているデータをサンプル・パ ターンＳＰ１を用いてサンプリングしたときには、表示パターンＤＰ１を用いて そのデータが表示され、また、そのデータをサンプル・パターンＳＰ２を用いて サンプリングしたときには、表示パターンＤＰ２を用いてそのデータが表示され る。図７を参照して説明した静止信号^*FREEZEはアクティブな低レベル信号であ り、そのアクティブ低レベル信号は静止機能が差し迫っているときにアサート（ assert、主張）される。この信号に応答して、五点形サンプリング機能がディセ ーブル（disable、非可動化、使用禁止に）される。この信号を用いて、マルチ プレクサ４９０の制御入力端子への主フィールド・タイプ信号がゲート処理され る。 例示した実施形態において、主フィールド・タイプ信号が論理‘１’であると きには表示パターンＤＰ１が用いられてそのサブサンプリングされたＰＩＰサン プルが表示され、その信号が論理‘０’信号であるときには表示パターンＤＰ２ が用いられてそのサブサンプリングされたＰＩＰサンプルが表示される。主フィ ールド・タイプ信号は、静止信号^*FREEZEによってイネーブルされると、マルチ プレクサ４９０を制御する。主フィールド・タイプ信号が、表示パターンＤＰ１ を示す論理‘１’であるときには、マルチプレクサ４９０は、ＰＩＰのサンプリ ングされたデータをサンプル取出し回路４７９からマルチプレクサ１０８に直接 結合させるように調整される。これによって、遅延のないＰＩＰのサブサンプリ ングされたサンプルが供給され、図３に示されている表示パターンＤＰ１が形成 される。主フィールド・タイプ信号が、表示パターンＤＰ２を示す論理‘０’信 号であるときには、マルチプレクサ４９０は、遅延されたＰＩＰのサンプリング されたデータを主４・ｆｓｃタイミング信号１サイクル遅延回路４８０からマル チプレクサ１０８に結合させるように調整される。遅延回路４８０によって導入 された遅延によって、図３に示された表示パターンＤＰ２が形成される。静止信 号^*FREEZEが静止フレーム機能が実行中であることを示しているときには、アン ドゲート４８５の出力は、表示パターンＤＰ２を示す論理‘０’であり、これは 図７における静止信号^*FREEZEによって選択されたサンプリング・パターンＳＰ ２に対応する。 上述しかつ図示したＰＩＰサンプリング・システムは、付加的サンプルまたは より大きなフィールド・メモリを必要とすることなく、改善された水平解像度を 有するＰＩＰ画像を形成する。さらに、このシステムによって、そのようなシス テムにおいて発生し得る時間的継ぎ目位置において知覚可能な空間的継ぎ目が除 去される。最後に、このシステムによって、時間的継ぎ目位置における空間的継 ぎ目を静止ＰＩＰ画像に導入することなく静止フレーム機能を与える方法が実現 される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９６２２１９３．２ (32)優先日 平成８年10月25日(1996．10．25) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ウイリス，ドナルド ヘンリイ アメリカ合衆国 インデイアナ州 インデ イアナポリス イースト・セブンテイ―フ ォース・プレイス 5175

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主画像信号の信号源と、 補助画像信号を表すサンプルのサンプル源と、 上記補助画像サンプル源に結合されていて、静止制御信号に応答して、五点形 サブサンプリング・パターンと長方形サブサンプリング・パターンのうちの一方 で上記補助画像サンプルを選択的にサブサンプリングするサブサンプラと、 上記サブサンプラと上記主画像信号源とに結合されていて、上記主画像信号と 上記サブサンプリングされた補助画像サンプルを表す信号とを合成して合成画像 信号を生成する信号合成器と、 静止フレーム動作期間においては上記長方形サブサンプリング・パターンで、 またそれ以外の場合では上記五点形サブサンプリング・パターンで、サンプルを 取出すように上記サブサンプラを調整する上記静止制御信号を発生する制御回路 と、 を具える、補助画像と主画像を合成する装置。 ２．上記静止制御信号は静止フレーム動作が開始する所定時間前に発生されるも のである、請求項１に記載の装置。 ３．上記補助画像信号は所定の時間間隔で発生する連続フィールドを含んでおり 、上記所定時間は少なくとも２フィールド分の期間である、請求項２に記載の装 置。 ４．主画像信号の信号源と、 連続フィールドの補助画像信号を表すサンプルのサンプル源と、 静止フレーム動作を示す第１の状態とそれ以外の場合の第２の状態とを有する 静止フレーム制御信号の信号源と、 上記補助画像サンプル源に結合されていて、パターン制御信号に応答して、第 １の組の水平位置におけるサンプルを取出す第１のサンプル・パターンと、上記 第１の組の各水平位置間の実質的中間に位置する第２の組の水平位置におけるサ ンプルを取出す第２のサンプル・パターンのうちの一方で上記補助画像サンプル を選択的にサブサンプリングするサブサンプラと、 上記サブサンプラと上記主画像信号源とに結合されていて、上記主画像信号と 上記サブサンプリングされた補助画像サンプルを表す信号とを合成して合成画像 信号を生成する信号合成器と、 上記第１の状態の上記静止フレーム制御信号に応答して、上記第１と第２のサ ンプル・パターンのうちの一方でサンプルを取出すように上記サブサンプラを調 整する上記パターン制御信号を発生し、また、上記第２の状態の上記静止フレー ム制御信号に応答して、各補助画像信号フィールドの開始点においては上記第１ と第２のサンプル・パターンのうちの一方で、上記合成画像信号において表され ている上記サブサンプリングされた補助画像サンプルが全て同じサンプル・パタ ーンで取出されるように計算された切換時間の後は上記第１と第２のサンプル・ パターンのうちの他方で、サンプルを取出すように上記サブサンプラを調整する 上記パターン制御信号を発生する制御回路と、 を具える、補助画像と主画像を合成する装置。 ５．上記サブサンプラに結合されていて、１フィールド分のサブサンプリングさ れた補助画像サンプルを上記補助画像信号に同期して順次の書込み位置に記憶し 、前に記憶したサブサンプリングされたサンプルを上記主画像信号に同期して順 次の読出し位置から取出すフィールド・メモリを具え、 上記制御回路は、上記切換時間を、上記書込み位置が上記読出し位置と同じに なる時点として計算するものである、 請求項４に記載の装置。 ６．上記補助画像サンプル源は、同期成分を含んだ上記補助画像信号の信号源と 、上記補助画像信号の上記同期成分に応答して補助垂直同期信号を発生する補助 タイミング信号発生器と、を具えるものであり； 上記制御回路は、 上記連続的書込み位置と上記連続的読出し位置とに応じて、上記書込み位置が 上記読出し位置と同じになるときに信号を発生する比較器と、 上記補助垂直同期信号に応答して、上記第１と第２のサンプル・パターンのう ちの上記一方でサンプルを取出すように上記サブサンプラを調整することが可能 な選択信号を発生し、また、上記比較器の上記信号に応答して、上記第１と第２ のサンプル・パターンのうちの上記他方でサンプルを取出すように上記サブサン プラを調整することが可能な上記選択信号を発生する回路と、 上記第１の状態の上記静止フレーム制御信号に応答して、上記第１と第２のサ ンプル・パターンのうちの一方でサンプルを取出すように上記サブサンプラを調 整するような上記パターン制御信号を発生し、また、上記第２の状態の上記静止 フレーム制御信号に応答して、上記選択信号を上記パターン制御信号として上記 サブサンプラにパスする回路と、 を具えるものである； 請求項５に記載の装置。 ７．上記選択信号発生回路は、上記比較器に結合されたセット入力端子と、上記 補助垂直同期信号に応動するリセット入力端子と、上記選択信号を発生するＱ出 力端子とを有するＳ−Ｒフリップフロップを具えるものであり； 上記制御信号発生回路は、上記静止フレーム信号を受入れるように結合された 第１の入力端子と、上記選択信号を受入れるように結合された第２の入力端子と 、上記パターン制御信号を発生する出力端子とを有するアンドゲートを具えるも のである； 請求項６に記載の装置。 ８．上記補助画像信号は連続フレームを有し、その各フレームは第１と第２のフ ィールドを有するものであり； 上記制御回路は、上記第１の状態の上記静止フレーム制御信号に応答して、上 記第１と第２のサンプル・パターンのうちの一方でサンプルを取出すように上記 サブサンプラを調整する上記パターン制御信号を発生し、また、上記第２の状態 の上記静止フレーム制御信号に応答して、各第１フィールドの開始点においては 上記第１のサンプル・パターンで、上記書込み位置が上記読出し位置と同じにな った後は上記第２のサンプル・パターンで、各第２フィールドの開始点において は上記第２のサンプル・パターンで、上記書込み位置が上記読出し位置と同じに なった後は上記第１のサンプル・パターンで、サンプルを取出すように上記サブ サンプラを調整する上記パターン制御信号を発生するものである； 請求項５に記載の装置。 ９．上記補助画像サンプル源は、同期成分を含んだ上記補助画像信号の信号源と 、上記補助画像信号の上記同期成分に応答して上記補助画像信号フィールドが第 １のフィールドであるかまたは第２のフィールドであるかを示す補助フィールド ・タイプ信号と補助垂直同期信号とを発生する補助タイミング信号発生器と、を 具えるものであり； 上記制御回路は、 上記連続的書込み位置と上記連続的読出し位置とに応じて、上記書込み位置が 上記読出し位置と同じになるときに信号を発生する比較器と、 上記比較器に結合されていて、上記補助垂直同期信号に応答して、上記補助フ ィールド・タイプ信号が上記補助画像フィールド・タイプが第１のフィールドで あることを示しているときには上記第１のサンプル・パターンで、上記補助フィ ールド・タイプ信号が上記補助画像フィールドが第２のフィールドであることを 示しているときには上記第２のサンプル・パターンで、サンプルを取出すように 上記サブサンプラを調整することが可能な選択信号を発生し、また、上記比較器 の上記信号に応答して、上記補助画像フィールド・タイプ信号が上記補助画像フ ィールド・タイプが第１のフィールドであることを示しているときには上記第２ のサンプル・パターンで、上記補助フィールド・タイプ信号が上記補助画像フィ ールドが第２のフィールドであることを示しているときには上記第１のサンプル ・パターンで、サンプルを取出すように上記サブサンプラを調整することが可能 な上記選択信号を発生する回路と、 上記第１の状態の上記静止フレーム制御信号に応答して、上記第１と第２のサ ンプル・パターンのうちの一方でサンプルを取出すように上記サブサンプラを調 整するような上記パターン制御信号を発生し、上記第２の状態の上記静止フレー ム制御信号に応答して、上記選択信号を上記パターン制御信号として上記サブサ ンプラにパスする回路と、 を具えるものである； 請求項８に記載の装置。 １０．上記選択信号発生回路は、 上記比較器に結合されたセット入力端子と、上記補助垂直同期信号に応動する リセット入力端子と、Ｑ出力端子とを有するＳ−Ｒフリップフロップと、 上記Ｓ−Ｒフリップフロップの上記Ｑ出力端子に結合された第１の入力端子と 、上記補助フィールド・タイプ信号に応動する第２の入力端子と、上記選択信号 を発生する出力端子とを有する排他的オアゲートと、 を具えるものであり； 上記制御信号発生回路は、上記静止フレーム制御信号を受入れるように結合さ れた第１の入力端子と、上記選択信号を受入れるように結合された第２の入力端 子と、上記パターン制御信号を発生する出力端子とを有するアンドゲートを具え るものである； 請求項９に記載の装置。