JP2003280626A - 画像合成装置 - Google Patents

画像合成装置

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JP2003280626A
JP2003280626A JP2002121456A JP2002121456A JP2003280626A JP 2003280626 A JP2003280626 A JP 2003280626A JP 2002121456 A JP2002121456 A JP 2002121456A JP 2002121456 A JP2002121456 A JP 2002121456A JP 2003280626 A JP2003280626 A JP 2003280626A
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JP2002121456A
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Shigeru Yamada
茂 山田
Noriaki Sugiura
典昭 杉浦
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WAIMACHIKKU KK
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WAIMACHIKKU KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のコンピュータの画像を1台のモニターに
表示させる場合で、ソフトウエア、ハードウエアの特徴
を組み合わせ、最も経済的な方法で合成できる画像合成
装置 【解決手段】入力チャンネル数だけのコンピュータを用
意し、それぞれ同じ周波数のデジタル方式のグラフィク
スアダプターをとりつけておく。合成器はそれぞれのチ
ャンネルにFIFOメモリーをつけ、各コンピュータの
映像のフレームタイミングを同期させる。FIFOメモ
リーのそれぞれの出力を合成し、一つの映像信号として
モニター出力とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のコンピュー
タの表示画面を1台の表示装置に同時表示するための画
像合成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、プラズマディスプレイや液晶プロ
ジェクター等の大型の表示装置が使われるようになっ
た。これらの大型表示装置を使って複数の動画映像を1
台の大型表示装置に表示することが行われている。これ
らの方法は1台のコンピュータで複数の画像するを生成
する方法である。動画像の場合はネットワークから送ら
れてきたビデオストリームの再生画像やビデオキャプチ
ャボードでキャプチャーされた動画像である。これらの
1台の表示装置に複数の画像を表示する方法はソフトウ
エアで行っているので、表示位置や大きさ、画面の切り
替えは柔軟に行える。また、複数表示のための特別なハ
ードウエアのコストがかからない。
【0003】ところが、例えば複数の動画像を1台のコ
ンピュータで表示させようとすると、動画像を入力する
場合は、それぞれキャプチャーボードが複数枚必要にな
り、コンピュータのバスは一つなので、バスの競合やコ
ンピュータの処理能力により標準の大きさで元のフレー
ム数のリアルタイム表示は不可能である。一台のビデオ
キヤプチャボードで複数のビデオ入力を切り替えて表示
させる方法もあるが、それぞれの入力のビデオ信号の同
期がとられていないと切り替えがフレーム単位で行えな
い。同期を取るためには高価なフレームシンクロナイザ
ーが必要になる。また、ネットワークで送られてきた動
画ストリームの場合は、デコードにCPUの負荷がかか
り、これも複数の動画像を標準の大きさでリアルタイム
での表示は不可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近、高速
なコンピュータ映像やビデオキャプチャーした複数の映
像をリアルタイムでフレームの欠損無しに表示させる必
要性が出てきた。病院の手術室での生体の各種モニター
を1台の大型画面に集約させる場合に、各生体モニター
の元のフレーム数を維持できない場合は、タイミングに
より、手術に重大な支障を招く場合が者えられる。監視
用のネットワークカメラのモニターの場合も、ストリー
ムのデコードにCPU負荷がかかり、フレームが欠損す
る場合は問題が起こる可能性がある。これらの問題を解
決するためには、複数のコンピュータそれぞれで画像発
生やキャプチャー処理を行い、最終的にコンピュータの
画像出力を合成することである。しかしながら、現在の
コンピュータの構造では複数のコンピュータの画像表示
出力は全く違うクロックで動作しており、同期がとれて
いない。従ってそのまま単純にハードウエアで合成する
ことは不可能である。。
【0005】そこで本発明は上記課題を解消し、複数の
コンピュータの合成画像を高速に表示することができる
画像合成表示装置、およびシステムを提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項1の
発明にあっては、それぞれ高速で表示させたいコンピュ
ータのグラフィックスアダプターのデジタル出力規格の
DVI等の信号をそれぞれのFIFOメモリーに書き込
む。書き込むタイミングはグラフィクスアダプターの表
示ドットクロックである。FIFOメモリーは入力の数
だけ用意する。FIFOメモリーの読み出しは全FIF
Oメモリーをどれかのコンピュータのクロックで読み出
す。各コンピュータのグラフィクスアダプターボードは
同じ周波数のものを使っているので、同じ映像信号が出
るはずであるが、それぞれのコンピュータのスタート時
点は同一ではないので、それぞれ位相がずれている。こ
の位相をFIFOメモリーで各コンピュータを同一に
し、各FIFOの出力を混合すれば、全コンピュータの
合成画像が得られることになる。ただし、デジタル混合
なので、表示エリアが重なった場合、下になった画像は
消えることになる。2枚の絵を重ならないように表示す
るには例えば、Aコンピュータは画面の左側だけに描画
し、右側は黒にしておく。Bコンピュータはその逆を行
う。そうすればAコンピュータの画面は左側に表示さ
れ、Bコンピュータの画面は右側に表示されることにな
る。
【0007】請求項2の発明にあっては、画像合成の方
法に関するものである。本画像合成装置は、それぞれの
コンピュータの表示に関して他のコンピュータが表示で
きる領域を空けておく必要がある。もし、表示が重なっ
た場合はとちらかのコンピュータの表示が見えなくな
る。請求項2では、その重なりの優先順位を設定できる
もので、優先順位が高いコンピュータは一番前面に表示
でき、他のコンピュータの表示に邪魔されることはな
い。またクロマキー合成の場合は、優先順位が高いコン
ピュータで特定の色を指定し、その色の領域は第二番目
に優先順位が高いコンピュータの画像表示を許すもので
ある。例えば、画面全体にテロップとして文字表示を行
う場合、文字以外の背景をクロマキーで抜く色で描画
し、このクロマキーで抜く色を指定した領域は第二の優
先順位のコンピュータの表示を行う。この優先順位の関
系は優先順位最下位まで同様である。
【0008】請求項3の発明にあっては、本発明の機能
を実現するためにハードウエアとソフトウエアの機能の
連携に関するものである。本発明の合成装置のハードウ
エアは安価に製造できるのを目的とするため、画像の位
置調整、画像の拡大、スイッチング機能は持っていな
い。また、これらの機能は、画像の縮小の場合の補間等
ソフトウアエで行う方がフレキシビリテイがあり、効果
的であり、それぞれのコンピュータ側で行う方が効果的
である。
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本実施の
形態が適用されたディスプレイモニタシステムを説明す
るためのブロック図である。このディスプレイモニタシ
ステムは、表示すべき画像データを生成するコンピュー
タ10と、画像合成器20とディスプレイ装置30とを
備えている。このコンピュータ10には、本実施の形態
における処理を実行するCPU1とグラフィックスアダ
プタ11〜52を有している。これらのグラフィクスア
ダプターはデジタルインターフェスDVI60を装備し
ている。DVIはDigital Visual In
terfaceの略で、LCDやCRTへのビデオ信号
をディジタル伝送することを目的に、コンピュータ業界
の組織であるDDWGによって定義された。またコンピ
ュータ10はビデオキャプチャーボード12を備えてい
る。図1ではコンピュータ10とコンピュータ50の2
台を表示しているが、無論これは任意の台数が可能であ
る。
【0019】一方、画像合成器20は、コンピュータ1
0のグラフィックスアダプタ11〜52から供給された
DVIフォーマットのデータを一時格納するFIFO2
3メモリーを備えている。コンピュータ50も同様にグ
ラフィックアダプター52、ビデオキャプチャーボード
54を備えている。
【0020】図2は、本実施の形態で適用した画像方式
の一例を示した図である。図2で示す発生画像10〜発
生画像13はグラフィクスアダプターの発生画像を示し
ている。各コンピュータは他のコンピュータの画像を表
示させるための黒味を用意している。各コンピュータの
画像がすべて合成された場合は発生画像30のような画
面になる。
【0021】また、図1で、それぞれのコンピュータに
ビデオキャプチャボード12〜54をとりつけ、動画ビ
デオ信号をキャプチャボードでA/D変換し、そのデー
タをグラフィックアダプター11〜52に送ることによ
り、画像合成器により、リアルタイムで画像合成が可能
になり、ディスプレイ装置30には複数の動画像の表示
に際してリアルタイムで欠落のない画像が表示できる。
【0022】図3は、本実施の形態における画像出力の
同期の方法を説明した図である。コンピュータのグラフ
ックアダプターからのDVIフォーマットのデジタル入
力10〜13はそれぞれ周波数は同じで、スタート点が
違う、位相の違う映像信号である。また、厳密にはコン
ピュータのグラフィクアダプターの基準発振器である水
晶発振素子はそれぞれ、固体が違い、周波数も同じでは
ない。一般的に映像信号の同期は水平同期信号と垂直同
期信号で構成されている。水平同期信号は水平同期信号
の直後のデータが水平走査の開始データである。垂直同
期信号の直後がフレームの開始データである。フレーム
とは各映像信号の時間的に変化する画面1枚のことであ
る。秒60フレームとは1秒間に60回画面が変わると
いう意味である。各コンピュータのグラフィクスアダプ
ターの映像を同期させるということは、各映像信号のフ
レームの開始点の時間を同じにするということである。
【0023】複数の映像信号のフレームの開始点をそろ
えることはFIFOメモリーを使うことにより実現でき
る。FIFOメモリーは先入れ、先出しメモリーで、メ
モリーに入口と出口があり、入口から入ったデータは出
口から出てくるが、先に入ったデータが最初に出口から
出てくる方式のメモリーである。図3に示すように、書
き込み時にデジタル入力10〜13のクロックのタイミ
ングを利用して、FIFOメモリー20〜23にデータ
を書き込んで行く。書き込む最初のタイミングは垂直同
期信号直後からである。そのまま書き込みを続け、読み
出しをしなければ、FIFOメモリー20〜23のデー
タがあふれる。しかしながら、その前に読み出し側の基
準垂直同期信号が来た時点で、FIFOメモリーの読み
出しを開始すれば、データはあふれずに順次読み出され
ることになる。この場合、書き込みはそれぞれのデジタ
ル入力のクロックを使うが、読み出しは全FIFOメモ
リー同じ読み出しクロックを使うので、読み出しデータ
は同期が合っている信号になる。
【0024】各FIFOメモリーで読み出された同期し
た信号は合成回路に入力され、一枚の画像に合成され
る。合成する回路は各種あり、すべて公知であるので省
略する。合成された信号は元のDVIフォーマット又は
D/A変換され、アナログ信号として出力される。この
信号をディスプレイ装置30に送る。
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
例えば既存のグラフィックスアダプタを用いて、安価に
複数の動画を同時に一台のディスプレイ装置に表示する
ことが可能となり、システム全体のパフォーマンスと柔
軟性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブロック図
【図2】本発明のディスプレイ表示図
【図3】本発明の同期方法説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 5/377 H04N 5/265 H04N 5/265 G09G 5/36 520L Fターム(参考) 5C023 AA11 BA12 BA16 CA03 CA08 DA04 EA03 5C082 AA01 BA12 BA27 BA41 BC19 CA55 CA56 CA59 CB01 DA54 DA55 DA64 DA65 DA76 DA87 MM02 MM07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のコンピュータの表示画面を1台の表
    示装置に合成表示するシステムで、複数のコンピュータ
    の標準デジタル表示出力を、それぞれ複数の先入れ先出
    し(FIFO)メモリーに入れ、メモリーへの書き込み
    タイミングはコンピュータのデジタル表示出力のクロッ
    クとそれから生成された同期信号を使い、メモリーから
    の読み出しタイミングは出力表示装置の基準クロックと
    それから生成された同期信号で読み出し、複数のコンピ
    ュータのデジタル画像出力のタイミングをこの先入れ先
    出しメモリーによって同期させ、複数の先入れ先出しメ
    モリーの出力を画像合成回路で混合し、DAコンバータ
    により、アナログ画像出力に変換するか又は標準デジタ
    ル出力のフォーマットに変換して1台の表示装置に入力
    し、1台の表示装置に複数のコンピュータの映像を合成
    させることを特徴とした画像合成装置。
  2. 【請求項2】複数のコンピュータの表示画面を1台の表
    示装置に合成表示するシステムで、複数のコンピュータ
    の標準デジタル表示出力を、それぞれ複数の先入れ先出
    し(FIFO)メモリーに入れ、メモリーへの書き込み
    タイミングはコンピュータのデジタル表示出力のクロッ
    クを使い、メモリーからの読み出しタイミングは出力表
    示装置の基準タイミングで読み出し、複数のコンピュー
    タのデジタル画像出力のタイミングをこの先入れ先出し
    メモリーによって同期させ、複数の先入れ先出しメモリ
    ーの出力を画像合成回路で混合し、DAコンバータによ
    り、アナログ画像出力に変換するか又は標準デジタル出
    力のフォーマットに変換して1台の表示装置に入力し、
    1台の表示装置に複数のコンピュータの映像を合成させ
    ることを特徴とした画像合成装置において任意のコンピ
    ュータ画像に、重ね合わせ表示に対する優先順位を設定
    でき、重ね合わせ表示又はクロマキー合成を可能とした
    画像合成装置。
  3. 【請求項3】複数のコンピュータの表示画面を1台の表
    示装置に合成表示するシステムで、複数のコンピュータ
    の標準デジタル表示出力を、それぞれ複数の先入れ先出
    し(FIFO)メモリーに入れ、メモリーへの書き込み
    タイミングはコンピュータのデジタル表示出力のクロッ
    クを使い、メモリーからの読み出しタイミングは出力表
    示装置の基準タイミングで読み出し、複数のコンピュー
    タのデジタル画像出力のタイミングをこの先入れ先出し
    メモリーによって同期させ、複数の先入れ先出しメモリ
    ーの出力を画像合成回路で混合し、DAコンバータによ
    り、アナログ画像出力に変換するか又は標準デジタル出
    力のフォーマットに変換して1台の表示装置に入力し、
    1台の表示装置に複数のコンピュータの映像を合成させ
    ることを特徴とした画像合成装置において、複数のコン
    ピュータの画面の表示位置や大きさの設定の柔軟性を持
    たせるためにコンピュータソフトウエアで行い、画像合
    成は表示の速度を上げるためにハードウエアで行うこと
    を特徴とした画像合成装置。
  4. 【請求項4】複数のコンピュータの表示画面を1台の表
    示装置に合成表示するシステムで、複数のコンピュータ
    の標準デジタル表示出力を、それぞれ複数の先入れ先出
    し(FIFO)メモリーに入れ、メモリーへの書き込み
    タイミングはコンピュータのデジタル表示出力のクロッ
    クを使い、メモリーからの読み出しタイミングは出力表
    示装置の基準タイミングで読み出し、複数のコンピュー
    タのデジタル画像出力のタイミングをこの先入れ先出し
    メモリーによって同期させ、複数の先入れ先出しメモリ
    ーの出力を画像合成回路で混合し、DAコンバータによ
    り、アナログ画像出力に変換するか又は標準デジタル出
    力のフォーマットに変換して1台の表示装置に入力し、
    1台の表示装置に複数のコンピュータの映像を合成させ
    ることを特徴とした画像合成装置において、それぞれの
    表示コンピュータをネットワーク又は他の手段で相互接
    続を行い、一台の指令コンピュータからそれぞれの表示
    コンピュータに表示位置、大きさ、表示非表示、切り替
    え、表示濃度の変更を一斉に指令することを可能とし
    た、画像合成システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2099021A2 (en) * 2008-03-03 2009-09-09 Radek Orsák Method of combining display information from graphic subsystem of computer systems and equipment for carrying out that method
JP2009265319A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Mitsubishi Electric Corp ビデオ合成装置
US10755150B2 (en) 2016-08-22 2020-08-25 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus that performs pixel synthesis processing and image processing method

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