JP2007139866A - 映像信号処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】パソコン上の通常の操作により、外部映像源からの映像をパソコン用の表示装置に表示する表示領域の位置及びサイズを自由に変更可能な映像信号処理システムを提供する。
【解決手段】映像信号処理システム100は、コンピュータ装置200と映像信号処理装置300とから構成され、コンピュータ201には、コンピュータ201の映像信号中に外部映像源400からの映像の表示領域Bを確保する表示領域確保手段204と、表示領域Bの表示領域情報をコンピュータ201の映像信号に挿入する表示領域情報挿入手段205とを備え、映像信号処理装置300は、コンピュータ201の映像信号から表示領域情報を識別する表示領域情報識別手段301と、外部映像源400の映像信号のフォーマット変換手段303と、コンピュータ201からの映像信号と前記フォーマットが変換された映像信号とを合成する映像信号合成手段302とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、映像信号処理システムに関し、詳しくは、コンピュータ(例えばパーソナルコンピュータ)の表示装置に、コンピュータからの映像信号に係る映像と外部映像源の映像信号に係る映像とを重ね合わせて表示するための映像信号処理装置に関する。
従来、パーソナルコンピュータ(以下、パソコン)本体とその表示装置との間に映像信号用ケーブルを介して接続されると共に、入力されるビデオテープレコーダ、DVDプレーヤー、あるいは、テレビゲーム機器等の外部映像源からの映像信号を、パソコンの表示装置に適合するフォーマットに変換して表示するための映像信号処理装置がある(例えば、特許文献1参照)。
このような映像信号処理装置により、パソコンのCPUに負担をかけることなく、パソコンと映像信号処理装置とを映像用ケーブルで接続するだけで、各種外部映像源の映像を高精細なパソコン用の表示装置へ表示することが可能となる。
近年、このような映像信号処理装置には、パソコンの画面中に外部映像源からの映像を小さく重ねて表示するように、2つの映像信号を1つの画面上に同時に表示するいわゆるピクチャー・イン・ピクチャー(PiP)機能を備えたものがある。
特開平10−20825号公報
しかしながら、従来のPiP機能において、表示装置の画面の一部に形成される外部映像源からの映像用の表示領域の位置やサイズを変更するには、映像信号処理装置に対する操作が必要となるか、あるいは、パソコン側の操作によりこのような表示領域の変更を実施するためには、パソコンから映像信号処理装置に対して、映像用信号だけでなく、パソコンのバスに結合する制御ラインを介した制御情報の送信が必要であった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コンピュータと映像信号処理装置を映像信号用ケーブルのみで接続しながら、パソコン上の通常の操作と一体の操作により、外部映像源からの映像を表示する表示領域の位置及びサイズを自由に変更可能な映像信号処理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る映像信号処理システムは、コンピュータ本体、該コンピュータ本体の入力装置、及び前記コンピュータ本体から出力される映像信号に係る映像を表示する表示装置を含むコンピュータ装置と、前記コンピュータ本体と前記表示装置との間に映像信号用ケーブルを介して接続されると共に、外部映像源から入力する映像信号を、前記表示装置に適合するフォーマットに変換して出力する映像信号処理装置と、を備える映像信号処理システムであって、前記コンピュータ本体は、利用者による前記入力装置の操作に基づいて、前記コンピュータ本体の映像信号中に前記外部映像源からの映像信号に係る映像を表示するための表示領域を確保する表示領域確保手段と、前記表示領域の位置および大きさの情報を含む表示領域情報を、前記コンピュータ本体の映像信号に挿入する表示領域情報挿入手段と、を備え、前記映像信号処理装置は、前記コンピュータ本体から入力される映像信号から、該映像信号に挿入された前記表示領域情報を識別する表示領域情報識別手段と、前記外部映像源から入力される映像信号を、前記表示装置及び前記表示領域に適合するフォーマットに変換するフォーマット変換手段と、前記外部映像源から入力される映像信号に係る映像が前記表示領域上に表示されるように、前記コンピュータ本体から入力される映像信号と前記フォーマットが変換された映像信号とを合成する映像信号合成手段と、を備えており、前記映像信号合成手段により合成された映像信号を前記表示装置に出力することを特徴とする。
本発明において、好ましくは、前記表示領域は、特定色を有する矩形領域として確保され、前記表示領域情報は、ヘッダ情報と、前記表示領域の開始位置と、前記表示領域情報の終了位置と、チェックサムとを含み、前記特定色と同一の色を有する部分と前記特定色とは異なる色を有する部分とで構成される2進データとして、前記表示領域内に書き込まれるものである。
本発明の一態様において、前記映像信号処理装置は、テレビジョン放送のチューナー部をさらに備えている。
好ましくは、前記テレビジョン放送は、地上波・BSデジタル放送を含み、前記映像信号処理装置は、前記地上波・BSデジタルデジタル放送の映像信号の暗号を解除する暗号解除手段と、MPEG−2データの圧縮及び伸長を実行するMPEG−2エンコーダ/デコーダと、該MPEG−2データを再び暗号化および復号化する再暗号化/復号化手段とを含むものである。
本発明は、以上のように構成したことにより、コンピュータと映像信号処理装置を映像信号用ケーブルのみで接続しながら、キーボードやマウス等の入力装置を介したパソコン上の通常の操作により、外部映像源からの映像を表示する子画面の位置及びサイズを自由に変更可能な映像信号処理システムを提供することが可能となる。
また、本発明に係る映像信号処理システムは、外部映像源からの映像を、その映像信号を暗号化されていない状態でパソコン本体の汎用バスを通過させることなく、パソコン用の表示装置に表示することが可能であるため、電波産業会(ARIB)のデジタル放送運用規定(ARIB STD−B14、ARIB STD−B25)に準拠する地上テレビ放送の視聴/録画/再生システムを、容易に構成することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態における映像信号処理システム100の構成を示すブロック図である。本実施形態における映像信号処理システム100は、コンピュータ本体201、コンピュータ本体201の入力装置202、及びコンピュータ本体201から出力される映像信号に係る映像を表示する表示装置203を含むコンピュータ装置200と、コンピュータ本体201と表示装置203との間に映像信号用ケーブルAを介して接続された映像信号処理装置300とから構成される。本実施形態において、典型的には、コンピュータ装置200はパソコンからなり、入力装置202はキーボードおよびマウス等ポインティングデバイス、表示装置203は、CRTディスプレイまたは液晶ディスプレイ等からなるものである。また、映像信号処理装置300には、ビデオテープレコーダまたはDVDプレーヤー等の映像機器、あるいは、テレビゲーム機器等からなる外部映像源400が接続されており、それぞれの映像信号が入力されている。
コンピュータ本体201は、機能的には、利用者による入力装置202の操作に基づいて、コンピュータ本体201の映像信号中に外部映像源400からの映像信号に係る映像を表示するための表示領域Bを確保する表示領域確保手段204と、表示領域Bの位置および大きさの情報を含む表示領域情報を、コンピュータ本体201の映像信号に挿入する表示領域情報挿入手段205とを備えている。
また、コンピュータ本体201は、図示しないCPU(中央演算処理装置)、メモリー、ハードディスク装置、および各部を接続するバス等を含み、ハードディスク装置等に保存された後述する表示領域制御プログラムをメモリー上にロードし、CPUを表示領域制御プログラムに従って動作させることによって、上述した表示領域の確保及び表示領域情報の挿入の各機能を実現するものである。
映像信号処理装置300は、機能的には、コンピュータ本体201から入力される映像信号206から、その映像信号206に挿入された表示領域情報を識別する表示領域情報識別手段301と、外部映像源400から入力される映像信号401を、表示装置203および表示領域Bに適合するフォーマットに変換するフォーマット変換手段303と、外部映像信号に係る映像が表示領域B上に表示されるように、コンピュータ本体201からの映像信号206と前記フォーマットが変換された映像信号304とを合成する映像信号合成手段302とを備えており、映像信号合成手段302により合成された映像信号305を表示装置203に出力し、それによって、コンピュータ装置200における外部映像源400の映像のPiP機能を実現するものである。
次に、主として図2〜図4を参照して、本実施形態における映像信号処理システム100の動作について説明する。ここで、図2は、コンピュータ本体201に保存された表示領域制御プログラムの動作を示すフローチャート、図3は、表示領域Bの一例を示す模式図、図4は、映像信号処理装置300のより詳細な機能ブロック図である。
まず、本実施形態における表示領域制御プログラムは、その起動後、コンピュータ画面の所定の領域に所定のサイズの矩形状の表示領域Bを描画する(S10)。これによって、コンピュータの映像信号中に外部映像源400からの映像信号に係る映像を表示するための表示領域Bを確保する。この際、表示領域Bは、利用者によるマウス等の入力装置202の操作によって、その位置および大きさを変更可能なウィンドウとして確保されるものであり、表示領域B内は、特定の1色(例えば、ピンク)で塗りつぶされている。
次に、表示領域制御プログラムは、表示領域Bの位置および大きさに関する表示領域情報を、画像に変換して表示領域B内に描画する(S20)。これによって、コンピュータ本体201の映像信号中に、表示領域情報が挿入される。ここで、表示領域情報は、図3に示すように、表示領域情報を識別するためのヘッダ情報、表示領域Bの横(X)方向及び縦(Y)方向の開始位置の座標、表示領域Bの横(X)方向及び縦(Y)方向の終了位置の2進データ、およびそれら2進データのチェックサムを含み、これらの2進データは、1つ以上のピンクの画素からなる部分および1つ以上のピンクとは異なる色(例えば、黒色)の画素からなる部分をそれぞれ1ビットとするビット列として、表示領域B内の所定の領域に描画されるものである。また、図3の例では、ヘッダ情報は、“A”、“B”、“C”の各文字に相当するアスキーコードからなり、表示領域情報は、表示領域Bの左上部に描画されているが、本発明は、このヘッダ情報の内容および表示領域情報の表示位置に限定されるものではない。
次に、表示領域制御プログラムは、利用者による入力装置202の操作等により、このウィンドウ(したがって、表示領域B)の位置および大きさが変更されたか否かを判別する(S30)。S30において、ウィンドウの位置および大きさが変更されていないと判別された場合(いいえ)には、引き続きウィンドウの位置および大きさの変更の監視を継続する。S30において、ウィンドウの位置および大きさが変更されたと判別された場合(はい)には、新たな表示領域の表示領域情報を再描画(S40)し、引き続きウィンドウの位置および大きさの変更の監視を継続する。
表示領域プログラムが、以上のように動作することによって、パソコン本体201からの映像信号206には、常に最新の状態の表示領域Bと、表示領域Bに関する表示領域情報とが含まれることになる。
次に、主として図4を参照して、本実施形態における映像信号処理システム100における、映像信号処理装置300の動作を説明する。本実施形態において、映像信号処理装置300は、外部映像源400からの映像信号401用の入力信号変換部310、IP/スケール変換部312、コンピュータ本体201からの映像信号206用の入力信号変換部316、監視/抽出部318、ミキサー部320、切替手段315、出力信号変換部322、および、これらの各部を制御するCPU324を備えている。
ここで、図4における各部は、CPU324の制御の下に、監視/抽出部318が図1に示す表示領域識別手段301に、IP/スケール変換部312が図1に示すフォーマット変換手段303に、ミキサー部320及び切替手段315が図1に示す映像信号合成手段302にそれぞれ相当する。
このような映像信号処理装置300の動作について詳述すれば、次の通りである。まず、外部映像源400からの映像信号401、および、コンピュータ本体201からの映像信号206は、それぞれの入力信号変換部310、316によって、デジタルRGB信号402、207に変換される。
CPU324は、所定の間隔(例えば、1フレーム期間)毎に、監視/抽出部318に対して、デジタルRGB信号に変換されたコンピュータ本体201からの映像信号207の送出を要求する。映像信号207は、監視/抽出部318によって常時監視されており、監視/抽出部318は、表示領域情報についての予備的な探索を実施して、映像信号207中に表示領域Bの候補となるデータが存在する場合には、そのフラグを付加して、映像信号207をCPU324に送出する。
CPU324は、受信した映像信号207中に上記フラグが存在する場合には、映像信号207の精細な探索を実施して映像信号207中のヘッダ情報を見つけ出し、引き続く表示領域Bの開始位置および終了位置の情報を読み取ると共に、例えば拡大率等の映像信号207を表示領域Bに表示するために必要なデータを計算する。その際、好ましくは、表示領域B内に塗りつぶされた色(例えば、ピンク)情報とその他のウィンドウの色情報とを比較することによって、表示領域Bを含むウィンドウと他のウィンドウとの重なり合い(存在する場合)の情報も抽出し、表示領域Bのうち外部映像源400の映像を実際に表示する領域を正確に識別するものである。
一方、デジタルRGB信号に変換された外部映像源400からの映像信号402は、CPU324の制御の下に、IP/スケール変換部312において、必要に応じてIP変換(すなわち、インターレース信号からプログレッシブ信号への走査方式の変換)、および、拡大/縮小のスケール変換が施され、表示装置203および表示領域Bに適合するフォーマットの映像信号403に変換される。
次いで、映像信号207と映像信号403とは、ミキサー部320において合成されて1つの映像信号404が形成される。その際、ミキサー部320は、CPU324の制御の下に、切替制御部315によって、映像信号403中の表示領域Bに映像信号207が表示されるように合成するものである。
次いで、映像信号404は、出力信号変換部322により使用する表示装置203に適合する映像信号305に変換されて、表示装置203に出力される。
ここで、本発明に係る映像信号処理システム100は、外部映像源400の映像信号401のフォーマット及びコンピュータ装置200における映像信号206、305のフォーマットに限定されるものではないが、好ましくは、外部映像源400の映像信号401のフォーマットは、コンポジット信号、セパレート信号、あるいはコンポーネント信号として供給されるNTSC(National Television System Comittee)方式の映像信号、HDTVの映像信号(例えば、720p信号または1080i信号)、アナログRGB信号、またはデジタルRGB信号を含むものであり、その際、入力信号変換部310は、対応する各信号のフォーマットに応じて、A/D変換回路、Y/C分離回路、および、輝度信号Yとクロマ信号CをRGB信号に変換するクロマデコーダ等を含むものである。
また、本発明に係る映像信号処理システム100は、コンピュータ装置100の映像信号206、305のフォーマットに限定されるものではないが、好ましくは、それぞれ、アナログRGB信号またはデジタルRGB信号として供給される、VGA、SVGA、XGA、あるいはUXGA等の各規格の映像信号に対応するものである。その際、入力信号変換部316は、対応する各信号のフォーマットに応じてA/D変換回路を含むものであり、出力信号変換部322は、D/A変換回路を含むものである。
さらに、本発明に係る映像信号処理装置300は、IP/スケール変換部312の具体的態様に限定されず、任意の適切なIP/スケール変換回路を備えるものであるが、好ましくは、所定のフレーム数の画像データを記憶するDRAMと、DRAMへのデータの書き込み/読み取り段にそれぞれ配されるFIFOバッファと、CPU324の制御の下に、上記DRAMへの画像データの書き込み/読み取りを制御するDRAMコントローラとを備えるものであり、それによって、上述したような多様な映像信号間のフォーマット変換に柔軟に対応するものである。
また、図示は省略するが、本発明に係る映像信号処理装置300は、シャープネス補正回路、動き補正回路、またはガンマ補正回路等の画像調整手段をさらに備えるものであってもよい。
ここで、本発明に係る映像信号処理装置は、テレビジョン放送のチューナー部をさらに備え、外部映像源からの映像信号としてチューナー部から供給される映像信号を処理するものであってもよい。次に、本発明に係る映像信号処理システムの第2の実施形態として、地上波・BSデジタル放送のチューナー部を備えた映像信号処理システムについて説明する。地上波・BSデジタル放送は、コンテンツの著作権等の権利保護の観点から映像信号を暗号化して放送するものであり、その取り扱いは、電波産業会(ARIB)のデジタル放送運用規定(ARIB STD−B14、ARIB STD−B25)に準拠する必要がある。特に、暗号を解除した映像信号(MPEG2−TSデジタルデータストリーム)を、汎用バスを通じてコンピュータとの間で送受信することは禁じられており、本発明に係る映像信号処理システムは、このような規定に準拠する地上波・BSデジタル放送の視聴/録画/再生システムを容易に構成するものである。
図5は、本発明の第2の実施形態における映像信号処理システム600の構成を示すブロック図である。なお、図5に示す映像信号処理システム600において、上述した第1の実施形態における映像信号処理システム100と同一の部分には同一の符号を付して参照し、重複する部分の説明は適宜省略する。
映像信号処理システム600において、その映像信号処理装置500は、上述した第1の実施形態における映像信号処理装置300と同様の機能を有する映像信号処理部(同一の符号300を付す)を備え、さらに、地上波・BSデジタル放送のチューナー部501、地上波・BSデジタル放送の映像信号の暗号を解除する暗号解除部502、暗号解除された映像信号(MPEG−2TSデジタルストリーム)の圧縮及び伸長を実行するMPEG−2エンコーダ/デコーダ503、及び、MPEG−2データを任意の適切な暗号化方法によって再び暗号化および復号化する再暗号化/復号化部504を含んでおり、再暗号化/復号化部504は、例えばPCIバス等の汎用バスを通じてコンピュータ本体201に接続されている。
映像信号処理システム600において、リアルタイムでのテレビ視聴の際の信号の流れは、次のようなものである。チューナー部501から供給される暗号化された映像信号(MPEG2−TSデジタルストリーム)505は、例えばB−CASカード等の図示しないライセンス保持部から出力されるライセンス情報を用いて、暗号解除部502によって暗号解除される。次いで、暗号解除された映像信号506は、MPEG2―TSデータを圧縮または伸長するMPEG2エンコーダ/デコーダ503によりデコードされる。このデコードされた映像信号は、映像信号401として映像信号処理部300に供給され、第1の実施形態における映像信号処理システム100と同様に、表示装置203の表示領域Bに映像信号401に係る映像を表示して視聴することができる。
このように、映像信号処理システム600では、その映像信号処理部300が、元来、コンピュータ本体201の汎用バスを使用することなく、表示装置203への外部映像源の映像の表示を可能にするものであるため、上述した規格に準拠する地上波・BSデジタル放送の視聴システムを容易に構成することができる。
さらに、本実施形態における映像信号処理装置500は、暗号解除された映像信号506を、任意の適切な暗号化方法によって再び暗号化および復号化する再暗号化/復号化部504を含み、この再暗号化/復号化部504が、例えばPCI等の汎用バスを介してコンピュータ本体201に接続されている。したがって、この再暗号化/復号化部504により、映像信号処理装置500とコンピュータ本体201との間で送受信される映像データをローカルに暗号化することによって、上述した規格に準拠しつつ、再暗号化された映像データ510をコンピュータ本体201の図示しないハードディスク装置等に保存することができる。また、同様に、ハードディスク装置等に保存された再暗号化された映像データ510を読み出して再暗号化/復号化部504により復号化し、MPEG2エンコーダ/デコーダを経て、映像信号401として映像信号処理部300に供給することができ、これによって、地上波・BSデジタル放送の視聴/録画/再生システムが構成されるものである。
なお、上述した第1および第2の実施形態において、映像信号処理装置300、500は、パーソナルコンピュータ201本体の筐体とは別体に構成された筐体を有する独立した装置として構成されるものであってもよく、または、パーソナルコンピュータ201本体が有する任意の適切な拡張スロットに挿入される拡張ボードとしてパーソナルコンピュータ201本体の筐体中に収容されるものであってもよい。
本発明の第1の実施形態における映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。 図1に示す映像信号処理システムにおいて、コンピュータ本体に保存された表示領域制御プログラムの動作を示すフローチャートである。 図1に示す映像信号処理システムにおいて、表示装置上の表示領域Bの一例を示す模式図である。 図1に示す映像信号処理システムにおける映像信号処理装置のより詳細な機能ブロック図である。 本発明の第2の実施形態における映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。
符号の説明
100,600:映像信号処理システム、200:コンピュータ装置、201:コンピュータ本体、202:入力装置、203:表示装置、204:表示領域確保手段、205:表示領域情報挿入手段、300:映像信号処理装置、301:表示領域情報識別手段、303:フォーマット変換手段、302:映像信号合成手段、400:外部映像源、A:映像信号用ケーブル、B:表示領域

Claims (4)

  1. コンピュータ本体、該コンピュータ本体の入力装置、及び前記コンピュータ本体から出力される映像信号に係る映像を表示する表示装置を含むコンピュータ装置と、前記コンピュータ本体と前記表示装置との間に映像信号用ケーブルを介して接続されると共に、外部映像源から入力する映像信号を、前記表示装置に適合するフォーマットに変換して出力する映像信号処理装置と、を備える映像信号処理システムであって、
    前記コンピュータ本体は、
    利用者による前記入力装置の操作に基づいて、前記コンピュータ本体の映像信号中に前記外部映像源からの映像信号に係る映像を表示するための表示領域を確保する表示領域確保手段と、
    前記表示領域の位置および大きさの情報を含む表示領域情報を、前記コンピュータ本体の映像信号に挿入する表示領域情報挿入手段と、を備え、
    前記映像信号処理装置は、
    前記コンピュータ本体から入力される映像信号から、該映像信号に挿入された前記表示領域情報を識別する表示領域情報識別手段と、
    前記外部映像源から入力される映像信号を、前記表示装置及び前記表示領域に適合するフォーマットに変換するフォーマット変換手段と、
    前記外部映像源からの入力される映像信号に係る映像が前記表示領域上に表示されるように、前記コンピュータ本体から入力される映像信号と前記フォーマットが変換された映像信号とを合成する映像信号合成手段と、を備えており、
    前記映像信号合成手段により合成された映像信号を前記表示装置に出力することを特徴とする映像信号処理システム。
  2. 前記表示領域は、特定色を有する矩形領域として確保され、前記表示領域情報は、ヘッダ情報と、前記表示領域の開始位置と、前記表示領域情報の終了位置と、チェックサムとを含み、前記特定色と同一の色を有する部分と前記特定色とは異なる色を有する部分とで構成される2進データとして、前記表示領域内に書き込まれることを特徴とする請求項1に記載の映像信号処理システム。
  3. 前記映像信号処理装置は、テレビジョン放送のチューナー部をさらに備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の映像信号処理システム。
  4. 前記テレビジョン放送は、地上波・BSデジタル放送を含み、前記映像信号処理装置は、前記地上波・BSデジタル放送の映像信号の暗号を解除する暗号解除手段と、MPEG−2データの圧縮及び伸長を実行するMPEG−2エンコーダ/デコーダと、該MPEG−2データを再び暗号化および復号化する再暗号化/復号化手段とを含むことを特徴とする前記映像信号処理システム。
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