JP2645032B2 - 副画面処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、主画面の一部に縮小表示される副画面の
映像信号に縮小表示用の処理を施す副画面処理装置に関
する。

（従来の技術） 近年の著しいIC（集積回路）技術の進展により、テレ
ビジョン受像機の信号処理過程は集積化、高機能、高画
質化、無調整化の可能なディジタル信号処理に移行しつ
つある。このディジタル信号処理を行うについては、IC
化が容易でかつ性能は従来と同等以上の回路が要求され
ている。

さて、ディジタル信号処理の付加機能としてPIP（Pic
ture In Picture）表示機能がある。このPIP表示機能
は、画面の面積比にして主画面の1/4及び1/16（機能上
の制約から、通常、この２種類の面積比が用いられる）
なる大きさの副画面を主画面の一部に同時表示するもの
であるが、このとき、前述の1/4,1/16の２種類のモード
では副画面を表示するためにアナログ→ディジタルへ量
子化を行うサンプリング周波数が異なることとなる。こ
れは、１系統の入力信号に対し、サンプリング定理を満
たすため、２種類のLPFが必要なことを示している。

第３図にPIP表示を行なう従来の画像表示装置の構成
を示す。図中、入力端子101,102,103はそれぞれ副画面
の輝度信号Ｙは（以下、Ｙ信号と称す）、色差信号Ｒ−
Ｙ（以下、Ｒ−Ｙ信号と称す）、同じくＢ−Ｙ（以下、
Ｂ−Ｙ信号と称す）の入力端子である。入力端子101に
供給されたＹ信号はバッファ104を通してLPF307,308に
供給されそれぞれ3.5MHz,1.7MHzに帯域制限される。こ
の後、この帯域制限されたＹ信号は、副画面が1/4サイ
ズのときはａ側に、1/16サイズの次はｂ側に接続される
スイッチ313を通してスイッチ314に供給される。同時
に、入力端子102あるいは入力端子103に供給されたＲ−
Ｙ信号あるいはＢ−Ｙ信号も、それぞれバッファ105あ
るいはバッファ106を通してロウパスフィルタ（以下、L
PFと記す）309,310あるいはLPF311,312に供給され、そ
れぞれ1.7MHz,0.85MHzに帯域制限される。この帯域制限
出力も前記同様、副画面が1/4サイズのときはａ側に、1
/16サイズのときはｂ側に接続されるスイッチ313を通し
てスイッチ314に供給される。スイッチ314はＹ信号、Ｒ
−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号の時間軸多重を行うスイッチで、
a,b,a,c（Y,R−Y,Y,B−Y,…）の順序で切り換わる。

このスイッチ314の出力はバッファ315を通して副画面
が1/4サイズのときはsc（scは色副搬送波周波
数）、1/16サイズのときは２scなるサンプリングクロ
ックφｓで動作するアナログ／デジタル（以下、A/Dと
称す）変換器316に供給され、ディジタルデータに変換
される。A/D変換器316の出力はラッチ回路317を通した
後、Ｙ信号はラッチ回路318を通して、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ
−Ｙ信号はラッチ回路321を通してそれぞれフィールド
メモリ319,322に書込まれる。Ｙ信号の書込みは、副画
面サイズが1/4のときは２sc、1/16のときはscのラ
イトサイクルで行なわれ、Ｒ−Ｙ信号,B−Ｙ信号の書込
みは副画面サイズが1/4のときはsc、1/16のときは1/2
scのライトサイクルで行なわれる。

一方、読出しは、副画面サイズが1/4,1/16のいずれの
場合であっても1/4scのリードサイクルで行なわれ
る。フィールドメモリ319,322の読出し力はそれぞれラ
ッチ回路320,323を通して図示しない信号処理回路に供
給され、NTSC方式等の映像信号に変換される。この変換
出力は、所定のタイミングで図示しない主画面の映像信
号に挿入され、図示しない受像管に供給される。これに
より、主画面の一部に副画面が縮小表示されたPIP表示
画面が得られる。

なお、第３図に於いて、324はライトアドレスを指定
するアドレスデータを出力するカウンタであり、325は
リードアドレスを指定するアドレスデータを出力するカ
ウンタである。

以上述べたように、従来の副画面表示装置において
は、A/D変換回路316の前段に、面積比1/4,1/16に対応す
る２種類のLPFを各信号（Y,R−Y,B−Ｙ）ごとに設ける
ことにより、サンプリング定理を満たすようになってい
る。

しかし、このような構成では、LPFの数が増え、種々
の問題が生ずる。すなわち、PIP表示において、折返し
のない良好な画像を得るには、水平方向及び垂直方向の
帯域制限用のLPFを設け、これらを主画面と副画面の面
積比に応じて信号経路中に挿入したり、この経路から外
す必要がある。

したがって、上記のように、サンプリング定理充足用
のLPFを多く必要とする従来の構成では、これにさらに
上記高画質化用のLPFが加わるため、その数が膨大なも
のとなり、製造経費の上昇や環境等の変化に対する信頼
性の低下、さらにはICの集積度を高めることができない
といった問題を招く。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来の副画面処理装置においては、
メモリへのデータ書込みクロックを変えることにより画
面圧縮比を変えているため、A/Dの変換回路の前段のLPF
のカットオフ周波数をA/D変換回路のクロックレートに
合わせる必要があり、多くのLPFを必要としていた。ま
た、このLPFはA/D変換回路の前段にあるためデジタルIC
内に集積できず、製造経費、環境変化に対する信頼性、
ICの集積度の面で問題があった。

そこで、この発明は、LPFの数を減らすことにより、
製造経費の低減、環境変化に対する信頼性の向上、ICの
集積度の向上を図ることができる副画面処理装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、主画面と同
時に縮小表示される副画面の縮小表示用処理を施す副画
面処理装置において、副画面の映像信号に含まれる輝度
信号と色信号とを帯域幅に応じて時間軸多重する時間軸
多重手段と、時間軸多重手段の出力を帯域制限するアナ
ログロウパスフィルタと、アナログロウパスフィルタか
らのアナログ映像信号をサンプリングクロックによりサ
ンプリング及び量子化してデジタル信号に変換するアナ
ログ／デジタル変換器と、アナログ／デジタル変換器の
出力から輝度信号を抽出し、副画面の水平方向の縮小率
に応じて帯域制限する第１の輝度帯域制限手段と、第１
の輝度帯域制限手段の出力を副画面の水平方向の縮小率
に応じてサブサンプルする第１の水平サブサンプル手段
と、第１の水平サプサンプル手段の出力を少なくとも１
フィールド分記憶する第１のメモリと、アナログ／デジ
タル変換器の出力から色信号を抽出し、副画面の水平方
向の縮小率に応じて帯域制限する第１の色帯域制限手段
と、第１の色帯域制限手段の出力を副画面の水平方向の
縮小率に応じてサプサンプルする第２の水平サブサンプ
ル手段と、第２の水平サブサンプル手段の出力を少なく
とも１フィールド分記憶する第２のメモリとを具備し、
アナログロウパスフィルタは、アナログ／デジタル変換
旗による折り返し歪みを防止する帯域に帯域制限すると
共に、副画面の縮小率によらず一定のサンプリングクロ
ックを用いることを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば、主画面及び副画面の異なる表示面
積比においてA/D変換回路のサンプリングクロックと同
一のものを使用しているため、A/D変換回路の前段に接
続されるLPFのカットオフ周波数を主画面及び副画面の
異なる表示面積比に応じて変更する必要がない。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図であ
る。

この第１図に於いて、入力端子101に与えられた副画
面のＹ信号は、バッファ104によって所定のゲインを与
えられた後、バックポーチ部をクランプされ、時分割多
重用スイッチ107に与えられる。同様に、入力端子102,1
03に加えられた副画面のＲ−Ｙ信号,B−Ｙ信号も、それ
ぞれバッファ105,106において所定のゲインを与えられ
た後、クランプされ、スイッチ107に与えられる。

スイッチ107では、制御端子141から与えられる制御信
号140に従って、第２図に示すように、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ
信号、Ｂ−Ｙ信号が（Y,R−Y,Y,B−Y,…）と時間軸多重
される。なお、上記制御信号140はA/D変換器110のサン
プリングクロックφｓに同期している。

上記多重出力は、量子化時の折返歪の発生を防止する
減衰特性を有するアナログロウパスフィルタ構成のLPF1
08を通すことにより、サンプリング定理を満たす信号に
変換される。LPF108の出力は、バッファ109で所定のゲ
インを与えられた後、A/D変換110に供給され、４scの
サンプリングレートでサンプリング及び量子化され、デ
ジタル信号とされる。この量子化出力は、ラッチ回路11
1を通してＹ信号用のラッチ回路112及びＲ−Ｙ信号,B−
Ｙ信号用のラッチ回路113に与えられる。以下、このラ
ッチ回路113に与えられるＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号の多
重信号をＣ信号と記す。

一方、LPF108は、上記多重出力に対するＹ信号,R−Ｙ
信号及びＢ−Ｙ信号のそれぞれの帯域と、A/D変換器110
に与えられるサンプリングクロックとにより決定される
特定のカットオフ周波数を有している。上記多重出力
は、NTSC方式の信号をＹ色差に復調した信号であるの
で、Ｙ信号の帯域は約4.2MHzであり、Ｒ−Ｙ信号の帯域
は約1.0MHzであり、Ｂ−Ｙ信号の帯域は約0.5MHzであ
る。また、多重出力において、Ｙ信号の割合が1/2であ
り、Ｒ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号の割合がそれぞれ1/4で
ある。A/D変換器110に与えられる4fscのサンプリングク
ロックは、約14MHzである。

ここで、多重出力に対するＹの割合（1/2）と4fscの
サンプリングクロック（14MHz）とサンプリング定理に
対応する値である1/2とを乗算すれば、LPF108のカット
オフ周波数（3.5MHz）が求まる。このため、Ｒ−Ｙ信号
及びＢ−Ｙ信号のそれぞれの帯域がLPF108のカットオフ
周波数の半分（1.75MHz）以内であれば、前記A/D変換器
110において折り返し歪みを与えられなくて済むことに
なる。

面積比1/4のPIP表示の場合、前述のラッチ回路112の
出力は、水平方向の帯域制限を行うLPF114をスルーした
後、スイッチ134に与えられる。そして、このスイッチ1
34からラッチ回路115を通してフィールドメモリ116に与
えられ、２scのライトサイクルにて書き込まれる。こ
の場合のライトアドレスは、カウンタ121によって指定
される。フィールドメモリ116に書き込まれたデータ
は、副画面の表示期間に、４scのリードサイクルにて
読み出される。この場合、リードアドレスを指定するデ
ータは、scレートのクロックで動作するカウンタ125
から出力される。このカウンタ125のカウント出力は、
スイッチ123を通してフィールドメモリ116に与えられ
る。

フィールドメモリ116の読出し出力は、ラッチ回路117
に通された後、垂直方向の帯域制限を行うLPF118に供給
される。そして、上記読出し出力は、このLPF118をその
ままスルーしてスイッチ120に供給される。スイッチ120
は、面積比1/4のPIP表示の場合は、LPF118のスルー出力
を選択する。この選択出力はラッチ回路136を通して副
画面用のＹ信号として出力される。

同様に、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号の多重されたＣ信号
は、水平方向の帯域制限を行うLPF127をスルーしてスイ
ッチ135に与えられる。そして、このスイッチ135からラ
ッチ回路128を通してフィールドメモリ129に与えられ、
２scのライトサイクルで書き込まれる。フィールドメ
モリ129に書き込まれた信号は、副画面の表示期間に４
scのリードサイクルで読み出される。この読出し出力
は、ラッチ回路130に通された後、垂直方向の帯域制限
を行うLPF131をスルーしてスイッチ回路133に与えられ
る。そして、このスイッチ回路133からラッチ回路137を
通してＣ信号として出力される。

面積比1/16のPIP表示の場合、ラッチ回路111にラッチ
されたＹ信号は、LPF114によって水平方向の帯域制限を
受けることにより、サンプリングレートを下げられる。
この帯域制限出力は、スイッチ134を通してラッチ回路1
15に与えられ、サプサンプリングされる。このサンプリ
ング出力は、scのライトサイクルでフィールドメモリ
116に書き込まれる。この場合のライトアドレスはカウ
ンタ121によって指定される。フィールドメモリ116に書
き込まれた信号は４scのリードサイクルで読み出され
る。この場合のリードアドレスはカウンタ125の出力そ
のものではなく、これを加工したものによって指定され
る。すなわち、カウンタ125のカウント出力は、加算器1
22、減算器124に供給され、それぞれに於いて、１ライ
ン分のアドレスデータ126で加算，減算される。これら
加算，減算出力はスイッチ123に供給され、４scのサ
イクルで交互に選択されてフィールドメモリ116に与え
られる。

これにより、（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）（ｎは整数）
ラインのデータが時分割で読み出される。この読出し出
力はラッチ回路117でn,（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）のよう
に並べ換えられた後、LPF118に供給される。そして、こ
のLPF118で折返し成分を除去される。なお、LPF118はラ
ッチ回路と加算器から成る小編成構成となっている。

LPF118の出力は、ラッチ回路138に供給され、上述し
た（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）ラインのデータが揃った時
点で４倍速変換器119に供給される。この４倍速変換器1
19は、４scに対し、1/4Hのメモリ容量を有し、入力デ
ータを４scのデータレートに倍速変換する。この変換
出力は、スイッチ120を通してラッチ回路136に与えら
れ、Ｙ信号として出力される。

ラッチ回路113にラッチされたＣ信号に対しても全く
同様の処理がなされる。すなわち、ラッチ回路113にラ
ッチされたＣ信号は、LPF127によって帯域制限されるこ
とになり、サンプリングレートを下げられる。この帯域
制限出力は、スイッチ135を通してラッチ回路128に与え
られ、サプサンプリングされる。このサンプリング出力
は、scのライトサイクルでフィールドメモリ129に書
き込まれる。この場合のライトアドレスはカウンタ121
によって指定される。フィールドメモリ129に書き込ま
れた信号は４scのリードサイクルで読み出される。こ
の場合のリードアドレスもカウンタ125の出力を加算器1
22と減算器124で加工したものによって指定される。こ
れにより、フィールドメモリ129から時分割で読み出さ
れた（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）ラインのデータはラッチ
回路130でn,（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）のように並べ換え
られた後、LPF131に供給される。そして、このLPF131で
折返し成分を除去される。LPF131の出力は、ラッチ回路
130に供給され、上述した（ｎ＋１）,n,（ｎ−１）ライ
ンのデータが揃った時点で４倍速変換器132に供給さ
れ、４scのデータレートに倍速変換される。この変換
出力は、スイッチ133を通してラッチ回路137に与えら
れ、Ｃ信号として出力される。

以上述べたようにこの実施例はA/D変換時のサンプリ
ング周波数を一定にし、A/D変換時のサンプリング定理
を満たす減衰特性を有するLPF108に通した後、量子化を
行い、面積比1/4のPIP表示のときはこの量子化出力をそ
のまま出力し、面積比1/16のPIP表示のときは、量子化
出力をさらに水平方向のLPF114,127に通すこによりサン
プルレートを下げ、この後、垂直方向のLPF118,131に通
すことにより折返し成分を除去するようにしたものであ
る。

なお、LPF114はラッチ回路115におけるサブサンプリ
ング処理で発生する折り返し歪みを防ぐためのデジタル
LPFであり、LPF127はラッチ回路128におけるサブサンプ
リング処理で発生する折り返し歪みを防ぐためのデジタ
ルLPFである。

上記構成によれば、A/D変換器110の出力に対して、副
画面の水平方向の縮小率に応じてLPF114,127にて水平方
向の帯域制限を行なって折り返し歪みを防ぎ、さらに、
副画面の垂直方向の縮小率に応じてLPF118,131にて垂直
方向の帯域制限を行なって折り返し歪みを防ぐようにし
たので、A/D変換器110におけるサンプリング定数充足用
のアナログのLPF108が１個で済み、これによりA/D変換
器110の前段のアナログのLPFの大幅な削減を図ることが
できる。これにより、製造経費の低減、環境変化に対す
る信頼性向上、ICの集積度の向上を図ることができる。

以上この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発
明は、このような実施例に限定されるものではない。

例えば、先の実施例では、主画面と副画面の面積比が
1/4,1/16である場合を説明したが、この発明はこのよう
な面積比以外の面積であって構わないことは勿論であ
る。

また、先の実施例では、色信号として色差信号を扱う
場合について説明したが、この発明は原色信号を扱う場
合にも適用可能なことは勿論である。

この他にも、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々様々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、LPFの数を大幅
に削減することが可能なので、装置の製造経費の低減、
環境変化に対する信頼性向上、ICの集積度の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は第１図の一実施例の動作を示すタイミングチャー
ト、第３図は従来装置の構成を示す回路図である。 101,102,103……入力端子、104,105,106,109……バッフ
ァ、107,123,133,134,135……スイッチ、108,141,118,1
27,131……LPF、110……A/D変換器、111,112,113,115,1
17,128,130,136,137,138,139……ラッチ回路、116,129
……フィールドメモリ、119,132……４倍速変換器、12
1,125……カウンタ、122……加算器、124……減算器、1
41……制御端子。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主画面と同時に縮小表示される副画面の縮
   小表示用処理を施す副画面処理装置において、 前記副画面の映像信号に含まれる輝度信号と色信号とを
   帯域幅に応じて時間軸多重する時間軸多重手段と、 前記時間軸多重手段の出力を帯域制限するアナログロウ
   パスフィルタと、 前記アナログロウパスフィルタからのアナログ映像信号
   をサンプリングクロックによりサンプリング及び量子化
   してデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器
   と、 前記アナログ／デジタル変換器の出力から輝度信号を抽
   出し、前記副画面の水平方向の縮小率に応じて帯域制限
   する第１の輝度帯域制限手段と、 前記第１の輝度帯域制限手段の出力を前記副画面の水平
   方向の縮小率に応じてサブサンプルする第１の水平サブ
   サンプル手段と、 前記第１の水平サブサンプル手段の出力を少なくとも１
   フィールド分記憶する第１のメモリと、 前記アナログ／デジタル変換器の出力から色信号を抽出
   し、前記副画面の水平方向の縮小率に応じて帯域制限す
   る第１の色帯域制限手段と、 前記第１の色帯域制限手段の出力を前記副画面の水平方
   向の縮小率に応じてサブサンプルする第２の水平サブサ
   ンプル手段と、 前記第２の水平サブサンプル手段の出力を少なくとも１
   フィールド分記憶する第２のメモリとを具備し、 前記アナログロウパスフィルタは、前記アナログ／デジ
   タル変換器による折り返し歪みを防止する帯域に帯域制
   限すると共に、前記副画面の縮小率によらず一定のサン
   プリングクロックを用いることを特徴とする副画面処理
   装置。
2. 【請求項２】前記第１のメモリの出力を前記副画面の垂
   直方向の縮小率に応じて帯域制限する第２の輝度帯域制
   限手段と、 前記第２の輝度帯域制限手段の出力を前記副画面の垂直
   方向の縮小率に応じてサブサンプルする第１の垂直サブ
   サンプル手段と、 前記第２のメモリの出力を前記副画面の垂直方向の縮小
   率に応じて帯域制限する第２の色帯域制限手段と、 前記第２の色帯域制限手段の出力を前記副画面の垂直方
   向の縮小率に応じてサブサンプルする第２の垂直サブサ
   ンプル手段とを備えることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の副画面処理装置。