JP2778360B2 - テレビジョン画像をリアルタイムに表示する装置 - Google Patents
テレビジョン画像をリアルタイムに表示する装置Info
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- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
- H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
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- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
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Description
ビジョンの形態の画像を受信し、それを処理し、そし
て、既知の任意の形式の画面に表示することのできる装
置に関する。
た画像をブラウン管以外の表示装置に表示ができること
は、ある種の応用においては価値がある。このことは、
例えば、ブラウン管を液晶のマトリックスからなる画面
に取り替える傾向が増加しつつある航空電子の分野に適
用される。
があり、画像が、リアルタイムで画像の品質の著しい低
下を伴うことなく種々の方法(例えば、ズーム画像を得
るための)に適合され変換されることが必要である。こ
こで言う”リアルタイム”という用語は、装置が画像を
処理する時間が、その表示に実質的な遅延を生じること
のない十分に短い時間であることを意味する。このリア
ルタイムであることの側面は、表示されるデータが、例
えば、航空電子の分野でのパイロットの意志決定のよう
な、操作者による意志決定に影響を及ぼすような応用に
おいて、明らかに、また、特に重要であるのである。
の要求を満足する装置を実現することにある。つまり、
テレビジョンの形態の画像を受信し、それを処理し、そ
して、既知の任意の形態と形式の画面に表示することを
可能とする。また、画像処理がリアルタイムになされ、
入力する画像が受信されると同時にそれが表示されるこ
とを実現することである。
(micro−region)”技法が使用され、そこ
では、隣接する画素の小さな区画つまりマトリックスが
入力する画像のそれぞれのポイントに対応して作られ
る。この技法は、例えば、THOMSON−CSF社に
よって出願されたフランス国特許出願第2,619,9
82号に記載されている。
像はデジタル化され、一連の予め定義された微小マトリ
ックスから選択される1つの微小マトリックスが画像の
それぞれの要素ポイント(elementary po
int)に関係付けられる。そして、1つの実施例にお
いては、画面メモリーに書き込まれ、そして、微小マト
リックスが次々にメモリーに書き込まれたその画像は、
画面に表示するために読み出される。一連の微小マトリ
ックスのそれぞれは、それのサイズ(微小マトリックス
内の画像ポイントの数)と、それの形状(ポイントの配
置)と、それの内容(それぞれのポイントの色と輝度)
と、によって定義される。入力するポイントを表す微小
マトリックスは、入力する画像に適用される形式変換お
よび(あるいは)処理に適合するように選択される。
画像ポイントのそれぞれは、独特な局部的な幾何学的変
形(geometrical deformatio
n)を適用することによって変換されそして(あるい
は)処理される。その幾何学的変形は、ポイントの数が
限定されているので、入力する画像ポイントが受信され
ると非常に速くなされ、ゆえに、リアルタイム処理の要
求を満足することとなるのである。
数の微小マトリックスに共通する領域は、所定の関数
(平均値、最大値、最小値、など)を適用して混合され
る。
ある。この装置は、いわゆる”ソース画像(sourc
e images)”あるいは”入力画像(incid
ent images)”で知られる画像をビデオ発生
器Gvから受信して画面装置Eに表示する。
ば、走査線が875本、625本、あるいは525本
で、周波数が50Hzあるいは60Hzであるような)
に従った白黒あるいはカラーの画像を提供することがで
きる、例えば、テレビジョン・カメラのようなものであ
る。
ち、行と列(L行C列、すなわち、C個の要素ポイント
からなるL個の行)でアドレスされる。それは予め定義
されたいかなる形式、以下”再生形式(reconst
itution format)”という用語で参照す
る、を有してもよい。それは、白黒、カラー、液晶、あ
るいはプラズマ画面、あるいは、ビーム位置指示のブラ
ウン管(”ビームインデックス(beam inde
x)”管で知られる)、あるいは、平面マイクロポイン
トブラウン管(flat micro−point c
athode ray tube)であってもよい。そ
れはまた従来のブラウン管であってもよいが、この場
合、ディジタル−アナログ変換器を伴う必要がある。な
ぜなら、本発明による装置から出力されるデータはディ
ジタルの形式だからである。カラー画像においては、画
素のそれぞれは、一般に、”副画素(sub−pixe
ls)”で知られる3つのカラー・スポット(赤、緑、
そして青)からなる。以下では、”画像ポイント(im
age point)”のそれぞれは、白黒画像での画
素あるいはカラー画像での副画素のいずれかを指すもの
である。
補助的な機能を実行する回路グループNと、 ・ 微小マトリックス(微小区画)を生成し、その微小
マトリックスは入力画像でのそれぞれの要素ポイントに
対して生成される、回路グループGμmと、 ・ ビデオ発生器Gvから同期信号を供給されるアドレ
ス制御回路GADのグループ。その出力は微小マトリッ
クス発生器Gμmと画面Eあるいは以下で説明されるよ
うなメモリーMにアドレスを送出する。
ナログ−ディジタル変換器を経由して、微小マトリック
スはブロックGμmによって生成されるアドレスと共に
直接に表示画面Eに供給される。
微小マトリックスはそれらの画面上のアドレスに対応し
た画面メモリーM上のアドレスに格納される。この場
合、ブロックGADはまたメモリーMのアドレスを制御
する。
μmによって生成される微小マトリックスは直接には表
示あるいは記憶はされず、発生器Gμmと画面メモリー
Mとの間に接続される相関器Cが、最初に、共通する部
分に対する予め定義された混合(mixing)処理あ
るいは相関(correlation)処理を提供す
る。このために、メモリーMが読み込まれ相関器Cに転
送される。
れる。なぜなら、それらは本発明による装置の動作に欠
くことのできないものではないからである。
クNはビデオ発生器Gvから転送されるアナログ画像を
受信しながら連続的にディジタル化する。微小マトリッ
クス発生器Gμmにおけるメモリーは一連の予め定義さ
れた微小マトリックスを保持し、再生形式の一定の大型
マトリックス(macro−matrix)を入力画像
の要素ポイントのそれぞれに割り当てる。その画像は画
面Eにいかなる形式によっても表示されるが、すなわ
ち、再生されるが、装置は入力画像形式と再生された形
式との間の関係を知る必要がある。形式変換の後の要素
ポイントのアドレスによって微小マトリックスが位置せ
しめられるように、微小マトリックスは画面Eに表示さ
れるかあるいはメモリーMに格納される(重なり合った
点の相関を伴って、あるいは伴わずに)。この形式変換
の後の要素ポイントのアドレスは微小マトリックスのア
ドレスあるいは微小マトリックスのアドレスポイントと
して知られる。
イズ(それが包含する要素ポイントの数)、形状(これ
らのポイントの配置)、および内容(それぞれのポイン
トの輝度と色)によって定義される。これらのパラメー
タはいかなる方法によっても選択できるが、メモリーの
容量と処理時間を低減するために、マトリックスは過度
に多くの数のポイントを含むべきではなく、例えば、4
×4点のマトリックスがよい妥協点を表す。微小マトリ
ックスは、例えば、最大の明るさ(brightnes
s)のポイント(例えば、それの中央の)を含み、微小
マトリックスのその他のポイントは、例えば画像の残り
の部分への遷移を表す中間調(half−tones)
において、より大きいあるいはより小さい変化を表す。
大型マトリックスはどんな形態を有してもよく、その大
型マトリックスのアドレスポイントは必ずしもそれの中
央である必要はなく、事実、それは装置が微小マトリッ
クスの位置付けができるためのただの基準ポイントでし
かない。
トリックスは、画面Eの特性、すなわち、それの形式
(再生形式)、それの輝度レベル、およびそれの色構成
(colour organization)(例え
ば、QUAD、対角線、縞、など、で知られる周期的な
構成)、の関数として明確に選択される。しかしなが
ら、それはまた、以下の説明でわかるように、形式変換
による微小マトリックスの位置付けのエラーと、微小マ
トリックスのアドレスポイントの環境下での色度形成
(colorimetric form)と、入力画像
に適用されるすべての幾何学的変換と、に依存する。そ
のような装置によって、入力画像の一部を拡大あるいは
逆に縮小すること、入力画像を回転すること、さらに一
般的には、予め定義されたいかなる変形(例えば、糸巻
き形の形態のひずみを補正するための糸巻き形の変形)
をも適用すること、が可能であり、連続する微小マトリ
ックスのそれぞれのサイズと形状は、そのアドレスとと
もに、要求される変換に都合が良いように適合される。
あるいは画像変形は、入力画像ポイントを受信しながら
連続的に選択される微小マトリックスのサイズそして
(あるいは)形状を用いることによって、局部的な幾何
学的変形が適用される。
ロック、Gμmブロック、そしてGADブロックを提供
する方法を示す。例として、以下の説明は、2つの飛び
越しフレームからなるカラー入力画像に適用される。
Gvから受信されるRGBで示されるアナログの3色信
号が供給される。本発明による装置は色が分離された後
のRGB信号を受信し、これらはこの装置の上流側で従
来技術(図示しない)で知られた通常の方法で分離され
る。従来技術のように、このブロックNは、アナログ−
ディジタル変換ブロックN3の上流側に、直列に、従来
技術におけるような黒レベル(black leve
l)を一定の値に保持する入力ビデオの黒レベルをロッ
クするための回路N1と、信号のディジタル化によって
引き起こされる誤りを除去するための従来技術における
ような低域通過フィルタである折り返し雑音除去フィル
タN2(anti−alias filter)と、を
備える。このために、黒レベルロック回路N1は、アド
レス制御ブロックGADによって出力されるビデオの黒
レベルロック信号ALが供給される。変換ブロックN3
は、3つの変換器、すなわち1つの色に対して1つの変
換器、から構成される。ブロックNは、ディジタル化さ
れ、ロックされ、そしてフィルタされたビデオ信号を出
力し、その包括的な信号は、RGBディジタル信号で図
示され、各画素に対して3つのサンプルあるいは副画素
R、G、および、Bのそれぞれを包含する。
イン、フレーム、およびクロックの制御回路11に基準
周波数を供給する、例えば、水晶発振器のような発振器
10を備える。回路11は、ブロックNが入力画像から
生成する複合同期信号SCが供給される。この信号と発
振器10によって出力される基準信号とから、回路11
は、ライン開始パルスと、フレーム開始パルスと、装置
の総合的なクロックである信号Hと、発振器10によっ
て出力される信号に同期した複合同期信号SCSと、を
生成する。回路11はプログラマブル・アレイ・ロジッ
ク回路(PAL:programmable arra
y logic circuit)である。クロック信
号Hは変換器N3に供給され入力信号のサンプリング周
波数をセットする。
CSの周波数で他方がクロック信号Hの周波数でそれぞ
れラインとポイントをカウントする入力画像のラインカ
ウンタ12と、入力画像のポイントカウンタ13とを備
える。それらはフレームパルスとラインパルスとによっ
てそれぞれリセットされる。したがって、ラインカウン
タ12は、現在のライン番号NLと、フレームが偶数あ
るいは奇数のいずれの番号かを示す信号TPTIと、を
出力し、これらの信号はラインメモリー14に供給され
る。ポイントカウンタ13は、類似した方法で、現在の
ポイントの番号NPを列メモリー15に供給する。
画像ポイントのアドレスを識別するのに必要な動作は完
結し、次の段階は、入力形式から再生形式への変換(t
ranscoding)である。
モリー14の主たる機能は、入力画像のライン番号NL
に対応する再生形式での行番号NLRを割り付けること
である。類似した方法で、列変換メモリー15は、入力
ポイント番号NPに対応する再生形式でのポイント番号
NPRを割り当てる。さらに、入力の形式と再生形式と
が異なる場合、入力画像でのラインの数と1ライン当り
のポイントの数のどちらも表示される画像のそれと同一
ではなく、そして、一般に、それらはお互いの倍数でも
ないときは、結果として、形式の変換は、フレームでの
行の位置(RESLで示される)とラインでのポイント
の位置(RESPで示される)の両方において位置付け
のエラーあるいは”変換計算の余り(conversi
on calculation residual)”
を発生する。この位置付けのエラー・データが、その後
に微小マトリックスを選択することに使用され、以前の
エラーによって、その微小マトリックスの輝度の中心は
その幾何学的な中心からシフトせしめられる。最後に、
与えられた周期的な色度学的な構成(QUAD、対角
線、など)を有するいかなる画面においても、表示形式
での現在の行のアドレスがラインの色の情報を与えるの
で、ライン変換メモリー14は、周りのラインと比較し
たラインの色(COULで示される信号)指示する。類
似した方法で、列変換メモリー15が、行のその他の色
に比較したポイントの色(COUP)を指示する。した
がって、微小マトリックスのアドレスポイントのまわり
の色の環境はこの段階で知られる。
ポイント番号NPを受信することを可能とし、列変換メ
モリー15が現在のライン番号NLを受信することを可
能とする結合が破線の矢印で示される。これらの結合
は、入力画像に適用される変換が直交(画像回転、予め
定義された画像の変形、など)でない場合に使用され
る。
ィジタル化されたビデオ信号RGBディジタル信号も供
給される微小マトリックス生成ブロックGμmに供給さ
れる。
ックGμmは単一のメモリーであってもよく、そのメモ
リーは、可能なすべての、装置が使用する大型マトリッ
クスと、メモリーアドレスを形成する入力信号(RBG
ディジタル信号、NLR、COUL、NPR、RES
P、およびCOUP)とを格納する。ブロックGμmは
微小マトリックス、すなわち、画面メモリーMに格納さ
れる、あるいは画面Eに直接に表示される隣接した要素
ポイントの組を出力する。微小マトリックスのアドレス
(例えば、それの中心のアドレス)は再生形式での行番
号とポイント番号からなり、それは、それぞれ信号NL
RとNPRである。
は、上述した単一のメモリーは2つのメモリー部21と
22にそれぞれ分離される。実際に、信号COULとC
OUPは色の配置の限られた数のみを形成することがわ
かる。したがって、メモリー22が装置での種々の微小
マトリックスを包含するとともに、メモリー21は種々
の可能な色の配置を包含し、したがって、この実施例で
は、もはや信号COULとCOUPによって直接にアド
レスされるのではなく、メモリー21から出力される信
号によってアドレスされるのである。これは、ブロック
Gμmに要求される総メモリー容量を大幅に減少させ
る。
TV標準方式から与えられたマトリックス画面の形態に
切り換えることに要求されるすべての微小マトリックス
を包含する。それはまた付加的な微小マトリックスを包
含して、入力の形式と再生の形式の両方にある種のオプ
ションを提供する。例えば、メモリー22は、TV信号
を2つの別個の標準に処理するために要求されるすべて
の微小マトリックスを包含することができ、変換メモリ
ー14と15、およびブロックGμmは選択されたオプ
ションが通知される。
mは要求される変形を得るために必要なすべての微小マ
トリックスを包含する。いくつかの異なった変形が可能
な場合には、変換メモリーとブロックGμmはその変形
を通知されなければならない。
式そして(あるいは)変形のそれぞれに関しての多くの
オプションが存在する場合は、極端に大きな変換メモリ
ーを必要とすることを避けるために、これらのメモリー
はすべての可能なオプションを包含せずに、選択された
オプションから要求される変換を計算するコンピュータ
によってオプションがロードされる。
Mを備える場合は、部分的に重なり合う微小マトリック
スを生成し、数個の微小マトリックスに共通する領域に
予め定義した混合あるいは相関関数を適用することがで
きる。もし装置が相関器を備えずにダイレクト・アクセ
ス・メモリーを使用する場合は、重なり合う微小マトリ
ックスを生成して、既に記憶された微小マトリックスの
内容に上書きができる。しかしながら、再生された画像
の品質は、微小マトリックスが重なり合うことなく隣接
して生成された方が良好である。
込み−更新−書き込みの手順を用いて、メモリーMの内
容が、それぞれの微小マトリックスが格納されるアドレ
スから読み込まれ、読み出されたデータは入力データと
混合され、そして、その結果がメモリーMに格納され
る。相関関数が微小マトリックスでのそれぞれの要素ポ
イントに適用され、相関は、加算、平均値、最大値、最
小値、あるいは組み合わされた関数である。例えば、同
一の関数が微小マトリックスのすべてのポイントに適用
されるか、あるいは、例えば、1つの色に1つの関数の
ように、異なった関数が同一の微小マトリックスに適用
される。
処理の遅延を避けるために、適切に、すなわち、独立に
そして同時にアドレス可能なブロックにメモリーMを編
成することが望ましい。それによって、メモリーMは最
大の微小マトリックスでのポイントの数と同数のブロッ
クから構成されることとなり、最小の時間で平行して書
き込みと読み込みの両方を実行することが可能である。
この形態の構造は、例えば、SEXTANT Avon
ique社によって出願されたフランス国特許出願第9
010587号に記載される。
合、このメモリーは、好ましくは、2つのページからな
り、第1のページが1つの画像フレームが処理されると
きにそれを連続的に収容し、第2のページが読み込まれ
画面Eに転送された前のフレームを包含する。
像でのそれぞれの要素ポイントの、すなわち、カラー画
像の場合はそれぞれの副画素の水準で動作し、形式を変
換しそして(あるいは)入力画像を処理する。このこと
は処理の高い柔軟性を可能とする。加えて、局部的な幾
何学的変形が限られた数のポイント(微小マトリック
ス)に変換あるいは処理のために適用されるので、両方
の操作は入力画像ポイントが受信されると連続的に適用
され、微小マトリックスの生成と相関(画面メモリーが
独立したブロックに編成され同時のアクセスを提供すれ
ば)は十分に速くフレームの長さ(50Hz標準で20
ms、60Hz標準で16ms)内で完了し、したがっ
て、ビデオ発生器と画像の表示の間の最大の遅延は1つ
のフレーム(もし装置がメモリーMを備えれば)であ
る。ゆえに、本発明による装置は”リアルタイム装置”
と呼ぶことかできる。
リックスの形態には実際上制限が無く、その結果、非常
に広い範囲の形式変換と変形が可能である。したがっ
て、本発明による装置を、入力画像を行と列のピッチが
異なり特に液晶表示装置に使用される”ストライプ”形
式に変換するのに使用することでき、あるいは非直交変
換を画像に適用することができる。
の形態と形式の画面にも表示することが可能となり、ま
た、画像処理がリアルタイムになされ、入力する画像が
受信されると同時にそれを表示することができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 画面にテレビジョン画像を表示する装置
であって、テレビジョン画像が入力画像として言及さ
れ、再生形式に従って画面に表示される画像が再生画像
として言及され、前記入力画像は入力のポイントによっ
て形成され、前記装置が、 前記装置が入力ポイントを受信すると、入力画像を連続
的にディジタル化する手段と、 入力ポイントのアドレスを識別し、これらのアドレスを
再生形式に変換する、アドレス制御手段と、 入力ポイントが受信されると入力ポイントのそれぞれに
対して複数のポイントからなる微小マトリックスを生成
する手段であって、前記微小マトリックスは、そのサイ
ズ、形状、および内容が再生形式によって定義される一
連の微小マトリックスから選択される、前記微小マトリ
ックス生成手段と、 を備えたことを特徴とするテレビジョン画像をリアルタ
イムに表示する装置。 - 【請求項2】 前記アドレス制御手段が、 入力ポイントのアドレスを識別する手段と、 それぞれの入力ポイントに再生される形式でのそれの行
番号とポイント番号とを割り付ける変換手段と、 とを備えた請求項1に記載のテレビジョン画像をリアル
タイムに表示する装置。 - 【請求項3】 前記の変換手段が、さらに、変換の計算
の残部を出力する、請求項2に記載のテレビジョン画像
をリアルタイムに表示する装置。 - 【請求項4】 前記の識別する手段が、 入力画像同期信号からラインパルス、フレームパルス、
およびクロック信号を生成する第1の手段と、 前記第1の手段によって出力される信号を受信し、それ
ぞれの入力ポイントに対して再生される形式での行番号
とポイント番号を出力する、ラインカウンタおよびポイ
ントカウンタと、 を備えた請求項2に記載のテレビジョン画像をリアルタ
イムに表示する装置。 - 【請求項5】 前記の変換手段が、 前記ラインカウンタから出力される信号を受信するライ
ン変換メモリーと、 前記ポイントカウンタから出力される信号を受信する列
変換メモリーと、 を備え、これらのライン変換メモリーおよび列変換メモ
リーがそれぞれ、行番号とラインの残部、およびポイン
ト番号とポイントの残部を出力する、請求項3〜4のい
ずれかに記載のテレビジョン画像をリアルタイムに表示
する装置。 - 【請求項6】 前記微小マトリックス生成手段が、一連
の予め定義された微小マトリックスを格納する手段を備
え、これらの記憶手段は、再生形式でのポイントおよび
前記変換の計算からの残部とに対応した行番号およびポ
イント番号によってアドレスされる、請求項2に記載の
テレビジョン画像をリアルタイムに表示する装置。 - 【請求項7】 前記の変換手段が、さらに、再生された
画像における各ポイントに対してラインの色およびポイ
ントの色を出力し、この色データは記憶手段をアドレス
するためのアドレス指定の一部分を形成する、請求項6
に記載のテレビジョン画像をリアルタイムに表示する装
置。 - 【請求項8】 前記記憶手段が、 行の色および列の色の信号によってアドレスされる第1
の色配置メモリーと、 前記第1の色配置メモリーの出力信号と、再生される形
式でのポイントに対応する行番号およびポイント番号
と、前記変換の計算からの残部と、によってアドレスさ
れる第2のメモリーと、 の2つのメモリーを備えた請求項6あるいは7のいずれ
かに記載のテレビジョン画像をリアルタイムに表示する
装置。 - 【請求項9】 再生形式で連続する微小マトリックスを
格納する画面メモリーを備えた請求項1に記載のテレビ
ジョン画像をリアルタイムに表示する装置。 - 【請求項10】 前記微小マトリックス生成手段と前記
画面メモリーとの間に相関手段が接続され、該相関手段
は、各微小マトリックス毎に、微小マトリックスと画面
メモリーの該微小マトリックスに関連する内容とに共通
する領域に対し混合処理を実行する、請求項9に記載の
テレビジョン画像をリアルタイムに表示する装置。 - 【請求項11】 前記微小マトリックスが、要求される
幾何学的な変換の関数で定義された、請求項1に記載の
テレビジョン画像をリアルタイムに表示する装置。
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