JP3142708B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一の表示画面上の異
なる位置に複数の画像を同時に表示する、いわゆるウィ
ンドウ表示が可能な画像表示装置に関し、特にマルチメ
ディア表示装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】同一の表示画面に複数の画像を同時に表
示する従来のウィンドウ表示装置としては、テレビジョ
ン受像機やビデオ・テープ・レコーダ等の一部の機種に
見られるピクチャー・イン・ピクチャー（以下、ＰＩ
Ｐ、という）と称する子画面表示装置がある。

【０００３】この表示装置は、主画面（親画面）の隅に
小さな表示窓（ウィンドウ）を子画面として設け、この
子画面内に他の画像情報、例えばテレビジョン受像機で
あれば親画面で表示しているチャンネルとは異なる他の
チャンネルの番組を表示することができる。

【０００４】図３は、このような子画面表示装置のブロ
ック図である。同図において、入力端子２０に入力され
る信号Ｓｃは子画面用の映像信号であり、入力端子２１
に入力される信号Ｓｐは親画面用の映像信号である。子
画面用の映像信号Ｓｃは色復調・同期処理回路２２に入
力され、輝度信号Ｙ、２種類の色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙ、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤにそれぞれ分
離される。

【０００５】分離された水平同期信号ＨＤおよび垂直同
期信号ＶＤはピクチャー・イン・ピクチャー・コントロ
ーラ（以下、ＰＩＰＣ、という）２３に入力される。ま
た、復調された輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ
−Ｙはデータセレクタ２４でシリアル信号に変換された
後、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換回路２５でデ
ィジタル信号に変換される。データセレクタ２４で輝度
信号Ｙ等をシリアル信号に変換するのは、Ａ／Ｄ変換回
路２５の個数を低減するためである。

【０００６】Ａ／Ｄ変換回路２５の出力はＰＩＰＣ２３
に入力され、子画面用に圧縮されて１フィールド分の映
像信号毎に蓄積される。ＰＩＰＣ２３の書き込み系の信
号は子画面の映像信号Ｓｃの入力に同期して行われ、読
み出し系は親画面の映像信号Ｓｐに同期して行われる。
親画面の映像信号Ｓｐの同期処理は同期処理回路２６に
よって行われ、ＰＩＰＣ２３に入力される。

【０００７】ＰＩＰＣ２３は親画面の映像信号Ｓｐに同
期した形で子画面情報を読み出し、読み出した輝度信号
ＹはＤ／Ａ変換回路２７によってアナログ信号に変換
し、色差信号Ｒ−ＹはＤ／Ａ変換回路２８によってアナ
ログ信号に変換し、色差信Ｂ−ＹはＤ／Ａ変換回路２９
によってアナログ信号に変換する。こうして変換された
各アナログ信号はマトリックス回路３０で３原色ＲＧＢ
信号Ｓ_R ，Ｓ_G ，Ｓ_B に変換され出力される。

【０００８】また、ＰＩＰＣ２３は子画面表示期間にア
クティブになる表示ウィンドウ信号Ｓｗを出力し、親画
面信号との合成を行う。ＰＩＰＣ２３は水平フィルタ、
垂直フィルタ、フィールドメモリ、入出力コントローラ
などから構成されており、子画面情報の圧縮、蓄積、読
み出し等の一連の処理を行う。

【０００９】次に、ウィンドウ表示装置の他の従来例と
して、コンピュータシステムのディスプレ装置等に見ら
れるウィンドウ表示装置について説明する。図４は、ウ
ィンドウ表示を実現するためのコンピュータシステムの
ブロック図である。ウィンドウ表示はこのブロック図に
示すハードウェア上でソフトウェア的に制御することで
実現する。

【００１０】同図において、バス４０に接続されている
ＣＰＵ（中央処理装置）４１、ＲＡＭ（ランダム・アク
セス・メモリ）４２、Ｉ／Ｆ（入出力インターフェー
ス）４３、さらにバス・バッファ４４を介して接続され
るＢＩＯＳ・ＲＯＭ４５は、一般的なコンピュータシス
テムに共通して見られる構成である。

【００１１】電源が立ち上がると、ＢＩＯＳ・ＲＯＭ４
５に格納されているブートストラップ・プログラムによ
りアプリケーションに適したソフトウエアがＲＡＭ４２
に格納される。これによってシステムの制御がＲＡＭ４
２に格納されたソフトウエアに移転され、システムが立
ち上がった状態となる。

【００１２】一般的には、ＢＩＯＳ・ＲＯＭ４５に格納
された入出力等を司る低レベルのソフトウエアもＲＡＭ
４２に格納される。一般にＲＯＭは動作が遅いため、動
作の早いＲＡＭへ移し替えを行う。なお、アプリケーシ
ョン・プログラムやデータのやり取りはＩ／Ｆ４３を経
由して行う。

【００１３】表示関係の機能は発振モジュール４６、Ｃ
ＲＴコントローラ４７、フレームバッファ４８、カラー
パレット・ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）４９、バッファ
５０によって実現する。また、カラーパレット・ＤＡＣ
４９の出力にはアナログ型のＣＲＴモニタ５１が、バッ
ファ５０の出力にはディジタル型のＣＲＴモニタ５２が
それぞれ接続されている。なお、カラーパレットは必須
のものではなく、色情報を素早く変化させる機能を付加
的に実現するためのものである。

【００１４】発振モジュール４６は表示の基本的なタイ
ミング信号を発生し、表示動作は全てこの信号に同期し
た形で行われる。ＣＲＴコントローラ４７はフレームバ
ッファ４８へデータの書き込みを行うとともに、フレー
ムバッファ４８からカラーパレット・ＤＡＣ４９へのデ
ータの出力を行う。

【００１５】すなわち、ＣＲＴコントローラ４７はフレ
ームバッファ４８からカラーパレット・ＤＡＣ４９およ
びＣＲＴモニタ（アナログ型）５０への読み出しタイミ
ングと、ＣＰＵ４１からフレームバッファ４８への書き
込みのタイミングとの間に軋轢を生じないように書き込
み／読み出しを行う機能を有する。なお、高機能なＣＲ
Ｔコントローラ４７では、ＣＰＵからのコマンドを受け
取る形で直線の発生、円の描画などの機能を有するもの
もある。

【００１６】この装置によるウィンドウ表示は基本的に
はソフトウエアによって実現する。ＣＰＵ４１が表示場
所および表示領域をもとにフレームバッファ４８内のア
ドレスを計算し、表示すべきデータをＣＲＴコントロー
ラ４７を経由してフレームバッファ４８に転送する。

【００１７】この構成によれば、フレームバッファ４８
が１枚でもウィンドウ表示が実現できるが、ウィンドウ
の管理の一部をＣＲＴコントローラ４７が行うものもあ
り、その際には、それぞれのウィンドウに表示すべきデ
ータを複数枚用意したフレームバッファ４８に個別に表
示データを転送し、ＣＲＴコントローラ４７から発生さ
れる表示ウィンドウの制御信号により複数のフレームバ
ッファ４８内の１枚が選択され、カラーパレット・ＤＡ
Ｃ４９へ表示データが送られ、ウィンドウ表示が実現さ
れる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前述した各従来例にお
いて、子画面表示装置（図３）は動画像のウィンドウ表
示を実現できるものの、複数のウィンドウを任意の位置
に表示するためにはハードウェアが非常に複雑になり、
さらに表示サイズを個別に任意の大きさとするには、よ
り大規模なハードウエアを必要とする。また、水平／垂
直フィルタはウィンドウのサイズによって特性が異な
り、ウィンドウサイズに応じて特性を可変し最適とする
ことは容易ではない。

【００１９】また、コンピュータシステム（図４）によ
るウィンドウ表示は、複数の任意の大きさのウィンドウ
を任意の画面位置に比較的容易に表示することが可能で
あるが、データの転送は、ＣＰＵ４１→ＣＲＴコントロ
ーラ４７→フレームバッファ４８を経由するため、大量
のデータを素早く書き換えることは非常に困難で、複数
動画像のウィンドウ表示には不都合である。

【００２０】そこで、本発明は膨大な画像情報を扱うこ
とに起因する表示速度の低下、ハードウェアの大型化、
さらには表示品位の低下を改善し、複数動画像のウィン
ドウ表示に最適な画像表示装置を提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一の表示画
面上の異なる位置に複数の画像を同時に表示する画像表
示装置において、複数の画像を表示するための複数の画
像信号を各々所定のブロック単位毎に直交変換し周波数
領域の画像情報に変換する直交変換手段と、周波数領域
の画像情報を量子化する量子化手段と、量子化した周波
数領域の画像情報を蓄積するメモリ手段と、メモリ手段
に蓄積した画像情報を逆量子化および逆直交変換して表
示手段に送出する逆変換手段と備える。

【００２２】この場合、量子化手段は、画像情報の量子
化の際に、複数の画像情報毎に、表示画面上の各表示範
囲に基づいて量子化態様を可変できるように構成する。
また、複数の画像の画面上での表示位置および表示範囲
等を指定する表示領域属性情報をブロック単位毎に保持
する保持手段を設ける。

【００２３】

【作用】本発明の構成において、直交変換手段および量
子化手段は入力画像信号を直交変換によって周波数領域
に変換したのち量子化することで転送および記憶するデ
ータ量を削減する。量子化手段は各画像情報の表示態様
に応じて量子化様態を可変することができる。

【００２４】これによって情報量の低減を各画像情報別
に行うことができ、動画像の表示を容易にすると共に、
周波数領域でのフィルタリング機能を併せて実現し、最
適な縮小画面データを得る。また、複数画像情報間で異
なっている同期関係の一致を図るために必要とされるメ
モリ手段の記憶容量も低減することができる。

【００２５】さらに、表示領域の管理情報、広くは属性
情報を、画像情報の周波数領域への変換の単位（いわゆ
るブロック単位）毎に保持手段に保持し、ウインドウの
表示位置、表示範囲、表示内容等の変更を迅速に行い得
るようにしてウインドウの条件を変化させた際の応答時
間の改善を図っている。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明による画像表示装置の一実施
例を示すブロック図である。本実施例は、４系統の入力
映像信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを、各系統別に設けた
信号処理回路１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄによって色復調、
同期処理、入力にかかわるインタフェース、Ａ／Ｄ変換
などの処理を行い、輝度情報および色情報等の画像情報
を得る。

【００２７】各系統の画像情報は、それぞれ直交変換回
路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに入力されて直交変換され
る。画像情報の直交変換では、主に２次元の直交変換を
用いており、本実施例では８画素×８ラインの直交変換
を例に説明する。

【００２８】図２は、直交変換回路２（２ａ〜２ｄ）に
おける入力画像情報の直交変換の様子を示す。図(a) は
変換前の８画素×８ラインの画像情報を示し、図(b) は
変換後の６４（＝８×８）個の周波数成分を示す。図
(b) において、横方向は水平方向の周波数の高低を示
し、右に行くにしたがって水平周波数が高くなってい
る。縦方向は垂直方向の周波数の高低を示し、下に向か
うにしたがって垂直周波数が高くなっている。左上隅の
周波数成分は直流成分である。

【００２９】一般に、画像情報は水平方向の隣接する画
素間および垂直方向の隣接するライン間の相関が高く、
周波数成分は低域側に偏る傾向が高い。特に絵柄の平坦
部ではこの傾向が強く、６４個の周波数成分のうち高域
側の成分はほとんど無いか、有っても無視して逆変換し
ても画像情報をほぼ正確に復元することができる。

【００３０】図(c) および図(d) は、図(b) と同様に直
交変換後の周波数成分を示すマトリックス図で、それぞ
れ太線ｃおよびｄで示した部分を境に下側部分（高域側
の成分）をゼロとみなして逆変換する場合を示してい
る。図(d) は、ウインドウの表示面積が小さい場合の例
で、画像が縮小されるため高域側の成分はさらに不要と
なり、一層のデータ量削減が可能である。

【００３１】これらのことは、見方を変えれば、どの程
度までの周波数成分をどの程度の精度で量子化するかに
より、フィルタ特性を変化させるのと同等の操作が可能
であることを示している。以上が直交変換および量子化
による情報量の操作、フィルタリングの説明である。な
お、最近では直交変換の一種である離散コサイン変換が
画像情報の圧縮その他の分野で広く使用されるようにな
っており、離散コサイン変換を行うＩＣ素子は比較的容
易に入手できる。

【００３２】図１に戻り、直交変換回路２ａ〜２ｄによ
り直交変換を受けた画像情報は量子化回路３ａ〜３ｄに
入力され、前述した図２に示す原理によって情報量の削
減が行われる。情報量はユーザインタフェース４によっ
て指定されたウィンドウの大きさ情報をもとに、コント
ローラ５により量子化の様態が決定され、量子化回路３
ａ〜３ｄで量子化が行われる。なお、コントローラ５は
発振モジュール６から発生するタイミング信号に基づい
て動作タイミングを決定する。

【００３３】このように、この段階で転送制御回路７を
介してフレームバッファ８に転送するデータ量が削減さ
れるとともに、ウィンドウの大きさ情報に応じたフィル
タリングが行われる。また、コントローラ５はユーザイ
ンタフェース４によって指定される各画像情報の画面上
でのウィンドウ位置を表す位置情報および範囲情報を転
送制御回路７および表示領域・属性情報管理回路９に送
る。転送制御回路７はこのウィンドウ情報をもとに量子
化された画像情報をフレームバッファ８の指定位置に転
送する。属性情報としてはプライオリティー（ウィンド
ウの重ね合わせの優先順位）、画素アスペクトなどがあ
り、管理回路９はそれらの調停、補正などを行う。

【００３４】こうして、入力映像信号Ｓａ〜Ｓｄは周波
数領域に変換された後にウィンドウサイズに応じた形で
データ量が制御され、さらにフィルタリング操作が行わ
れてフレームバッファ８に書き込まれる。

【００３５】なお、この実施例ではフレームバッファ８
が輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとの構成
として示しているが、目標とする表示品位に応じて輝度
信号および色信号の共用化なども可能であり、用途に応
じて増減すればよい。

【００３６】フレームバッファ８に記憶した画像情報を
表示装置に表示する表示動作は、発振回路１０から発生
されたクロック信号をもとに転送制御回路７で発生する
タイミング、すなわち後述するＣＲＴモニタに適したタ
イミングでフレームバッファ８から画像情報を読み出す
ことで開始する。

【００３７】フレームバッファ８から読み出した画像情
報は直交変換などを受けており、そのままでは画像とな
らないため逆変換が必要となる。逆変換は逆量子化回路
１１および逆直交変換回路１２で行い、それぞれ量子化
回路３ａ〜３ｄおよび直交変換回路２ａ〜２ｄと逆の演
算操作を行う。この逆演算操作によって得られた表示フ
ォーマットに合致した画像情報は、Ｄ／Ａコンバータ
（ＤＡＣ）１３でアナログ映像信号に変換され、ＣＲＴ
モニタ１４に表示される。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、画像情報を特定単位、
一般的には正方形のブロック単位に直交変換して周波数
領域に変換し、量子化を行うことで情報量の削減を図る
ようにしたので、表示速度の低下が改善されると共に、
ハードウエアの削減、とりわけメモリ手段であるフレー
ムバッファの小容量化が可能となる。

【００３９】また、表示領域の大小に応じて量子化の態
様を可変することにより、従来は個別のハードウエアで
実現していたフィルタリングを周波数領域で行うことを
可能とし、表示領域の大小にかかわらず、良好なフィル
タリング特性を単一のハードウエアで実現することが可
能となる。

【００４０】また、表示領域の管理情報、広くは属性情
報を周波数領域への変換の単位（ブロック）毎に保持
し、表示領域の管理、操作等を行うことにより、管理情
報の素早い操作が実現可能になると共に、ハードウエア
量の低減が可能となる。

【００４１】さらに、互いに同期関係にない複数画像デ
ータの同期を一致させるに際し、必要となるメモリ手段
の簡略化、ハードウエア量の削減が可能になる。これら
の改善効果は、とりわけ動画像を単一表示装置上で複数
表示するようないわゆる複数動画像のウインドウ表示に
おいて絶大な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像表示装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】画像情報の直交変換および量子化の様子を説明
するための図である。

【図３】ウィンドウ表示が可能な従来の子画面表示装置
のブロック図である。

【図４】ウィンドウ表示が可能な従来のコンピュータシ
ステムのブロック図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ 信号処理回路 ２ａ〜２ｄ 直交変換回路 ３ａ〜３ｄ 量子化回路 ７ 転送制御回路 ８ フレームバッファ ９ 表示領域・属性情報管理回路 １１ 逆量子化回路 １２ 逆直交変換回路 １３ Ｄ／Ａコンバータ １４ ＣＲＴモニタ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の表示画面上の異なる位置に複数の
   画像を同時に表示する画像表示装置において、 前記複数の画像を表示するための複数の画像信号を各々
   所定のブロック単位毎に直交変換し周波数領域の画像情
   報に変換する直交変換手段と、 前記周波数領域の画像情報を量子化する量子化手段と、 前記量子化した周波数領域の画像情報を蓄積するメモリ
   手段と、 前記メモリ手段に蓄積した前記画像情報を逆量子化およ
   び逆直交変換して表示手段に送出する逆変換手段と、を
   備え、 前記量子化手段は、画像情報の量子化の際に、前記複数
   の画像情報毎に、表示画面上の各表示範囲に基づいて量
   子化態様を可変することを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数の画像の前記画面上での表示位
   置および表示範囲等を指定する表示領域属性情報を前記
   ブロック単位毎に保持する保持手段を備えることを特徴
   とする請求項１記載の画像表示装置。