JP3370679B2 - ビデオシステム - Google Patents

ビデオシステム

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JP3370679B2
JP3370679B2 JP53370196A JP53370196A JP3370679B2 JP 3370679 B2 JP3370679 B2 JP 3370679B2 JP 53370196 A JP53370196 A JP 53370196A JP 53370196 A JP53370196 A JP 53370196A JP 3370679 B2 JP3370679 B2 JP 3370679B2
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シュナイダーレーザーテクノロジーズアクチェンゲゼルシャフト
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パラメータとしてライン数、画点数、線周
波数及びフレーム周波数を含む予め定められたパラメー
タ値を持つ第１のパラメータセットに従って、記憶され
たビデオ画像を表示装置を用いて表示するためのパラメ
ータについて異なるか又は同一のパラメータ値を持つ第
２のパラメータセットに従って読み出し可能な画像記憶
装置に、逐次的に記憶される色度値及び／又は輝度値を
もつ像点から成るビデオ画像を表示するためのビデオシ
ステムに関する。
この種のビデオシステムは、例えば独国特許出願公開
第2938349号から公知のものである。この引用文献で
は、解像度を増大させ、かつちらつきを防ぐための回路
配置並びに、２倍速で再読み出しされるビデオ画像を取
り扱う画像記憶装置について記述されている。
画像記憶装置のもう１つの応用は、独国特許出願公開
第4139842号から知られているものである。この引用文
献では、レーザーを用いてビデオ画像を投影するビデオ
システムについて記述されている。レーザー光強度は低
いため、受信されたビデオ画像は画像記憶装置内の部分
的領域へと分割され、これらの部分的領域は異なるレー
ザープロジェクターを用いて結像される。
このような画像記憶装置は同様に、例えば１つの規格
から別の規格へと変換するためにも使用でき、上述のパ
ラメータセットは入力信号及び出力信号の規格によって
決定されている。現在発展中の高解像度システムを含め
て、規格は実質的に以下のようなものである:PAL、PAL
PLUS、フレーム周波数50−Hz PAL、フレーム周波数1
00−Hz PAL、HDTV、HD−MAC、NTSC、及びMUSE。
一般に、１つの画像記憶装置に任意の規格でビデオ画
像を記憶し、表示のために異なる規格で画像記憶装置か
らこれらの画像を読み出す可能性は、非常に限られてい
る。これは、TVシステムが、１つの規格に特定的に適合
する受像管を使用しなければならず、異なるシステム相
互間では縦横比並びにライン数が変わり得るからであ
る。この制限は、受像管内のアパーチャマスクにより決
定された解像度で画像を表示することしかできないた
め、カラーテレビにおいて特に顕著なものとなってい
る。これは同様に、投影されるべきLCDマトリクスの構
造によって画点の密度が与えられるLCDプロジェクタに
ついても言えることである。
従って、これまで、異なる規格で画像を受信し、同じ
くこれらを任意の異なる規格で表示することのできるビ
デオシステムを構築することは不可能であった。
本発明の目的は、特定の規格に対応する第１のパラメ
ータセットに従って入力側でビデオ画像の信号を受信
し、同じ規格又は異なる任意の規格によって決定される
画像を表示するための異なる第２のパラメータセットに
従ってこの画像を表示するビデオシステムを提供するこ
とにある。
上述の先行技術から押し進めて、この目的は、表示装
置が画点の色度値及び／又は輝度値に従って制御され
得、かつ光学系を介して映像スクリーン上にその光束を
投影することのできる個別の光源を含み、しかもここで
光学系が、ラスタ走査装置を有し、この装置により、適
切な寸法のビデオ画像を表示するため１つの画像フィー
ルド内の任意の点上で映像スクリーン上に光束を導くこ
とができ、この装置のために第２のパラメータセットに
よる光束をラスタ化するためのラスタ制御機構が具備さ
れていること、によって達成される。
本発明によるビデオシステムと前述の先行技術のシス
テムとの相異は、映像スクリーン上のあらゆる任意の点
を光束を用いて表示するために照明することができ、か
くして本発明に従うと例えばアパーチャマスク又はLCD
マトリクスによって課せられる制限が全くなくなるとい
う点にある。更に本発明に従うと、異なる色を生成する
ためのアパーチャマスクは、ラスタ化された光束自体が
色度及び輝度に関して制御されているため不要とするこ
とができる。光束を生成するために、光源には、画像記
憶装置からのRGB信号によって制御され、かつミラー系
によって統合されて共通の光束を形成するレーザービー
ムを有する異なる３色のレーザーなどを具備することが
できる。
本発明によると、ただ一つの光束が具備されているた
め、互いに独立して表示される部分的画像へとビデオ画
像を分割する必要は全くない。こうして、画像フィール
ド全体を走査する個々の光束の使用を通して、部分的画
像の表示内でのオーバーラップの可能性が妨げられるこ
とから、調整手段に対して付加的な出費をすることな
く、画質は実質的に向上することになる。
光源から進む光束が、上述のレーザーでの例において
そうであるように非常に平行である場合、表示のための
映像スクリーンも同様に、鮮明度を損なうことなく望ま
れる限りラスタ走査装置から遠く離れるように移動させ
ることができる。このようにして、この技術によると、
単に映像スクリーン距離を調整することによって、異な
る画像寸法を生み出すことができる。その結果、表示可
能な画像寸法に関し多大な柔軟性が得られ、この種のビ
デオシステムは、技術的な出費を増大させずに、小型画
像サイズ並びに超大型画像サイズ向けに製造することが
できる。
光束の偏向には、例えば音響光学ビームデフレクタを
使用することができる。しかしながら、この偏向装置は
通常、非常に小さな偏向角しか許容しない。このことは
即ち、対応する大きい画像のためには、ラスタ走査装置
からからなり距離をおいたところに映像スクリーンを配
置しなければならないということを意味している。この
ような理由から、ラスタ走査装置が光束を偏向させるた
めのミラーを有する本発明の好ましい更なる発展がより
有利なものとなる。ミラーによって実質的により大きい
偏向角が可能となるため、映像スクリーンとラスタ走査
装置の間の距離は、音響光学偏向を用いた場合に可能と
なるものに比べ小さく保つことができるようになってい
る。
ミラーの可能最大偏向は制限されておらず、そのため
映像スクリーン上に単純な方法で異なる画像サイズを生
成することができる。即ち、ラスタ走査装置に対し映像
スクリーンを調整することなく可変的な画像サイズが可
能となる。
本発明の好ましい更なる発展に従うと、ミラーは回転
ミラー及び／又はスイベルミラーとして作られている。
とりわけ、多角形の各辺が１本のラインを走査するた
めのミラーとして構成された多角形ミラーとして設計さ
れている回転ミラーは、高い偏向速度でのラスタ走査を
提供する。多角形が多くの辺数をもつ場合、非常に高い
線周波数が可能である。これは、線周波数が、毎分回転
数を多角形の辺数で除したものによって与えられるから
である。更に、回転ミラーは、その慣性のため、例えば
音響光学偏向といったその他のタイプの偏向の場合に
は、電子部品に相応の出費をしなければ達成し得ない非
常に有利な同期的走行を確保する。
ラインの同期化のため、画像記憶装置には従来、そこ
からの個々の輝度値及び色度値の読み出しを同期化する
独自の生成装置が具備されている。しかしながら、ここ
で示したビデオシステムにおいては、このために回転ミ
ラーの位置の正確な調節が必要となり、その結果、電子
部品に対する出費は増大することになる。従って、本発
明の更なる発展においては、ビデオ画像の読み出しのた
めラスタ制御機構から、ラインの開始及び／又はフレー
ムの開始のためのパルスを同期化することによって画像
記憶装置を動作させることが可能である。本発明のこの
更なる発展においては、同期パルスは、例えば回転ミラ
ーの実際の回転から得ることができる。この場合、回転
ミラーの速度は、線周波数と正確に一致する必要はな
い。従って、必要とされる技術的出費は、この更なる発
展の結果減少することになる。
同期パルスは、例えば測定レーザー又は光源自体の光
束が多角形表面によって反射される時刻を決定すること
によってか、或いは誘導的に得ることができる。
非常に高いフレーム周波数及び線周波数の場合には、
同期化のためにメモリ遅延も同様に考慮に入れなければ
ならない。このような遅延は、入力規格及び出力規格に
応じて異なる画点数及びライン数について信号処理が大
幅に異なり得ることから、場合によっては急激に変化す
る可能性がある。このことは、読み出し画像の同期化に
ついての問題点を引き起こし得る。これらの問題は、本
発明の更なる発展に従うと、ラスタ制御機構の同期パル
スが、最大メモリ遅延によって決定される時間的間隔だ
け、ラスタ制御機構によって与えられる各ラインの開始
よりも時間的に先行して生成され得、実際の遅延時間に
対し同期信号を適合させるために遅延回路を具備するこ
とによって、解決される。
この更なる発展により、１本のラインの開始との関係
において同期パルスを永久的に規定された時点で生成す
ることができ、このために、例えばパラメータセットの
１つが変わる場合といった異なる作動条件について、可
動ミラーによる同期パルスのピックアップのための機械
的改良が必要とされることは全くない。一方、遅延時間
は、画像記憶装置内の望ましい画像処理を表すパラメー
タセットによって決定される時間だけ、遅延回路を用い
て純粋に電子的に調整される。
画像記憶装置としては、アナログ記憶装置といったよ
うなタイプの記憶装置を幅広く使用することができ、そ
のうちの１つがカラービデオ画像の中の各々の色信号の
ために具備されている。このような画像記憶装置は、例
えば、プレート上に電荷としての電子ビームを介して電
気的に、又は残光性スクリーン上に光学的に画像を記憶
し、ここでプレート又はスクリーンは、第２の電子ビー
ムを用いてテレビカメラの場合と同様に再度読み出しで
きる。このような画像記憶装置の利点は、規格変換のた
めに僅かな出費しか必要としていないということにあ
る。但し、このような画像記憶装置は、信号変換のため
の大きな出費がなく第２のパラメータセットのために解
像度を変更するのに特殊な数学的アルゴリズムを適用し
なくてよいため、信号処理は極めて制限されたレベルま
でしか可能でない。
しかしながら、本発明のもう１つの好ましい発展は、
利用可能な記憶場所の数が、色度値及び／又は輝度値を
記憶するために必要な記憶場所の数に表示可能な画点の
最大数を乗じた数以上であり、利用可能な記憶場所は、
色度情報び／又は輝度情報によって自由にアドレス可能
であるデジタル記憶装置が提供される。デジタル画像記
憶装置は、とりわけそれが自由にアドレス可能である場
合に、画像処理のための様々なアルゴリズムの使用を可
能にする。この目的のためにはビデオプロセッサを使用
することができ、このビデオプロセッサは同じ記憶装置
と共に動作に、表示のためのパラメータセットが記憶装
置内への読み込みのためのパラメータセットよりも高い
解像度又は低い解像度を必要としているか否かに応じ
て、解像度を増大又は減少させるための既知のアルゴリ
ズムを用いて画像を処理する。
デジタル記憶装置は、もはやほとんど使用されないア
ナログ記憶装置に比べてより低いコストで入手でき、そ
してより容易に利用可能である。
記憶場所の数を選択するための上述の規定よって、記
憶場所のための出費は、画点数のために必要とされるも
のに制限される。従って、例えば、ラインに関するアド
レスに従う色度値及び／又は輝度値の記憶と比較して、
記憶場所をより良好に使用することができる。この場
合、選択された記憶場所数は、少なくとも、ラインの最
大数にライン１本あたりに出現する画点数の可能最大数
を乗じたものと同じでなくてはならず、このため一般
に、実質的により大きな記憶領域が必要となる。一方、
デジタル記憶装置が選択された場合、表示のための時間
シーケンスに従って逐次的にデータが記憶装置内に記憶
されるため、アクセス時間は非常に速くなる。
画像記憶装置内への読み込み及びそこからの読み出し
のためのパルスは同様に、第１のパラメータセット及び
第２のパラメータセットの異なる線周波数の結果とし
て、指示ビデオシステム内で同時に発生し得ることか
ら、読み込みのためのアドレス又は読み出しのためのア
ドレスのいずれかを介して、記憶装置内の１つの記憶場
所をアドレスできるけれども両方によって同時にこれを
アドレスすることができないという事実による問題が生
じる。従って、読み込み及び読み出しは、相互に同期化
されるべきである。例えば、読み出し中の読み込みを禁
止するような単純なゲート路は、データ喪失の可能性が
あるため、この目的には勧められない。
しかしながら、本発明のもう１つの好ましい発展は、
デジタル画像記憶装置が優先順位回路を有し、この回路
は、記憶場所内に情報を記憶するため及び記憶場所から
情報を読むために同時アドレスする場合に、読み出しア
ドレスの優先順位を与え、記憶アドレスならびに記憶す
べき情報を一時的に記憶し、読み出しが終結した時点で
記憶装置内にこの情報を記憶することを規定している。
この回路は、読み出しに対して優先順位を与えるが、
この回路は、優れた画質を達成するためには、慣性を理
由として回転及びスイベルミラーについて画点を表示す
る目的の待機時間が全く許容されことを主な理由として
推奨される。本発明のこの更なる発展においては、読み
出しの終結時点で利用可能な時間から見て、入力側の画
像情報は、一時的に記憶され後に画像記憶手段から読み
込まれるため、喪失しない。実施例を参考にしながら以
下で明白になるように、このことは、一時的記憶のため
のFIFO（先入れ先出し）記憶装置を介して適切な電子制
御機器を用いることにより容易に実現できる。
画像表示装置の品質は、実質的な出費がなくこの特徴
を用いて有利にも向上させることができる。
本発明のもう１つの好ましい発展に従うと、画質は、
第１のパラメータセットの画点数及び／又はライン数が
第２のパラメータセットのものと異なる場合に、記憶さ
れたビデオ画像の輝度値及び／又は色度値から表示のた
めの第２のパラメータセットに従って画点を補間する画
像処理装置、特にビデオプロセッサが具備されているこ
とによって向上する。
画像処理装置の結果として、ビデオ画像を表示するた
めの第１のパラメータセットからの色度値及び輝度値を
第２のパラメータセットで変換することもできる。この
ことは、とりわけ、画点数及び／又はライン数が読み込
み画像のものと異なる場合に有利である。例示のため、
例えば、表示のために提供されるライン数が画像記憶装
置内に読み込まれる画像内のライン数の２倍であると仮
定する。この場合、画像表示における各々２番目のライ
ンを、フレームを基準として記憶された画像の先行する
ラインと後続するラインから補間することができる。補
間のためには、様々なアルゴリズムが利用可能である。
様々なアルゴリズムに関する柔軟性は、例えば画像処理
装置としてビデオプロセッサを用いることによって達成
される。
しかしながら、多数の画点が存在する場合、現在利用
できるビデオプロセッサにおいては、特に多くの乗算を
伴う複雑なアルゴリズムを使用する場合に、時間の問題
が発生し得る。本発明の更なる発展においてこの時間の
問題は、画像処理装置により補完される輝度値及び／又
は色度値が表示装置のための読み出し用に中に記憶され
ている第２の記憶装置あるいは記憶領域が具備されてい
ることによって回避することができる。こうして、読み
込み及び読み出しすべき画像のために２つの記憶領域が
得られ、これによりビデオプロセッサが、１つの画像の
時間までに利用できる時間が増大し、中間計算を実行す
るための補助記憶領域を介した記憶へのアクセスが回避
される。その上、読み込むべきデータと読み出しすべき
データの間の同期化の問題は、読み込み及び読み出しの
ために使用される記憶又は記憶領域が互いに独立してア
ドレスできる場合に低減させることができる。ビデオプ
ロセッサによるデータアクセスのための同期化の問題
は、市販のDMA（ダイレクトメモリアクセス）モジュー
ルを用いて回避できる。
更に、読み込み及び読み出しのための記憶領域の分離
は、画像の異なる部分の処理に割り当てられている複数
の画像プロセッサが並行して作動でき、こうして表示の
ための輝度値及び／又は色度値の変更のために利用可能
な時間が更に短縮される、という点で有利なものであ
る。
本発明のもう１つの好ましい発展に従うと、画像処理
時間を短縮するもう１つの可能性は、複数のラインが画
像記憶装置から画像処理装置内に読み込まれ、その読み
込まれるラインの色度値及び／又は輝度値が、表示のた
めにラインを生成するべく、重みづけされた形でアナロ
グ加算されるようにすることから成る。このようなアナ
ログ回路に基づくと、乗算は極めて迅速に実施され、ビ
デオプロセッサを用いたデジタル補間の場合に可能とな
るものよりも高い画像の表示速度が可能となる。以下の
実施例から分かるように、この種の重み付け加算では異
なるアルゴリズムも使用することができる。従って、ビ
デオプロセッサにおいて達成されるものに類似の多大な
柔軟性が、異なるアルゴリズムについても可能である。
アナログ加算方法は、例えば画点クロックを介して時
間との関係において画像記憶装置から重み付けされた形
で１本のラインの色度値及び輝度値をアナログで加算す
ることができるという点で、ライン間のみならず１本の
ラインの画点間でも適用することができる。
あるいはまた、本発明の好ましいもう１つの発展にお
いては、画像処理装置内に低減フィルタが具備されてお
り、この低減フィルタは、両方のパラメータセットに関
してライン当たりの画点に線周波数を乗じたときの最小
積に所定の係数を乗ずることによって得られたカットオ
フ周波数を有している。
このもう１つの発展に従うと、１本のライン内の色度
値及び輝度値の間の補間は、低減フィルタによってアナ
ログで実行される。補間を決定するパラメータは、低減
フィルタのカットオフ周波数である。カットオフ周波数
は実質的に、２つのパラメータセットによって決定され
る長い方の画点当たりの時間によって実質的に与えられ
る。読み込み画像のための画点時間が、表示のための画
点時間よりも長い場合、デジタル画像記憶装置であるた
めに方形パルスである画点のための信号は、画点を表示
するために低減フィルタを介して平滑化されなくてはな
らない。これは、そうしなければ画像のちらつきという
結果をもたらしうる色相の不明瞭さが、より高い解像度
の表示において方形パルスの鋭い斜面で結果としてもた
らされることになるからである。
一方、表示のための画点の持続時間が記憶された画点
のものよりも長い場合、表示のための色度値及び輝度値
は、表示された画点の場所との関係において、映像スク
リーン上で正確に定められない、いずれの場合でも、両
方のパラメータセットの画点当たりの持続時間のうちの
長い方が、低減フィルタの有利な時定数である。この特
徴において示された係数は、連続する画点全体にわたる
平均化レベルを決定し、従って画点間の補間を定める。
従って、この係数は、補間アルゴリズムの選択において
ある程度の柔軟性を可能にしている。
とりわけ、本発明のこの更なる発展は、読み込まれる
画像からの表示された画像の特に急速な画像処理及び解
像度適合を可能にする。更にもう１つの利点は、中間周
波数に由来し得る高周波数干渉なども同様に低減フィル
タによって濾過されるということにある。従って、表示
された画像は、実質的に干渉のないものである。
低減フィルタは一般に、ラインごとに輝度が幾分か変
わり得るように、上述の種類の信号処理中に充電し得る
コンデンサを有する。画像記憶装置内の情報としてライ
ンの開始時点で黒レベルポーチを含むことによって、こ
の種のシフトが補間によって自動的に補償され得る。し
かしながら、この方法で生成された全てのラインについ
て、従来のテレビ技術から既知のものであるようなクラ
ンプ回路を用いて、表示された各ラインの前に黒レベル
を再度規定することによって、この目的のために必要と
される付加的な記憶空間を倹約することが可能である。
従って、本発明の更なる発展においては、低減フィルタ
の下流にクランプ回路が具備されている。この特徴は、
表示の品質を改善し、必要とされる記憶空間を削減す
る。
色度値のための原色は、画像記憶装置内に読み込まれ
る画像の中ではっきりと異なる可能性がある。例えば、
色鮮明度についてのFCC規格は、EBU規格のものとは、特
に緑色について異なっている。このような理由から、本
発明の好ましいもう１つの発展に従うと、記憶及び読み
出しのためのパラメータセット内での色度値及び／又は
輝度値についての信号形成が異なる場合に色を適合させ
るための回路を提供することが様々な規格を適合化させ
るために勧められる。このようにして、規格が異なるこ
とによる色相歪みもまた補償され、本発明に従ったビデ
オシステムによる画像表示の質は向上する。
以下では、主として図面を参考にした例を用いて、本
発明について更に詳しく説明する。
図１は、レーザー投影を用いた本発明に従うビデオシ
ステムを示す。
図２は、図１に従うビデオシステム内での使用が可能
な画像記憶装置のための回路を示す。
図３は、ビデオプロセッサを用いて信号処理が行われ
る画像記憶装置を示す。
図４は、表示される画点の色度値がアナログ処理され
る画像記憶装置を有する回路を示す。
図１は、ライン数、画点数、線周波数、フレーム周波
数及び画点の色度及び輝度のための信号形成を含む第１
のパラメータセットに従って、そこに色度値信号Ｒ、
Ｇ、Ｂ及び同期信号が供給されるビデオシステムを示し
ている。このパラメータセットは、例えば、PAL、PAL
PLUS、フレーム周波数50−Hz PAL、フレーム周波数100
−Hz PAL、HDTV、HD−MAC、NTSC又はMUSEに対応する規
格によって決定することができる。ビデオ画像の同期信
号は、システム制御回路10の入力端に適用される。シス
テム制御回路10は、ビデオ画像を読み込むための、そし
て表示するための別々のパラメータセットに従って、図
１によるビデオシステムの中で使用されるすべての制御
信号を生成し、管理し準備する役割をもつ。デジタル変
換されたRGB信号の記憶のため、この回路は、これらの
同期信号からデジタル画像記憶装置12の記憶アドレスを
生成し、このときアナログからデジタルに変換されたRG
B信号はその記憶場所の中に記憶される。
図１において、画像記憶装置12の中心を通って１本の
破線が引かれており、これが、画像記憶措置12に対して
別々に読み出し及び読み込みが行われていることを表し
ている。
画像記憶装置からの読み出しのためには、表示用第２
のパラメータセットに従ってシステム制御回路10によっ
てアドレスが与えられる。表示用として使用可能なRGB
信号は、画像記憶装置12内にデジタル式に記憶されたRG
B信号が変換されてアナログに戻された後、画像記憶装
置の出力端でアナログ形式で存在する。
アナログRGB信号は、色度及び輝度に関して光源16を
制御する制御装置14の入力端に印加される。概して、光
源16は、伝送されたRGB信号と同じ原色を有さず、RGB信
号を光源16の原色R'、G'、B'へと変換するためにマトリ
クス切換回路が制御回路14の中に具備されるようになっ
ている。必要とされる変換マトリクスは、RGB信号が例
えばFCC規格又はEBU規格の原色に従って規定されうるこ
とから、規格に応じて変動し得る。従って、システム制
御回路10は、制御ライン18を介してマトリクス係数を決
定するマトリクス切換回路内の成分を調整することがで
きる。
更に、制御装置14は、光源14に適合された非線形整流
のための回路及び増幅器をも含んでいるため光源16によ
り最適な明るさ品質及びカラー品質が達成され得るよう
になっている。
実施例中の光源16は、赤、緑及び青のための３つのレ
ーザー20を含んでいる。実施例において、これらのレー
ザー20は、コヒーレント（COHERENT）社から入手可能な
スカイライト（SKYLIGHT）400シリーズのアルゴンレー
ザー及びクリプトンレーザーであり、ここでレーザーの
波長は、ドイツのマインツにあるスコット（Schott）社
から入手可能なBP458及びBP5614.5フィルタを用いて、
赤色については647.1nm、緑色については514.5nm、青色
については458.0nmで選択されている。この種のレーザ
ーの光強度は、充分急速に変化できないため、レーザー
20は連続波運転で動作され、その光強度は変調器22によ
って制御される。この場合、変調器22は、極性変更を介
して光強度を決定するDKDPクリスタルである。変調器
は、制御装置14によって供給された信号R'、G'、B'によ
って直接制御される。
変調器からでる光束はダイクロイックミラー24を介し
て組み合わされて共通の光束26を形成し、偏向ミラー28
を介して光学形30の中へ反射され、下流に配置されたこ
の光学系が光束26を映像スクリーン32上へと導く。図１
の実施例においては、ビューアーは細い矢印の方向に位
置付けられている。かくして、後方投影が用いられる。
しかしながら、図１の実施例の中で使用された同じ原理
を前方投影のために使用することもできる。
光学系30の中に具備されているのは、映像スクリーン
32に上に光束26を投影するレンズ系34である。光学系30
は、ビデオ画像を生成する目的でフレーム方向及びライ
ン方向といった形で映像スクリーン32上に光束26を偏向
させるラスタ走査装置36を更に含んでいる。本発明によ
れば、ラスタ走査装置は、映像スクリーン32の任意の点
で一定の与えられた映像フィールド内で光束26を投影で
きるように設計されている。多角形ミラー38は、図１に
示されている映像スクリーン32上でＸ方向のライン方向
偏向のために具備されており、一方フレーム方向の偏向
は、スイベルミラー40を用いて図面中に示されているＹ
方向に行われる。
多角形ミラー38及びスイベルミラー40は、ラスタ制御
機構42からの信号によって制御される。ラスタ制御機構
42は、スイベルミラーの回転速度及び偏向のみならず、
画点を帰線消去する必要なく異なる規格で３対４又は９
対16といった画像の縦横比を考慮に入れるべく、スイベ
ルミラー40の振幅も設定する。こうしてレーザー出力が
倹約できる。
多角形ミラー及びスイベルミラーのための振幅及び周
波数を調整するため、ラスタ制御機構42は、制御ライン
44を介して第２のパラメータセットに従ってシステム制
御回路10によって出力される対応信号を受信する。高価
な調節装置を不要にするため、表示すべき画像のための
同期パルスは、別途生成された後に適切な方法で再調整
されるのではなく、むしろ、ラスト制御機構42によって
検出された多角形ミラー及びスイベルミラーの位置から
このラスタ制御機構42によって得られる。例えば、この
検出は、多角形ミラー38又はスイベルミラー40にある磁
石を介して誘導により行うことができる。しかしなが
ら、多角形表面の１つの上に付加的なレーザーを導くこ
と、そして、多角形ミラーの位置を検出し、そこからラ
イン開始用の同期信号を得るために、感光性検出器を用
いてその反射光束の規定位置を記録することもできる。
このようにして得られるラインのための同期信号は、
画像記憶装置12を制御するべく、システム制御回路10ま
でラスタ制御機構42から誘導される。この際に、ライン
の開始に先立ち特定の時間的間隔をおいて同期信号を出
力させるという点において、画像記憶装置12の作動時間
を考慮に入れる。しかしながら、画像記憶装置12のメモ
リ遅延は、中間ラインを生成するためのアルゴリズムが
必要とされるか否かに応じて、長さが変動し得る。従っ
て、同期信号は、画像記憶装置内の可能最長メモリ遅延
よりも長いものである固定の時間的間隔でラインの開始
に先立って出力され、次に同期信号は、実際に必要とさ
れる遅延について、システム制御回路10により遅延時間
が調整される遅延回路46を介して達成される。
遅延回路46を通過した後、同期信号はシステム制御回
路10に供給され、そこで、例えば、同期信号により計数
器がカウントアップすることによって画像記憶装置の読
み出しアドレスが生成される。
図１に示されている例では、画点の色度値信号がその
出力端に存在する時点に関して、そして特にHDTV規格に
おいて必要とされる最高20MHzの高周波数まで高品質表
示を可能にすべき場合のデータ処理に関し、特別な必要
条件が画像記憶装置に対して課せられる。このような画
像記憶装置の構造について、以下で図面を参照しながら
より詳しく説明する。
図２は、RAM（ランダムアクセスメモリ）48にデジタ
ル変換された色度値信号Ri、Gi、Biが記憶され、出力端
ではデジタル式に記憶された色度値R0、G0、B0を読み出
し可能な画像記憶装置12を示している。記憶アドレス
は、読み出し又は記憶のいずれを行うべきかに応じて、
マルチプレクサ50を介して記憶読み出しアドレス及び記
憶アドレスからRAM48のアドレスラインに印加される。
図２では、マルチプレクサ50及びRAM48のR/W（読み取り
／書き込み）入力端への記憶及びそこからの読み出し
は、色度値R0、G0、B0を読み出さなくてはならない場合
にシステム制御回路10により印加される読み出しパルス
によって制御される。
RAM48に読み出し及び読み込みアドレスが同時に存在
することは、図２に示されている回路内では、スイベル
ミラー40及び多角形ミラー38を用いた画点の制御と同時
に、表示のための色度値信号R0、G0、B0が読み出される
ことによって妨げられている。しかしながら、RAM48内
での記憶は、直接行われない。むしろ、記憶すべき色度
値信号及び記憶アドレスは、記憶信号によってそのよう
に開始された場合にはFIFO（先入れ先出し）記憶装置52
にの中に記憶される。
記憶信号は、FIFO記憶装置52内の記憶されたデータの
量を追跡するフォワードバックワード計数器54の順方向
計数入力端にも印加される。
FIFO記憶装置52の内容は、いかなる読み出しパルスも
存在しない時にのみ、RAM38内に書き込まれる。外部ク
ロック信号は、FIFO記憶装置52からRAM48まで記憶装置
の内容を転送するために用いられる。これらの外部クロ
ック信号は、RAM48についていかなる読み出しパルスも
存在しない時にのみゲート55及び56を介してFIFO記憶装
置52の読み出し入力端に印加され、フォワードバックワ
ード計数器54は、NORゲート58を介してデータがFIFO記
憶装置内に存在することを示す。フォワードバックワー
ド計数器54は、FIFO記憶装置の読み出し中にクロックを
介してリセットされる。
こうして、色度値信号Ri、Gi、Biのための入力データ
は、クロックを介して非同期的に入力される。この目的
のため、クロック周波数は、ビデオシステム内に色度値
Ｒ、Ｇ、Ｂを記憶するためのクロック速度より実質的に
高いものでなくてはならない。クロック速度が高くなれ
ばなるほど、FIFO記憶装置52内に必要とされる記憶空間
は小さくてすむ。
図３は、同期化の問題に対する１つの異なる解決法を
示す。この目的のため、RAM48は、２つの記憶領域１及
び２を有するか、又は異なるアドレスをもつ２つの異な
る記憶装置で形成され得る。色度値信号Ri、Gi、Biは、
DMAモジュール60を介してRAM領域１に記憶され、プロセ
ッサ62を用いてRAM領域２に転送される。色度値信号
は、DMAモジュール64を介してRAM領域２から再び読み出
され得る。一般に、60及び64によって示されているよう
なDMAモジュールは、図２を参照しながら記述されたも
ののような同期化の問題の危険性を回避すべく、データ
処理システム内の関連するプロセッサ62に適合される。
しかしながら、時間が重要な応答の場合、記憶領域２の
読み出しの時点で、プロセッサ62の入力端HLTで読み出
し矢印によって表されているように読み出しパルスを用
いてマイクロプロセッサを保持状態におくことが必要と
なるかもしれない。
図３の標準モジュールでの簡略化された同期化に加え
て、プロセッサ62は同様に、例えば中間ラインを決定す
るか又は解像度を増大させるためのデータに対してアル
ゴリズムを適用することにより、画像を表示するための
データを処理することができるという利点も提供する。
この目的のため、プロセッサ62のポート66を介してシス
テム制御回路10によりデータワードが読み込まれ、この
データワードは、プロセッサ62に対してデータ変換及び
RAM領域１からRAM領域２までのデータ転送のため選択さ
れたアルゴリズムを実行するように指令する。
時間が重要な転送条件下では、個別のプロセッサ62で
は遅すぎる可能性があり、そのため、画像の様々なセグ
メントに対応する異なる記憶領域をアクセスするために
一連の並列プロセッサ62が使用されることになる。
読み出し色度値信号B0の例を用いて、図３は更に、こ
の色度値信号をRAM48からの読み出し後にどの様に更に
処理することができるかを示している。デジタル色信号
B0はまず最初に、DAC68を介してアナログ信号に変換さ
れ、次に低減フィルタ69を介して誘導される。低減フィ
ルタ69は、例えばチューナの中間周波数に由来するアナ
ログ信号において可能性のある高周波数干渉を抑制する
役割を有する。しかしながら、この低減フィルタは、DA
C68からの方形アナログ値を平滑化し、フィルタ69が与
える時間的間隔全体にわたり画点のための連続的色度値
の平均をとるという点で、もう１つの機能も果たしてい
る。即ち、低減フィルタ69の設計が適切であるものとし
て、記憶されたビデオ画像内の画点の数との関係におけ
る表示のためのライン当たりの画点の数のうちの小さい
方に適合されるためのアルゴリズムを、プロセッサ62を
用いることによって不要とすることができる。従って、
１本のライン内の画点を平均するためにプロセッサ62に
よって実行されるべきアルゴリズムを不要とすることが
でき、かくしてRAM領域１からRAM領域２までのデータの
転送が加速される。このとき、低減フィルタ69は、例え
ばアナログスイッチを介してこのフィルタ69上で異なる
コンデンサが切り換えられるということにより、システ
ム制御回路10によって異なる時定数に調整可能であるこ
とが勧められる。しかしながら、信号最大値のタイムシ
フトも低減フィルタ69によって引き起こされ、このた
め、システム制御回路10を用いて遅延回路46を調整する
場合には低減フィルタ69の時定数を考慮に入れるべきで
ある。
低減フィルタ69を介して複数の画点の平均をとること
が望まれる場合には、一方ではより高い解像度によって
画像の情報内容が増大されない可能性ものあること、そ
して他方では、表示のための第２のパラメータセットの
解像度によって与えられる情報のみが表示されるべきで
あることから、低減フィルタ69の時定数を、ROM18内で
の記憶及び読み出しのためのパラメータセットに関する
１画点当たりの時間の間の最低数に比例するような形で
選択することが勧められる。低減フィルタ69のカットオ
フ周波数に関する選択可能な係数もまた、表示すべき１
本のライン内の画点間の異なる補間に対応する、可変的
な平滑化レベルを提供することを可能にする。
低減フィルタ69内のコンデンサの充電の結果として、
黒レベルのポーチ（Schwarzschulter）は、ビデオ画像
の中で１本のラインからもう１本のラインへとシフトし
得る。このような理由から、以下ではクランプ回路70が
具備されており、このクランプ回路70は、このようにし
て得られるライン信号が更なる処理のために制御装置14
に送られる前に、出力信号をゼロまで引っ張る。クラン
プ回路70によるクランピングは、表示すべき画像のため
のライン同期信号を介して行われる。
RAM48内へ、及びその外への色度値信号の読み込み及
び読み出しを目的として、DMAモジュール60及び64は、
モジュール60及び64で幅広の矢印により表されていると
おり、制御回路10によってプログラミングされ得る。こ
れは、ある種のDMAモジュールでは直接的に実施できる
が、一方他のDMAモジュールでは、プログラミングはプ
ロセッサへと導くデータラインを介して行われる。後者
の場合、プログラミングのための値は、マイクロプロセ
ッサ62のポート66により制御回路10を介して読み込まれ
なくてはならず、このマイクロプロセッサ62はこのと
き、これらの値をDMAモジュール60、64へと転送する。
図３に示されている時間応答は、プロセッサ62のプロ
セッサ時間によって実質的に決定される。HDTVで最高20
MHzのきわめて高い周波数では、第２のパラメータセッ
トに基づく高い周波数及び複雑なアルゴリズムのための
転送に関する現在利用可能なプロセッサの過度の緩慢さ
を理由として、並列で作動するプロセッサを用いて、図
３に従った例を実現することができる。しかし、これに
は実質的な投資が必要となる。
図４は、データ処理のためのプロセッサを不要とする
ことのできる、更に単純な例を示している。赤色色度値
信号R0は、この図中に示されているデータ処理を説明す
るため一例として使用されており、この赤色色度値信号
R0は図２に従って設計されたRAM48から読み出されてい
る。同じ回路をその他の色度値信号のために使用するこ
とも可能である。動作をより良く理解できるように、以
下では、画像記憶装置内に読み込まれる２本のライン画
像ni及びni+1の色度値信号の重みづけ加算によって得ら
れる色度値信号をもつラインn0が生成されるものとす
る。画像記憶装置内に読み込まれる画像のライン数より
も表示される画像のライン数が多い場合、重み付け加算
によって中間ラインも生成することができる。図４に従
う回路で、２本より多いラインを加算することもでき
る。しかしながら、単純さを期して、回路は、２本のラ
インni及びni+1についてのみ例示されている。
システム制御回路10を介してのアドレスがなされた
後、ラインniについて１つそしてラインni+1について１
つの合計２つの画点色度値が各ケースにおいてRAM48か
ら読み出され、入力バッファを有するデジタル−アナロ
グコンバータ72、74に格納される。デジタル−アナログ
コンバータ72、74は、格納されたデジタル値に比例した
出力電流が生成される電流出力端を有する。デジタル−
アナログコンバータ72及び74の出力電流は、可調整抵抗
器76及び78における電圧降下をもたらす。可調整抵抗器
は、例えば、デジタル制御可能なアナログスイッチを介
して複数の抵抗器を接続することによって実施でき、こ
こでスイッチング素子は電界効果トランジスタであって
よい。
可調整抵抗器76及び78でのそれぞれの電圧降下は、先
行技術から既知の方法で抵抗器81、82、83と共に設計さ
れている演算増幅器80を介して加算される。こうして、
演算増幅器80の出力端には、演算増幅器80のラインni及
びni+1の記憶された画点の色度値から成る表示すべきラ
インn0の赤色色度値信号のための電圧が発生し、これら
の色度値は可調整抵抗器76及び78の値に従って重みづけ
されている。このようにして、中間ラインn0は、ライン
ni及びni+1から補間される。この目的のため、重みづけ
のためのデジタル値は、読み出すべきラインn0のための
デジタル値でアドレスすることができるROM85から読み
出される。従って、入力ラインni及びni+1との関係にお
ける画像内のラインn0の異なるフレーム方向位置につい
てROM85を介して異なる重みを調整することができ、そ
のため、このタイプの回路は、読み出された画像に対し
て記憶された画像のラインが非整数倍の場合にも使用す
ることができるようになっている。さらに、ROM85は、
「モード」で示されるデータワードを用いるシステム制
御回路10によってアドレスされ、こうしてROM内の異な
る記憶領域をアドレスすることができるようになってい
る。利用された重みを選択することにより、データワー
ドを用いて、異なるタイプの補間を決定することができ
る。データワード「モード」は、記憶された画像内のラ
イン数に対する表示すべき出力ラインの比率に応じて形
成される。
更に、図４内の回路はここでも低減フィルタ69及びク
ランプ回路70を示しており、従って、図３を参照しなが
らすでに詳述したとおり、黒レベルをシフトさせること
なく、低減フィルタ69を用いて１本のライン内の複数の
画点全体にわたり平均をとることが可能となっている。
このようにして、図４に示された回路に従ったデータ
処理は、時間的に連続して続き、フレームを基準にして
互いの上流に設定された画点に関して、ラインの色度値
信号を補間することを可能にする。しかしながら、より
複雑なアルゴリズムの場合には、１つの画像の対角線上
にある画点も通常考慮に入れられる。このようなアルゴ
リズムは、時間に関してオフセットされている画点の色
度値信号がデジタル−アナログコンバータ内で入力側に
記憶され、演算増幅器80の入力端で付加的な可調整抵抗
器及び付加的な抵抗器を介して加算される場合、図４に
従う回路によっても実行できる。このようにして、図４
を参照したライン方向の計算において、２つより多い画
点を考慮に入れるための回路に対する付加的な出費はわ
ずかであり、そのため複雑なアルゴリズムをこのような
構成を用いて実行することも可能になっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フーブリッヒ、ディーター ドイツ連邦共和国 Ｄ−07549 ゲラカ ーレア シュトラーセ 12 (56)参考文献 国際公開94／18802（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 9/31

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パラメータとしてライン数、画点数、線周
    波数及びフレーム周波数を含む所定のパラメータ値をも
    つ第１のパラメータセットに従って、記憶されたビデオ
    画像を表示装置（16、30、32）を用いて表示するための
    パラメータについて異なる又は同一のパラメータ値をも
    つ第２のパラメータセットに従って読み出し可能な画像
    記憶装置（12）に逐次的に記憶される色度値及び／又は
    輝度値をもつ画点から成るビデオ画像を表示するための
    ビデオシステムであって、表示装置（16、30、32）が、
    画点の色度値及び／又は輝度値に従って制御され、かつ
    光学系（30）を介して映像スクリーン（32）上にその光
    束（26）を投影する個々の光源（16）を含み、その光学
    系（30）は、ラスタ走査装置（36）を有し、当該ラスタ
    走査装置は、適切な寸法のビデオ画像を表示するため１
    つの画像フィールド内の任意の点上で映像スクリーン
    （32）上に光束（26）を導く回転ミラー（38）を有し、
    この装置（36）のために第２のパラメータセットによる
    光束（26）をラスタ化するラスタ制御（42）が設けられ
    ており、前記画像記憶装置は読み出しのための同期パル
    スによって動作され、前記同期パルスは前記回転ミラー
    の実際の回転から得られることを特徴とするビデオシス
    テム。
  2. 【請求項２】前記ラスタ走査装置（36）は更にスイベル
    ミラー（40）を有し、前記スイベルミラー及び前記回転
    ミラー（38）は光束を偏向することを特徴とする請求項
    １に記載のビデオシステム。
  3. 【請求項３】前記画像記憶装置（12）が、ビデオ画像の
    読み出しのためラスタ制御（42）からラインの開始及び
    ／又はフレームの開始について前記同期パルスによって
    動作されることを特徴とする請求項１又は２に記載のビ
    デオシステム。
  4. 【請求項４】前記ラスタ制御（42）の同期パルスが、最
    大メモリ遅延により決定される時間間隔だけ、ラスタ制
    御（42）によって与えられる各ラインの開始よりも時間
    的に先行して生成され、実際の遅延時間に対し同期信号
    を適合させる遅延回路（46）が設けられていることを特
    徴とする請求項３に記載のビデオシステム。
  5. 【請求項５】前記画像記憶装置（12）が画点の色度値及
    び／又は輝度値のためのデジタル記憶装置（48）を有し
    ており、ここにおいて利用可能な記憶場所の数は、色度
    値及び／又は輝度値を記憶するために必要とされる記憶
    場所の数に表示可能な画点の最大数を乗じた数以上であ
    り、前記利用可能な記憶場所は、色度情報及び／又は輝
    度情報によって自由にアドレス可能であることを特徴と
    する請求項１〜４のいずれか１項に記載のビデオシステ
    ム。
  6. 【請求項６】前記デジタル画像記憶装置（12）が優先順
    位回路（52、54、55、56、58、60、64）を有し、この回
    路は、記憶場所内に情報を記憶するため及び記憶場所か
    ら情報を読むために同時アドレスする場合に、読み出し
    アドレスに対し優先順位を与え、記憶アドレスならびに
    記憶すべき情報を一時的に記憶し、読み出しが終結した
    時点で記憶装置に前記情報を記憶することを特徴とする
    請求項５に記載のビデオシステム。
  7. 【請求項７】前記第１のパラメータセットにおける画点
    数及び／又はライン数が第２のパラメータセットにおけ
    るものと異なる場合に、記憶されたビデオ画像の輝度値
    及び／又は色度値から表示のための第２のパラメータセ
    ットに従って画点を補間する画像処理装置（62、72、7
    4、76、78、80）、特にビデオプロセッサ（62）が設け
    られていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１
    項に記載のビデオシステム。
  8. 【請求項８】前記画像処理装置（62、72、74、76、78、
    80）により補間される輝度値及び／又は色度値が表示装
    置（16、30、32）の読み出し用に記憶されている第２の
    記憶装置あるいは記憶領域が設けられていることを特徴
    とする請求項７に記載のビデオシステム。
  9. 【請求項９】複数のラインが画像記憶装置（12）から画
    像処理装置（72、74、76、78、80）内に読み込まれ、そ
    の読み込まれるラインの画点の色度値及び／又は輝度値
    は、表示のためラインを生成するべく、重みづけされた
    形でアナログ加算されることを特徴とする請求項７又は
    ８に記載のビデオシステム。
  10. 【請求項１０】前記画像処理装置（62、72、74、76、7
    8、80）内に低減フィルタ（69）が設けられており、こ
    の低減フィルタ（69）は、両方のパラメータセットに関
    してライン当たりの画点に線周波数を乗じたときの最小
    積に所定の係数を乗ずることによって得られたカットオ
    フ周波数を有することを特徴とする請求項７〜９のいず
    れか１項に記載のビデオシステム。
  11. 【請求項１１】前記低減フィルタの下流にクランプ回路
    （70）が設けられていることを特徴とする請求項10に記
    載のビデオシステム。
  12. 【請求項１２】記憶及び読み出しのためのパラメータセ
    ットにおいて、色度値及び／又は輝度値についての異な
    る信号形成に対する色適合（14）のための回路が設けら
    れていることを特徴とする請求項１〜11のいずれか１項
    に記載のビデオシステム。
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