JP3566314B2 - 調整可能な複合画像表示の平滑方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオ画像のための平滑装置の分野に係り、より具体的には、平滑機能をビデオ画像の輝度に付加し、そしてその機能により特定の製作過程および投影機構の特殊必要要件に適合可能にする平滑装置に関する。それは、いくつかのビデオ画像がオーバラップする表示にとっては特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
１９８８年１月１４日出願の米国特許出願第１４３，８７０号は、複合のビデオ投影器から、単一のスクリーンに焦点合せされた継目なし表示を投影する方法および装置について記載している。各投影器からの画像は、それが他の投影器からの画像の１部分にオーバラップするように投影される。２つの画像がオーバラップする領域に生ずる輝帯または継目を除去するために、画像のオーバラップ部分の輝度がランプ（ｒａｍｐ）処理される。これは商業的に入手可能な特殊効果発生器を用いて行なわれる。理論的には、均等な同じランプ処理機能の典型的な特殊効果発生器は、各画像の縁に適用すると、一方の画像から他方の画像に平滑な遷移を生ずるが、実際には、投影画像の輝度は、平滑でも一定でもない。ビデオ投影器からの画像は、使用されるレンズシステムの本来の機能として画像の縁に向うにつれて暗くなり、そして信号、中間信号プロセッサ、投影器、投影器の螢光体、スクリーンの反射率および多くの他のファクタの通常のばらつきにより生じた多くの明暗を有している。これらのばらつきは、ビデオ成分の間で異なり、全く同じ構成でも成分が違えば異なる。さらに、投影器の形式が違えば、同量の輝度変化に対する応答も異なってくる。その結果、オーバラップした画像の輝度を平滑にランプ処理して作った見掛け画像には通常いくつかの明暗の帯や斑点が現れる。従って、ビデオ輝度信号がオーバラップする領域でも隣接する領域でも同様にランプ処理される平滑カーブを、使用者が正確に調整できるような平滑装置が必要である。そのような平滑装置は、個々の投影機構の変則性や投影機構特性間の差が補償できなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、画像の輝度を、全ビデオ画像を横切る細部要素から細部要素までが正確に調整可能で、輝度ランプ処理カーブのパラメータに対し粗調整を行なうことができ、一方ビデオ成分により発生した無関係信号成分を修正するため特定の細部要素に対して微調整を行なうことができる平滑方法および装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、１つの実施例において、各々が、それぞれに輝度部分を有する複数の細部要素を備えた２つの個別ビデオ信号から作られ、隣接してオーバラップしている２つのビデオ画像の輝度を平滑にする方法を包含している。この方法は、所定のセットの平滑ファクタを、２つの信号の細部要素の輝度部分に付加すること、画像を平滑ファクタにより変更して表示器上に投影すること、投影した表示の映像に応答して選択した平滑ファクタを変更することおよび平滑ファクタ変更の表現を記憶することを含む。
【０００５】
【作用】
上記の手段により、本発明に係わる複合画像表示の平滑方法および装置は、継目なしビデオ複合画像表示を、従来の単一ビデオ画像表示装置よりも輝度の点ではより安定で均一に見えるようにすることができる。その結果、本発明に係わる複合画像表示の平滑方法および装置は複合のオーバラップするビデオ画像を有する表示のためのみならず、単一ビデオ画像の輝度を平滑にするためにも役立てることができる。本発明のこれらおよび他の観点は、以下の詳細な説明および添付図面を参照することによってより完全に理解されるであろう。
【０００６】
【実施例】
典型的な複合画像継目なしビデオスクリーン投影システムは、少なくとも２つの個別信号を組合せ、そしてそれらをすべて単一スクリーン上に投影する。任意の数のビデオ画像を水平、垂直または斜めの方向に組合せて、所望の大きさの画像を作ることができる。標準様式の一つは、３つの画像を並べて組合せ、標準の倍以上ある幅で標準高さの画像を得ることである。そのようなシステムは、同期装置１２によって調節される３つのビデオ信号発生器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを使用する（図１参照）。この信号発生器は、カメラ、受像機またはある種の再生装置、例えば、ビデオデッキ、レーザーディスクプレーヤまたはコンピュータであればよい。発生したビデオ信号はすべて、平滑装置即ちランプ波発生器１４に送られ、これが信号輝度をランプ処理し、それらの信号をさらに３つの個別ビデオ投影器１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに送る。この投影器がランプ処理したビデオ信号に対応する画像を表示装置である単一のスクリーン１８上に投影する。この投影器は、蛍光スクリーンに画像を投影する電子銃、ブラウン管もしくは反射あるいは透明スクリーンまたは任意のビデオ投影器やスクリーンシステムに投光する液晶制御投影器であればよい。ビデオ信号発生器、同期装置、投影器、および標準的な複合画像継目なしビデオ表示のためのスクリーンは、すべて一般市場で入手可能な既製の標準部品で十分である。最適解像力および耐久性のため、本実施例にあっては信号発生器はレーザディスクプレーヤを使用し、好ましくは各投影器には走査２倍器がスクリーン上に投影した画像の解像力を高めるのに使用される。ランプ波発生器もまた、一般市場で入手できる特殊効果発生器を使用することができる。しかながら、本発明では、マイクロコンピュータ２０によって制御される特殊設定の同調可能なランプ波発生器を使用するのが好ましい。このマイクロコンピュータは、モニタ２０Ａと、キーボード２０Ｂを含む。このキーボードは、使用者側からコンピュータに命令を与えることができ、かつマウス、トラックボール、ペンまたは他の入力装置を含むかまたはそれらによって代用することができる。特殊効果発生器を使用する複合画像ビデオ投影システムは、１９８６年１月１４日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された米国特許出願第０７／１４３，８７０号に記載されており、その開示は参照文献によりすべて本願に含まれている。
【０００７】
別の構成では、ビデオショーの製作中に、ビデオ信号に平滑カーブを適用し、それからビデオレーザディスクまたはテープ上にランプ処理信号を記憶する。従ってこの投影システムは、信号が既にランプ処理されているから、投影中は平滑装置を必要としない。第２の他の方法は、信号を平滑装置から送信機に送信することである。従ってこれらの信号は、平滑装置のない遠隔位置で受信され、そして直接スクリーン上に投影される。
【０００８】
図１に示したように作られた見掛けの表示画像は、３つの個別ビデオ画像２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃから構成されており、各々が個々に同期してスクリーン１８上に投影される（図２参照）。これは、単一画像の解像力の殆ど３倍を有し、従来の画像の大きさの殆ど３倍の画像を可能にする。３つの画像の間の遷移を平滑にするため、画像はオーバラップ領域２４Ａ，２４Ｂを有している。同じ画像がスクリーンの同じ部分に２重に投影されるので、これらのオーバラップ領域または継目は、隣りの領域の見掛け画像よりもかなり明るく見える。平滑装置の重要な機能は、この継目内の画像の輝度をランプ処理することによってこの効果を滅殺することである。これを行なうため、ランプ処理機能または平滑カーブ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ（輝度振幅対スクリーン即ち画像位置として図２に示した）は、ビデオ信号が対応する投影器により受信される前に、各ビデオ信号に適用される。標準的な国内テレビ規格ビデオ信号は、スクリーンを横切って水平に画像を掃引する一連の走査線２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃにより構成されている。数百の走査線は、スクリーン底部に達し、全ビデオ画像が掃引を終るまで、上から下に掃引される。代表的な３つの画像継目なし表示では、平滑カーブは単に各走査ラインの輝度成分信号に適用されて、画像のオーバラップ部分に、比較的均等な水平輝度減少を達成する。図２の平滑カーブは、それらが作用する走査ライン部分の下に例示されている。
【０００９】
図３を参照すると、３画像拡大投影に特に適している同調可能な複合画像表示の平滑装置１４における好ましい実施態様は、コントローラカード２９と、各画像チャンネル毎に１つずつあって、左３０Ａ、中央３０Ｂ、右３０Ｃの３つの個別輝度調整カードを含む。ビデオ信号発生器からのビデオ信号は、入力ポート３２により各カード内に受信される。この入力ポートがビデオ信号を信号調整用入力バッファ３４に送り、入力ビデオラインを分離して必要なバッファリングを行なう。次にその信号は入力バッファ３４から同期分離器３６および乗算器３８に送られる。同期分離器ではビデオ信号内の同期信号を検出し、そして各同期信号に対するパルスを発生する。標準国内テレビ規格ビデオ信号では、各走査ラインは、水平同期信号によって先行されている。水平同期信号を検出することにより、同期分離器は各走査ラインの始まりを決定することができる。同期分離器はまた、各走査線領域の始まりを示す垂直同期信号を検出できる。標準的には、１画像当り２つの領域がある。この同期分離器は、各垂直同期信号に対して異なるパルスを発生する。同期分離器が水平同期信号を検出したとき、それがパルスをフェイズロックループ４０に送る。フェイズロックループはクロックとして機能し、そして各水平同期信号に続いて５１２個のパルスを発生する。ビデオ信号は、走査ライン１本当り５１２個の細部要素または画素（ピクセル）を有すると考えることができるので、同期分離器およびフェイズロックループとともに、１画素当り１パルスを発生する。フエーズロックループにより送られたパルスが、各走査ラインに対する各画素を識別する。この画素識別信号がシーケンサ４２に送られる。
【００１０】
シーケンサはデュアルポート５１２×８ビットランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４の一方のポートにアクセスするのに使用される。各走査ラインの始めに、シーケンサはアドレス０にリセットされる。それがフェイズロックループからパルスとして画素識別信号を受けとると、それがＲＡＭアドレスをパルス当り１つずつ０から５１１に序列化し、次にデュアルポートＲＡＭ４４内の５１２メモリレジスタの各々をアドレスする。デュアルポートＲＡＭ内の５１２レジスタの各々は平滑ファクタを含む。各平滑ファクタは、走査ラインの特定画素に関連づけられる。シーケンサがアドレス０から５１１まですべてをカウントするので、シーケンサは、画素が乗算器３８に送られているとき１から５１２まで走査ラインを水平に横切る各画素に関連づけられている平滑ファクタをアクセスする。この平滑ファクタは好ましくはデイジタル数であり、その振幅が、画素に加えれらる特定の輝度調整率または換算係数を示す。この平滑ファクタは、対応する画素の輝度成分を減衰または増幅するのに適用することができる。本実施例では、完全暗から全輝度まで２５５の輝度レベルを備えている８ビットであるのが好ましい。第２５６番目のレベルは以下に説明するようにカーソル信号である。８ビット平滑ファクタワードがデイジタル／アナログ変換器４６に送られ、これがデイジタル輝度調整ワードをアナログ信号に変換する。それからアナログ信号は適切な画素を乗算する乗算器３８に送られる。この技術で知られている種々のデイジタル／アナログ変換器のいかなるものでも、平滑ファクタワードをアナログファクタに変換するのに使用される。しかしながら、デイジタル／アナログ変換器は、乗算器に送信されるアナログ信号の中でワード間の遷移を滑らかに行うために何らかのオーバサンプリングを含むのが好ましい。
【００１１】
平滑ファクタが乗算器に加えられた後、調整したビデオ信号はさらに出力ドライバ４８に送信され、インピーダンスを整合し、それを出力ポート５０に送り、そして対応する投影器に送る。各輝度調整カードは、実際にいかなる信号源からのビデオ信号をも受信して、それらの信号を任意の受信器に送信できる。本実施例では、図１に示した投影装置の平滑装置としてカードを使用するのが好ましいが、このカードは、撮影、プロダクション、ポストプロダクション、放送またはビデオ画像表示を作る任意の他のステップ中に使用できる。
【００１２】
５１２×８ビットＲＡＭのみを使用する輝度調整カードは、各走査ライン内の各個々の画素の輝度の非常に正確な（２５５階調）制御を可能にする。従来のデイジタル回路は、十分に速く、すべての輝度ランプ処理は、投影器へのビデオ信号の径路内で実時間で行なうことができる。輝度調整は、画像の継目に限定されず、画像のいかなる部分でも行なうことができる。
【００１３】
各垂直同期信号に応答して同期分離器により発生されたパルスは、抑制器５１に送られる。国内テレビ規格信号には、垂直同期信号が送信されるとき、走査ライン間に時間遅延がある。この抑制器は、乗算器への平滑ファクタの送信を抑止することによりデイジタル／アナログ変換器からの平滑ファクタが、垂直同期信号に加えられるのを防止する。次の水平同期信号が受信された後、抑制器は閉じられて、平滑ファクタは、上記のようにビデオ信号に付加のため乗算器に送られる。
【００１４】
輝度調整カードは、異なる目的達成のため種々の方法で変更可能である。上記の好ましい実施態様は、国内テレビ規格信号への適用に特に適している。ランプ処理機能の細いまたは粗い制御が望まれるときはフェイズロックループの周波数は変化できる。５１２ワードの平滑ファクタワードが、スクリーン上の各ラインにアクセスする必要はない。乗算器に加えられる輝度ランプ処理カーブはアナログカーブであるから、カーブを作るのに使用するのは過不足のワード数でよい。その代りに異なる大きさの細部要素が選ばれることもある。例えば、ある適用例では、１走査ライン当り２５６ワード未満のワード数で十分である。一方、他の適用例では、１走査ライン当り１０２４ワードまたはそれ以上の平滑ファクタを発生するのが好ましいこともある。１同期信号当りフェイズロックループにより発生されるパルス数およびＲＡＭのレジスタ数は、特定の要請に合わせて容易に調整することができる。中間ワード数は、オーバサンプリングにより中間画素に付加するために発生させることができる。
【００１５】
さらに、デュアルポートＲＡＭは、各水平走査ラインのために平滑ファクタの単一のセットを含むように拡張できる。その場合に、同期分離器およびフェイズロックループは、本質的に同じ方法で作用する。しかしながら、シーケンサは画像の第１の画素から画像の最後の画素まで連続したアドレスを発生し、毎回異なるメモリレジスタにアクセスする。国内テレビ規格信号では、これは、同期分離器に適用することによって容易に行なわれ、そしてリセットパルスを各画像のスタートのときシーケンサに送る。このようにして、水平および垂直のランプ処理は双方ともに達成できる。
【００１６】
ランプ発生器はまた、ディジタルビデオに適用できる。そのような場合には、同期分離器およびフェイズロックループが、ディジタル画素ワードのための識別見出しを検出し、そして適切なレジスタをＲＡＭにアドレスする。このＲＡＭが、平滑ファクタを直接乗算器に送信し、この乗算器がディジタル平滑ファクタをディジタル輝度成分に乗算し、そして次に合成ワードが出力ポートを経て送信される。補間装置が中間平滑ファクタワードを発生するのに望ましい場合があるが、勿論この時は、ディジタル／アナログ変換器は不必要である。
【００１７】
より詳細に以下に説明するように、時折、カーソルをスクリーン上に投影するのが望ましい。従って、各輝度調整カード３０Ａは、カーソル検出機能を含む。デュアルポートＲＡＭの８ビットワードにより許容されたすべての可能な２５６レベルの輝度調整を使用する代りに、２５５レベルのみが使用される。第２５６番目のレベルは、カーソル発生器ワードである。ワード２５６がデュアルポートＲＡＭの出力に現われたとき、ＲＡＭ出力を受け取るカーソル検出器５２が、カーソル信号ワードを検出してこの信号をスイッチ５４に送る。このスイッチが画素を取替え、この画素でカーソル信号ワードは、白画素を媒体に関連づける。同じカーソル発生器ワードが各走査ライン毎にアドレスされるので、デュアルポートＲＡＭの単一カーソル発生器ワードは、投影された表示器上の見掛け画像の高さ全体に延びる垂直カーソルラインを生ずる。ＲＡＭに沢山のカーソル信号ワードを記憶すればより多くのカーソルを投影することができる。
【００１８】
画像の各細部要素の輝度調整のため平滑ファクタを記憶することにより、デュアルポートＲＡＭは、画像輝度の非常に正確な制御を可能にする。ＲＡＭは、異なる適用に適合するため、平滑ファクタを容易に取替えられる異なる平滑ファクタを備えている。デュアルポートＲＡＭの他のポートは、ＲＡＭをマイクロコントローラ５５を接続しているアドレスおよびデータバス５６を経てコントローラカード２９に接続される。マイクロコントローラはさらに、不揮発性メモリ５７と、インターフェース５８を経てマイクロコンピュータ２０に結合される。
【００１９】
使用にあたり、平滑ファクタはマイクロコンピュータ２０によって発生される。マイクロコンピュータが、各輝度調整カードのための平滑ファクタをインターフェースを通りマイクロコントローラに移送し、それからこのマイクロコントローラがこれらのファクタをその不揮発性メモリ内に記憶する。ランプ波発生器がオンになったとき、マイクロコントローラは平滑ファクタ値をその不揮発性メモリにアクセスし、そしてそれらの値を各輝度調整カード３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの対応するＲＡＭの適切なレジスタ内に記憶する。このシステムが動作するので、各カードに対しＲＡＭ上に記憶された平滑ファクタは、上述のように、画像が受信されると、画像の輝度を調整するのに使用される。しかしながら、装置使用中のいかなる時でも、マイクロコンピュータは新しい平滑ファクタまたは新しいセットの平滑ファクタをマイクロコントローラに送信することができ、このマイクロコントローラがそれから新しい平滑ファクタをその不揮発性記憶装置および適切な輝度調整カードのためのデュアルポートＲＡＭ内に記憶する。このようにして、マイクロコンピュータは、正確にランプ処理とカーソル位置を殆ど同時に制御する。
【００２０】
平滑ファクタを計算するのに使用されるマイクロコンピュータは、種々の一般的目的または特殊設計ハードウェアが代りに使用できるが、キーボード、出力ポートおよび表示モニタを有している従来の一般用ディジタルマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータが好適である。全ての平滑ファクタは、そのタスクのために特別に書込まれたソフトウェアを使用するマイクロコンピュータによって計算するのが好ましい。このソフトウェアについてはより詳細に以下に説明する。マイクロコンピュータは、従来のシリアルＲＳ２３２ポートおよび従来のインターフェースを通りマイクロコントローラに連絡しているジーログ（Ｚｉｌｏｇ）Ｚ１８０（商品名）を使用してもよいが、本実施例ではモトロラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）６８０９（商品名）マイクロコントローラを使用している。不揮発性記憶装置には、電池使用ＲＡＭまたは他の不揮発性記憶装置が使用できるが、公知のＥＥＰＲＯＭが好適である。
【００２１】
ランプ処理カーブとこれによって本発明に使用する特定の投影器機構のための平滑ファクタを発生するには、先づ投影器、ビデオ信号源、同調可能平滑装置、同期装置およびスクリーンが一緒に結合される。投影器は、それらの各々が別箇の画像を、画像の間に適切な量のオーバラップを設けてスクリーン上に投影するように整合される。マイクロコンピュータは、平滑装置に結合され、そして最初に、２５４ワードの平滑ファクタワードを輝度調整カード３０のすべてのレジスタに送る。図１に示したような、３つの投影器機構に対しては、３セットのデータがマイクロコンピュータに連絡され、そしてマイクロコンピュータがデータを各投影器のためのそれぞれのカード内に移送する。各レジスタ内に記憶された番号２５４は、任意のビデオ信号のいかなる細部要素の輝度成分に対しても振幅調整が行なわれないこと、即ち、単位利得がビデオ信号に付加されないことを示す。
【００２２】
次に、ラスタエッジが各投影器に対して規定される。いくつかの投影システムは、それらの投影した画像の縁に無関係信号成分を発生する。この効果はよく知られており、部分的には投影器やビデオ信号成分の非直線性によって生ずる。本発明では、実際に、スクリーンの縁にマスクをかけることができる。スクリーン上に単一の画像を投影することにより、その画像に対する無関係信号成分は容易に見ることができる。マイクロコンピュータは、無関係信号成分その他の異常によって歪曲された各画素に対し、ゼロ平滑ファクタをメモリ内にロードするようにキーボードから命令される。標準的な５１２画素スクリーンでは、画像の両端の５〜１０画素はこの操作でカットオフされる。ゼロ平滑ファクタは、輝度調整ファクタとして記憶される。このファクタがそれに対応する画素に付加されると、それが、その画素内のビデオ信号の輝度成分を完全にゼロにして、画像の欠陥部分をマスクする。
【００２３】
この操作は、ランプ波発生器のカーソル発生機能により容易に行なわれる。マイクロコンピュータキーボードのカーソル移動キーにより、使用者は、画像の上に表示されたカーソルを画像の欠陥部分に合うように動かす。ソフトウエアは、カーソル発生ワードを記憶しているＲＡＭレジスタを変えることによりカーソルを動かす。カーソルが欠陥画素を示したとき、使用者はキーボードよりマイクロコンピュータに、その画素に対するゼロ平滑ファクタを発生するように命じる。欠陥がマスクされたかどうかを使用者が速やかに決定できるように、ゼロ平滑ファクタが直ちに対応する輝度調整カードに移送される。もし欠陥画素でなければ、カーソルを動かして次の画素の輝度をゼロにしていき欠陥を完全にマスクする。平滑ファクタおよびカーソルはまた、下記のように図９の様式でこのプロセスの間マイクロコンピュータのモニタ上に表示できる。
【００２４】
次に、オーバラップに対する対称ラインが規定される。各オーバラップ領域の中心または対称ライン識別が、各オーバラップに対する平滑カーブのいくつかのパラメータを規定する。これは種々の方法で行なうことができる。本実施例では、ラスタエッジを整備した後、マイクロコンピュータが各画像の中心を計算し、そしてランプ波発生器に、各画像の中心にカーソルを投影するように命じるのが好ましい。それから使用者は、キーボード上のカーソル移動キーを用いて、隣接するスクリーンのカーソルをそれらが一致するまで相互に動かす。カーソルがスクリーン上でオーバラップするとき、対称ラインが定められる。それからコンピュータは、対称ラインがオーバラップ領域に対して見出されたことを通知され、そして、対称ラインに基づいた画像オーバラップ領域に対する平滑カーブおよび各走査ラインの整備端との関係を計算する。
【００２５】
標準平滑カーブの好ましい形状が図４に示されている。毎回カーブを数理的に発生可能にするため、そのようなカーブに対する式をマイクロコンピュータのソフトウエアに入れるか、あるいは異なるパラメータを有する一連のカーブを参照データマトリックスのソフトウエアに記憶させることができる。図４に示したカーブは、好ましくは下式を用いてマイクロコンピュータによって発生される。
【数１】

この場合、ｘはスクリーンまたは画像位置を横切る水平距離であり、ｆ（ｘ）は平滑ファクタワード値または輝度であり、ｍは最大平滑ファクタワード値、この場合２５４であり、ｖはラスタエッジ整備後のオーバラップ領域における画素数、そしてｋはオーバラップ領域の水平中央点におけるｆ（ｘ）の値である。ｖおよびｋは、以下に説明するように特定の用途に適するように調整しておくことができる。しかしながら、ｋ／ｍが約０．３より小さいか、または約０．７より大きければ、上記の式はカーブに不連続性を生ずる。オーバラップ領域の外側のカーブ部分は平らである、即ちｆ（ｘ）＝ｍである。
【００２６】
平滑カーブの細密調整を開始するため、標準平滑またはランプ処理カーブは、マイクロコンピュータによって平滑装置および各カードに対するＲＡＭレジスタに移送される。平滑カーブは、前に整備したラスタエッジに付加されない。次いで、画像は、ランプ処理ビデオ信号からスクリーン上に投影することができる。同時に、マイクロコンピュータは、図４に示すような図をそれ自身のモニタ上に表示する。図４は、２つの画像、即ち、左の画像カーブ２６Ａと中心画像カーブ２６Ｂとの交差部分に対する２つの平滑カーブの一部分を示す。図２と同様に、図４は、輝度または平滑ファクタ強度を垂直軸上にとり、スクリーン位置または画像位置を水平軸上にとって、プロットして得られた平滑カーブを示している。
【００２７】
左の画像の輝度は、スクリーン上にその右の境界が達するとき減衰され、そして中心画像の輝度は、スクリーン上にその左の境界または縁が達するとき減衰される。左の画像の平滑カーブ２６Ａは図４の左側に平たい部分７０を有し、その部分は投影器の輝度が変らない単位利得領域である。この平らな部分は、画像オーバラップの縁における出発点７２に延びている。この点は、ある場合には変曲点となるが、図示のカーブでは、カーブが水平から逸脱している点である。この逸脱点から、平滑ファクタは、減少（減少利得）となるので、左の画像の輝度は、ランプ処理カーブが、オーバラップの反対端におけるゼロ切片７４に達するまで減少される。同様に右の画像は、平滑ファクタが最大振幅を有する場合、平らな部分７６を有し、そして投影した輝度は、オーバラップ領域の始まりに一致する出発点７８まで最大である。それから平滑ファクタ振幅は、その左の最端部におけるゼロ切片８０まで下方に減少する。このカーブは、交差点８２を有し、ここで左および中心の画像に対するオーバラップ画素に対応する平滑ファクタは同じ振幅を有している。理想的には、その振幅がビデオ信号輝度を調整するので２つの投影器は、単位利得領域７０，７６に対して発生した輝度の正確に半分を発生する。マイクロコンピュータのソフトウエアは、図４ないし図１１に示したのと類似の様式でそのモニタ上に全体と部分で表示できる完全なランプ処理機能を備えていることが好ましい。
【００２８】
標準カーブが適用されたとき投影画像を観察することによって、使用者は全体画像の平滑さのため多くの粗調整を行なうことができる。例えば、平滑カーブは、側部から側部に移動することができる。各オーバラップまたは継目の中心がその縁よりも明るければ、２つのカーブの交差点８２は振幅を減少することができる。図５では、パラメータＫが双方のカーブで減少され、交差点が下がっている。他方においてオーバラップのいづれかの側の縁がオーバラップよりも明るければ、出発点７２，７８はさらに互いに離れる方向に移動させることができる。図６では、パラメータｖが、双方のカーブで増加されて出発点がさらに離れる方向に移動している。このカーブはまた、１つの投影器またはビデオ信号の輝度に対する減少特性が他のものと異なっているようであれば、独立に調整することができる。例えばもし中心画像投影器が、平滑ファクタ並びに左の画像投影器に応答しなければ、これは、中心画像２６Ｂの全オーバラップ部分に対する平滑ファクタ振幅を引き下げることによって補償することができる。図７では、パラメータｋで中心カーブ２６Ｂのみを減少した。
【００２９】
含まれる特定の表示部分に対して最良の平滑効果を達成するように各カーブを調整するため、振幅の上下およびスクリーン位置の左右への移動ができる特定のセットのカーブパラメータがあるとよい。好ましい調整可能なパラメータの実施例が、図８の四角部によって示されている。調整可能なパラメータは好ましくは、出発点７２，７８と、交差点８２と、ゼロ切片７４，８０と、下方アームの中央の点８４と上方アームの中央の点８６とを含む。マイクロコンピュータは、使用者がキーボードを用いてこれらのパラメータの任意のものを上下左右に移動するようにプログラムできる。任意のカーブの傾斜は、これらのパラメータを移動することによって影響をうける。コンピュータはカーブが再規定したカーブパラメータを滑らかに結んで、カーブの連続性が維持されるように調整平滑ファクタによって標準カーブを再プロットする。再プロットしたカーブは、コンピュータによって計算され、かつ平滑装置に送信されて新しいセットの平滑ファクタとなる。この平滑装置は、粗調整の結果を直ちにスクリーン上で見ることができる。マイクロコンピュータは、そのモニタ上に再プロットしたカーブの図形を表示するようにプログラムされていることが好ましい。
【００３０】
勿論、レベル粗調整は、オーバラップ領域に限定されない。ランプ波発生器がスクリーンの全幅を横切るすべての画素に対する平滑ファクタを記憶するから、平滑ファクタも同様に画像の他の部分に加えることができる。例えば、画像を作るため光学レンズに依存している殆どの表示は、画像の中心にある方が、画像の端にあるよりも明るい。通常見ているとき、人間の目は、画像の縁の方に減少する輝度を容易に受け入れるので問題はない。しかしいくつかの画像が並んで投影されるとき、目は、３つの画像の中心の方への輝度の漸次増加を見ると共にオーバラップ領域の方への輝度減少を見る。スクリーンを横切るすべての範囲で輝度を変えないようにするには、スクリーン中心近くでカーブパラメータを規定し、かつ出発点間で、各画像の中心の明るさがオーバラップ領域の明るさを超えなくなるまで、このパラメータを引き下げることによって達成することができる。中心カーブパラメータを引き下げると、コンピュータは画像の中心において局部的に最小となり、オーバラップ領域においては出発点に向けて除々に増加し、それから再び減少するように平滑ファクタを調整してカーブを再プロットする。
【００３１】
粗調整が終った後、カーブに沿う個々の点はそれぞれ調整可能である。粗調整操作は、画像輝度における平滑さと漸進的変化の問題を解決するのに有効である。しかしながら、多くの投影システムでは、個々の点の収差特性を表示するにすぎない。結果として、ある部分の画像が、他の部分の画像よりも明確に明るいかまたは暗いということが起こり得る。本発明では画像全体を横切って調整を行うことが可能であるが、前記問題は、オーバーラップ領域に重なる画像の縁に向かうにつれて、特に共通して見られるようになるものである。画素や画素の特定のグループなどの個々の細部要素に対する個々の平滑ファクタを微調整するために、マイクロコンピュータによってスクリーン上にカーソルが表示される。好ましくは、粗調整と同様に、マイクロコンピュータは、図９に示されたのと類似の様式で、その時点で操作されている平滑カーブの図とカーソル ８８ をモニタ上に表示する。平滑カーブの種々の部分はカーソルを動かすことによって見ることができる。マイクロコンピュータのキーボード上のカーソル移動キーを使用して、画像の問題領域の画素を指し示すまでカーソルを移動することができる。カーソルによって指される画素に関連する平滑ファクタは、キーボードによって上下に調整することができ、これによって問題を補償する。近接する画素は、近接する画素を指すようにカーソルを動かし、これら近接する画素に対応する平滑ファクタを調整することによって、調整することができる。この操作は、全ての可視無関係信号成分が効果的に除かれるかまたはマスクされるまで続けることができる。この操作は、１つの投影機のみを用いて１つの特定の画像に対して行うことも、すべての投影機を同時に作動させて行うことも可能である。１つの投影機だけ使用すると、オーバーラップ領域に１つの投影機によって作られた無関係信号成分は、隣りの投影機からのオーバーラップ画像に影響されることなく、孤立させて修正することができる。
【００３２】
粗調整はまた、カーソルを用い、いつくかの平滑ファクタを一緒に調整して行うことも可能である。モニタを使用すると、個々の平滑ファクタに対する調整は、スクリーン上の見掛け画像の映像変化としてのみならず、マイクロコンピュータのモニタ上に表示されたカーブ変化として（図９）示される。粗調整および微調整操作が終った後、最終カーブは、スタートカーブとして使用された標準カーブとは全く異なっている（例えば図１０参照）。
【００３３】
図４ないし図８に示されたカーブは、すべての適用に対して好ましいが、ある場合には、別のカーブを適用する方が好ましいこともある。このカーブを概略的に図１１に示す。本実施例においてはカーブの選択を、試行錯誤によって行なうことができる。一方、カーブが投影画像に適用できるように、マイクロコンピュータが双方のカーブを発生するようにプログラムされていることが好ましい。ここに図示された一連のカーブは、図１に示されたような投影装置においてうまく機能する。他の目的に対してはまた別のカーブがよりよく機能するかもしれない。図１１のカーブは下式により発生される。
ｆ（ｘ）＝ｍ（ｘ／ｖ）^１／ｇ
この場合、ｆ（ｘ），ｍ，ｘおよびｖは図４ないし図８に対するものと同じように規定されており、そしてｇはカーブの曲率を決定するパラメータである。ｖおよびｇは、カーブを粗調整するために調整することができる。カーブは、式
ｆ（ｘ）＝（ １／２ ）ｆ（ｘ＋１）、ただし０≦ｘ≦ｎ
で表される変化を重畳することによりｘがゼロに近づくに従って、カーブをその終点で限定する。ｎは標準的には、最後の８画素に対する平滑ファクタを下向きに調整するように約８が選ばれる。この調整効果は、図１１に明らかに示されている。図４ないし図８のカーブと同様に、オーバラップ領域を超える部分は平らである、即ちｆ（ｘ）＝ｍである。
【００３４】
最終の調整カーブは、マイクロコントローラの不揮発性記憶装置内に記憶され、そしてそこに今後の使用のために貯えられる。これらのカーブはまたマイクロコンピュータ内に記憶することができる。マイクロコンピュータはランプ波発生器から接続を外して他のランプ波発生器を較正するのに使用することができる。投影装置の電源を入れると、マイクロコントローラは、その不揮発性メモリ内の記憶された微調整カーブにアクセスし、これらを各画像チャンネルに対応するカード内に移送して投影を開始する。従来の陰極線管に基づくビデオ投影器では、投影器の特性が経時的に変化する。従って平滑ファクタは周期的に再検査することが好ましい。これは、マイクロコンピュータを再接続し、前述のように粗調整および微調整をすることにより容易に行なうこととができる。
【００３５】
平滑ファクタは個々の投影装置に対して正確に検査するのが好ましいが、平滑性が低質ならば受け入れ可能であっても、正確な検査は必要ない。その代り、単一セットの固定平滑カーブを不揮発性メモリ内に記憶することができる。大きな制御に対しては、種々の投影器、ビデオプレーヤ、およびスクリーンの組合せに対し標準化したセットの平滑カーブを作製して、コントローラーカードの不揮発性メモリ内に記憶することができる。使用される投影装置に対応する平滑カーブを選択するために、スイッチを平滑装置のハウジング上に設けることができる。従って、使用者は投影器機構に対し簡単にスイッチをセットし、そして装置を接続する。それから適切ではあるが最適ではないランプ処理機能がビデオ信号に付加される。あるいはまた、平滑ファクタを焼き込むかまたは何らかの他の方法で永久的に記憶させた不揮発性メモリを単一の別のチップ上に設けてもよい。この場合ランプ処理機能はメモリチップを取替えることにより取替えることができる。
【００３６】
多くのビデオ信号は各カラーに対して別々の輝度部分を有している。標準的な国内テレビ規格ビデオ投影装置は、赤、緑、青に対し単独の輝度信号を有している。標準的投影器は、各カラーに対し種々様々に動作する。複合画像スクリーンを横切る平滑性が、主に青または白である画像で最適化されているとき、主に赤で現われる画像の見掛け画像はもはや平滑のように見えない。標準的投影器では、画像の赤、緑および青の部分は、投影器の異なる部分によって発生され、各カラーは異なる無関係信号成分および非直線性を有している。本発明の平滑装置はまた、ビデオ信号の各カラー成分に対して別々の輝度調整カードを備えることができ、入力バッファーに対する僅かな変更で信号のカラー成分を多重分解する。この装置では、図３に示された形式の９つのカードが、３つの投影器システムに必要である。各カードは特定のカラーおよび特定の画像に対して割当られる。上述した同じ調整操作が各カラーに適用され、対応する単独のカラー主体でそれのみから成る画像を投影して平滑ファクタが調整される。
【００３７】
図３に示した特定のハードウエア構成は、本発明を実施するのに限定されたものではなく、実施例としてのみ提供されている。３あるいは９またはそれ以上の輝度調整カードは、単一のプリント回路板または単一の集積回路チップに集積することができる。コントローラーカードもまた１またはそれ以上の輝度調整カードに組込むことができる。上記の実施態様は、既製の構成要素を使用しているので対応の柔軟性に優れている。１つのコントローラカードを有する装置１４は、単一の画像に作用する１つの輝度調整カードまたは多数の画像に作用する多数のカードに使用できる。以下の請求の範囲において、用語「細部要素（ｄｅｔａｉｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、ビデオ画像の１部分に関して使用されている。この細部要素は画素またはビデオ画像の任意の他の大きさ部分であってもよい。本発明の範囲内で種々の他の変更および適用が可能であり、そして上述のこれらの実施態様に本発明の範囲を限定する意図はなく、請求の範囲によってのみ限定される意図を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に組込まれている投影システムのブロック図である。
【図２】本発明に使用するためのスクリーン上の投影画像と個々の平滑カーブとの空間的関係を例示しているスクリーンの線図である。
【図３】本発明に係わる平滑装置のブロック図である。
【図４】輝度振幅対画像位置の関数として２つの個別ビデオ画像のオーバラップ部分に対する２つの平滑カーブのグラフ図である。
【図５】図４に示した平滑カーブのグラフ図から交差点が移動した平滑カーブのグラフ図である。
【図６】図４に示した平滑カーブのグラフ図から出発点が移動した平滑カーブのグラフ図である。
【図７】図４に示した平滑カーブのグラフ図から右側のカーブの傾斜が増加した平滑カーブのグラフ図である。
【図８】図４に示したの平滑カーブにおける好ましい調整可能なカーブパラメータの位置を示すグラフ図である。
【図９】細部要素の位置を示すためスーパーインポーズされたカーソルを有する、１つのビデオ画像の縁に対する平滑カーブのグラフ図である。
【図１０】微調整操作後の２つの画像のオーバラップ位置に対する２つの平滑カーブのグラフ図である。
【図１１】輝度振幅対画像位置の関数としての２つの別の平滑カーブのグラフ図である。
【符号の説明】
１０Ａ ビデオ信号発生器
１０Ｂ ビデオ信号発生器
１０Ｃ ビデオ信号発生器
１２ 同期装置
１４ ランプ波発生器（平滑装置）
１６Ａ 投影器
１６Ｂ 投影器
１６Ｃ 投影器
１８ スクリーン
２０ マイクロコンピュータ
２２Ａ ビデオ画像
２２Ｂ ビデオ画像
２２Ｃ ビデオ画像
２４Ａ オーバラップ領域
２４Ｂ オーバラップ領域
２６Ａ 平滑カーブ
２６Ｂ 平滑カーブ
２８Ａ 走査線
２８Ｂ 走査線
２８Ｃ 走査線
２９ コントローラカード
３０Ａ 輝度調整カード
３０Ｂ 輝度調整カード
３０Ｃ 輝度調整カード
３２ 入力ポート
３４ 入力バッファ
３６ 同期分離器
３８ 乗算器
４０ フェイズロックループ
４２ シーケンサ
４４ デュアルポートＲＡＭ
４６ ディジタル／アナログ変換器
４８ 出力ドライバ
５０ 出力ポート
５１ 抑制器
５２ カーソル検出器
５４ スイッチ
５５ マイクロコントローラ
５６ データバス
５７ 不揮発性メモリ
５８ インターフェース

Claims (10)

1. 複数の細部要素を具備し、各々の要素が輝度部分を有しているビデオ信号から作られるビデオ画像の輝度を平滑にする方法において、
   ａ） 各々の平滑ファクタが、それが付加される細部要素に関連しており、所定のセットの平滑ファクタを細部要素の輝度部分に付加すること、
   ｂ） 平滑ファクタにより修正した画像を、表示器上に投影すること、
   ｃ） 投影された画像の外観に応答して互いに独立に個々の平滑ファクタを修正すること、
   ｄ） 修正された平滑ファクタを記憶すること
   を含み、前記ステップｃ）が、特定の細部要素に対応する画像位置を示すカーソルを表示器上に投影することおよび特定の細部要素に関連した平滑ファクタを修正することを含むことを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
2. 前記修正ステップがさらに、投影したカーソルを移動して個々の細部要素の画像位置を指し示すこと、該細部要素に関連した平滑ファクタを修正すること、および投影された画像に対する所望の映像が得られるまで、カーソルを移動して平滑ファクタを修正するステップを繰返すことを含む請求項１に記載の方法。
3. 複数の細部要素を具備し、各々の要素が輝度部分を有しているビデオ信号から作られるビデオ画像の輝度を平滑にする方法において、
   ａ） 各々の平滑ファクタが、それが付加される細部要素に関連しており、所定のセットの平滑ファクタを細部要素の輝度部分に付加すること、
   ｂ） 平滑ファクタにより修正した画像を、表示器上に投影すること、
   ｃ） 投影された画像の外観に応答して互いに独立に個々の平滑ファクタを修正すること、
   ｄ） 修正された平滑ファクタを記憶すること
   を含み、その平滑ファクタが関連する細部要素の位置に対する平滑機能強度の連続関数として、所定の平滑性を有している平滑ファクタのセットの少なくとも１部分の図をプロットすること、該図をモニタ上に表示すること、選択された平滑ファクタの強度を変化すること、変化された平滑ファクタに近接する平滑ファクタの強度を、表示されたプロットの所定の平滑性を維持するのに十分な量変化すること、および変化された平滑ファクタの図をモニタ上に表示することを含むことを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
4. 複数の細部要素を具備し、各々の要素が輝度部分を有しているビデオ信号から作られるビデオ画像の輝度を平滑にする方法において、
   ａ） 適用される各細部要素に関連する平滑ファクタの所定のセットをビデオ信号の輝度部分に付加すること、
   ｂ） 平滑ファクタにより修正した画像を、表示器上に投影すること、
   ｃ） 平滑ファクタが関連する細部要素の画像の位置に対する平滑ファクタ強度の連続カーブとして平滑ファクタの前記セットの少なくとも１部分の図をプロットすること、
   ｃ’） 前記連続カーブの図形をモニタ上に表示すること、
   ｄ） 前記連続カーブのパラメータを変化すること、
   ｅ） 前記カーブの連続性を維持するため平滑ファクタ強度を調整することによってカーブを再プロットすること、
   ｅ’） 平滑ファクタ強度を調整して得られた連続カーブの図形をモニタ上に表示すること、
   ｆ） 前記調整後に平滑ファクタにより修正した画像を表示器上に投影すること
   を含む調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
5. 各々の細部要素が輝度部分を有し、複数の細部要素を有するビデオ信号からビデオ画像が作られるビデオ画像表示システムにおいて、画像の輝度を平滑にする方法が、
   ａ） ビデオ信号を受信すること、
   ｂ） 受信したビデオ信号の細部要素を検出し、そして特定の細部要素に応答して細部要素識別を発生すること、
   ｃ） 各平滑ファクタが、関連する細部要素に付加するための特定の輝度調整を有し、細部要素識別が発生された各細部要素に関連する平滑ファクタを検索すること、
   ｄ） 検索した平滑ファクタを、それが関連している細部要素に付加し、それによって関連する細部要素の輝度部分を調整すること、
   ｅ） その結果得たビデオ信号からビデオ画像を作成すること、
   ｆ） 作成されたビデオ画像を表示器に投影すること、および
   ｇ） 投影されたビデオ画像の外観に応答して、検索された平滑ファクタを修正すること、
   を含み、前記ステップｄ）でなされた平滑ファクタによる輝度調整がカーソル指示に対応し、該カーソル指示を検出すること、検出されたカーソル指示に対応するカーソル細部要素を発生すること、およびカーソル指示が関連する細部要素に発生したカーソル細部要素を重畳することを含むことを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
6. ビデオ画像が複数の細部要素を有しているビデオ信号から作られ、各細部要素が輝度部分を有しているビデオ画像表示システムにおいて、ビデオ画像の輝度を平滑にする装置が、
   ａ） ビデオ信号を受信する入力ポートと、
   ｂ） 受信したビデオ信号の細部要素を検出し、かつ特定の細部要素に応答して細部要素識別信号を発生する検出器と、
   ｃ） その各々が特定の細部要素に関連しており、該関連する細部要素に適用される特定の輝度調整を指示する平滑ファクタを、１つ１つが記憶する複数のレジスタを有しているメモリと、
   ｄ） 細部要素識別信号に応答して、メモリに記憶されている、識別された細部要素に関連する平滑ファクタにアクセスするアドレッサと、
   ｅ） アクセスされた平滑ファクタの特定の輝度調整を、それが関連している細部要素に付加する乗算器と、
   ｆ） 結果として得られるビデオ信号を送信する出力ポートと、
   ｇ） アクセスされた平滑ファクタを修正し、メモリに記憶されている平滑ファクタを対応する修正されたファクタで置き換える手段と
   を具備し、さらに、予め識別された平滑ファクタ輝度調整表示に応答するカーソル発生器を有し、該カーソル発生器が、予め識別された平滑ファクタ調整表示を検知し、それに応答してカーソル細部要素を発生し、平滑ファクタが関連する細部要素上にカーソル細部要素を重畳することを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑装置。
7. ビデオ画像が２つの個別ビデオ信号から作られ、その信号が複数の細部要素を含み、各々の要素が輝度部分を有している、２つの隣接してオーバラップしているビデオ画像の輝度を平滑にする方法において、
   ａ） 各々の平滑ファクタが、それが付加される細部要素に関連しており、所定のセットの平滑ファクタを２つのビデオ信号の細部要素の輝度部分に付加すること、
   ｂ） 画像を、平滑ファクタにより修正して、表示器上に投影すること、
   ｃ） 投影した画像の外観に応答して、個々の平滑ファクタを相互に独立に修正すること、
   ｄ） 修正された平滑ファクタを記憶すること
   を含み、前記修正ステップが、特定の細部要素に対応する画像位置を示すカーソルを表示器上に投影することおよび特定の細部要素に関連した平滑ファクタを修正することを含むことを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
8. 前記修正ステップがさらに、種々の特定の細部要素の画像位置を示すため投影したカーソルを移動すること、種々の特定の細部要素に関連した平滑ファクタを修正すること、投影した画像に対して所望の映像が得られるまで、カーソル移動ステップを繰返し、平滑ファクタを修正することを含む請求項７に記載の方法。
9. ビデオ画像が２つの個別ビデオ信号から作られ、その信号が複数の細部要素を含み、各々の要素が輝度部分を有している、２つの隣接してオーバラップしているビデオ画像の輝度を平滑にする方法において、
   ａ） 各々の平滑ファクタが、それが付加される細部要素に関連しており、所定のセットの平滑ファクタを２つのビデオ信号の細部要素の輝度部分に付加すること、
   ｂ） 画像を、平滑ファクタにより修正して、表示器上に投影すること、
   ｃ） 投影した画像の外観に応答して、個々の平滑ファクタを相互に独立に修正すること、
   ｄ） 修正された平滑ファクタを記憶すること
   を含み、その平滑ファクタが関連する細部要素の位置に対する平滑機能強度の連続関数として、所定の平滑性を有している平滑ファクタのセットの少なくとも１部分の図をプロットすること、該図をモニタ上に表示すること、選択された平滑ファクタの強度を変化すること、変化された平滑ファクタに近接する平滑ファクタの強度を、表示されたプロットの所定の平滑性を維持するのに十分な量変化すること、および変化された平滑ファクタの図をモニタ上に表示することを含むことを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑方法。
10. その各々が輝度成分を有する複数の細部要素を有する、２つの別個のビデオ信号から作られる２つのオーバラップするビデオ画像の輝度を平滑にする装置において、ビデオ信号を受信する入力ポートと、各平滑ファクタが細部要素に関連しており、所定のセットの平滑ファクタを記憶するメモリと、平滑ファクタをそれが関連している細部要素に付加する乗算器と、乗算したビデオ信号を送信する出力ポートと、選択した平滑ファクタを修正し、メモリ内に記憶した平滑ファクタを、対応する変換した平滑ファクタと取替える手段とを含み、前記修正して取替える手段が、カーソル識別信号を発生し、かつメモリ内の平滑ファクタを対応するカーソル識別信号と取替える手段を具備し、そして乗算器が、カーソル識別信号に応答して、ビデオ信号細部要素をカーソル信号と取替える手段を備えることを特徴とする調整可能な複合画像表示の輝度平滑装置。

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