JP4329072B2

JP4329072B2 - テストパターン発生装置、撮像装置、画像出力装置、及び高精細画像表示システム

Info

Publication number: JP4329072B2
Application number: JP2004077782A
Authority: JP
Inventors: 敏秀小林; 忠雄新屋; 薫北見
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP2005269163A

Description

本発明は、例えばＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ：ハイビジョン）以上の画素数を持つ撮像装置を用いて被写体を撮像して映像信号を生成し、この映像信号を表示装置に伝送してフィルム（シネマ）並みの高画質でスクリーンに表示する、高精細画像表示システムの調整に用いるテストパターン発生装置、撮像装置、画像出力装置、及び高精細画像表示システムに関する。

高精細画像表示システムでは、被写体をフィルム並みの高精細の画素数（垂直方向の画素数を２０００画素以上）で撮像して表示するために、ＨＤＴＶ標準規格による画像の画素数の整数倍として構成した１画面の映像信号を出力する高精細撮像装置を用いる。

例えば、図１５（Ａ）に示すような高精細画像（３８４０画素ｘ２１６０ライン）を用いる。この画像はＨＤＴＶ標準規格による画像（１９２０画素ｘ１０８０ライン）の４倍の画素数を有する。

この高精細画像を１画面の映像信号として伝送する場合は、伝送量が多く高速なため一度に伝送することは非常に困難である。このため、１画面を４つに分割してＨＤＴＶ標準規格に基づく４チャンネルの映像信号として並列に伝送し、表示装置側で１画面の画像として表示する。この従来の高精細画像表示システムを図１６に示す。

図１６に示す高精細画像表示システムは、被写体１をフィルム並みの高精細の画素数で撮像し１画面分の映像信号として出力する撮像装置２、撮像装置２から出力された１画面分の映像信号をＨＤＴＶ標準規格の４チャンネルの映像信号に分割する４分割装置３、４分割装置３から出力される４チャンネルの各映像信号をＨＤＴＶ映像信号に変換するＳＤＩ変換装置５、各ＨＤＴＶ映像信号の圧縮を行うＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６で映像信号を生成する側を構成する。

圧縮された映像信号を伝送ケーブル１０により映像信号を画像として表示する側に伝送する。伝送方法は４本の伝送ケーブルで伝送する方法が一般的であるが、ケーブル長の差による伝送時間への影響が出やすいので光変調し一本の光ケーブルを使用する例が提案されている。

伝送ケーブル１０により伝送された映像信号を受信し画像として表示する側は、まず４チャンネルの各ＨＤＴＶ映像信号の伸長を行うＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７、伸長された４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号を１画面として表示する表示装置９、で構成する。

そして、１画面の高精細画像から４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号による画像を生成する側では、まず被写体１を撮像装置２で撮像して３８４０画素ｘ２１６０ラインの１画面用の映像信号による画像に変換し、次の４分割装置３で図１５（Ａ）に示すように１チャンネルが１９２０画素ｘ１０８０ラインのＨＤＴＶの画素数と等しい４チャンネルの映像信号ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４に分割する。

この分割した４チャンネルの映像信号をＳＤＩ信号変換装置５により、ＨＤＴＶ標準規格（ＢＴＡＳ−００４Ｂ）に基づくＨＤＴＶ映像信号ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３，ＳＤ４に変換しＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６に送る。

ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６ではＭＰＥＧ方式による圧縮を行い、この圧縮により情報量を削減した圧縮信号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を生成し、伝送ケーブル１０に送る。伝送量に余裕のある場合は、画質劣化を避けるため、出来るだけ圧縮率を下げる。

そして、伝送ケーブル１０から４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号を受信し表示する側は、まず圧縮信号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４をＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７に設置された４台のＭＰＥＧデコータで伸長し、４チャンネルのＨＤＴＶ標準規格の伸張済み映像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を得る。

次に４チャンネルの映像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を、表示装置９に送り図示していないスクリーンに１画面の映像として投影し表示する。このようにして、従来の高精細画像表示システムは、フィルム並みの被写体１の高精細な映像を表示していた。

ところで、この従来の高精細画像表示システムでは、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６やＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７が高価で入手が容易ではないため、複数台同じ機種を揃えるのは困難な場合が多い。

このため、４チャンネルの映像信号を全て同じ圧縮率や伸張方法で扱うことが出来ず、各チャンネルの映像信号におけるＨ（水平方向），Ｖ（垂直方向）の位相や画質に著しい差を生じており、特にひどい場合は、各チャンネルの映像信号間でフレーム単位の時間差が発生することがある。

このフレーム間の時間差を調整するために、図１５（Ｂ）に示すように各チャンネルの境界部分で動いている被写体１を撮像し、この被写体１の動きが自然になるよう、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６やＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７に付加されているフレームメモリを用い、調整している。

また、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６やＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７により、分割された各チャンネルの映像信号のＨブランキング付近における映像が数画素分マスクされたり、Ｖブランキング付近が数ライン分マスクされたりしている。

そのようなマスク処理が、各チャンネル個々にかかっている４チャンネルの映像信号を1画面に合成して表示する際に、４チャンネルの映像信号の境界部分での画像のつなぎ目が無くなり合成された画面中央部分で映像が欠けて表示されるという問題が生じる。

そのような場合には、例えば各チャンネルの境界部分に出来るだけ細かい模様の静止している被写体１を撮像して、撮像装置２側と表示装置９側との両方に内蔵されているＨ，Ｖ位相調整機能を用いて４チャンネルの境界部分に隙間や抜けができないよう、この静止した被写体１の映像を表示装置に表示させながら調整している。
特開平８−２５１５４４号公報特開２０００−３１２３１１号公報特開２００２−１３５７７２号公報

しかし、従来の動いている被写体や静止している被写体を、撮像装置で撮像して得た映像信号による画像を使用して調整を行う方法では、サッカー場や陸上競技場あるいはスタジオ等の撮影現場で、これらの調整に最適な被写体が常時確保できるとは限らず、特に時間に限定がある実況中継においては、画面中央の境界部分や各チャンネル間におけるフレーム単位の時間差調整が不十分なまま、高精細画像表示システムを稼働させなければならないという問題点がある。

そこで本発明は、上述した問題点を解決して、フレーム単位で生ずる各チャンネルの時間差を容易に調整し、かつ、ブランキング部分の映像のマスク処理が各チャンネル個々に異なっているつなぎ目付近の映像に隙間や抜けが出来ないよう迅速に調整出来る、高精細画像表示システムのテストパターン発生装置とそれを用いた撮像装置、画像出力装置、及び高精細画像表示システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明のテストパターン発生装置は、１の画像を分割して得られる複数の小画像に対してそれぞれテストパターン信号を付加し前記小画面上にテストパターンを表示させるテストパターン信号発生装置において、前記テストパターンが、前記小画像のそれぞれの最外周部に破線として表示され、互いに隣り合う前記小画像に表示された前記破線における線分が、隣り合う前記小画像の間で互いに対向しない位置に表示されるようなテストパターン信号が出力されるものである。

上記目的を達成するため、第２の発明のテストパターン発生手段は、第１の発明における小画面が、高精細度テレビジョン方式で表示されていることを特徴とするものである。

上記目的を達成するため、第３の発明の高精細画像表示システムは、高精細度テレビジョン方式の画像を構成する画素数よりも画素数が多い画像である超高精細度テレビジョン方式の1の画像を、複数組の前記高精細度テレビジョン方式の画像に分割し、前記組を単位として圧縮符号化して伝送し、前記分割・圧縮符号化・伝送された複数組の画像を受信し前記圧縮符号化とは相補的に伸張復号化して前記超高精細度テレビジョン方式の画像と同一の画素数で表示する高精細画像表示システムであって、前記表示される複数組の画像の境界端部において表示される画像が連続するようにそれぞれの水平、垂直方向の位相を調整する位相調整装置（Ｈ，Ｖ位相調整器４）と、前記表示される複数組の画像におけるそれぞれのフレーム時間差を調整し、同一のフレーム時間となるよう調整するフレーム時間調整装置（フレーム同期用バッファーメモリ８）と、超高精細度テレビジョン方式の1の画像を静止画と動画が混在する図形で構成するテストパターンとして発生するテストパターン発生装置と、を有し、前記位相調整装置と前記フレーム時間調整装置による前記複数組の画像の調整を同時に行うものである。

上記目的を達成するため、第４の発明の撮像装置は、１の画像を構成する複数の画素を有し、被写体光像を撮像して前記１の画像の映像信号として出力する撮像素子と、枠状の破線からなるテストパターンを生成するテストパターン信号を出力するテストパターン信号発生装置と、前記撮像素子から出力された前記映像信号と、前記テストパターン信号発生装置から出力された前記テストパターン信号とが入力すると共に、前記映像信号と前記テストパターン信号とを切り替えて出力する信号切り替え装置と、を備え、前記テストパターン信号発生装置は、前記１の画像が複数の小画像に分割された場合の各前記小画像の最外周部に対応した位置に前記テストパターンを表示させると共に、互いに隣り合う前記小画像の前記テストパターンの前記破線における線分が隣り合う前記小画像の間で互いに対向しない位置に表示させるよう前記テストパターン信号を出力するものである。

上記目的を達成するため、第５の発明の画像出力装置は、第４の発明に記載の撮像装置と、前記映像信号を前記小画像に対応するよう分割してそれぞれ出力する分割装置とを備える。

本発明のテスト信号発生手段によれば、調整用の動いている被写体や静止している最適な被写体のない、サッカー場や陸上競技場あるいはスタジオ等の撮影現場で、簡単に、フレーム単位で生ずる各チャンネルの時間差を調整し、かつ、ブランキング部分の映像の位置処理が各チャンネル個々に異なっているつなぎ目付近の映像に隙間や抜けが出来ないよう迅速に調整出来る効果がある。

以下、本発明の実施の最良の形態につき、好ましい実施例により図面を参照して説明する。

図１に本発明に係るテスト信号発生装置を用いて高精細画像を表示する高精細画像表示システムの概要図を示す。

この高精細画像表示システムの中で映像信号を生成する側は、まず、被写体１をフィルム並みの高精細の画素数で撮像し１画面分の映像信号として出力する撮像装置２、撮像装置２から出力された１画面分の映像信号を４チャンネルの映像信号に分割する４分割装置３、分割された４チャンネルの各映像信号のＨ，Ｖ位相を調整するＨ，Ｖ位相調整装置４、位相調整された４チャンネルの各映像信号を４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号に変換するＳＤＩ変換装置５、そして各ＨＤＴＶ映像信号の圧縮を行うＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６で構成する。

そして、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダで圧縮したＨＤＴＶ映像信号を伝送ケーブル１０により表示装置側に伝送する。

次に、圧縮して伝送したＨＤＴＶ映像信号を受信し表示する表示装置側は、まず、４チャンネルの各ＨＤＴＶ映像信号の伸張を行うＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７、ＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７で伸張した４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号において、フレーム単位の時間差を調整するフレーム同期用バッファーメモリ８、フレーム単位の時間差の無い４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号を１画面として表示する表示装置９、で構成する。

この４チャンネルのＨＤＴＶ映像信号を１画面として表示する表示装置９で構成する高精細画像表示システムの動作例について説明する。まず、映像信号を生成する側では、最初に被写体１を、撮像装置２で撮像してＲ，Ｇ，Ｂ３色からなる３８４０画素ｘ２１６０ラインの１画面用の映像信号に変換し、次の４分割装置３で図１３（Ａ）に示すような１９２０画素ｘ１０８０ラインの映像信号ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４に分割する。

この分割した４チャンネルの映像信号をＨ，Ｖ位相調整装置４で特に各チャンネルの境界部分に隙間や抜けが出来ないよう各色の映像信号において１画素、１ライン単位で詳細に調整する。

次に、ＳＤＩ信号変換装置５により、１９２０画素ｘ１０８０ラインのＲ、Ｇ、Ｂ３色のＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４の映像信号を、ＨＤＴＶ標準規格（ＢＴＡＳ−００４Ｂ）に基づくＨＤＴＶ映像信号ＳＤＩｃｈ１，ＳＤＩｃｈ２，ＳＤＩｃｈ３，ＳＤＩｃｈ４に変換しＨＤＴＶ用ＭＰＥＧエンコーダ６に送る。

そして、伝送ケーブル１０から映像信号を受信し表示する表示装置側は、まず圧縮信号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４をＨＤＴＶ用ＭＰＥＧデコーダ７に装着されている４台のＭＰＥＧデコータで伸張し、４チャンネルのＨＤＴＶ標準規格の伸張済み映像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に変換する。

伸張済み映像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はフレーム同期用バッファーメモリ８に送られて各チャンネルの映像信号におけるフレーム間の時間差を調整し、フレーム間の時間差の無い映像信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を得る。

次に４チャンネルのフレーム間に時間差の無い映像信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を、表示装置９に送り図示していないスクリーンに１画面の映像として投影し表示する。

このようにして、４チャンネルの映像信号を、Ｈ，Ｖ位相調整装置４で特に各チャンネルの境界部分に隙間や抜けが出来ないよう各色の映像信号において１画素、１ライン単位で詳細に調整し、ついで、フレーム同期用バッファーメモリ８により伸張済み映像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のフレーム間の時間差を調整することにより、図１の高精細画像表示システムは、フィルム並みの被写体１の高精細な映像を表示する。

実施例２として、各チャンネルのフレーム間に時間差を生じた場合の調整に用いる、本発明に係るテスト信号発生装置から出力されるテストパターンによるテスト信号例及び使用例を説明する。

まず、図２に本発明に係る撮像装置２の一例を示す。図２の撮像装置２は、被写体１を撮像して映像信号に変換する映像信号発生装置２０、テスト信号と映像信号とを切り替える切替部２１、テスト信号を出力するテスト信号発生装置２２、外部からテスト信号発生装置２２を制御するスイッチ２３で構成する。

そして、映像信号発生装置２０は撮像素子Ｒ、撮像素子Ｇ、撮像素子Ｂから構成され、撮像素子Ｒは被写体１の赤色成分、撮像素子Ｇは緑色成分、撮像素子Ｂは青色成分の光をそれぞれ受光して映像信号Ｒ０、映像信号Ｇ０、映像信号Ｂ０に変換する。

各撮像素子はＣＣＤあるいはＣＭＯＳの固体撮像素子からなり、３８４０ドットｘ２１６０ドットの有効画素をそれぞれ有している。

テスト信号発生装置２２からは、映像信号発生装置２０から出力される映像信号Ｒ０、映像信号Ｇ０、映像信号Ｂ０に相当するテスト信号ＴＲ０，ＴＧ０，ＴＢ０を出力する。すなわち、撮像素子の３８４０ドットｘ２１６０ドットに相当する高画質の赤色成分、緑色成分、青色成分のテスト信号である。

そして、被写体１を撮像して映像信号Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０を用いる時はスイッチ２３から出力される制御信号ＳＷ０をＨｉｇｈにして切替部２１のＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢのスイッチを映像信号側に接続する。

一方、テスト信号ＴＲ０，ＴＧ０，ＴＢ０を用いる時は、スイッチ２３から出力される制御信号ＳＷ０をＬｏｗにして切替部２１のＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢのスイッチをテスト信号側に接続する。

次に、このテスト信号について説明する。まず表示装置９により表示された４チャンネルの映像信号のフレーム間に時間差が生じている場合に用いるテストパターン例を図３に示す。

このテストパターンは１フレーム毎に画面中央の四角形の大きさを変化させるもので、図では（Ａ）から（Ｄ）まで１フレーム毎に大きくし、それ以後は同様のパターンを繰り返す。

テストパターンの中央部の四角形部分は白色（Ｒ０＝Ｇ０＝Ｂ０）とし、見やすくするため略７５％レベルに設定する。周辺部の斜線は略１０％のグレーレベルとする。

このようなテストパターンを用いると、例えば図４に示すようにＣＨ２の映像信号が１フレーム遅れていたとすると、ＣＨ２の表示画面のみが他の３チャンネルの映像信号と異なるつながりの無いテストパターンを表示する。従って、フレーム単位での時間差によるずれが容易に見つけられるから、フレーム同期用バッファーメモリ７を用いてＣＨ２の時間ずれを修正する。

更に詳細に調整する場合には、図５（Ａ）に示すテストパターンを用いる。このテストパターンは、画面中央から白い四角の図形で、１フレームごとに面積が大きくなる。そして、画面のバック(背景)は輝度の低い灰色（略輝度１０％）、白い四角の図形は輝度略７５％の白にする。この白い四角の図形は１フレームごとに、横に１６画素分ずつ、縦に１６ライン分ずつ大きくなるようにする。

そうすると、白い四角の図形が徐々に大きくなり１６フレームに達すると元に戻し、再び画面中央から四角の図形を発生させてこれを繰り返す。

そして、横に１６画素間隔、縦に１６ライン間隔で１画素、１ライン幅で輝度略５０％の四角の灰色線をテストパターンに固定して付加し常時画面に表示する。

このテストパターンを用いると、表示装置で４チャンネルの伸張済みの映像信号を１画面として表示させたときに、４チャンネル間がフレーム単位で時間差がなければ白い四角の図形は正しく表示する。しかし、４チャンネル間がフレーム単位で時間差があると図５（Ｂ）のように白い四角の図形は、ずれて見える。

例えば、遅れているチャンネルの白い四角の図形は小さくなり、進んでいると白い四角の図形は大きくなる。フレームのずれは、横に１６画素間隔、縦に１６ライン間隔で１画素、１ライン幅で輝度略５０％の四角の灰色線を目盛りにすることにより、何目盛りずれているかが測定できる。１目盛りずれていると１フレームの時間差が生じていることが判明する。

図５（Ｂ）のようにＣＨ２の映像信号が、白い四角の図形で２目盛りずれて表示された場合、ＣＨ２の映像信号だけ２フレーム進んで表示されている。従って、フレーム同期用バッファーメモリ７でＣＨ２の映像信号の時間を２フレーム遅延させる。このようにこのテストパターンを用いれば、視覚的にずれ量が何フレームあるか明瞭に判定出来る。

フレーム間に時間差が生じている場合に用いるテストパターンとしては、必ずしも４角の図形でなくても良い。例えば図６（Ａ）に示すような円の図形や図６（Ｂ）に示すような直線の組み合わせでも良く、視覚的にずれが分かるようなテストパターンを設定する。

次に、実施例３として、各チャンネルの境界部分に画素及びラインの位相ずれを生じた場合に用いるテストパターン例と使用例を説明する。

まず、図７に示すように、画素及びラインの位相ずれを検出するために、各チャンネルの映像の周辺部における１画素及び１ライン部分に破線となるテストパターンを作成し、テスト信号としてテスト信号発生装置２２から出力する。

ただ、１画素及び１ラインのみの破線では、位相ずれによっては見えなくなってしまうので、実際には境界部分とそこから４画素及び４ライン離れたところに同様の破線を配置して置く。

破線の例として図８に垂直方向のずれを検出するためのテストパターン例を拡大して示す。この８画素からなる破線部分の位置は、例えば図８（Ａ）に示すようにＣＨ１とＣＨ３では、それぞれの連続線部分が重ならないようにずらして設定する。

このように、テストパターンを配置すると、図８（Ｂ）に示すように、ＣＨ３側のラインの位相がずれた場合、図８（Ａ）では境界部で破線が繋がっているように見えたテストパターンが、ＣＨ３側が抜けてしまうため、完全な破線となり、ＣＨ３側のラインの位相がずれたことが直ちに視覚により判断出来る。

次に、図９に各チャンネル間の画素の位相ずれを検出するために、各チャンネルの境界部分とそこから４画素離れた垂直ドット方向に８ドットの破線のテストパターンを配置した例を示す。そして、破線部分の位置は、例えば図９（Ａ）に示すようにＣＨ１とＣＨ２では、破線が交互となるように設定する。このように交互になるように設定すれば境界部では繋がって連続線のように見える。

従って、各チャンネルにこのテストパターンを配置すると、図９（Ｂ）に示すように、ＣＨ２側の画素の位相がずれた場合、正常な位相の図９（Ａ）では境界部で繋がって連続線のように見えたテストパターンが、完全な破線となり、ＣＨ２側の画素の位相がずれたことが直ちに視覚により判断出来る。

そして、図１０に各チャンネルの境界部分に画素及びラインの位相ずれを生じた場合に用いるテストパターンを１画面にまとめた例を示す。このようなテストパターンをテスト信号とすることにより、各チャンネルの境界部分に画素及びラインの位相ずれを生じた場合、簡単に位相ずれを発見出来る。

次に実施例４として、フレームずれの無い４チャンネルの映像信号を得るために、４分割された各チャンネルの映像信号のブランキング部分に、テストパターン識別信号とフレームデータを重畳させた例と、その使用方法について説明する。

図１１はフレームずれの無い４チャンネルの映像信号を得るために、高精細画像表示システムにフレーム番号付加装置３１とフレームカウンタ３２を、４分割装置３と位相調整器４の間に設定した構成図である。

図１１の４分割装置３において、今まで１画面であった映像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を４チャンネルの映像信号ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４に変換した後フレーム番号付加装置３１によりフレームカウンタ３２から発生されるフレームデータＣ０を各チャンネルの映像信号のブランキング部分に付加して位相調整器４に送る。

各チャンネルの映像信号のブランキング部分に付加するデータは、例えばＨＤＴＶ信号の標準規格に基づいた補助データに挿入する。

図１２にＨＤＴＶ規格として定められている補助データのパケット構造ＢＴＡＳ−００５Ｂを示す。以下この内容について具体的に説明する。

ＡＤＦは０００ｈ，３ＦＦＦｈ，３ＦＦＦｈと決められている。ＤＩＤは例としてデータ識別番号の使用区分のユーザ用として５０ｈを設定する。ＳＤＩＤは０１ｈ〜ＦＦｈまで使用可能で、例として０１ｈとする。

ＵＤＷはユーザデータワードで００４ｈ〜３ＦＢｈまで使用可能である。ここにテストパターン識別信号とフレームデータを割り振る。例としてＵＤＷの１ワードである１０ｂｉｔのうち、下位から５〜８ｂｉｔの４ｂｉｔ分のデータにテストパターン識別信号を割り振る。

テストパターンを発生させるモードに切り替えたときは、この４ｂｉｔデータを１ｈｅｘとし、通常の撮像モードのときは２ｈｅｘとする。

そして、下位の１〜４ｂｉｔ目にフレームデータを重畳する。フレームデータとしての４ｂｉｔの値は、テストパターンモードに切り替わった時点のフレーム番号を分割した４チャンネル全てを０ｈｅｘとして、次のフレーム番号を１ｈｅｘ、さらに次を２ｈｅｘという具合にフレームごとに１ｈｅｘづつ増やしてＦｈｅｘまでカウントし終了する。

Ｆｈｅｘまでカウントしたら、次のフレーム番号は再び０ｈｅｘにする。このようにして各チャンネルのフレーム番号を順次０〜Ｆｈｅｘ（０〜１５）の繰り返しとする。

映像信号における補助データの挿入場所は、例として１ライン目の０画素を先頭にＧ（緑色信号：輝度相当）データ系列のブランキング部分に挿入する。

このようにして、ブランキング部分にテストパターン識別信号とフレームデータを重畳した４チャンネルのＲＧＢ信号全てを、位相調整器４で位相調整を行った後、図１３に示すＳＤＩ信号変換装置３３により、ＨＤＴＶ用のシリアルデジタル信号ＢＴＡＳ−００４Ｂ（ＳＤＩ信号）であるＳＤＩｃｈ１，ＳＤＩｃｈ２，ＳＤＩｃｈ３，ＳＤＩｃｈ４に並列変換して出力する。

このテストパターン識別信号とフレームデータが挿入された４並列のＳＤＩ信号を、図１に示すＭＰＥＧエンコーダ６で圧縮し、伝送ケーブル１０を経由してＭＰＥＧデコーダ７で伸張した後フレーム同期用バッファーメモリ８に加える。

そして、フレーム同期用バッファーメモリ８では、１ライン目の０画素部分から挿入されたパケット構造のデータをそれぞれのチャンネルで識別し、そのデータ補助データのＵＤＷのうち、５〜８ｂｉｔ目をテストパターン識別信号、１〜４ｂｉｔ目をフレームデータとして読み取る。

まず、テストパターン識別信号が１ｈｅｘ以外であれば、フレーム同期用バッファーメモリ８のフレーム調整は行わず、現在の設定のままとする。

このテストパターン識別信号が１ｈｅｘであれば、フレーム同期用バッファーメモリ８のフレーム調整は図１４に示すフローチャートに従い設定する。以下図１４のフレーム自動調整用のフローチャートを説明する。

まず、データ補助データのＵＤＷを読み取りＣＨ１のフレームデータが最大カウント値Ｆｈｅｘ（１５）に対し中間の８ｈｅｘであるかを判断する。

もし８ｈｅｘであれば他のチャンネルとフレームデータを比較する。８ｈｅｘでなければ、フレーム調整は現在の調整値を次のフレームまで保持する。

ＣＨ１のカウント値が８ｈｅｘの場合に、他のチャンネル、例えばＣＨ２が同じカウント値であれば（Ａ＝ＣＨ２のカウント値−ＣＨ１のカウント値＝０の場合）、フレーム調整は現在の調整値を次のフレームまで保持する。

もしＣＨ２のカウント値がＡフレーム分多い場合（Ａ＞０）、ＣＨ２のフレーム調整においてＡフレーム分時間を遅らせる。逆にＣＨ２のカウント値がＡフレーム少ない場合（Ａ＜０）、ＣＨ２のフレーム調整において|A|フレーム分時間を進ませる。

そして、上記の方法によるフレームの時間調整を、ＣＨ３，ＣＨ４に対しても同様に行う。これにより、テスト信号に設定モードを変えるだけで、フレーム調整を自動的に行うことが出来る。

また、図１０に示されたテストパターンをテスト信号として用いて表示装置で確認することにより、各チャンネルの映像信号が正しく同一のフレームに調整されたかを視覚的に確認することが出来る。このテスト信号から通常の撮影による映像信号に切り替えた時に、調整値を保持することで、通常の撮影による映像信号に切り替えた時もそのままフレームの同期がとれた状態を維持出来る。

いままで、1画面を４チャンネルに分割した場合の例を説明したが、分割数は複数であれば同様に対応できる。またテスト信号発生装置２２は１つのテストパターンのみでなく複数のテストパターンあるいは画像データとしてもよい。

例えば、テストパターンは、白色の四角の図形のみでなく、動く図形や線であれば三角や円等どのような形でも良く、また斜め線が動くように設定してフレームのずれが判るようにしても良い。

また、境界部分のずれを判別するためには、分割した画像のつなぎ目が正しく表示されていることが判るものであれば、特に破線に限らず、実線にしても、さらに斜め線にしてもよい。

本発明に係る高解像度画像表示システムにおけるテスト信号発生装置の配置を示す図である。本発明に係るテストパターンの動作例を示す図である。本発明に係るテストパターンの具体的な実施例を示す図である。本発明に係るテストパターン例を示す図である。本発明に係るテストパターンの垂直部分の境界における詳細部分を示す図である。本発明に係るテストパターンの他の例を示す図である。本発明に係る破線を用いたテストパターン例を示す図である。本発明に係るテストパターンを用いて垂直部分の境界における表示例を示す図である。本発明に係るテストパターンの水平部分の境界における詳細部分を示す図である。本発明に係る１画面分のテストパターンによる垂直部分の境界における詳細部分を示す図である。本発明に係る高解像度画像表示システムにおけるフレーム番号付加装置の配置を示す図である。補助データのパケット構造を示す図である。本発明に係る高解像度画像表示システムにおけるＳＤＩ信号変換装置の配置を示す図である。本発明に係るフレーム調整のフローチャートを示す図である。高精細画像の構成を示す図である。従来の高解像度画像表示システムの概要を示す図である。

符号の説明

１被写体
２撮像装置
３４分割装置（分割）
４Ｈ，Ｖ位相調整器（位相調整装置）
５ＳＤＩ信号変換装置
６ＭＰＥＧエンコーダ（圧縮符号化）
７ＭＰＥＧデコーダ（伸張複合化）
８フレーム同期用バッファーメモリ（フレーム時間調整装置）
９表示装置
１０伝送ケーブル
２０映像信号発生装置
２１切替部（切り替え装置）
２２テスト信号発生装置（テストパターン発生手段）
２３スイッチ
３１フレーム番号付加装置（フレーム時間付加装置）
３２フレームカウンタ

Claims

１の画像を分割して得られる複数の小画像に対してそれぞれテストパターン信号を付加し前記小画面上にテストパターンを表示させるテストパターン信号発生装置において、
前記テストパターンが、前記小画像のそれぞれの最外周部に破線として表示され、互いに隣り合う前記小画像に表示された前記破線における線分が、隣り合う前記小画像の間で互いに対向しない位置に表示されるようなテストパターン信号が出力されることを特徴とするテストパターン信号発生装置。
前記小画像は、高精細度テレビジョン方式で表示されていることを特徴とする請求項１記載のテストパターン信号発生装置。
高精細度テレビジョン方式の画像を構成する画素数よりも画素数が多い画像である超高精細度テレビジョン方式の1の画像を、複数組の前記高精細度テレビジョン方式の画像に分割し、前記組を単位として圧縮符号化して伝送し、前記分割・圧縮符号化・伝送される複数組の画像を受信し前記圧縮符号化とは相補的に伸張復号化して前記超高精細度テレビジョン方式の画像と同一の画素数で表示する高精細画像表示システムであって、
前記表示される複数組の画像の境界端部において表示される画像が連続するようにそれぞれの水平、垂直方向の位相を調整する位相調整装置と、
前記表示される複数組の画像におけるそれぞれのフレーム時間差を調整し、同一のフレーム時間となるよう調整するフレーム時間調整装置と、
超高精細度テレビジョン方式の1の画像を静止画と動画が混在する図形で構成するテストパターンとして発生するテストパターン発生装置と、
を有し、前記位相調整装置と前記フレーム時間調整装置による前記複数組の画像の調整を同時に行うことを特徴とする高精細画像表示システム。
１の画像を構成する複数の画素を有し、被写体光像を撮像して前記１の画像の映像信号として出力する撮像素子と、
枠状の破線からなるテストパターンを生成するテストパターン信号を出力するテストパターン信号発生装置と、
前記撮像素子から出力された前記映像信号と、前記テストパターン信号発生装置から出力された前記テストパターン信号とが入力すると共に、前記映像信号と前記テストパターン信号とを切り替えて出力する信号切り替え装置と、
を備え、
前記テストパターン信号発生装置は、前記１の画像が複数の小画像に分割された場合の各前記小画像の最外周部に対応した位置に前記テストパターンを表示させると共に、互いに隣り合う前記小画像の前記テストパターンの前記破線における線分が隣り合う前記小画像の間で互いに対向しない位置に表示させるよう前記テストパターン信号を出力することを特徴とする撮像装置。
請求項４記載の撮像装置と、
前記映像信号を前記小画像に対応するよう分割してそれぞれ出力する分割装置と、
を備えることを特徴とする画像出力装置。