JP4577768B2

JP4577768B2 - 映像信号切り換え装置

Info

Publication number: JP4577768B2
Application number: JP2005019721A
Authority: JP
Inventors: 孝之金井
Original assignee: Korg Inc
Current assignee: Korg Inc
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2006211213A

Description

本発明は、切り換え元の映像信号である切り換え元信号を切り換え先の映像信号である切り換え先信号に切り換える装置の改良に関する。

各種の画像乱れを生じさせない画像処理が従来から提案されて、その１つとして、表示内容変更の際の表示メモリのアクセスに起因する画像乱れを解消するために、１画面分のフレームバッファの表示データを、表示メモリの変更後の表示内容にフレーム単位で切り換えることが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。そして、切り換え元の映像信号である切り換え元信号を切り換え先の映像信号である切り換え先信号に切り換える装置も提案されている。図４はこの様な装置構成の一例であり、スイッチ２１０を操作すると、切り換え器２００は、その入力を映像信号Ａから映像信号Ｂに切り換えて映像信号出力を行う。しかし、この映像信号切り換え装置では、２つの映像信号が切り換え時に同期が合わなくなるので映像信号切り換えに際して映像や同期が乱れたものになってしまう。この様子を示したのが図６である。図６（ａ）は各四角が１フレームの映像信号Ａであるフレームストリームを示したものであり、また、図６（ｂ）は各四角が１フレームの映像信号Ｂでるフレームストリームを示したものである。点線矢印で示す切り換えポイントにおいて、符号Ｓで示すように画像乱れが発生してしまう。そこで、図５に示す映像信号切り換え装置のように、切り換え元信号である映像信号Ａと切り換え先信号である映像信号Ｂの夫々をフレームシンクロナイザー３００、３０１で同期をとり、これら同期をとったフレームシンクロナイザー３００、３０１と切り換え器２００とも同期を取るようにする。そして、スイッチ２１０を操作し、ＶＳＹＮＣ（垂直同期信号）検出部４１０が垂直同期信号を検出するとタイミングコントローラ４００が切り換え器２００に切り換え信号を送信し、映像信号の切り換えを行うようにしている。図７（ａ）は各四角が１フレームの映像信号Ａであるフレームストリームを示したものであり、図７（ｃ）は各四角が１フレームの映像信号Ｂであるフレームストリームを示したものである。そして、映像信号Ａに対して同期合わせをしたものが、図７（ｂ）、図７（ｅ）で示され、映像信号Ｂに対して同期合わせをしたものが図７（ｄ）、図７（ｆ）で示され、図７（ｇ）で示すように、符号Ｐで示す切り換えポイントで同期や映像の乱れがなく映像信号が切り換えられるものであった。

特開２００２−２５８８２７号公報（第３−５頁、第４図）

しかしながら、図５に示した映像信号切り換え装置によれば、映像信号の種類数だけの数のフレームシンクロナイザーを使用することになる。更に複数のフレームシンクロナイザーと切り換え器との同期をとるため、これらの機器が同一のシステムクロックで動作するように大掛かりな仕組みが必要であった。しかも、このように、装置構成が複雑になるにつれて映像信号切り替え装置のコストが高いものとなってしまうという課題があった。また、先行文献によるものにあっては、ＶＲＡＭの他に１画面分のフレームバッファを用意する必要が有り、しかも、装置外から入力される映像信号間の切り換えに対処し得るような構成となっていないため、簡易な構成で外部から供給される映像信号の切り換えを行えなかったといった問題があった。

本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、映像や同期の乱れが無いようにして映像信号の切り換えを行う映像信号切り換え装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、切り換え元の映像信号である切り換え元信号を切り換え先の映像信号である切り換え先信号に切り換える装置であって、
切り換え操作を行うための切り換え操作手段と、送信されてくる切り換え信号の受信に応答して、入力を前記切り換え元信号から前記切り換え先信号に切り換えて出力する映像信号切り換え手段と、
前記映像信号切り換え手段からの出力を１フレームごとに書き込み、読出し可能なメモリを複数有するメモリ群と、各メモリから１フレーム分の映像信号を読み出す毎に垂直同期信号を発生する信号発生手段と、
前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われる前には、前記映像信号切り換え手段から出力される前記切り変え元信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え元信号を読み出して出力し、
前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われた場合には、１フレーム分の最も新しい前記切り換え元信号が書き込まれているメモリから前記切り換え元信号を繰り返して読出し出力し、所定時間経過後に、前記垂直同期信号が発生されたタイミングで前記映像信号切り換え手段に前記切り換え信号を送信し、
前記映像信号切り換え手段から出力される切り換え先信号を１フレーム毎に前記予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え先信号を読み出して出力する制御手段と、を備えたことを特徴とするようにした。

本発明によれば、制御手段は、切り換え操作手段による切り換え操作が行われる前には、映像信号切り換え手段から出力される切り変え元信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え元信号を読み出して出力する。そして、制御手段は、切り換え操作手段による切り換え操作が行われた場合には、１フレーム分の最も新しい切り換え元信号が書き込まれているメモリから切り換え元信号を繰り返して読出し出力し、所定時間経過後に、垂直同期信号が発生されたタイミングで映像信号切り換え手段に前記切り換え信号を送信する。さらに、制御手段は、更に、映像信号切り換え手段から出力される切り換え先信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え先信号を読み出して出力する。したがって、映像信号切り換え時には切り換え元信号が静止画像として所定時間現れて、画像乱れ等をマスクし、映像信号の切り換えが円滑に行っているように視認されることになる。

上記映像信号切り換え装置において、前記メモリ群は、複数のＦＩＦＯ（先入れ先出しメモリ）を有して構成され、前記１フレーム分の最も新しい前記切り換え元信号が書き込まれるのは、前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われる前に最初に前記映像信号切り換え手段から出力される前記切り変え元信号を１フレーム分書き込まれたＦＩＦＯであることを特徴とする構成とすることもできる。

本発明によれば、簡素な構成で、映像や同期の乱れが無いようにして映像信号の切り換えを行うことが可能になるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１は本発明の最良の実施形態に係る映像信号切り換え装置１の構成の説明図である。切り換え器２００は、タイミングコントローラ２０からの切り換え信号を受信すると、切り換え元信号である映像信号Ａから切り換え先信号である映像信号Ｂに入力を切り換えて、以降、切り換え先信号である映像信号Ｂを出力する構成となっている。また、スイッチ２１０はこの切り換えをタイミングコントローラ２０側に指示信号で通知させるための操作に用いる、切り換え器２００の操作子である。なお、図示はしないが、映像信号の供給源はビデオ、ＤＶＤ再生機等が挙げられる。

フレームシンクロナイザー１００は、切り換え器２００からの映像信号をアナログデジタル変換するデコーダ１０と、後に説明するメモリ群から読み出した映像信号をデジタルアナログ変換して装置外部に出力するエンコーダ１５とを備えている。なお、映像信号出力は不図示のモニターに入力され画像として写し出される。また、夫々が１フレーム分の映像信号の書き込みや読出しを行える４個のＦＩＦＯ１（４０ａ）、ＦＩＦＯ２（４０ｂ）、ＦＩＦＯ３（４０ｃ）、ＦＩＦＯ４（４０ｄ）を有して成るメモリ群が構成されて、制御部３０はこれら各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄへの映像信号の書き込みや読出し等の動作を行うように構成されている。また、制御部３０は、各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄからの映像信号の読出しを終了して次のＦＩＦＯに制御管理を移す前に、ＶＳＹＮＣ信号（垂直同期信号）をタイミングコントローラ２０に対して送信するように構成されている。なお、ＦＩＦＯは「ＦｉｒｓｔＩｎＦｉｒｓｔＯｕｔ：先入れ先出しメモリ」のことであり、装置１ではＦＩＦＯを４個備えた構成としているが、ＦＩＦＯを複数個備えた構成であればＦＩＦＯの数は４個に限られない。

また、タイミングコントローラ２０はタイマ２５を備えている。タイマ２５は、時間設定操作した設定時間が経過するとタイムアウト信号が出力されるように構成され、また、この設定時間は複数種類、設定操作可能に構成されている。さらに、タイミングコントローラ２０は、後述するように、切り換え信号を切り換え器２００に送信可能に構成されており、この送信されてきた切り換え信号を受信した切り換え器２００は、切り換え元信号である映像信号Ａから切り換え先信号である映像信号Ｂに入力を切り換えて、以降、切り換え先信号である映像信号Ｂを出力する構成となっている。

（動作）
次に、図２を参照して本装置１の動作を説明する。なお、切り換え元信号を映像信号Ａ、切り換え先信号を映像信号Ｂとして説明する。図２（ａ）は切り換え操作を行う前の動作の説明図である。切り換え器２００から出力される映像信号Ａは、デコーダ１０によってアナログデジタル変換され、制御部３０は１フレーム単位で、ＦＩＦＯ１（４０ａ）、ＦＩＦＯ２（４０ｂ）、ＦＩＦＯ３（４０ｃ）、ＦＩＦＯ４（４０ｄ）の順番で循環的にＦＩＦＯ４０にデジタル映像信号を書き込む。つまり、制御部３０は、デジタル化された映像信号Ａを１フレーム単位でＦＩＦＯ１（４０ａ）に書き込み、１フレーム分の映像信号Ａの書き込みが終了すると、次のＦＩＦＯ２（４０ｂ）に制御を移し、次の１フレーム分の映像信号Ａを書き込む。そして、ＦＩＦＯ１（４０ａ）、ＦＩＦＯ２（４０ｂ）、ＦＩＦＯ３（４０ｃ）、ＦＩＦＯ４（４０ｄ）が満杯になると、また、最初のＦＩＦＯ１（４０ａ）に制御を移し映像信号Ａの書き込みを行う。一方、制御部３０は、映像信号Ａの書き込みが終了したＦＩＦＯを後追いする方式で各ＦＩＦＯ（４０ａ〜４０）からの映像信号Ａの読出しを行う。読み出された映像信号Ａはエンコーダ１５によってデジタルアナログ変換されて出力される。かくして、本装置１から切り換え元信号である映像信号Ａが出力される。

さて、図２（ｂ）はスイッチ２１０によって切り換え操作が行われる場合の動作の説明図である。スイッチ２１０からの指示信号によって切り換え操作が行われたことを検出したタイミングコントローラ２０は、１フレームの映像信号の書き込み時間Ｔ１をタイマ２５に設定する。この時、制御部３０は書き込みアドレスのインクリメントを停止する。そして、時間ＦＴが経過してタイムアウト信号がタイマ２５から出力されると、制御部３０は、最も新しい切り換え元信号が１フレーム分書き込まれている１つのＦＩＦＯ４０から映像信号Ａの読出しを繰り返し行う。これと共に、タイミングコントローラ２０は、例えば数フレーム分の映像信号の読出しにかかる時間Ｔ２をタイマ２５に設定する。かくして、時間Ｔ２の間は映像信号Ａの静止画像情報が出力されることになる。なお、図２（ｂ）の例では、最初に読出しされるＦＩＦＯ１（４０ａ）に書き込まれている映像信号Ａを、制御部３０が繰り返して読み出して静止画像を出力している。なお、時間Ｔ１は１フレーム分の映像信号が１つのＦＩＦＯ４０に書き込むのに充分なものであり、また、時間Ｔ２は映像信号が安定するためのものであり数フレームには限られない。つまり、制御部３０は、タイムアウト信号を参照して、１フレーム分の映像信号Ａが書き込まれたＦＩＦＯが少なくとも１個存在するようにＦＩＦＯ４０の動作制御を行うように構成されている。

次に、時間Ｔ２が経過してタイマ２５からタイムアウト信号を制御部３０が、受信すると、制御部３０はＦＩＦＯ１（４０ａ）からの映像信号Ａの読出しの繰り返しを終了する。そして、タイミングコントローラ２０は、制御部３０からのＶＳＹＮＣ信号（垂直同期信号）を受信したタイミングで、切り換え器２００に切り換え信号を送信する。かくして、切り換え器２００は、切り換え元信号である映像信号Ａから切り換え先信号である映像信号Ｂに入力を切り換えて、以降、切り換え先信号である映像信号Ｂを出力する。

図２（ｃ）は映像信号が切り換え元信号から切り換え先信号に切り換えられた後の動作の説明図である。動作は、図２（ａ）で説明した映像信号Ａに対する処理が映像信号Ｂに対するものとなっただけである。つまり、切り換え器２００から出力される映像信号Ｂは、デコーダ１０によってアナログデジタル変換され、制御部３０の制御によって、１フレーム単位で、ＦＩＦＯ１（４０ａ）、ＦＩＦＯ２（４０ｂ）、ＦＩＦＯ３（４０ｃ）、ＦＩＦＯ４（４０ｄ）の順番で循環的にＦＩＦＯ４０にデジタル映像信号を書き込む。つまり、制御部３０は、デジタル化された映像信号Ｂを１フレーム単位でＦＩＦＯ１（４０ａ）に書き込み、１フレーム分の映像信号Ｂの書き込みが終了すると、次のＦＩＦＯ２（４０ｂ）に制御を移し、次の１フレーム分の映像信号Ａを書き込む。そして、ＦＩＦＯ１（４０ａ）、ＦＩＦＯ２（４０ｂ）、ＦＩＦＯ３（４０ｃ）、ＦＩＦＯ４（４０ｄ）が満杯になると、また、最初のＦＩＦＯ１（４０ａ）に制御を移し映像信号Ｂの書き込みを行う。一方、制御部３０は、映像信号Ｂの書き込みが終了したＦＩＦＯを後追いする方式で各ＦＩＦＯ（４０ａ〜４０）からの映像信号Ｂの読出しを行う。読み出された映像信号Ｂはエンコーダ１５によってデジタルアナログ変換されて出力される。かくして、本装置１から切り換え先信号である映像信号Ｂが出力されるようになる。

以上説明してきたように、制御部３０は、スイッチ２１０（切り換え操作手段）による切り換え操作が行われる前には、切り換え器２００（映像信号切り換え手段）から出力される切り変え元信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄから切り換え元信号を読み出して出力する。そして、制御部３０は、スイッチ２１０（切り換え操作手段）による切り換え操作が行われた場合には、１フレーム分の最も新しい切り換え元信号が書き込まれているＦＩＦＯ４０から切り換え元信号を繰り返して読出し出力し、タイミングコントローラ２０は、所定時間経過後に、ＶＳＹＮＣ信号（垂直同期信号）が発生されたタイミングで切り換え器２００（映像信号切り換え手段）に切り換え信号を送信する。この結果、切り換え器２００は、切り換え元信号である映像信号Ａから切り換え先信号である映像信号Ｂに入力を切り換えて、以降、切り換え先信号である映像信号Ｂを出力する。

さらに、制御部３０は、切り換え器２００（映像信号切り換え手段）から出力される切り換え先信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各ＦＩＦＯ４０ａ〜４０ｄから切り換え先信号を読み出して出力する。したがって、映像信号の切り換え時には切り換え元信号が静止画像として所定時間現れて、画像乱れ等をマスクし、映像信号の切り換えが円滑に行われているように視認されることになる。しかも、本装置１は構成が簡素であり、フレームシンクロナイザー１００を映像信号の種類数分必要とせず、従来よりも安価に映像信号切り換え装置１を製造することができる。

さらに、図３は本装置１の動作をより理解容易とするための模式的な説明図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、夫々、映像信号Ａ、映像信号Ｂのフレームストリームを示しており、１つの四角形が１フレーム分の映像信号を意味している。図３（ｃ）に示すように、単に切り換え器２００を使用して、符号Ｒで示される切り換えポイントで映像信号Ａから映像信号Ｂに切り換えただけでは、映像や同期が乱れ画面が乱れる。図３（ｄ）に示すものは、切り換え器２００から出力される映像信号の同期乱れの画像をフレームシンクロナイザーが整え、同期補正して出力した様子を示している。この場合、同期乱れは補正されるが、映像乱れが解消されていない。そこで、図３（ｅ）に示すように、切り換えポイントＲで切り換え元信号のフレーム映像情報を映像が乱れた画面と置きかえると、図３（ｆ）に示すように同じ画面（この場合、丸５が描かれたフレーム）が繰り返されて、静止画が出力されているように見える。なお、図３に示す例では理解の容易化のため、１フレーム分のみ読出しを繰り返す場合で説明している。

このように映像信号切り換えによって同期や映像が乱れた画面を、最も新しい切り換え元の画面でマスクすることで画面乱れがなくなり、円滑に映像信号の切り換えが行われたように視認される。また、静止画となっている時間は、数フレーム程度で短いのでこれを静止画像と視認できない程、円滑に映像信号の切り換えが行える。

なお、以上の装置構成においては、２種類の映像信号入力を一例として説明してきたが、３種類以上の映像信号入力に対しても、１台の切り換え器２００と１台のフレームシンクロナイザー１００で対応することが可能となる。

以上説明してきたように、簡素な構成で、映像や同期の乱れがないようにして映像信号を切り換える映像信号切り換え装置を提供することができる。

映像信号切り換え装置１の構成の説明図である。映像信号切り換え装置１の動作の説明図である。映像信号切り換え装置１の動作の説明図である。従来の映像信号切り換え装置の構成の説明図である。従来の映像信号切り換え装置の構成の説明図である。従来の映像信号の切り換えの様子を示した説明図である。従来の映像信号の切り換えの様子を示した説明図である。

符号の説明

１映像信号切り換え装置
１０デコーダ
１５エンコーダ
３０制御部
２０タイミングコントローラ
２５タイマ
１００フレームシンクロナイザー
２００切り換え器
２１０スイッチ

Claims

切り換え元の映像信号である切り換え元信号を切り換え先の映像信号である切り換え先信号に切り換える装置であって、
切り換え操作を行うための切り換え操作手段と、送信されてくる切り換え信号の受信に応答して、入力を前記切り換え元信号から前記切り換え先信号に切り換えて出力する映像信号切り換え手段と、
前記映像信号切り換え手段からの出力を１フレームごとに書き込み、読出し可能なメモリを複数有するメモリ群と、各メモリから１フレーム分の映像信号を読み出す毎に垂直同期信号を発生する信号発生手段と、
前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われる前には、前記映像信号切り換え手段から出力される前記切り変え元信号を１フレーム毎に予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え元信号を読み出して出力し、
前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われた場合には、１フレーム分の最も新しい前記切り換え元信号が書き込まれているメモリから前記切り換え元信号を繰り返して読出し出力し、所定時間経過後に、前記垂直同期信号が発生されたタイミングで前記映像信号切り換え手段に前記切り換え信号を送信し、
前記映像信号切り換え手段から出力される切り換え先信号を１フレーム毎に前記予め設定した順番で循環的に各メモリに書き込みすると共に、書き込まれた順番で循環的に各メモリから切り換え先信号を読み出して出力する制御手段と、を備えたことを特徴とする映像信号切り換え装置。
請求項１に記載の映像信号切り換え装置において、
前記メモリ群は、複数のＦＩＦＯ（先入れ先出しメモリ）を有して構成され、
前記１フレーム分の最も新しい前記切り換え元信号が書き込まれるのは、前記切り換え操作手段による切り換え操作が行われる前に最初に前記映像信号切り換え手段から出力される前記切り変え元信号を１フレーム分書き込まれたＦＩＦＯであることを特徴とする映像信号切り換え装置。