JPH07140954A - 画像合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画素アスペクト比が異なる複数系統の画像を
合成して同一画面上に各画像が意図した縦横比の絵を表
示できるようにした画像合成装置を提供する。 【構成】 動画像再生装置３から出力される例えば横７
１１，縦４８７ドット（再生画面のアスペクト比４：３
で再生画素のアスペクト比１．０７２を想定）の動画像
データ３ａに対して、横方向の１５ドットを１４ドット
に変換するアスペクト比変換手段４を設ける。コンピュ
ータ画像再生装置２から出力される例えば横６４０，縦
４８０ドット（画素アスペクト比１）のコンピュータ画
像データ２ａを遅延手段１０で遅延させた画像データ１
０ａとアスペクト比変換した動画像データ４ａとの内い
ずれか一方を、合成範囲指定情報５ｂに基づいて選択し
て画像合成出力５ａを生成する合成手段５を設け、画像
合成出力５ａをＤ／Ａ変換器６でアナログ映像信号６ａ
へ変換し、モニタディスプレイ装置７で合成画像を再生
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、再生画像の画素の縦
横比が１：１以外を想定している例えばＭＰＥＧ方式の
動画像データと、再生画像の画素の縦横比が１：１を想
定しているコンピュータ画像データとを合成する場合等
の、異なる画素アスペクト比を想定した画像を合成して
同一画面上にそれぞれの画像が意図した縦横比の絵を表
示できるようにした画像合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年画像を扱う装置はデジタル化の一途
をたどっている。画像を扱う装置には大きく分けて２種
類のものがある。１つはテレビ、ビデオなどに代表され
る放送にからむ装置であり、もう１つはコンピュータで
ある。これらは異なった歴史を持ち、全く別個の規格の
もとに成長してきた。近年技術の進歩により、これらを
融合する装置が民生レベルでも開発可能になってきた。
しかしながら、その育ちの経緯から、これらは全く別の
規格に基づいく画像フォーマットになっており、２つの
融合には、この規格の違いを吸収することが必須であっ
た。

【０００３】放送に代表されるデジタル規格に最も代表
的なものは、ＣＣＩＲのＲＥＣ６０１と呼ばれる規格で
ある。この規格は、輝度信号Ｙをピクセルレート１３．
５ＭＨｚでサンプリングし、色差信号Ｃｂ，Ｃｒをその
半分の６．２５ＭＨｚでサンプリングしたものが基本と
なる。これをＮＴＳＣの放送規格に適用した場合には、
横７１１ドット，縦４８７ドットを横縦比４：３（再生
画像のアスペクト比）で画面に表示することになり、再
生画像の各画素の横縦比（以下画素アスペクト比と記
す）は縦長の１．０９５＝｛（３÷４８７）／（４÷７
１１）｝になる。これは通常のＮＴＳＣのテレビにイン
タレースでオーバースキャンで表示した場合である。

【０００４】一方コンピュータの方は通常ＶＧＡ（ＶＩ
ＤＥＯ ＧＲＡＰＨＩＣＳ ＡＲＲＡＹ）のモニタにア
ンダースキャンで表示した場合、ピクセルレート２５．
１７５ＭＨｚで横６４０ドット，縦４８０ドットを横縦
比（再生画像のアスペクト比）４：３で画面に表示する
ことになり、画素アスペクト比は１．０＝｛（３÷４８
０）／（４÷６４０）｝とスクエアピクセルになってい
る。なお、コンピュータの画像をＮＴＳＣ方式のテレビ
で再生する場合には、１．０９５÷（１３．５ＭＨｚ×
２÷２５．１７５ＭＨｚ）＝１．０２１の画素アスペク
ト比となる。また、コンピュータのモニタディスプレイ
にＲＥＣ６０１規格の画像を表示すると画素アスペクト
比は１．０９５÷１．０２１＝１．０７２になる。以上
をまとめると表１のようになる。

【０００５】

【表１】

【０００６】従来これらを融合する装置では、これらを
同じコンピュータ側のクロックで再生しているために、
もともとは放送用の規格で作られている動画の絵が横長
に表示されるという欠点があった。

【０００７】図４は従来の画像合成装置のブロック構成
図である。従来の画像合成装置１００は、モニタディス
プレイ装置１０６としてコンピュータモニタを想定して
いる。動画像再生装置１０１は、基準クロック発生回路
１０２から供給される２５．１７５ＭＨｚの基準クロッ
クＭＣＫに同期して、各画素の画像データ１０１ａを順
次出力する。この画像データ１０１ａの出力は、２７Ｍ
Ｈｚで出力する本来ＲＥＣ６０１用に作られたものであ
るから、表１の右下欄に相当し、画素アスペクト比１．
０７２を想定しているものである。これを実際には２
５．１７５ＭＨｚで出力するとなると、画素アスペクト
比は１．０となり、その結果正確には画素アスペクト比
１．０７２で表示すべきものを１．０で表示することと
なる。これは本来より横長に見えることとなり、その誤
差は比でいうと０．９３２（＝１．０／１．０７２＝２
５．１７２／２７）と７パーセントにもなる。これに対
してコンピュータ画像再生装置１０３からは前述の基準
クロックＭＣＫに同期して画素アスペクト比１．０を想
定した各画素の画像データ１０３ａが順次出力される。
これは本来画素アスペクト比１．０で作られたものを
１．０で表示するから、正常に見える。画像合成手段１
０４は、合成範囲指定情報１０４ｂに基づいていずれか
の画像データ１０１ａ，１０３ａを選択してＤ／Ａ変換
器１０５へ供給する。Ｄ／Ａ変換器１０５から出力され
たアナログ映像信号１０５ａはコンピュータのモニタデ
ィスプレイ装置１０６へ供給されて、画像再生がなされ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像合成装置１００は、想定している画素アスペクト比
が異なる２種類の画像データを単に選択切り換えして合
成するだけである。このため、合成した画像データ１０
４ａをコンピュータのモニタディスプレイ装置１０６に
表示した場合は、動画像再生装置１０１からの画面は７
パーセント横長に見えてしまう。一般に人間の目はこの
誤差の比が３パーセントを越えるとその差に気づいてし
まい、再生画像の横縦比がおかしいと感じてしまう。

【０００９】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、動画像側にアスペクト比変換を施し
て、動画像とコンピュータ画像との合成画像を本来意図
した絵の状態で再生表示させることのできる画像再生装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る画像合成装置は、動画像とコンピュータ
画像を同一画面中に混在して表示するよう合成する装置
において、動画像に対してアスペクト変換を施すアスペ
クト比変換手段と、アスペクト比変換が施された動画像
とコンピュータ画像を合成する画像合成手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１１】なお、アスペクト比変換手段は横方向の１
５ドットを１４ドットへ変換する構成が好適である。

【００１２】

【作用】アスペクト比変換回路は、動画像が想定してい
る再生画素のアスペクト比をコンピュータ画像が想定し
ている再生画素のアスペクト比に近似したアスペクト比
で表示した場合に再生画像の縦横比が原画像の縦横比と
ほぼ等しくなるようアスペクト比変換を施し、アスペク
ト比変換された各画素毎の画像データを出力する。よっ
て、アスペクト変換された動画像データとコンピュータ
画像データとを選択的に切り換えて２種類の画像を合成
し表示することで、動画像が本来意図している縦横比の
絵が合成表示される。

【００１３】なお、動画像の横方向の１５ドットを１４
ドットへ変換する構成のアスペクト比変換手段を用いる
ことによって、例えば、ＣＣＩＲのＲＥＣ６０１規格で
規定されている、画面アスペクト比４：３で横７１１ド
ット，縦４８７ドットの画像データ（画素アスペクト比
１．０７２）を、画面アスペクト比４：３で横６６４ド
ット，縦４８７ドットの画像データ（画素アスペクト比
１．００１）へ変換することができる。この場合、アス
ペクト比変換手段は１５ドットから１４ドットへの変換
という比較的簡易な構成であるが、コンピュータ画像側
が想定している画素アスペクト比１．０に対するアスペ
クト比の誤差はわずか０．１パーセントであり、視覚上
何ら問題を生じない。

【００１４】画素のアスペクト比を変換するときにその
比によって誤差が変わる。ＲＥＣ６０１規格の動画像
を、画素アスペクト比１．０（スクエアピクセル）を想
定したコンピュータ画像に変換する場合、変換すべき比
は２７÷２５．１７５＝１．０７２である。Ｎ：Ｍに変
換するとして、Ｎが各自然数に対して最適なＭと誤差が
決まる。具体的には、１．０７２×Ｎ／Ｍ＞１のときは
これで、１．０７２×Ｎ／Ｍ＜１のときはその逆数で定
義する。表２は各Ｎに対しての最適なＭと誤差を示した
ものである。この表２から誤差はある一定周期で最小値
が現れることがわかる。

【００１５】

【表２】

【００１６】前述したように、人間の目ではこの誤差が
３パーセント以内であれば横縦比のずれが許容できるの
で、Ｎが１１以上であれば誤差３パーセント以内の基準
を満たすことになる。Ｎを大きく設定すれば誤差を小さ
くすることができるが、Ｎが大きいとアスペクト比変換
のためのハード，ソフト構成が複雑となる。そこで、Ｎ
が１１以上で最初に誤差が小さくなるＮ＝１５，Ｍ＝１
４を採用すれば、ハード構成を複雑にすることなく誤差
も小さくできる。Ｎ＝１５，Ｍ＝１４とした場合、誤差
は０．１パーセントであり、この０．１パーセントの誤
差は人間の視覚特性上全く問題にならない。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係る画像合成装置のブロ
ック構成図である。この場合もモニタディスプレイ装置
７はコンピュータのモニタを想定している。この画像合
成装置１は、再生画像のアスペクト比が４：３で画素ア
スペクト比１．０を想定した例えば横６４０ドット，縦
４８０ドットのコンピュータ画像データ２ａを出力する
コンピュータ画像再生装置２と、再生画像のアスペクト
比が４：３で画素アスペクト比１．０７２を想定した例
えば横７１１ドット，縦４８７ドット（ＣＣＩＲのＲＥ
Ｃ６０１規格に相当）の動画像データ３ａを出力する動
画像再生装置３と、横方向の１５ドットを１４ドットへ
変換するアスペクト比変換手段４と、画像合成手段５と
からなる。

【００１８】画像合成手段５の合成画像データ出力５ａ
はＤ／Ａ変換器６でアナログ映像信号６ａへ変換されて
コンピュータのモニタディスプレイ装置７へ供給され、
このモニタディスプレイ装置７の画面に画像が再生され
る。

【００１９】水晶発振器等を備えた基準クロック発生回
路８で発生した周波数２５．１７５ＭＨｚの基準クロッ
クＭＣＫは、コンピュータ画像再生装置２へ供給され
る。コンピュータ画像再生装置２は、この基準クロック
ＭＣＫに同期して予め設定した画素順序（例えばノンイ
ンタレース）で各画素の画像データ２ａを出力する。

【００２０】ＰＬＬ回路９は、周波数２５．１７５ＭＨ
ｚの基準クロックＭＣＫを入力として、この基準クロッ
クＭＣＫを（８５８／８００）倍した周波数２７ＭＨｚ
で基準クロックと同期の取れた動画像再生クロック９ａ
を生成して、動画像再生装置３へ供給する。

【００２１】動画像再生装置３は、周波数２７ＭＨｚの
動画像再生クロック９ａに同期して予め設定した画素順
序（例えばノンインタレース）で各画素の画像データ３
ａを出力する。

【００２２】図２はアスペクト比変換手段の一具体例を
示すブロック構成図、図３はアスペクト比変換手段の動
作を示す説明図である。図２に示す符号４１はアスペク
ト比変換部であり、図３のような動作になる。符号４２
はＦＩＦＯ（ファーストインファーストアウト構成の画
像データ一時記憶手段）であり、ＦＩＦＯ書き込み制御
部４３によって書き込まれ、ＦＩＦＯ読み出し制御部４
４によって読み出される。図３はアスペクト比変換部４
１の動作タイミングであり、２７ＭＨｚごとにＹ０から
順次データが動画像再生装置３から送られてくる。アス
ペクト変換部４１ではこれを計算の欄にあるような線形
補間の計算を行なう。図３は１５個分の変換表である
が、これを繰り返す。この変換の開始にあたっては、ス
タート信号４１ａをＦＩＦＯ書き込み制御部４３に出
し、ＦＩＦＯ書き込み制御部４３では、図３のＦＩＦＯ
書き込みの欄にあるようにそこから数えて１４個分のデ
ータはＦＩＦＯ４２へ書き込み、１個のデータはＦＩＦ
Ｏ４２へ書き込まないようにして１５：１４のアスペク
ト変換を行なう。ＦＩＦＯ読み出し制御部４４は、画像
合成手段５へコンピュータ画像再生装置２からのデータ
と同期して送るようにＦＩＦＯ４２からデータを読み出
す。

【００２３】図１に示す画像合成手段５は、アスペクト
比変換された画像データ４ａまたはコンピュータ画像再
生装置２から出力される画像データ２ａを遅延手段１０
を介して遅延させた画像データ１０ａのいずれか一方
を、基準クロックＭＣＫに同期させて選択し出力するよ
う構成している。なお、各画像に対してどの範囲でどち
らの画像を選択するかの合成範囲指定情報５ｂは、図示
しない合成範囲指定手段から供給される。

【００２４】なお、コンピュータ画像再生装置２と画像
合成手段５との間に介設した遅延手段１０は、動画像デ
ータ３ａをアスペクト変換するのに要する時間分だけコ
ンピュータ画像データ２ａの伝達を遅延させ、遅延させ
たコンピュータ画像データ１０ａを出力するもので、例
えばファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）構成
の一時記憶手段等で構成している。

【００２５】以上の構成であるから、動画像再生装置３
から出力される画素アスペクト比１．０７２を想定した
横７１１ドット，縦４８７ドットの動画像データ３ａ
は、アスペクト比変換手段４を介して、横６６４ドッ
ト，縦４８７ドットで再生画面のアスペクト比４：３で
表示した時の画素アスペクト比が１．００１に相当する
動画像データ４ａへ変換されて画像合成手段５へ供給さ
れる。よって、画像合成手段５は、合成範囲指定情報５
ｂに基づいて２系統の画像データ１０ａ，４ａの内いず
れか一方を選択して出力するだけで画像合成データ出力
５ａを生成することができる。

【００２６】そして、画像合成手段５から基準クロック
ＭＣＫに同期して出力される画像合成データ出力５ａは
Ｄ／Ａ変換器６でアナログ映像信号６ａへ変換され、モ
ニタディスプレイ装置７で再生される。動画像再生装置
３から出力される画素アスペクト比１．０７２を想定し
た動画像データ３ａは、アスペクト比変換手段４を介し
てコンピュータ画像再生装置２が想定している画素アス
ペクト比１．０にほぼ近い画素アスペクト比１．００１
の画像データ４ａへアスペクト変換した後に、画像合成
手段５で合成するので、それぞれの画像が本来意図した
縦横比に基づいてそれぞれの画像の合成画像が再生され
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る画像
合成装置は、動画像が想定している再生画素のアスペク
ト比をコンピュータ画像が想定している再生画素のアス
ペクト比に近似したアスペクト比で表示した場合に再生
画像の縦横比が原画像の縦横比とほぼ等しくなるようア
スペクト比変換を施し、アスペクト比変換した動画像と
コンピュータ画像とを画像合成手段で合成して表示する
構成としたので、それぞれの画像が本来意図した縦横比
に基づいてそれぞれの画像の合成画像を再生させること
ができる。各画像の画素アスペクト比がほぼ等しくなる
ようにアスペクト変換した後に合成する構成であるか
ら、画像合成手段は単に各画素毎のいずれの画像データ
を取るかの選択をするだけでよく、画像合成手段の構成
の簡略化を図ることができる。

【００２８】なお、１５ドットを１４ドットへ変換する
構成のアスペクト比変換手段を用いることによって、例
えば、ＣＣＩＲのＲＥＣ６０１規格で規定されている、
画面アスペクト比４：３で横７１１ドット，縦４８７ド
ットの画像データ（コンピュータのモニタに表示したと
きの画素アスペクト比１．０７２）を、画面アスペクト
比４：３で横６６４ドット，縦４８７ドットの画像デー
タ（画素アスペクト比１．００１）へ変換することがで
きる。この場合、アスペクト比変換手段は１５ドットか
ら１４ドットへの変換という比較的簡易な構成であるた
め、アスペクト比変換手段を簡易な構成で安価に実現す
ることができる。さらに、コンピュータ画像側が想定し
ている画素アスペクト比１．０に対するアスペクト比の
誤差はわずか０．１パーセントであり、視覚上何ら問題
を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像合成装置のブロック構成図

【図２】アスペクト比変換手段の一具体例を示すブロッ
ク構成図

【図３】アスペクト比変換手段の動作を示す説明図

【図４】従来の画像合成装置のブロック構成図

【符号の説明】

１…画像合成装置、２…コンピュータ画像再生装置、２
ａ…コンピュータ画像データ、３…動画像再生装置、３
ａ…動画像データ、４…アスペクト比変換手段、４ａ…
アスペクト比変換された動画像データ、５…画像合成手
段、５ａ…画像合成データ出力、６…Ｄ／Ａ変換器、７
…モニタディスプレイ装置、８…基準クロック発生回
路、９…ＰＬＬ回路、１０…遅延手段、１０ａ…遅延さ
れたコンピュータ画像データ、４１…アスペクト比変換
部、４１ａ…スタート信号、４２…ＦＩＦＯ（ファース
トインファーストアウト構成の画像データ一時記憶手
段）、４３…ＦＩＦＯ書き込み制御部、４４…ＦＩＦＯ
読み出し制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/01 Ｚ 7/24 // Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０ Ｓ 9471−5Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像とコンピュータ画像を同一画面中
   に混在して表示するために各画像の指定された範囲を合
   成する画像合成装置において、 動画像に対してアスペクト比変換を施すアスペクト比変
   換手段と、 アスペクト比変換が施された動画像とコンピュータ画像
   との内いずれか一方を選択することで合成した画像を生
   成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする画像合
   成装置。
2. 【請求項２】 前記アスペクト比変換手段は横方向の１
   ５ドットを１４ドットへ変換することを特徴とする請求
   項１記載の画像合成装置。