JPH08163460A - 映像信号処理装置 - Google Patents

映像信号処理装置

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JPH08163460A
JPH08163460A JP6302406A JP30240694A JPH08163460A JP H08163460 A JPH08163460 A JP H08163460A JP 6302406 A JP6302406 A JP 6302406A JP 30240694 A JP30240694 A JP 30240694A JP H08163460 A JPH08163460 A JP H08163460A
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JP
Japan
Prior art keywords
video signal
circuit
control means
signal processing
processing device
Prior art date
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Application number
JP6302406A
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English (en)
Inventor
Takahito Katagiri
孝人 片桐
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、入力された映像信号をアスペクト
比の異なる画面に表示させる際、子画面や字幕等を不自
然さがなく画像表示することができる映像信号処理装置
を提供することを目的としている。 【構成】書き込んだ映像信号の読み出しタイミングを制
御することにより、映像信号に圧縮/伸張処理を施す記
憶制御手段と、この記憶制御手段によって圧縮/伸張処
理が施された映像信号を平滑化する補間フィルタとを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、テレビジョン画面に
該テレビジョン画面とは異なるアスペクト比を有する映
像信号を画像表示させるための映像信号処理装置の改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、現在日本国内で実現され
ている、NTSC(National Television System Commi
ttee)方式によるカラーテレビジョン放送では、画面の
アスペクト比が4:3である。一方、近年における、H
DTV(High Definition Television)の研究において
は、アスペクト比が16:9という横長の画面が望まし
いことが提唱され、近時では、アスペクト比が16:9
の横長画面に対応したHDTV放送システムが開発され
ている。
【0003】ところで、この種のHDTV放送システム
における横長画面(アスペクト比が16:9)対応のテ
レビジョン受信機で、現行NTSC方式で放送されるア
スペクト比が4:3の映像信号を画像表示するために、
従来より、フルモード表示や標準モード表示等が考えら
れている。
【0004】このうち、フルモード表示とは、図9
(a)に示すようなアスペクト比が4:3の映像信号
を、同図(b)に示すように水平方向に伸張して、アス
ペクト比が16:9の横長画面一杯に画像表示させる手
法である。また、標準モード表示とは、図9(a)に示
すようなアスペクト比が4:3の映像信号を、同図
(c)に示すように、アスペクト比が16:9の横長画
面の中央部にそのまま画像表示させる手法である。
【0005】この場合、フルモード表示では、アスペク
ト比が16:9の横長画面一杯に画像を大きく表示する
ことができる反面、画像が横長になって表示されてしま
うという不都合がある。また、標準モード表示では、表
示される画像の真円率は保持されるが、画像を横長画面
一杯に表示することができないという不都合がある。す
なわち、フルモード表示及び標準モード表示のいずれの
場合にも、一長一短があることになる。
【0006】そこで、現在では、図9(a)に示すよう
なアスペクト比が4:3の映像信号を、同図(d)に示
すように、アスペクト比が16:9の横長画面の中央部
ではそのまま真円率を確保し、両端部では水平方向に伸
張することにより、横長画面一杯になるように画像表示
させる、いわゆるフリーモード表示なる手法が考えられ
ている(European Patent Application No.0 567 301
A2)。
【0007】ここで、図10は、このようなフリーモー
ド表示を行なう従来の映像信号処理装置を示している。
ただし、図10に示す映像信号処理装置は、アスペクト
比が16:9の横長画面(親画面)の所定領域に子画面
を表示する機能を有するものとする。まず、入力端子1
1に供給された親画面用の映像信号は、A/D(アナロ
グ/デジタル)変換回路12でデジタル化され、親画面
処理回路13に供給されて所定のデータ処理が施された
後、伸張制御回路14に供給される。
【0008】この伸張制御回路14は、親画面処理回路
13から出力された映像信号を、切替スイッチ15によ
ってライン毎に2つのラインメモリ16,17に交互に
書き込ませる。この場合、A/D変換回路12に与える
サンプリングクロック及びラインメモリ16,17に与
える書き込みクロックは、親画面処理回路13によって
生成されている。
【0009】また、各ラインメモリ16,17に書き込
まれた映像信号は、親画面処理回路13から出力される
読み出しクロックに基づいて読み出され、切替スイッチ
18により交互に切替回路19の一方の入力端に導出さ
れる。ここで、子画面表示が要求されていないとすれ
ば、切替回路19の一方の入力端に供給された映像信号
は、そのままD/A(デジタル/アナログ)変換回路2
0でアナログの映像信号に変換された後、出力端子21
を介してアスペクト比が16:9の図示しないモニタに
供給され画像表示に供される。
【0010】この場合、ラインメモリ16,17に与え
る読み出しクロックは、ラインの中央部分よりも両端部
分の方が周期が長くなるように制御されており、これに
よって、親画面用の映像信号が画面中央部よりも両端部
が水平方向に伸張されるようになり、図9(d)に示し
たフリーモード表示を実現することができる。
【0011】一方、子画面表示が要求された場合、入力
端子22に供給された子画面用の映像信号は、子画面処
理部23に供給される。この子画面処理部23は、入力
端子22に供給された子画面用の映像信号を、A/D変
換回路24でデジタル化し、子画面処理回路25に供給
して所定のデータ処理を施した後、メモリ26に書き込
ませる。この場合、A/D変換回路24に与える動作ク
ロック及びメモリ26に与える書き込みクロックは、子
画面処理回路25によって生成されている。
【0012】また、メモリ26に書き込まれた映像信号
は、親画面処理回路13から出力される読み出しクロッ
クに基づいて読み出され、子画面処理回路25を介して
切替回路19の他方の入力端に供給される。すなわち、
子画面用の映像信号は、親画面用の映像信号と同様に水
平方向に伸張されて、切替回路19に供給されることに
なる。
【0013】そして、子画面処理回路25から出力され
る子画面の表示タイミング信号に基づいて、切替回路1
9が親画面用の映像信号と子画面用の映像信号とを選択
的に切り替え、これら映像信号がD/A変換回路20及
び出力端子21を介して上記モニタに供給され、ここ
に、アスペクト比が16:9のモニタ画面上に親画面と
子画面とをフリーモード表示することができる。
【0014】しかしながら、上記のようなフリーモード
表示を行なう従来の映像信号処理装置では、親画面用の
映像信号と同様に子画面用の映像信号も水平方向に伸張
されるので、子画面だけをみた場合、画像全体が横長に
なって表示されてしまうという問題が生じる。すなわ
ち、親画面だけをみれば、フリーモード表示によってあ
まり違和感なく画像表示されることになるが、子画面
は、画面の角部分つまり水平方向の伸張率の一番大きい
領域に表示されることが多いため、画像全体が横長にな
って視聴者に違和感を与えることになる。また、このよ
うな問題は、子画面を表示させる場合だけに限らず、例
えば字幕を表示させる場合にも同様に生じることはもち
ろんである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、現行N
TSC方式の映像信号を、アスペクト比が16:9の横
長画面にフリーモード表示させる従来の映像信号処理装
置では、子画面や字幕等が不自然に画像表示されてしま
うという問題を有している。
【0016】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、入力された映像信号をアスペクト比の異
なる画面に表示させる際、子画面や字幕等を不自然さが
なく画像表示することができる極めて良好な映像信号処
理装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明に係る映像信号
処理装置は、書き込んだ映像信号の読み出しタイミング
を制御することにより、映像信号に圧縮/伸張処理を施
す記憶制御手段と、この記憶制御手段によって圧縮/伸
張処理が施された映像信号を平滑化する補間フィルタと
を備えるようにしたものである。
【0018】
【作用】上記のような構成によれば、映像信号に圧縮/
伸張処理を施した後、平滑化するようにしたので、入力
された映像信号をアスペクト比の異なる画面に表示させ
る際、子画面や字幕等を不自然さなく画像表示すること
ができるようになる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図1において、入力端子27に
供給された映像信号は、LPF(Low Pass Filter )2
8を介してA/D変換回路29でデジタル化された後、
切替スイッチ30によって2つのラインメモリ31,3
2にライン毎に交互に供給される。この場合、A/D変
換回路29のサンプリング周波数fs は、LPF28の
遮断周波数fc に対して、2fc 《fs なる関係にある
ことが望ましく、より具体的に言えば、最大圧縮率をC
とすると、fs >2Cfc であれば、画質の劣化をほと
んどなくすことができる。
【0020】これらラインメモリ31,32は、アドレ
スカウンタ33から出力されるアドレスデータに基づい
て、供給された映像信号をライン単位で書き込むととも
に、該アドレスデータに応じてROM(Read Only Memo
ry)34から読み出されるアドレスデータに基づいて、
書き込んだ映像信号を読み出している。そして、ライン
メモリ31,32から読み出された映像信号は、切替ス
イッチ35によって選択的に、乗算回路36の一方の入
力端と遅延回路37とにそれぞれ供給される。この場
合、2つのラインメモリ31,32には、一方の書き込
み時に他方が読み出されるように、相補的に交互に書き
込み及び読み出しが行なわれる。
【0021】ここで、上記乗算回路36の他方の入力端
には、減算回路38の出力が供給されている。この減算
回路38は、入力端子39に供給された定数“1”か
ら、アドレスカウンタ33から出力されるアドレスデー
タに基づいて、ROM40から読み出される係数kを減
算し、その減算結果1−kを出力している。このため、
乗算回路36は、ラインメモリ31または32から読み
出された映像信号と、減算回路38の出力1−kとを乗
算することになる。
【0022】また、上記遅延回路37は、入力された映
像信号を所定の単位時間だけ遅延させる。その後、この
遅延回路37で遅延された映像信号は、乗算回路41に
よりROM40から読み出される係数kが乗算される。
そして、乗算回路36,41の各乗算出力は、加算回路
42で加算され、D/A変換回路43でアナログの映像
信号に変換された後、LPF44を介して出力端子45
から取り出される。ここで、上記ROM34,40は、
入力端子46に供給された画面の表示モードを切り替え
る切替信号に基づいて、読み出すアドレスデータや係数
kが制御されている。
【0023】ここにおいて、図2(a),(b)は、そ
れぞれ前述した標準モード表示及びフリーモード表示に
おける、画面の水平方向の位置と圧縮率との関係を示し
ている。この場合、図2(a),(b)の実線と点線と
で囲まれた部分の面積がそれぞれ等しければ、画面映出
の際、左右の情報欠落はなくなる。図2(c)に示す特
性A,Bは、それぞれ図2(a),(b)を積分したも
ので、縦軸はラインメモリ31,32の読み出しアドレ
スに対応することになる。なお、図2(c)に示す特性
Cは、フルモード表示に対応している。
【0024】ここで、図3は、図2(b)に示すフリー
モード表示を実現するための具体的な例を示している。
すなわち、アドレスカウンタ33は、1ライン毎に0〜
16間で順次カウントアップする。また、ROM34,
40には、図3に示すようなデータ及び係数kがテーブ
ルとして用意されており、アドレスカウンタ33のカウ
ント値に対応して読み出される。
【0025】そして、ROM34の出力に基づいて、ラ
インメモリ31,32から読み出されたデータが、乗算
回路36,41及び加算回路42で演算されることによ
り、図4(a)に示される1ラインの映像信号が、同図
(b)に示されるように、出力データの重心の位置が変
えられる。この場合、読み出しのクロックレートが一定
であれば、図4(c)に示すように、入力データが0〜
3及び14〜16サンプルでは伸張され、5〜12サン
プルでは縮小されていることがわかる。
【0026】すなわち、水平方向の画素間隔は一定にし
たまま出力データの重心の位置を変化させ、一定のクロ
ックレートで読み出すことにより伸張/圧縮処理を行な
った後、遅延回路37、乗算回路36,41、減算回路
38及び加算回路42よりなる補間フィルタで平滑化す
ることで、子画面や字幕等を不自然さがなく画像表示す
ることができるようになる。
【0027】次に、この発明の第2の実施例について説
明する。すなわち、図3に示した具体例において、出力
データの重心の位置は、ROM34の出力データ(整数
部)と、ROM40から出力される係数k(小数部)と
を加算したものである。また、出力データの重心の位置
は、圧縮率を累積加算したものとなっている。ここで、
圧縮率の変化に着目すると、 1〜3 サンプル 変化率+0.2 4〜6 サンプル 変化率+0.1 7〜10サンプル 変化率 0 11〜13サンプル 変化率−0.1 14〜16サンプル 変化率−0.2 のように比較的単純である。
【0028】そこで、図1に示したROM34,40に
代えて、図5に示すような演算回路47を用いて、ライ
ンメモリ31,32に対する読み出しアドレスと係数k
とを演算によって生成することができる。まず、アドレ
スカウンタ33の出力は、デコード回路48によりデコ
ード処理された後、セレクタ49に選択制御信号として
供給される。この場合、デコード回路48は、入力端子
46に供給された画面表示モードの切替信号に基づい
て、デコード処理が切り替えられる。
【0029】そして、セレクタ49は、入力された選択
制御信号に基づいて、予め用意されている複数の圧縮変
化率ΔCo 〜ΔCn のうちの1つを選択し出力してい
る。このセレクタ49から出力された圧縮変化率は、加
算回路50a及びD(Delay )タイプフリップフロップ
(DFF)回路50bよりなる第1の積分回路50を介
した後、加算回路51により、入力端子52に供給され
た初期圧縮率Co と加算される。
【0030】この加算回路51の出力は、加算回路53
a及びDFF回路53bよりなる第2の積分回路53を
介した後、加算回路54により、入力端子55に供給さ
れた読み出しアドレス初期値Ao と加算される。なお、
各DFF回路50b,53bは、それぞれ入力端子56
に供給されるリセット信号により、読み出しの直前にリ
セットされるようになっている。そして、加算回路54
の出力のうち上位ビット(整数部)がラインメモリ3
1,32に読み出しアドレスとして供給され、下位ビッ
ト(小数部)が係数kとして減算回路38及び乗算回路
41にそれぞれ供給される。
【0031】ここで、読み出しアドレス初期値Ao =
0、初期圧縮率Co =0.5とし、この場合5つの圧縮
変化率ΔCo 〜ΔC4 をそれぞれ ΔCo =+0.2 ( 0〜1 ) ΔC1 =+0.1 ( 2〜5 ) ΔC2 = 0 ( 6〜8 ) ΔC3 =−0.1 ( 9〜12) ΔC4 =−0.2 (13〜16) とすると、セレクタ49,第1の積分回路50,加算回
路51,第2の積分回路53及び加算回路54の各出力
は、サンプル毎に図6に示すように推移する。このた
め、上記演算回路47は、図1に示したROM34,4
0と同等の動作を行なっていることがわかる。
【0032】次に、この発明の第3の実施例について、
図7を参照して説明する。この図7に示す第3の実施例
は、図1において、A/D変換回路29と切替スイッチ
30との間に補間フィルタ57を介挿接続したものであ
る。すなわち、先に、A/D変換回路29のサンプリン
グ周波数fs は、LPF28の遮断周波数fc に対し
て、fs >2Cfc なる関係が望ましいと述べた。この
第3の実施例では、補間フィルタ57を採用することに
よって、A/D変換回路29のサンプリング周波数fs'
をfs'>2fc とすることができる。
【0033】すなわち、補間フィルタ57によりA/D
変換回路29のサンプリング周波数fs をC倍に補間処
理(Cfs'=fs )することで、図1に示した実施例と
同等の効果を得るようにしている。また、この第3の実
施例においても、ROM34,40に代えて、図5に示
したような演算回路47を用いて、ラインメモリ31,
32に対する読み出しアドレスと係数kとを演算によっ
て生成することができることはもちろんである。
【0034】以上に述べた第1乃至第3の実施例では、
画面の水平方向の圧縮/伸張処理を行なうことについて
説明したが、画面の垂直方向の圧縮/伸張処理を行なう
ことも可能である。図8は、このような画面の垂直方向
の圧縮/伸張処理を行なうようにした、この発明の第4
の実施例を示している。すなわち、A/D変換回路29
から出力される映像信号は、順次変換回路58に供給さ
れる。この順次変換回路58は、インターレースで入力
される映像信号を順次走査に変換している。この順次走
査変換としては、画像の動きに応じて変換する動き適応
順次走査線変換が望ましい。また、入力映像信号が順次
信号であれば、順次変換回路58は補間フィルタとして
動作し、走査線数をC倍(整数倍)に引き上げる。
【0035】この順次変換回路58の出力は、切替スイ
ッチ30を介してフィールドメモリ59,50に選択的
に供給される。上述した第1乃至第3の実施例では、2
つのラインメモリ31,32に対して、ライン毎に交互
に書き込み及び読み出しが行なわれていたが、この第4
の実施例では、2つのフィールドメモリ59,60にフ
ィールド(1画面)毎に交互に書き込み及び読み出しが
行なわれている。この場合、アドレスカウンタ61から
は、1フィールド分のアドレスが発生され、ROM62
から出力される読み出しアドレスは、図3に示したRO
M34出力に相当するラインが発生される。すなわち、
ROM62,63に入力されるアドレスカウンタ61の
出力は、ライン番号を表わす信号であると考えればよ
い。
【0036】そして、切替スイッチ35で導出された映
像信号は、1H遅延回路64及び乗算回路36にそれぞ
れ供給される。乗算回路36,41、減算回路38及び
加算回路42による処理は、第1乃至第3の実施例と同
様である。そして、加算回路42の出力は、インターレ
ース変換回路65に供給されて元の映像フォーマットと
同じインターレースに戻される。この場合、元のフォー
マットがノンインターレースであれば、インターレース
変換回路65は、先にC倍の走査線数に引き上げたもの
を、1/C倍にレートダウンさせるように動作する。た
だし、ノンインターレースのまま出力されてもよい場合
であれば、インターレース変換回路65はなくてもよ
い。
【0037】また、ROM62,63に供給されるアド
レスカウンタ61の出力は、ライン番号を示す信号であ
るから、ROM63の出力する係数kは、図3に示した
ROM40出力に相当する。この場合、入力0〜16が
ライン番号に相当する。
【0038】ここで、この第4の実施例において、フィ
ールドメモリ59,60の制御はROM62,63で行
なっているが、図5に示した演算回路47によっても制
御することができる。ただし、この場合には、DFF回
路50b,53bは、1H遅延メモリに変更する必要が
ある。なお、この発明は上記各実施例に限定されるもの
ではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
入力された映像信号をアスペクト比の異なる画面に表示
させる際、子画面や字幕等を不自然さがなく画像表示す
ることができる極めて良好な映像信号処理装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る映像信号処理装置の一実施例を
示すブロック構成図。
【図2】同実施例における画面水平方向の位置と圧縮率
との関係を示す図。
【図3】同実施例におけるフリーモード表示を実現する
ための具体例を示す図。
【図4】同実施例の動作を説明するために示す図。
【図5】この発明の第2の実施例を示すブロック構成
図。
【図6】同第2の実施例の動作を説明するために示す
図。
【図7】この発明の第3の実施例を示すブロック構成
図。
【図8】この発明の第4の実施例を示すブロック構成
図。
【図9】アスペクト比4:3の映像信号をアスペクト比
16:9の画面に表示するための各種表示形態を示す
図。
【図10】従来の映像信号処理装置を示すブロック構成
図。
【符号の説明】
11…入力端子、12…A/D変換回路、13…親画面
処理回路、14…伸張制御回路、15…切替スイッチ、
16,17…ラインメモリ、18…切替スイッチ、19
…切替回路、20…D/A変換回路、21…出力端子、
22…入力端子、23…子画面処理部、24…A/D変
換回路、25…子画面処理回路、26…メモリ、27…
入力端子、28…LPF、29…A/D変換回路、30
…切替スイッチ、31,32…ラインメモリ、33…ア
ドレスカウンタ、34…ROM、35…切替スイッチ、
36…乗算回路、37…遅延回路、38…減算回路、3
9…入力端子、40…ROM、41…乗算回路、42…
加算回路、43…D/A変換回路、44…LPF、45
…出力端子、46…入力端子、47…演算回路、48…
デコード回路、49…セレクタ、50…第1の積分回
路、51…加算回路、52…入力端子、53…第2の積
分回路、54…加算回路、55,56…入力端子、57
…補間フィルタ、58…順次変換回路、59,60…フ
ィールドメモリ、61…アドレスカウンタ、62,63
…ROM、64…1H遅延回路、65…インターレース
変換回路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 書き込んだ映像信号の読み出しタイミン
    グを制御することにより、前記映像信号に圧縮/伸張処
    理を施す記憶制御手段と、この記憶制御手段によって圧
    縮/伸張処理が施された映像信号を平滑化する補間フィ
    ルタとを具備してなることを特徴とする映像信号処理装
    置。
  2. 【請求項2】 前記記憶制御手段は、前記映像信号の1
    ライン分を記憶する第1及び第2のメモリと、これら第
    1及び第2のメモリに対して相補的に書き込み及び読み
    出しを行なわせるように制御する制御手段とを具備して
    なることを特徴とする請求項1記載の映像信号処理装
    置。
  3. 【請求項3】 前記記憶制御手段は、前記映像信号の1
    フィールド分を記憶する第1及び第2のメモリと、これ
    ら第1及び第2のメモリに対して相補的に書き込み及び
    読み出しを行なわせるように制御する制御手段とを具備
    してなることを特徴とする請求項1記載の映像信号処理
    装置。
  4. 【請求項4】 前記補間フィルタは、前記記憶制御手段
    から出力された映像信号を所定量遅延した信号と係数と
    を乗算する第1の乗算手段と、前記記憶制御手段から出
    力された映像信号と前記係数を基準値から減算した値と
    を乗算する第2の乗算手段と、前記第1及び第2の乗算
    手段の各出力を加算する加算手段とを具備してなること
    を特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の映像信号
    処理装置。
  5. 【請求項5】 前記記憶制御手段は、前記第1及び第2
    のメモリに対する書き込みアドレスを生成するカウンタ
    と、このカウンタの出力と画面モードの切替要求とに基
    づいて、前記第1及び第2のメモリに対する読み出しア
    ドレス及び前記係数を生成する生成手段とを具備してな
    ることを特徴とする請求項4記載の映像信号処理装置。
  6. 【請求項6】 前記記憶制御手段に入力される映像信号
    の1ライン分の画素数を整数倍に増加させる第2の補間
    フィルタを具備してなることを特徴とする請求項1,
    2,4及び5いずれかに記載の映像信号処理装置。
  7. 【請求項7】 前記記憶制御手段に入力される映像信号
    の1フィールド分の走査線数を整数倍に増加させる第2
    の補間フィルタを具備してなることを特徴とする請求項
    1,3,4及び5いずれかに記載の映像信号処理装置。
JP6302406A 1994-12-06 1994-12-06 映像信号処理装置 Pending JPH08163460A (ja)

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