JPH0870411A - 多重画像ビデオ信号受像中に選択的に禁止となる非線形処理機能を有するテレビジョン受像器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピクチャ・イン・ピクチャのような多重画像
を表示するテレビ受像器の非線形処理に関する。 【解決手段】 非線形プロセッサは、ＰＩＰビデオ信号
のピークレベルを貯えるコンデンサ（Ｃ１）に接続する
ためのピン（２１４）を備えた集積回路（２００）の中
に構成される。ＰＩＰ識別信号は、非線形プロセッサ
（２０２）のＯＮ／ＦＦ動作を円滑にするために、ピン
電圧をΔＶ以上のレンジに変えるための電圧のレベル変
換をしなければならない。そしてコンデンサ（Ｃ１）の
選択された電極にＰＩＰ識別信号を加える。１本のピン
だけで、コンデンサの電荷貯蔵および非線形プロセッサ
のＯＮ／ＯＦＦ制御の双方ができ、望ましくないアーテ
ィファクトが避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ受像器、特
に、多重画像すなわち「ピクチャ・イン・ピクチャ」
（picture in picture）あるいは「ピクチャ・アウトサ
イド・ピクチャ」（picture outside picture ）処理お
よび非線形ビデオ処理の双方を有し、表示されるべき
画像信号を組み合わせてから、非線形処理が行われ、
多重画像のビデオ信号を表示中には、非線形処理が禁止
されるタイプのテレビジョン受像器に関するものであ
る。

【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第０８／２８６，８６８号（１
９９４年８月５日出願）の明細書の記載に基づくもので
あって、当該米国特許出願の番号を参照することによっ
て当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一
部分を構成するものとする。

【０００３】

【従来の技術】画像の同時表示、すなわち「ピクチャ・
イン・ピクチャ」（ＰＩＰ）または「ピクチャ・アウト
サイド・ピクチャ」（ＰＯＰ）方式を特徴とするテレビ
受像器は既知のものである。ピクチャ・イン・ピクチャ
受像器では、「主たる」すなわち「大きな」画面中に表
示されるはめ込み（inset ）すなわち「小さな」画像
は、選択的に記憶してメモリから取り出すことで垂直ま
たは水平に圧縮される。圧縮された画像のビデオ信号
は、ピクチャ・イン・ピクチャ・コンプレッション・プ
ロセッサによるタイミング信号によって制御される多重
スイッチにより、主画像のビデオ信号領域内に挿入され
る。

【０００４】ピクチャ・イン・ピクチャ・コンプレッシ
ョン・プロセッサの例が、１９８９年１２月２６日発行
のD.L.McNeely とR.T.Fling による米国特許第４，８９
０，１６２号および１９８８年８月３０日発行のE.D.Ro
mesburg による米国特許第４，７６８，０８３号に記述
されている。ピクチャ・アウトサイド・ピクチャ（ＰＯ
Ｐ）は、表示の時にサイド・バイ・サイド・イメージを
作り出すために、補助ビデオ信号が主ビデオ信号と組み
合わされるという点以外、同様のものである。

【０００５】非線形ビデオ信号プロセッサは既知のもの
である。そこでは、ビデオ信号は、表示画像の細部を改
善するために、選択されたビデオ信号帯域において非線
形な増幅作用を受ける。例えば、O.H.Shade は、表示画
像の明暗部における細部を改善するための、所謂「ブラ
ック・ストレッチ」と「ホワイト・ストレッチ」処理を
特徴とする非線形ビデオプロセッサを、１９５６年８月
２１発行の米国特許第２，７６０，００８号に記述して
いる。

【０００６】テレビ受像器には、ピクチャ・イン・ピク
チャ処理と非線形ビデオ信号処理（特に、「ブラック・
ストレッチ」処理）の双方を行うのが望ましいものとし
て認められて来た。そのような受像器は、１９９３年４
月１３日付でLineberry により「ピクチャ・イン・ピク
チャ処理および非線形処理を有するテレビ受像器」とし
て、米国特許第５，２０２，７６５号に記述されてい
る。この受像器では、ある種の非線形（例えば、ブラッ
ク・ストレッチ）処理が、主ビデオ信号と圧縮ビデオ信
号とを組み合わせる多重スイッチによって、圧縮された
補助ビデオ信号を挿入後に主ビデオ信号に適用される。
このような構成は、ピクチャ・イン・ピクチャ挿入を行
う前に非線形処理を行うシステムと比較して、特許明細
書中にLineberry によって詳述されているように多くの
利点がある。

【０００７】Lineberry のシステム（１００）は、図１
にブロック図として図示され、主画像ビデオ信号（Ｓ
１）およびはめ込み画像ビデオ信号（Ｓ２）を、それぞ
れの発生源１０２，１０４より受け取る。ピクチャ・イ
ン・ピクチャ（今後「ＰＩＰ」と略称）プロセッサ１０
６から構成されている。プロセッサ１０６は、はめ込み
画像ビデオ信号Ｓ２を水平方向および垂直方向に圧縮
し、時分割の多重化方式により主画像ビデオ信号（Ｓ
１）の中に圧縮されたはめ込み画像ビデオ信号を挿入す
るマルチプレックス・スイッチ（図示せず）を備えてお
り、ＰＩＰ形式のルミネッセンス（輝度）Ｓ３およびク
ロミネッセンスＳ４の出力信号を供給する。ルミナンス
（輝度）成分Ｓ３は、非線形プロセッサ１０８（例え
ば、ブラック・ストレッチ、ホワイト・ストレッチおよ
びそれと類似のプロセッサ）に加えられ、非線形に処理
されたＰＩＰ信号Ｓ５を供給する。それから、クロミナ
ンス信号Ｓ４と非線形処理されたルミナンス信号Ｓ５
は、ビデオ表示プロセッサ１１０に加えられる。このプ
ロセッサは、色相および飽和調整、輝度およびコントラ
スト調整、ＲＧＢマトリクス等の追加の処理機能を、Ｐ
ＩＰビデオ信号に与え、それによって得られたビデオ信
号Ｓ６は、（例えばＲＧＢ成分の形で）キネスコープそ
の他適当なディスプレイ機器１１２に供給される。ＰＩ
Ｐタイミング信号Ｓ７は、主画像信号Ｓ１の表示中にプ
ロセッサを使用可とし、はめ込み画像信号Ｓ２の表示中
にプロセッサを使用不可するために、非線形プロセッサ
１０８の抑止入力端子に加えられる。その結果、非線形
処理は、主画像領域の表示画像のみに適用され、はめ込
み画像領域の表示画像には適用されない。

【０００８】好都合なことには、Lineberry によって説
明されたように、非線形処理を主画像領域に限定するこ
とは、ＰＩＰ挿入後に非線形処理（例えばブラック・ス
トレッチ）が行われるシステム中のある種の信号の状態
において特に重要である。特に、そのような場合では、
ブラック・ストレッチ回路がダイナミックに主画像の画
面内容の変動を調整するのに応じて、画像のブラック・
レベルは変動している。挿入画像が相対的に低いＩＲＥ
信号より構成され、主画像が相対的に高いＩＲＥ信号よ
り構成される場合では、画像はブラック・レベルに向っ
て知覚できる程度に「引き延ばされる」ので、ブラック
の部分がクリップされ、多くの細部が失われることにな
る。比較的小さな程度で、ブラック・ストレッチ回路
が、挿入画像の画面内容が変わるために調整するので、
主画像のブラック・レベルが変動することがある。画像
は、主画像に比べて小さいので、主画像が有力な調整要
素である上述例程には、この効果は大きくない。それ
故、はめ込み画像の表示中に非線形処理を禁止すること
で、はめ込み画像のルミナンス・レベルは、主画像のレ
ベルによって乱されない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記で説明し、図１で
示したLineberry のシステムにおいて、非線形プロセッ
サ１０８には、導線１１６によって伝達されるＰＩＰタ
イミング・パルスＳ７に応答して、非線形プロセッサ１
０８が使用不可となる抑止入力端子が設けられている。
非線形プロセッサ１０８を、集積回路としてビデオ・デ
ィスプレイ・プロセッサ１１０内に組み入れるのが望ま
しいとここでは認識される。しかし、このことにより、
比較的大規模な集積回路においては、アクセス「ピン」
は貴重であるという問題が存在することになる。Linebe
rry のシステムでは、特定の実施例における非線形プロ
セッサ１０８は、例えばソニーのＣＸ２０１２５「ダイ
ナミック・ピクチャ・プロセッサ」のような比較的小規
模な集積回路で作られた。この集積回路は、非線形の回
路動作を禁止（抑止）するための集積回路のピンを持っ
ている。多くの機能、例えば色相および飽和調整、輝度
およびコントラスト調整等、を持つ大規模集積回路にと
って、非線形処理に対応する機能のみのための集積回路
のピンを別に作るという問題が生ずるかも知れない。そ
れ故、本発明は、まず第１にこのために別途に集積回路
のピンを設ける必要なしに、非線形処理をはめ込み画像
表示中に禁止できるＰＩＰシステムの要望に応えること
を目的とすものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、テレビジョン・システム
に使用するための装置において、第１および第２ビデオ
信号を組み合わせた組み合わされたビデオ信号（Ｓ３，
Ｓ４）と、前記第１（Ｓ１）および第２（Ｓ２）ビデオ
信号の相対的な空間的位置を識別するための画像識別信
号（Ｓ７）とを得る第１プロセッサ（１０６）と、前記
組合わされた信号（Ｓ３，Ｓ４）に非線形処理を受けさ
せ、前記組み合わされたビデオ信号を出力側に結合する
非線形プロセッサ（２０２）とから構成され、前記非線
形プロセッサ（２０２）は、フィルタ接続用のピン（２
１４）を有する集積回路（２００）を形成し、前記結合
された信号の与えられた振幅パラメータを表わす信号を
作成する前記ピン（２１４）に結合されたフィルタ（Ｃ
１，Ｒ２）と、前記フィルタに結合された制御回路とか
ら構成され、前記制御回路は、前記画像識別信号（Ｓ
７）に応答して前記ビデオ信号の一つを出力中は前記非
線形プロセッサ（２０２）を使用可にし、前記ビデオ信
号の他の一つを出力中は前記非線形プロセッサ（２０
２）を使用不可することを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、多重画像
テレビジョン信号を処理するための方法において、第１
および第２ビデオ信号を組み合わせ、組み合わされたビ
デオ信号（Ｓ３，Ｓ４）と、前記第１（Ｓ１）および第
２（Ｓ２）ビデオ信号の相対的な空間的位置を識別する
ための画像識別信号（Ｓ７）とを得て、組み合わされた
ビデオ信号を非線形プロセッサ（２０２）を介して出力
側に接続し、前記接続された信号には非線形処理が行わ
れ、前記非線形プロセッサをコンデンサ（Ｃ１）に接続
するピン（２１４）を備えた集積回路として構成し、前
記非線形プロセッサにより作り出される前記組み合わさ
れた信号のルミナンス・レベルを表わす電荷を前記コン
デンサ（Ｃ１）に蓄え、前記識別信号（Ｓ７）の第１レ
ベルに応答して前記ビデオ信号の一つが出力中前記非線
形プロセッサ（２０２）を使用可とし、前記識別信号の
第２レベルに応答して前記ビデオ信号の他の一つが出力
中前記非線形プロセッサを使用不可とするために、前記
コンデンサ（Ｃ１）に前記識別信号を加えることを特徴
とする。

【００１２】本発明の実施例である多重画像テレビジョ
ン・システムは、組み合わされた画像信号を作り出すた
めに第１および第２ビデオ信号を組み合わせ、かつ第１
および第２ビデオの相対的な空間的位置を識別するため
の画像識別信号を与える第１プロセッサを有する。非線
形プロセッサは、組み合わされたビデオ信号をディスプ
レイ機器と結合し、結合した信号に非線形処理をする。
画像識別信号に応答して、コントロール回路は、ビデオ
信号の一つを表示している間は非線形プロセッサを使用
可とし、他のビデオ信号を表示している間はプロセッサ
を使用不可とする。非線形プロセッサは、コンデンサに
接続するためのピンを有する集積回路に形成される。そ
のコンデンサは、第１番目の電極において、非線形プロ
セッサによって形成されたディスプレイ機器に供給され
る信号のルミナンス・レベルを表わす電荷を貯えるため
に、直接集積回路のピンに接続される。コントロール回
路は、電位変換回路から成り、識別信号に応答して、コ
ンデンサの第２番目の電極に変換された電圧を印加す
る。

【００１３】都合の好いことに、コンデンサのルミナン
ス・レベルを貯えるのに便利なピンが、使用可／使用不
可すなわちＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する二重の機能を提
供し、それで集積回路に必要なピンの全体の数を少なく
できる。

【００１４】さらに、本発明の他の側面として、非線形
回路のＯＮ／ＯＦＦ動作を、本質的にはユーザーに対し
て感知し得ないものとするように、特別な電圧レンジΔ
Ｖを選ぶことができる。この関係では、充電されたコン
デンサの電圧が変化すると、図５（ＰＩＰ画像に続く斜
線部）に示す「トレーリング・コントラスト・バー」と
呼ばれる望ましくないアーティファクト（artifact）を
発生することが知られている。これについては後で詳述
する。後述のように、ΔＶの値を選択することで、その
ようなアーティファクトを完全に防止することが可能で
ある。

【００１５】本発明によれば、多重画像テレビジョン信
号を処理するための方法とは、組み合わされたビデオ信
号と第１および第２ビデオ信号の相対的な空間的位置を
識別するための画像識別信号を作り出すために、第１お
よび第２ビデオを信号を組み合わせ、組み合わされたビ
デオ信号を非線形処理のために非線形プロセッサを経由
してディスプレイ機器に供給し、非線形プロセッサをコ
ンデンサ接続用のピンを備えた集積回路として形成し、
非線形プロセッサによって形成されたディスプレイ機器
に供給された信号のルミナンス・レベルを表わす電荷を
コンデンサに蓄え、第１レベルの識別信号に応答して、
あるビデオ信号を表示中に非線形プロセッサを使用可に
し、第２レベルの識別信号に応答してその他のビデオ信
号を表示中に非線形プロセッサを使用不可するために、
コンデンサに識別信号を加えることから構成されてい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施例を詳
細に説明する。

【００１７】図２のテレビ受像器は、主画像ビデオ信号
源１０２および補助画像ビデオ信号源１０４より、それ
ぞれ主ビデオ信号（Ｓ１）および補助ビデオ信号（Ｓ
２）を受け取るピクチャ・イン・ピクチャ・プロセッサ
１０６を備えている。ビデオ信号源は、受像器の中の別
々のチューナおよび検波器で構成されている場合もある
し、補助ビデオ入力信号源や、チューナと補助ビデオ信
号源とを組み合わせて形成する場合もある。プロセッサ
１０６は従来技術の構成をもつものであって、補助画像
ビデオ信号Ｓ２を垂直および水平に圧縮するための圧縮
回路と、ピクチャ・イン・ピクチャ形式でクロミナンス
出力信号Ｓ４およびルミナンス出力信号Ｓ３のそれぞれ
を与えるために、時分割多重化方式によって主画像ビデ
オ信号の領域内に、圧縮された補助画像ビデオ信号を挿
入するためのマルチプレクス・スイッチとを備えてい
る。以後、主画像ビデオ信号に取り入れられる圧縮され
た補助ビデオ信号は、「はめ込み」画像信号として参照
される。

【００１８】プロセッサ１０６は、はめ込み画像の空間
的位置すなわち主画像に対するはめ込み画像の位置また
はタイミングを識別する、ＰＩＰ識別信号を導線１１６
上にさらに供給する。従来技術のＰＩＰプロセッサで
は、挿入画像を主画像中に挿入する時分割マルチプレッ
クス・スイッチを制御するプロセッサ信号より、タイミ
ング信号Ｓ７は得られている。ＰＩＰタイミング・パル
ス（信号Ｓ７）は、図４中に示されている。説明してい
る実施例では、主画像が表示中のとき（時間Ｔ１−Ｔ２
およびＴ３以後）、パルスは低レベル（０ボルト）で、
はめ込み画像が表示中のとき（Ｔ２−Ｔ３）、パルスは
高レベル（５ボルト）である。

【００１９】ピクチャ・イン・ピクチャ・クロミナンス
およびルミナンス信号Ｓ４，Ｓ３は、それぞれビデオ・
ディスプレイ・プロセッサ２００の入力に加えられる。
ビデオ・ディスプレイ・プロセッサ２００は、キネスコ
ープのような表示機器１１２で表示用にピクチャ・イン
・ピクチャ出力信号Ｓ６（ＲＧＢ形式の場合もある）を
供給するために、例えば、色相および飽和調整、輝度お
よびコントラスト調整そして処理された信号を組み合わ
せるためのマトリクス回路を含む従来の処理機能を備え
ている。

【００２０】本発明の別の側面によれば、ビデオ・ディ
スプレイ・プロセッサ集積回路２００は、さらにＰＩＰ
ビデオ信号のルミナンス成分Ｓ３に非線形処理を行うた
めの非線形プロセッサ２０２を備えている。この処理は
集積回路２００内にて数々の段階において行われる。ル
ミナンス成分Ｓ３の非線形処理の適当な段階は、輝度お
よびコントラスト制御処理の後、ＲＧＢ出力信号を形成
するマトリクス化の前である。

【００２１】図２の例に示されている特別な非線形プロ
セッサ２０２は、比較的低い輝度レベル（例えば数ＩＲ
Ｅ単位）のビデオ信号の増幅度を増やすことで、低い明
るさの画面のコントラストを改善する所謂「ブラック・
ストレッチ」型である。この結果、プロセッサは、非線
形伝達関数発生器２０４を有しており、この発生器２０
４をルミナンス信号は通過し、発生器の伝達関数は、ビ
デオ出力信号のブラック・レベルの関数として、フィー
ドバックにより変えられる。

【００２２】図６は、多くの画面の状態に対するプロセ
ッサ１０８の伝達関数の変化をグラフ表示したものであ
る。図６において、ポイント６１０は、ブラック・エン
ハンスメント動作のしきい値を表わし、例えば、数ＩＲ
Ｅ単位（例えばホワイトのピーク値の１０〜１５％また
は１０〜１５ＩＲＥ単位）のブラックに近いビデオ・レ
ベルに相当する。ポイント５１０以上のルミナンス・ビ
デオ出力信号（例えば相対的に明るい画面）は、線分６
００に沿って線形に増幅される。

【００２３】しきい値６１０以下のルミナンス・レベル
に対しては、線分６０２に沿った線形な増幅分、それよ
り高い成分６０４に沿った増幅分、最も高い線分６０６
に沿った部分に、増幅度を分けることができる。増幅度
の急激な変化による可視アーティファクトを避けるため
に、プロセッサ２０４の利得は図に示す離散的なステッ
プよりもスムースに変化する。画像のブラック・レベル
に関して、ブラック・ピーク値の許容レベルの画像は、
線分６００，６０２に沿って直線状に増幅される。画面
のブラック・ピーク値が所定のしきい値以下の場合、処
理された信号が低い明るさの領域においてより多くの利
得を得るように利得は増加され、それによりコントラス
トは高められる。

【００２４】簡単に要約すると、非線形プロセッサ２０
４の利得のフィードバック制御は、ビデオ出力信号の関
数として表わされ、表示された画像がブラックからホワ
イトへの幅広いルミナス・トーナリティ（luminance to
nality）のレンジを持つ画像を提供するのに十分なブラ
ックを有することを保証する。もし画面にブラックが少
ないときは、ビデオ利得（すなわちコントラスト）はブ
ラック領域で増加される。反対に、ビデオ信号のブラッ
クの量が、最小のしきい値を充足すれば、ビデオ信号
は、ブラックからグレイの領域において利得の変更なく
通過する。しきい値以下の連続した利得変化は、所定の
ルミナンス・トーナリティ・レンジに適合するための
「ブラック・ストレッチ」補償による可視アーティファ
クトのできるのを避けるために望ましい。この方法に適
用されたブラック・ストレッチ処理は、ビデオ信号源の
中の典型的な幅広いルミナンス・レベル以上の、バラン
ス（ブラックからホワイト）の取れたトーナリティ（色
調）特性を有する画像を作り出すことができる。

【００２５】非線形プロセッサ２０２における非線形関
数発生器２０４のフィードバック制御（すなわちブラッ
ク・ストレッチの利得）は、通常、２０６で示されるピ
ーク検知器、バッテリとして指示されている標準バイア
ス電源２１２、エラー増幅器２０８、そして集積回路２
００のピン２１４に接続されたコンデンサＣ１と抵抗Ｒ
２とより成る時定数回路により行われる。

【００２６】簡単に云えば、関数発生器２０４のビデオ
出力信号の最大ブラック・レベルは、電源２１２により
与えられるバイアス電圧のしきい値（Ｖｂ）と比べて、
検知器２０６により検知され、チャージ・コンデンサＣ
１に充電されて記憶される。記憶されたブラック・エラ
ーのピーク値は、前述したように伝達関数をコントロー
ルするために、エラー増幅器２０８を介して関数発生器
２０４の利得コントロール入力へフィードバックされ
る。簡単にまとめると、適当なピーク・ブラック・レベ
ルを持つ画面は、コントラストを高めずに全体として発
生器２０４の利得を維持するフィードバック信号を発生
する。しきい値以下のブラックのピークを持つ画面に対
してエラー信号増大し、低い明るさの領域において発生
器２０４の利得を増加させる。この増加は、バイアス電
圧Ｖｂによってセットされる所定のピーク・レベルに対
応するブラック・ピークが、修正された画面に対して得
られるまで続ける。

【００２７】急激な図面の変化につれて利得が著しく変
調するのを防ぐために、ピーク検知器の時定数は比較的
長く（例えば、数秒）決められる。時定数は、コンデン
サＣ１とそれに並列に接続された放電抵抗Ｒ２とのＲＣ
積によって決定される。これらコンデンサと抵抗の値の
一例として、４．７μＦと６８０ｋΩが考えられ、３秒
を僅かに越える時定数が得られる。

【００２８】もっと詳しく云うと、ブラック・ピーク検
知器２０６は、バイアス電流源２１０からエミッタ・バ
イアス電流Ｉｂを提供しているエミッタ直結のＮＰＮト
ランジスタＱ１，Ｑ２対で構成されている。トランジス
タＱ１はコレクタにより正電源＋Ｖｃｃへ、ベースによ
り関数発生器２０４の出力へ接続される。トランジスタ
Ｑ２は「ダイオード接続」されて、すなわちコレクタと
ベースは直結され、集積回路ピン２１４とエラー増幅器
２０８の入力、そして抵抗Ｒ１を経てバッテリとして示
されているバイアス電源２１２へ接続される。

【００２９】非線形プロセッサ２０２の動作において、
トランジスタＱ１のベースに加えられるビデオ出力信号
のブラック方向（電圧減少方向）のピーク値がトランジ
スタＱ１のバイアスをオフし、電流源２１０により供給
される電源ＩｂによってコンデンサＣ１が充電される。
このように、表示された画像のブラック・レベルに比例
した電荷がコンデンサＣ１に貯えられる。ピン２１４に
おける電圧降下は、ある画面におけるブラック過剰を意
味し、関数発生器２０４に印加されて、ブラック・スト
レッチ利得の減少をもたらす。反対に、ピン２１４にお
ける電圧上昇はブラック量不足の画面に相当する。それ
に対してプロセッサ１０８が応答し、ブラック・ストレ
ッチの利得を増加させる。この動作は、平衡状態に達す
るまで継続し、その状態ではビデオ出力信号のブラック
・ピークは充分に高められ、トランジスタＱ１をＯＮに
し、コンデンサＣ１の電荷を安定させる。以前に述べた
ように、抵抗Ｒ２はコンデンサＣ１から電荷を比較的長
い時定数（例えば３秒程度）で放電し、ブラック・スト
レッチの低い明るさのコントラスト増強である望ましく
ない「ビジュアル・ポンピング」効果を避けている。
「ビジュアル・ポンピング」という用語は、低レベル・
ビデオ利得の速すぎる変化のために生じる著しいコント
ラスト変動の一時的可視のアーティファクトを指す。

【００３０】非線形プロセッサ２０２のＯＮ／ＯＦＦ制
御について、上述したことから、ブラック・ストレッチ
利得がピン２１４の電圧によって制御され、処理された
ビデオ出力信号のブラック・レベルのピーク値に比例す
ることが理解されると思う。トランジスタＱ２のバイア
スをオフするのに充分な外部電圧を集積回路ピン２１４
に加えると、フィードバック・ループは損われ、ブラッ
ク・ストレッチ処理は「挫折」（すなわち、禁止または
ＯＦＦ）となるであろう。この最終結果は、はめ込み画
像表示中に処理を中断するという本発明の目的である
が、集積回路ピン２１４に与えられるＰＩＰ認識信号Ｓ
７を直接変えることでは達成することができない。電圧
を直接にピン２１４に印加することを、非線形プロセッ
サのＯＮ／ＯＦＦ制御に利用できない理由は、「トレー
リング・コントラスト・バー」として上述し図５に図示
した、望ましくないアーティファクトに影響されずに行
うことができないからである。

【００３１】「トレーリング・コントラスト・バー」と
いう潜在的なアーティファクトは、図５に示されてあ
り、図５では領域５００が主画像ビデオ信号Ｓ１を表示
したものであり、領域５０２が、ＰＩＰビデオ信号を表
示した部分である。斜線部５０４は、「トレーリング・
コントラスト・バー」を表わす。このアーティファク
ト、平坦なフィールド・ルミナンス・レベル（例えば、
２０ＩＲＥ）をプロセッサ１０６の主およびはめ込み画
像入力に印加し、集積回路２００のピン端子２１４にＰ
ＩＰ識別信号を直接加えてはめ込み画像信号の非線形処
理を無効にすることで、研究用として分離することがで
きる。これらの条件において、ＰＩＰ信号の右側の境界
にすぐ続いている領域５０４は、２０ＩＲＥの入力信号
とは異なったシフトされたルミナンス・レベルを持つよ
うになる。

【００３２】このアーティファクトの原因は、ピン２１
４に直接電圧を印加することにより、コンデンサＣ１の
電荷に変化を生じるためであることが発見されている。
コンデンサＣ１の電荷が、ブラックの構成レベルを表わ
し、非線形プロセッサの利得を制御しているので、ＰＩ
Ｐ間隔後にコンデンサＣ１の電荷が再び確立されるま
で、電荷の変化により表示された画像のコントラストに
影響を受ける。このことは、数マイクロ秒要するかも知
れない。この時間は、アーティファクト５０４に図示さ
れるように、ＰＩＰ画像の右側の端に続く知覚できるコ
ントラスト・チェンジ・バーを作り出すのに十分であ
る。

【００３３】本発明のさらに別の面によると、 （ｉ）ＯＮ／ＯＦＦ制御電圧の変化は限定された振幅の
ΔＶである。

【００３４】（ii）ＯＮ／ＯＦＦ電圧は、コンデンサＣ
１の電極のうち集積回路のピン２１４と接続されない側
に印加される。

【００３５】という条件であれば、望ましくない「コン
トラスト・バー」を生じることなしに、ブラック・スト
レッチ回路の動作は、挫折とすることができるかも知れ
ない、ということが判明している。

【００３６】本発明の上記の特徴は、４個の抵抗Ｒ３か
らＲ６、およびＰＮＰトランジスタＱ３で構成される図
２の破線で取り囲んだ電圧変換器２２０によって得られ
る。これらの素子は接続されて、下記３つの機能を与え
る。

【００３７】（１）導線１１６上のＰＩＰタイミング信
号パルスＳ７の振幅を変換する。

【００３８】（２）変換された電圧変化ΔＶの大きさを
制限する。

【００３９】（３）変換され、制限を加えられた信号Ｓ
８を、集積回路のピン２１４に接続されていない、コン
デンサの電極に印加する。

【００４０】もっと詳細に云うと、電圧変換器２２０に
おいて、導線１１６上のＰＩＰタイミング信号Ｓ７は、
電流制限抵抗Ｒ６を介してＰＮＰトランジスタＱ３のベ
ースに加えられる。トランジスタＱ３は、エミッタで正
電源＋Ｖｃｃ２２２に接続され、主画像ビデオ信号が表
示中（タイミング信号Ｓ７が０Ｖ）のとき、抵抗Ｒ６よ
り供給される電流によってＯＮ（飽和）となる。はめ込
み画像ビデオ信号が表示中（タイミング信号Ｓ７が＋５
Ｖのとき）、トランジスタＱ３のベース、エミッタ間に
接続されたターン・オフ・バイアス抵抗Ｒ５によって、
トランジスタＱ３はＯＦＦとなる。上述したトランジス
タＱ３のベース電圧変動は、トランジスタＱ３のベース
電圧を表わす波形４００により図４に示されている。

【００４１】上述したステップ（２）は、トランジスタ
Ｑ３のコレクタおよび電源端子２２２と接地の各々の間
に接続された抵抗Ｒ３とＲ４から構成される抵抗電圧分
割器によって、電圧変換器２２０に与えられている。こ
の接続構成により、トランジスタＱ３のコレクタ電圧を
ＶｃｃからＶｃｃ−ΔＶの間に限定している。トランジ
スタＱ３が、０ボルトレベルにあるＰＩＰ識別信号に応
答して飽和している場合、信号Ｓ８のレベルは、主画像
ビデオ・インターバルの間Ｖｃｃに等しい。これは、図
３において、トランジスタＱ３のコレクタ電圧を示す波
形３００により図示されている。電圧の変化ΔＶは、下
記の式によりＶｃｃ、Ｒ３およびＲ４の値によって決定
される。

【００４２】

【数１】 ΔＶ＝Ｖｃｃ−Ｖｃｃ［Ｒ４／（Ｒ４＋Ｒ３）］ 前述の表現より、抵抗Ｒ３とＲ４の値は、全電圧変化が
コンデンサＣ１を介してターミナル２１４に伝えられる
ことを確実にするために、時定数抵抗Ｒ２の値よりも小
さく決めるべきである。可視アーティファクトを生ずる
ことなく非線形プロセッサのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うこ
とは、ピーク・ホワイトとブラック・レベルの間のピー
ク検知器２０６の動作電圧レンジに依存する。本発明を
説明する実施例に示されている特定の検知器として、代
表的なピーク・レベルは、０ＩＲＥレベルとして４．４
ボルト、１００ＩＲＥレベルとして５．０ボルトで、Δ
Ｖとしては０．６ボルトの所定の電位差を与えるもので
ある。この電圧は、線形制御の極値（ブラック・ストレ
ッチ利得の拡張なし）とブラック・ブースト最大値（非
線形プロセッサの利得最大値）との間のプロセッサの全
利得制御幅を表わす。

【００４３】コンデンサＣ１の電荷を変えずに集積回路
のピン２１４に制御信号Ｓ８を加える最終ステップは、
電圧変換器２２０の出力側（トランジスタＱ３のコレク
タ）を、ピン２１４から最も離れたコンデンサＣ１の電
極、すなわちピン２１４に直結される「極めて近い」
（proximate ）電極と区別されているコンデンサＣ１の
「末端」（distal）電極に接続することで、実現されて
いる。

【００４４】低インピーダンス電源からピン２１４に直
接電圧を加えると、貯えられた電荷に変化を生じ、その
結果「トレーリング・コントラスト・バー」を生ずるこ
とを想い起してほしい。信号Ｓ８をコンデンサＣ１の末
端電極に加えることで、この問題は完全に避けられる。
コンデンサの電荷は直ちに変わることはできないので、
実質的に、コンデンサは電圧レベル・シフタの役割をす
る。それ故、ΔＶがコンデンサの末端電極に加えられる
と、極めて近い電極の電位も同量だけ直ちに変化する。
このようにして、図３のＰＩＰ間隔Ｔ２−Ｔ３の間は、
ＩＣピン２１４の電圧は正確にΔＶだけ変化し、それに
よって、はめ込み画像ビデオ信号の表示中は非線形処理
を禁止する。それ故、システム全体で画像表示を行い、
そこにおいて非線形処理がはめ込み画像領域にではな
く、主画像領域に適用される。好都合なことには、処理
は集積回路中で行われ、集積回路の共通ピンはピーク値
検知とＯＮ／ＯＦＦ制御機能との双方を行い、トレーリ
ング・コントラスト・バーの問題は避けられる。

【００４５】図２の例を簡単にまとめると、示されてい
る多重画像テレビジョン・システムは、第１および第２
ビデオ信号を組み合わせて組合わされた信号（Ｓ３）
と、第１および第２ビデオ信号の相対的空間位置を識別
するための画像識別信号を作り出すための第１プロセッ
サ（１０６）を含んでいる。第２プロセッサ（２０２）
は、組み合わされたビデオ信号を表示装置（１１２）に
供給し、供給される信号に非線形処理を行う。非線形プ
ロセッサは集積回路（２００）中に形成され、供給され
る信号の所定の振幅パラメータ（例えば、ブラック・レ
ベル）を表わす信号をするフィルタＲ２Ｃ１に接続する
ためのピン２１４を持つ。制御回路（２２０）（例え
ば、電圧変換器）は、フィルタに接続される。制御回路
は、識別信号の第１状態（例えば、０ボルト）に応答し
て、ビデオ信号の一つを表示中に第２プロセッサすなわ
ち「非線形プロセッサ」における非線形処理を使用可と
し、フィルタにより作成された信号を変形した（例え
ば、ピン電圧をΔＶだけ下げた）識別信号の第２状態に
応答して、他のビデオ信号を表示中に第２プロセッサの
非線形処理を使用不可とする。

【００４６】数多くの変化を、図２に示される本発明の
例に行うことができる。例えば、表示装置１１２が従来
の装置の標準アスペクト比４：３に比べて幅広のアスペ
クト比（例えば、１６：９のアスペクト比）を持つ場合
では、ピクチャ・イン・ピクチャ・プロセッサ１０６を
ピクチャ・アウトサイド・ピクチャ・プロセッサに置き
換えて、主画像ビデオがピクチャ・アウトサイド・ピク
チャ・ビデオのコントラストを変えることのないように
するために本発明の原理を利用することができる。その
ようなシステムは、図２のシステムを変更した図７に示
されている。

【００４７】特に、図７では、表示装置１１２は、アス
ペクト比が４：３よりも大きい幅広のアスペクト比（例
えば、幅と高さの比１６：９）表示装置７０２に置き換
えられていて、ピクチャ・イン・ピクチャ・プロセッサ
１０６もピクチャ・アウトサイド・ピクチャ・プロセッ
サ７０８に置き換えられている。このプロセッサは、プ
ロセッサ１０６と同様に、補助ビデオ信号Ｓ２を圧縮す
るが、主画像ビデオ信号Ｓ１の境界内ではなく境界外
に、（時分割多重化により）圧縮された画像を置く。ピ
クチャ・アウトサイド・ピクチャ・プロセッサ７０８に
より作り出されるタイミング信号Ｓ７′は、このように
主画像信号の境界内ではなく境界外の圧縮された小さな
画像の位置を表わす。図７の例のピクチャ・アウトサイ
ド・ピクチャ（ＰＯＰ）のシステムの動作は、前述した
図２の（例のピクチャ・イン・ピクチャ：ＰＩＰ）のも
のとは、主画像ビデオ信号Ｓ１に加えられる非線形処理
が、幅広スクリーンの表示装置７０２に表示される補助
（ピクチャ・アウトサイド・ピクチャ：ＰＯＰ）ビデオ
信号Ｓ２に加えられる点を除いて同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部分的概略であるが、非線形ビデオ処理およ
びピクチャ・イン・ピクチャ処理を有する従来技術のテ
レビ受像器のブロック図である。

【図２】一部分概略であるが、本発明の実施例を示すピ
クチャ・イン・ピクチャ（ＰＩＰ）処理を有する多重画
像テレビ受像器のブロック図である。

【図３】図１の受像器に作用する信号レベルおよびタイ
ミングの関係を示す波形図である。

【図４】図１の受像器に作用する信号レベルおよびタイ
ミングの関係を示す波形図である。

【図５】図１の受像器による予測されるアーティファク
トを示す図である。

【図６】図１の回路例における非線形プロセッサとして
用いるのに適しているブラック・ストレッチ・プロセッ
サの伝達関数を示す図である。

【図７】ピクチャ・アウトサイド・ピクチャ（ＰＯＰ）
ビデオ信号を処理するための図２の多重影像受像器の変
更を示すブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー アライン クリンクス アメリカ合衆国 46038 インディアナ州 フィッシャーズ ヘッディー レーン 212 (72)発明者 ジーン カール センデルウェック アメリカ合衆国 46250 インディアナ州 インディアナポリス イースト 72エヌ ディー ストリート 5415

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョン・システムに使用するため
   の装置において、第１および第２ビデオ信号を組み合わ
   せた組み合わされたビデオ信号と、前記第１および第２
   ビデオ信号の相対的な空間的位置を識別するための画像
   識別信号とを得る第１プロセッサと、 前記組合わされた信号に非線形処理を受けさせ、前記組
   み合わされたビデオ信号を出力側に結合する非線形プロ
   セッサとから構成され、 前記非線形プロセッサは、フィルタ接続用のピンを有す
   る集積回路を形成し、 前記結合された信号の与えられた振幅パラメータを表わ
   す信号を作成する前記ピンに結合されたフィルタと、 前記フィルタに結合された制御回路とから構成され、 前記制御回路は、前記画像識別信号に応答して前記ビデ
   オ信号の一つを出力中は前記非線形プロセッサを使用可
   にし、前記ビデオ信号の他の一つを出力中は前記非線形
   プロセッサを使用不可することを特徴とするテレビジョ
   ン・システムに使用するための装置。
2. 【請求項２】 多重画像テレビジョン信号を処理するた
   めの方法において、 第１および第２ビデオ信号を組み合わせ、組み合わされ
   たビデオ信号と、前記第１および第２ビデオ信号の相対
   的な空間的位置を識別するための画像識別信号とを得
   て、 組み合わされたビデオ信号を非線形プロセッサを介して
   出力側に接続し、前記接続された信号には非線形処理が
   行われ、 前記非線形プロセッサをコンデンサに接続するピンを備
   えた集積回路として構成し、 前記非線形プロセッサにより作り出される前記組み合わ
   された信号のルミナンス・レベルを表わす電荷を前記コ
   ンデンサに蓄え、 前記識別信号の第１レベルに応答して前記ビデオ信号の
   一つが出力中前記非線形プロセッサを使用可とし、前記
   識別信号の第２レベルに応答して前記ビデオ信号の他の
   一つが出力中前記非線形プロセッサを使用不可とするた
   めに、前記コンデンサに前記識別信号を加えることを特
   徴とする多重画像テレビジョン信号を処理するための方
   法。