JPH09224192A

JPH09224192A - 画面合成装置

Info

Publication number: JPH09224192A
Application number: JP2811096A
Authority: JP
Inventors: Shoji Ueda; 昌治上田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な回路構成により、また読み出し動作の
誤りを排除して合成画面を得ることのできる画面合成装
置を得ること目的とする。【解決手段】各カメラ１００Ａ〜１００Ｄからの映像
信号の出力期間を割り当てると共に特定のカメラからの
映像が出力表示画面に出力表示される場合に用いられる
標準となる第１の外部同期信号の周波数より高い周波数
を有する第２の外部同期信号を発生する外部同期信号発
生手段２０２と、走査信号を走査した回数を計数するカ
ウンタ回路２０３ａを内蔵し第２の外部同期信号に同期
した各カメラからの映像信号について第２の外部同期信
号及びカウンタ回路２０３ａの出力に基づいて合成画面
の左右及び上下を構成する映像信号を切り換えて合成画
面を生成する画面合成手段２０３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は１つの出力表示画
面を分割して各分割画面に複数のカメラからの各映像が
それぞれ同時に出力表示される合成画面を生成する画面
合成装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開昭６４−６７０７９
号公報に掲載された従来の画面合成装置を示す構成図で
ある。図５中、Ｃ１〜Ｃ４はそれぞれ電荷結合素子（以
下、ＣＣＤという）による固体撮像素子を用いたビデオ
カメラであり（以下、カメラという）、カメラＣ１〜Ｃ
４の各出力撮像信号ａ１〜ａ４は、それぞれ４画面合成
回路１００内のスイッチ回路１１の入力端子Ｘ１〜Ｘ４
に入力される。また、カメラＣ１〜Ｃ４は全て同期して
駆動されるものである。水平、垂直方向のドライブパル
ス及び水平転送パルスの位相を決定するための同期信号
は、同期信号発生回路１２から供給されている。これに
よりカメラＣ１〜Ｃ４は標準のＮＴＳＣ方式による垂直
及び水平周波数の２倍の周波数で駆動される。

【０００３】図６は、モニタ側の標準の垂直同期パルス
ＴＲと、各カメラＣ１〜Ｃ４のフィールド読み出し及び
垂直転送パルスＴ１〜Ｔ４の関係を示す図である。時刻
ｔ１のパルスにより、カメラＣ１、Ｃ２はフィールドの
読み出しを行い、そして、フィールド全体の電荷が一斉
にカメラＣ１、Ｃ２の固体結合素子からカメラＣ１、Ｃ
２内の図示しない垂直転送部に移される。そして垂直転
送部の電荷は、垂直方向に０．５×Ｈ（Ｈは１水平期
間）の周期でカメラＣ１、Ｃ２内の図示しない水平レジ
スタに転送される。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至
る０．５×Ｖ（Ｖは１垂直期間）の間に、カメラＣ１、
Ｃ２それぞれの１フィールド分の読み出しが完了するこ
とになる。時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間はモニタ画面の
１フィールド分の前半に相当する。また、カメラＣ３、
Ｃ４については、各々のフィールド読み出しが時刻ｔ２
で行われ、上記と同様に０．５×Ｖ（１フィールドの後
半）の期間にカメラＣ３、Ｃ４の１フィールドの読み出
しが完了する。

【０００４】従って、カメラＣ１、Ｃ２では、時刻ｔ１
の後、時刻ｔ３でフィールド全体の電荷が一斉に読み出
されるので、フィールド蓄積時間は、時刻ｔ１から時刻
ｔ３の間、つまり、モニタの１フィールド期間分であ
る。カメラＣ３、Ｃ４でも同様に、フィールド蓄積時間
は、モニタ側の１フィールド期間である。

【０００５】図７は、モニタ側の水平同期信号（ＨＲ）
とカメラＣ１〜Ｃ４の垂直及び水平転送パルス（Ｔ１−
ＣＫ）〜（Ｔ４−ＣＫ）との関係を示す図である。カメ
ラＣ１、Ｃ２からの出力撮像信号は、モニタ側の１フィ
ールドの前半を映出するが、水平方向に関しては、カメ
ラＣ１の出力が左側の０．５×Ｈ、カメラＣ２の出力が
右側の０．５×Ｈを担当している。

【０００６】従って、カメラＣ１においては、先の０．
５×Ｈの間に水平転送レジスタに水平転送パルスが与え
られ、カメラＣ２においては、後の０．５×Ｈの間に水
平転送レジスタに水平転送パルスが与えられる。このよ
うなカメラＣ１、Ｃ２の撮像信号の読み出しが図６に示
した前半（０．５×Ｖ）で行われ、後半（０．５×Ｖ）
ではカメラＣ３、Ｃ４の撮像信号が読み出される。カメ
ラＣ３の出力は左側（０．５×Ｈ）を映出し、カメラＣ
４の出力は右側（０．５×Ｈ）を映出する。図７のタイ
ミングチャートは、カメラＣ１、Ｃ２の画面１、２とカ
メラの画面３、４とが切り換わる境界付近を示してい
る。

【０００７】図５に戻って、上記のように読み出された
撮像信号を順序よく連続させるため、スイッチ回路１１
は、同期信号発生回路１２内に設けられた図示しないス
イッチ制御手段からの切換信号によって、モニタ側の垂
直方向の前半では端子Ｘ１とＸ２とが０．５×Ｈ毎に交
互に選択され、後半では端子Ｘ３とＸ４とが０．５×Ｈ
毎に交互に選択されるように切換制御される。

【０００８】スイッチ回路１１の出力は、複数画面を形
成する連続した映像信号であるが、カメラＣ１〜Ｃ４は
モニタ側の２倍の周波数で駆動されているために、モニ
タ側の水平、垂直同期位置信号とは異なる位相位置に、
不要なブランキングレベルを含むことがある。従って、
不要部分を一定のレベルにするために、スイッチ回路１
１の出力信号は、同期信号クリップ回路１３に入力さ
れ、ここでクリップ処理される。さらに同期信号クリッ
プ回路１３から得られた信号は、新たにモニタ側の同期
信号位置を同じ位置に所定のレベルの同期信号を付加さ
れる。この同期信号付加を行うのが、同期信号付加回路
１４である。なお、同期信号クリップ回路１３及び同期
信号付加回路１４も同期信号発生回路１２からのタイミ
ングパルスに基づいて各々信号処理を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の画面合成装置
は、以上のように構成されているので、カメラＣ１〜Ｃ
４から画面合成回路１００にフィールドを転送するパル
ス信号を出力制御するための周辺制御回路が各カメラに
対して必要となって回路構成が複雑となるだけでなく、
カメラＣ１〜Ｃ４を全て同種にしてフィールドを転送す
るパルス信号を統一して１／ｆ雑音（フリッカ雑音）を
排除する必要があった。また、パルス幅が短い多数のフ
ィールドの転送パルス信号を画面合成回路１００からカ
メラＣ１〜Ｃ４それぞれに同軸ケーブル１本で転送して
いるので、わずかでも外乱ノイズが入ると転送パルス信
号を誤検出して読み出し動作を誤るという問題があっ
た。

【００１０】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、カメラの種類によらず簡単な回路構成
により、また読み出し動作の誤りを排除して合成画面を
得ることのできる画面合成装置を得ること目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる画面合
成装置は、１つの出力表示画面を分割した各分割画面に
複数のカメラからの各映像をそれぞれ同時に出力表示さ
せる合成画面を生成する画面合成装置において、各カメ
ラからの映像信号の出力期間を割り当てると共に特定の
カメラからの映像が出力表示画面に出力表示される場合
に用いられる標準となる第１の外部同期信号の周波数よ
り高い周波数を有する第２の外部同期信号を発生する外
部同期信号発生手段と、走査信号を走査した回数を計数
するカウンタ回路を内蔵し第２の外部同期信号に同期し
た各カメラからの映像信号について第２の外部同期信号
及びカウンタ回路の出力に基づいて合成画面の左右及び
上下を構成する映像信号を切り換えて合成画面を生成す
る画面合成手段とを備えたものである。

【００１２】また、第２の外部同期信号の周波数は、第
１の外部同期信号の周波数の２倍としたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る画
面合成装置を示す構成図である。図１中、１００Ａ〜１
００Ｄはテレビカメラ（以下、カメラという）であり、
２００はカメラ１００Ａ〜１００Ｄからの映像出力信号
に基づいて特定カメラの画面映像又は４台のカメラの合
成画面映像の信号生成を行う画面合成回路である。

【００１４】ここでカメラ１００Ａ〜１００Ｄはいずれ
も同様な構成をとり、例えばカメラ１００Ａ〜１００Ｄ
を代表してカメラ１００Ａは図２に示すような構成とな
っている。図２中、１０１ＡはＣＣＤ、１０２Ａは垂直
同期信号、水平同期信号等の同期信号を発生するカメラ
側同期信号発生回路、１０３Ａはカメラ側同期信号発生
回路１０２Ａの出力に基づいてＣＣＤ１０１Ａが出力し
た電気信号から映像信号を生成するプロセス回路、１０
４Ａはプロセス回路１０３Ａが生成した映像信号と後述
する外部同期信号とが重畳された信号から外部同期信号
のみを分離する外部同期信号分離回路である。

【００１５】また、１０５Ａａは外部同期信号分離回路
１０４Ａが分離し波形整形した外部同期信号とカメラ側
同期信号発生回路１０２Ａが発生した標準速度の垂直同
期信号とを位相比較して後述する発信周波数制御回路へ
の電圧制御信号を出力するフェイズ・ディテクタ、１０
５Ａｂは同期クロック信号が標準速度の２倍速度の垂直
同期信号と位相比較される場合（後述する４画面合成表
示出力が行われる場合）に使用されるフェイズ・ディテ
クタである。

【００１６】さらに、１０６Ａａはフェイズ・ディテク
タ１０５Ａａが出力する電圧制御信号に基づいて発振周
波数を変化させ外部同期信号分離回路１０４Ａが分離し
た外部同期信号と同期をとる発信周波数制御回路、１０
６Ａｂはフェイズ・ディテクタ１０５Ａｂの出力に基づ
いて発振周波数を変化させ同期をとる発信周波数制御回
路１０６Ａａと同様な発信周波数制御回路である。さら
に、１０７Ａはプロセス回路１０３Ａの出力に基づいて
フェイズ・ディテクタ１０５Ａａ、１０５Ａｂからの出
力信号を選択することで切り換える切換回路である。

【００１７】一方、画面合成回路本体２００は図３に示
すような構成となっている。図３中、２０１は同期信号
を発生するカメラ側同期信号発生回路１０２Ａ〜１０２
Ｄと同様な本体側同期信号発生回路、２０２は本体側同
期信号発生回路２０２の出力に基づいて外部同期信号
（例えば標準速度６０Ｈｚの垂直同期信号）を発生する
外部同期信号発生回路、２０３は外部から与えられる画
面切換信号に基づいて出力する画面に対応した映像信号
を出力するよう切り換えることで合成画面を生成する画
面合成手段としての合成画面作成回路であり、画面信号
の走査の切換タイミングとなる走査本数を計数するカウ
ンタ回路２０３ａを備えている。

【００１８】また、２０４は外部から入力された画面切
換信号が４画面合成表示出力であるか否かを判別し４画
面合成表示出力でれば外部同期信号発生回路２０２から
の外部同期信号に画面切換信号を重畳する信号判別重畳
回路、２０５Ａ〜２０５Ｄはそれぞれカメラ１００Ａ〜
１００Ｄからの映像信号と信号判別重畳回路２０４の出
力とを重畳する外部同期信号ミックス回路である。

【００１９】次に、このように構成された画面合成装置
の動作を図１〜図４に基づいて説明する。図２中、例え
ばカメラ１００Ａにおいて、ＣＣＤ１０１Ａは光の明暗
を電気信号に変換してプロセス回路１０３Ａに出力する
一方、同期信号発生回路１０２Ａはカメラ１００Ａ内部
での同期信号（垂直同期信号及び水平同期信号）を発生
する。プロセス回路１０３ＡはＣＣＤ１０１Ａからの電
気信号とカメラ側同期信号発生回路１０２Ａが発生した
同期信号とに基づいて映像信号を生成する。これらの動
作はカメラ１００Ａ〜１００Ｄにおいても同様である。
そして、カメラ１００Ａ〜１００Ｄからの映像信号は図
３に示した画面合成回路本体２００の外部同期信号ミッ
クス回路２０５Ａ〜２０５Ｄにそれぞれ入力される。

【００２０】一方、図３中、画面合成回路本体２００に
おいては、同期信号発生回路２０１が画面合成回路本体
２００内部の同期信号（垂直同期信号及び水平同期信
号）を発生する。この発生された同期信号は外部同期信
号発生回路２０２に入力され、外部同期信号発生回路２
０２はこの同期信号に基づいて外部同期信号を発生す
る。こうして得られた外部同期信号は、画面合成回路本
体２００外部から指示された４画面表示出力の画面切換
信号が信号判別重畳回路２０４で重畳されて、カメラ１
００Ａ〜１００Ｄに対応して外部同期信号ミックス回路
２０５Ａ〜２０５Ｄにそれぞれ入力される。

【００２１】ここで、画面切換信号には、４台のカメラ
の合成画面の表示出力を行う前述した４画面合成表示出
力が指定されている。この指定に基づき、先の外部同期
信号とカメラ側及び本体側同期信号のクロック周波数
は、特定カメラの画面の表示出力をする場合の標準速度
に比して２倍速度のものがそれぞれ採用される。

【００２２】ところで、例えば外部同期信号ミックス回
路２０５Ａでは、画面切換信号が重畳された外部同期信
号と映像信号とが重畳され、カメラ１００Ａの図２に示
した外部同期信号分離回路１０４Ａに対して送出され
る。外部同期信号ミックス回路２０５Ｂ〜２０５Ｄにお
いても同様である。尚、画面切換信号や外部同期信号は
映像信号のいわゆるブランキング区間に重畳されてい
る。

【００２３】そして、図２中、外部同期信号分離回路１
０４Ａは、画面合成回路本体２００においてこの映像信
号と外部同期信号とが重畳された合成信号から外部同期
信号のみを分離して、この外部同期信号をフェイズ・デ
ィテクタ１０５Ａａ、１０５Ａｂにそれぞれ出力する。

【００２４】前述のように、画面切換信号では４台のカ
メラの合成画面の表示出力が指定されるが、この場合、
画面切換信号に基づいて切換回路１０７Ａは周波数制御
回路１０６Ａｂから切換回路１０７Ａへの信号入力が行
われるように信号線の導通状態を切り換える。

【００２５】この場合、フェイズ・ディテクタ１０５Ａ
ｂは画面合成回路本体２００から出力された２倍速度の
外部同期信号を波形整形して同期信号発生回路１０２Ａ
から出力された２倍速度の内部同期信号と位相比較し、
発信周波数制御電圧を決定し発信周波数制御回路１０６
Ａｂに出力する。そして、発信周波数制御回路１０６Ａ
ｂはフェイズ・ディテクタ１０５Ａｂが出力した発信周
波数制御電圧の変化に基づいて発信周波数を変化させて
２倍速度の外部同期信号と同期をとる。

【００２６】逆に、画面切換信号による４台のカメラの
合成画面の表示出力の指定がなかった場合、周波数制御
回路１０６Ａａから切換回路１０７Ａへ入力されるよう
に信号線の導通状態を切り換える。この場合、フェイズ
・ディテクタ１０５Ａａは標準速度の外部同期信号を波
形整形して同期信号発生回路１０２Ａからの標準速度の
内部同期信号と位相比較し、発信周波数制御電圧を決定
する。そして、発信周波数制御回路１０６Ａａはこの発
信周波数制御電圧に基づいて発信周波数を変化させて標
準速度の外部同期信号と同期をとる。

【００２７】また同時に、切換回路１０７Ａは映像信号
と画面切換信号とが重畳されていると、重畳された画面
切換信号を分離してこの画面切換信号に基づいてクロッ
ク周波数を標準速度の２倍とし、同期信号発生回路１０
２Ａに入力することで標準速度の２倍速度の外部同期信
号に同期した映像信号を得ることができる。

【００２８】逆に、画面切換信号による４台のカメラの
合成画面の表示出力の指定がなかった場合、クロック周
波数を標準速度とし、同期信号発生回路１０２Ａに入力
することで標準速度の外部同期信号に同期した映像信号
を得ることができる。

【００２９】このように外部同期信号に同期した映像信
号は、図３に示した合成画面作成回路２０３に入力さ
れ、４台のカメラの合成画面の表示出力が指定された場
合は、合成画面作成回路２０３は以下のようにして４画
面の合成を行い、合成画面の画面信号を映像信号出力端
子に出力する。

【００３０】ここで４台カメラからの映像から１つの合
成画面映像を生成する動作を図４に基づいて説明する。
ここで、図５において、図５（ａ）は、外部同期信号に
同期してカメラ１００Ａ〜１００Ｄから出力される画面
Ａ〜Ｄのそれぞれの映像信号を示しており、図中の矢印
はある信号から他の信号に走査が切り換えられる工程を
示している。また、図５（ｂ）は、外部同期信号に同期
してカメラ１００Ａ〜１００Ｄから出力される画面Ａ〜
Ｄからを合成画面が作成されることを示している。そし
て、画面Ａ〜Ｄは、いわゆる標準速度の２倍速の外部同
期信号と同期がとれている。

【００３１】画面切換信号で４台のカメラの合成画面の
表示出力が指定された場合、合成画面を、左上を画面Ａ
で、右上を画面Ｂで、左下を画面Ｃで、右下を画面Ｄで
構成するとすれば、合成画面の上半分の画面部分は以下
のように構成される。

【００３２】まず、第１フィールド上半分について画面
Ａの信号Ａ−１が２倍速で走査され、次いで画面Ｂの信
号Ｂ−２が２倍速で走査される。以下順に、画面Ａの信
号Ａ−３、画面Ｂの信号Ｂ−４、・・・と１つづつ間引
いて合成画面作成回路２０３内のカウンタ回路２０３ａ
が走査本数をカウンタすることで１３１．２５本（５２
５本の１／４）の走査線からなる第１フィールド上半分
を構成する。画面間の信号走査の切り換えは２倍速とし
た外部同期信号のタイミングに従う。

【００３３】その後、第２フィールド上半分については
第１フィールド上半分の構成時に間引かれた残りの信号
について、画面Ｂの信号Ｂ−１、画面Ａの信号Ａ−２、
画面Ｂの信号Ｂ−３、画面Ａの信号Ａ−４、・・・が順
に走査され、第１フレーム上半分と同様に１３１．２５
本の走査線からなる第２フィールド上半分が構成され
る。このようにして合成画面の上半分（フレームの上半
分）の画面部分は完成する。

【００３４】そして、カウンタ回路２０３ａが２６２．
５本の走査線をカウントして合成画面の上半分の画面部
分の完成を検出すると、次に合成画面作成回路２０３は
合成画面の下半分（フレームの下半分）の画面部分の作
成に移る。合成画面の下半分の画面部分の作成は先の合
成画面の上半分の画面部分の作成と同様であり、第１フ
ィールド下半分及び第２フィールド下半分について画面
Ｃ、画面Ｄの各信号を外部同期信号に従って交互に切り
換えて順次走査することで作成する。

【００３５】従って、上記実施の形態１によれば、１つ
の出力表示画面を分割した各分割画面に複数のカメラか
らの各映像をそれぞれ同時に出力表示させる合成画面を
生成する画面合成装置において、各カメラからの映像信
号の出力期間を割り当てると共に特定のカメラからの映
像が出力表示画面に出力表示される場合に用いられる標
準となる第１の外部同期信号の周波数より高い周波数を
有する第２の外部同期信号を発生する外部同期信号発生
手段と、走査信号を走査した回数を計数するカウンタ回
路を内蔵し第２の外部同期信号に同期した各カメラから
の映像信号について第２の外部同期信号及びカウンタ回
路の出力に基づいて合成画面の左右及び上下を構成する
映像信号を切り換えて合成画面を生成する画面合成手段
とを備えたので、カメラの種類によらず簡単な回路構成
により合成画面を得ることできる。

【００３６】また、第２の外部同期信号の周波数は、第
１の外部同期信号の周波数の２倍としたので、１つの出
力表示画面を４分割して各分割画面に複数のカメラから
の各映像がそれぞれ同時に出力表示される合成画面を得
ることができる。

【００３７】また、４画面表示出力を指定する画面切換
信号は外部同期信号に１フィールドに対して１つ重畳さ
れればよいので、４画面表示出力を指定する画面切換信
号のパルス幅を長くして誤検出を排除して読み出し動作
の誤りを排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１にかかる画面合成装置を示す図
である。

【図２】実施の形態１にかかるテレビカメラ装置を示
す図である。

【図３】実施の形態１にかかる画面合成回路を示す図
である。

【図４】実施の形態１の画面合成動作の説明図であ
る。

【図５】従来の画面合成装置を示す構成図である。

【図６】従来の画面合成装置の動作説明図である。

【図７】従来の画面合成装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１００テレビカメラ、１０１ＣＣＤ、１０２カメ
ラ側同期信号発生回路１０３プロセス回路、１０４外部同期信号分離回
路、１０５フェイズ・ディテクタ、１０６発信周波
数制御回路、１０７切換回路、２００画面合成回
路本体、２０１本体側同期信号発生回路、２０２外
部同期信号発生回路２０３合成画面作成回路、２０３ａカウンタ回路、
２０４判別信号重畳回路、２０５外部同期信号ミッ
クス回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの出力表示画面を分割した各分割画
面に複数のカメラからの各映像をそれぞれ同時に出力表
示させる合成画面を生成する画面合成装置において、各
カメラからの映像信号の出力期間を割り当てると共に特
定のカメラからの映像が前記出力表示画面に出力表示さ
れる場合に用いられる標準となる第１の外部同期信号の
周波数より高い周波数を有する第２の外部同期信号を発
生する外部同期信号発生手段と、走査信号を走査した回
数を計数するカウンタ回路を内蔵し前記第２の外部同期
信号に同期した各カメラからの映像信号について前記第
２の外部同期信号及び前記カウンタ回路の出力に基づい
て合成画面の左右及び上下を構成する映像信号を切り換
えて合成画面を生成する画面合成手段とを備えた画面合
成装置。
【請求項２】前記第２の外部同期信号の周波数は、前
記第１の外部同期信号の周波数の２倍としたことを特徴
とする請求項１に記載の画面合成装置。