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発明の名称 画像転送方式と画像転送装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−115642
公開日 平成7年(1995)5月2日
出願番号 特願平5−260767
出願日 平成5年(1993)10月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 芹澤 誠 / 生形 篤
要約 目的
PCやWSなどの高精細、高解像度の画像を、コンポジットビデオ信号を用いて色解像度を低下させずに転送する。

構成
色成分に分割した画像データを時分割でベースバンド信号の輝度成分として転送することを特徴とする画像転送方式である。
特許請求の範囲
【請求項1】色成分に分割した画像データを時分割でベースバンド信号の輝度成分として転送することを特徴とする画像転送方式。
【請求項2】ベースバンド信号の複数のフィールドを用いて1枚の画像を転送する請求項1記載の画像転送方式において、各フィールドの垂直同期期間と画像転送に利用する水平期間群との間の画像転送に利用しない水平期間にフィールドを識別するための信号を重畳することを特徴とする転送フィールド識別方法。
【請求項3】ベースバンド信号の複数のフィールドを用いて1枚の画像を転送する請求項1記載の画像転送方式において、各フィールドの画像転送に利用する水平期間群と次のフィールドの垂直同期期間との間の画像転送に利用しない水平期間にフィールドを識別するための信号を重畳することを特徴とする転送フィールド識別方法。
【請求項4】画像データを格納するフレームメモリと、フィールド識別信号生成回路と、前記フレームメモリの画像データを色成分データ毎に所定の順番で逐次読み出す第1の手段と、前記第1の手段によって生成されたデータ列に前記フィールド識別信号生成回路の生成するフィールド識別信号を重畳する第2の手段と、前記第2の手段によって生成されたデータ列をベースバンド信号の輝度信号に変換するベースバンド信号エンコード回路を備え、画像を色成分に分割して、ベースバンド信号の輝度成分として時分割で送出することを特徴とする画像転送装置の画像送出装置。
【請求項5】ベースバンド信号デコード回路と、フレームメモリと、ベースバンド信号の各フィールドを判別する第1の手段と、前記第1の手段の判別結果に従って前記ベースバンド信号デコード回路の輝度成分出力データを前記フレームメモリの各画素の色成分データに対応付けし、前記フレームメモリに書き込む第2の手段を備え、色成分に分割され、ベースバンド信号の輝度成分として時分割で転送されてくる画像データを受信してフレームメモリ上で再構成することを特徴とする画像転送装置の画像再生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュータ(以下、PCという)やワークステーション(以下、WSという)などの高精彩、高解像度の画像をマトリックススイッチャや有線テレビ(以下、CATVという)を用いて転送する画像転送方式とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PCやWSの映像信号を民生用のテレビに表示するためにNTSCなどのベースバンド信号に変換する機器はダウンコンバータと呼ばれ、民生用のテレビのコストの安さからその利用範囲も多種多様になっている。近年では出力にセパレートビデオ信号(Sビデオ信号)を用いて、かなり高精彩、高画質な映像が得られるようになった。しかし、例えば、画像端末装置で複数の映像を選択的に表示するためには、マトリックススイッチャなどの機器を利用して選択的に映像を転送するか、あるいは、CATVのように、映像を変調、多重化して転送する必要がある。このような場合には、映像信号が1系統でコスト的に有利なコンポジットビデオ信号が利用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PCやWSなどの高精彩、高解像度の画像をコンポジットビデオ信号で転送する場合、画像の微細な部分がぼやけてしまったり、赤や青の色成分がにじんでしまい、画像の画質が劣化するという欠点があった。
【0004】それはコンポジットビデオ信号が原理的に白黒の映像信号にカラー化するための信号を多重化したものであるためで、NTSCの場合では輝度成分の帯域が約4MHzであるのに対し、色差成分の帯域は約0.5MHzしかなく、コンピュータのような精細で色変化が大きい映像に対してはその解像度の低さが顕著になる。また、吹抜け方式など、解像度を向上するための技法は、輝度成分についてのみ解像度を上げるものであり、さらに、1チャネルあたりの帯域幅が決められているCATVでは本質的に利用できない。
【0005】本発明はこのような従来の問題点を解決するためになされたもので、伝送路を経由することによって発生する帯域制限による画質の劣化をなくし、高精彩、高解像度の映像を転送することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解決するために、ベースバンド信号が白黒映像に対して比較的大きな帯域を持っていることに着目し、画像送出装置において色成分に分割された画像を時分割でベースバンド信号の輝度成分として転送し、映像再生装置において分割した映像を再構成するようにしたものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、映像の各画素は色成分毎に時分割で転送されるため、ベースバンド信号やCATVなどの伝送路における帯域特性による色解像度の劣化がなく、受信側で再現性の良い映像が得られる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面を用いて説明する。
【0009】図1は画像の色成分を画素単位で時分割して転送する画像転送方式の実施例である。送出する原画像は、原画像R成分1、原画像G成分2、原画像B成分3の3つの色成分によって構成され、それぞれの色成分は0番からn番までの画素データを持つ。画像送出装置10は画素単位で色成分データを時分割でベースバンド信号の輝度成分として送出する。従って、画像転送フレーム12は、図で示すように、R0、G0、B0、R1、G1、B1、…で始まり、Rn、Gn、Bnまで各画素毎の色成分データが連続した構成になる。画像再生装置11は画像転送フレーム12を受信すると、先頭のR0を再生画像R成分4の先頭画素に分離し、続くG0を再生画像G成分5の先頭画素に分離し、続くB0を再生画像B成分6の先頭画素に分離し、以下、各データを順次対応する色成分の画素に分離する。そして、Rnを再生画像R成分4の最後の画素に、Gnを再生画像G成分5の最後の画素に、Bnを再生画像B成分の最後の画素に分離して、転送された画像を再構成する。
【0010】図2は画像を色成分単位で時分割して転送する画像転送方式の実施例である。送出する原画像は、原画像R成分1、原画像G成分2、原画像B成分3の3つの色成分によって構成され、それぞれの色成分は0番からn番までの画素データを持つ。画像送出装置10は画像の色成分データをベースバンド信号の輝度成分として送出する。まず、原画像R成分1の各画素のデータをR0から順次Rnまで送出し、続いて原画像G成分2の各画素のデータをG0から順次Gnまで送出し、続いて原画像B成分3の各画素のデータをB0から順次Bnまで送出し、1枚の画像データの送出を完了する。
【0011】従って、画像転送フレーム13は先頭から3分の1部分に画像データのR成分を、続く3分の1部分に画像データのG成分を、続く3分の1部分に画像データのB成分を持つような構成になる。画像再生装置11は画像転送フレーム13を受信すると、まず先頭から3分の1部分にある画像データのR成分を再生画像R成分4に分離し、続く3分の1部分にある画像データのG成分を再生画像G成分5に分離し、続く3分の1部分にある画像データのB成分を再生画像B成分6に分離し、転送された画像を再構成する。
【0012】図3、図4、および図5を用いてさらに具体的な画像転送方式の実施例を説明する。NTSC信号の場合、その輝度成分の帯域はおよそ4MHzであり、水平解像度は320画素程度である。従って、NTSC信号では、1フィールドあたり320×240画素のデータを転送することができる。解像度が640×480のPCの画像を転送するとすると、その色成分あたり4フィールドが必要になる。図3はR成分を転送している時の状態を示す。画像送出装置10は原画像R成分1を第1フィールドから第4フィールドまでを用いて送出する。画像再生装置11は受信した4つのフィールドから色成分データを順次再生画像R成分4に分離する。この時点では再生画像G成分5及び再生画像B成分6は無効である。次に図4はG成分を転送している時の状態を示す。画像送出装置10は原画像G成分2を第5フィールドから第8フィールドまでを用いて送出する。画像再生装置11は受信した4つのフィールドから色成分データを順次再生画像G成分5に分離する。この時点でも再生画像B成分6は無効である。次に図5はB成分を転送している時の状態を示す。画像送出装置10は原画像B成分2を第9フィールドから第12フィールドまでを用いて送出する。画像再生装置11は受信した4つのフィールドから色成分データを順次再生画像B成分6に分離する。この時点で再生画像R成分4、再生画像G成分5、再生画像B成分6のすべてが有効になり、転送した画像が再生される。また、この一連の転送を繰り返すことで連続した映像を転送することもできる。
【0013】ところで、複数のフィールドを用いて画像情報を転送する場合、受信側ではどのフィールドからどのフィールドまでが1枚の画像なのかを判別する必要がある。以下にその方法を示す。図6は本発明の請求項第2項にかかるところのフィールド識別方法の実施例である。NTSCの例で説明する。図中、各水平期間の下にある数字は、一組の奇数フィールドと偶数フィールドに含まれる525本の水平期間の通し番号で、奇数フィールドの垂直同期期間の始まりを1とした。図で示すようにフィールド識別信号1は第1のフィールドの水平期間20に重畳され、フィールド識別信号2は第2のフィールドの水平期間283に重畳されている。同様にフィールド識別信号3は第3のフィールドの水平期間20に重畳され、フィールド識別信号4は第4のフィールドの水平期間283に重畳されている。例えば、フィールド識別信号1とフィールド識別信号4は、画像転送の先頭フィールドを示す信号で、フィールド識別信号2とフィールド識別信号3は画像転送の先頭でないフィールドを示す信号であったとすると、第1のフィールド、第2のフィールド及び第3のフィールドで1枚の画像データを構成し、第4のフィールド以降には次の画像データが含まれていることが判別できる。また、フィールド識別信号1はそのフィールドにRの色成分データを転送することを示し、同様にフィールド識別信号2、フィールド識別信号3はそのフィールドにそれぞれG、Bの色成分データを転送していることを示す場合にも第1のフィールド、第2のフィールド及び第3のフィールドで1枚の画像データを構成することを判別できる。図7は本発明の請求項第3項にかかるところのフィールド識別方法の実施例である。NTSCの例で説明する。図中、各水平期間の下にある数字は、一組の奇数フィールドと偶数フィールドに含まれる525本の水平期間の通し番号で、奇数フィールドの垂直同期期間の始まりを1とした。図で示すようにフィールド識別信号1は第1のフィールドの水平期間525に重畳され、フィールド識別信号2は第2のフィールドの水平期間262に重畳されている。同様にフィールド識別信号3は第3のフィールドの水平期間525に重畳され、フィールド識別信号4は第4のフィールドの水平期間262に重畳されている。例えば、フィールド識別信号1とフィールド識別信号4は、次のフィールドが画像転送の先頭フィールドを示す信号で、フィールド識別信号2とフィールド識別信号3は、次のフィールドが画像転送の先頭でないフィールドを示す信号であったとすると、第1のフィールド、第2のフィールド及び第3のフィールドで1枚の画像データを構成し、第4のフィールド以降には次の画像データが含まれていることが判別できる。
【0014】図8及び図9は本発明の画像転送装置の実施例である。図8はマトリックススイッチャを利用した画像転送装置である。PCの画像は画像送出装置によってベースバンド信号に変換され、マトリックススイッチャで選択してベースバンド信号のまま画像再生装置へ伝送される。画像再生装置は転送された画像を再構成して表示装置に表示する。図9はCATVを利用した画像転送装置である。PCの画像は画像送出装置によってベースバンド信号に変換され、変調器で変調され、混合器で多重化されてCATV伝送路を経て各復調器へ転送される。画像再生装置は復調器で選択復調されたベースバンド信号から画像を再構成して表示装置に表示する。図8及び図9において画像送出装置の出力及び画像再生装置の入力はベースバンド信号であり、マトリックススイッチャまたはCATVといった伝送路によらない。以下、図10、図11を用いて画像送出装置、及び画像再生装置の実施例を示す。図10は画像送出装置の実施例である。画像取り込み回路20はPCやWSの画像をフレームメモリR成分21、フレームメモリG成分22、フレームメモリB成分23に取り込む。フレームメモリR成分21、フレームメモリG成分22、フレームメモリB成分23、及びフィールド識別信号生成回路24の出力データはマルチプレクサ25を通してNTSCエンコーダ27のY入力に接続されている。読み出し制御回路26はNTSCのタイミングに同期を取りながら、マルチプレクサ25を制御して、随時NTSCエンコーダ27の入力を決定し、フレームメモリR成分21、フレームメモリG成分22、フレームメモリB成分23のデータを時分割でNTSC信号の輝度成分の変換し、送出するとともに、フィールド識別信号を重畳して、受信側で各フィールドで転送される内容を識別できるようにする。図11は画像再生装置の実施例である。NTSCデコーダ28のY出力はフレームメモリR成分31、フレームメモリG成分32、フレームメモリB成分33、及びフィールド判別回路29に接続されている。フィールド判別回路29はNTSCデコーダ28のY出力からフィールド識別信号を分離し、各フィールドで転送されてくる内容を識別する。書き込み制御回路30はフィールド識別回路29の判定結果に応じて、NTSCデコーダ28のY出力をフレームメモリR成分31、フレームメモリG成分32、フレームメモリB成分33のうちどの成分に書き込むかを決定し、時分割で送られてくる画像をフレームメモリ上に再構成する。図12は図11の画像再生装置において、フレームメモリR成分31、フレームメモリG成分32の前段にFIFOメモリを置いたものである。この構成は図3から図5を用いて説明した色成分毎に分割して複数のフィールドを用いて転送する画像転送方式において、画面更新時間を短縮し転送画像の見やすさを向上するものである。図11と同様に、フィールド判別回路29はNTSCデコーダ28のY出力からフィールド識別信号を分離し、各フィールドがどの色成分を転送しているのかを識別する。書き込み制御回路30はフィールド判別回路29の判定結果に応じて、NTSCデコーダ28のY出力の書き込み先を決定する。つまり、R成分であればFIFOメモリ34に、G成分であればFIFOメモリ35に、B成分であればフレームメモリB成分33に書き込む。FIFOメモリ34及びFIFOメモリ35に一旦蓄えられた画像データのR成分及びG成分はB成分のフレームメモリB成分33への書き込みに同期してそれぞれフレームメモリR成分31、フレームメモリG成分32へ書き込まれる。このようにして時分割で送られてくる画像をフレームメモリ上に再構成する。尚、本発明はベースバンド信号の各フレームもしくはフィールドを一定量のデータを転送するためのパケットとみなすという発想から考案されたもので、転送するデータを画像に限定するものではない。
【0015】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によれば次のような効果を奏することができる。
(1)色成分に関する情報を帯域の狭いコンポジットビデオ信号のクロマ成分としてではなく、帯域の広い輝度成分を使い時分割で映像を転送するため、受信側で再現性の良い再生画像が得られる。
(2)画像送出装置の出力及び画像再生装置の入力は標準のベースバンド信号であるため、画像転送の伝送路にCATVやマトリックススイッチャなどの設備がそのまま利用できる。
(3)また、画像送出装置の出力及び画像再生装置の入力は標準のベースバンド信号であるため、画像送出装置のNTSC(ベースバンド信号)エンコーダや、画像再生装置のNTSC(ベースバンド信号)デコーダには市販の標準品が利用でき、装置を安価に構成することができる。




 

 


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