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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Signalverarbeitung zum Umwandeln
des Formats eines Bildsignals und insbesondere ein Signalverarbeitungsverfahren
und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Umwandeln des Formats
eines Bildsignals, vorzugsweise zum Umwandeln mehrerer Arten von Bildsignalformaten
in Bildsignale vorgegebener Anzeigeformate von Bildausgabegeräten oder
zur flexiblen Kompression und Expansion von Bildern in horizontaler
und vertikaler Richtung oder dergleichen.
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In
den letzten Jahren haben die Arten und Modi zu behandelnder Bilder
in Bezug auf Bildsignale mit den sich entwickelnden Multimediaanwendungen schnell
zugenommen und entwickeln sich unter weiterer Diversifizierung fort.
Weiterhin werden auch andere Bildausgabegeräte für das Anzeigen von Bildern
als CRTs (Kathodenstrahlröhren),
wie planare Anzeigen in der Art einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
eines Plasmaanzeigefelds und dergleichen, häufig verwendet. Daher ist es
unerlässlich,
dass Informationsendgeräte
für Multimediaanwendungen mit
einer Funktion ausgestattet werden, dass sie viele Arten und Modi
von Bildquellen empfangen und sie anzeigen können.
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Als
repräsentative
Verfahren zum Verwirklichen der Funktion sind ein Anzeigeverfahren
und ein Signalverarbeitungsverfahren bekannt. Bei dem erstgenannten
Verfahren wird ein Bild angezeigt, indem ein Betriebsbereich eines
Ablenksystems eines Bildausgabegeräts breit eingestellt wird und
ein Abtastvorgang in einem Modus ausgeführt wird, der mit einem Signalformat
eingegebener Bilder übereinstimmt,
wobei dies in der Praxis als ein Mehrfach-Abtastsystem eingesetzt
wurde. Wenngleich dies ein wirksames Verfahren ist, das verhältnis mäßig kostengünstig verwirklicht
werden kann, wenn die Anzeigeeinheit eine CRT ist, ist es schwierig,
es bei einer planaren Anzeige in der Art einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
eines Plasmaanzeigefelds oder dergleichen einzusetzen, welche eine
konstante Anzahl von Bildanzeigeelementen aufweist.
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Beim
letztgenannten Verfahren wird eine Formatumwandlung durch Signalverarbeitung
ausgeführt
und werden Bilder durch Umwandeln von Bildeingangssignalen in Signale
mit den Anzeigeformaten der Bildausgabegeräte angezeigt, wobei dies auf
alle Bildausgabegeräte,
wie eine CRT, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
ein Plasmaanzeigefeld und dergleichen angewendet werden kann. Dieses
Verfahren kann der für
die Zukunft vorgesehenen Diversifikation von Bildeingabequellen
oder Bildausgabegeräten
daher sehr gut Rechnung tragen. Bei dem Verfahren müssen verschiedene
Signalverarbeitungen, wie eine Umwandlung der Rahmenrate, eine Kompression
und Expansion der Bildgröße und dergleichen,
zur Formatumwandlung ausgeführt
werden.
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Wenn
beispielsweise ein Fernsehsignal des PAL-Systems in ein Fernsehsignal
des NTSC-Systems umgewandelt wird und durch eine CRT oder eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
angezeigt wird, werden Signalverarbeitungen, wie eine Umwandlung
der Rahmenrate, eine Umwandlung der Anzahl der Abtastzeilen, eine
Umwandlung von einer Zeilensprungabtastung zu einer fortschreitenden
Abtastung, eine Umwandlung des Seitenverhältnisses oder dergleichen,
eine Kompression und Expansion, eine Synchronisation und dergleichen,
unabhängig voneinander
ausgeführt.
Weiterhin werden bei vielen dieser Signalverarbeitungsvorgänge Speicher
mit einer verhältnismäßig hohen
Kapazität,
wie Zeilenspeicher und Rahmenspeicher, verwendet. Dementsprechend
ist herkömmlicherweise
eine Anzahl von Speichern bei der gesamten Signalverarbeitung erforderlich,
und die Kosten der Vorrichtung nehmen wegen der Verwendung vieler
Speicher zu. Weiterhin ist eine Vielzahl von Ein- und Ausgabeschnittstellen
zwischen Signalverarbeitungen erforderlich, und es sind daher häufig Verarbeitungen
zum Anpassen von Schnittstellen notwendig, was zu einer Erhöhung der Vorrichtungskosten
führt.
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Weiterhin
wird bei jeder Signalverarbeitung die Bildqualität leicht verschlechtert, was
beispielsweise durch Quantisierungsfehler bei der AD/DA-Wandlung,
Bandbeschränkung
durch Filtern von Signalen oder dergleichen hervorgerufen wird. Eine
solche Verschlechterung der Bildqualität nimmt bei jeder Signalverarbeitung
zu, und sie kann nicht vernachlässigt
werden.
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In
EP-A-0 639 029 ist eine Signalverarbeitungsschaltung mit den im
Oberbegriff des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmalen offenbart. Bei
der bekannten Schaltung hängt
die Steuerung der Skalierverarbeitung nur vom Bildeingangssignal
und vom Anzeigeformat des Bildausgabegeräts ab.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Signalverarbeitungsschaltung
bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Anzahl von Systemarten
von Bildeingangssignalen in Signale vorgegebener Anzeigeformate
von Bildausgabegeräten
umzuwandeln.
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Diese
Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 definierte Schaltung und das
in Anspruch 17 definierte Verfahren gelöst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Signalverarbeitungsschaltung
zum Umwandeln des Formats eines Bildsignals vorgesehen, welche aufweist:
einen Abtastwandler zum Umwandeln eines Bildeingangssignals in ein fortschreitendes
Bildabtastsignal, wenn es sich bei dem Bildeingangssignal um ein
Zeilensprungabtastsignal handelt, eine Wählstufe zum Auswählen des Bildeingangssignals
oder des von dem Abtastwandler ausgegebenen fortschreitenden Bildabtastsignals,
eine Skaliereinheit zum Ausführen
einer Signalverarbeitung zum Skalieren eines Ausgangssignals von
der Wählstufe
in horizontaler und vertikaler Richtung zur Formatumwandlung und
eine Steuereinheit zum Auswählen
von Signalverarbeitungsparametern entsprechend dem Format des Bildeingangssignals und
eines Anzeigeformats eines Bildausgabegeräts und zum Steuern wenigstens
des Abtastwandlers, der Wählstufe
und der Skaliereinheit in Übereinstimmung
mit den Parametern der Signalverarbeitung.
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Eine
solche Anordnung wird verwirklicht, indem Speicher bei manchen Signalverarbeitungen gemeinsam
verwendet werden, Kombinationen von Signalverarbeitungen durch eine
gemeinsame digitale Schnittstelle und ein gemeinsames Signalsystem (fortschreitendes
Abtastsystem) vereinheitlicht werden und eine zentralisierte Steuerung
durch die Steuereinheit verwendet wird.
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Die
Verschlechterung der Bildqualität
wird durch Kombinieren jeweiliger Signalverarbeitungen durch Signale
des fortschreitenden Abtastsystems erheblich verringert. Das heißt, dass
für die
Bildsignale bei der Signalverarbeitung viele Filterverarbeitungen
ausgeführt
werden. In Bezug auf viele Filter, die bei einer solchen Bildverarbeitung
erforderlich sind, lässt
sich beim Vergleichen des fortschreitenden Abtastsystems mit dem
Zeilensprung-Abtastsystem sagen, dass der Entwurfsfreiheitsgrad
beim fortschreitenden Abtastsystem größer ist und dass die Filter
mit im Wesentlichen idealen Eigenschaften und hohen räumlichen
Frequenzen verwirklicht werden können.
Daher wird die Verschlechterung der Bildqualität bei der Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
erheblich verringert.
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Die
Skaliereinheit ist mit einer Horizontal-Skaliereinheit versehen,
welche die Signalverarbeitung der horizontalen Skalierung ausführt, und
einer Vertikal-Skaliereinheit versehen, welche die Signalverarbeitung
der vertikalen Skalierung ausführt. Wenn
die Anzahl der eingegebenen horizontalen Bildelemente des Bildeingangssignals
größer ist
als die Anzahl der horizontalen Bildelemente eines angezeigten Bilds,
wird die horizontale Skalierung vorzugsweise vor der vertikalen
Skalierung ausgeführt, und
im umgekehrten Fall wird die vertikale Skalierung vorzugsweise vor
der horizontalen Skalierung ausgeführt. Weiterhin wird bei der
vertikalen Skalierung außer
der Kompressions- und Expansions-Signalverarbeitung wenigstens eine
der folgenden Signalverarbeitungen ausgeführt: eine Rahmenratenumwandlung
zur Systemumwandlung (beispielsweise PAL-NTSC-Umwandlung) von TV-Signalen, eine Signalverarbeitung
für PAL
100 Hz, eine Signalverarbeitung zur Synchronisation bei mehreren
Fenstern, wie Doppelfenstern, sowie eine PIP-(Bild-in-Bild, ein kleines
Teilbild wird in einem vollständigen
Hauptbild angezeigt)-Anzeige
oder dergleichen. Entsprechend der Anordnung kann, verglichen mit
dem Fall, in dem eine Systemumwandlungs-, Kompressions-, Expansions-,
Synchronisations- und ähnliche
Signalverarbeitung unabhängig
ausgeführt
werden, die für
die Signalverarbeitung der Formatumwandlung erforderliche Speicherkapazität auf einen
Bruchteil eines Felds (einige Megabits) erheblich verringert werden.
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Weiterhin
besteht die Schaltungsanordnung bei der horizontalen und der vertikalen
Skalierung aus einer Kombination einer Recheneinheit zum Multiplizieren
mehrerer Bildelemente oder der Bildelemente mehrerer Zeilen mit
Koeffizientenwerten, Speichern und einer Anzahl von Schaltern, durch
die eine Kompressionsfunktion, eine Expansionsfunktion und eine
Durchgangsfunktion durch Schalten von Signalen selektiv gesteuert
verwirklicht werden. Durch die Recheneinheit wird ein linearer Interpolationsprozess
ausgeführt.
Eine Anzahl von Verarbeitungsarten kann von der gleichen Schaltung
ausgeführt
werden, wodurch der für
die Signalverarbeitung erforderliche Schaltungsumfang erheblich
reduziert werden kann.
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Weiterhin
ist eine Mehrfachverarbeitungseinheit zur Durchführung einer Signalverarbeitung
zum Multiplexen des ersten und des zweiten Bildsignals desselben
Systems (beispielsweise NTSC-Fernseh-Zeilensprungsignale) zu einem
Zeitmultiplexsignal während
einer Abtastzeilenperiode, in der die Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
für das
erste Bildsignal in einem Fenster und für von der Mehrfachverarbeitungseinheit
ausgegebene Bildsignale in Doppel fenstern ausgeführt wird, vorgesehen. Eine weitere
Verringerung des für
die Signalverarbeitung erforderlichen Schaltungsumfangs kann durch
die technischen Mittel erreicht werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wandelt der Abtastwandler das Bildeingangssignal
durch einen bewegungsadaptierenden Prozess oder eine bewegungskompensierende
Interpolation in ein fortschreitendes Bildabtastsignal um. Weiterhin
ist die Ausgangsseite der Skaliereinheit mit einer Bildqualität-Verbesserungseinheit
zum Ausführen
einer Verarbeitung zum Verbessern der Bildqualität, wie einer Farbraumumwandlung
oder einer invertierten Gammaumwandlung an dem Bildsignal, das der
Formatumwandlungs-Signalverarbeitung unterzogen wurde, vorgesehen.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden als Bildeingangssignale Signalkomponenten
des 4:2:0-Systems, die Luminanzsignale und zwei Farbdifferenzsignale
einschließen
(ein System, bei dem zwei Farbdifferenzsignale auf jede zweite Abtastzeile aufgeteilt
werden und die Farbsignale bei der Hälfte der Rate des Luminanzsignals
abgetastet werden), oder des 4:2:2-Systems (ein System, bei dem
beide Farbdifferenzsignale auf einer Abtastzeile vorhanden sind
und die Farbdifferenzsignale bei der Hälfte der Rate des Luminanzsignals
abgetastet werden), verwendet. Verschiedene Quellen (beispielsweise
das vorliegende TV-Signal, das HDTV-(hochauflösendes Fernsehen)-Signal, das EDTV-("Extended Definition Television" – Fernsehen mit erhöhter Auflösung)-Signal,
Personalcomputerbilder, Paketsystembilder und dergleichen) können durch
die technischen Mittel auf einheitliche Weise verarbeitet werden.
Weiterhin kann eine Signalverarbeitung von zwei Farbdifferenzsignalen
durch eine Speicherkapazität,
die im Wesentlichen genauso groß ist
wie beim Luminanzsignal im Fall des 4:2:2-Systems, und durch eine
Speicherkapazität,
die halb so groß ist
wie beim Luminanzsignal im Fall des 4:2:0-Systems, ausgeführt werden.
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Weiterhin
wird gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wenn ein sehr schneller Betrieb bei
der Signalverarbeitung erforderlich ist (beispielsweise wenn die
Anzeige eine hochauflösende
Anzeige oder dergleichen ist), das fortschreitende Abtastsignal
in zwei Signalreihen unterteilt, und es werden die Signalverarbeitungen
der horizontalen und der vertikalen Skalierung zur Formatumwandlung
an den zwei Signalreihen ausgeführt.
Die Signalverarbeitung kann durch die technischen Mittel bei der
Hälfte
der Arbeitsgeschwindigkeit ausgeführt werden. Es sei bemerkt, dass
die für
die Signalverarbeitung erforderliche Speicherkapazität im Wesentlichen
die gleiche wie bei einer Reihe ist.
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Weiterhin
ist die Ausgangsseite der Skaliereinheit mit einer Bildverbesserungseinheit
versehen, die eine Verarbeitung zur Verbesserung der Bildqualität, wie eine
Farbraumumwandlung, eine invertierte Gammaumwandlung oder dergleichen
an dem Bildsignal ausführt,
das der Formatumwandlungs-Signalverarbeitung unterzogen wurde. Bei
der herkömmlichen
Technologie ist eine Genauigkeit von im Wesentlichen 10 Bits je
Bildelement für
eine Ausgabe der Verarbeitung zur Verbesserung der Bildqualität erforderlich,
und es ist daher notwendig, die Genauigkeit von 10 Bits je Bildelement
bei der Signalverarbeitung bei und nach der Bildqualitätsverbesserung zu
verwenden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Prozess der Verbesserung der Bildqualität nach dem
Beenden der Formatumwandlungs-Signalverarbeitung ausgeführt, und
es kann daher eine jeweilige Signalverarbeitung nach der Formatumwandlung
mit normaler Genauigkeit von 8 Bits je Bildelement ausgeführt werden,
so dass die Kapazitäten von
Speichern und der Schaltungsumfang reduziert werden können.
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Diese
und andere Aufgaben und viele der mit der Erfindung verbundenen
Vorteile werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung zusammen
mit der anliegenden Zeichnung besser verständlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Umwandeln des Formats von
Bildsignalen gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 ist
ein Blockdiagramm eines IP-Wandlers 1 aus 1,
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3A ist
ein Blockdiagramm eines Mehrfach-Abtastwandlers 3 aus 1,
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3B ist
eine erklärende
Ansicht der Arbeitsweise des Mehrfach-Abtastwandlers 3 aus 1,
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4A ist
ein Blockdiagramm einer Horizontal-Skaliereinheit 5 aus 1,
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4B ist
eine erklärende
Ansicht der Arbeitsweise der Horizontal-Skaliereinheit 5,
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5A ist
ein Blockdiagramm einer Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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5B ist
eine erklärende
Ansicht der Arbeitsweise der Vertikal-Skaliereinheit 6,
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6A zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers im Fall einer Vertikal-Kompressionsverarbeitung
der Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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6B zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers im Fall einer Vertikal-Expansionsverarbeitung der
Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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6C zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers im Fall einer PAL-100-Hz-Verarbeitung
der Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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6D zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers im Fall einer NTSC-PAL-100-Hz-Verarbeitung der
Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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6E zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers im Fall einer PAL-NTSC-Umwandlungsverarbeitung
der Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1,
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7 ist
ein Blockdiagramm einer Bildverbesserungseinheit 8 aus 1,
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8 zeigt
eine Ausführungsform
eines TV-Empfängers,
wobei eine Schaltung zum Umwandeln des Formats von Bildsignalen
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird,
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9 ist
ein Blockdiagramm einer weiteren Schaltung zum Umwandeln des Formats
von Bildsignalen,
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10A ist ein Blockdiagramm einer Zweikanal-Unterteilungseinheit 53 aus 9,
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10B ist eine erklärende Ansicht der Arbeitsweise
der Zweikanal-Unterteilungseinheit 53 aus 9,
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11A ist ein Blockdiagramm einer Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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11B ist eine erklärende Ansicht der Arbeitsweise
der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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12A zeigt die Arbeitsweise eines Speichers im
Fall einer Vertikal-Kompressionsverarbeitung der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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12B zeigt die Arbeitsweise eines Speichers im
Fall der Vertikal-Expansionsverarbeitung der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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12C zeigt die Arbeitsweise eines Speichers im
Fall einer PAL-100-Hz-Verarbeitung der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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12D zeigt die Arbeitsweise eines Speichers im
Fall einer NTSC-PAL-100-Hz-Verarbeitung der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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12E zeigt die Arbeitsweise eines Speichers im
Fall einer PAL-NTSC-Umwandlungsverarbeitung der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9,
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13 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
einer Schaltung zum Umwandeln des Formats von Bildsignalen gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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14 ist
ein Blockdiagramm einer Mehrfachverarbeitungseinheit 66 aus 13,
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15A zeigt die Arbeitsweise der Mehrfachverarbeitungseinheit 66 aus 13 mit
Doppelfenstern,
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15B zeigt die Arbeitsweise der Mehrfachverarbeitungseinheit 66 aus 13 bei
einer PIP-Anzeige,
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16A zeigt eine Signalverarbeitung an der Horizontal-
und Vertikal-Skaliereinheit aus 13,
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16B zeigt die Vertikal-Synchronisierverarbeitung
der Horizontal- und Vertikal-Skaliereinheit aus 13,
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16C zeigt die Arbeitsweise eines Speichers bei
der Vertikal-Synchronisierverarbeitung an der Horizontal- und der
Vertikal-Skaliereinheit aus 13,
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17 ist
ein Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform einer Schaltung
zum Umwandeln des Formats von Bildsignalen gemäß der vorliegenden Erfindung,
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18 zeigt
die Signalverarbeitung an einer PIP-Anzeige bei einer Mehrfachverarbeitungseinheit 73 aus 17,
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19A zeigt ein Bild, bei dem das Format zu einer
horizontalen Kompression umgewandelt wird (Normalmodus),
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19B zeigt ein Bild, bei dem das Format in eine
vertikale Expansion umgewandelt wird (Kinomodus),
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19C zeigt ein Bild, bei dem das Format zu einer
glatten Aufweitung umgewandelt wird,
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19D zeigt ein Bild, bei dem das Format zusammengedrückt wird
(Vollmodus),
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19E zeigt ein Bild, bei dem das Format zu einer
flexiblen horizontalen und vertikalen Kompression umgewandelt wird,
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19F zeigt ein Bild, bei dem das Format zu einer
flexiblen horizontalen und vertikalen Expansion umgewandelt wird,
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20A zeigt eine Gleichung zur 4-3-Zeilenanzahlumwandlung
in 1,
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20B zeigt eine Gleichung zur 3-4-Zeilenanzahlumwandlung
in 1,
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20C zeigt eine Gleichung zur 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
in 1,
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20D zeigt eine Gleichung zur 5-6-Zeilenanzahlumwandlung
in 1,
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21 ist
eine erklärende
Ansicht der Signalverarbeitung bei einer 525/60/1:1-(Seitenverhältnis 16:9)-Anzeige,
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22 ist
eine erklärende
Ansicht der Signalverarbeitung bei einer 625/100/2:1-(Seitenverhältnis 16:9)-Anzeige und
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23 ist
eine erklärende
Ansicht der Signalverarbeitung bei einer 1125/60/2:1-(Seitenverhältnis 16:9)-Anzeige.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist
ein Blockdiagramm, in dem eine Signalverarbeitungsschaltung zur
Umwandlung des Formats von Bildsignalen gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt ist. Später
werden detaillierte Strukturen jeweiliger Blöcke anhand der Zeichnung erklärt, wobei
Bezugszahlen die Blöcke
bezeichnen.
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Ein
Bildeingangssignal S1 (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems
oder dergleichen) wird in einen IP-Wandler 1 und eine Wählstufe 4 eingegeben.
Der IP-Wandler 1, der einen ersten Wandler bildet, welcher
die erste Stufe des Abtastwandlers ist, bildet durch einen bewegungsadaptiven Prozess
oder eine bewegungskompensierende Interpolation in Bezug auf das
Bildeingangssignal der Zeilensprungabtastung ein Signal bei der
Zeilensprungabtastung übersprungener
Abtastzeilen und gibt ein bei der Zeilensprungabtastung übertragenes
Transmissions-Zeilenabtastsignal SM und ein durch die vorstehend
beschriebene Interpolation gebildetes Interpolations-Zeilenabtastsignal
SI aus. Ein Mehrfach-Abtastwandler 3, der die letzte Stufe
des Abtastwandlers bildet, führt
eine Signalverarbeitung einer Kompression der Zeitachse um 1/2 in
horizontaler Richtung und eine Zeitmultiplexierung in Bezug auf das
Signal SM bzw. SI aus und gibt ein progressives Bildabtastsignal
SP aus. Demgemäß besteht
der Abtastwandler aus dem IP-Wandler 1 und dem Mehrfach-Abtastwandler 3.
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Eine
Wählstufe 4 besteht
aus einer Schaltstufe zum Auswählen
des Signals SP, wenn das Bildeingangssignal S1 das vorliegende Fernsehsignal
(nachstehend als TV-Signal abgekürzt)
der Zeilensprungabtastung ist, und des Bildeingangssignals S1, wenn
das Bildeingangssignal S1 ein EDTV-Signal, ein Personalcomputer-Bildsignal
oder ein progressives HDTV-Abtastsignal ist, und zur Ausgabe des
Signals S1 oder des Signals SP als ein Signal S2.
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Die
Horizontal-Skaliereinheit 5 nimmt das von der Wählstufe 4 ausgegebene
progressive Bildabtastsignal S2 entgegen, führt eine Signalverarbeitung
zum Umwandeln von K Bildelementen in L Bildelemente in Bezug auf
die horizontale Richtung des Bilds aus (nachstehend als horizontale
K-L-Umwandlung abgekürzt) und
führt eine
horizontale Expansion (K < L)
oder eine horizontale Kompression (K > L) aus und gibt ein umgewandeltes Signal
S3 aus. Eine Vertikal-Skaliereinheit 6 führt eine
Signalverarbeitung zum Umwandeln von K Abtastzeilen in L Abtastzeilen
in Bezug auf die vertikale Richtung des Bilds aus (nachstehend als
vertikale K-L-Umwandlung
abgekürzt)
und führt
eine vertikale Expansion (K < L)
oder vertikale Kompression (K > L)
aus. Weiterhin werden abhängig
von den Eingangssignalen S1 auch eine Systemumwandlung (beispielsweise
eine Systemumwandlung zwischen dem PAL- und dem NTSC-System), eine
Synchronisations-Signalverarbeitung und eine PAL-100-Hz-Signalverarbeitung,
wenn die Feldfrequenz der Anzeige 100 Hz beträgt, ausgeführt. Überdies wird ein Bildsignal
S4, dessen Format umgewandelt ist, ausgegeben. Weiterhin ist es
angesichts der vereinfachenden Signalverarbeitung bevorzugt, die
Horizontal-Skaliereinheit 5 auf der Eingangsseite der Vertikal-Skaliereinheit 6 bereitzustellen,
wenn eine horizontale Kompression (K > L) ausgeführt wird, und die Horizontal-Skaliereinheit 5 auf
der Ausgangsseite der Vertikal-Skaliereinheit 6 bereitzustellen,
wenn die horizontale Expansion (K < L)
ausgeführt
wird.
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Eine
Bildverbesserungsstufe 8 nimmt das von der Vertikal-Skaliereinheit 6,
die die letzte Stufe der Formatumwandlung ist, ausgegebene Bildsignal S4
entgegen, führt
eine Signalverarbeitung zur Bildverbesserung, wie eine Schwarz-Streckung,
eine Weiß-Streckung
von Luminanzsignalen oder dergleichen, eine Farbraumumwandlung und
dergleichen aus und wandelt sie in RGB-Signale von drei Primärfarben
um. Weiterhin wird die Signalverarbeitung der invertierten Gamma-Umwandlung ausgeführt, wenn eine
lineare Anzeige vorhanden ist. Weiterhin wird ein Bildsignal S5
der drei Primärfarben
ausgegeben. Es kann eine herkömmliche
Einheit für
die Bildverbesserungsstufe 8 verwendet werden.
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Eine
Multiplexeinheit 9 führt
eine Signalverarbeitung zum Multiplexen eines anderen Bildsignals S7
der drei Primärfarben
aus, um mehrere Bilder (beispielsweise Doppelfenster, eine PIP-Anzeige, Mehrfachfenster
oder dergleichen) in Bezug auf das Signal S5 anzuzeigen. Überdies
wird ein Bildsignal S6 in Übereinstimmung
mit einem Anzeigeformat ausgegeben. Eine Mikroprozessoreinheit 10 legt
Signalverarbeitungsparameter auf der Grundlage eines Bildformatsignals
SPI fest (Informationen in der Art der Bildeingangssignale S1, des
Anzeigeformats, des Bildanzeigemodus und dergleichen) und steuert die
jeweiligen Blöcke 1, 3, 4, 5, 6, 8 und 9.
Das Bildformatsignal SPI wird anhand einer Rahmennummer, eines Synchronisationssignals
und dergleichen des Bildeingangssignals S1 von der Bildausgabevorrichtung
an einem Detektor 0 automatisch erfasst. Das Bildformatsignal
SPI kann natürlich
von Hand erzeugt werden.
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Eine
Steuereinheit 11 bildet ein Synchronisationssignal, ein
Steuersignal, ein Taktsignal und dergleichen, die für die Signalverarbeitung
an den jeweiligen Blöcken
erforderlich sind, und führt
sie den jeweiligen Blöcken
zu. Überdies
werden Informationen SD, die für
die Synchronisierverarbeitung in mehreren Fenstern erforderlich
sind, ausgegeben. Das heißt,
dass eine Steuereinheit zum allgemeinen Steuern der jeweiligen Blöcke aus
der Mikroprozessoreinheit 10 und der Steuereinheit 11 besteht.
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Nachstehend
wird der Aufbau der wesentlichen Blöcke mit Bezug auf 1 erklärt.
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2 ist
eine Ansicht eines Beispiels des Aufbaus des IP-Wandlers 1 und
eines Speichers 2 aus 1. Es wird
eine bewegungsadaptierende Interpolation ausgeführt. Die Schaltung gleicht
im Wesentlichen einer herkömmlichen
bekannten Schaltung.
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Ein
Teil des Luminanzsignals S1(Y) des Bildeingangssignals S1 wird als
ein Luminanzsignal SM(Y) des Transmissions-Zeilenabtastsignals SM ausgegeben. Überdies
wird ein für
ein bewegtes Bild geeignetes Interpolationssignal durch Addieren
eines an einer 1H-Verzögerungseinheit
12 um eine Periode von 1H verzögerten
Signals (die Bezeichnung H gibt eine Periode einer horizontalen
Abtastzeile an, die in der folgenden Erklärung gleich bleibt) an einem
Addierer 13 und Multiplizieren eines Koeffizientenwerts 1/2
an einer Koeffizientenprodukteinheit 14 gebildet.
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Weiterhin
wird ein für
ein stationäres
Bild geeignetes Interpolationssignal durch ein um eine Feldperiode
verzögertes
Signal an einem Feldspeicher FD1 im Speicher 2 gebildet.
Weiterhin wird ein durch Verzögern
des Signals um eine Feldperiode an einem anderen Feldspeicher FD2
gebildetes Signal an einem Subtrahierer 17 subtrahiert,
wodurch ein Differenzsignal an einem Intervall von einem Rahmen
erfasst wird. Eine Bewegungskoeffizienten-Festlegungseinheit 18 legt
einen Bewegungsinformationskoeffizienten mit einem Wert von 0 bis
1 entsprechend einem Absolutwert des Differenzsignals, d.h. dem
Bewegungsbetrag des Bilds, fest. Eine Maximums-Auswahleinheit 19 legt einen
endgültigen
Bewegungskoeffizienten K fest, wobei auch Bewegungsinformationen
des vorhergehenden Felds verwendet werden, um das Verpassen einer
Bewegungserfassung zu verhindern. Das heißt, dass ein Maximalwert zwischen
einem Bewegungssignal des vorhergehenden Felds, das durch Verzögern eines Signals
an einem Feldspeicher FD3, welches an einer Koeffizientenprodukteinheit 20 mit
einem Koeffizienten α (0 < α < 1) multipliziert
wird, gebildet wird, und dem Bewegungsinformationskoeffizienten
erfasst wird und der Maximalwert als der endgültige Bewegungskoeffizient
K (0 ≤ K ≤ 1, stationär: K = 0)
ausgegeben wird. Demgemäß bildet
die Maximums-Auswahleinheit 19 einen Bewegungsdetektor.
Koeffizientenprodukteinheiten 15 multiplizieren das für bewegte
Bilder geeignete Interpolationssignal und das für stehende Bilder geeignete
Interpolationssignal mit Koeffizienten K bzw. 1 – K, und ein Addierer 16 bildet durch
Addieren der beiden multiplizierten Signale ein Luminanzsignal SI(Y)
des Interpolations-Zeilenabtastsignals SI.
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In
Bezug auf das Farbdifferenzsignal S1(C) des Bildeingangssignals
S1 werden Interpolationssignale durch Intrafeld-Interpolation gebildet.
Das heißt,
dass das Signal S1(C) als ein Farbdifferenzsignal SM(C) des Transmissions-Zeilenabtastsignals SM
ausgegeben wird und ein Farbdifferenzsignal SI(C) des Interpolations-Zeilenabtastsignals
SI durch Addieren eines um eine Zeilenperiode in einer 1H-Verzögerungseinheit 12 verzögerten Signals
zum Farbdifferenzsignal S1(C) an einem Addierer 13 und Multiplizieren
des vom Addierer ausgegebenen Signals mit einem Koeffizientenwert
von 1/2 an einer Koeffizientenprodukteinheit 14 gebildet
wird.
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Es
sei bemerkt, dass die Bandbreite von jedem der zwei das in den vorstehend
beschriebenen IP-Wandler 1 und die Wählstufe 4 eingegebene
Farbdifferenzsignal S1(C) enthaltenden Farbdifferenzsignale u und
v die Hälfte
der Bandbreite des Luminanzsignals S1(Y) ist. Wenn daher das Bildeingangssignal
S1 dem 4:2:2-System angehört,
werden zum Verarbeiten der beiden Signale u und v zwei Schaltungssätze mit
einer Bandbreite von nahezu der Hälfte der Bandbreite des Luminanzsignals
S1(Y) bereitgestellt. Beispielsweise hat die Schaltung des vorstehend
beschriebenen IP-Wandlers 1 einen solchen Aufbau. Die Schaltung
für das
Farbdifferenzsignal S1(C) ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern
es kann ein Schaltungssatz unter Verwendung einer Farbsignal-Multiplexeinheit
bereitgestellt werden, die die beiden Signale u und v zu einem Zeitmultiplex-Farbsignal
multiplexiert. In diesem Fall wird die Bandbreite des Zeitmultiplex-Farbsignals
doppelt so groß und nahezu
gleich der Bandbreite des Luminanzsignals S1(Y). Daher bildet die
Schaltung für
die Verarbeitung des Zeitmultiplex-Farbsignals einen Schaltungssatz,
der nahezu die gleiche Bandbreite wie das Luminanzsignal S1(Y) aufweist.
Daher kann die Schaltung für
das Verarbeiten des Zeitmultiplex-Farbsignals durch Verringern der
Anzahl der Schaltungen vereinfacht werden. Das von der Farbsignal-Multiplexeinheit
ausgegebene Zeitmultiplex-Farbsignal wird in den IP-Wandler 1 und
die Wählstufe 4 eingegeben.
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Die 3A und 3B zeigen
den Aufbau eines Mehrfach-Abtastwandlers 3 aus 1 bzw. eine
Ansicht zum Erklären
der Funktion eines Zeilenspeichers 21 aus 3A.
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Die
Signale SM(Y) und SM(C) des Transmissions-Zeilenabtastsignals SM
werden in jeweiligen Zeilenspeichern 21-1 gespeichert,
und die Signale SI(Y) und SI(C) des Interpolations-Zeilenabtastsignals
SI werden für
eine Zeilenperiode bei einer Betriebsgeschwindigkeit der Zeilensprungabtastung durch
einen in 3B dargestellten Schreibvorgang (nachstehend
als WT-Vorgang abgekürzt)
in den jeweiligen Zeilenspeichern 21-2 gespeichert.
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Bei
einem Lesevorgang (nachstehend als RD-Vorgang abgekürzt) aus
den Zeilenspeichern werden die Zeilenspeicher 21-1 und 21-2 aufeinander
folgend bei der Betriebsgeschwindigkeit des fortschreitenden Abtastens
abwechselnd in einer Zeilenperiode (1/2fH) (die Hälfte des
Zeitraums der Zeilensprungabtastung) gelesen. Überdies werden die Signale
von den Zeilenspeichern 21-1, 21-2 zeitlich sequenziell
an einer Multiplexeinheit 22 multiplexiert, und ein Luminanzsignal
SP(Y) und ein Farbdifferenzsignal SP(C) des Signals SP des fortschreitenden Abtastens
werden als Ausgaben davon bereitgestellt.
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Die 4A und 4B zeigen
den Aufbau der Horizontal-Skaliereinheit 5 aus 1 bzw.
Signalverarbeitungsparameter zum Ausführen einer selektiven Steuerung
von Schaltern bei verschiedenen Signalverarbeitungen.
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Bei
der Signalverarbeitung einer Kompression in horizontaler Richtung
(nachstehend als horizontale Kompression abgekürzt) werden Ausgangsleitungen
der Schalter 24(SW1), 28(SW2) und 31(SW4)
mit Klemmen "a" verbunden und eine
Ausgangsleitung eines Schalters 30(SW3) mit einer Klemme "b" verbunden. Ein Luminanzsignal S2(Y) des
Signals S2 der fortschreitenden Abtastung wird durch die Tiefpass-Frequenzkennlinie
eines Horizontal-LPFs 23 einer Bandbeschränkung unterzogen, um
horizontale Hochfrequenzkomponenten zu entfernen, die ein Aliasing-Rauschen
bei der Kompressionsverarbeitung bilden. Als nächstes wird ein linearer Interpolationsprozess
bei der horizontalen K-L-Umwandlung (K > L) von Bildelementen an einer Rechenstufe
ausgeführt,
die aus einer Bildelement-Verzögerungseinheit 25,
Koeffizientenprodukteinheiten 26 und einem Addierer 27 besteht.
Das heißt,
dass ein Eingangssignal in die Verzögerungseinheit 25 und
ein durch das Verzögerungselement 25 um
ein Bildelement verzögertes
Signal jeweils an den Koeffizientenprodukteinheiten 26 mit
Koeffizientenwerten β und
1 – β (1 > β ≥ 0) multipliziert werden und
beide am Addierer 27 addiert werden, wodurch ein Signal
von L Bildelementen bereitgestellt wird, die durch die horizontale
K-L-Umwandlung aus K Bildelementen gebildet wurden. Überdies
werden die Koeffizientenwerte β und
1 – β an den jeweiligen
Bildelementen mit K Bildelementen als eine Periode geändert. Das
Signal von L Bildelementen wird durch einen intermittierenden WT-Vorgang
in einem 1H-Speicher 29 gespeichert. Überdies
wird ein Signal vom Speicher 29 durch einen RD-Vorgang
fortlaufend gelesen. Ein Signal S3(Y) des Signals S3, das einer
horizontalen Kompression um einen Multiplikationsfaktor L/K unterzogen
wurde, wird vom Schalter 31 als Ausgabe bereitgestellt.
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Bei
der Signalverarbeitung einer Expansion in horizontaler Richtung
(nachstehend als horizontale Expansion abgekürzt) werden die Ausgangsleitungen
der Schalter 24(SW1) und 28(SW2) mit Klemmen "b" verbunden und werden die Ausgangsleitungen
der Schalter 30(SW3) und 31(SW4) mit Klemmen "a" verbunden. Das Luminanzsignal S2(Y)
der fortschreitenden Abtastung wird durch einen WT-Vorgang fortlaufend
im 1H-Speicher 29 gespeichert. Weiterhin wird ein wiederholter
RD-Vorgang in Periodenabschnitten ausgeführt und wird ein Signal von
K Bildelementen in einer Periode von L Bildelementen gelesen. Der
lineare Interpolationsprozess der K-L-Umwandlung (K < L) wird durch die
Rechenstufe ausgeführt,
die aus der Einheit 25 zur Verzögerung um ein Bildelement,
den Koeffizientenprodukteinheiten 26 und dem Addierer 27 besteht.
Das heißt,
dass ein in die Verzögerungseinheit 25 eingegebenes
Eingangssignal und ein an der Verzögerungseinheit 25 um
ein Bildelement verzögertes
Signal an den Koeffizientenprodukteinheiten 26 mit den
Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert
werden und dass beide am Addierer 27 addiert werden, wodurch
ein von K Bildelementen durch K-L-Umwandlung gebildetes Signal von L Bildelementen
bereitgestellt wird. Es sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β und 1 – β an den jeweiligen
Bildelementen mit L Bildelementen als eine Periode geändert werden.
Ein Signal S3(Y) des Signals S3, das einer horizontalen Expansion
um einen Multiplikationsfaktor von L/K unterzogen wurde, wird als
die Ausgabe vom Schalter 31(SW4) bereitgestellt. Weiterhin
ist es, wie vorstehend erwähnt wurde,
in Bezug auf die Signalverarbeitung der horizontalen Expansion bevorzugt,
die Horizontal-Skaliereinheit 5 auf der Ausgangsseite der
Vertikal-Skaliereinheit 6 bereitzustellen.
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Eine
Durchgangsverarbeitung wird ausgeführt, wenn eine horizontale
Kompression oder Expansion nicht erforderlich ist, wobei der Schalter 31 mit
der Klemme "b" verbunden ist und
das Eingangssignal S2(Y) am Ausgang des Schalters 31 als
ein Signal S3(Y) des Signals S3 bereitgestellt wird, das nicht der
Kompressions- oder Expansionsverarbeitung unterzogen wurde.
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Weiterhin
wird in Bezug auf ein Farbdifferenzsignal S2 (C) des Signals S2
des fortschreitenden Abtastens eine Signalverarbeitung mit dem gleichen
Aufbau wie im Fall des Luminanzsignals S2(Y) ausgeführt, wodurch
ein Farbdifferenzsignal S3(C) des Signals S3 bereitgestellt wird,
das einer horizontalen Kompression, einer horizontalen Expansion oder
einer Durchgabe unterzogen wurde.
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Die 5A und 5B zeigen
den Aufbau der Vertikal-Skaliereinheit 6 aus 1 und
Signalverarbeitungsparameter zur selektiven Steuerung von Schaltern
bei verschiedenen Signalverarbeitungen. Bei der Signalverarbeitung
der Kompression in vertikaler Richtung (nachstehend als vertikale
Kompression abgekürzt)
sind die Ausgangsleitungen der Schalter 33(SW1), 37(SW2)
und 39(SW4) an Klemmen "a" angeschlossen und
ist eine Ausgangsleitung des Schalters 38(SW3) an eine
Klemme "b" abgeschlossen. Das
Luminanzsignal S3(Y) des Bildsignals der fortschreitenden Abtastung
wird an einem vertikalen LPF 32 einer Bandbeschränkung durch
die Tiefpass-Frequenzkennlinie unterzogen, um vertikale Hochfrequenzkomponenten
zu entfernen, die ein Aliasing-Rauschen bei der Kompressionsverarbeitung
erzeugen. Der lineare Interpolationsprozess der vertikalen K-L-Umwandlung
(K > L) von Zeilen
wird durch eine Rechenstufe ausgeführt, die aus einem Element 34 zur
Verzögerung
um eine Zeile, Koeffizientenprodukteinheiten 35 und einem
Addierer 36 besteht. Das heißt, dass ein in die Speichereinheit 34 eingegebenes
Signal und ein an der Speichereinheit 34 um eine Zeile
verzögertes
Signal an den Koeffizientenprodukteinheiten 35 mit Koeffizientenwerten β und 1 – β multipliziert
werden und beide am Addierer 36 addiert werden, wodurch
als Ausgabe ein Signal von L Zeilen bereitgestellt wird, die durch
vertikale K-L-Umwandlung aus K Zeilen gebildet wurden. Es sei bemerkt,
dass die Koeffizientenwerte β und
1 – β an den jeweiligen
Zeilen mit K Zeilen als Periode geändert werden.
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Wie
in 6A dargestellt ist, werden an einem Speicher M – 1 in einem
Speicher 7 ein WT-Vorgang und ein RD-Vorgang mit einer
Feldperiode als Periode ausgeführt.
Beim WT-Vorgang wird das durch vertikale K-L-Umwandlung gebildete
Signal intermittierend geschrieben und gespeichert. Dagegen wird
beim RD-Vorgang ein Signal aus dem Speicher M – 1 fortlaufend von einem um
(1 – L/K)
Feldperioden verzögerten
Zeitpunkt gelesen. Demgemäß wird ein
Signal S4(Y) des Signals S4, das einer vertikalen Kompression um
einen Multiplikationsfaktor von L/K unterzogen wurde, als Ausgabe
vom Schalter 39(SW4) bereitgestellt. Als Speicherkapazität zur Signalverarbeitung
der vorstehend beschriebenen vertikalen Kompression ist eine Kapazität von (1 – L/K) Feldperioden
ausreichend.
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Bei
der Signalverarbeitung der Expansion in vertikaler Richtung (nachstehend
als vertikale Expansion abgekürzt)
werden die Ausgangsleitungen der Schalter 33(SW1) und 37(SW2)
an die Klemmen "b" angeschlossen und
die Ausgangsleitungen der Schalter 38(SW3) bzw. 39(SW4)
an die Klemmen "a" angeschlossen. Im
Speicher M – 1
werden ein WT-Vorgang und ein RD-Vorgang mit einer Feldperiode als
eine Periode ausgeführt,
wie in 6B dargestellt ist. Das Luminanzsignal
S3(Y) des fortschreitenden Abtastens wird beim WT-Vorgang fortlaufend gespeichert.
Dagegen wird ein wiederholter RD-Vorgang an Abschnitten der Periode
ausgeführt
und wird ein Signal von L Zeilen in einer Periode von K Zeilen gelesen.
Als nächstes
wird ein linearer Interpolationsprozess einer vertikalen L-K-Umwandlung (L < K) von Zeilen von
der Rechenstufe ausgeführt,
die aus dem Element 34 zur Verzögerung um eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 35 und
dem Addierer 36 besteht. Das heißt, dass ein in die Speichereinheit 34 eingegebenes
Signal und ein an der Speichereinheit 34 um eine Zeile
verzögertes
Signal an den Koeffizientenprodukteinheiten 35 mit den
Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert
werden und beide am Addierer 36 addiert werden, wodurch
ein Signal von K Zeilen, die durch L-K-Umwandlung von L Zeilen gebildet
wurden, als Ausgabe bereitgestellt wird. Es sei bemerkt, dass die
Koeffizientenwerte β und
1 – β an den jeweiligen
Zeilen mit K Zeilen als Periode geändert werden. Demgemäß wird ein
Signal S4(Y) des Signals S4, das einer vertikalen Expansion um einen Multiplikationsfaktor
K/L unterzogen wurde, vom Schalter 39(SW4) als Ausgabe
bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die Signalverarbeitung der
vorstehend beschriebenen vertikalen Expansion ist eine Kapazität von (1 – L/K) einer
Feldperiode ausreichend.
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Eine
PAL-100-Hz-Signalverarbeitung dient dem Umwandeln eines Signals
mit einer Feldfrequenz von 50 Hz in ein Zeilensprungabtastsignal
von 100 Hz (nachstehend als 625/100/2:1 abgekürzt), um ein Flackern des in
eine fortschreitende Abtastung umgewandelten PAL-Fernsehsystems
zu entfernen (nachstehend als 625/50/1:1 abgekürzt). Die Verarbeitung wird
durch Anschließen
der Ausgangsleitungen der Schalter 37(SW2) und 38(SW3)
an die Klemmen "b" und Anschließen der
Ausgangsleitung des Schalters 39(SW4) an die Klemme "a" verwirklicht. Im Speicher M – 1 werden
ein WT-Vorgang und
ein RD-Vorgang, wie in 6C dargestellt ist, ausgeführt. Das
Luminanzsignal S3(Y) des PAL-Signals des fortschreitenden Abtastens
wird fortlaufend vom WT-Vorgang mit einer Feldperiode als Periode
gespeichert. Dagegen wird beim RD-Vorgang ein Signal in der Reihenfolge
eines Signals ungeradzahliger Abtastzeilen der fortschreitenden
Abtastung (in 6C mit O–0 bezeichnet) und eines Signals
geradzahliger Abtastzeilen (in 6C mit
O–E bezeichnet)
von dem um eine halbe Feldperiode verzögerten Zeitpunkt aus dem Speicher
M – 1
gelesen. Demgemäß wird ein
Signal S4(Y) des Signals S4 von PAL 100 Hz als Ausgabe vom Schalter 39(SW4)
bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend beschriebene
PAL-100-Hz-Signalverarbeitung ist die Kapazität einer halben Feldperiode
ausreichend.
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Bei
der NTSC-PAL-100-Hz-Signalverarbeitung wird ein in eine fortschreitende
Abtastung umgewandeltes NTSC-Signal (nachstehend als 525/60/1:1 abgekürzt) in
ein Signal des 625/100/2:1-Systems umgewandelt. Die Verarbeitung
wird durch Verbinden der Ausgangsleitungen der Schalter 33(SW1) und 37(SW2)
mit den Klemmen "b", der Ausgangsleitung
des Schalters 38(SW3) mit einer Klemme "c" und
der Ausgangsleitung des Schalters 39(SW4) mit der Klemme "a" verwirklicht. Wie in 6D dargestellt
ist, werden die Luminanzsignale S3(Y) des NTSC-Signals der fortschreitenden
Abtastung durch einen WT-Vorgang mit einer NTSC-Feldperiode als
Periode fortlaufend im Speicher M – 1 gespeichert. Dagegen wird
ein wiederholter RD-Vorgang an Abschnitten einer PAL-Feldperiode
ausgeführt,
wodurch ein 5 Zeilen entsprechendes Signal in einem 6 Zeilen entsprechenden
Zeitraum gelesen wird.
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Als
nächstes
wird eine vertikale Expansion durch einen linearen Interpolationsprozess
einer 5-6-Zeilenanzahlumwandlung von der Rechenstufe ausgeführt, die
aus der Speichereinheit 34 für eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 35 und
dem Addierer 36 besteht. Das heißt, dass ein in die Speichereinheit 34 eingegebenes
Signal und ein um eine Zeile an der Speichereinheit 34 verzögertes Signal an
den Koeffizientenprodukteinheiten 35 mit den Koeffizientenwerten β und 1 – β multipliziert
werden und beide am Addierer 36 addiert werden, um dadurch ein
Signal von 6 Zeilen, die durch 5-6-Zeilenanzahlumwandlung aus 5
Zeilen gebildet wurden, als Ausgabe bereitzustellen. Es sei bemerkt,
dass die Koeffizientenwerte β und
1 – β an den jeweiligen
Zeilen mit 6 Zeilen als Periode geändert werden. An einem Speicher
M – 2
des Speichers 7 wird das vom Addierer 36 ausgegebene
und dem Speicher M – 2
zugeführte
Signal vom WT-Vorgang mit einer PAL-Feldperiode fortlaufend gespeichert.
Dagegen wird beim RD-Vorgang ein vom Speicher M – 2 ausgegebenes Signal in
der Reihenfolge eines Signals ungeradzahliger Abtastzeilen (O–0 in 6D)
und eines Signals geradzahliger Abtastzeilen (O–E in 6D) von
dem um eine halbe Feldperiode verzögerten Zeitpunkt gelesen. Demgemäß wird ein
Signal S4(Y) des Signals S4 von NTSC-PAL 100 Hz vom Schalter 39(SW4)
als Ausgabe bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend beschriebene
NTSC-PAL-100-Hz-Signalverarbeitung
ist eine Kapazität
von einer Feldperiode für
die NTSC-PAL-Umwandlung und einer halben Feldperiode für die Mehrfach-Feldabtastwandlung ausreichend.
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Bei
der Signalverarbeitung der PAL-NTSC-Umwandlung wird ein Signal des
625/50/1:1-Systems in ein Signal des 525/60/1:1-Systems umgewandelt,
in dem die Ausgangsleitungen der Schalter 33(SW1) und 37(SW2)
an die Klemmen "a" angeschlossen sind,
die Ausgangsleitung des Schalters 38(SW3) an die Klemme "b" angeschlossen ist und die Ausgangsleitung
des Schalters 39(SW4) an die Klemme "a" angeschlossen
ist. Das Luminanzsignal S3(Y) des PAL-Systems der fortschreitenden
Abtastung wird einer Bandbeschränkung
durch die Tiefpass-Frequenzkennlinie
des vertikalen LPFs 32 unterzogen. Als nächstes wird
eine vertikale Kompression durch den linearen Interpolationsprozess
der 6-5-Zeilenanzahlumwandlung durch die Rechenstufe ausgeführt, die
aus der Speichereinheit 34 für eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 35 und
dem Addierer 36 besteht. Das heißt, dass ein in die Speichereinheit 34 eingegebenes
Signal und ein an der Speichereinheit 34 um eine Zeile
verzögertes
Signal an den Koeffizientenprodukteinheiten 35 mit den
Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert
werden und beide am Addierer 36 addiert werden, wodurch
ein Signal von 5 Zeilen, das durch die 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
aus 6 Zeilen gebildet wurde, als Ausgabe bereitgestellt wird. Es
sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β und 1 – β für die jeweiligen Zeilen mit 6
Zeilen als Periode geändert
werden. Wie in 6E dargestellt ist, wird am
Speicher M – 1
ein durch die 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
gebildetes Signal durch den WT-Vorgang mit einer PAL-Feldperiode
intermittierend geschrieben und gespeichert. Dagegen wird ein vom
Speicher M – 1
ausgegebenes Signal beim RD-Vorgang mit einer NTSC-Feldperiode gelesen.
Demgemäß wird ein
Signal S4 (Y) des Signals S4, das der PAL-NTSC-Umwandlung unterzogen wurde, als
Ausgabe vom Schalter 39(SW4) bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die Signalverarbeitung
der vorstehend beschriebenen PAL-NTSC-Umwandlung ist eine Kapazität einer
Feldperiode ausreichend.
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Die
Durchgangsverarbeitung wird ausgeführt, wenn eine vertikale Kompressions-
oder Expansionsverarbeitung nicht erforderlich ist, bei der die
Ausgangsleitung des Schalters 39(SW4) an die Klemme "b" angeschlossen ist und ein Signal S4(Y) des
Signals S4, das nicht der Kompressions- oder Expansionsverarbeitung
unterzogen wurde, vom Schalter 39 als Ausgabe bereitgestellt
wird.
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Weiterhin
wird in Bezug auf das Farbdifferenzsignal S3(C) des Bildsignals
der fortschreitenden Abtastung die Signalverarbeitung durch den
gleichen Aufbau wie beim Luminanzsignal ausgeführt, wodurch ein Signal S4
(C) des Signals S4 der vertikalen Kompression, der vertikalen Expansion,
der PAL-100-Hz-Umwandlung, der NTSC-PAL-100-Hz-Umwandlung, der PAL-NTSC-Umwandlung
oder der Durchgangsverarbeitung bereitgestellt wird. Es sei bemerkt,
dass die Parameter und die Koeffizienten der Signalverarbeitung
zum Ansteuern der Schalter in den 4A, 4B und 5A sowie 5B vom
Mikroprozessor aus 1 bereitgestellt werden. Das
Gleiche gilt für
andere nachstehend dargestellte Ausführungsformen.
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Wie
vorstehend beschrieben, können
bei der Vertikal-Skaliereinheit
verschiedene Signalverarbeitungen, die zur Formatumwandlung erforderlich
sind, mit einer sehr kleinen Speicherkapazität ausgeführt werden.
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Die 19A bis 19F zeigen
Bilder der Erläuterung
dienender Beispiele bei der Formatumwandlung eines Bildsignals.
In 19A ist ein Bild horizontal komprimiert, um ein
Bild mit einem Seitenverhältnis
von 4 : 3 auf einem Anzeigebildschirm mit einem Seitenverhältnis von
16 : 9 anzuzeigen, was als Normalmodus bezeichnet wird. In 19B wird ein Bild vertikal expandiert, um ein
Briefkastenbild auf einem Bildschirm mit einem Seitenverhältnis von
16 : 9 anzuzeigen, was als Kinomodus bezeichnet wird. In 19C werden der linke und der rechte Eckbereich eines
Bilds mit einem Seitenverhältnis
von 4 : 3 allmählich
expandiert und in einem Vollbildschirm mit einem Seitenverhältnis von
16 : 9 angezeigt, was als glatt und breit bezeichnet wird. In 19D wird ein Bild mit einem Seitenverhältnis von
4 : 3, das horizontal komprimiert ist, in einem Vollbildschirm mit
einem Seitenverhältnis
von 16 : 9 angezeigt, was als ein Vollmodus bezeichnet wird. In 19E wird ein Bild durch Komprimieren in horizontaler
und in vertikaler Richtung mit einer beliebigen Vergrößerung angezeigt.
Weiterhin wird in 19F ein Bild durch Expandieren
in horizontaler und in vertikaler Richtung mit einer beliebigen
Vergrößerung angezeigt
(als Zoommodus bezeichnet).
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Die 20A bis 20D zeigen
Gleichungen einer repräsentativen
Verarbeitung zur K-L-Umwandlung, die bei der Signalverarbeitung
zur Formatumwandlung verwendet werden.
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Die
4-3-Umwandlung aus 20A wird im Normalmodus verwendet.
Eine in 20A dargestellte Matrix gibt
eine entsprechende Beziehung zwischen 4 Punkten von Eingangsreihen
X1, X2, X3 und X4 und 3 Punkten von Ausgangsreihen Y1, Y2 und Y3
an. Daher werden in der vorstehend beschriebenen Rechenstufe die
Koeffizientenwerte (β,
1 – β) in (1,
0), (2/3, 1/3), (1/3, 2/3) geändert,
wodurch die Ausgangsreihe gebildet wird. Die 3-4-Umwandlung aus 20b wird im Kinomodus verwendet. Eine Matrix in 20B gibt eine entsprechende Beziehung zwischen
4 Punkten von Eingangsreihen X1, X2, X3 und X4 (es sei bemerkt,
dass X4 auch für
X1 der nächsten
Eingangsreihe verwendet wird) und 4 Punkten von Ausgangsreihen Y1,
Y2, Y3 und Y4 an. Daher werden in der vorstehend beschriebenen Rechenstufe
die Koeffizientenwerte (β,
1 – β) zu (0,
1), (1/4, 3/4), (2/4, 2/4), (3/4, 1/4) geändert, wodurch die Ausgangsreihe
gebildet wird. Weiterhin zeigt 20C ein
Beispiel einer bei der PAL-NTSC-Umwandlung
verwendeten 6-5-Umwandlung und 20D ein
Beispiel einer bei der NTSC-PAL-Umwandlung verwendeten 5-6-Umwandlung.
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21 zeigt
eine Signalverarbeitung am IP-Wandler 1, den Horizontal-
und Vertikal-Skaliereinheiten 5 und 6 mit einem
Anzeigeobjekt eines Bildsignals (526/60/1:1) und einem Seitenverhältnis von 16
: 9. In 21 stellt die Kreismarkierung
bei der IP-Umwandlung einen Vorgang zur Ausführung einer IP-Umwandlung dar.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
NTSC-System) wird eine Formatumwandlung in Übereinstimmung mit verschiedenen
Anzeigemodi an dem zur fortschreitenden Abtastung am IP-Wandler 1 umgewandelten
Signal ausgeführt.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/1:1-Systems (entsprechend dem EDTV-System)
wird die IP-Umwandlung nicht ausgeführt, weil entsprechend den
Anzeigemodi die fortschreitende Abtastung und Durchgangsverarbeitung
sowie die Expansion und die Kompression ausgeführt werden.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 1125/60/2:1-Systems (entsprechend HDTV) wird die 17-16-Umwandlung
an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt und wird das Eingangssignal
von der Zeilensprungabtastung zur fortschreitenden Abtastung umgewandelt.
Weiterhin werden die Expansions- und Kompressionsverarbeitung entsprechend
den Anzeigemodi ausgeführt.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 625/50/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
PAL-System) werden eine Rahmenratenumwandlung und 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt, um das am IP-Wandler 1 zur
fortschreitenden Abtastung umgewandelte Signal zu erhalten. Weiterhin
wird eine Formatumwandlung entsprechend verschiedenen Anzeigemodi
ausgeführt.
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Das
Eingangssignal S1 des PC-Systems (Personalcomputerbild) wird mit
60 Rahmen je Sekunde fortschreitend abgetastet, und die IP-Umwandlung
wird daher nicht ausgeführt,
und es wird eine Verarbeitung der Normalmodusanzeige an der Horizontal-Skaliereinheit 5 und
der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt. Das heißt, dass
im VGA-System (640 × 480)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung ausgeführt wird,
dass im SVGA-System (800 × 600)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung und eine vertikale 5-4-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
werden und dass im XGA-System (1024 × 768) eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung
und eine vertikale 8-5-Zeilenanzahlumwandlung ausgeführt werden.
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22 zeigt
die Signalverarbeitung am IP-Wandler 1 und den Horizontal-
und Vertikal-Skaliereinheiten 5 und 6 mit einem
Anzeigeobjekt von 625/100/2:1 und einem Seitenverhältnis von
16 : 9.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
NTSC-System) werden eine Rahmenratenumwandlung, eine 5-6-Zeilenanzahlumwandlung
und eine Mehrfach-Feldabtastumwandlung an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt, um
das am IP-Wandler 1 zur fortschreitenden Abtastung umgewandelte Signal
zu erhalten. Weiterhin wird eine Formatumwandlung in Übereinstimmung
mit verschiedenen Anzeigemodi ausgeführt.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/1:1-Systems (entsprechend dem EDTV-System)
wird die IP-Umwandlung nicht ausgeführt, weil eine fortschreitende
Abtastung und Rahmenratenumwandlung auftreten, und eine 5-6-Zeilenanzahlumwandlung
und Mehrfach-Feldabtastumwandlung an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt werden. Weiterhin
werden eine Durchgangsverarbeitung, eine Expansion und eine Kompression
entsprechend Anzeigemodi ausgeführt.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 1125/60/2:1-Systems (entsprechend HDTV) werden die
Rahmenratenumwandlung, die 15-16-Zeilenanzahlumwandlung und die
Mehrfach-Feldabtastumwandlung in der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt. Überdies
werden die Expansions- und Kompressionsverarbeitung in Übereinstimmung
mit Anzeigemodi ausgeführt.
-
In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 625/50/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
PAL-System) wird eine Mehrfach-Feldabtastumwandlung an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt, um
das am IP-Wandler 1 zur fortschreitenden Abtastung umgewandelte
Signal zu erhalten. Weiterhin wird eine Formatumwandlung in Übereinstimmung mit
verschiedenen Anzeigemodi ausgeführt.
-
Das
Eingangssignal des PC-Systems (Personalcomputerbild) wird mit 60
Rahmen je Sekunde fortschreitend abgetastet, und die IP-Umwandlung wird
daher nicht ausgeführt,
und es werden eine Rahmenratenumwandlung und eine Mehrfach-Feldabtastumwandlung
an der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt. Weiterhin wird eine Verarbeitung
zur Normalmodusanzeige ausgeführt.
Das heißt,
dass im VGA-System (640 × 480)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung und eine vertikale 5-6-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
werden, dass im SVGA-System
(800 × 600)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung ausgeführt wird
und dass im XGA-System (1024 × 768)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung und eine vertikale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
werden.
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23 zeigt
die Signalverarbeitung am IP-Wandler und den Horizontal- und Vertikal-Skaliereinheiten
mit einem Anzeigeobjekt von 1125/60/2:1 und einem Seitenverhältnis von
16 : 9.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
NTSC-System) wird eine verschiedenen Anzeigemodi entsprechende Formatumwandlung
an dem am IP-Wandler 1 in ein fortschreitendes Abtastsignal umgewandelten
Signal ausgeführt. Überdies
wird an der Vertikal-Skaliereinheit 6 auch eine 16-17-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt,
und das in die Einheit 6 eingegebene Signal wird in ein
Zeilensprungabtastsignal umgewandelt.
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In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 525/60/1:1-Systems (entsprechend dem EDTV-System)
wird die IP-Umwandlung nicht ausgeführt, weil eine fortschreitende
Abtastung und eine Durchgangs-, Expansions- und Kompressionsverarbeitung entsprechend
den Anzeigemodi ausgeführt
werden. Es sei bemerkt, dass an der Vertikal-Skaliereinheit 6 auch
eine 16-17-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
wird und dass das in die Einheit 6 eingegebene Signal in
ein Zeilensprungabtastsignal umgewandelt wird.
-
In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 1125/60/2:1-Systems (entsprechend HDTV) werden eine
Expansions- und Kompressionsverarbeitung entsprechend den Anzeigemodi
ausgeführt.
-
In
Bezug auf das Eingangssignal S1 des 625/50/2:1-Systems (entsprechend dem vorliegenden
PAL-System) werden an der Vertikal-Skaliereinheit 6 eine
Rahmenratenumwandlung und eine 16-15-Zeilenanzahlumwandlung zu dem
am IP-Wandler 1 in ein fortschreitendes Abtastsignal umgewandelten
Signal ausgeführt,
und das in die Einheit 6 eingegebene Signal wird in ein
Zeilensprungabtastsignal umgewandelt. Weiterhin wird eine verschiedenen
Anzeigemodi entsprechende Formatumwandlung ausgeführt.
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Das
Eingangssignal des PC-Systems (Personalcomputerbild) wird mit 60
Rahmen je Sekunde fortschreitend abgetastet, und die IP-Umwandlung wird
dementsprechend nicht ausgeführt,
und es wird eine Verarbeitung der Normalmodusanzeige an der Horizontal-Skaliereinheit 5 und
der Vertikal-Skaliereinheit 6 ausgeführt. Das heißt, dass
im VGA-System (640 × 480)
eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung und eine vertikale 16-17-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
werden, dass im SVGA-System (800 × 600) eine
horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung und eine vertikale 20-17-Zeilenanzahlumwandlung
ausgeführt
werden und dass im XGA-System (1024 × 768) eine horizontale 4-3-Zeilenanzahlumwandlung
und eine vertikale 32-21-Zeilenanzahlumwandlung ausgeführt werden.
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Als
nächstes
zeigt 7 ein Beispiel des Aufbaus der Bildqualität-Verbesserungseinheit 8 aus 1.
Das Luminanzsignal S4(Y) des Bildsignals, das einer Formatumwandlungsverarbeitung
unterzogen wurde, wird in eine Luminanzverarbeitungseinheit 74 eingegeben,
in der eine Bildverbesserungs-, Schwarzstreck- und Weißstreckverarbeitung
ausgeführt
werden. Weiterhin wird das Farbdifferenzsignal S4(C) des Bildsignals,
das einer Formatumwandlung unterzogen wurde, in eine Bildelement-Interpolationseinheit 75 eingegeben,
in der eine Signalverarbeitung zur Demodulation des Farbsignals
S4 (C) in Farbdifferenzsignale U und V mit der gleichen Abtastpunktstruktur
wie beim Luminanzsignal ausgeführt wird.
Ein Farbraumwandler 76 führt eine Umwandlungsverarbeitung
von einem Luminanz- und Farbdifferenzsystem in ein RGB-System mit
den drei Primärfarben
aus. Weiterhin führt
eine invertierte Gammaverarbeitungseinheit 77 eine invertierte
Gammakorrektur für
eine Anzeige mit einer linearen Kennlinie aus. Eine Wählstufe 78 wählt ein
Signal vom Farbraumwandler in einer Anzeige mit einer CRT oder dergleichen
entsprechenden Gammaeigenschaften aus und wählt in einer Anzeige mit einer
linearen Kennlinie, wie einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
oder einem Plasmaanzeigefeld, ein Signal von der invertierten Gammaverarbeitungseinheit 77 aus und
gibt sie als Bildsignale S5 der drei Primärfarben aus.
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Wie
in der vorstehenden Ausführungsform erwähnt wurde,
können
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren und eine Schaltung zur Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
eines Bildsignals mit einer unerheblichen Verschlechterung der Bildqualität und einer
sehr kleinen Speicherkapazität für eine Verwendung
bei niedrigen Kosten verwirklicht werden.
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Überdies
zeigt 8 eine Ausführungsform eines
Fernsehempfängers
unter Verwendung einer Schaltung zur Formatumwandlung eines Bildsignals gemäß der Ausführungsform.
Jeweilige in 8 dargestellte Blöcke und
ein Bildausgabegerät
(nicht dargestellt) sind in einen Fernsehempfänger integriert. Für das Bildausgabegerät kann eine
herkömmliche bekannte
Vorrichtung eingesetzt werden.
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Terrestrische
Rundfunkwellen werden von einem UV-Tuner 40 empfangen und
zu einem Basisband-Bildsignal demoduliert. Satelliten-Rundfunkwellen
werden von einem BS/CS-Tuner 41 empfangen und zu einem Basisband-Bildsignal
demoduliert. Überdies
wählt ein
Schalter 42 eines von den demodulierten Bildsignalen und
den Bildsignalen der Paketsysteme (CDROM, Videoband) aus und gibt
dieses aus.
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Ein
vorliegender Systemdecoder 43 führt eine YC-(Luminanz- und Farbtrennungs)- und Farbdemodulations-Signalverarbeitung
für ein
Bildsignal des NTSC- oder PAL-Systems aus und demoduliert das Signal
in Luminanz- und Farbdifferenzsignale des 4:2:2-Komponentensystems
(oder 4:2:0-Systems).
Ein ED/HD-Decoder 44 führt
eine Demodulations-Signalverarbeitung
eines Bildsignals des EDTV- oder des HDTV-Systems aus und demoduliert das Signal
in Luminanz- und Farbdifferenzsignale der fortschreitenden Abtastung
im EDTV-System oder
im 4:2:2-Komponentensystem (oder 4:2:0-System) der Zeilensprungabtastung
im HDTV-System.
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Eine
digitale Rundfunkwelle wird von einem Digitalempfänger 45 empfangen
und durch Ausführen
einer Entwürfelung,
Fehlerkorrektur oder ähnlichen
Signalverarbeitung zu einem Bitstromsignal demoduliert. Das Bitstromsignal
wird durch Ausführen einer
Demodulationsverarbeitung an einem MPEG-Decoder 46 zu Luminanz-
und Farbdifferenzsignalen des 4:2:2-Komponentensystems (oder 4:2:0-Systems)
demoduliert.
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Ein
PC-Bildsignal (ein RGB-Signal der drei Primärfarben) wird in eine PC-Verarbeitungseinheit 47 eingegeben
und durch Ausführen
einer Farbraumumwandlung in das Luminanz- und Farbdifferenzsystem
in Luminanz- und Farbdifferenzsignale des 4:2:2-Komponentensystems
(oder 4:2:0-Systems) umgewandelt.
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Ein
Schalter 48 wählt
diese Signale aus und gibt sie aus.
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Eine
Bildverarbeitungseinheit 49-1 führt eine Umwandlung eines in 1 dargestellten
Bildsignals in ein Anzeigeformat in der Formatumwandlungs-Signalverarbeitungsschaltung
aus. Im Einfenstermodus wird ein Signal von der Bildverarbeitungseinheit 49-1 ausgegeben,
und im Mehrfenstermodus werden durch Multiplexen des Signals von
der Bildverarbeitungseinheit 49-1 gebildete Signale als
ein Hauptbild mit einem Signal als ein Teilbild von der Bildverarbeitungseinheit 49-2 ausgegeben,
wobei eine Synchro nisation mit dem Hauptbild durch die Informationen SD
ausgeführt
wird.
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Eine
Multiplexeinheit 51 führt
eine Multiplexverarbeitung von durch OSD (On Screen Display) (Einrichtung
zur Bildung kleiner weiterer Bilder in einem Bild bei Personalcomputern
oder dergleichen) 50 gebildeten Bildschirmbildern zu dem
Signal aus und führt
das Ausgangssignal einem Bildausgabegerät (in der Zeichnung nicht dargestellt)
zu. In dem Bildausgabegerät
wird das Bild angezeigt, dessen Format in ein vorgegebenes Anzeigeformat
umgewandelt wurde.
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Eine
Mikrocomputer-Steuereinheit 52 legt die Eingangssignale
oder Anzeigemodi fest und steuert die Signalverarbeitung an jeweiligen
Blöcken
und dergleichen. Es sei bemerkt, dass die Verbindungen zwischen
der Mikrocomputer-Steuereinheit 52 und den
jeweiligen Blöcken
fortgelassen wurden.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, kann durch Verwenden der Formatumwandlungs-Signalverarbeitungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Fernsehempfänger
zum Empfangen und Anzeigen von Bildsignalen von verschiedenen Eingabequellen
zu niedrigen Kosten durch Verkleinern der erforderlichen Speicher
verwirklicht werden. Es sei in Bezug auf die Bildverarbeitungseinheit 49 bemerkt, dass
er auch durch die nachstehend erwähnten Ausführungsformen zwei bis vier
verwirklicht werden kann. Überdies
sind in der folgenden Erklärung
von Ausführungsformen
im Wesentlichen die gleichen Anordnungen und Funktionsabschnitte
wie bei der ersten Ausführungsform
mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und es wird auf ihre Erklärung verzichtet.
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9 zeigt
eine Signalverarbeitungsschaltung zur Formatumwandlung eines Bildsignals.
Die Signalverarbeitung an den Horizontal- und Vertikal-Skaliereinheiten
wird in zwei Reihen von Zeilensprungabtastsignalen ausgeführt, und
die Signale werden danach in ein fortschreitendes Abtastsignal umgewandelt.
Das heißt,
dass ein Bildeingangssignal in zwei Reihen unterteilt wird und eine
Signalverarbeitung von Horizontal- und Vertikal-Skaliereinheiten
an jedem der unterteilten Signale ausgeführt wird.
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Das
Bildeingangssignal S1 (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems)
wird in den IP-Wandler 1 und eine Zweikanal-Unterteilungseinheit 53 eingegeben.
Der IP-Wandler 1 wirkt auf das Bildeingangssignal S1 der
Zeilensprungabtastung ein und weist den gleichen Aufbau und die
gleiche Arbeitsweise auf wie derjenige in 2. Die Zweikanal-Unterteilungseinheit 53 bildet
zwei Signalreihen SM' und
SI' der Zeilensprungabtastung
anhand des Bildeingangssignals S1 der fortschreitenden Abtastung.
Die Zweikanal-Unterteilungseinheit bildet einen zweiten Wandler.
Die Wählstufe 4 wählt die
Signale SM bzw. SI, wenn das Bildeingangssignal S1 das vorliegende
TV-Signal der Zeilensprungabtastung ist, bzw. die Signale SM' und SI' aus, wenn das Signal
S1 das EDTV-Signal, das Personalcomputer-Bildsignal oder das HDTV-Signal
der fortschreitenden Abtastung ist, und gibt die ausgewählten Signale
als die Signale S2M und S2I aus.
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Die
Horizontal-Skaliereinheiten 5 führen eine horizontale Expansion
(K < L) oder horizontale
Kompression (K > L)
durch eine horizontale K-L-Umwandlung für jedes der Signale S2M und
S2I aus und geben in horizontaler Richtung expandierte oder komprimierte
Signale S3M und S3I aus. Eine Vertikal-Skaliereinheit 54 führt eine
vertikale Expansion (K < L)
oder vertikale Kompression (K > L)
durch vertikale K-L-Umwandlung der Signale S3M und S3I aus. Weiterhin
wird, abhängig
von der Art des Eingangssignals S1, ähnlich wie in Ausführungsform
1, eine Systemumwandlung (beispielsweise eine PAL-NTSC-Umwandlung)
oder Synchronisation ausgeführt,
und es wird zusammen damit, abhängig
von einer Anzeige, eine PAL-100-Hz-Signalverarbeitung ausgeführt. Weiterhin
werden Signale S4M und S4I, deren Format jeweils umgewandelt wurde,
ausgegeben.
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Der
Mehrfach-Abtastwandler 3 führt eine Kompression der Zeitachse
um die Hälfte
und eine Zeitmultiplexierung in horizontaler Richtung für jedes der
Signale S4M und S4I aus und gibt ein Bildsignal S4 der fortschreitenden
Abtastung aus.
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Die 10A und 10B sind
ein Blockdiagramm der Zweikanal-Unterteilungseinheit 53 aus 9 bzw.
eine Ansicht zur Erklärung
der Arbeitsweise.
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Das
Luminanzsignal S1(Y) und das Farbdifferenzsignal S1(C) des Bildeingangssignals
S1 der fortschreitenden Abtastung werden in Zeilenspeicher 56-1 bzw. 56-2 eingegeben.
Wie in 10B dargestellt ist, speichert
der Zeilenspeicher 56-1 Signale (in der Figur Abtastzeilen ➀, ➂,
...) von Abtastzeilen, die der ersten Zeilensprungabtastung beim
WT-Vorgang für
eine Zeilenperiode von fH entsprechen. Dagegen werden beim RD-Vorgang
Signale für
einen Zeitraum 2fH gelesen, der zweimal so lang ist wie
derjenige beim WT-Vorgang,
wodurch die Zeilensprungabtastsignale SM'(Y) und SM'(C) bereitgestellt werden.
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Der
Zeilenspeicher 56-2 speichert das Signal (in der Figur
Abtastzeilen ➁, ➃, ...) von Abtastzeilen, die
der zweiten Zeilensprungabtastung beim WT-Vorgang für eine Zeilenperiode
von fH entsprechen. Dagegen werden beim RD-Vorgang Signale für einen Zeitraum 2fH gelesen,
der zweimal so lang ist wie derjenige beim WT-Vorgang, wodurch die
Zeilensprungabtastsignale SI'(Y)
und SI'(C) bereitgestellt werden.
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Die 11A und 11B sind
ein Blockdiagramm der Vertikal-Skaliereinheit 54 aus 9 und eine
Ansicht, in der der Vorgang der selektiven Steuerung der Schalter
in der Vertikal-Skaliereinheit 54 dargestellt ist.
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Bei
der vertikalen Kompression an der Vertikal-Skaliereinheit 54 werden
Ausgangsleitungen der Schalter 58(SW1), 63(SW2)
und 65(SW4) mit Klemmen "a" verbunden,
und eine Ausgangsleitung des Schalters 64(SW3) wird mit
einer Klemme "b" verbunden. Zwei
Reihen von Luminanz-Bildsignalen S3M(Y) und S3I(Y) werden einer
Bandbeschränkung durch
die Tiefpass-Frequenzkennlinie
eines Vertikal-LPFs 57 unterzogen, um vertikale Hochfrequenzkomponenten
zu entfernen, die ein Aliasing-Rauschen bei der Kompressionsverarbeitung
hervorrufen. Der lineare Interpolationsprozess der vertikalen K-L-Umwandlung
(K > L) wird von einer
Rechenstufe ausgeführt,
die aus einem Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile, Koeffizientenprodukteinheiten 60 und
Addierern 61 besteht. Das heißt, dass die Signale S3M(Y)
und S3I(Y) in einem Signalweg an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert
werden und dass beide am Addierer 61 addiert werden. Im
anderen Signalweg werden ein durch Verzögern des Signals S3M(Y) um
eine Zeile am Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile gebildetes
Signal und das Signal S3I(Y) an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
Koeffizientenwerten γund
1 – γ multipliziert,
und beide werden am Addierer 61 addiert.
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Bei
diesem Verfahren werden zwei Signalreihen bereitgestellt, die Signale
von L Zeilen aufweisen, die durch vertikale K-L-Umwandlung aus K
Zeilen gebildet wurden. Es sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β, 1 – β, γ und 1 – γ an den jeweiligen Zeilen
geändert
werden. Beispielsweise werden bei der 4-3-Zeilenanzahlumwandlung
die Koeffizientenwerte (β,
1 – β) für jede Zeile
wie (1, 0), (1/3, 2/3), (2/3, 1/3), (1, 0), ... geändert und
die Koeffizientenwerte (γ,
1 – γ) für jede Zeile
wie (2/3, 1/3), (1, 0), (1/3, 2/3), (2/3, 1/3), ... geändert. Wie
in 12A dargestellt ist, werden an einem Speicher
M1 eines Speichers 55 ein WT-Vorgang und ein RD-Vorgang
mit einer Feldperiode als Periode ausgeführt. Beim WT-Vorgang werden
zwei durch K-L-Umwandlung gebildete Signalreihen abwechselnd geschrieben und
gespeichert. Beim RD-Vorgang werden dagegen zwei Signalreihen von
Zeitpunkten, die um (1 – L/K) Feldperioden
verzögert
sind, fortlaufend gelesen, und zwei Signalreihen S4M(Y) und S4I(Y),
die einer vertikalen Kompression mit einem Multiplikationsfaktor
von L/K unterzogen wurden, als Ausgaben des Schalters 65(SW4)
bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend beschriebene
Signalverarbeitung der vertikalen Kompression ist eine Kapazität von (1 – L/K) Feldperioden
ausreichend.
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Bei
einer Signalverarbeitung der vertikalen Expansion werden die Ausgangsleitungen
der Schalter 58(SW1) und 63(SW2) mit den Klemmen "b" verbunden und die Ausgangsleitungen
der Schalter 64(SW3) und 65(SW4) mit den Klemmen "a" verbunden. Wie in 12B dargestellt ist, werden am Speicher M1 ein
WT-Vorgang und ein RD-Vorgang mit einer Feldperiode als Periode
ausgeführt.
Die Luminanzsignale S3M(Y) und S3I(Y) zweier Bildsignalreihen werden
durch den WT-Vorgang fortlaufend gespeichert. Dagegen wird der RD-Vorgang
an Periodenabschnitten wiederholt, und es werden zwei Signalreihen
von L Zeilen in einer Periode von K Zeilen gelesen. Der lineare
Interpolationsprozess der L-K-Umwandlung (L < K) von Zeilen wird durch die Rechenstufe
ausgeführt,
die aus dem Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 60 und
den Addierern 61 besteht. Das heißt, dass die Signale S3M(Y)
und S3I(Y) auf einem Signalweg an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
den Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert werden
und dass beide am Addierer 61 addiert werden.
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Im
anderen Signalweg werden ein durch Verzögern des Signals S3M(Y) am
Verzögerungselement 59 um
eine Zeile erzeugtes Signal und die Signale S3I(Y) an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
Koeffizientenwerten γ und
1 – γ multipliziert,
und beide werden am Addierer 61 addiert. Zwei Signalreihen,
die Signale von K Zeilen enthalten, welche durch L-K-Umwandlung
aus L Zeilen gebildet wurden, werden als Ausgaben bereitgestellt.
Es sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β, 1 – β, γ und 1 – γ an den jeweiligen Zeilen geändert werden.
Beispielsweise werden bei der 3-4-Zeilenanzahlumwandlung die Koeffizientenwerte
(β, 1 – β) für die jeweiligen
Zeilen wie (1, 0), (2/4, 2/4), (1, 0), ... geändert und die Koeffizientenwerte
(γ, 1 – γ) für die jeweiligen
Zeilen wie (1/4, 3/4), (3/4, 1/4), (1/4, 3/4), ... geändert. Weiterhin
werden zwei Reihen von Signalen S4M(Y) und S4I(Y), die um einen
Multiplikationsfaktor K/L vertikal expandiert worden sind, als Ausgaben des
Schalters 65(SW4) bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend
beschriebene Signalverarbeitung der vertikalen Expansion ist eine
Kapazität von
(1 – L/K)
Feldperioden ausreichend.
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Bei
der PAL-100-Hz-Signalverarbeitung wird ein in die fortschreitende
Abtastung umgewandeltes Signal des PAL-Systems (625/50/1:1) in ein Zeilensprungabtastsignal
des PAL-100-Hz-Systems (625/100/2:1)
mit 100 Feldern je Sekunde umgewandelt, das durch jeweiliges Verbinden
der Ausgangsleitungen von SW2 und SW3 mit den Klemmen "b" und der Ausgangsleitung von SW4 mit
der Klemme "a" verwirklicht wird.
Am Speicher M1 werden der WT-Vorgang und der RD-Vorgang, die in 12C dargestellt sind, ausgeführt. Die Luminanzsignale S3M(Y)
und S3I(Y) von zwei PAL-Signalreihen werden beim WT-Vorgang mit
einer Feldperiode als Periode fortlaufend gespeichert. Dagegen werden
beim RD-Vorgang Signale in der Reihenfolge eines Signals (O–0 in der
Figur) und eines Signals (O-E in der Figur) von einem um 0,5 Feldperioden
verzögerten Zeitpunkt
gelesen. Weiterhin werden zwei PAL-100-Hz-Signalreihen S4M(Y) und S4I(Y) vom Schalter 65(SW4)
als Ausgaben bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend beschriebene PAL-100-Hz-Signalverarbeitung
ist eine Kapazität von
einer Feldperiode ausreichend.
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Bei
der NTSC/PAL-100-Hz-Signalverarbeitung wird ein in die fortschreitende
Abtastung umgewandeltes Signal des NTSC-Systems (525/60/1:1) in ein Signal des
625/100/2:1-Systems umgewandelt, wobei die Ausgangsleitungen der
Schalter 58(SW1) und 63(SW2) mit den Klemmen "b" verbunden sind, die Ausgangsleitung
des Schalters 64 (SW3) mit einer Klemme "c" verbunden ist und die Ausgangsleitung
des Schalters 65(SW4) mit der Klemme "a" verbunden
ist. Wie in 12D dargestellt ist, werden
die Luminanzsignale S3M(Y) und S3I(Y) von zwei Reihen des NTSC-Systems
durch einen WT-Vorgang mit einer NTSC-Feldperiode als Periode fortlaufend im
Speicher M1 ge speichert. Dagegen wird ein wiederholter RD-Vorgang
an Periodenabschnitten ausgeführt
und werden zwei Signalreihen von 5 Zeilen in einer Periode von 6
Zeilen gelesen.
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Als
nächstes
wird eine vertikale Expansion durch den linearen Interpolationsprozess
der 5-6-Zeilenanzahlumwandlung durch die Rechenstufe ausgeführt, die
aus dem Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 60 und den
Addierern 61 besteht. Das heißt, dass die Signale S3M(Y)
und S3I(Y) auf einem Signalweg an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
den Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert
werden und beide am Addierer 61 addiert werden. Auf dem
anderen Signalweg werden ein durch Verzögern des Signals S3M(Y) um
eine Zeile am Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile gebildetes
Signal und das Signal S3I(Y) an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit den
Koeffizientenwerten γ und
1 – γ multipliziert,
und beide werden am Addierer 61 addiert. Zwei Signalreihen,
die Signale von 6 Zeilen enthalten, die durch 5-6-Zeilenanzahlumwandlung
aus 5 Zeilen gebildet wurden, werden als die Additionsausgaben bereitgestellt.
Es sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β, 1 – β, γ und 1 – γ jeweils an den jeweiligen Zeilen
geändert
werden. Signale werden beim WT-Vorgang fortlaufend in einem Speicher
M2 des Speichers 55 mit einem PAL-Feld als Periode gespeichert.
Dagegen werden beim RD-Vorgang Signale in der Reihenfolge eines
Signals (O–0
in der Figur) und eines Signals (O-E in der Figur) von einem um
0,5 Feldperioden verzögerten
Zeitpunkt gelesen. Weiterhin werden zwei Reihen von NTSC-PAL-100-Hz-Signalen S4M(Y)
und S4I(Y) vom Schalter 65(SW4) als Ausgaben bereitgestellt.
Als Speicherkapazität
für die vorstehend
beschriebene NTSC-PAL-100-Hz-Signalverarbeitung ist eine Kapazität von einer
Feldperiode für
die NTSC-PAL-Umwandlung und einer Feldperiode für die Feldmultiplex-Abtastumwandlung
ausreichend.
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Bei
der PAL-NTSC-Signalumwandlung wird ein Signal des 625/50/1:1-Systems
in ein Signal des 525/60/1:1-Systems umgewandelt, wobei die Ausgangsleitungen
der Schalter 58(SW1) und 63(SW2) mit den Klemmen "a" verbunden sind, die Ausgangsleitung
des Schalters 64(SW3) mit der Klemme "b" verbunden
ist und die Ausgangsleitung des Schalters 65(SW4) mit der
Klemme "a" verbunden ist. Die
Luminanzsignale S3M(Y) und S3I(Y) von zwei Reihen des PAL-Systems
werden einer Bandbeschränkung durch
die Tiefpass-Frequenzkennlinie des Vertikal-LPFs 57 unterzogen.
Eine vertikale Kompression wird durch einen linearen Interpolationsprozess
einer 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
an der Rechenstufe ausgeführt,
die aus dem Element 59 zur Verzögerung um eine Zeile, den Koeffizientenprodukteinheiten 60 und
den Addierern 61 besteht. In einem Signalweg werden die
Signale S3M(Y) und S3I(Y) an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
den Koeffizientenwerten β und
1 – β multipliziert,
und beide werden am Addierer 61 addiert. Im anderen Signalweg
werden ein durch Verzögern
des Signals S3M(Y) um eine Zeile am Element 59 zur Verzögerung um
eine Zeile gebildetes Signal und das Signal S3I(Y) an den Koeffizientenprodukteinheiten 60 mit
den Koeffizientenwerten γ und
1 – γ multipliziert,
und beide werden am Addierer 61 addiert. Zwei Signalreihen,
die Signale von 5 Zeilen enthalten, die durch 6-5-Zeilenanzahlumwandlung
aus 6 Zeilen gebildet wurden, werden als Ausgaben bereitgestellt.
Es sei bemerkt, dass die Koeffizientenwerte β, 1 – β, γ und 1 – γ an den jeweiligen Zeilen geändert werden.
Wie in 12E dargestellt ist, werden
am Speicher M1 zwei durch 6-5-Zeilenanzahlumwandlung gebildete Signalreihen
durch einen WT-Vorgang mit einer PAL-Feldperiode als Periode abwechselnd
geschrieben und gespeichert. Dagegen werden beim RD-Vorgang zwei
Signalreihen mit einer NTSC-Feldperiode
als Periode gelesen. Weiterhin werden die Signale S4M(Y) und S4I(Y),
die der PAL-NTSC-Umwandlung unterzogen wurden, vom Schalter 65 als
Ausgaben bereitgestellt. Als Speicherkapazität für die vorstehend beschriebene
Signalverarbeitung der PAL-NTSC-Umwandlung ist eine Kapazität von einer
PAL-Feldperiode ausreichend.
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Bei
der Durchgangs-Signalverarbeitung ist die Ausgangsleitung des Schalters 65 mit
der Klemme "b" verbunden. Weiterhin
werden zwei Signalreihen S4M(Y) und S4I(Y), die nicht der Kompressions- oder
Expansionsverarbeitung unterzogen worden sind, vom Schalter 65 als
Ausgaben bereitgestellt.
-
Weiterhin
wird in Bezug auf Farbsignale S3M(C) und S3I(C) von zwei Reihen
von Bildsignalen eine Signalverarbeitung entsprechend derjenigen
bei Luminanzsignalen ausgeführt,
und es werden zwei Signalreihen S4M(C) und S4I(C) der vertikalen
Kompressions-, vertikalen Expansions-, PAL-100-Hz-, NTSC-PAL-100-Hz-, PAL-NTSC-Umwandlungs- oder
Durchgangsverarbeitung bereitgestellt.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, können in
der Vertikal-Skaliereinheit 54 verschiedene Arten der für die Formatumwandlung
erforderlichen Signalverarbeitung mit einer sehr kleinen Speicherkapazität ausgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform können in
Bezug auf eine Anzeige in der Art einer hochauflösenden Anzeige, die einen sehr
schnellen Betrieb für
die Signalverarbeitung benötigt,
ein Verfahren und eine Schaltung zur Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
eines Bildsignals mit einer unerheblichen Beeinträchtigung
der Bildqualität
bei der Signalverarbeitung und eine sehr kleine Speicherkapazität bei der
Verwendung zu niedrigen Kosten verwirklicht werden.
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(Ausführungsform)
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13 zeigt
eine Ausführungsform
einer Schaltung zum Umwandeln des Formats eines Bildsignals gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß der Ausführungsform
sind zu dem in 1 dargestellten Aufbau eine
Mehrfachverarbeitungseinheit 66 zum Erzeugen von zwei Reihen
von Bildeingangssignalen und eine Wählstufe 67 hinzugefügt, was
in einem Fall bevorzugt ist, in dem beide Funktionen einer Doppelfenster-
und einer PIP-Anzeige verwirklicht sind. In 13 sind
Abschnitte, deren Aufbau und Funktion denjenigen in 1 im
Wesentlichen gleichen, mit den gleichen Bezeichnungen versehen wie.
in 1, und es wird auf eine detaillierte Erklärung von
ihnen verzichtet.
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Ein
erstes Bildeingangssignal S1 (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems) wird in die Mehrfachverarbeitungseinheit 66 und
die Wählstufe 67 eingegeben.
Weiterhin wird ein zweites Bildeingangssignal S1' (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems) in die Mehrfachverarbeitungseinheit 66 eingegeben.
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An
der Mehrfachverarbeitungseinheit 66 wird eine Signalverarbeitung
zum Multiplexieren des ersten und des zweiten Bildsignals zu einem
Zeitmultiplexsignal ausgeführt,
wodurch ein Signal für
eine Doppelfenster- oder PIP-Anzeige gebildet wird. Die Wählstufe 67 gibt
das erste Bildsignal S1 im Einfenstermodus und ein Signal von der
Mehrfachverarbeitungseinheit 66 im Doppelfenster- oder
PIP-Anzeigemodus aus.
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14 ist
ein Blockdiagramm, in dem der Aufbau der Mehrfachverarbeitungseinheit 66 dargestellt
ist, 15A ist eine Ansicht zum Erklären der Arbeitsweise
der Mehrfachverarbeitungseinheit bei Doppelfenstern gemäß der Ausführungsform,
und 15B ist eine Ansicht zum Erklären der
Arbeitsweise der Mehrfachverarbeitungseinheit bei einer PIP-Anzeige.
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Wie
in 14 dargestellt ist, werden an horizontalen LPFs 68 horizontale
Hochfrequenzkomponenten durch die Tiefpasskennlinie entfernt, um
ein Aliasing-Rauschen bei der Unterabtastverarbeitung zu verhindern.
Weiterhin wird an den Unterabtasteinheiten 69 eine 2:1-Unterabtast-Signalverarbeitung
in Doppelfenstern und eine 6:1-Unterabtast-Signalverarbeitung bei
der PIP-Anzeige ausgeführt.
Wie später
erwähnt
wird, wählt
die Wählstufe 70 die
Signale S1 und S1' in
Doppelfenstern im Schnittmodus aus und die Signale von den Unterabtasteinheiten 69 in den
anderen Fällen
aus.
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Die
Zeilenspeicher 71 führen
einen WT-Vorgang und einen RD-Vorgang aus, wie in den 15A und 15B dargestellt ist.
Ausgangssignale von den Zeilenspeichern 71 werden einer
Zeitmultiplexverarbeitung an einer Muultiplexeinheit 72 unterzogen,
wodurch ein Signal für
eine Doppelfenster- oder eine PIP-Anzeige gebildet wird. Die Arbeitsweise
der Zeilenspeicher 71 wird nachstehend mit Bezug auf die 15A und 15B detailliert
beschrieben. Beide 15A und 15B zeigen
einen Fall, in dem eine Zeile aus 910 Bildelementen besteht und die
Anzahl ihrer wirksamen Bildelemente 768 beträgt.
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15A zeigt die Arbeitsweise der Speicher 71 bei
Doppelfenstern. Im Schnittmodus wird jedes der Bildsignale S1 und
S1' in 3/5 des Bildschirms (schraffierter
Bereich in der Figur) dargestellt. Dementsprechend werden beim WT-Vorgang
Signale von 454 durch Punkte dargestellten Bildelementen mit einer
Zeilenperiode als Periode gespeichert. Es sei bemerkt, dass die
Horizontalsynchronisationsphasen normalerweise zwischen den Signalen
S1 und S1' verschoben
sind. Dagegen wird der RD-Vorgang durch ein Synchronisationssystem
des Signals S1 ausgeführt.
Ein Signal (O–L
in der Figur) des Signals S1 wird in einer Periode von 454 Bildelementen
aus dem vorderen Teil einer Zeile gelesen, und ein Signal (O–R in der
Figur) des Signals S1' wird
in einer Periode aufeinander folgender 454 Bildelemente gelesen.
Beim RD-Vorgang wird eine horizontale Synchronisation ausgeführt, wodurch
horizontal synchronisierte Ausgangsignale bereitgestellt werden.
Es sei bemerkt, dass, wenngleich entsprechend den Ausgangssignalen
die Phasen der Vertikalsynchronisation in den Signalen S1 und S1' verschoben werden, die
Verschiebung durch die Vertikalsynchronisations-(V-Synchronisations)-Signalverarbeitung
an einer Vertikal-Skaliereinheit 6 korrigiert wird, wie
später erwähnt wird.
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Im
Vollmodus werden Vollbilder (Punktbereiche in der Figur) der Bildsignale
S1 und S1' jeweils dargestellt.
Daher werden beim WT-Vorgang einer 2:1-Unterabtastung unterzogene
Signale von 384 Bildelementen mit einer Zeilenperiode als Periode
gespeichert. Dagegen wird der RD-Vorgang durch das Synchronisationssystem
des Signals S1 ausgeführt. Ein
Signal (O–L
in der Figur) des Signals S1 wird in einer früheren Hälfte einer Zeile gelesen, und
ein Signal (O–R
in der Figur) des Signals S1' wird
in einer späteren
Hälfte
davon gelesen. Ausgangssignale, die der Horizontalsynchronisation
(H-Synchronisation)
unterzogen worden sind, werden durch den RD-Vorgang bereitgestellt. Es sei bemerkt,
dass ähnlich
wie im Schnittmodus die Phasenverschiebung bei der Vertikalsynchronisation
durch die Vertikalsynchronisations-Signalverarbeitung an einer Vertikal-Skaliereinheit 6 korrigiert
wird, wie später
erwähnt wird.
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15B zeigt die Arbeitsweise der Speicher 71 in
der PIP-Anzeige. In diesem Fall besteht ein Hauptbild aus einem
Bild des Signals S1 und ein Teilbild aus einem Bild im Kinomodus,
das durch Komprimieren des Bilds des Signals S1' um 1/3 gebildet wurde. Daher werden
beim WT-Vorgang alle 768 wirksamen Bildelemente des Signals S1 mit
einer Zeile als Periode gespeichert. Weiterhin wird in Bezug auf
das Signal S1' ein
Signal von 128 Bildelementen, das einer 6:1-Unterabtastung unterzogen
worden ist, gespeichert. Dagegen wird der RD-Vorgang durch das Synchronisationssystem
des Signals S1 ausgeführt, wobei
das Signal der 768 Bildelemente des Signals S1 vom vorderen Teil
einer Zeile gelesen wird und das Signal der 128 Bildelemente des
Signals S1' anschließend gelesen
wird. Ausgangssignale, die einer Horizontalsynchronisation unterzogen
worden sind, werden durch den RD-Vorgang
bereitgestellt. Weiterhin wird die Phasenverschiebung der Vertikalsynchronisation
durch die Vertikalsynchronisations-Signalverarbeitung an einer Vertikal-Skaliereinheit 6 korrigiert,
wie später
erwähnt
wird.
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16A zeigt den Inhalt der Signalverarbeitung der
Horizontal-Skaliereinheit 5 und der Vertikal-Skaliereinheit 6 in
der Doppelfenster- und der PIP-Anzeige, 16B zeigt
die Vertikalsynchronisation, und 16C zeigt
die Arbeitsweise eines Speichers bei der Vertikalsynchronisation.
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Wie
in 16A dargestellt ist, führt die Horizontal-Skaliereinheit 5 im
Doppelfenster-Schnittmodus eine 4-3-Zeilenanzahl-Kompressionsumwandlung
aus und die Vertikal-Skaliereinheit 6 eine
Vertikalsynchronisation aus. Überdies
führt die
Vertikal-Skaliereinheit 6 im Vollmodus eine 3-2-Zeilenanzahl-Kompressionsumwandlung
und eine Vertikalsynchronisation aus. Dagegen führt die Horizontal-Skaliereinheit 5 in
der PIP-Anzeige eine 4-3-Zeilenanzahl-Kompressionsumwandlung in Bezug auf ein
Hauptbild und eine 1-2-Zeilenanzahl-Expansionsumwandlung in Bezug
auf ein Teilbild aus, und die Vertikal-Skaliereinheit 6 führt eine
9-4-Zeilenanzahl-Kompressionsumwandlung und eine Vertikalsynchronisation
in Bezug auf das Teilbild aus. Weiterhin wird in Bezug auf eine
Einfensterdarstellung eine ähnliche
Verarbeitung wie gemäß der vorstehend
erwähnten
ersten Ausführungsform
ausgeführt.
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Wie
in 16B dargestellt ist, wird, wenngleich die der
Horizontalsynchronisation unterzogenen Signale in die Horizontal-Skaliereinheit 5 und
die Vertikal-Skaliereinheit 6 eingegeben werden, die Phase
der Vertikalsynchronisation zwischen dem Signal S1 und dem Signal
S1' verschoben,
und es wird dadurch eine Vertikalsynchronisationslücke hervorgerufen.
Daher wird durch die Vertikalsynchronisierverarbeitung bewirkt,
dass die Phase der Vertikalsynchronisation des Signals S1' mit derjenigen des
Signals S1 übereinstimmt.
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Wie
in 16C dargestellt ist, wird im Schnittmodus eine
Durchgangsverarbeitung an einem Signal (frühere Hälfte jeder Zeile) des Signals S1
ausgeführt.
Dagegen wird ein Signal (spätere Hälfte jeder
Zeile) des Signals S1' durch
den WT-Vorgang im Speicher 71 gespeichert. Weiterhin wird
ein RD-Vorgang vom
Synchronisationssystem des Signals S1 ausgeführt und ein Signal, das der
Vertikalsynchronisation unterzogen wurde, gelesen. Es sei bemerkt,
dass als die für
die Signalverarbeitung erforderliche Speicherkapazität eine maximale
Kapazität
einer Feldperiode ausreicht.
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Im
Vollmodus wird beim WT-Vorgang ein Signal (frühere Hälfte jeder Zeile) des Signals
S1 durch 3-2-Zeilenanzahlumwandlung gebildet und ein Signal (spätere Hälfte jeder
Zeile) des Signals S1' abwechselnd
geschrieben und gespeichert. Dagegen werden beim RD-Vorgang sowohl
das Lesen des Signals (frühere
Hälfte
jeder Zeile) des Signals S1 als auch das Lesen des Signals (spätere Hälfte jeder
Zeile) des Signals S1' durch
das Synchronisationssystem des Signals S1 ausgeführt. Dadurch wird ein Signal mit
einer Vertikalsynchronisation bereitgestellt. Es sei bemerkt, dass
für die
Signalverarbeitung eine Speicherkapazität von maximal 1/3 (wie vorstehend
erwähnt
wurde, K = 3, L = 2 in (1 – L/K))
Feldperioden für
die Vertikalkompression und von maximal einer Feldperiode bei der
Vertikalsynchronisation ausreicht.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, können
gemäß der Ausführungsform
ein Verfahren und eine Schaltung zur Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
eines Bildsignals mit beiden Funktionen einer Doppelfensteranzeige
und einer PIP-Anzeige verwirklicht werden, wobei bei der Signalverarbeitung eine
unerhebliche Beeinträchtigung
der Bildqualität auftritt
und eine sehr geringe Speicherkapazität erforderlich ist, so dass
eine kostengünstige
Verwendung möglich
ist.
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(Ausführungsform 4)
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17 zeigt
eine vierte Ausführungsform
einer Formatumwandlungsschaltung für ein Bildsignal gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Ausführungsform
weist einen ähnlichen
Aufbau auf wie Ausführungsform
3. Beim Erzeugen eines Teilbilds für die PIP-Anzeige durch Verarbeiten
des Signals S1' wird die
Abtastung durch eine 3:1-Unterabtastung ausgeführt, wodurch die Anzahl der
Bildelemente erhöht wird,
wenngleich im Fall der Ausführungsform
3 eine 6:1-Unterabtastung
ausgeführt
wird. Die Ausführungsform
ist in dem Fall bevorzugt, in dem die Funktionen der Doppelfensteranzeige
und der PIP-Anzeige auch ähnlich
Ausführungsform
3 verwirklicht werden. Eine Mehrfachverarbeitungs einheit 73 ist
eine Verarbeitungseinheit zum Ausführen einer solchen Unterabtastung.
Abschnitte in 17, die den gleichen Aufbau
und die gleiche Funktion aufweisen wie jene in 1,
sind mit den gleichen Bezeichnungen wie in 1 versehen,
und es wird auf eine detaillierte Erklärung verzichtet.
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Das
erste Bildeingangssignal S1 (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems) wird in die Mehrfachverarbeitungseinheit 73 und
die Wählstufe 67 eingegeben.
Weiterhin wird ein zweites Bildeingangssignal S1' (mit Luminanz- und Farbdifferenz-Signalkomponenten
des 4:2:2-Systems oder des 4:2:0-Systems) in die Mehrfachverarbeitungseinheit 73 eingegeben.
Die Mehrfachverarbeitungseinheit 73 führt eine Signalverarbeitung
zum Multiplexieren des ersten und des zweiten Bildsignals S1 und
S1' zu einem Zeitmultiplexsignal
aus, das ein Signal für
eine Doppelfensteranzeige und ein Signal des Teilbilds für die PIP-Anzeige
bildet. Die Wählstufe 67 gibt
das erste Bildsignal S1 in einem Fenstermodus und ein von der Mehrfachverarbeitungseinheit 73 ausgegebenes Signal
in einem Doppelfenstermodus aus.
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18 erklärt die Erzeugung
des Teilbildsignals für
die PIP-Anzeige an der Mehrfachverarbeitungseinheit 73.
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Bei
der PIP-Anzeige wird ein Hauptbild durch das Bild des Signals S1
erzeugt und das Teilbild durch ein Bild im Kinomodus erzeugt, welches
durch Komprimieren des Bilds des Signals S1' um 1/3 gebildet wurde. Dementsprechend
wird ein Signal von 256 Bildelementen, das durch Ausführen einer
3:1-Unterabtastung
des Signals S1' bereitgestellt
wurde, in einem Synchronisiersystem des Signals S1' durch den WT-Vorgang
mit einer Zeilenperiode als Periode im Speicher 71 gespeichert.
Dagegen wird durch das Synchronisiersystem des Signals S1 beim RD-Vorgang
ein Signal mit einer Geschwindigkeit gelesen, die zweimal so groß ist wie
diejenige beim WT-Vorgang. Dadurch wird ein Teilbildsignal PIP in
einem fortschreitenden Abtastmodus mit einer Horizontalsynchronisation
des Signals S1 gebildet. Das Signal PIP wird einer fortschreitenden
9-4--Zeilenanzahl-Kompressionsumwandlung
und Vertikalsynchronisation an der Vertikal-Skaliereinheit 6 unterzogen,
wodurch das Teilbild im Kinomodus gebildet wird. Es sei bemerkt,
dass mit Ausnahme der Signalverarbeitung bei der PIP-Anzeige der
Aufbau und die Signalverarbeitung gemäß der Ausführungsform jenen gemäß Ausführungsform
3 ähneln
und dass auf ihre Erklärung
verzichtet wird.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, können
gemäß Ausführungsform
4 ein Verfahren und eine Schaltung zur Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
eines Bildsignals mit beiden Funktionen einer Doppelfenster- und
einer PIP-Anzeige bei einer unerheblichen Verschlechterung der Bildqualität verwirklicht
werden, wobei bei der Signalverarbeitung eine unerhebliche Beeinträchtigung
der Bildqualität
auftritt und eine sehr geringe Speicherkapazität erforderlich ist, so dass
eine kostengünstige
Verwendung möglich
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können ein
Verfahren und eine Schaltung zur Formatumwandlungs-Signalverarbeitung
eines Bildsignals für die
Umwandlung mehrerer Bildsignalformate in vorbestimmte Anzeigeformate
von Bildausgabevorrichtungen oder zur Ausführung einer Skalierverarbeitung
einer flexiblen Expansion und Kompression in horizontaler und vertikaler
Bildrichtung bei einer unerheblichen Beeinträchtigung der Bildqualität und einer
sehr kleinen Speicherkapazität,
so dass eine kostengünstige
Verwendung möglich
ist, verwirklicht werden. Daher werden die Funktionen verschiedener Multimedia-Informationsgeräte erheblich
verbessert und deren Kosten gesenkt.
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Fachleute
werden weiter verstehen, dass sich die vorstehende Beschreibung
auf eine bevorzugte Ausführungsform
der offenbarten Vorrichtung bezieht und dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können.