JP3397165B2 - 画像合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像合成装置に関
し、特にラスタスキャン方式のアナログ画像信号を合成
する画像合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラスタスキャン方式のアナログ画像の画
像合成装置は、一般的に複数の情報処理装置からのアナ
ログ画像信号を一旦Ａ／Ｄ変換したデジタル画像データ
を画像メモリプレーンへ書き込み、複数の画像メモリプ
レーンから同時にラスタスキャンタイミングで読み出
し、１画素毎のデジタル演算処理により合成を行った
後、Ｄ／Ａ変換によってアナログ画像信号に戻すもので
あるが、近年ラスタスキャン表示の高精細化に伴う画像
信号の高速化に対応することが要求されている。この要
請に応えるために、例えば特開平７−２１９５１２号公
報に開示されているように、ラスタスキャン方式の画像
信号を発生する複数のＴＶ画像生成装置と、このＴＶ画
像生成装置の画像信号を合成して出力するＴＶ画像合成
装置を使用した手法が提案されている。この先行技術文
献に開示された手法は、図３に示すように複数のＴＶ画
像生成装置によりラスタスキャン画像信号の水平と垂直
同期信号を本来のレートより低減したアナログ画像信号
を発生し、このレートを低減した比較的低速のアナログ
画像信号をＡ／Ｄ変換し、画像メモリプレーンへ書き込
み、画像メモリプレーンから読み出す際に本来のレート
に戻し、デジタル演算処理により合成を行った後、Ｄ／
Ａ変換によってアナログ画像信号を出力するようにした
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来技術
の第１の問題点は、画像合成装置の構成及び合成制御が
大規模かつ複雑となり、また比較的高価なものとなるこ
とである。

【０００４】その理由は、合成する複数のアナログ画像
信号を、デジタル画像データに変換し、画像メモリプレ
ーンに記憶後、画像メモリプレーンから読み出す際に合
成処理を行い、さらにＤ／Ａ変換により元のアナログ画
像信号に戻すという画像生成装置と同一構成のデジタル
回路が合成画像分必要なためである。また、合成処理
は、合成演算回路によりデジタル演算が必要であり、そ
の制御のためのパラメータ値の発生には、さらにＣＰＵ
等の情報処理回路が必要なためである。

【０００５】第２の問題点は、画像生成装置として一般
的に流通している情報処理装置（パソコン、ワークステ
ーション等）が使用できないということである。これ
は、画像生成装置として特殊な専用装置が必要というこ
とであり、比較的高価で生産性も低下するということで
ある。

【０００６】その理由は、信号タイミングを本来のレー
トの１／４に低減した画像信号を発生する特殊な画像生
成装置を使用する画像合成方式としているためである。

【０００７】従って、本発明の目的は、高精細ＴＶ画像
の合成表示を複雑なデジタル回路及びデジタル演算制御
を用いず、簡易かつ安価なアナログ回路及び切替制御に
より行うことができる画像合成装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による画像合成装
置は、外部からのアナログ画像信号をそのまま一時保持
し、１画素毎に切替出力が可能な複数のアナログラッチ
回路（１）と、画像信号のタイミング信号である水平同
期信号（ＨＤ）及び垂直同期信号（ＶＤ）入力から１画
素毎のラッチタイミングを発生するタイミング発生部
（２）と、タイミング発生部（２）からのタイミング信
号、アナログラッチ回路（１）からのコンパレータ信号
及び外部切替信号により１画素毎の画像切替信号と合成
画像信号のＨＤ、ＶＤ信号を出力する切替信号発生部
（３）と、複数のアナログラッチ回路（１）のＯＲ出力
による合成画像信号を外部へ出力するためのアンプ
（７）という構成を設けたことを特徴としている。アナ
ログラッチ回路（１）は、外部からのアナログ画像信号
を一時保持するサンプルホールド（４）とサンプルホー
ルド（４）のアナログ画像信号を１画素毎にＯＮ／ＯＦ
Ｆし出力するアナログスイッチ（６）と、サンプルホー
ルド（４）のアナログ画像信号のレベルを検出してコン
パレータ信号を出力するコンパレータ（５）とを備える
ことを特徴としている。

【０００９】本発明の画像合成装置は、外部からの複数
のアナログ画像信号を、それぞれ複数のアナログラッチ
回路（１）により受信する。アナログラッチ回路（１）
はタイミング発生部（２）からのサンプルクロックに従
って時系列に入力されるアナログ画像信号の電圧を１画
素毎に一時保持し、その１画素毎のアナログ電圧出力は
切替信号発生部（３）からの切替信号によりＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御がなされる。この複数のアナログラッチ回路
（１）に対応した１画素毎のアナログ画像電圧出力は全
てＯＲ接続されており、切替信号発生部（３）からの切
替信号に従って、時系列に再構築する動作を行うことに
より合成画像信号を発生する。

【００１０】一方、アナログラッチ回路（１）は一時保
持した１画素毎のアナログ画像電圧を、任意に設定され
るコンパレータ電圧と比較することでタイミング信号で
あるコンパレータ信号を発生し、切替信号発生部（３）
へ出力する。信号切替部（３）は、このコンパレータ信
号及び外部切替信号を切替条件とした切替信号を発生
し、アナログラッチ回路（２）へ出力する。

【００１１】以上の働きにより、比較的簡易なアナログ
回路構成で１画素毎の画像合成手段を得られるとういう
効果をが得られる。また、画像合成の切替条件を容易に
画像信号電圧により決定できるという効果も得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１を参照すると、本発明の一実施の形態
としての画像合成装置は、外部からの複数の画像信号＃
１、＃２を受信し、アナログ画像信号のまま一時保持
し、１画素毎に切替出力が可能な複数のアナログラッチ
回路Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ（１）と、外部画像信号の
タイミング信号である水平同期信号（ＨＤ）＃１、＃２
及び垂直同期信号（ＶＤ）＃１、＃２入力から１画素毎
のラッチタイミングを発生するタイミング発生部（２）
と、タイミング発生部（２）からのＨＤ、ＶＤ、ドット
クロック信号、アナログラッチ回路（１）からのコンパ
レータ信号Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ及び外部切替信号入
力により１画素毎の画像切替信号と合成画像信号のＨ
Ｄ、ＶＤ信号を出力する切替信号発生部（３）と、複数
のアナログラッチ回路（１）のＯＲ出力による合成画像
信号を外部へ出力するためのアンプ（７）を有する。

【００１４】アナログラッチ回路Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂ
ｎ（１）は、外部からの画像信号をタイミング発生部
（２）からのサンプルクロックＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ
のタイミングで一時保持するサンプルホールド（４）
と、サンプルホールド（４）の保持画像信号を切替信号
発生部（３）からの切替信号Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎに
よりＯＮ／ＯＦＦして出力するアナログスイッチ（６）
と、サンプルホールド（４）の保持画像信号の電圧を、
コンパレータ設定電圧と比較しコンパレータ信号Ａ１〜
Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎを出力するコンパレータ（５）とを有
する。以下、本実施の形態の動作について説明する。図
２は、本発明の一実施の形態としての画像合成装置のタ
イミング図である。図２では、説明の簡略化のためアナ
ログラッチ回路（１）の数量を各画像信号入力に対し２
個（ｎ＝２）とし、合成する２種の画像信号＃１及び＃
２のＨＤ、ＶＤは、同期しているものとしている。図２
の（ａ）〜（ｄ）は、外部画像信号＃１、＃２と、その
同期信号であるＨＤ、ＶＤのタイミングを示し、（ｅ）
以降は、画像信号の１部を時間方向に拡大した図となっ
ている。

【００１５】図２（ｅ）、（ｋ）は画像信号＃１、＃２
の９画素分を示しており、画像信号＃１はアナログラッ
チ回路Ａ１、Ａ２（１）のサンプルホールド（４）に入
力され、図２（ｆ）、（ｈ）のサンプルクロックのタイ
ミングにより保持され、その結果、図２（ｇ）、（ｊ）
に示すサンプルホールド出力Ａ１、Ａ２が得られる。本
発明においては、それぞれの画像信号＃１、＃２に対し
ｎ個のアナログラッチ回路を併設し、異なるサンプルク
ロックのタイミングサンプル保持動作を行っており、画
像信号の周波数が高くても安定なサンプル保持ができ
る。

【００１６】同様にの画像信号＃２もアナログラッチ回
路Ｂ１、Ｂ２（１）のサンプルホールド（４）にて
（ｆ）、（ｈ）のサンプルクロックにより保持され、
（ｌ）、（ｎ）のサンプルホールド出力Ｂ１、Ｂ２が得
られる。サンプルクロックのタイミングは、例えば偶数
番号の画素は偶数番号のアナログラッチ回路（１）に、
奇数番号の画素は奇数番号のアナログラッチ回路（１）
に保持するような動作としている。

【００１７】画像信号＃１と＃２の合成表示を実現する
ための切替信号は、図２（ｌ）、（ｎ）サンプルホール
ド出力Ｂ１、Ｂ２のコンパレータ設定電圧による
（ｍ）、（ｏ）のコンパレータ信号Ｂ１、Ｂ２を使用し
て発生している。（ｍ）のコンパレータ信号Ｂは、
（ｌ）のサンプルホールド出力Ｂ１のレベルがコンパレ
ータ設定電圧内にある間、アクティブＬｏｗのパルス信
号になっており、（ｏ）のコンパレータ信号Ｂ２は、サ
ンプルホールドＢ２がコンパレータ設定電圧内に入らな
いため、Ｈｉｇｈレベルの変化なしの信号となってい
る。

【００１８】図２の（ｐ）は、切替信号発生部（３）で
発生している切替信号を示し、複数のアナログラッチ回
路（１）のいずれの出力をＯＮにしているかをＡ１、Ａ
２、Ｂ１、Ｂ２の構成番号により表している。この
（ｐ）の切替信号が示すとおり、コンパレータ信号Ｂ
１，Ｂ２がＨｉｇｈレベルの場合は、入力画像信号＃１
の出力であるアナログラッチ回路Ａ１，Ａ２（１）のを
交互にＯＮさせるように動作し、コンパレータ信号Ｂ
１，Ｂ２がアクティブＬｏｗになった場合に入力画像信
号＃２の出力であるアナログラッチ回路Ｂ１，Ｂ２
（１）の出力をＯＮとしている。このように本例では、
画像合成における画像切替を、入力画像信号＃２のレベ
ルにより同画像信号＃２を必ず出力するような設定によ
って行っているが、例えば、入力画像信号＃１のレベル
により必ず画像信号＃２を出力するような切替も可能で
ある。また、切替信号発生部（３）に入力されている外
部切替信号を画像合成条件とすることにより、画像信号
＃１の１部分に画像信号＃２をウィンドウのように合成
することもできる。以上の動作を行うことにより、図２
の（ｑ）に示す入力画像信号＃１と＃２の合成画像信号
出力が得られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、比較的簡易なア
ナログ回路構成で１画素毎の画像合成装置を得られ、所
定の画像合成システムを構築する際、汎用の情報処理機
器（パソコン、ワークステションを画像生成装置として
使用した比較的安価で生産性が高いシステムができると
いうことである。

【００２０】その理由は、アナログの画像信号入力をア
ナログ信号のまま、その１画素毎の切替による画像合成
方式としているからである。

【００２１】第２の効果は、画像合成の切替条件を容易
に入力画像信号電圧により決定できるということであ
る。

【００２２】その理由は、１画素毎の入力画像信号電圧
の検出手段とその検出結果による画像切替信号の生成手
段を有しているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態としての画像合成装置の
ブロック図。

【図２】本発明の一実施の形態としての画像合成装置の
動作タイミング図。

【図３】従来の画像合成装置のブロック図。

【符号の説明】

１：アナログラッチ回路 ２：タイミング発生部 ３：切替信号発生部 ４：サンプルホールド ５：コンパレータ ６：アナログスイッチ ７：アンプ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の情報処理装置等からのラスタスキャ
   ン方式のアナログ画像信号を合成する画像合成装置にお
   いて、アナログ画像信号をそのまま一時保持し１画素毎
   に切替出力が可能な複数のアナログラッチ回路と、画像
   信号のタイミング信号から１画素毎のラッチタイミング
   を発生するタイミング発生部と、タイミング発生部から
   のタイミング信号により１画素毎の画像切替信号を出力
   する切替信号発生部と、複数のアナログラッチ回路から
   の１画素毎の画像出力を外部へ出力するためのアンプと
   を設けたことを特徴とする画像合成装置。
2. 【請求項２】前記アナログラッチ回路が１つのアナログ
   画像信号に対して複数用意され、互いに位相を変えたク
   ロックによりラッチすることを特徴とする請求項１に記
   載の画像合成装置。
3. 【請求項３】前記アナログラッチ回路が、外部からのア
   ナログ画像信号を一時保持するサンプルホールドと、サ
   ンプルホールドのアナログ画像信号を１画素毎に切り替
   え出力するアナログスイッチと、サンプルホールドのア
   ナログ画像信号のレベルを検出し出力するコンパレータ
   とを備えることを特徴とする請求項１乃至２に記載の画
   像合成装置。
4. 【請求項４】前記コンパレータ出力を切替信号発生部へ
   入力し、前記コンパレータ出力をアナログ画像信号の１
   画素毎の切替制御条件とすることを特徴とする請求項３
   に記載の画像合成装置。
5. 【請求項５】外部切替信号を切替信号発生部へ入力し、
   外部切替信号をアナログ画像信号の１画素毎の切替制御
   条件とすることを特徴とする請求項１乃至４に記載の画
   像合成装置。
6. 【請求項６】画像信号のタイミング信号が水平同期信号
   （ＨＤ）及び垂直同期信号（ＶＤ）であることを特徴と
   する請求項１に記載の画像合成装置。