帧变换器 本发明涉及一种帧变换器，它连续地输出同步状态下的多个图象信号，而同时切换各自的异步图象信号。
已知有一种称为视频切换器的装置，它能够切换来自多个摄像机的图象信号，并且将这些信号作为一个图象信号输出。在切换这类信号的时候，来自摄像机的输入图象信号通常是彼此异步的。在输出图象信号中同步信号的扰动是不利的。
在这样的情况下，所有的输入图象信号预先利用具有TBC(时基纠正器)功能的摄像机予以同步。否则，必须利用具有帧存储器的帧转换装置，对每个输入信号进行异步-等时转换。具有TBC功能的摄像机较为昂贵，因此难于在低价系统中采用这种摄像机。
此外，在帧转换装置中，帧存储器的数目与输入图象信号相同。当图象信号存储到一个帧存储器之中的同时，执行从另一帧存储器中读取信号的操作。在具有这种结构地帧转换装置中，帧存储器的数量必须与输入图象信号数相同。这增加了该种装置的成本。
本发明致力于解决上述问题，其目的是实现连续地输出同步状态下的多个图象信号，同时利用数量少于输入图象信号的帧存储器对各自的异步图象信号进行切换的帧变换器。
因此，本发明作为解决上述问题的手段如下所述。
如权利要求1所述的本发明是一个帧变换器，它包括：分别用于接收多个图象信号的多个信号输入装置；识别信号供给装置，用于提供区分各个图象信号的识别信号到来自所述多个信号输入装置的非图象区；多个存储装置，用于分别以帧单元的形式存储来自所述多个信号输入装置的图象信号；以及信号输出装置，用于交替地读取存储在所述多个存储装置中的图象信号并输出被读信号。
对于存储装置的数量少于输入图象信号数量的情况，帧变换器以时分方式针对存储装置存储和读取相应的复数个图象信号，同时以预定时序对信号输入装置和信号输出装置进行切换，由此连续输出同步状态下的图象信号而同时切换异步图象信号。进而，当设备将带有识别信号的各个图象信号存储到存储装置中时，所述的各个图象信号可以容易地加以管理。
如权利要求2所述的本发明是根据所述本发明(1)的帧变换器，还包括用于切换所述信号输入装置和所述信号输出装置的控制装置。
如权利要求3所述的本发明是根据所述本发明(1)或(2)的帧变换器，其中所述存储装置在连续帧的一个周期内以任何时序存储图象信号。
如权利要求4所述的本发明是根据所述本发明(1)到(3)之一的帧变换器，其中所述存储装置具有独立操作的输入端口和输出端口，并且输出在存储操作中经处理的输出图象信号。
附图中：
图1是根据本发明帧变换器的第一实施例的框图；
图2是根据本发明帧变换器的第二实施例的框图；以及
图3是表示图2帧变换器的操作环境的时间图。
图1是表示根据本发明相应实施例的帧变换器构造的框图；
图1表示了两条通道，即第一通道(通道A)和第二通道(通道B)。每个通道具有四个输入端。
在图1，参考标号1指代的是一个CPU，它作为控制该设备的各个元件的控制装置。CPU1特别对各个开关进行切换控制并对存储装置进行写/读控制。
标号11指代一个开关，它作为将输入信号在CAM1-CAM4(电视摄像机1到4)的四个图象信号之间予以选择的信号输入装置。标号12指代的是一个用于从通过了开关11的图象信号或来自外部视频盒式录像机(VCR)的图象信号中进行选择的开关。
标号13指代的是A/D转换器，该转换器将流经开关11和12的图象信号转换为数字图象信号。
标号14指代一个识别信号分配装置，它将识别信号(ID1-ID4)提供给数字图象信号的非图象区(垂直回扫期或类似周期)，以便区分该信号来自哪个摄像机。注意，识别信号分配装置14包括用于产生各自识别信号的识别信号发生器(ID_1发生器到ID_4发生器)和开关15。
标号16指代的是一个帧存储器，它用作为以帧为单元分别存储多个切换的数字图象信号的存储装置。注意帧存储器16优选是一个双端口存储器或类似的具有可独立操作的输入端口和输出端口的装置。
标号17指代的是一个D/A转换器，该转换器将从帧存储器16读取的数字图象信号作D/A转换成模拟图象信号。注意，从开关11到D/A转换器17构成第一通道(通道A)。
标号21指代一个开关，它作为将输入信号在CAM1-CAM4(电视摄像机1到4)的四个图象信号之间予以选择的信号输入装置。标号22指代的是一个用于从通过了开关11的图象信号或来自外部视频盒式录像机(VCR)的图象信号中进行选择的开关。
标号23指代的是A/D转换器，该转换器将流经开关11和12的图象信号转换为数字图象信号。
标号24指代一个识别信号指定装置，它将识别信号(ID5-ID8)提供给数字图象信号的非图象区(垂直回扫期或此类)，以便区分该信号来自哪个摄像机。注意，识别信号指定装置24包括用于产生各自的识别信号的识别信号发生器(ID_5发生器到ID_8发生器)和开关15。
标号26指代的是一个帧存储器，它用作为按帧单元的形式分别存储多个切换的数字图象信号的存储装置。注意帧存储器26优选是一个双端口存储器或类似的具有可独立操作的输入端口和输出端口的装置。
标号27指代的是一个D/A转换器，该转换器将从帧存储器26读取的数字图象信号作D/A转换成模拟图象信号。注意，从开关21到D/A转换器27构成第二通道(通道B)。
此外，标号31指代一个监视输出开关，该开关作为信号输出装置，用于通过交替地选择通道A和通道B而交替读取和输出在各自帧存储器16和26中存储的图象信号。
此外，标号32指代一个输出供外部VCR记录的图象信号的VCR输出开关，该开关作为信号输出装置，用于通过交替地选择通道A和通道B而交替读取和输出在各自帧存储器16和26中存储的图象信号。
具有上述结构的帧变换器可以通过将八个输入的各个异步图象信号存储到两个帧存储器中而输出同步图象信号。
下文将结合时序图描述该操作。注意为了简化解释，所作的说明是以如图2所述的帧变换器为对象进行的，它各自有两个输入、两条通道和一个输出的(四个输入和一个输出)。在图2中，与图1相同的元件具有相同的标号，对此将不作重复说明。
首先，CPU1产生参考同步信号，以操作各个元件。在该情况下，参考同步信号可以是一个独立于信号CAM1到CAM4的同步信号，或者可以是和信号CAM1到CAM4中任何一个同步的同步信号。在该情况下，CAM1信号的同步信号用作为参考同步信号(图3(a))。
然后CPU1向开关11提供选择A信号，用于改变通道A中的输入信号。选择A信号用于交替选择CAM1图象信号和CAM2图象信号，以两帧为单位。
类似地，CPU1向开关21提供选择B信号，用于改变通道B中的输入信号。选择B信号用于交替选择CAM3图象信号和CAM4图象信号，以两帧为单位。此外，选择B信号是距选择A信号有一帧相移的。
在该情况下，由于选择A信号和选择B信号是以两帧为单位进行切换的，一帧的异步和易变的时序图象信号被包括在两个帧周期中任何一个内。
首先，当开关11依据选择A信号(图3b)处于CAM1侧时，CAM1图象信号在该两帧周期内依序通过开关11，并被A/D转换器13转换为数字图象信号。然后，与该操作同时进行的是，根据选择A信号切换的来自开关15的识别信号ID_1被提供给该数字图象信号的回扫期。信号存储到帧存储器16中(图3c中的CAM1)。
另外，当开关11依据选择A信号处于CAM2侧时，CAM2图象信号在该两帧周期内依序通过开关11，并被A/D转换器13转换为数字图象信号。然后，与该操作同时进行的是，根据选择A信号切换的来自开关15的识别信号ID_2被提供给该数字图象信号的回扫期。信号存储到帧存储器16中(图3c中的CAM2)。
另外，当开关21依据选择B信号(图3b)处于CAM3侧时，CAM3图象信号在该两帧周期内依序通过开关21，并被A/D转换器23转换为数字图象信号。然后，与该操作同时进行的是，根据选择B信号切换的来自开关25的识别信号ID_3被提供给该数字图象信号的回扫期。信号存储到帧存储器26中(图3e中的CAM3)。
另外，当开关21依据选择B信号(图3b)处于CAM4侧时，CAM4图象信号在该两帧周期内依序通过开关21，并被A/D转换器23转换为数字图象信号。然后，与该操作同时进行的是，根据选择B信号切换的来自开关25的识别信号ID_4被提供给该数字图象信号的回扫期。信号存储到帧存储器26中(图3e中的CAM4)。
另外，从帧存储器16读取信号的操作是依据同步信号(图3a)在选择A信号的相应两个帧周期内最后一帧的时序中完成的。即，当选择A信号在该最后一个帧周期内选择信号CAM1的时候，CAM1数字图象信号从帧存储器16中读出(图3f中的CAM1)。另外，当选择A信号在该最后一个帧周期内选择信号CAM2的时候，CAM2数字图象信号从帧存储器16中读出(图3f中的CAM2)。注意所读的数字图象信号经D/A转换器17转换为模拟图象信号。
类似地，从帧存储器26读取信号的操作是依据同步信号(图3a)在选择B信号的相应两个帧周期内最后一帧的时序中完成的。即，当选择B信号在该最后一个帧周期内选择信号CAM3的时候，CAM3数字图象信号从帧存储器26中读出(图3g中的CAM3)。另外，当选择B信号在该最后一个帧周期内选择信号CAM4的时候，CAM4数字图象信号从帧存储器26中读出(图3g中的CAM4)。注意所读的数字图象信号经D/A转换器27转换为模拟图象信号。
接着，控制开关31，使之与同步信号(图3a)保持同步，一帧切换一次。如图3h所示，作为监视输出，一帧采用一个处于同步状态的图象信号，以CAM1→CAM2→CAM3→CAM4→……的形式输出。
另外，控制开关32，使之与同步信号(图3a)保持同步，一帧切换一次。如图3h所示，作为VCR输出，一帧采用一个处于同步状态的图象信号，以CAM1→CAM2→CAM3→CAM4→……的形式输出。
按此方式，帧变换器通过将异步图象信号的四个输入信号存储到两个帧存储器中，来输出处于同步状态下的顺序切换的图象信号。
然后，当各个图象信号配备了识别信号之后，通过利用识别信号，可以在显示图象上，例如在接收监视输出的显示装置侧或接收VCR输出的VCR装置侧上叠加摄像机号或类似标志。
另外，在VCR装置中，可以根据记录在录象带上的信号仅仅提取来自希望摄像机的视频图象。
注意，上文以针对四个输入图象信号进行切换为例进行了说明，但是，即使在图1所示的八个输入图象信号的情况下，也可以输出在同步状态下顺序切换的图象信号。另外，即使输入图象信号的数量更大，该操作也可以毫无困难地完成。
另外，在本例子中，输入图象信号是处于异步状态的，但是即使输入的是同步图象信号，该操作也可以毫无困难地完成。
另外，来自摄像机的异步图象信号使用作信号CAM1-CAM4，但是可以采用产生各种图象信号的装置以及电视摄像机。
如上文所述，本说明书中描述的帧变换器以时分方式针对多个存储装置存储和读取数量多于存储装置的多个图象信号，同时以预定时序切换信号输入装置和信号输出装置。这样，该设备连续地输出同步状态下的图象信号，同时切换异步图象信号。因此实现了一种价格低廉的帧变换器。另外，由于各个图象信号在带有识别信号的情况下存储到存储装置中，因此所述各个图象信号可以容易管理。