电视画中画的技术研究始于七十年代末，人们通过处理模拟信号的复杂方法，在电视机主画面上产生出分画面，英文缩写为PIP（Picture In Picture）。画中画技术的实现给电视机带来了新的市场，人们可在观看主画面内容的同时，观察到分画面上另外一套节目的内容，因此画中画的应用很快就发展到公安，交通监理，大型商场、仓库的保安防盗以及文化娱乐的卡拉OK等场所。
画中画技术从研究到真正实用却经历了十多年，由于电视画中画技术受高速存储器RAM技术的完善程度和 A／D与D／A转换器的体积及成本等限制，使得这项技术迟迟不能转为家用。国外画中画的研究起步较早，八十年代初已有一些产品进入广播电视专业市场，近年来随着超大规模数字电路的不断改进成熟，出现了高速和超高速RAM存储器及高性能的A／D—D／A转换器且成本也下降，由此数字化画中画技术才真正进入家庭。
电视画中画产生器方框图见图1，由以下几个方面组成：
1．调谐器与图像通道 这部分是设备中唯一的模拟信号源，它与普通电视机的图像通道一样，电视信号通过该部分调谐选频解调，将射频信号转为视频与音频信号，以提供分画面处理器所需的模拟信号源。
2．微处理器 微处理器的作用除了担任调谐器信号选频的压控锁相记忆及遥控选台外，还控制画中画产生器核心部分各功能的工作运行状态。
3．中央处理器 即产生分画面的处理器，内含场存储器，行存储器，垂直滤波器、控制及振荡器等。分画面的产生是由围绕中央核心处理器的分画面彩色解调、同步分离、分画面矩阵变换以及A／D、D／A转换等共同完成。
系统工作流程
工作流程图见图2。工程程序首先由图像通道提供视频模拟信号，经彩色解调及同步分离取出垂直与水平同步信号和亮度Y与R-Y，B-Y色差分量，其中亮度信号Y和色差R—Y，B—Y三个分量输入到A／D转换电路，来自处理器相应的数据开关脉冲YSW，RSW和BSW按一定时序对三个模拟信号进行采样，转换成为共18位的数字信号送由处理器作分画面压缩处理存储待用；行场同步信号则由其它通道并依上述程序进入处理器，白电平与黑电平两路信号混合后最后由D／A转换器将数字信号还原为模拟信号，再进入矩阵转换成为彩色全电视信号。画中画产生器的另外一路视频处理及主副画面的叠加过程，也由中央处理器控制，并由数字消隐信号程序来控制切断所需分画面位置的信号，以分画面信号填补上。由于处理信号的全过程对诸如图像亮度，对比度以及色度完全决定于系统的内部电路而固定于标准电平上，实际使用中，分画面亮度，对比度和色度是不能够调节的，因此画中画产生器在使用中要求同时进入设备的两种不同电视信号的电平应尽量保持一致，否则主副画面将产生较大的明暗差别而影响收看效果。
系统工作原理
首先，中央处理器对电视模拟信号进行取样量化、A／D转换，其中亮度信号Y的取样频率为3兆赫，而代表色度信号的R—Y与B—Y两色差信号的取样频率为750千赫；为使分画面图象的分辨率满足视觉要求，中央处理器采用把主画面中三行信号内容压缩为一行的方法，也就是说用读出速度高于写入速度三倍的方式来对行信号进行压缩，使视频模拟信号经A／D转换后，数字化时的亮度Y信号为9兆赫，R—Y与B—Y的色差信号频率为2.25兆赫，再经 D／A转换恢复视频模拟信号。由于分画面处理是以主画面三行压缩而来，这样必然就产生出场频信号累计时差，而使还原图像产生错位，对此中央处理器设有垂直信号地址计数器，采取存行补场的写入读出方式来实现信号阵列的累计时差校正。此外，行频信号处理过程中还通过垂直信号滤波器将采样信号进行平滑处理，进一步改善分画面分辨率以提高图像的清晰度。
画中画产生器的使用
画中画产生器有两种形式，一是双射频输入式，即系统有完全相同的两套调谐器及图像通道电路，这种画中画产生器使用时，只需将射频信号源分别输入两个调谐器，通过遥控器分别选收两个不同节目，最后由一条电缆输出供普通电视机收看，上述形式的画中画虽然使用方便且无需增加辅助设备，但此种用途面窄且价格昂贵也很少见。另一种就是我们介绍的这一种，此画中画产生器有一路射频输入和三路视频输入，经系统处理后的主副画面叠加信号由一路射频和一路视频输出，具体应用实例如下：
家庭使用 一般家庭使用方法较为简单，将天线插入画中画产生器的天线输入端，调谐遥控器上频道选择键，选择并存储所接收的电视频道，这部分的功能与操作同普通彩电一样。值得提醒的是，该画中画调谐器的频率接收频道设计，除了VHF与UHF以外，还覆盖了增补频道。图3是利用录像机，影碟机或是卫星电视接收机，甚至电子游戏机作信号源，输入画中画产生器的家庭使用方法，可以方便地实现多信号源分画面显示，当收视节目发生冲突时，小画面内容还可用耳机聆听节目的伴音。（古达祥）
