JP2007057586A

JP2007057586A - 画像処理装置、画像処理方法及びテレビ受信機

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Publication number: JP2007057586A
Application number: JP2005239793A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Akiba; 俊哉秋葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】高い処理能力を持つ描画処理手段を使用せずとも、解像度を上げて動画を表示することができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】描画エンジン部１３は、ディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンＰ２に動画を描画し、表示部５０の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンＰ１に静止画を描画する。解像度変換部１５は、動画の表示時に描画プレーンＰ２に描画された動画を、表示部５０の表示解像度に応じて解像度変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ受信機などのディスプレイ装置に用いて好適な画像処理装置、画像処理方法及びテレビ受信機に関する。

近年、ＢＳ（Broadcasting Satellite）デジタル放送などのデジタル放送が、高画質、高音質、多チャンネル、データ放送が可能であることもあって、急速に普及しつつある。データ放送とは、テレビの電波の隙間を利用して静止画や文字、レイアウト情報などのデジタルデータを載せて流すものである。このデジタルデータは、テレビ受信機にて単独で表示されるか、番組（動画）に合成して表示される。

一方、テレビ受信機などのディスプレイ装置において、動画や静止画の解像度を変更して表示する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５―３１１１６号公報

ところで、画像の描画頻度の高い動画に対し、その解像度を上げる場合、高い処理能力を持った描画処理手段（描画エンジンとも呼ばれる）が必要となる。例えば、描画処理手段の処理能力を仮に６０Ｍ Pixel/Sec（６０Ｍ Pixel/Secは、特別なハードウェア構成をとらなくても実現できる数値である）とし、この描画処理手段で、６４０ドット×３６０ドット、０．２３Ｍ Pixelの描画プレーンに対して描画を行った場合、複数回重ね書きしても６０ＦＰＳ（Frame Per Sec）を確保できるが、１９２０ドット×１０８０ドット、２Ｍ Pixelの描画プレーンに対して描画を行った場合、最大３０ＦＰＳまでしか書き換えることができない。この２Ｍ Pixelの描画プレーンに対して６０ＦＰＳを確保するには、高い処理能力を持つ描画処理手段が必要となる。しかしながら、この描画処理手段は高帯域幅のメモリが必要で、ロジックと同じＬＳＩ（Large Scale Integration）上に搭載するなど、コストが嵩む構造となる。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、高い処理能力を持つ描画処理手段を使用せずとも、解像度を上げて動画を表示することができる画像処理装置、画像処理方法及びテレビ受信機を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、描画プレーンを用いて画像を描画し、描画した画像をディスプレイ装置に表示させる画像処理装置において、前記ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、前記ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画する描画処理手段と、動画の表示時に前記描画プレーンに描画された動画を、前記ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換する解像度変換手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置が提供される。

上記の構成によれば、描画処理手段は、ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画する。解像度変換手段は、動画の表示時に前記描画プレーンに描画された動画を、ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換する。

本発明の画像処理装置によれば、ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画し、動画の表示時に描画プレーンに描画された動画を、ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換する。このようにすることにより、処理能力の高い描画処理手段を使用せずとも、比較的処理能力の低い安価な描画処理手段を用いてディスプレイ装置の表示解像度に応じた動画を表示することが可能となる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、本実施の形態の画像処理装置１０は、メモリ１１と、メモリ制御部１２と、描画エンジン部１３と、ＯＳＤ（On Screen Display）制御部１４と、解像度変換部１５と、表示制御部１６とを備えて構成される。メモリ１１は、所謂ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）と呼ばれるものであり、画像の描画に用いられる。メモリ制御部１２は、メモリ１１を静止画用と動画用に使い分けるものであり、静止画表示時には、ディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度と１対１の関係となる描画画素数の描画プレーンＰ１として使用し、動画表示時には、静止画表示時より少ない描画画素数の描画プレーンＰ２として使用する。本実施の形態では、ディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度を１９２０ドット×１０８０ドットとしているので、描画プレーンＰ１の描画解像度は１９２０ドット×１０８０ドットとなる。描画プレーンＰ２の描画解像度は１９２０ドット×１０８０ドットより低解像度の６４０ドット×３６０ドットとしている。

描画エンジン部（描画処理手段）１３は、メモリ１１上に展開されている描画プレーンに対して描画を行う。すなわち、静止画表示時には、描画プレーンＰ１として使用されるメモリ１１に静止画を描画し、動画表示時には、描画プレーンＰ２として使用されるメモリ１１に動画を描画する。描画エンジン部１３の処理能力は、特別なハードウェア構成をとらなくても実現できる程度であり、例えば６０Ｍ Pixel/Secである。描画頻度の多い動画を表示するときは、描画エンジン部１３の能力を考慮して、描画画素数の少ない描画プレーンＰ２に描き、描画頻度の少ない静止画を表示するときは、描画画素数の多い描画プレーンＰ１に描くようにしている。

ＯＳＤ制御部１４は、描画プレーンＰ１に描かれる静止画又は描画プレーンＰ２に描かれる動画をディスプレイ装置の表示部５０に表示可能な形式に変換する。解像度変換部（解像度変換手段）１５は、動画用の描画プレーンＰ２の描画解像度をディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度に変換する。上述したように、本実施の形態では、動画用の描画プレーンＰ２の描画解像度を６４０ドット×３６０ドットとしており、これをディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度１９２０ドット×１０８０ドットまで拡大する。また、解像度変換の際には、例えばキュービックコンボリューション補間法（３次元畳み込み補間法とも呼ばれる）を用いて画素の補間を行う。なお、低解像度の描画プレーンＰ２に描画した動画を解像度変換部１５で拡大することで画質の低下が想定されるが、動画は動きがある分、静止画に比べて粗さが目立たないため、実用上無視することができる。このように、動画については解像度の拡大を行うが、静止画については拡大を行わないので、静止画表示時には解像度変換部１５をバイパスして、ＯＳＤ制御部１４の出力を直接表示制御部１６に入力する。

また、解像度変換部１５における表示解像度の切り替えは、ディスプレイ装置の表示部５０の垂直ブランキング期間内で行われる。図２は、垂直ブランキング期間Ｔｖ内での表示解像度切り替えシーケンスの一例を示す図である。この図では、動画用の描画プレーンＰ２に描画された６４０ドット×３６０ドットの描画解像度の動画データＤａ１が垂直ブランキング期間Ｔｖ内で読み出され、３倍の倍率で拡大される。そして、垂直ブランキング期間Ｔｖ後、１９２０ドット×１０８０ドットの動画データＤａ２でディスプレイ装置の表示部５０上に表示される。表示制御部１６は、ディスプレイ装置の表示部５０を駆動して、入力された静止画データ、動画データを表示する。

次に、上記構成の画像処理装置１０の動作について説明する。
静止画表示時には、メモリ制御部１２がメモリ１１を描画プレーンＰ１として使用する。この状態で静止画データが入力されると、描画エンジン部１３が、入力された静止画データに基づいて描画プレーンＰ１に静止画を描く。描画エンジン部１３にて描かれた静止画はＯＳＤ制御部１４に入力されて、ディスプレイ装置の表示部５０に表示できる形式に変換された後、解像度変換部１５をバイパスして表示制御部１６に入力され、ディスプレイ装置の表示部５０上に表示される。

一方、動画表示時には、メモリ制御部１２がメモリ１１を描画プレーンＰ２として使用する。この状態で動画データが入力されると、描画エンジン部１３が、入力された動画データに基づいて描画プレーンＰ２に動画を描く。描画エンジン部１３にて描かれた動画はＯＳＤ制御部１４に入力されてディスプレイ装置の表示部５０に表示できる形式に変換され、その後、解像度変換部１５に入力されて、ディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度と１対１の関係になるまで拡大処理される。そして、拡大処理された動画が表示制御部１６に入力され、ディスプレイ装置の表示部５０上に表示される。この場合、ディスプレイ装置の表示部５０の表示画素数は、動画用描画プレーンＰ２の画素数の９倍あるが、解像度変換処理することで、描画エンジン部１３に高い処理能力を持たせなくても動画の表示が可能となる。

このように、本実施の形態の画像処理装置１０によれば、動画表示時には、メモリ１１を、描画画素数の少ない低解像度の描画プレーンＰ２として使用し、その描画プレーンＰ２に動画を描画し、その後、解像度変換部１５でディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度まで拡大処理する。これにより、描画エンジン部１３として処理能力の高いものを必要とせず、比較的処理能力の低い安価なもので十分に動画を表示することが可能となる。しかも、処理能力の低いものは発熱量が少ないことから、安価な放熱手段を使用でき、製品価格の低減が可能となる。さらに、動画用の描画プレーンＰ２を低解像度とすることで、メモリ１１として、バンド幅（１秒あたりに転送可能なデータ量を示すもの）の大きなものを使用する必要がないので、その点でも製品価格の低減が可能となる。

なお、本実施の形態では、動画用の描画プレーンＰ２の描画解像度を６４０ドット×３６０ドットとしたが、描画エンジン部１３の能力の範囲内であれば、如何なる解像度であっても構わない。但し、本実施の形態では、最終的にディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度に合わせるので、解像度変換部１５の倍率を調整する必要がある。

〔実施の形態２〕
図３は、本発明の実施の形態２に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図１の画像処理装置１０と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。

図３において、本実施の形態の画像処理装置２０は、動画と複数の静止画を同時に表示できるようにしたものであり、実施の形態１の画像処理装置１０が有するメモリ１１と同様のメモリ（図示略）を有し、そのメモリを描画プレーンとして使用する。図３では、１９２０ドット×１０８０ドットの例えば２枚の静止画用描画プレーンＰ１_１，Ｐ１_２と、６４０ドット×３６０ドットの１枚の動画用描画プレーンＰ２を示している。

動画表示用の描画プレーンＰ２に描かれた動画は、解像度変換部１５によって、ディスプレイ装置の表示部５０の１９２０ドット×１０８０ドットの表示解像度まで拡大処理される。拡大処理された動画は、αブレンド部（合成手段）１８に入力されて、静止画用の描画プレーンＰ１_１，Ｐ１_２に描かれた静止画とともに合成される。αブレンド部１８は、２つの静止画データのα値を参照して、所定の割合で静止画と動画とを合成するものである。なお、αブレンドとは、ある画像Ａがあって、その画像Ａの上に他の画像Ｂをある不透明度で描画することを言い、その不透明度を一般的にαで表す。本実施の形態では、動画の上に２つの静止画をそれぞれのα値で合成するようにしている。αブレンド部１８で合成された動画と静止画の合成画像は、表示制御部１６に入力されて、ディスプレイ装置の表示部５０上に表示される。

このように、本実施の形態の画像処理装置２０によれば、動画については、解像度の低い描画プレーンＰ２に描画して、後段の解像度変換部１５によって拡大処理して表示解像度に変換し、静止画については、表示解像度（解像度の高い描画プレーンＰ１_１，Ｐ１_２）で描画して、それらを後段のαブレンド部１８で合成する。したがって、本実施の形態においても、上述した実施の形態１と同様に、描画エンジン部１３として、処理能力の高いものを必要とせず、比較的処理能力の低い安価なもので十分に動画を表示することが可能となり、また安価な放熱手段を使用できることと、メモリ１１にバンド幅の小さいものを使用できるので、製品価格の低減が可能となる。

〔実施の形態３〕
図４は、本発明の実施の形態３に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図３の画像処理装置２０と共通する部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。

図４において、本実施の形態の画像処理装置３０は、上述した実施の形態２の画像処理装置２０と同様の構成の他に、ＯＳＤタイミング制御部（調整手段）１９を備えている。このＯＳＤタイミング制御部１９は、動画を静止画に対して任意の大きさで、任意の場所に位置させる制御を行うものである。すなわち、動画用の描画プレーンＰ２から動画を出力するタイミングを制御するとともに、解像度変換部１５の倍率を制御する。本実施の形態では、静止画内に動画を表示するので、解像度変換部１５の倍率は静止画＞動画の関係になる範囲内に収める。

このように、本実施の形態の画像処理装置３０によれば、動画を静止画に対して任意の大きさで、任意の場所に位置させる制御を行うＯＳＤタイミング制御部１９を備えるので、例えば、図４の動画エリア５１のように動画を表示する領域が限定される場合に、それに合わせることができる。また、そのような場合には、動画の表示解像度がディスプレイ装置の表示部５０の表示解像度以下になるので、解像度変換による画質の低下を低く抑えることができる。勿論、本実施の形態の画像処理装置３０においても、前述した実施の形態１の画像処理装置１０又は実施の形態２の画像処理装置２０と同じ効果を奏でることは言うまでもない。

本発明は、高い処理能力を持つ描画処理手段（実施の形態では描画エンジン部１３）を使用せずとも、解像度を上げて動画を表示することができるといった効果を有し、ＨＤ（High Definition）テレビ受信機をはじめとする各種ディスプレイ装置への適用が可能である。

本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る画像処理装置における表示解像度切り替えシーケンスの一例を示す図である。本発明の実施の形態２に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，２０，３０……画像処理装置、１１……メモリ、１２……メモリ制御部、１３……描画エンジン部、１４……ＯＳＤ制御部、１５……解像度変換部、１６……表示制御部、１８……αブレンド部、１９……ＯＳＤタイミング制御部、Ｐ１，Ｐ１_１，Ｐ１_２，Ｐ２……描画プレーン、５０……表示部

Claims

描画プレーンを用いて画像を描画し、描画した画像をディスプレイ装置に表示させる画像処理装置において、
前記ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、前記ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画する描画処理手段と、
動画の表示時に前記描画プレーンに描画された動画を、前記ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換する解像度変換手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記解像度変換手段は、前記ディスプレイ装置の垂直ブランキング期間内で解像度変換を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記描画プレーンに描画された静止画と前記解像度変換手段で解像度変換された動画とを合成する合成手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記解像度変換手段における倍率を調整すると共に、静止画と解像度変換された動画の合成時における前記静止画内の前記動画の位置を調整する調整手段を更に備えることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
描画プレーンを用いて画像を描画し、描画した画像をディスプレイ装置に表示させる画像処理方法において、
前記ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、
前記ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画し、
前記描画プレーンに描画された動画を、前記ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換することを特徴とする画像処理方法。
ディスプレイ装置の表示解像度よりも低い描画解像度に設定された描画プレーンに動画を描画し、前記ディスプレイ装置の表示解像度と同程度の描画解像度に設定された描画プレーンに静止画を描画する描画処理手段と、前記描画プレーンに描画された動画を、前記ディスプレイ装置の表示解像度に応じて解像度変換する解像度変換手段と、を有した画像処理装置を備えることを特徴とするテレビ受信機。