JP2013098966A - 映像処理システム、映像処理方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の領域ごとに映像信号を表示装置に出力するに際し、スループット及びメモリ帯域を大幅に増大させることなく、当該領域に隣接する領域の画素の情報を参照して、当該領域に対する画像処理を行う。
【解決手段】 映像信号をフレームの単位で時分割して得られるフレームの信号を、映像処理装置104と第2の映像処理部204に交互に供給する。第1の映像処理装置100は、左半分の領域のフレームの信号を処理し、第2の映像処理装置200は、右半分の領域のフレームの信号を処理する。映像処理装置104、204は、供給されたフレームの信号に対して画像処理を行い、画像処理を行ったフレームの信号を左右に2分割する。その後、第1の映像処理装置104、第2の映像処理装置204は、それぞれ、右半分の領域のフレームの信号、左半分の領域のフレームの信号を、第2の映像処理装置200、第1の映像処理装置100に送信する。
【選択図】 図1
【解決手段】 映像信号をフレームの単位で時分割して得られるフレームの信号を、映像処理装置104と第2の映像処理部204に交互に供給する。第1の映像処理装置100は、左半分の領域のフレームの信号を処理し、第2の映像処理装置200は、右半分の領域のフレームの信号を処理する。映像処理装置104、204は、供給されたフレームの信号に対して画像処理を行い、画像処理を行ったフレームの信号を左右に2分割する。その後、第1の映像処理装置104、第2の映像処理装置204は、それぞれ、右半分の領域のフレームの信号、左半分の領域のフレームの信号を、第2の映像処理装置200、第1の映像処理装置100に送信する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、映像処理システム、映像処理方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、映像信号を複数の領域に分割し、分割した映像信号を並列に処理するために用いて好適なものである。
映像の高精細化が進み、HD(High Definition)の解像度を超える4K2Kや8K4Kと呼ばれる映像を処理できるシステムの開発が行われている。このような高解像度の映像においては、HDの解像度の4倍や16倍の解像度を持つ画像データを処理しなければならない。このため、映像を1チップのLSIのみで処理することは、回路規模やメモリ帯域の観点から、困難になってきている。また、立体表示が可能な表示装置が普及している。そこで、立体表示用の映像を処理することが求められている。立体表示用の映像信号は左目用の映像信号と右目用の映像信号とを持っている。このため、左右の映像をそれぞれ通常の映像と同等のフレームレートで表示するためには、映像を処理するためのLSIの回路規模やメモリ帯域を倍増する必要がある。
以上のようなことから、1個のLSIのみでは処理することが困難な映像に対して、複数個のLSIを用いて並列に映像処理を行うことで、映像の処理を実現することが行われている。特許文献1では、HDよりも解像度の大きいFullHDの映像の映像処理を、HDの映像処理が可能なLSIを2個用いて実現する映像表示装置が提案されている。特許文献1に記載の技術では、映像を複数の領域に分割し、分割した領域に対応する映像処理が可能なLSIを、分割した領域ごとに設ける。このようにすることで、映像の解像度に依存しないスケーラブルな映像処理システムを構築することができるとしている。これによれば、HDの映像処理が可能なLSIを4個用いることで4K2Kの映像の映像処理が可能なシステムを構築することができる。
しかしながら、一般的に、前述したような映像処理では、映像信号の空間周波数を加工するフィルタ処理が必要である。フィルタ処理では、処理対象とする画素(注目画素)に対する信号処理は、その周辺画素を参照することにより行われる。よって、映像を複数の領域に分割して、分割した複数の領域の映像信号を、それぞれ異なるLSIで映像処理する場合には、分割した領域の境界周辺の画素の情報を、当該分割した領域として隣接する領域の映像処理を行う複数のLSIで相互に共有する必要がある。もし、周辺画素を参照せずに映像信号に対して信号処理を行うと、分割した領域の映像を合成(映像を再構成)した結果、分割した領域の境界に不連続点が確認されてしまう。
同様に、空間周波数領域におけるフィルタ処理のみならず、台形歪み補正のような幾何形状の変形処理を行う場合にも、分割した領域の注目画素の周辺画素が、当該分割した領域に隣接する領域に含まれるときには、当該周辺画素として参照する必要がある。したがって、各LSIは、周辺画素分を含めて映像処理を行わなければ、領域が分割された映像信号に対して、分割された領域の境界を考慮した正しい台形歪み補正を実現することができない。このため、個々のLSIは、分割した領域の境界周辺の画素の情報を、当該境界を挟んで隣接する領域の映像処理を行う複数のLSIで相互に共有する必要がある。
以上のように、従来の技術では、映像信号を複数の領域に分割し、分割した複数の領域ごとに個別に複数のLSIで映像処理を行うと、処理可能なスループットやメモリ帯域を大きくする必要がある。このため、個々のLSIのコストが増大するという課題があった。
図4は、2つの領域に分割された映像信号と(図4(a))、分割された2つの領域の映像信号に対して映像処理を行う際に必要な画素範囲(図4(b)、(c))を示す図である。
図4は、2つの領域に分割された映像信号と(図4(a))、分割された2つの領域の映像信号に対して映像処理を行う際に必要な画素範囲(図4(b)、(c))を示す図である。
単一のLSIで処理できない映像信号は、2つの領域(左領域500と右領域501)に分割される。それら2つの領域の映像信号は、2つのLSIを用いて個別に処理される。図4において、左領域500を処理するLSIは、右領域501内の「左領域500との境界近傍の周辺画素502」を含む映像信号を用いて左領域500の映像信号を処理する必要がある。同様に、右領域501を処理するLSIは、左領域500内の「右領域501との境界近傍の周辺画素503」を含む映像信号を処理する必要がある。したがって、個々のLSIには、これら周辺画素分を考慮した処理能力が必要となる。
本発明は、以上の課題に鑑み、複数の領域ごとに映像信号を表示装置に出力するに際し、スループット及びメモリ帯域を大幅に増大させることなく、当該領域に隣接する領域の画素の情報を参照して、当該領域に対する画像処理を行えるようにすることを目的とする。
本発明の映像処理システムは、映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理する映像処理システムであって、映像信号をフレーム単位で時分割する映像信号時分割手段と、前記映像信号時分割手段により時分割された映像信号のうち、相互に異なるフレームの映像信号に対して映像処理を行う複数の映像処理手段と、前記複数の映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で複数の領域に分割する複数の映像信号領域分割手段と、前記複数の映像信号領域分割手段により分割された複数の領域の映像信号のうち、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の映像信号を出力する複数の映像出力手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、フレーム単位で時分割した映像信号のうち、相互に異なるフレームの映像信号を、複数の映像処理手段により映像処理し、映像処理が行われた映像信号をフレーム内で複数の領域に分割する。そして、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の映像信号を複数の映像出力手段から出力する。したがって、分割される領域の境界近傍において、他の領域の画素の情報を参照するために、当該他の領域の情報を複数の映像処理手段で共有する必要がなくなる。よって、複数の領域ごとに映像信号を表示装置に出力するに際し、スループット及びメモリ帯域を大幅に増大させることなく、当該領域に隣接する領域の画素の情報を参照して、当該領域に対する画像処理を行うことができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、映像処理システムの主要部の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の映像処理システムは、4K2Kの映像信号に対して、2つの映像処理装置100、200を用いて並列に信号処理を行う。2つの映像処理装置100、200は、それぞれ4K2Kの映像信号を、水平方向に(左右に)2分割した映像信号として表示装置に出力する。映像処理システムは、2つの映像処理装置から出力された映像信号を、4K2Kの映像信号として再構成して、4K2Kの映像を表示装置に表示する。
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、映像処理システムの主要部の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の映像処理システムは、4K2Kの映像信号に対して、2つの映像処理装置100、200を用いて並列に信号処理を行う。2つの映像処理装置100、200は、それぞれ4K2Kの映像信号を、水平方向に(左右に)2分割した映像信号として表示装置に出力する。映像処理システムは、2つの映像処理装置から出力された映像信号を、4K2Kの映像信号として再構成して、4K2Kの映像を表示装置に表示する。
第1の映像処理装置100は、4K2Kの映像信号の左半分の領域を表示する表示装置へ映像信号を出力する。第2の映像処理装置200は、4K2Kの映像信号の右半分の領域を表示する表示装置へ映像信号を出力する。
以下、第1の映像処理装置100の構成の一例について説明する。
映像信号入力部101は、外部から映像信号を入力する手段である。映像信号入力部101は、HDMI(High Definition Multimedia Interface)等を介して外部装置から入力される映像信号から画素情報を抽出し、第1の映像信号時分割部102へ送出する。
以下、第1の映像処理装置100の構成の一例について説明する。
映像信号入力部101は、外部から映像信号を入力する手段である。映像信号入力部101は、HDMI(High Definition Multimedia Interface)等を介して外部装置から入力される映像信号から画素情報を抽出し、第1の映像信号時分割部102へ送出する。
第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101で抽出された画素情報をフレーム単位で時分割する。そして、第1の映像信号時分割部102は、一方のフレーム信号(奇数番目に出現するフレーム信号)を第1の映像処理部104へ送出し、他方のフレーム信号(偶数番目に出現するフレーム信号)を時分割映像送信部103へ送出する。すなわち、第1の映像信号時分割部102は、フレーム信号を、その出現順に、時分割映像送信部103、第1の映像処理部104に交互に送出する。
時分割映像送信部103は、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号を、第2の映像処理装置200の時分割映像受信部203に対して送信する。第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200は、PCI(Peripheral Component Interconnect)やPCIe(PCI Express)のチップ間インターフェースで接続されている。第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200は、このチップ間インターフェースを用いてデータの送受信を行う。
時分割映像送信部103は、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号を、第2の映像処理装置200の時分割映像受信部203に対して送信する。第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200は、PCI(Peripheral Component Interconnect)やPCIe(PCI Express)のチップ間インターフェースで接続されている。第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200は、このチップ間インターフェースを用いてデータの送受信を行う。
第1の映像処理部104は、第1のデータ保存部105を使用しながら、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号に対する画像処理を行う。第1の映像処理部104は、画像処理を施したフレーム信号を第1の映像信号領域分割部106へ送出する。本実施形態では、第1の映像処理部104は、空間周波数領域におけるフィルタ処理や幾何形状の変形を伴う台形歪み補正処理等、処理対象とする画素(注目画素)に対して、その周辺画素を参照して信号処理を行う必要のある画像処理を行う。本実施形態では、第1の映像処理部104により、画像処理が施された4K2Kのフレーム信号が得られる。
第1のデータ保存部105は、例えばDRAMで構成される。第1のデータ保存部105は、第1の映像処理部104が画像処理を行うための作業領域として使用される。第1の映像処理部104は、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号を第1のデータ保存部105に保持する。第1の映像処理部104は、処理対象とする画素の情報とその周辺画素の情報とを第1のデータ保存部105より順次読み出し、読み出した情報を用いて画像処理を行う。
第1のデータ保存部105は、例えばDRAMで構成される。第1のデータ保存部105は、第1の映像処理部104が画像処理を行うための作業領域として使用される。第1の映像処理部104は、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号を第1のデータ保存部105に保持する。第1の映像処理部104は、処理対象とする画素の情報とその周辺画素の情報とを第1のデータ保存部105より順次読み出し、読み出した情報を用いて画像処理を行う。
第1の映像信号領域分割部106は、第1の映像処理部104から受信した「画像処理後の4K2Kのフレーム信号」を、各映像処理装置100、200が接続される表示装置の形態に従い複数の領域に分割する。本実施形態では、第1の映像信号領域分割部106は、画像処理後の4K2Kのフレーム信号を、水平方向に(左右に)2分割する。そして、第1の映像信号領域分割部106は、左半分の領域のフレーム信号を第1の映像出力部109へ送出し、右半分の領域のフレーム信号を第1の領域分割映像送信部107へ送出する。
第1の領域分割映像送信部107は、第1の映像信号領域分割部106から受信した「右半分の領域のフレーム信号」を、第2の映像処理装置200の領域分割映像受信部208に送信する。
第1の領域分割映像送信部107は、第1の映像信号領域分割部106から受信した「右半分の領域のフレーム信号」を、第2の映像処理装置200の領域分割映像受信部208に送信する。
第1の領域分割映像受信部108は、第2の映像処理装置200の第2の領域分割映像送信部207より送信された「左半分の領域のフレーム信号」を受信する。そして、第1の領域分割映像受信部108は、受信した「左半分の領域のフレーム信号」を第1の映像出力部109へ送出する。
第1の映像出力部109は、第1の映像信号領域分割部106から受信した「左半分の領域のフレーム信号」と、第1の領域分割映像受信部108から受信した「左半分の領域のフレーム信号」とを交互に、4K2Kの左半分の領域を表示する表示装置に出力する。ここで、本実施形態では、第1の映像信号領域分割部106から受信した「左半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の奇数番目に出現するフレームの信号である。一方、第1の領域分割映像受信部108から受信した「左半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の偶数番目に出現するフレームの信号である。
第1の映像出力部109は、第1の映像信号領域分割部106から受信した「左半分の領域のフレーム信号」と、第1の領域分割映像受信部108から受信した「左半分の領域のフレーム信号」とを交互に、4K2Kの左半分の領域を表示する表示装置に出力する。ここで、本実施形態では、第1の映像信号領域分割部106から受信した「左半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の奇数番目に出現するフレームの信号である。一方、第1の領域分割映像受信部108から受信した「左半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の偶数番目に出現するフレームの信号である。
次に、第2の映像処理装置200の構成の一例について説明する。尚、第2の映像処理部204、第2のデータ保存部205、第2の領域分割映像送信部207、及び第2の領域分割映像受信部208は、第1の映像処理装置100の対応する処理部と同じ構成を有する。このため、以下では、これらの詳細な説明を割愛する。
時分割映像受信部203は、第1の映像処理装置100の時分割映像送信部103から送信された「(偶数番目に出現する)フレーム信号」を受信する。そして、時分割映像受信部203は、受信したフレーム信号を第2の映像処理部204へ送出する。
時分割映像受信部203は、第1の映像処理装置100の時分割映像送信部103から送信された「(偶数番目に出現する)フレーム信号」を受信する。そして、時分割映像受信部203は、受信したフレーム信号を第2の映像処理部204へ送出する。
第2の映像信号領域分割部206は、第1の映像処理部104から受信した「画像処理後の4K2Kのフレーム信号」を、各映像処理装置100、200が接続される表示装置の形態に従い複数の領域に分割する。本実施形態では、第2の映像信号領域分割部206は、画像処理後の4K2Kのフレーム信号を、水平方向に(左右に)2分割する。そして、第2の映像信号領域分割部206は、右半分の領域のフレーム信号を第2の映像出力部209へ送出し、左半分の領域のフレーム信号を第2の領域分割映像送信部207へ送出する。
第2の映像出力部209は、第2の映像信号領域分割部206から受信した「右半分の領域のフレーム信号」と、第2の領域分割映像受信部208から受信した「右半分の領域のフレーム信号」とを交互に、4K2Kの右半分の領域を表示する表示装置に出力する。ここで、本実施形態では、第2の映像信号領域分割部206から受信した「右半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の偶数番目に出現するフレームの信号である。第2の領域分割映像受信部208から受信した「右半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の奇数番目に出現するフレームの信号である。
第2の映像出力部209は、第2の映像信号領域分割部206から受信した「右半分の領域のフレーム信号」と、第2の領域分割映像受信部208から受信した「右半分の領域のフレーム信号」とを交互に、4K2Kの右半分の領域を表示する表示装置に出力する。ここで、本実施形態では、第2の映像信号領域分割部206から受信した「右半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の偶数番目に出現するフレームの信号である。第2の領域分割映像受信部208から受信した「右半分の領域のフレーム信号」は、映像信号入力部101に入力された映像信号の奇数番目に出現するフレームの信号である。
図2は、本実施形態における映像処理システムの各処理部で送受信される映像信号の一例を模式的に示す図である。以下、図2を用いて、本実施形態における映像処理システムの各処理部の処理の一例と、各処理部で扱われる映像信号の一例について説明する。
入力フレーム信号300は、第1の映像処理装置100の映像信号入力部101に入力される映像信号である。入力フレーム信号300は、フレーム単位で、フレーム信号301、302、303、304・・・の順に入力される。
入力フレーム信号300は、第1の映像処理装置100の映像信号入力部101に入力される映像信号である。入力フレーム信号300は、フレーム単位で、フレーム信号301、302、303、304・・・の順に入力される。
時分割フレーム信号310は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号時分割部102が第1の映像処理部104に対して送出するフレーム信号である。第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より受信した入力フレーム信号300のうち、第1のフレーム群の一例である奇数番目のフレーム信号311、312を第1の映像処理部104へ送出する。図2において、入力フレーム信号300は、4K2Kの解像度をもつフレーム信号である。第1の映像処理部104は、この4K2Kの解像度を持つフレーム信号に対して画像処理を行う必要がある。
本実施形態では、4K2Kの映像信号を時分割して得られるフレーム信号に対して、各映像処理装置100、200で画像処理を行う。このため、4K2Kの1つのフレーム信号を、1つの映像処理装置で処理する場合と比較して、各映像処理装置100、200の各第1の映像処理部104、294は、約2倍の時間内に、1つのフレーム信号の処理を完了すればよい。フレーム信号311、312は、このことを模式的に表したものである。
本実施形態では、4K2Kの映像信号を時分割して得られるフレーム信号に対して、各映像処理装置100、200で画像処理を行う。このため、4K2Kの1つのフレーム信号を、1つの映像処理装置で処理する場合と比較して、各映像処理装置100、200の各第1の映像処理部104、294は、約2倍の時間内に、1つのフレーム信号の処理を完了すればよい。フレーム信号311、312は、このことを模式的に表したものである。
時分割フレーム信号320は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号時分割部102が時分割映像送信部103に対して送出するフレーム信号である。第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より受信した入力フレーム信号300のうち、第2のフレーム群の一例である偶数番目のフレーム信号321、322を第1の映像処理部104へ送出する。
画像処理後フレーム信号330は、第1の映像処理装置100の第1の映像処理部104が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第1の映像処理部104は、フレーム信号311、312の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理を施してフレーム信号331、332を生成する。尚、図2において、第1の映像処理部104でのフレーム遅延は、第1の映像処理部104で行う処理の種類やそのアルゴリズムに依存する。よって、図2に示すフレーム遅延は一例に過ぎない。
画像処理後フレーム信号340は、第2の映像処理装置200の第2の映像処理部204が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第2の映像処理部204は、フレーム信号321、322の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理を施してフレーム信号341、342を生成する。
画像処理後フレーム信号330は、第1の映像処理装置100の第1の映像処理部104が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第1の映像処理部104は、フレーム信号311、312の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理を施してフレーム信号331、332を生成する。尚、図2において、第1の映像処理部104でのフレーム遅延は、第1の映像処理部104で行う処理の種類やそのアルゴリズムに依存する。よって、図2に示すフレーム遅延は一例に過ぎない。
画像処理後フレーム信号340は、第2の映像処理装置200の第2の映像処理部204が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第2の映像処理部204は、フレーム信号321、322の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理を施してフレーム信号341、342を生成する。
領域分割フレーム信号350は、第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109が出力するフレーム信号である。フレーム信号351、353は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号領域分割部106がフレーム信号331、332の領域を左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号351、353は、奇数番目のフレーム信号のうち、第1の領域の一例である左半分の領域の映像信号を含む。フレーム信号352、354は、第2の映像処理装置200の第2の映像信号領域分割部206がフレーム信号341、342の領域を左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号352、354は、偶数番目のフレーム信号のうち、第1の領域の一例である左半分の領域の映像信号を含む。
第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109は、これらのフレーム信号351〜354を、第1の映像信号領域分割部106および第1の領域分割映像受信部108より受信する。そして、第1の映像出力部109は、フレーム信号351、352、353、354の順にフレーム信号351〜354を表示装置に出力する。
第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109は、これらのフレーム信号351〜354を、第1の映像信号領域分割部106および第1の領域分割映像受信部108より受信する。そして、第1の映像出力部109は、フレーム信号351、352、353、354の順にフレーム信号351〜354を表示装置に出力する。
領域分割フレーム信号360は、第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209が出力するフレーム信号である。フレーム信号361、363は、第1の映像処理装置200の第1の映像信号領域分割部106がフレーム信号331、332の領域を左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号361、363は、奇数番目のフレーム信号のうち、第2の領域の一例である右半分の領域の映像信号を含む。フレーム信号362、364は、第2の映像処理装置200の第2の映像信号領域分割部206がフレーム信号341、342の領域を左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号362、364は、偶数番目のフレーム信号のうち、第2の領域の一例である右半分の領域の映像信号を含む。
第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209は、これらのフレーム信号361〜364を、第2の映像信号領域分割部206および第2の領域分割映像受信部208より受信する。そして、第2の映像出力部209は、フレーム信号361、362、363、364の順にフレーム信号361〜364を表示装置に出力する。
第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209は、これらのフレーム信号361〜364を、第2の映像信号領域分割部206および第2の領域分割映像受信部208より受信する。そして、第2の映像出力部209は、フレーム信号361、362、363、364の順にフレーム信号361〜364を表示装置に出力する。
以上のように本実施形態では、4K2Kの映像信号をフレームの単位で時分割することにより得られるフレームの信号を、第1の映像処理装置100の第1の映像処理部104と第2の映像処理装置200の第2の映像処理部204に交互に供給する。第1の映像処理装置100は、左半分の領域のフレームの信号を処理し、第2の映像処理装置200は、右半分の領域のフレームの信号を処理するものである。映像処理装置100、200は、供給されたフレームの信号に対してフィルタ処理や台形歪み補正処理等の画像処理を行い、画像処理が施されたフレームの信号を左右に2分割する。その後、第1の映像処理装置100、第2の映像処理装置200は、それぞれ、右半分の領域のフレームの信号、左半分の領域のフレームの信号を、第2の映像処理装置200、第1の映像処理装置100に送信する。これにより、第1の映像処理装置100、第2の映像処理装置200は、それぞれ、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の信号(左半分の領域のフレームの信号、右半分の領域のフレームの信号)を、4K2Kの映像信号の全てのフレームについて得る。
以上のように、2つの映像処理装置100、200は、フレームの全領域を使って画像処理を行うと共に、4K2Kの映像信号に含まれるフレームの総数の半数のフレームの信号を処理する。したがって、映像信号を分割した複数の領域のうち、相互に隣接する領域を処理する複数の映像処理装置100、200は、当該領域の境界付近の画素の情報を相互に共有する必要なく、フィルタ処理等の画像処理を行うことができる。よって、映像信号を分割処理することにより増加する「周辺画素分の『処理スループットやメモリ帯域』」を個々の第1の映像処理部104、204が有する必要がなくなる。複数の領域ごとに映像信号を表示装置に出力するに際し、スループット及びメモリ帯域を大幅に増大させることなく、当該領域に隣接する領域の画素の情報を参照して、当該領域に対する画像処理を行うことができる。
以上のように、2つの映像処理装置100、200は、フレームの全領域を使って画像処理を行うと共に、4K2Kの映像信号に含まれるフレームの総数の半数のフレームの信号を処理する。したがって、映像信号を分割した複数の領域のうち、相互に隣接する領域を処理する複数の映像処理装置100、200は、当該領域の境界付近の画素の情報を相互に共有する必要なく、フィルタ処理等の画像処理を行うことができる。よって、映像信号を分割処理することにより増加する「周辺画素分の『処理スループットやメモリ帯域』」を個々の第1の映像処理部104、204が有する必要がなくなる。複数の領域ごとに映像信号を表示装置に出力するに際し、スループット及びメモリ帯域を大幅に増大させることなく、当該領域に隣接する領域の画素の情報を参照して、当該領域に対する画像処理を行うことができる。
本実施形態では、4K2Kの映像信号を左右に2分割する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、映像信号は、4K2Kの映像信号に限定されない。また、分割する方法は、左右に2分割する方法に限定されない。例えば、上下に2分割してもよい。また、分割する数は2に限定されない。
また、本実施形態では、第1の映像信号時分割部102は、4K2Kの映像信号を左右に2分割することにより得られるフレームの信号を交互に出力するようにした。しかしながら、第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200とで相互に異なるフレームの信号に対して画像処理をするようにしていれば、必ずしもこのようにする必要はない。
また、本実施形態では、第1の映像信号時分割部102は、4K2Kの映像信号を左右に2分割することにより得られるフレームの信号を交互に出力するようにした。しかしながら、第1の映像処理装置100と第2の映像処理装置200とで相互に異なるフレームの信号に対して画像処理をするようにしていれば、必ずしもこのようにする必要はない。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、映像信号入力部101に入力される映像信号が立体視用の映像信号である場合に、当該映像信号を2つの映像処理装置で処理するシステムについて説明する。本実施形態と第1の実施形態とは、映像信号入力部101に入力される映像信号が異なることによる処理が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図2に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、映像信号入力部101に入力される映像信号が立体視用の映像信号である場合に、当該映像信号を2つの映像処理装置で処理するシステムについて説明する。本実施形態と第1の実施形態とは、映像信号入力部101に入力される映像信号が異なることによる処理が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図2に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
本実施形態では、2つの映像処理装置のそれぞれは、120Hzの映像出力が可能な処理性能を持つものとする。立体視用のフレームシーケンシャルの映像信号の表示を行う場合には、左右両眼用に分離されたフレーム信号の映像が交互に表示される。120Hzの映像出力を行う場合には、片目あたり60Hzの映像出力が行われる。しかしながら、より残像感の少ないくっきりとした映像を実現するためには、240Hz、すなわち片目あたり120Hzの映像出力を行うことが求められている。そこで、本実施形態の映像処理システムは、120Hzの映像出力が可能な映像処理装置を2つ用いて、240Hzの映像出力を行うことを実現するものである。本実施形態の映像処理システムの主要部の構成は、図1に示した通りである。本実施形態では、第1の映像処理装置100は、表示領域の左半分のフレーム信号を表示する表示装置に接続される。第2の映像処理装置200は、表示領域の右半分のフレーム信号を表示する表示装置へ接続される。
以下、図1を用いて、本実施形態の映像処理システムの説明を行う。前述したように、第1の実施形態と基本的な処理が共通となる処理部については適宜説明を省略する。
第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より120Hzのフレームレート(フレーム周波数)で入力される立体視用の映像信号を受信する。第1の映像信号時分割部102は、受信した立体視用の映像信号をフレーム単位で時分割する。そして、第1の映像信号時分割部102は、一方のフレーム信号を第1の映像処理部104へ送出し、他方のフレーム信号を時分割映像送信部103へ送出する。
第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より120Hzのフレームレート(フレーム周波数)で入力される立体視用の映像信号を受信する。第1の映像信号時分割部102は、受信した立体視用の映像信号をフレーム単位で時分割する。そして、第1の映像信号時分割部102は、一方のフレーム信号を第1の映像処理部104へ送出し、他方のフレーム信号を時分割映像送信部103へ送出する。
第1の映像処理部104は、第1の映像信号時分割部102から受信したフレーム信号に対する画像処理を行い、画像処理を施したフレーム信号を第1の映像信号領域分割部106へ送出する。本実施形態では、第1の映像処理部104は、空間周波数領域におけるフィルタ処理や幾何形状の変形を伴う台形歪み補正処理等、処理対象とする画素(注目画素)に対して、その周辺画素を参照して信号処理を行う必要のある画像処理を行う。また、本実施形態では、第1の映像処理部104は、120Hzのフレームレートで入力される映像信号を、240Hzのフレームレートの映像信号として出力するためのフレームレート変換を行う。
第1の映像出力部109は、第1の映像信号領域分割部106から受信したフレーム信号と、第1の領域分割映像受信部108から受信したフレーム信号とを交互に出力する。このとき、第1の映像出力部109は、240Hzのフレームレートで、映像信号入力部101に入力された映像信号の1/2の解像度を持つ映像信号を出力する。
第2の映像処理部204は、映像信号時分割部202から受信したフレーム信号に対する画像処理を行い、画像処理を施したフレーム信号を第2の映像信号領域分割部206へ送出する。本実施形態において第2の映像処理部204は、空間周波数領域におけるフィルタ処理や幾何形状の変形を伴う台形歪み補正処理等、処理対象とする画素(注目画素)に対して、その周辺画素を参照して信号処理を行う必要のある画像処理を行う。また、第2の映像処理部204は、120Hzのフレームレートで入力される映像信号を、240Hzのフレームレートの映像信号として出力するためのフレームレート変換を行う。
第2の映像出力部209は、第2の映像信号領域分割部206から受信したフレーム信号と、第2の領域分割映像受信部208から受信したフレーム信号とを交互に出力する。このとき、第2の映像出力部209は、240Hzのフレームレートで、映像信号入力部101に入力された映像信号の1/2の解像度を持つ映像信号を出力する。
第2の映像出力部209は、第2の映像信号領域分割部206から受信したフレーム信号と、第2の領域分割映像受信部208から受信したフレーム信号とを交互に出力する。このとき、第2の映像出力部209は、240Hzのフレームレートで、映像信号入力部101に入力された映像信号の1/2の解像度を持つ映像信号を出力する。
図3は、本実施形態における映像処理システムの各処理部で送受信される映像信号の一例を模式的に示す図である。以下、図3を用いて、本実施形態における映像処理システムの各処理部の処理と、各処理部で扱われる映像信号の一例について説明する。
入力フレーム信号400は、第1の映像処理装置100の映像信号入力部101に入力される映像信号である。入力フレーム信号400は、左目用のフレーム信号401、403と右目用のフレーム信号402、404とを有する。左目用のフレーム信号401、403と右目用のフレーム信号402、404とが交互に映像信号入力部101に入力される。
入力フレーム信号400は、第1の映像処理装置100の映像信号入力部101に入力される映像信号である。入力フレーム信号400は、左目用のフレーム信号401、403と右目用のフレーム信号402、404とを有する。左目用のフレーム信号401、403と右目用のフレーム信号402、404とが交互に映像信号入力部101に入力される。
時分割フレーム信号410は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号時分割部102が第1の映像処理部104に対して送出するフレーム信号である。第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より受信した入力フレーム信号400のうち、左目用のフレーム信号411、412を第1の映像処理部104へ送出する。
時分割フレーム信号420は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号時分割部102が時分割映像送信部103に対して送出するフレーム信号である。第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より受信した入力フレーム信号400のうち、右目用のフレーム信号421、422を第1の映像処理部104へ送出する。
時分割フレーム信号420は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号時分割部102が時分割映像送信部103に対して送出するフレーム信号である。第1の映像信号時分割部102は、映像信号入力部101より受信した入力フレーム信号400のうち、右目用のフレーム信号421、422を第1の映像処理部104へ送出する。
画像処理後フレーム信号430は、第1の映像処理装置100の第1の映像処理部104が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第1の映像処理部104は、フレーム信号411、412の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理とフレームレート変換とを行い、フレーム信号431、432、433、434を生成して出力する。フレーム信号432、434は、フレームレート変換により生成された補間フレームを示す。
画像処理後フレーム信号440は、第2の映像処理装置200の第2の映像処理部204が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第2の映像処理部204は、フレーム信号421、422の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理とフレームレート変換とを行い、フレーム信号441、442、443、444を生成して出力する。フレーム信号442、444は、フレームレート変換により生成された補間フレームを示す。
画像処理後フレーム信号440は、第2の映像処理装置200の第2の映像処理部204が画像処理後に送出するフレーム信号である。本実施形態では、第2の映像処理部204は、フレーム信号421、422の各フレーム信号に対して、台形歪み補正処理とフレームレート変換とを行い、フレーム信号441、442、443、444を生成して出力する。フレーム信号442、444は、フレームレート変換により生成された補間フレームを示す。
領域分割フレーム信号450は、第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109が出力するフレーム信号である。フレーム信号451、452、455、456は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号領域分割部106がフレーム信号431〜434を、左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号451、452、455、456は、左目用のフレーム信号のうち左半分の領域の映像信号を含む。フレーム信号453、454、457、458は、第2の映像処理装置200の第2の映像信号領域分割部206がフレーム信号441〜444を、左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号453、454、457、458は、右目用のフレーム信号のうち左半分の領域の映像信号を含む。
第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109は、これらフレーム信号451〜458を第1の映像信号領域分割部106および第1の領域分割映像受信部108より受信する。そして、第1の映像出力部109は、フレーム信号451、452、453、454、455、456、457、458の順にフレーム信号451〜458を表示装置に出力する。
第1の映像処理装置100の第1の映像出力部109は、これらフレーム信号451〜458を第1の映像信号領域分割部106および第1の領域分割映像受信部108より受信する。そして、第1の映像出力部109は、フレーム信号451、452、453、454、455、456、457、458の順にフレーム信号451〜458を表示装置に出力する。
領域分割フレーム信号460は、第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209が出力するフレーム信号である。フレーム信号461、462、465、466は、第1の映像処理装置100の第1の映像信号領域分割部106がフレーム信号431〜434を、左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号461、462、465、466は、左目用のフレーム信号のうち右半分の領域の映像信号を含む。フレーム信号463、464、467、468は、第2の映像処理装置200の第2の映像信号領域分割部206がフレーム信号441〜444を、左右に2分割することにより得られるフレーム信号である。フレーム信号463、464、467、468は、右目用のフレーム信号のうち右半分の領域の映像信号を含む。
第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209は、これらフレーム信号461〜468を第2の映像信号領域分割部206および第2の領域分割映像受信部208より受信する。そして、第2の映像出力部209は、フレーム信号461、462、436、464、465、466、467、468の順にフレーム信号461〜468を表示装置に出力する。
第2の映像処理装置200の第2の映像出力部209は、これらフレーム信号461〜468を第2の映像信号領域分割部206および第2の領域分割映像受信部208より受信する。そして、第2の映像出力部209は、フレーム信号461、462、436、464、465、466、467、468の順にフレーム信号461〜468を表示装置に出力する。
以上のように、映像信号入力部101に入力される映像信号を立体視用の映像信号としても、第1の実施形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
尚、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
(その他の実施例)
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。
100 第1の映像処理装置、200 第2の映像処理装置
Claims (11)
- 映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理する映像処理システムであって、
映像信号をフレーム単位で時分割する映像信号時分割手段と、
前記映像信号時分割手段により時分割された映像信号のうち、相互に異なるフレームの映像信号に対して映像処理を行う複数の映像処理手段と、
前記複数の映像処理手段のうち、対応する映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で複数の領域に分割する複数の映像信号領域分割手段と、
前記複数の映像信号領域分割手段により分割された複数の領域の映像信号のうち、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の映像信号を出力する複数の映像出力手段と、を有することを特徴とする映像処理システム。 - 前記映像処理システムは、複数の映像処理装置を有し、
前記複数の映像処理装置の1つが、前記映像信号時分割手段を有し、
前記複数の映像処理装置のそれぞれが、前記映像処理手段と、前記映像信号領域分割手段と、前記映像出力手段を有することを特徴とする請求項1に記載の映像処理システム。 - 前記映像処理システムは、第1の映像処理装置と、第2の映像処理装置とを有し、
前記第1の映像処理装置は、
前記映像信号時分割手段と、
前記映像信号時分割手段により時分割された映像信号のうち、第1のフレーム群の映像信号に対して映像処理を行う第1の映像処理手段と、
前記映像信号時分割手段により時分割された映像信号のうち、第2のフレーム群の映像信号を前記第2の映像処理装置に送信する時分割映像送信手段と、
前記第1の映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で第1の領域と第2の領域に分割する第1の映像信号領域分割手段と、
前記第1の映像信号領域分割手段により分割された第2の領域の映像信号を前記第2の映像処理装置に送信する第1の領域分割映像送信手段と、
前記映像信号時分割手段により時分割された映像信号のうち、第1のフレーム群の映像信号であって、映像処理が行われた前記第1の領域の映像信号を、前記第2の映像処理装置から受信する第1の領域分割映像受信手段と、
前記第1の映像信号領域分割手段により得られる第1の領域の映像信号と、前記第1の領域分割映像受信手段により受信された第1の領域の映像信号とを出力する第1の映像出力手段と、を有し、
前記第2の映像処理装置は、
前記時分割映像送信手段により送信された第2のフレーム群の映像信号を受信する時分割映像受信手段と、
前記時分割映像受信手段により受信された第2のフレーム群の映像信号に対して映像処理を行う第2の映像処理手段と、
前記第2の映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で第1の領域と第2の領域に分割する第2の映像信号領域分割手段と、
前記第2の映像信号領域分割手段により分割された第1の領域の映像信号を、前記第1の映像処理装置に送信する第2の領域分割映像送信手段と、
前記第1の領域分割映像送信手段により送信された第2の領域の映像信号を受信する第2の領域分割映像受信手段と、
前記第2の映像信号領域分割手段により得られる第2の領域の映像信号と、前記第2の領域分割映像受信手段により受信された第2の領域の映像信号とを出力する第2の映像出力手段と、を有することを特徴とする請求項2に記載の映像処理システム。 - 前記映像信号時分割手段は、映像信号をフレーム単位で時分割し、時分割した映像信号を、前記第1の映像処理手段と前記時分割映像送信手段に対して、その出現順に交互に出力することを特徴とする請求項3に記載の映像処理システム。
- 前記映像信号は、立体視用の映像信号であり、
前記映像信号時分割手段は、前記立体視用の映像信号を、フレーム単位で、左目用のフレームの映像信号と、右目用のフレームの映像信号とに時分割し、
前記第1のフレーム群と前記第2のフレーム群は、前記左目用のフレーム群と前記右目用のフレーム群の何れかであることを特徴とする請求項3又は4に記載の映像処理システム。 - 映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理する映像処理方法であって、
映像信号をフレーム単位で時分割する映像信号時分割工程と、
前記映像信号時分割工程により時分割された映像信号のうち、相互に異なるフレームの映像信号に対して映像処理を行うことを、複数の映像処理手段によりそれぞれ行う映像処理工程と、
前記複数の映像処理手段のうち、対応する映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で複数の領域に分割することを、複数の映像信号領域分割手段によりそれぞれ行う映像信号領域分割工程と、
前記複数の映像信号領域分割手段により分割された複数の領域の映像信号のうち、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の映像信号を出力することを複数の映像出力手段によりそれぞれ行う映像出力工程と、を有することを特徴とする映像処理方法。 - 前記映像処理方法は、映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理することを、複数の映像処理装置を用いて行い、
前記複数の映像処理装置の1つにより、前記映像信号時分割工程が行われ、
前記複数の映像処理装置のそれぞれにより、前記映像処理工程と、前記映像信号領域分割工程と、前記映像出力工程が行われることを特徴とする請求項6に記載の映像処理方法。 - 前記映像処理方法は、映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理することを、第1の映像処理装置と、第2の映像処理装置とを用いて行い、
前記映像信号時分割工程と、
前記映像信号時分割工程により時分割された映像信号のうち、第1のフレーム群の映像信号に対して映像処理を行う第1の映像処理工程と、
前記映像信号時分割工程により時分割された映像信号のうち、第2のフレーム群の映像信号を前記第2の映像処理装置に送信する時分割映像送信工程と、
前記第1の映像処理工程により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で第1の領域と第2の領域に分割する第1の映像信号領域分割工程と、
前記第1の映像信号領域分割工程により分割された第2の領域の映像信号を前記第2の映像処理装置に送信する第1の領域分割映像送信工程と、
前記映像信号時分割工程により時分割された映像信号のうち、第1のフレーム群の映像信号であって、映像処理が行われた前記第1の領域の映像信号を、前記第2の映像処理装置から受信する第1の領域分割映像受信工程と、
前記第1の映像信号領域分割工程により得られる第1の領域の映像信号と、前記第1の領域分割映像受信工程により受信された第1の領域の映像信号とを出力する第1の映像出力工程とが、前記第1の映像処理装置により、行われ、
前記時分割映像送信工程により送信された第2のフレーム群の映像信号を受信する時分割映像受信工程と、
前記時分割映像受信工程により受信された第2のフレーム群の映像信号に対して映像処理を行う第2の映像処理工程と、
前記第2の映像処理工程により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で第1の領域と第2の領域に分割する第2の映像信号領域分割工程と、
前記第2の映像信号領域分割工程により分割された第1の領域の映像信号を、前記第1の映像処理装置に送信する第2の領域分割映像送信工程と、
前記第1の領域分割映像送信工程により送信された第2の領域の映像信号を受信する第2の領域分割映像受信工程と、
前記第2の映像信号領域分割工程により得られる第2の領域の映像信号と、前記第2の領域分割映像受信工程により受信された第2の領域の映像信号とを出力する第2の映像出力工程と、が前記第2の映像処理装置により行われることを特徴とする請求項7に記載の映像処理方法。 - 前記映像信号時分割工程は、映像信号をフレーム単位で時分割し、時分割した映像信号を、その出現順に交互に出力し、
前記第1の映像処理工程は、前記映像信号時分割工程により交互に出力される映像信号のうち、一方の映像信号に対して映像処理を行い、
前記時分割映像送信工程は、前記映像信号時分割工程により交互に出力される映像信号のうち、他方の映像信号を前記第2の映像処理装置に送信することを特徴とする請求項8に記載の映像処理方法。 - 前記映像信号は、立体視用の映像信号であり、
前記映像信号時分割工程は、前記立体視用の映像信号を、フレーム単位で、左目用のフレームの映像信号と、右目用のフレームの映像信号とに時分割し、
前記第1のフレーム群と前記第2のフレーム群は、前記左目用のフレーム群と前記右目用のフレーム群の何れかであることを特徴とする請求項8又は9に記載の映像処理方法。 - 映像信号を複数の領域の映像信号に分割し、分割した映像信号を並列に処理することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
映像信号をフレーム単位で時分割する映像信号時分割工程と、
前記映像信号時分割工程により時分割された映像信号のうち、相互に異なるフレームの映像信号に対して映像処理を行うことを、複数の映像処理手段によりそれぞれ行う映像処理工程と、
前記複数の映像処理手段のうち、対応する映像処理手段により映像処理が行われた映像信号を、フレーム内で複数の領域に分割することを、複数の映像信号領域分割手段によりそれぞれ行う映像信号領域分割工程と、
前記複数の映像信号領域分割手段により分割された複数の領域の映像信号のうち、フレーム内における相対的な位置関係が同じ領域の映像信号を出力することを複数の映像出力手段によりそれぞれ行う映像出力工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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