JP2019129332A - 画像表示装置及びカメラ評価システム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラを再現性よく評価できるカメラ評価システムを提供する。【解決手段】画像表示装置３は評価対象のカメラと非同期であり、入力された映像データＶＤに基づいてカメラ４が撮影するための表示画像ＰＶを表示する。画像表示装置３は映像データ処理部１００と液晶表示デバイス２０とを有する。映像データ処理部１００はサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４とサブフレームデータ変換部２２１〜２２４とを有する。サブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４はカメラの１画素に対応する複数の画素ごとに異なる。サブフレームデータ変換部２２１〜２２４は映像データＶＤをサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４に基づいて複数の画素３０ごとにサブフレームデータＳＦＤに変換する。液晶表示デバイス２０は表示画像ＰＶを面順次で表示する。【選択図】図１

Description

本発明は画像表示装置及びカメラ評価システムに関する。

特許文献１に記載されているようなカメラを新規に開発する場合、開発中のカメラで異なる場所を撮影することにより、カメラの評価が行われている。

特開２００４−２４７９７９号公報

そのため、評価に時間がかかり、同じ場所でも天候または撮影時刻等によって撮影条件が異なるため、再現性よくカメラを評価することは難しい。

本発明は、カメラを再現性よく評価できる画像表示装置及びカメラ評価システムを提供することを目的とする。

本発明は、評価対象のカメラと非同期であり、入力された映像データに基づいて、前記カメラが撮影するための表示画像を表示し、前記映像データを１フレームが複数のサブフレームにより構成されるサブフレームデータに変換する映像データ処理部と、前記カメラの画素数よりも多い画素が配置されている表示画素部を有し、前記サブフレームデータに基づいて前記表示画像をフレームごとに切り替えて面順次で表示する液晶表示デバイスとを備え、前記映像データ処理部は、前記カメラの１画素に対応する複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルと、前記映像データを、前記サブフレームデータ変換テーブルに基づいて前記複数の画素ごとに前記サブフレームデータに変換するサブフレームデータ変換部とを有することを特徴とする画像表示装置を提供する。

また、本発明は、評価対象のカメラと非同期であり、入力された映像データに基づいて、前記カメラが撮影するための表示画像を表示する画像表示装置と、前記表示画像を前記カメラが撮影した撮影画像に基づいて生成された検出結果データを解析するデータ解析装置とを備え、前記画像表示装置は、前記映像データを１フレームが複数のサブフレームにより構成されるサブフレームデータに変換する映像データ処理部と、前記カメラの画素数よりも多い画素が配置されている表示画素部を有し、前記サブフレームデータに基づいて前記表示画像をフレームごとに切り替えて面順次で表示する液晶表示デバイスとを有し、前記映像データ処理部は、前記カメラの１画素に対応する複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルと、前記映像データを、前記サブフレームデータ変換テーブルに基づいて前記複数の画素ごとに前記サブフレームデータに変換するサブフレームデータ変換部とを有することを特徴とするカメラ評価システムを提供する。

本発明の画像表示装置及びカメラ評価システムによれば、カメラを再現性よく評価できる。

一実施形態のカメラ評価システムを示す構成図である。 一実施形態のカメラ評価システムにおける画像表示装置（プロジェクタ）を示す構成図である。 プロジェクタの映像データ処理部の一例を示す構成図である。 映像データ処理部のサブフレームデータ生成部の一例を示す構成図である。 サブフレームデータ変換テーブルの一例を示す図である。 サブフレームデータ変換テーブルの一例を示す図である。 サブフレームデータ変換テーブルの一例を示す図である。 サブフレームデータ変換テーブルの一例を示す図である。 表示画素部の画素と、各画素に対応するサブフレームデータ変換テーブルとの関係を示す図である。 映像データ処理部が同一のサブフレームデータ変換テーブルに基づいて映像データをサブフレームデータに変換する場合を示す図である。 図７に示すサブフレームデータに対する液晶の応答特性を示す図である。 画素グループを構成する複数の画素に対応するサブフレームデータ変換部が異なるサブフレームデータ変換テーブルに基づいて映像データをサブフレームデータに変換する場合を示す図である。 図９に示す複数の画素のサブフレームデータに対する液晶の応答特性を示す図である。 表示画素部の画素と、各画素に対応するサブフレームデータ変換テーブルとの関係を示す図である。 表示画素部の画素と、各画素に対応するサブフレームデータ変換テーブルとの関係を示す図である。 画素グループを構成する複数の画素に対応するサブフレームデータ変換部が異なるサブフレームデータ変換テーブルに基づいて映像データをサブフレームデータに変換する場合を示す図である。

図１を用いて、一実施形態のカメラ評価システムを説明する。評価対象のカメラ４を評価するためのカメラ評価システム１は、データ解析装置２と、画像表示装置３とを備える。画像表示装置３には、異なる場所、異なる時間、異なる天候、または、異なる季節により多種類の条件で撮影された動画像が、映像データＶＤとして入力される。

画像表示装置３としてプロジェクタを用いる場合について説明する。画像表示装置３は、プロジェクタ１０とスクリーン６とにより構成される。プロジェクタ１０には映像データＶＤが入力される。プロジェクタ１０は、映像データＶＤに基づいて動画像を生成し、スクリーン６に投影する。動画像はスクリーン６に表示画像ＰＶとして投影される。

評価対象のカメラ４は、スクリーン６に投影された表示画像ＰＶを撮影画像ＣＶとして撮影する。カメラ４が車載用カメラの場合、カメラ４は撮影画像ＣＶに基づいて、例えば道路上のセンターラインを検出して検出結果データＰＤを生成し、データ解析装置２へ出力する。データ解析装置２は、検出結果データＰＤを解析する。カメラ４は解析結果に基づいて評価される。

図２を用いて、プロジェクタ１０を説明する。プロジェクタ１０は、映像データ処理部１００と、液晶表示デバイス２０とを有する。映像データ処理部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されるソフトウェアによって構成してもよいし、回路等のハードウェアによって構成してもよい。

映像データ処理部１００には映像データＶＤがデジタル信号として入力される。映像データ処理部１００は、映像データＶＤを、１フレームが複数のサブフレームにより構成されるサブフレームデータＳＦＤに変換する。映像データ処理部１００は、サブフレームデータＳＦＤを液晶表示デバイス２０へ画素単位で順次出力する。なお、映像データ処理部１００の動作については後述する。

液晶表示デバイス２０は、動画像（表示画像ＰＶ）をフレームごとに切り替えて表示する面順次のアクティブマトリスク型の液晶表示デバイスである。液晶表示デバイス２０は、水平走査回路２１と、垂直走査回路２２と、表示画素部２３とを有する。水平走査回路２１には、映像データ処理部１００からサブフレームデータＳＦＤが画素単位で順次入力される。

水平走査回路２１は、水平方向に配置された複数（ｘ）本の列データ線Ｄ（Ｄ１〜Ｄｘ）に接続されている。垂直走査回路２２は、垂直方向に配置された複数（ｙ）本の行走査線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｙ）に接続されている。なお、図２には、２本の列データ線Ｄ１及びＤｘ、並びに、２本の行走査線Ｇ１及びＧｙのみを示している。

表示画素部２３は、列データ線Ｄと行走査線Ｇとの各交差部にマトリクス状に配置された複数（ｘ×ｙ）個の画素３０を有する。なお、図２には、列データ線Ｄ１及びＤｘ、並びに、２本の行走査線Ｇ１及びＧｙに対応させて、４個の画素３０のみを示している。

プロジェクタ１０の表示画素部２３の画素数（有効画素数）は、カメラ４の画素数（有効画素数）よりも多くなるように設定されている。例えば、カメラ４の画素数は、水平方向が７２０であり、垂直方向が４８０である。それに対し、プロジェクタ１０の表示画素部２３における画素数は、水平方向が４０９６であり、垂直方向が２１６０である。

従って、カメラ４の撮影範囲がプロジェクタ１０の表示範囲と同じであると仮定した場合、カメラ４における１画素は、水平方向ではプロジェクタ１０における５画素分以上に相当し、垂直方向ではプロジェクタ１０における４画素分以上に相当する。説明をわかりやすくするために、プロジェクタ１０における４画素が、水平方向と垂直方向とにおいて、カメラ４における１画素に相当する場合について説明する。

画素３０は、スイッチング部３１（第１のスイッチング部）と、サンプルホールド部３２（第１のサンプルホールド部）と、スイッチング部３３（第２のスイッチング部）と、サンプルホールド部３４（第２のサンプルホールド部）と、液晶表示素子４０とを有する。

液晶表示素子４０は、反射電極４１と、共通電極４２と、液晶４３とを有する。反射電極４１は画素３０ごとに形成されている。共通電極４２は、全ての画素３０に対して共通に形成されている。液晶４３は、反射電極４１と共通電極４２との間隙（セルギャップ）に充填されている。

スイッチング部３１及び３３は、ＮチャネルＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（以下、ＮＭＯＳトランジスタという）により構成されている。スイッチング部３１は、ゲートが行走査線Ｇに接続され、ドレインが列データ線Ｄに接続され、ソースがサンプルホールド部３２の入力側に接続されている。

サンプルホールド部３２は、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)構造のフリップフロップにより構成され、行走査線Ｇに接続されている。サンプルホールド部３２は、スイッチング部３１を介して列データ線Ｄに接続されている。

スイッチング部３３は、ゲートが制御信号線ＣＬに接続され、ドレインがサンプルホールド部３２の出力側に接続され、ソースがサンプルホールド部３４の入力側に接続されている。サンプルホールド部３４は、ＳＲＡＭ構造のフリップフロップにより構成され、出力側が液晶表示素子４０の反射電極４１に接続されている。共通電極４２は共通端子ＣＴに接続されている。

液晶表示デバイス２０の動作について説明する。垂直走査回路２２には、映像データ処理部１００から垂直同期信号ＶＳＴと垂直シフトクロック信号ＶＣＫとが入力される。垂直走査回路２２は、垂直同期信号ＶＳＴと垂直シフトクロック信号ＶＣＫとに基づいて行選択信号ＳＳを生成し、１水平期間ごとに行走査線Ｇを選択する。選択された行走査線Ｇに接続する１画素行分のスイッチング部３１は、行選択信号ＳＳにより一斉にオン状態となる。

水平走査回路２１には、映像データ処理部１００から１フレームを構成する複数のサブフレームを有するサブフレームデータＳＦＤが画素単位で順次入力される。また、水平走査回路２１には、映像データ処理部１００から水平同期信号ＨＳＴと水平シフトクロック信号ＨＣＫとが入力される。

水平走査回路２１は、水平同期信号ＨＳＴと水平シフトクロック信号ＨＣＫとに基づいて、列データ線Ｄ１〜ＤｘにサブフレームデータＳＦＤを出力する。これにより、垂直走査回路２２により選択された画素行の各画素３０のサンプルホールド部３２には、各画素３０に対応するサブフレームデータＳＦＤがスイッチング部３１を介して書き込まれる。

サンプルホールド部３２はサブフレームデータＳＦＤをサンプリングして保持する。垂直走査回路２２により全ての画素行が選択されることにより、全ての画素３０のサンプルホールド部３２には１サブフレーム分の映像データが書き込まれたことになる。スイッチング部３１とサンプルホールド部３２とは第１の保持手段を構成する。

全ての画素３０のサンプルホールド部３２にサブフレームデータＳＦＤが書き込まれると、映像データ処理部１００は、制御信号ＣＳを、制御信号線ＣＬを介して全ての画素３０のスイッチング部３３に出力する。これにより、全ての画素３０のスイッチング部３３がオン状態となり、サンプルホールド部３２に書き込まれた１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤは、対応するサンプルホールド部３４へ全ての画素３０に対して一斉に転送される。スイッチング部３３は転送手段を構成する。

サンプルホールド部３４は、１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤをサンプリングして保持する。１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤは、１サブフレーム期間だけ各サンプルホールド部３４に保持される。サンプルホールド部３４は第２の保持手段を構成する。

液晶表示素子４０の反射電極４１には、サンプルホールド部３４により、サブフレームデータＳＦＤに対応する駆動電圧が印加される。反射電極４１に印加される駆動電圧は、サンプルホールド部３４がホールドするサブフレームデータＳＦＤが「０」であるときはＭＯＳトランジスタの接地電圧となり、サブフレームデータＳＦＤが「１」であるときはＭＯＳトランジスタの電源電圧となる。液晶表示素子４０の共通電極４２には全ての画素３０に共通電圧が共通端子ＣＴから印加される。

液晶４３は、反射電極４１と共通電極４２との電位差に応じて駆動する。外部から照明光を表示画素部２３に照射すると、照明光は画素３０ごとに変調され、画像として表示される。

液晶表示デバイス２０は、１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤを全ての画素３０のサンプルホールド部３４に１サブフレーム期間だけ保持する。液晶表示デバイス２０は、次の１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤを、全ての画素３０のサンプルホールド部３２に１サブフレーム期間内に順次書き込む。これにより、液晶表示デバイス２０は、表示画像ＰＶを面順次で表示することができる。

評価対象のカメラ４から出力されるのは評価結果ＰＤのみであり、映像信号または同期信号等の、外部機器を同期させるために必要な信号は出力されないことが想定される。また、カメラ４は、外部機器から同期信号を入力して外部機器に対してカメラ４を同期させる機能を有しないことが想定される。従って、プロジェクタ１０とカメラ４とを同期させることは容易ではない。

そこで、カメラ４とプロジェクタ１０とが非同期であることを前提として、プロジェクタ１０から投影される表示画像ＰＶをカメラ４が再現性よく撮影するための映像データ処理部１００の動作を、実施例１及び２として説明する。

図３、図４、図５Ａ〜図５Ｄ、図６、図７、図８、図９、及び、図１０を用いて、表示画素部２３において垂直方向（行方向）に配列された４個の画素３０を１画素グループとする場合について説明する。

図３に示す実施例１の映像データ処理部２００は、上記の映像データ処理部１００に対応し、サブフレームデータ生成部２１０と、メモリ制御部２６０と、フレームバッファ２７１及び２７２と、駆動制御部２８０と、データ転送部２９０とを有する。サブフレームデータ生成部２１０には映像データＶＤと切り替え制御信号ＫＳとが入力される。

図４に示すように、サブフレームデータ生成部２１０は、複数のサブフレームデータ変換部２２１、２２２、２２３、及び２２４と、複数の異なるサブフレームデータ変換テーブル２３１、２３２、２３３、及び２３４と、選択回路２４０と、切り替え制御回路２５０とを有する。サブフレームデータ変換テーブル２３１、２３２、２３３、及び２３４は、画素グループを構成する各画素３０に対応して設定されている。

切り替え制御回路２５０には切り替え制御信号ＫＳが入力される。サブフレームデータ変換部２２１、２２２、２２３、及び２２４には映像データＶＤが入力される。映像データＶＤはｎビットの階調データである。

切り替え制御回路２５０は切り替え制御信号ＫＳに基づいて選択回路２４０を制御する。選択回路２４０は、１画素グループを構成するｋ（ｋは正の整数）行目の画素３０ｋと、ｋ＋１行目の画素３０ｋ＋１と、ｋ＋２行目の画素３０ｋ＋２と、ｋ＋３行目の画素３０ｋ＋３とを順番に選択する。

サブフレームデータ変換部２２１は、選択回路２４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル２３１に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ１１に変換し、メモリ制御部２６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部２２２は、選択回路２４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル２３２に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ１２に変換し、メモリ制御部２６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部２２３は、選択回路２４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル２３３に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ１３に変換し、メモリ制御部２６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部２２４は、選択回路２４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル２３４に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ１４に変換し、メモリ制御部２６０へ出力する。

図３に示すように、メモリ制御部２６０は、サブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４を一方のフレームバッファ２７１に順次、書き込む。メモリ制御部２６０は、フレームバッファ２７１に１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４が書き込まれると、次の１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４を他方のフレームバッファ２７２に書き込み、かつ、フレームバッファ２７１に書き込まれた１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４を読み出して、データ転送部２９０へ出力する。

フレームバッファ２７１及び２７２を有するダブルバッファ構成とすることにより、メモリ制御部２６０は、フレームバッファ２７１及び２７２に対するサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４の書き込みと読み出しとを交互に実行することができる。データ転送部２９０は、サブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４を水平走査回路２１へ出力する。

駆動制御部２８０は、同期制御信号ＳＣＳａをメモリ制御部２６０へ出力し、同期制御信号ＳＣＳｂをデータ転送部２９０へ出力する。また、駆動制御部２８０は、垂直同期信号ＶＳＴと垂直シフトクロック信号ＶＣＫとを垂直走査回路２２へ出力し、水平同期信号ＨＳＴと水平シフトクロック信号ＨＣＫとを水平走査回路２１へ出力する。

駆動制御部２８０は、メモリ制御部２６０とデータ転送部２９０と垂直走査回路２２と水平走査回路２１との動作のタイミングを、同期制御信号ＳＣＳａ及びＳＣＳｂ、垂直同期信号ＶＳＴ、垂直シフトクロック信号ＶＣＫ、水平同期信号ＨＳＴ、及び、水平シフトクロック信号ＨＣＫにより制御する。これにより、サブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４は、表示画素部２３を構成する各画素３０に入力される。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び、図５Ｄは、サブフレームデータ変換テーブル２３１、２３２、２３３、及び２３４における階調値とサブフレームＳＦのデータ値との関係の一例を示している。図５Ａ〜図５Ｄに示すＳＦ１〜ＳＦ８はサブフレーム番号を示し、各階調値に対するサブフレームのデータ値を０または１として示している。

データ値が１である場合は画素３０における表示期間に対応し、データ値が０である場合は画素３０における非表示期間に対応する。図５Ａ〜図５Ｄでは、説明をわかりやすくするために、階調数を８とし、１フレームが８個のサブフレームＳＦで構成される場合を示している。なお、階調数、及び、サブフレーム数は、実施例１に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。

サブフレームデータ変換テーブル２３１、２３２、２３３、及び２３４は、階調値が最初に増加するサブフレーム番号が異なるように設定されている。例えば、図５Ａに示すように、サブフレームデータ変換テーブル２３１はサブフレームＳＦ１から階調値が増加するように設定されている。図５Ｂに示すように、サブフレームデータ変換テーブル２３２はサブフレームＳＦ３から階調値が増加するように設定されている。

図５Ｃに示すように、サブフレームデータ変換テーブル２３３はサブフレームＳＦ５から階調値が増加するように設定されている。図５Ｄに示すように、サブフレームデータ変換テーブル２３４はサブフレームＳＦ７から階調値が増加するように設定されている。

図６は、表示画素部２３の画素３０と、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４との関係を示している。図６中の符号２３１、２３２、２３３、及び２３４は、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブルを示している。なお、図６には、ｋ行目〜ｋ＋１１行目、及び、ｍ列目〜ｍ＋１１列目の画素３０を示している。図６に示すように、表示画素部２３において垂直方向（行方向）に配列された複数の画素３０を１画素グループとする実施例１では、水平方向（列方向）の各画素３０に対しては同じサブフレームデータ変換テーブルを用い、垂直方向の各画素３０に対しては画素グループ内において異なるサブフレームデータ変換テーブルを用いる。

実施例１の比較例として、映像データ処理部２００が同一のサブフレームデータ変換テーブルに基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤに変換する場合について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、映像データ処理部２００が図５Ａに示すサブフレームデータ変換テーブル２３１に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤに変換する場合を示している。図７（ａ）は階調値が７である場合のサブフレームデータＳＦＤを示している。図７（ｂ）は階調値が５である場合のサブフレームデータＳＦＤを示している。図７（ｃ）は階調値が２である場合のサブフレームデータＳＦＤを示している。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、サブフレームデータＳＦＤに対する液晶４３の応答特性を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）の各縦軸は、液晶４３の出力光の強度を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す１ＦＰｐはプロジェクタ１０の１フレーム期間を示している。１ＦＰｐは図７に示す１ＦＰに対応する。１ＦＰｃはカメラ４の１フレーム期間を示している。ＳＰａ及びＳＰｂはカメラ４の露光時間を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）は図７（ａ）〜図７（ｃ）に対応する。

図８（ａ）に示すように、階調値が高いと１フレームにおけるサブフレームＳＦの表示期間が長いため、液晶４３の脈動（１フレーム期間における出力光の強度の変動）は小さい。それに対して、図８（ｃ）に示すように、階調値が低いと１フレームにおけるサブフレームＳＦの表示期間が短いため、液晶４３の脈動は大きい。図８（ｂ）に示すように、中間の階調値では液晶４３の脈動は中間の大きさとなる。

カメラ４を車載またはドローンと称される無線操縦による無人機等の屋外用カメラとして用いる場合、屋内と比較して屋外では明るい環境での撮影となる。明るい環境で撮影する場合、カメラ４の露光時間は短くなる。そのため、カメラ４とプロジェクタ１０とが非同期の状態では、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、露光時間ＳＰａにおいて撮影された画像と露光時間ＳＰｂにおいて撮影された画像とは露光量が異なる。特に図８（ｃ）のように階調数が低い場合には露光量が大きく異なる。

その結果、液晶４３の脈動応答に応じて、カメラ４の撮影画像にはフレームごとの輝度変動または明暗縞等のビートと称される現象が発生する。ビートは階調値が小さいほど、及び、露光時間ＳＰが短いほど顕著になる。

実施例１のプロジェクタ１０では、異なるサブフレームデータ変換テーブル２３１、２３２、２３３、及び２３４に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤ１１、ＳＦＤ１２、ＳＦＤ１３、及びＳＦＤ１４に変換する。

図９（ａ）〜図９（ｄ）は、映像データ処理部２００が図５Ａ〜図５Ｄに示すサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４に変換する場合を示している。

図９（ａ）はｋ行目の画素３０ｋのサブフレームデータＳＦＤ１１を示している。図９（ｂ）はｋ＋１行目の画素３０ｋ＋１のサブフレームデータＳＦＤ１２を示している。図９（ｃ）はｋ＋２行目の画素３０ｋ＋２のサブフレームデータＳＦＤ１３を示している。図９（ｄ）はｋ＋３行目の画素３０ｋ＋３のサブフレームデータＳＦＤ１４を示している。図９（ａ）〜図９（ｄ）は階調値が２である場合のサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４を示している。プロジェクタ１０において垂直方向に配置された４つの画素３０ｋ、３０ｋ＋１、３０ｋ＋２、及び、３０ｋ＋３は、カメラ４における垂直方向の１画素に相当する。

映像データ処理部２００は、異なるサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４に基づいて、映像データＶＤを、１フレーム期間１ＦＰ内においてサブフレームＳＦの表示期間のタイミングが、１画素グループを構成する垂直方向（行方向）に配列された４個の画素３０ごとに異なるサブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４に変換する。

例えば階調値が２である場合、画素３０ｋはサブフレームＳＦ１及びＳＦ２の期間が表示期間となる。画素３０ｋ＋１はサブフレームＳＦ３及びＳＦ４の期間が表示期間となる。画素３０ｋ＋２はサブフレームＳＦ５及びＳＦ６の期間が表示期間となる。画素３０ｋ＋３はサブフレームＳＦ７及びＳＦ８の期間が表示期間となる。即ち、１フレームを構成するサブフレームＳＦ１〜ＳＦ８は、カメラ４の１画素に対応する画素３０ｋ〜画素３０ｋ＋３のいずれかで表示期間となる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、サブフレームデータＳＦＤ１１〜ＳＦＤ１４に対する液晶４３の応答特性を示している。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は図８（ａ）〜図８（ｃ）に対応する。映像データ処理部２００は、異なるサブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４により、サブフレームＳＦの表示期間のタイミングを、１画素グループを構成する垂直方向に配列された４個の画素３０ごとに異ならせる。これにより、液晶４３の脈動応答のタイミングを分散させることができる。そのため、露光時間ＳＰａにおいて撮影された画像と露光時間ＳＰｂにおいて撮影された画像との露光量の差を低減できる。これにより、ビートの発生を抑制できる。

図３、図４、図５Ａ〜図５Ｄ、図７、図８、図９、図１０、及び、図１１を用いて、表示画素部２３において水平方向（列方向）に配列された４個の画素３０を１画素グループとする場合について説明する。

図３に示す実施例２の映像データ処理部３００は、映像データ処理部１００に対応し、サブフレームデータ生成部３１０と、メモリ制御部３６０と、フレームバッファ３７１及び３７２と、駆動制御部３８０と、データ転送部３９０とを有する。サブフレームデータ生成部３１０には映像データＶＤと切り替え制御信号ＫＳとが入力される。

図４に示すように、サブフレームデータ生成部３１０は、複数のサブフレームデータ変換部３２１、３２２、３２３、及び３２４と、複数の異なるサブフレームデータ変換テーブル３３１、３３２、３３３、及び３３４と、選択回路３４０と、切り替え制御回路３５０とを有する。サブフレームデータ変換テーブル３３１、３３２、３３３、及び３３４は、画素グループを構成する各画素３０に対応して設定されている。

切り替え制御回路３５０には切り替え制御信号ＫＳが入力される。サブフレームデータ変換部３２１、３２２、３２３、及び３２４には映像データＶＤが入力される。映像データＶＤはｎビットの階調データである。

切り替え制御回路３５０は切り替え制御信号ＫＳに基づいて選択回路３４０を制御する。選択回路３４０は、１画素グループを構成するｍ（ｍは正の整数）列目の画素３０ｍと、ｍ＋１列目の画素３０ｍ＋１と、ｍ＋２列目の画素３０ｍ＋２と、ｍ＋３列目の画素３０ｍ＋３とを順番に選択する。

サブフレームデータ変換部３２１は、選択回路３４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル３３１に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ２１に変換し、メモリ制御部３６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部３２２は、選択回路３４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル３３２に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ２２に変換し、メモリ制御部３６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部３２３は、選択回路３４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル３３３に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ２３に変換し、メモリ制御部３６０へ出力する。

サブフレームデータ変換部３２４は、選択回路３４０により選択され、サブフレームデータ変換テーブル３３４に基づいて、映像データＶＤを２^ｎのサブフレームＳＦで構成されるサブフレームデータＳＦＤ２４に変換し、メモリ制御部３６０へ出力する。

図３に示すように、メモリ制御部３６０は、サブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４を一方のフレームバッファ３７１に順次、書き込む。メモリ制御部３６０は、フレームバッファ３７１に１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４が書き込まれると、次の１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４を他方のフレームバッファ３７２に書き込み、かつ、フレームバッファ３７１に書き込まれた１サブフレーム分のサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４を読み出して、データ転送部３９０へ出力する。

フレームバッファ３７１及び３７２を有するダブルバッファ構成とすることにより、メモリ制御部３６０は、フレームバッファ３７１及び３７２に対するサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４の書き込みと読み出しとを交互に実行することができる。データ転送部３９０は、サブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４を水平走査回路２１へ出力する。

駆動制御部３８０は、同期制御信号ＳＣＳａをメモリ制御部３６０へ出力し、同期制御信号ＳＣＳｂをデータ転送部３９０へ出力する。また、駆動制御部３８０は、垂直同期信号ＶＳＴと垂直シフトクロック信号ＶＣＫとを垂直走査回路２２へ出力し、水平同期信号ＨＳＴと水平シフトクロック信号ＨＣＫとを水平走査回路２１へ出力する。

駆動制御部３８０は、メモリ制御部３６０とデータ転送部３９０と垂直走査回路２２と水平走査回路２１との動作のタイミングを、同期制御信号ＳＣＳａ及びＳＣＳｂ、垂直同期信号ＶＳＴ、垂直シフトクロック信号ＶＣＫ、水平同期信号ＨＳＴ、及び、水平シフトクロック信号ＨＣＫにより制御する。これにより、サブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４は、表示画素部２３を構成する各画素３０に入力される。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び、図５Ｄは、サブフレームデータ変換テーブル３３１、３３２、３３３、及び３３４における階調値とサブフレームＳＦのデータ値との関係の一例を示している。

サブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４は、階調値が最初に増加するサブフレーム番号が異なるように設定されている。例えば、図５Ａに示すように、サブフレームデータ変換テーブル３３１はサブフレームＳＦ１から階調値が増加するように設定されている。図５Ｂに示すように、サブフレームデータ変換テーブル３３２はサブフレームＳＦ３から階調値が増加するように設定されている。

図５Ｃに示すように、サブフレームデータ変換テーブル３３３はサブフレームＳＦ５から階調値が増加するように設定されている。図５Ｄに示すように、サブフレームデータ変換テーブル３３４はサブフレームＳＦ７から階調値が増加するように設定されている。

図１１は、表示画素部２３の画素３０と、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４との関係を示している。図１１中の符号３３１、３３２、３３３、及び３３４は、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブルを示している。図１１は図６に対応する。

図１１に示すように、表示画素部２３において水平方向（列方向）に配列された複数の画素３０を１画素グループとする実施例２では、垂直方向（行方向）の各画素３０に対しては同じサブフレームデータ変換テーブルを用い、水平方向の各画素３０に対しては画素グループ内において異なるサブフレームデータ変換テーブルを用いる。

実施例２の比較例として、映像データ処理部３００が同一のサブフレームデータ変換テーブルに基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤに変換する場合について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、映像データ処理部３００が図５Ａに示すサブフレームデータ変換テーブル３３１に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤに変換する場合を示している。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、サブフレームデータＳＦＤに対する液晶４３の応答特性を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）の各縦軸は、液晶４３の出力光の強度を示している。図８（ａ）に示すように、階調値が高いと１フレームにおけるサブフレームＳＦの表示期間が長いため、液晶４３の脈動は小さい。それに対して、図８（ｃ）に示すように、階調値が低いと１フレームにおけるサブフレームＳＦの表示期間が短いため、液晶４３の脈動は大きい。図８（ｂ）に示すように、中間の階調値では液晶４３の脈動は中間の大きさとなる。

カメラ４を車載またはドローンと称される無線操縦による無人機等の屋外用カメラとして用いる場合、屋内と比較して屋外では明るい環境での撮影となる。明るい環境で撮影する場合、カメラ４の露光時間は短くなる。そのため、カメラ４とプロジェクタ１０とが非同期の状態では、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、露光時間ＳＰａにおいて撮影された画像と露光時間ＳＰｂにおいて撮影された画像とは露光量が異なる。特に図８（ｃ）のように階調数が低い場合には露光量が大きく異なる。

その結果、液晶４３の脈動応答に応じて、カメラ４の撮影画像にはフレームごとの輝度変動または明暗縞等のビートと称される現象が発生する。ビートは階調値が小さいほど、及び、露光時間ＳＰが短いほど顕著になる。

実施例２のプロジェクタ１０では、異なるサブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４に変換する。

図９（ａ）〜図９（ｄ）は、映像データ処理部３００が図５Ａ〜図５Ｄに示すサブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４に変換する場合を示している。

図９（ａ）はｍ列目の画素３０ｍのサブフレームデータＳＦＤ２１を示している。図９（ｂ）はｍ＋１列目の画素３０ｍ＋１のサブフレームデータＳＦＤ２２を示している。図９（ｃ）はｍ＋２列目の画素３０ｍ＋２のサブフレームデータＳＦＤ２３を示している。図９（ｄ）はｍ＋３列目の画素３０ｍ＋３のサブフレームデータＳＦＤ２４を示している。図９（ａ）〜図９（ｄ）は階調値が２である場合のサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４を示している。プロジェクタ１０において水平方向に配置された４つの画素３０ｍ、３０ｍ＋１、３０ｍ＋２、及び、３０ｍ＋３は、カメラ４における水平方向の１画素に相当する。

映像データ処理部３００は、異なるサブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４に基づいて、映像データＶＤを、１フレーム期間１ＦＰ内においてサブフレームＳＦの表示期間のタイミングが、１画素グループを構成する水平方向（列方向）に配列された４個の画素３０ごとに異なるサブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４に変換する。

例えば階調値が２である場合、画素３０ｍはサブフレームＳＦ１及びＳＦ２の期間が表示期間となる。画素３０ｍ＋１はサブフレームＳＦ３及びＳＦ４の期間が表示期間となる。画素３０ｍ＋２はサブフレームＳＦ５及びＳＦ６の期間が表示期間となる。画素３０ｍ＋３はサブフレームＳＦ７及びＳＦ８の期間が表示期間となる。即ち、１フレームを構成するサブフレームＳＦ１〜ＳＦ８は、カメラ４の１画素に対応する画素３０ｍ〜画素３０ｍ＋３のいずれかで表示期間となる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、サブフレームデータＳＦＤ２１〜ＳＦＤ２４に対する液晶４３の応答特性を示している。映像データ処理部３００は、異なるサブフレームデータ変換テーブル３３１〜３３４により、サブフレームＳＦの表示期間のタイミングを、１画素グループを構成する水平方向に配列された４個の画素３０ごとに異ならせる。これにより、液晶４３の脈動応答のタイミングを分散させることができる。そのため、露光時間ＳＰａにおいて撮影された画像と露光時間ＳＰｂにおいて撮影された画像との露光量の差を低減できる。これにより、ビートの発生を抑制できる。

実施例１では垂直方向に配列された複数の画素３０を１画素グループとし、実施例２では水平方向に配列された複数の画素３０を１画素グループとしている。実施例３は、垂直方向（実施例１）と水平方向（実施例２）とを組み合わせたものである。そこで、図５Ａ〜図５Ｄ、及び、図１２を用いて、実施例１及び２との相違点について説明する。なお、相違点以外の構成部及び信号処理方法は実施例１及び２と同様である。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び、図５Ｄは、実施例３のサブフレームデータ変換テーブル４３１、４３２、４３３、及び４３４における階調値とサブフレームＳＦのデータ値との関係の一例を示している。

サブフレームデータ変換テーブル４３１〜４３４は、階調値が最初に増加するサブフレーム番号が異なるように設定されている。例えば、図５Ａに示すように、サブフレームデータ変換テーブル４３１はサブフレームＳＦ１から階調値が増加するように設定されている。図５Ｂに示すように、サブフレームデータ変換テーブル４３２はサブフレームＳＦ３から階調値が増加するように設定されている。

図５Ｃに示すように、サブフレームデータ変換テーブル４３３はサブフレームＳＦ５から階調値が増加するように設定されている。図５Ｄに示すように、サブフレームデータ変換テーブル４３４はサブフレームＳＦ７から階調値が増加するように設定されている。

図１２は、表示画素部２３の画素３０と、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブル４３１〜４３４との関係を示している。図１２中の符号４３１、４３２、４３３、及び４３４は、各画素３０に対応するサブフレームデータ変換テーブルを示している。図１２は図６及び図１１に対応する。図１２に示すように、表示画素部２３において垂直方向（行方向）及び水平方向（列方向）に配列された複数の画素３０に対して、画素グループ内において異なるサブフレームデータ変換テーブルを用いる。

実施例３のプロジェクタ１０では、異なるサブフレームデータ変換テーブル４３１〜４３４に基づいて、映像データＶＤをサブフレームデータＳＦＤに変換する。これにより、サブフレームＳＦの表示期間のタイミングを、垂直方向、及び、水平方向に配列された４個の画素３０ごとに異ならせることができる。従って、液晶４３の脈動応答のタイミングを分散させることができる。そのため、露光時間ＳＰａにおいて撮影された画像と露光時間ＳＰｂにおいて撮影された画像との露光量の差を低減できる。これにより、ビートの発生を抑制できる。

上述したように、画像表示装置３及びカメラ評価システム１において、画像表示装置３を構成するプロジェクタ１０は、カメラ４の画素数よりも多い画素数の表示画素部２３を有する。カメラ評価システム１は、垂直方向または水平方向、あるいは、垂直方向及び水平方向に配列された画素３０ごとにサブフレームＳＦの表示期間のタイミングを異ならせる。これにより、液晶４３の脈動応答のタイミングを分散させることができる。従って、異なるタイミングの露光時間ＳＰに撮影された画像の露光量の差を低減できるため、ビートの発生を抑制できる。

画像表示装置３及びカメラ評価システム１では、カメラ４とプロジェクタ１０とが非同期の状態において、サブフレームＳＦの表示期間のタイミングを画素グループを構成する画素３０ごとに異ならせる。これにより、カメラ４の露光時間ＳＰのタイミングによる影響が低減されるため、ビートの発生を抑制できる。従って、上述した実施形態の画像表示装置３及びカメラ評価システム１によれば、カメラを再現性よく評価することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

画像表示装置３及びカメラ評価システム１では、画素３０ｋ〜画素３０ｋ＋３の階調値が同じ（階調値＝２）である場合について説明したが、映像データ処理部２００は、画素３０ｋ〜３０ｋ＋３の平均階調値が目的の階調値となるように、各画素３０ｋ〜３０ｋ＋３の階調値が異なるように設定してもよい。同様に、映像データ処理部３００は、画素３０ｍ〜３０ｍ＋３の平均階調値が目的の階調値となるように、各画素３０ｍ〜３０ｍ＋３の階調値が異なるように設定してもよい。

画像表示装置３及びカメラ評価システム１では、サブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４、３３１〜３３４、及び、４３１〜４３４では、サブフレームＳＦの表示期間が階調値に応じて連続的に長くなるように設定されている。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は図９（ａ）〜図９（ｄ）に対応する。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示すように、サブフレームデータ変換テーブル２３１〜２３４、３３１〜３３４、及び、４３１〜４３４は、サブフレームＳＦの表示期間が階調値に応じて断続的に長くなるように設定されてもよい。

画素グループを構成する画素３０の数は、実施例１〜３ではプロジェクタ１０における４画素がカメラ４における１画素に相当する場合について説明したが、これに限定されるものではない。カメラ４の１画素に対応するプロジェクタ１０の表示画素数が複数画素となる条件であれば、カメラ４の１画素に対応するプロジェクタ１０の表示画素数に基づいて適宜設定することができる。

例えば、プロジェクタ１０の総画素数がカメラ４の総画素数よりも少ない場合においても、プロジェクタ１０の表示領域がカメラ４の撮像領域の一部であり、カメラ４の１画素に対応するプロジェクタの表示画素数が複数画素となる場合は適応可能である。

上述した実施形態では、画像表示装置３としてプロジェクタ１０を用いる場合を説明したが、本発明は表示画像ＰＶをフレームごとに切り替えて表示できる画像表示装置であれば、プロジェクタ以外の画像表示装置にも適用できる。

１ カメラ評価システム
２ データ解析装置
３ 画像表示装置
４ カメラ
６ スクリーン
１０ プロジェクタ
１００，２００，３００ 映像データ処理部
２０ 液晶表示デバイス
２３ 表示画素部
３０ 画素
２２１，２２２，２２３，２２４，３２１，３２２，３２３，３２４ サブフレームデータ変換部
２３１，２３２，２３３，２３４，３３１，３３２，３３３，３３４ サブフレームデータ変換テーブル
ＶＤ 映像データ
ＰＶ 表示画像
ＣＶ 撮影画像
ＰＤ 検出結果データ
ＳＦ サブフレーム
ＳＦＤ１１，ＳＦＤ１２，ＳＦＤ１３，ＳＦＤ１４，ＳＦＤ２１，ＳＦＤ２２，ＳＦＤ２３，ＳＦＤ２４ サブフレームデータ

Claims (8)

1. 評価対象のカメラと非同期であり、入力された映像データに基づいて、前記カメラが撮影するための表示画像を表示し、
   前記映像データを１フレームが複数のサブフレームにより構成されるサブフレームデータに変換する映像データ処理部と、
   前記カメラの画素数よりも多い画素が配置されている表示画素部を有し、前記サブフレームデータに基づいて前記表示画像をフレームごとに切り替えて面順次で表示する液晶表示デバイスと、
   を備え、
   前記映像データ処理部は、
   前記カメラの１画素に対応する複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルと、
   前記映像データを、前記サブフレームデータ変換テーブルに基づいて前記複数の画素ごとに前記サブフレームデータに変換するサブフレームデータ変換部と、
   を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記サブフレームデータ変換テーブルは、前記サブフレームの表示期間のタイミングが前記複数の画素ごとに異なるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記映像データ処理部は、前記表示画素部において垂直方向または水平方向に配列された複数の画素、または、垂直方向及び水平方向に配列された複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルを有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記サブフレームデータ変換テーブルは、前記サブフレームの表示期間が階調値に応じて断続的に長くなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 評価対象のカメラと非同期であり、入力された映像データに基づいて、前記カメラが撮影するための表示画像を表示する画像表示装置と、
   前記表示画像を前記カメラが撮影した撮影画像に基づいて生成された検出結果データを解析するデータ解析装置と、
   を備え、
   前記画像表示装置は、
   前記映像データを１フレームが複数のサブフレームにより構成されるサブフレームデータに変換する映像データ処理部と、
   前記カメラの画素数よりも多い画素が配置されている表示画素部を有し、前記サブフレームデータに基づいて前記表示画像をフレームごとに切り替えて面順次で表示する液晶表示デバイスと、
   を有し、
   前記映像データ処理部は、
   前記カメラの１画素に対応する複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルと、
   前記映像データを、前記サブフレームデータ変換テーブルに基づいて前記複数の画素ごとに前記サブフレームデータに変換するサブフレームデータ変換部と、
   を有することを特徴とするカメラ評価システム。
6. 前記サブフレームデータ変換テーブルは、前記サブフレームの表示期間のタイミングが前記複数の画素ごとに異なるように設定されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のカメラ評価システム。
7. 前記映像データ処理部は、前記表示画素部において垂直方向または水平方向に配列された複数の画素、または、垂直方向及び水平方向に配列された複数の画素ごとに異なるサブフレームデータ変換テーブルを有する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のカメラ評価システム。
8. 前記サブフレームデータ変換テーブルは、前記サブフレームの表示期間が階調値に応じて断続的に長くなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項５〜７のうちのいずれか１項に記載のカメラ評価システム。

Images