JP4387220B2 - 映像表示方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビジョン信号やパーソナルコンピュータ等から入力される映像信号を、例えば、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や液晶パネル等の表示部に表示する映像表示方法及びその装置に関する。

近年、ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置が広く普及してきており、また、その表示画面も益々大型化してきている。

ところで、上述したＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置では、ブラウン管をその表示手段として用いた従来の映像表示装置に比較して、そのコントラストが劣ることから、そのコントラストを向上するために、その蛍光体の発光効率の向上する駆動方式や構造が行なわれてきており、例えば、以下の特許文献等により既に知られている。
特開平１０−２０８６３７号公報 特開平８−１３８５５８号公報

すなわち、上述したように、ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置では、そのコントラストの向上は可能であるが、しかしながら、なお、ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いたものに限られず、一般的に、映像表示装置では、以下に指摘するような問題点がある。

すなわち、一般に、表示装置上に表示する映像が全体に暗い場合には、映像信号内に混入した雑音信号等が表示画面上に白点となって表れ、その画質を粗い感じのものとしてしまうと共に、他方では、全体に明るい画面である場合には、表示される画像の輪郭が不明瞭になってしまう。かかる問題点は、特に、その表示画面の大型化と共に、その表示画素数が大幅に増大して、高精細化しているＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置において、顕著となる。

そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑み、即ち、表示画面の大型化にも関らず、入力した映像信号を表示画面上に最適な状態で表示することが可能な映像表示方法を、更には、それを実現するための装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明によれば、上述した従来技術における課題を解決するために、入力した映像信号に所定の処理を行なって表示部に当該映像信号による映像を表示する映像表示方法であって、前記入力した映像信号による映像の明るさのレベルを検出し、前記検出した信号レベルに基づいて、前記映像信号による映像のシャープネスを制御する映像表示方法とそのための装置が提供される。

また、本発明によれば、上述した映像表示方法とそのための装置において、入力した映像信号の１画面分における平均信号レベルを検出することにより、前記信号レベルを検出し、又は、入力した映像信号を増幅する手段のゲインを検出することにより前記信号レベル検出してもよく、又は、前記シャープネスの制御は、前記信号レベル検出手段により検出された信号レベルの上昇に伴って、そのシャープネスを上昇するように制御してもよい。更に、前記検出された信号レベルに基づいて、入力した映像信号の雑音を除去する強度を制御するようにすることも可能である。

以上の本発明になる映像表示方法とそのための装置によれば、表示画面の大型化にもかかわらず、入力した映像信号を、その画面の明るさに対応して、表示画面上に最適な状態で表示することが可能な映像表示方法を、更には、それを実現するための装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
まず、図２は、本発明の一実施例になる映像表示装置の全体構成を示すブロック図であり、この図において、参照符号１は、外部から入力したアナログ映像信号に所定の処理を施して、その表示部である、例えば、ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置からなる表示部２へデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄを出力する、所謂、チューナ部であり、その内部には、入力端子Ｔ１から入力されたアナログ輝度信号Ｙａを増幅するビデオアンプ１１、該増幅されたアナログ輝度信号Ｙａをデジタル輝度信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２、そして、この入力信号を表示装置が表示可能な信号タイミングに変換するスキャンコンバータ１３とを備えている。

また、上記のチューナ部１は、その入力端子Ｔ２、Ｔ３から入力されたアナログ色（色差）信号Ｃｂ、Ｃｒをデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄに変換するＡ／Ｄ変換器１４を備えており、ここでＡ／Ｄ変換されたデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄも、上記のスキャンコンバータ１３へ導かれている。更に、チューナ部１は、上記のデジタル輝度信号Ｙｄとデジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄを入力し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄに変換するカラーマトリックス回路３１を備えており、このカラーマトリックス回路３１から出力されるデジタル映像信号Ｒｄ、Ｇｄ、Ｂｄが、上記ＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置からなる表示部２へ出力されて表示される。また、本実施の形態では、更に、上記Ａ／Ｄ変換器１２、１４と上記スキャンコンバータ１３との間には、上述したデジタル輝度信号Ｙｄ、デジタル色（色差）信号Ｃｂｄ、Ｃｒｄのノイズ除去を行うためのノイズリデューサ３２が設けられている。

また、上記のチューナ部１は、上記の基本的な構成に加え、上記Ａ／Ｄ変換で得られた上記デジタル輝度信号Ｙｄのノイズ除去を行うローパスフィルタであるノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、上記ノイズ除去用ＬＰＦ１５１の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば、１フレーム又は１フィールドにおける平均輝度レベルを検出する平均輝度検出回路１６、上記ノイズ除去用ＬＰＦ１５２の出力信号（デジタル輝度信号）の所定期間、例えば、１フレーム又は１フィールドにおける最大輝度レベルを検出する最大輝度検出回路１７、上記平均輝度検出回路１６で検出された平均輝度レベルの情報（信号）が入力され、該平均輝度レベルが該当する輝度領域を判定する平均輝度判定部１８、そして、上記最大輝度検出回路１７で検出された最大輝度レベルの情報（信号）が入力され、該最大輝度レベルが該当する輝度領域を判定する最大輝度判定部１９を備えている。

なお、図中の２０は、上記平均輝度レベルが該当する輝度領域と上記最大輝度レベルが該当する輝度領域との情報に基づき、ビデオアンプ１１のゲイン等を制御するための制御信号を形成するゲイン制御部であり、例えば、マイクロコンピュータ等によって構成されている。そして、本発明になる映像表示装置では、図中にも示すように、上記スキャンコンバータ１３と上記カラーマトリックス回路３１との間には、後にもその詳細構造を示すシャープネス回路が符号３０で設けられている。なお、このシャープネス回路３０によるデジタル輝度信号Ｙｄのシャープネスの制御は、はやり、上記ゲイン制御部２０からの信号によって制御される。加えて、上記のＡ／Ｄ変換器１２、１４、スキャンコンバータ１３、ノイズ除去用ＬＰＦ１５１、１５２、平均輝度検出回路１６、最大輝度検出回路１７、シャープネス回路３０、及び、カラーマトリックス回路３１は、ここでは、例えば、ＬＳＩ（大規模集積回路）として構成されている。

次に、添付の図１は、上記図２に示した全体構成における、特に、シャープネスを調整するシャープネス調整回路の基本構成を示す。すなわち、この図からも明らかなように、このシャープネス調整回路は、上記のチューナ部１において、上記Ａ／Ｄ変換器４（上記図２の１２に対応）、信号レベル検出回路５（上記図２の１６に対応）、ノイズリデューサ８（上記図２の３２に対応）、シャープネス回路６（上記図２の３０に対応）、そして、マイクロコンピュータ７（上記図２の２０に対応）によって構成されている。

続いて、上記にその構成を説明した映像表示装置、特に、そのシャープネス調整回路における動作について、添付の図３に示すフローチャートを参照しながら、以下に詳細に説明する。すなわち、この図に示す処理が開始すると、まず、上記信号レベル検出回路５から平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する（ステップＳ１）。なお、この検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）とは、上述したように、例えば、１フレーム又は１フィールド等、所定期間において平均化された輝度レベルである。そして、この検出された平均輝度レベル（ＡＰＬ）から、シャープネス補正量を求める（ステップＳ２）。なお、この時のシャープネス補正量を求める方法の一例が、添付の図４（ａ）に示されている。

すなわち、この図４（ａ）に示すように、予め、ユーザが設定するシャープネスの値（ユーザ調整値）に対応するＡＰＬの値（補正ＡＰＬセンター）を設定しておき、上記信号レベル検出回路５から検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）がこの補正ＡＰＬセンターよりも低い場合には、シャープネスを低減し、他方、補正ＡＰＬセンターよりも高い場合には、シャープネスが上昇するように補正量を求める。その後、この得られたシャープネス補正量を、上記シャープネス回路６に適用する（ステップＳ３）。

次に、上記で得られた平均輝度レベル（ＡＰＬ）から、ノイズリデューサ補正量を算出する（ステップＳ４）。なお、この時のノイズリデューサ補正量の算出方法が、添付の図４（ｂ）に示されている。即ち、上記シャープネス補正量と同様に、ユーザが予め設定したノイズリデューサ強度の値（ユーザ調整値）に対応するＡＰＬの値（補正ＡＰＬセンター）を設定しておき、上記信号レベル検出回路５から検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）がこの補正ＡＰＬセンターよりも低い場合には、ノイズリデューサ強度を低減し、他方、補正ＡＰＬセンターよりも高い場合には、ノイズリデューサ強度が上昇するようにして補正量を求める。その後、この得られたノイズリデューサ補正量を、上記ノイズリデューサ８に適用する（ステップＳ５）。なお、上記のシャープネス補正量及びノイズリデューサ補正量の算出は、上記マイコン７により、予め設定した関数に基づいて演算して求めてもよく、又は、所定の関数を記録したテーブルを利用して求めることも可能である。以上の処理を実行した後、処理を終了する。なお、上記の処理は、予め設定した時間間隔で繰り返して実行される。

すなわち、以上に詳細に説明したシャープネス調整回路の動作によれば、表示装置２上に表示される映像が全体に暗い（即ち、検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）がユーザ調整値よりも低い）場合には、適用されるシャープネス補正量によって、得られるシャープネスは低減され、他方、映像が全体に明るい（即ち、検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）がユーザ調整値よりも高い）場合には、逆に、適用されるシャープネス補正量によって、得られるシャープネスは増大される。換言すれば、映像信号内に混入した雑音信号等が表示画面上に白点となって表れる現象を低減すると共に、他方では、全体に明るい画面である場合にも、表示される画像の輪郭が不明瞭になってしまうことがなく、常に、入力した映像信号を表示画面上に最適な状態で表示することが可能となる。

加えて、上記のシャープネス調整回路によれば、同時に、上記ノイズリデューサ８によるノイズ除去の強度も、表示される映像全体の明るさ（即ち、検出される平均輝度レベル（ＡＰＬ）がユーザ調整値よりも高い）に従って増減することから、特に、映像が全体に暗い場合における雑音信号が低減され、得られる画質も向上することとなる。なお、これらの効果は、特に、その表示画面の大型化と共に、その表示画素数が大幅に増大して、高精細化しているＰＤＰや液晶パネル等の固定画素デバイスを用いた映像表示装置では、特に著しい。

続いて、添付の図５には、上記シャープネス調整回路において実際に適用されるシャープネス回路６の具体的な回路構成の一例を示す。すなわち、このシャープネス回路６は、上記ノイズリデューサ８から表示装置２へ供給される輝度信号（Ｙｄ）の経路に並列に、例えば、２次微分回路５０とゲイン調整回路５１とを直列に接続して構成されたものである。このゲイン調整回路５１は、上記マイコン７によりそのゲインが調整されると共に、その出力は、図中に符号６０で示す加算器によって輝度信号（Ｙｄ）に加算されて表示装置２へ出力される。

上記にその構成を説明したシャープネス回路６によれば、同図内に示す波形図からも明らかなように、上記ノイズリデューサ８からの輝度信号（Ｙｄ）の一部が上記２次微分回路５０により波形処理され、その後、ゲイン調整回路５１によってそのゲインが調整された後に、上記加算器６０を介して輝度信号（Ｙｄ）に加えられ、もって、図にＹｄ’で示すように、波形の変化が強調されてシャープにされることとなる。

なお、以上に説明した実施例においては、特に、図２に示したチューナ部１を構成する映像表示装置の構成において、ノイズリデューサ３２を設けたものとして説明したが、しかしながら、本発明はかかる構成にのみ限定されるものでなく、例えば、このノイズリデューサ３２を除去した構成とすることも可能である。又は、上記映像表示装置の構成において、最大輝度検出回路１７とその前段に設けたノイズ除去用ＬＰＦ１５２を削除することも可能であろう。

また、特に、上記図１に示したシャープネス調整回路についても、本発明はかかる構成にのみ限定されるものでなく、例えば、上記のノイズリデューサ８を設けずに、すなわち、シャープネスだけを調整し、ノイズリデューサは調整しない構成とすることも可能である。

さらに、添付の図６には、本発明の他の実施例として、上記シャープネスの調整に加えて、ビデオアンプ３（図２の符号１１を参照）のゲインを併せて調整するシャープネス調整回路の構成を示す。すなわち、この実施例では、上記信号レベル検出回路５として、上記図２のノイズ除去用ＬＰＦ１５１と平均輝度検出回路１６に加え、更に、ノイズ除去用ＬＰＦ１５２と最大輝度検出回路１７により構成し、そして、上記マイコン７によってシャープネス回路だけではなく、更に、入力されたアナログ輝度信号Ｙａを増幅するビデオアンプ１１のゲインをも調整するものである。

より具体的には、上記マイコン７は、上記信号レベル検出回路５から、デジタル輝度信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出すると共に、その最大輝度レベル（ＭＡＸ）を検出し、平均輝度レベル（ＡＰＬ）により上述したシャープネスの調整を実行すると共に、その最大輝度レベル（ＭＡＸ）に応じてビデオアンプ３のアンプゲインを調整するものである。これによれば、より画質の向上した映像が得られることとなる。

さらに、上記の実施例では、表示部２上に表示される映像の明るさのレベルを検出するため、平均輝度検出回路１６により得られる平均輝度レベル（ＡＰＬ）を利用することを説明したが、しかしながら、本発明はかかる方法にのみ限定されるものでない。一例として、上記の平均輝度レベル（ＡＰＬ）に代えて、例えば、上記入力されたアナログ輝度信号Ｙａを増幅するビデオアンプ１１のゲインを検出することによっても可能である。なお、その場合には、例えば添付の図７に示すように、まず、予め補正開始ポイント（例えば、ユーザが設定した輝度の調整値に対応して設定）を設定し、アンプゲインがこの補正開始ポイントを越えた場合に、図の特性曲線で示すように、シャープネスを調整する。なお、ビデオアンプ１１のアンプゲインは、上記の図２に示す構成からも明らかなように、やはり、上記マイコン７によって制御されていることから、上記と同様にして実現することが出来ることは明らかであろう。

本発明の一実施例になる映像表示装置のシャープネス調整回路の基本構成を示す図である。 本発明の一実施例になる映像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記本発明のシャープネス調整回路における動作について説明するフローチャート図である。 上記シャープネス調整回路におけるシャープネス補正量及びノイズリデューサ補正量を求める方法を説明する図である。 上記シャープネス調整回路において実際に適用されるシャープネス回路の具体的な構成の一例を示す図である。 本発明の他の実施例になる、上記シャープネスの調整に加えて、ビデオアンプのゲイン調整を行なうシャープネス調整回路の構成を示す図である。 本発明の更に他の実施例になるシャープネス調整の方法を説明する図である。

符号の説明

１…チューナ部、 ２…表示部、 ３、１１…ビデオアンプ、 ４、１２、１４…Ａ／Ｄ変換器、 ５…信号レベル検出回路、 ６、３０…シャープネス回路、 ７…マイコン、 ８、３２…ノイズリデューサ、 １３…スキャンコンバータ、 １５１、１５２…ノイズ除去用ＬＰＦ、１６…平均輝度検出回路、 １７…最大輝度検出回路、 １８…平均輝度判定部、 １９…最大輝度判定部、 ２０…ゲイン制御部、 ３１…カラーマトリックス回路、５０…２次微分回路、 ５１…ゲイン調整回路、 ６０…加算器。

Claims (4)

1. 入力した映像信号に所定の処理を行って表示部に当該映像信号に基づいた映像を表示する映像表示装置であって、
   前記入力した映像信号の平均輝度レベルを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記平均輝度レベルに基づいて、前記入力した映像信号に基づく映像のシャープネスを補正するための制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記シャープネスのユーザ調整値に対応する基準平均輝度レベルが予め設定されており、かつ、
   前記検出された平均輝度レベルが前記設定された基準平均輝度レベルよりも低い場合は前記映像のシャープネスを前記ユーザ調整値よりも低下し、前記検出された平均輝度レベルが前記設定された基準平均輝度レベルよりも高い場合は前記映像のシャープネスを前記ユーザ調整値よりも増加するように、前記シャープネスの補正量を求めることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記請求項１に記載した映像表示装置において、前記検出手段は、前記平均輝度レベルとして、前記入力した映像信号の１画面分の平均輝度レベルを検出することを特徴とする映像表示装置。
3. 入力した映像信号に所定の処理を行って表示部に当該映像信号に基づいた映像を表示する映像表示方法であって、
   前記入力した映像信号の平均輝度レベルを検出手段により検出するステップと、
   前記検出した前記平均輝度レベルに基づいて、制御手段により、前記入力した映像信号に基づく映像のシャープネスを補正するステップと、を有し、
   前記制御手段には前記シャープネスのユーザ調整値に対応する基準平均輝度レベルが予め設定されており、
   前記シャープネスを補正するステップは、前記検出された平均輝度レベルが前記設定された基準平均輝度レベルよりも低い場合は前記映像のシャープネスを前記ユーザ調整値よりも低下し、前記検出された平均輝度レベルが前記設定された基準平均輝度レベルよりも高い場合は前記映像のシャープネスを前記ユーザ調整値よりも増加するように、前記シャープネスの補正量を求めるステップを含むことを特徴とする映像表示方法。
4. 前記請求項３に記載した映像表示方法において、前記平均輝度レベルとして、前記入力した映像信号の１画面分の平均輝度レベルを検出することを特徴とする映像表示方法。

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