JP5284710B2 - Video display device - Google Patents
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Description
本発明は、映像表示装置に関し、より特定的には、複数の映像を例えば隣り合わせて合成した合成映像を表示する映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device, and more particularly to a video display device that displays a composite video obtained by combining a plurality of videos, for example, side by side.
従来、映像表示装置の典型例としての液晶ディスプレイでは、表示映像のコントラスト、又はバックライトの輝度については、ユーザのマニュアル操作で調整することが一般的であった。しかし、近年、より高画質の映像を楽しめるように、経時変化する入力映像信号に応じて、表示映像のコントラスト又はバックライトの輝度を動的に調整して、表示映像のコントラスト感を高める手法が提案されている。 Conventionally, in a liquid crystal display as a typical example of a video display device, the contrast of the displayed video or the brightness of the backlight is generally adjusted by a user's manual operation. However, in recent years, there is a technique for dynamically adjusting the contrast of a display image or the brightness of a backlight according to an input image signal that changes over time so that a higher-quality image can be enjoyed, thereby increasing the contrast of the display image. Proposed.
例えば、特許文献1に開示された映像表示装置は、まず、表示映像のコントラスト感を高めるために、例えば平均輝度のような、入力映像の特徴量を検出する。この映像表示装置は、検出した特徴量に基づき、映像のコントラストを制御するとともに、検出した特徴量に基づき液晶ディスプレイのバックライト輝度を動的に制御する。
上記映像表示装置は、入力映像の特徴量に基づき、映像のコントラストを制御する。このような映像表示装置では、合成映像を構成する複数の映像を同時に画面表示する場合に、入力映像の特徴量を適切に検出できず、各表示映像のコントラストが適切なものに調整されないという問題点があった。 The video display device controls the contrast of the video based on the feature amount of the input video. In such a video display device, when a plurality of videos constituting the composite video are simultaneously displayed on the screen, the feature amount of the input video cannot be detected properly, and the contrast of each display video is not adjusted to an appropriate one. There was a point.
例えば、映像の特徴検出時、従来の映像表示装置は、レターボックス領域又はピラーボックス領域の影響を排除するために、図10に示すように、画面131の端部付近を除いた検出領域R’を設定して映像の特徴を検出する。しかしながら、2画面表示時には図11に示すように、画面131の中央部分にもピラーボックス領域が存在する場合がある。例えば、左右の画面のアスペクト比がそれぞれ5:3であるときに各画面にアスペクト比4:3の映像が表示されると、左右の両端部だけでなく中央部分にもピラーボックス領域が生じる。この場合、検出領域R’に基づき特徴量を検出すると、ピラーボックス部分も特徴量の算出に用いられてしまい、適切に各入力映像の特徴を検出できない問題があった。
For example, at the time of video feature detection, a conventional video display apparatus detects a detection area R ′ excluding the vicinity of the end of the
それ故に、本発明の目的は、合成映像を構成する各映像のコントラスト感を適切に向上させることが可能な映像表示装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image display device that can appropriately improve the contrast of each image constituting a composite image.
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、複数の入力映像を用いて多画面を合成した合成映像を表示する映像表示装置であって、各前記入力映像の特徴量である最大輝度レベルと最小輝度レベルと平均輝度レベルとを検出する特徴検出部と、前記特徴検出部で検出された各特徴量に基づき、全ての入力映像のコントラスト補正に用いられる値を求める特徴演算部と、前記特徴演算部により求められた値に基づき、各前記入力映像の信号に対してコントラストを補正する処理を少なくとも行う映像信号処理部と、前記映像信号処理部でコントラスト補正された各映像を合成して合成映像を生成する合成部と、前記合成部により生成された合成映像を表示する画面とを備える。
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a video display device that displays a composite video obtained by synthesizing a plurality of screens using a plurality of input videos, and a maximum luminance that is a feature amount of each input video a feature detector for detecting a level and a minimum brightness level and the average luminance level, based on said each of the feature quantity detected by the feature detector, characterized calculation for obtaining the that value is used in the contrast compensation of the input image of the whole hand parts and, based on the value obtained by the feature calculation unit, and the video signal processing unit in which at least performs a process of correcting the contrast for the signal of each of the input image, each image that has been contrast correction in the video signal processing unit Are combined to generate a composite video, and a screen to display the composite video generated by the composite unit.
上記本発明の一局面によれば、各映像の特徴量に基づきコントラスト補正を実行するとともに、バックライト輝度を所定値に制御するので、合成画像を構成する複数の映像それぞれに対しコントラスト感を向上させることが可能となる。 According to the above aspect of the present invention, contrast correction is performed based on the feature amount of each video, and the backlight luminance is controlled to a predetermined value, so that a sense of contrast is improved for each of a plurality of videos constituting the composite image. It becomes possible to make it.
図1は、本発明の一実施形態に係る映像表示装置1の全体構成及びその周辺構成を示すブロック図である。図1において、映像表示装置1には、映像源2が通信可能に接続される。 FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a video display device 1 according to an embodiment of the present invention and its peripheral configuration. In FIG. 1, a video source 2 is communicably connected to a video display device 1.
まず、映像源2について説明する。映像源2は、映像表示装置1に接続されており、映像表示装置1に向けて、映像Aを送信する。図1では、映像源2の例としてDVDプレイヤ2A及びチューナ2Bが示されている。
First, the video source 2 will be described. The video source 2 is connected to the video display device 1 and transmits the video A toward the video display device 1. In FIG. 1, a
DVDプレイヤ2Aは、DVD(Digital Versatile Disc)から読み出され再生された映像Aを映像表示装置1に送信する。チューナ2Bは、例えば地上デジタル放送等を受信し、再生した番組を構成する映像Bを、映像表示装置1に向けて送信する。なお、DVDプレイヤ2A及びチューナ2Bは、映像以外に音声も送信するが、音声については本実施形態では興味が無い部分であるため、図示及び説明を省略する。
The DVD player 2 </ b> A transmits the video A read and reproduced from the DVD (Digital Versatile Disc) to the video display device 1. The tuner 2 </ b> B receives, for example, terrestrial digital broadcasting and transmits the video B constituting the reproduced program to the video display device 1. Note that although the
次に、映像表示装置1について説明する。映像表示装置1は、少なくとも、映像処理LSI11と、CPU12と、ディスプレイ13とを備えている。
Next, the video display device 1 will be described. The video display device 1 includes at least a
映像処理LSI11は、機能ブロックに分けると、図1に示すように、少なくとも、特徴検出部111と、映像信号処理部112と、合成部113を含む。CPU12は、機能ブロックに分けると、少なくとも、制御データ生成部121と、バックライト制御部122と、モード制御部123とを含む。また、ディスプレイ13は、少なくとも、画面131と、バックライト132とを含む。
When divided into functional blocks, the
本実施形態では、ディスプレイ13は、例えば、16:9を超える表示アスペクト比の表示領域を有する液晶パネルを含んでおり、例えば、車両の後席の同乗者が映像を観賞可能に車両の天井に設置される。このように天井に設置される場合、運転者の後方視界を確保しつつ、大きくワイドな映像を観視者が楽しめるように、ディスプレイ13は横方向に長いことが好ましい。本実施形態では、図2に示すように、ディスプレイ13は、例えば、横方向に1600ドットで縦方向に480ドットの表示領域、つまり10:3の表示アスペクト比を有する。
In the present embodiment, the
本映像表示装置1には、ディスプレイ13に1つの映像を表示する1画面モードと、2つの映像を合成した合成映像をディスプレイ13に表示する2画面モードがある。このような2画面モードをサポートするために、図1に示すように、特徴検出部111は、機能ブロックに分けると、一方の画面用に特徴検出部111Aを、他方の画面用に特徴検出部111Bを含む。また、特徴検出部111は、特徴演算部111Cを含む。映像信号処理部112は、映像信号処理部112A及び112Bを含む。
The video display device 1 has a one-screen mode for displaying one video on the
なお、上記モードの選択は、ユーザがリモコンなどの操作部(図示せず)を用いて行えるとし、設定中のモードは、CPU12のモード制御部123によって管理され、映像処理LSI11や映像源2に通知される。
Note that the mode can be selected by the user using an operation unit (not shown) such as a remote controller, and the mode being set is managed by the
以下、まず、1画面モード時の映像表示装置1の動作について説明する。なお、CPU12の動作の説明については、図3に示すフローチャートを参照する。1画面モード時には、1つの映像源2から出力された映像信号が、入力映像信号として、映像処理LSI11の特徴検出部111と映像信号処理部112に与えられる。本実施形態では、DVDプレイヤ2A及びチューナ2Bのうち、観視者が選択した方からの映像信号が映像処理LSI11に与えられる。
Hereinafter, the operation of the video display device 1 in the one-screen mode will be described first. For the explanation of the operation of the CPU 12, refer to the flowchart shown in FIG. In the one-screen mode, a video signal output from one video source 2 is provided as an input video signal to the
特徴検出部111において、例えば特徴検出部111Aは、図4に示すように、入力映像信号が表す映像Aに対し検出領域Rを設定する。本実施形態では、ディスプレイ13における表示領域が横方向1600ドット及び縦方向480ドットであるのに対して、横方向に1400ドットで縦方向に400ドットの領域が検出領域Rとして設定される。特徴検出部111Aは、入力映像Aの検出領域R内の最大輝度レベル(以下、MAXと記す)、最小輝度レベル(以下、MINと記す)及び平均輝度レベル(以下、APLと記す)をそれぞれ検出する。なお、MAX,MIN及びAPLの検出は、従来から行われている処理であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
In the
制御データ生成部121は、特徴検出部111Aが検出したMAX,MIN及びAPLを特徴演算部111Cを介してそのまま受け取り(図3;ステップS301)、信号振幅調整利得(以下、単にゲインと記す)と、映像信号のDCレベルシフト量(以下、オフセットと記す)とを、以下のように求める。
The control
今、特徴検出部111Aが、入力映像信号に対して図5(a)または図6(a)に示すようなMAX,MIN及びAPLを検出した場合を考える。 Consider a case where the feature detection unit 111A detects MAX, MIN, and APL as shown in FIG. 5A or FIG. 6A for an input video signal.
まず、制御データ生成部121は、入力映像信号の最大振幅(MAXとMINとの差)を、処理回路の信号処理可能範囲、すなわち、ダイナミックレンジ幅まで増幅するためのゲインを、下記式(1)に従って求める(図3;ステップS302)。
First, the control
ゲイン=ダイナミックレンジ/(MAX−MIN) …(1) Gain = Dynamic range / (MAX-MIN) (1)
例えば、図5(a)に示すように入力映像信号の最大振幅がダイナミックレンジ幅に対して67%である場合、制御データ生成部121が求めるゲインは、図5(b)に示すように約1.5倍となる。この求められたゲインは、映像信号処理部112における例えば映像信号処理部112Aに出力される(図3;ステップS303)。
For example, when the maximum amplitude of the input video signal is 67% with respect to the dynamic range width as shown in FIG. 5A, the gain obtained by the control
次に、制御データ生成部121は、映像信号処理部112Aにおいて増幅された入力映像信号(以下、増幅映像信号という)が、ダイナミックレンジ内に収まるDCレベルシフト量を与えるオフセットを求める(図3;ステップS304)。これは、映像信号処理部112AがAPLを基準(APLのDCレベル固定)として増幅を行うことに対応するものであり、増幅映像信号の振幅がダイナミックレンジ内に収まるように、増幅映像信号のDCレベルを変化させるためである。例えば、図5に示すように、増幅映像信号の振幅がダイナミックレンジ下限から0.5V越えるときには、制御データ生成部121が求めるオフセットは、図5(c)に示すように0.5Vとなる。この求められたオフセットは、映像信号処理部112A及びバックライト制御部122に出力される(図3;ステップS305)。
Next, the control
なお、ゲインやオフセットがフレームごとに変化することによるぱたつきを防止するために、ゲインやオフセットが緩やかに変化するような特性を有するローパスフィルタをかけるようにしてもかまわない。 Note that in order to prevent fluttering due to changes in gain and offset from frame to frame, a low pass filter having characteristics such that the gain and offset change gently may be applied.
映像信号処理部112Aは、制御データ生成部121から受け取ったゲイン及びオフセットに基づき、以下のような処理を行う。
The video
映像信号処理部112Aには、入力映像信号と、特徴検出部111Aが出力するAPLと、制御データ生成部121が出力するゲインとが入力される。
An input video signal, an APL output from the feature detection unit 111A, and a gain output from the control
映像信号処理部112Aは、まず、図5(b)又は図6(b)に示すように、入力されたAPLを基準として、入力されたゲインに従って入力映像信号を増幅する。
First, as shown in FIG. 5B or 6B, the video
次に、映像信号処理部112Aは、図5(c)又は図6(c)に示すように、増幅した映像信号と、制御データ生成部121から与えられたオフセットとに基づき、増幅映像信号のDCレベルを、オフセットの値分だけレベルシフトする。
Next, as shown in FIG. 5C or FIG. 6C, the video
上記のようにレベルシフトした後の増幅映像信号(以下、出力映像信号と記す)は、合成部113を介してディスプレイ13に出力され、ディスプレイ13は、与えられた増幅映像信号に従って映像を表示する。
The amplified video signal (hereinafter referred to as an output video signal) after the level shift as described above is output to the
バックライト制御部122は、制御データ生成部121から受け取ったオフセットに従って、出力映像信号における視覚的輝度レベルが入力映像信号の輝度レベルと同等となるように、すなわち、図5(d)又は図6(d)に示すように、ディスプレイ13に画像表示したときのAPLが入力映像信号でのAPLと同じになるように、バックライト132に対して予め定められた輝度調整を行う。このように、映像信号処理部112によって生じるAPLの変動分を吸収することで、黒レベルに関しては、図5(d)に示すように、バックライト132の輝度が下がることによって、より視覚上の輝度レベルが下がるため、結果的にコントラスト感がアップする。また、白レベルに関しては、図6(d)に示すように、バックライト132の輝度が上がることによって、より視覚上の白ピークが高くなるため、結果的に明るい部分をより際立たせることとなりコントラスト感が改善される。
The
以上のように、映像信号処理部112Aで行う信号振幅制御との相関性を持たせてバックライト132の輝度調整を行い、入力映像信号に対する出力映像信号のAPL変動分を吸収する。これにより、バックライト132の平均消費電力を増やすことなく、視覚的なコントラスト感を改善することができる。
As described above, the luminance of the
次に、2画面モード時の映像表示装置1の動作について説明する。なお、CPU12の動作の説明については、図7に示すフローチャートを参照する。2画面モードにおいては、図8に示すように、DVDプレイヤ2Aから出力される映像信号が表す映像Aが画面131における横方向800ドット、縦方向480ドットの左画面に、チューナ2Bから出力される映像信号が表す映像Bが横方向800ドット、縦方向480ドットの右画面に表示されるとして説明を行う。
Next, the operation of the video display device 1 in the two-screen mode will be described. For the description of the operation of the CPU 12, refer to the flowchart shown in FIG. In the two-screen mode, as shown in FIG. 8, the video A represented by the video signal output from the
まず、映像源2のDVDプレイヤ2A及びチューナ2Bから出力される映像信号が、入力映像信号として特徴検出部111及び映像信号処理部112にそれぞれ入力される。
First, video signals output from the
特徴検出部111A及び111Bは、図9に示すように、DVDプレイヤ2A及びチューナ2Bからの入力映像信号に対して検出領域R1及びR2を設定する。本実施形態においては、横方向800ドット、縦方向480ドットの左画面、右画面のそれぞれに対して、横方向に700ドット、縦方向に400ドットの領域が検出領域R1及びR2として設定される。ここで、検出領域R1及びR2は、レターボックス又はピラーボックスを避けるような領域に予め定められることが好ましい。典型的には、レターボックス及びピラーボックスは、左画面、右画面のそれぞれのアスペクト比とそこに表示される映像のアスペクト比とが相違する場合に生じる。したがって、例えば、特徴検出部111A及び111Bは、アスペクト比を示す情報を取得し、取得した情報に基づきレターボックス及びピラーボックスの領域を除外して検出領域R1及びR2を設定することができる。或いは、画面131に表示された映像からレターボックス及びピラーボックスが自動検出される機能が映像表示装置1に備えられている場合には、特徴検出部111A及び111Bは、その検出結果を取得し、取得した検出結果に基づきレターボックス及びピラーボックスの領域を除外して検出領域R1及びR2を設定することができる。
As shown in FIG. 9, the feature detection units 111A and 111B set detection areas R1 and R2 for the input video signals from the
特徴検出部111Aは、DVDプレイヤ2Aからの映像Aについて検出領域R1内のMAX、MIN及びAPLを検出する(以降、それぞれMAX1、MIN1及びAPL1と記す)。
The feature detection unit 111A detects MAX, MIN, and APL in the detection region R1 for the video A from the
また、特徴検出部111Bは、チューナ2Bからの映像Bについて検出領域R2内のMAX、MIN及びAPLを検出する(以降、それぞれMAX2、MIN2及びAPL2と記す)。
Further, the feature detection unit 111B detects MAX, MIN, and APL in the detection region R2 for the video B from the
特徴演算部111Cには、特徴検出部111AからのMAX1と、特徴検出部111BからのMAX2とが入力される。特徴演算部11Cは、入力されたMAX1及びMAX2を比較して、大きい方を、今回の合成映像のコントラスト制御に用いるMAX(以下、MAX12と記す)として選択する。
The
特徴演算部111Cには、他にも、MIN1及びMIN2も入力される。特徴演算部11Cは、入力されたMIN1及びMIN2を比較して、小さい方を、今回の合成映像のコントラスト制御に用いるMIN(以下、MIN12と記す)として選択する。
In addition, MIN1 and MIN2 are also input to the
特徴演算部111Cには、さらに、APL1及びAPL2も入力される。特徴演算部11Cは、入力されたAPL1及びAPL2の平均値を求め、求めた平均値を、今回の合成映像のコントラスト制御に用いるAPL(以下、APL12と記す)として選択する。
Further, APL1 and APL2 are also input to the
制御データ生成部121は、特徴検出部111Cが検出したMAX12、MIN12及びAPL12を入力とし(図7;ステップS701)、ゲイン及びオフセット(以降では、それぞれゲイン12、オフセット12と記す)を算出する(図7;ステップS702)。求められたゲイン12は、映像信号処理部112Aに出力され、オフセット12は、映像信号処理部112Aとバックライト制御部122に出力される(図7;ステップS703)。
The control
なお、ゲイン12及びオフセット12の算出方法は、1画面モード時と同様である。すなわち、制御データ生成部121は、入力映像信号の最大振幅(MAX12とMIN12との差)をダイナミックレンジ幅まで増幅するためのゲイン12を上記式(1)に従って求める。また、制御データ生成部121は、増幅映像信号がダイナミックレンジ内に収まるDCレベルシフト量を与えるオフセット12を求める。
The calculation method of the gain 12 and the offset 12 is the same as that in the single screen mode. That is, the control
なお、1画面モード時と同様に、ゲインやオフセットが緩やかに変化するような特性を有するローパスフィルタをかけるようにしてもかまわない。 As in the single screen mode, a low-pass filter having such characteristics that the gain and offset gradually change may be applied.
映像信号処理部112Aは、制御データ生成部121から受け取ったゲイン12及びオフセット12に基づき、映像Aを表す入力映像信号の増幅と、DCレベルのレベルシフトを行い、合成部113に出力する。
Based on the gain 12 and the offset 12 received from the control
また、映像信号処理部112Bもまた、同様のゲイン12及びオフセット12に基づき、映像Bを表す入力映像信号の増幅と、DCレベルのレベルシフトを行い、合成部113に出力する。
The video
合成部113は、映像信号処理部112A及び112Bからの出力映像信号を合成して、例えば映像A及びBが隣り合わせに並ぶ合成映像を表す合成映像信号を生成する。この合成映像信号は、ディスプレイ13に出力される。
The synthesizing
バックライト制御部122は、制御データ生成部121が出力するオフセット12に従って、出力映像信号における視覚的輝度レベルが入力映像信号の輝度レベルと実質的に同じになるように、バックライト132に対して輝度調整を行う。
The
以上のように、2画面モード時においては、入力映像の特徴検出を2系統で行いつつ、コントラスト制御のための演算を1系統で行うことによって、演算の処理負荷を抑えつつ映像信号の特徴を適切に検出したコントラスト制御処理を行うことが可能になる。 As described above, in the two-screen mode, the feature detection of the input video is performed in two systems, and the calculation for contrast control is performed in one system, so that the characteristics of the video signal can be reduced while suppressing the processing load of the calculation. Appropriately detected contrast control processing can be performed.
本発明に係る映像表示装置は、合成映像を構成するそれぞれの映像のコントラストを向上させることが要求される車載用ナビゲーション装置又は車載テレビジョン受像機に好適である。 The video display device according to the present invention is suitable for a vehicle-mounted navigation device or a vehicle-mounted television receiver that is required to improve the contrast of each video constituting the composite video.
1 映像表示装置
11 映像処理LSI
111,111A,111B 特徴検出部
111C 特徴演算部
112,112A,112B 映像信号処理部
113 合成部
12 CPU
121 制御データ生成部
122 バックライト制御部
123 モード制御部
13 ディスプレイ
131 画面
132 バックライト
2 映像源
2A DVDプレイヤ
2B チューナ
1
111, 111A, 111B
121 control
Claims (3)
各前記入力映像の特徴量である最大輝度レベルと最小輝度レベルと平均輝度レベルとを検出する特徴検出部と、
前記特徴検出部で検出された各特徴量に基づき、全ての入力映像のコントラスト補正に用いられる値を求める特徴演算部と、
前記特徴演算部により求められた値に基づき、各前記入力映像の信号に対してコントラストを補正する処理を少なくとも行う映像信号処理部と、
前記映像信号処理部でコントラスト補正された各映像を合成して合成映像を生成する合成部と、
前記合成部により生成された合成映像を表示する画面とを備える、映像表示装置。 A video display device that displays a composite video composed of multiple screens using a plurality of input videos,
A feature detection unit for detecting a maximum brightness level, a minimum brightness level, and an average brightness level, which are feature quantities of each of the input videos;
A feature computing unit for determining the values used for the basis of the respective characteristic amount detected by the feature detecting unit, the input image of the whole hand Contrast correction,
A video signal processing unit that performs at least a process of correcting contrast for each input video signal based on the value obtained by the feature calculation unit;
A synthesizing unit that synthesizes each video whose contrast is corrected by the video signal processing unit to generate a synthesized video;
A video display device comprising: a screen for displaying a synthesized video generated by the synthesis unit.
前記所定領域は、前記画面における各入力映像の表示領域よりも狭い範囲である、請求項1に記載の映像表示装置。 The feature detection unit detects each feature amount from a predetermined region in each input video,
The video display device according to claim 1, wherein the predetermined area is a range narrower than a display area of each input video on the screen.
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