CN101056374A - 图像信号处理装置和使用该装置的电视接收机 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像信号处理装置，包括：合成单元，在其中完整的图像信号被设置到一个矩阵型显示器并被显示在该矩阵型显示器上的欠扫描情况中，该合成单元通过把屏蔽信号叠加在图像信号上来屏蔽图像的边缘部分。

Description

图像信号处理装置和使用该装置的电视接收机
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年4月14日提交的日本在先专利申请2006-111561的优先权；其全部内容被结合在此参考。
技术领域
本发明涉及矩阵型显示器的图像处理装置，例如液晶显示器、等离子显示器及EL显示器的图像处理装置，本发明还涉及具有这种图像处理装置的电视接收机。
背景技术
在例如液晶显示器、等离子显示器及EL显示器的矩阵型显示器中，面板控制单元从图像信号中产生控制信号，并控制具有多个像素的发光单元发光，从而显示图像。
由于面板尺寸或发光控制中的差异，存在各种类型的像素结构。而且，存在使用这种矩阵型显示器的各类电视接收机或被输入到PC(个人计算机)的监视器的各类图像信号。因此，存在有其结构与矩阵型显示器的像素结构相同的各类图像信号。通常，在定标器电路单元执行一种放大/缩小处理，把图像信号与面板像素结构相匹配，以便在电视接收机或具有矩阵型显示器的PC监视器中显示最佳图像。
例如，在称为全HD面板的具有1920×1080像素结构的矩阵型显示器中，输入图像信号被转换成1920点×1080线的图像信号，并被输入到面板控制单元。
通常把一种称为过扫描(over-scan)的图像显示方法用于称为电视接收机的图像显示装置。从外部输入的图像信号的边缘部分是在电视接收机显示器屏幕之外，实际中不被显示。因此在使用了这种矩阵型显示器的电视接收机的定标器电路单元中，把没有从这种通过过扫描输入的图像信号中显示的边缘部分删除，并且转换其他图像信号，以便适合于该面板的像素结构。一般说来，由于图像信号发生器具有针对过扫描显示而生成的图像内容，所以并不出现由于不显示图像信号的周边而引起的问题。
在用于显示PC信号的PC监视器中，使用一种称为欠扫描(under-scan)的图像显示方法来抵消这种过扫描。这种欠扫描是把整个输入图像信号显示在屏幕上。在这种使用矩阵型显示器的PC监视器中，定标器电路单元把整个输入图像信号转换成面板的像素结构。该屏幕的形成基于这样的假设，即由PC监视器显示的图像信号是以欠扫描显示的，不同于假定的由电视接收机显示的图像信号。
如上所述，在使用这种矩阵型显示器的电视接收机中，定标器电路单元执行这种放大/缩小处理，以便使图像信号与面板的像素结构相匹配。严格说来，对于原始图像信号来说，显示在面板上的图像信号被不必要地处理。
为了把更高质的图像提供给用户，可以构思一种显示图像的方法，不用这种把面板像素结构与图像信号进行匹配的定标器电路的放大/缩小处理。例如在全HD面板中，当把具有1080i(1920点×1080线)的HDTV信号如实显示在具有1920×1080像素的面板上时，将可以提供更高质的图像。这就是显示整个图像信号的欠扫描显示。由于图像被显示在具有1920×1080像素的例如液晶显示器和等离子显示器之类的矩阵型显示器上而没有调整HDTV信号的大小，因而能够避免由调整大小的处理所引起的图像质量的劣变。
然而，在用于针对过扫描而制造的电视接收机的图像信号(HDTV信号等)中，在欠扫描显示中图像质量存在下列问题。
广播台之类的图像发生器可能未充分地考虑图像质量。在过扫描显示之时不被显示的图像部分中，当显示针对电视接收机的全部图像信号时，该图像信号被省去或显示不需要的噪声，从而可能降低收看的图像质量。当显示针对电视接收机的全部图像信号时，图像发生器事先所要显示的屏幕上的位置结构可能变形。当图像信号被省去时，图像信号可能不被显示在整个屏幕上。
例如，当在屏幕上移动并修改图像位置时，在过扫描显示中图像信号的劣变部分不被显示，如图2所示。然而，在欠扫描显示中，如图3所示，该图像信号的劣变部分可能被显示。在等离子显示器中，当长时间保持这种欠扫描显示时，荧光物质的图像固滞(image sticking)出现在根据图像信号的画面而不显示图像信号的部分中，如图4所示，因此可能损坏该显示器。
同时，有可能构思制造一种显示器，其像素结构能够以过扫描显示而不经定标器电路的放大/缩小处理。然而，从使用矩阵型显示器作为PC监视器的广泛使用的观点来看，显示板与针对过扫描显示的分辨率保持一致并非优选。
对宽高比不同于相关技术的显示屏的图像来说，已经建议了一种显示器，其通过屏蔽在图像区域和非图像区域之间的边界来减轻图像质量的劣变或出现在相关区域中的图像固滞(例如参考专利文献JP-A-2003-304410)。但是尚未公开一种能在矩阵型显示器的欠扫描显示情况下产生的边界区域中减轻图像质量的劣变或图像固滞的图像信号处理装置。
发明内容
本发明旨在解决上述问题而提供一种矩阵型显示器的图像处理装置和具有该图像处理装置的电视接收机。根据本发明的一个方面，一种图像信号处理装置能够隐藏低质量图像部分，而且当以欠扫描来显示针对电视接收机的图像信号而不进行矩阵型显示器的定标器电路单元的放大/缩小处理时，该图像信号处理装置能够降低图像固滞的影响。
根据本发明的另一方面，提供一种图像信号处理装置，包括：合成单元，在其中完整的图像信号被设置到一个矩阵型显示器并被显示在该矩阵型显示器上的欠扫描情况中，该合成单元通过把屏蔽信号叠加在图像信号上来屏蔽图像的边缘部分。
附图说明
附图中：
图1是说明在以过扫描和欠扫描显示相同图像信号时屏幕上的显示实例的示意图；
图2是说明在屏幕上修正图像位置时该屏幕上显示实例的示意图(过扫描显示)；
图3是说明在屏幕上修正图像位置时该屏幕上显示实例的示意图(欠扫描显示)；
图4是说明不显示图像信号的一部分引起荧光物质的图像固滞的示意图；
图5是说明使用根据本发明实施例的图像信号处理的装置的电视接收机的内部结构的示意图；
图6是说明在图5的电视接收机的定标器处理单元中的过扫描显示的概要示意图；
图7是说明在图5的电视接收机的定标器处理单元中的欠扫描显示的概要示意图；
图8是说明用于在图5的电视接收机中产生屏蔽(垂直方向)的一个脉冲的波形实例示意图；
图9是说明用于在图5的电视接收机中产生屏蔽(水平方向)的一个脉冲的波形实例示意图；
图10是说明图5的电视接收机的屏蔽合成单元的详细结构的示意图；
图11是说明图5的电视接收机的屏蔽合成单元的详细结构的示意图；
图12A和12B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当垂直屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的上部和下部时显示在屏幕上的一个实例；
图13A和13B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当垂直屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的上部和下部时显示在屏幕上的一个实例；
图14A和14B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当水平屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的左部和右部时显示在屏幕上的一个实例；
图15A和15B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当水平屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的左部和右部时显示在屏幕上的一个实例；
图16A和16B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中，当垂直屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的上部和下部、而水平屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的左部和右部时显示在屏幕上的一个实例；
图17A和17B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中，当垂直屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的上部和下部、而水平屏蔽信号以预定电平被叠加在屏幕的左部和右部时显示在屏幕上的一个实例；
图18是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的上部和下部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图19A和19B是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置电视接收机中的欠扫描显示之时，当屏幕该的上部和下部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图20是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的上部和下部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图21是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的左部和右部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图22是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的左部和右部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图23是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的左部和右部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；
图24是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的上/下部和左/右部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例；和
图25是示意图，说明在具有根据本实施例的图像信号处理装置的电视接收机中的欠扫描显示之时，当该屏幕的上/下部和左/右部的预定范围内的信号的高频成分被衰减时，显示在屏幕上的一个实例。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的一个实施例。根据本实施例的图像信号处理装置包括一个合成单元，在显示输入到一个矩阵型显示器的完整图像信号的欠扫描显示处理中，该合成单元通过把屏蔽信号叠加在图像信号上而屏蔽图像的边缘部分。而且，电视接收机具有该图像信号处理装置。因此，在把例如HDTV(高清晰度电视)信号的完整图像信号显示在电视接收机上的欠扫描显示处理的情况下，隐藏其中边缘部分质量没有保证的一个图像部分(因为在过扫描之时被切割的边缘部分的图像质量没有保证)，从而提高了图像质量。此外，当省去边缘部分中的图像信号时，能够减轻该边缘部分中的图像固滞。
[实施例]
现将参考附图来详细描述图像信号处理装置和具有该图像信号处理装置的电视接收机的实施例。在本实施例中，包括具有1920×1080的像素结构的矩阵型显示器的电视接收机被作为一个实例描述。
具有本实施例中的图像信号处理装置的电视接收机具有一种功能，即：在欠扫描之时，将一屏蔽信号叠加在周边部分的图像信号上，在过扫描之时该周边部分的图像信号是不被显示的；并且具有一种功能，即以一个预定增益对该图像信号的高频进行衰减。
如图5所示，电视接收机1主要包括：数字调谐器10、图像信号处理单元20、定标器处理单元30、屏蔽合成单元40、屏蔽区域产生单元50、面板控制器单元60、显示装置(具有1920×1080像素的矩阵型显示器)70、CPU 80、存储器90、操作键100、和遥控器接收单元110。
数字调谐器10把产生的数字色差图像信号发送到图像信号处理单元20。图像信号处理单元20执行各种信号处理(即隔行信号的逐行转换等)来实现图像信号的高图像质量。数字调谐器10把图像信号的色空间转换为RGB三基色信号，并把所转换的信号发送到定标器处理单元30。
当记录在存储器90中的针对装置70的显示设置是过扫描显示时，该定标器处理单元30将从该图像信号中切割过扫描显示部分，并放大所述被切割部分中的图像信号来适合显示装置70的1920×1080像素，并把放大了的信号发送到屏蔽合成单元40。
当在该存储器90中记录的针对装置70的显示设置是欠扫描显示时，定标器处理单元30不执行该放大/缩小处理，而是把图像信号发送到屏蔽合成单元40。
该定标器处理单元30把图像信号的水平同步信号、垂直同步信号、有效区信号及时钟信号发送到屏蔽合成单元40和屏蔽区域产生单元50。
屏蔽区域产生单元50根据存储在存储器90中的已设置的值来产生指示了针对该图像信号的屏蔽处理的范围的一个屏蔽信号，并将该屏蔽信号输出到该屏蔽合成单元40。该屏蔽信号被按照水平方向和垂直方向产生。图8示出用于产生屏蔽的脉冲波形，以便利用垂直方向的三个上部和下部像素(线)来执行屏蔽；而图9示出用于产生屏蔽的脉冲波形，以便利用水平方向中的十个左部和右部像素(线)来执行屏蔽。
根据从屏蔽区域产生单元50发送的水平屏蔽信号和垂直屏蔽信号，屏蔽合成单元40对下述的屏蔽信号和从定标器处理单元30输入的信号进行转换。
如上所述，屏蔽合成单元40在其内部产生屏蔽信号。如图11所示，屏蔽信号产生单元41包括输出一个预定值的屏蔽值发送单元42、切割从该定标器处理单元30输入的高频的图像信号的LPF单元43、输出该屏蔽值发送单元42或该LPF单元43的任一信号的切换单元44。根据存储器90中记录的值，由CPU 80设置从该屏蔽值发送单元42发送的一个值。类似地，根据记录在存储器90中的值，由CPU 80设置一个增益。根据记录在存储器90中的值，由CPU 80使用两个屏蔽信号的任一个。
在其上由屏蔽合成单元40合成了该屏蔽信号的图像信号被面板控制单元60转换成面板控制信号。显示装置70根据面板控制信号显示该图像。
存储器90记录屏蔽显示所需要的参数值。用户通过例如操作键100和遥控器200之类的用户接口来输入参数，用以确认该显示图像。CPU 80顺序地将输入值记录到存储器90中。
在本实施例的上述电视接收机1中，屏蔽合成单元40、屏蔽区域产生单元30、控制该屏蔽合成单元40和该屏蔽区域产生单元30的CPU 80、和记录例如屏蔽宽度之类的各种参数的存储器90起到一个合成单元2(图像信号合成单元2)的作用。
接下来描述上述构成的电视接收机1中的欠扫描显示。
叠加信号的电平能按图12A和12B之间所示的不同那样有选择地变化。而且，屏蔽宽度也能按图13A和13B之间所示的不同那样被改变。
叠加信号的电平能按图14A和14B之间所示的不同那样有选择地变化。而且，屏蔽宽度也能按图15A和15B之间所示的不同那样被改变。
叠加信号的电平能按图16A和16B之间所示的不同那样有选择地变化。而且，屏蔽宽度也能按图17A和17B之间所示的不同那样被改变。
该信号的衰减电平能被有选择地改变，并且该衰减宽度能按图19A和19B所示的那样有选择地被改变。通过衰减该高频成分，如图20所示，即使在图像位置不谐调的情况下，也能通过使得其边界变暗而降低图像固滞的影响。
该信号的衰减电平能被有选择地改变，并且该衰减宽度能按图22A和22B所示的那样有选择地被改变。通过衰减该高频成分，如图23所示，即使在图像位置不谐调的情况下，也能通过使得其边界变阴暗而降低图像固滞的影响。
该信号的衰减电平能被有选择地改变，并且该衰减宽度能被有选择地改变。通过衰减该高频成分，如图25所示，即使在图像位置不谐调的情况下，也能通过使得其边界变阴暗而降低图像固滞的影响。
在根据本实施例的电视接收机中，没有由尺寸调整引起的劣变，并且能够提供适当地屏蔽了噪声等信号的高质量图像。而且，能够降低屏幕周边的图像固滞的影响。
如上详细所述，在显示完整图像信号的欠扫描显示处理中，根据本实施例的图像信号处理装置包括合成单元包括合成单元，该合成单元把屏蔽信号叠加在图像信号上并且屏蔽其边缘部分的图像。因此，在把例如HDTV信号之类的完整图像信号显示在电视接收机上的欠扫描显示处理的情况下，隐藏其中边缘部分质量没有保证的一个图像部分(因为例如广播台之类的产生器不保证在过扫描时被切割的边缘部分的图像质量)，从而改善了图像质量。此外，当省去边缘部分中的图像信号时，能够减轻该边缘部分中的图像固滞。

Claims (9)

1.一种图像信号处理装置，包括：
合成单元，在其中完整的图像信号被设置到一个矩阵型显示器并被显示在该矩阵型显示器上的欠扫描情况中，所述合成单元通过把屏蔽信号叠加在图像信号上来屏蔽图像的边缘部分。
2.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述屏蔽信号是垂直屏蔽信号，其屏蔽图像的上部和下部边缘部分。
3.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述屏蔽信号是水平屏蔽信号，其屏蔽图像的左部和右部边缘部分。
4.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述屏蔽信号是垂直屏蔽信号和水平屏蔽信号，其屏蔽图像的上部和下部边缘部分以及左部和右部边缘部分。
5.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述合成单元能够有选择地改变所述屏蔽信号的信号电平。
6.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述合成单元能够有选择地改变所述屏蔽信号的屏蔽宽度。
7.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述合成单元通过所述屏蔽信号来衰减所述图像信号的高频成分。
8.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中所述矩阵型显示器具有1920×1080像素，并且所述图像信号具有1920点×1080线。
9.一种电视接收机，包括：
图像信号处理装置，其包括一个合成单元，在其中完整的图像信号被输入到一个矩阵型显示器并被显示在该矩阵型显示器上的欠扫描的情况中，所述合成单元通过把屏蔽信号叠加在图像信号上来屏蔽图像的边缘部分。
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