JP2004032234A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】テレシネ信号に対して、原画像がシネマソースであることを検出しプルダウンの規則性に従いフィールド間はめ込みを行い解像度感のある画像を再現するシネマリアリティという手法がある。シネマソース検出時、表示エリアの中央付近に検出窓を設定してその窓内の情報で検出を行っていた。シネマ映像自信はプルダウン情報から構成されているが後に付加された字幕はこの規則性を含んでいないため、この後から付加した字幕を検出すると正確なプルダウン検出ができず、結果としてシネマ検出の精度を劣化させる課題があった。
【解決手段】この課題を解決するため、本画像表示装置においては、シネマ検出手段の前段に字幕検出手段を挿入し、字幕検出手段で文字情報を消去した後、シネマ検出手段でシネマ検出を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】この課題を解決するため、本画像表示装置においては、シネマ検出手段の前段に字幕検出手段を挿入し、字幕検出手段で文字情報を消去した後、シネマ検出手段でシネマ検出を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像機器における映像輝度信号の信号処理により高画質化を実現する画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シネマ信号をテレビ、ＤＶＤ用のビデオ信号にする変換する際、ＮＴＳＣでは２：３プルダウン、ＰＡＬでは２：２プルダウン処理によりシネマのプログレッシブ信号からインターレース信号に変換している（以下、「テレシネ変換」という。）。このプルダウン変換時の規則性を検出し、インターレース信号から、プログレッシブ信号に変換する手法（以下、「シネマリアリティ」という。）を用いる際、プルダウン変換時の規則性を持っていない字幕等の後から付加された情報が含まれることがある。この字幕等の後から付加された情報を除去するため、従来のテレシネ信号検出手段では映像信号の表示位置内の検出位置を決定する検出窓設定時に、字幕等が重畳される位置を検出窓から外す設定にすることで対応していた。これによりプルダウン変換時の規則性を検出しシネマリアリティを実現していた。これにより通常のＩＰ変換を行うのに比べ、鮮鋭感の高い画像が得られていた。
【０００３】
例えば特開平０８−２８９１９９号がその一例としてあげられる。
【０００４】
また映像信号の輝度信号から二次微分処理等で輪郭強調波形を算出し、原信号に補正波形を付加することにより、エッジ部を強調することにより、解像度感を改善する手法があった。ＲＧＢ信号に対してもＲＧＢ信号から逆マトリクス手段から輝度信号を算出し輝度信号から輪郭強調波形を作成し、ＲＧＢに均等に付加する輪郭補正処理が考案されていた。ここで、Ｒとは赤色の、Ｇとは緑色の、Ｂとは青色の略称である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、シネマ信号をプルダウン処理によりインターレース信号に変換したテレシネ信号の規則性を検出してシネマリアリティを行う場合、プルダウン変換時の規則性を保つ表示部分だけを検出窓で抽出する必要があり、プルダウン変換時の規則性を持たない字幕等の後から挿入される情報を含んで検出するとシネマソースではないソースをシネマ判別したり、その逆の場合を含めた誤判別の原因となる。このため、字幕情報を除去することが必要となるが、字幕の位置はシネマソース毎に千差万別であり、ソースのアスペクト比まで考慮すると検出窓の位置設定だけで字幕情報を完全に除去することは困難であるという問題点を有していた。
【０００６】
また、ＲＧＢ信号に対する輪郭補正手段において輪郭強調波形を作成するためだけにＲＧＢ信号から逆マトリクス手段により輝度信号を算出することは、デジタル手段で考えた場合に重い処理のためコストアップの原因となるという問題点を有しており、簡易的な処理が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これに対し本発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の全入力信号レベルのヒストグラムを検出する全入力信号レベルヒストグラム検出手段と、前記全入力信号レベルヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を適当な信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕等の白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴としたものである。
【０００８】
前記第１の課題を解決するために、本発明の画像表示装置では、シネマ信号検出手段の前段で入力輝度信号のヒストグラムを検出しそのヒストグラム情報から挿入されている字幕の輝度レベルを検出しさらに字幕の輝度レベルを０等のシネマ信号検出時に無視される一定輝度レベルに置換する。これにより、字幕の情報が消去された状態でシネマ検出を行うことが可能となり、シネマ検出の精度向上を可能とする。
【０００９】
また前記第２の課題を解決するために、本発明は、Ｒ信号入力、Ｇ信号入力、Ｂ信号入力から簡易的な輝度信号を作成する簡易逆マトリクス変換手段と、前記簡易逆マトリクス変換手段の出力である簡易輝度信号から輪郭強調波形を作成する輪郭強調波形作成手段と、前記輪郭強調波形作成手段の出力に対してコアリングを施すコアリング手段と、前記コアリング手段の出力に輪郭強調補正波形のレベルを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＲ信号入力と加算する第１の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＧ信号入力と加算する第２の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＢ信号入力と加算する第３の加算手段を備え、ＲＧＢ入力に対し輪郭強調処理を行うことを特徴としたものである。
【００１０】
このため、ＲＧＢ信号から輪郭強調波形を作成するため逆マトリクスから厳密な輝度信号を作成するのではなく、デジタル手段で簡便な処理となる近似式を用いて簡易輝度信号を作成し、さらにこれを基に輪郭強調波形を作成しＲＧＢ信号に補正を行う。これにより、簡便な構成で実画像上で十分な性能を保つ輪郭強調処理を可能とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の全入力信号レベルのヒストグラムを検出する全入力信号レベルヒストグラム検出手段と、前記全入力信号レベルヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を適当な信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、高精度のシネマ検出を実現する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の信号分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出手段と、前記ヒストグラム検出手段のヒストグラムの刻みを設定するヒストグラム刻み値発生手段と、前記ヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、高精度のシネマ検出を実現する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記入力映像輝度信号と前記フィールド遅延手段の出力との差分を検出するフィールド差分手段と、前記フィールド差分手段の出力信号からフィールド内のフィールド差分大小の連続性を検出するフィールド内静動連続性検出手段と、前記フィールド差分手段の出力と前記フィールド内静動連続性検出手段との出力からフィールド毎のフィールド差分値の積算を算出する差分値積算手段を備え、フィールド差分情報から得られるフィールド内のフィールド差分大小の連続性情報によって重み付けを行いながらフィールド差分積算を行い、その結果を基にシネマ信号検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、簡便な構成で高精度のシネマ検出を実現する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、Ｒ信号入力とＧ信号入力とＢ信号入力に基づき輝度信号を作成する簡易逆マトリクス変換手段と、前記簡易逆マトリクス変換手段の出力である簡易輝度信号から輪郭強調波形を作成する輪郭強調波形作成手段と、前記輪郭強調波形作成手段の出力に対してコアリングを施すコアリング手段と、前記コアリング手段の出力に輪郭強調補正波形のレベルを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＲ信号入力と加算する第１の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＧ信号入力と加算する第２の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＢ信号入力と加算する第３の加算手段を備え、ＲＧＢ入力に対し輪郭強調処理を行うことを特徴とする画像表示装置であり、ＲＧＢ信号に対して簡便な構成で高性能の輪郭強調処理を実現する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図であり、図５は本発明の実施の形態１における字幕検出アルゴリズムを示す図である。入力映像輝度信号１を全入力信号レベルヒストグラム検出手段２に入力し、全信号レベルのヒストグラムを検出する。例えば１０ｂｉｔ処理であれば０から１０２３までの信号レベル分布を検出する。この情報を字幕検出手段３に入力し、各隣接レベル間の差を順に演算する。閾値である差分値Ａをあらかじめ設定し、隣接差分値が差分値Ａを上回ったつまりＡ以上の輝度レベルの段差が生じた場合、字幕が含まれている可能性があると考える。図５で説明すると、信号レベルＪと信号レベルＫの差がＡ以上の場合である。加えて信号レベルＫの分布値と隣接する輝度が１大きい信号レベルＬの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下であることを次の条件とする。さらに信号レベルＬと隣接する輝度が１大きい信号レベルの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下の場合、字幕の可能性を残す。さらに隣接する信号レベル間の差分値がＣ以下が続いた後に、信号レベルＭと隣接する輝度が１大きい信号レベルＮの分布値との差が閾値である差分値Ｂ以上の場合、信号レベルＫ〜Ｍは字幕であると判断する。差分値Ａを越える差分が検出された後、一度のみ１大きい隣接信号レベルとの差分値がＣ以下となった後、１大きい隣接信号レベルとの差分値がＢ以上となった場合も３信号レベルは字幕であると判断する。このように閾値である差分値Ａ、差分値Ｂ、差分値Ｃを最適化することにより、字幕検出レベルを最適化する。さらにこの判断条件に加えて字幕は一定以上の輝度レベルであるという点から閾値Ｗを設け、信号レベルが閾値Ｗ以下ではこの字幕検出は行わないという条件を加えてもよい。また字幕のデジタル信号時の信号レベルの広がりは一定値以下であるという点から、先程の差分値Ｃの連続がある閾値以上の信号レベルにわたり続いた場合、字幕である条件からはずしてもよい。このようにして字幕である信号レベルを検出し、字幕信号レベル出力信号４を置換手段６に出力する。前述の手段と並行して入力映像輝度信号１をフィールド遅延手段５に入力してヒストグラム検出手段から出力される字幕信号レベル出力信号４と映像輝度信号との位相差をなくす。その後映像輝度信号は前述の置換手段６に入力され、字幕と判断した信号レベル（上記例では信号レベルＫ〜Ｍ）は例えば０のような信号レベルに置換される。この置換される信号レベルは後段のシネマ検出手段７でテレシネ信号を検出するために施されるフィールド差分をとる際、差分値が無視できる０に設定する。さらに置換手段６で字幕の信号レベルを除去した映像輝度信号がシネマ検出手段７に入力され、検出精度が高い状態でシネマ検出され、シネマ検出結果信号８が出力される。
【００１７】
以上のように本実施の形態では、字幕等のプルダウン情報を含まない情報を除去した後、シネマ検出を行うため、シネマ検出の精度を向上できる。またもし検出した信号レベルデータが字幕でなくプルダウン情報を含むシネマ原画データである場合でも他に十分なシネマ原画データを検出する場合、シネマ検出レベルを劣化させることはない。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における画像表示装置の構成を示すブロック図であり、図６は本発明の実施の形態２における字幕検出アルゴリズムを示す図である。なお実施の形態１の図１と同一要素については同一符号を付し、同一の動作をするものとする。入力映像輝度信号１をヒストグラム検出手段９に入力しヒストグラムを検出する。例えば１０ｂｉｔ処理であれば０から１０２３までの信号レベル分布を検出する。字幕情報を検出する概要は実施の形態１と同様であるが、実施の形態１で入力映像輝度信号の全信号レベルでヒストグラムを算出したのに比べ、本発明では入力映像輝度信号レベルに対し適当なヒストグラム刻み値をヒストグラム刻み値発生手段１０で決定し、この設定値に基づいた刻み毎分布をヒストグラム化する。全信号レベルのヒストグラムを参照するのに比べ、手段が簡便になる。さらにこの刻み値を適当に設定し、字幕分布情報がヒストグラム分布の１ブロックあるいは２ブロックに入るように設定する。閾値である差分値Ａをあらかじめ設定し、隣接差分値が差分値Ａを上回ったつまりＡ以上の輝度レベルの段差が生じた場合、字幕が含まれている可能性があると考える。図６で説明すると、ブロックＪとブロックＫの差がＡ以上の場合である。加えてブロックＫの分布値と隣接する輝度が１大きいブロックＬの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下であるか差分値Ｂ以上であるかが次の条件である。差分値Ｂ以上である場合、この時点で字幕情報であると判断する。つまり信号レベルブロックＫが字幕情報であると判断する。また差分値Ｃ以下である場合、前述のように字幕情報を２ブロック内に入るようにヒストグラム刻み値を設定しているため、字幕である次の条件はブロックＬと隣接する輝度が１大きいブロックＭの分布値との差が閾値である差分値Ｂ以上であるか否かである。差分値Ｂ以上の場合、ブロックＫ、Ｌは字幕であると判断する。このように閾値である差分値Ａ、差分値Ｂ、差分値Ｃを最適化することにより、字幕検出レベルを最適化する。実施の形態１と同様に、この判断条件に加えて字幕は一定以上の輝度レベルであるという点から閾値Ｗを設け、信号レベルが閾値Ｗ以下ではこの字幕検出は行わないという条件を加えてもよい。また字幕のデジタル信号時の信号レベルの広がりは一定値以下であるという点から、先程の差分値Ｃの連続がある閾値以上の信号レベルにわたり続いた場合、字幕である条件からはずしてもよい。このようにして字幕である信号レベルブロックを検出し、これに加え前述のヒストグラム刻み値発生手段１０からのヒストグラムの刻み値から字幕信号レベルを算出し、字幕信号レベル出力信号４を置換手段６に出力する。以下の動作は実施の形態１と同様であるため省略する。
【００１８】
以上のように本実施の形態では、字幕等のプルダウン情報を含まない情報を除去した後、シネマ検出を行うため、シネマ検出の精度を向上できる。またもし検出した信号レベルデータが字幕でなくプルダウン情報を含むシネマ原画データである場合でも他に十分なシネマ原画データを検出する場合、シネマ検出レベルを劣化させることはない。
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における画像表示装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１、実施の形態２の図１、図２と同一要素については同一符号を付し、同一の動作をするものとする。
【００１９】
入力映像輝度信号１をシネマ信号検出手段７に入力する。シネマ信号検出手段７内のフィールド遅延手段５でフィールド遅延させた信号と入力輝度信号１をフィールド差分手段１１に入力し画素毎のフィールド差分値を算出する。このフィールド差分手段１１の出力はフィールド内静動連続性検出手段１２に入力され、時系列で入力される映像輝度信号のフィールド差分信号に対して、フィールド差分の小さい静止画素か、あるいはフィールド差分の大きい動き画素かを判断し各々の連続性を検出する。
【００２０】
テレシネ信号を検出する場合、定期的に検出されるフィールド全体に画素毎のフィールド差分が小さいフィールドの規則性から判断する。字幕等の後から付加される情報を含む場合、本来フィールド全体にわたり画素毎のフィールド差分値が小さくなるべきところが、後から付加された字幕部のみフィールド差分が大きくなり設定する閾値次第で、動きフィールドと判断してしまう。
【００２１】
前述のフィールド内静動連続性検出手段１２で連続してフィールド差分が小さい静止画素が続く中で、字幕と思われるフィールド差分が大きい画素が存在する場合は、フィールド差分検出手段１１の出力からフィールド内の差分値の合計を算出する差分値積算手段１３中の積算結果を減らす作用をさせる。これによりランダムに現れる動き画素を多く含むフィールドに対しては正常にフィールド差分が大きいと判断し、局所的に字幕を含むフィールドに対しては前述のフィールド内静動連続性手段１２の出力に基づき差分値積算手段１３内で積算結果を少なく修正し、フィールド差分が小さいフィールドであると判断する。
【００２２】
以上のように本実施の形態では、テレシネ信号であれば定期的に現れるフィールド差分値が小さくなるフィールドを高精度に検出でき、正確なシネマリアリティを実現できる。
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
Ｒ信号入力１４、Ｇ信号入力１５、Ｂ信号入力１６を各々簡易逆マトリクス変換手段１７に入力する。従来はここで本来の逆マトリクス変換により輝度信号を算出し輪郭強調波形を作成するのであるが、本発明ではデジタル演算で手段負荷を小さくするため、近似の逆マトリクス演算を行う。具体的な演算式は以下のとおりである。
【００２４】
簡易輝度信号出力＝Ｒ信号入力×３／８＋Ｇ信号入力×１／２＋Ｂ信号入力×１／８
これにより従来の乗算をビットシフトで代用できるため、ゲートを削減できる。この演算で算出した簡易輝度信号を輪郭強調波形作成手段１８に出力する。輪郭強調波形作成手段１８で作成する輪郭強調波形は輝度信号を二次微分した波形でもよいし輝度信号の一次微分でもよく方式は問わない。輪郭強調波形作成手段１８の出力はコアリング手段１９に入力されノイズ成分を低減するためにコアリング処理される。コアリング手段１９の出力信号はゲイン設定手段２０に入力され最適な振幅レベルにゲイン調整される。ゲイン設定手段２０の出力は第１の加算手段、第２の加算手段、第３の加算手段に入力され、各々Ｒ信号入力１４、Ｇ信号入力１５、Ｂ信号入力１６と加算される。第１の加算手段２１からＲ信号出力２４、第２の加算手段２２からＧ信号出力２５、第３の加算手段からＢ信号出力２６が各々出力され、輪郭強調処理後の出力となる。
【００２５】
以上のように本実施の形態では、簡便な構成で実画像上で十分な性能を保つ輪郭強調処理を可能とする。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、映像輝度信号のヒストグラムに基づく字幕検出手段により映像輝度信号から後から挿入されることが多い字幕情報を削除することで、本来のシネマ信号に含まれるプルダウン情報検出精度を向上でき、高品位なシネマリアリティを実現できるという優れた効果が得られる。
【００２７】
またＲＧＢ信号に対する輪郭強調波形作成時に用いられていた逆マトリクス手段を簡易化することで、低コストで高性能の輪郭強調手段が実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における字幕検出アルゴリズムを示す図
【図６】本発明の実施の形態２における字幕検出アルゴリズムを示す図
【符号の説明】
１ 入力映像輝度信号
２ 全入力信号レベルヒストグラム検出手段
３ 字幕検出手段
４ 字幕信号レベル出力手段
５ フィールド遅延手段
６ 置換手段
７ シネマ信号検出手段
８ シネマ検出結果信号
９ ヒストグラム検出手段
１０ ヒストグラム刻み値発生手段
１１ フィールド差分手段
１２ フィールド内静動連続性検出手段
１３ 差分値積算手段
１４ Ｒ信号入力
１５ Ｇ信号入力
１６ Ｂ信号入力
１７ 簡易マトリクス変換手段
１８ 輪郭強調波形作成手段
１９ コアリング手段
２０ ゲイン設定手段
２１ 第１の加算手段
２２ 第２の加算手段
２３ 第３の加算手段
２４ Ｒ信号出力
２５ Ｇ信号出力
２６ Ｂ信号出力
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像機器における映像輝度信号の信号処理により高画質化を実現する画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シネマ信号をテレビ、ＤＶＤ用のビデオ信号にする変換する際、ＮＴＳＣでは２：３プルダウン、ＰＡＬでは２：２プルダウン処理によりシネマのプログレッシブ信号からインターレース信号に変換している（以下、「テレシネ変換」という。）。このプルダウン変換時の規則性を検出し、インターレース信号から、プログレッシブ信号に変換する手法（以下、「シネマリアリティ」という。）を用いる際、プルダウン変換時の規則性を持っていない字幕等の後から付加された情報が含まれることがある。この字幕等の後から付加された情報を除去するため、従来のテレシネ信号検出手段では映像信号の表示位置内の検出位置を決定する検出窓設定時に、字幕等が重畳される位置を検出窓から外す設定にすることで対応していた。これによりプルダウン変換時の規則性を検出しシネマリアリティを実現していた。これにより通常のＩＰ変換を行うのに比べ、鮮鋭感の高い画像が得られていた。
【０００３】
例えば特開平０８−２８９１９９号がその一例としてあげられる。
【０００４】
また映像信号の輝度信号から二次微分処理等で輪郭強調波形を算出し、原信号に補正波形を付加することにより、エッジ部を強調することにより、解像度感を改善する手法があった。ＲＧＢ信号に対してもＲＧＢ信号から逆マトリクス手段から輝度信号を算出し輝度信号から輪郭強調波形を作成し、ＲＧＢに均等に付加する輪郭補正処理が考案されていた。ここで、Ｒとは赤色の、Ｇとは緑色の、Ｂとは青色の略称である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、シネマ信号をプルダウン処理によりインターレース信号に変換したテレシネ信号の規則性を検出してシネマリアリティを行う場合、プルダウン変換時の規則性を保つ表示部分だけを検出窓で抽出する必要があり、プルダウン変換時の規則性を持たない字幕等の後から挿入される情報を含んで検出するとシネマソースではないソースをシネマ判別したり、その逆の場合を含めた誤判別の原因となる。このため、字幕情報を除去することが必要となるが、字幕の位置はシネマソース毎に千差万別であり、ソースのアスペクト比まで考慮すると検出窓の位置設定だけで字幕情報を完全に除去することは困難であるという問題点を有していた。
【０００６】
また、ＲＧＢ信号に対する輪郭補正手段において輪郭強調波形を作成するためだけにＲＧＢ信号から逆マトリクス手段により輝度信号を算出することは、デジタル手段で考えた場合に重い処理のためコストアップの原因となるという問題点を有しており、簡易的な処理が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これに対し本発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の全入力信号レベルのヒストグラムを検出する全入力信号レベルヒストグラム検出手段と、前記全入力信号レベルヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を適当な信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕等の白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴としたものである。
【０００８】
前記第１の課題を解決するために、本発明の画像表示装置では、シネマ信号検出手段の前段で入力輝度信号のヒストグラムを検出しそのヒストグラム情報から挿入されている字幕の輝度レベルを検出しさらに字幕の輝度レベルを０等のシネマ信号検出時に無視される一定輝度レベルに置換する。これにより、字幕の情報が消去された状態でシネマ検出を行うことが可能となり、シネマ検出の精度向上を可能とする。
【０００９】
また前記第２の課題を解決するために、本発明は、Ｒ信号入力、Ｇ信号入力、Ｂ信号入力から簡易的な輝度信号を作成する簡易逆マトリクス変換手段と、前記簡易逆マトリクス変換手段の出力である簡易輝度信号から輪郭強調波形を作成する輪郭強調波形作成手段と、前記輪郭強調波形作成手段の出力に対してコアリングを施すコアリング手段と、前記コアリング手段の出力に輪郭強調補正波形のレベルを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＲ信号入力と加算する第１の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＧ信号入力と加算する第２の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＢ信号入力と加算する第３の加算手段を備え、ＲＧＢ入力に対し輪郭強調処理を行うことを特徴としたものである。
【００１０】
このため、ＲＧＢ信号から輪郭強調波形を作成するため逆マトリクスから厳密な輝度信号を作成するのではなく、デジタル手段で簡便な処理となる近似式を用いて簡易輝度信号を作成し、さらにこれを基に輪郭強調波形を作成しＲＧＢ信号に補正を行う。これにより、簡便な構成で実画像上で十分な性能を保つ輪郭強調処理を可能とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の全入力信号レベルのヒストグラムを検出する全入力信号レベルヒストグラム検出手段と、前記全入力信号レベルヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を適当な信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、高精度のシネマ検出を実現する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、入力映像輝度信号から表示エリア内の信号分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出手段と、前記ヒストグラム検出手段のヒストグラムの刻みを設定するヒストグラム刻み値発生手段と、前記ヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、高精度のシネマ検出を実現する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記入力映像輝度信号と前記フィールド遅延手段の出力との差分を検出するフィールド差分手段と、前記フィールド差分手段の出力信号からフィールド内のフィールド差分大小の連続性を検出するフィールド内静動連続性検出手段と、前記フィールド差分手段の出力と前記フィールド内静動連続性検出手段との出力からフィールド毎のフィールド差分値の積算を算出する差分値積算手段を備え、フィールド差分情報から得られるフィールド内のフィールド差分大小の連続性情報によって重み付けを行いながらフィールド差分積算を行い、その結果を基にシネマ信号検出を行うことを特徴とする画像表示装置であり、シネマリアリティ時のシネマ検出において字幕の白文字等のプルダウン変換時の規則性を持たない情報が含まれる画像に対して、簡便な構成で高精度のシネマ検出を実現する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、Ｒ信号入力とＧ信号入力とＢ信号入力に基づき輝度信号を作成する簡易逆マトリクス変換手段と、前記簡易逆マトリクス変換手段の出力である簡易輝度信号から輪郭強調波形を作成する輪郭強調波形作成手段と、前記輪郭強調波形作成手段の出力に対してコアリングを施すコアリング手段と、前記コアリング手段の出力に輪郭強調補正波形のレベルを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＲ信号入力と加算する第１の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＧ信号入力と加算する第２の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＢ信号入力と加算する第３の加算手段を備え、ＲＧＢ入力に対し輪郭強調処理を行うことを特徴とする画像表示装置であり、ＲＧＢ信号に対して簡便な構成で高性能の輪郭強調処理を実現する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図であり、図５は本発明の実施の形態１における字幕検出アルゴリズムを示す図である。入力映像輝度信号１を全入力信号レベルヒストグラム検出手段２に入力し、全信号レベルのヒストグラムを検出する。例えば１０ｂｉｔ処理であれば０から１０２３までの信号レベル分布を検出する。この情報を字幕検出手段３に入力し、各隣接レベル間の差を順に演算する。閾値である差分値Ａをあらかじめ設定し、隣接差分値が差分値Ａを上回ったつまりＡ以上の輝度レベルの段差が生じた場合、字幕が含まれている可能性があると考える。図５で説明すると、信号レベルＪと信号レベルＫの差がＡ以上の場合である。加えて信号レベルＫの分布値と隣接する輝度が１大きい信号レベルＬの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下であることを次の条件とする。さらに信号レベルＬと隣接する輝度が１大きい信号レベルの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下の場合、字幕の可能性を残す。さらに隣接する信号レベル間の差分値がＣ以下が続いた後に、信号レベルＭと隣接する輝度が１大きい信号レベルＮの分布値との差が閾値である差分値Ｂ以上の場合、信号レベルＫ〜Ｍは字幕であると判断する。差分値Ａを越える差分が検出された後、一度のみ１大きい隣接信号レベルとの差分値がＣ以下となった後、１大きい隣接信号レベルとの差分値がＢ以上となった場合も３信号レベルは字幕であると判断する。このように閾値である差分値Ａ、差分値Ｂ、差分値Ｃを最適化することにより、字幕検出レベルを最適化する。さらにこの判断条件に加えて字幕は一定以上の輝度レベルであるという点から閾値Ｗを設け、信号レベルが閾値Ｗ以下ではこの字幕検出は行わないという条件を加えてもよい。また字幕のデジタル信号時の信号レベルの広がりは一定値以下であるという点から、先程の差分値Ｃの連続がある閾値以上の信号レベルにわたり続いた場合、字幕である条件からはずしてもよい。このようにして字幕である信号レベルを検出し、字幕信号レベル出力信号４を置換手段６に出力する。前述の手段と並行して入力映像輝度信号１をフィールド遅延手段５に入力してヒストグラム検出手段から出力される字幕信号レベル出力信号４と映像輝度信号との位相差をなくす。その後映像輝度信号は前述の置換手段６に入力され、字幕と判断した信号レベル（上記例では信号レベルＫ〜Ｍ）は例えば０のような信号レベルに置換される。この置換される信号レベルは後段のシネマ検出手段７でテレシネ信号を検出するために施されるフィールド差分をとる際、差分値が無視できる０に設定する。さらに置換手段６で字幕の信号レベルを除去した映像輝度信号がシネマ検出手段７に入力され、検出精度が高い状態でシネマ検出され、シネマ検出結果信号８が出力される。
【００１７】
以上のように本実施の形態では、字幕等のプルダウン情報を含まない情報を除去した後、シネマ検出を行うため、シネマ検出の精度を向上できる。またもし検出した信号レベルデータが字幕でなくプルダウン情報を含むシネマ原画データである場合でも他に十分なシネマ原画データを検出する場合、シネマ検出レベルを劣化させることはない。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における画像表示装置の構成を示すブロック図であり、図６は本発明の実施の形態２における字幕検出アルゴリズムを示す図である。なお実施の形態１の図１と同一要素については同一符号を付し、同一の動作をするものとする。入力映像輝度信号１をヒストグラム検出手段９に入力しヒストグラムを検出する。例えば１０ｂｉｔ処理であれば０から１０２３までの信号レベル分布を検出する。字幕情報を検出する概要は実施の形態１と同様であるが、実施の形態１で入力映像輝度信号の全信号レベルでヒストグラムを算出したのに比べ、本発明では入力映像輝度信号レベルに対し適当なヒストグラム刻み値をヒストグラム刻み値発生手段１０で決定し、この設定値に基づいた刻み毎分布をヒストグラム化する。全信号レベルのヒストグラムを参照するのに比べ、手段が簡便になる。さらにこの刻み値を適当に設定し、字幕分布情報がヒストグラム分布の１ブロックあるいは２ブロックに入るように設定する。閾値である差分値Ａをあらかじめ設定し、隣接差分値が差分値Ａを上回ったつまりＡ以上の輝度レベルの段差が生じた場合、字幕が含まれている可能性があると考える。図６で説明すると、ブロックＪとブロックＫの差がＡ以上の場合である。加えてブロックＫの分布値と隣接する輝度が１大きいブロックＬの分布値との差が閾値である差分値Ｃ以下であるか差分値Ｂ以上であるかが次の条件である。差分値Ｂ以上である場合、この時点で字幕情報であると判断する。つまり信号レベルブロックＫが字幕情報であると判断する。また差分値Ｃ以下である場合、前述のように字幕情報を２ブロック内に入るようにヒストグラム刻み値を設定しているため、字幕である次の条件はブロックＬと隣接する輝度が１大きいブロックＭの分布値との差が閾値である差分値Ｂ以上であるか否かである。差分値Ｂ以上の場合、ブロックＫ、Ｌは字幕であると判断する。このように閾値である差分値Ａ、差分値Ｂ、差分値Ｃを最適化することにより、字幕検出レベルを最適化する。実施の形態１と同様に、この判断条件に加えて字幕は一定以上の輝度レベルであるという点から閾値Ｗを設け、信号レベルが閾値Ｗ以下ではこの字幕検出は行わないという条件を加えてもよい。また字幕のデジタル信号時の信号レベルの広がりは一定値以下であるという点から、先程の差分値Ｃの連続がある閾値以上の信号レベルにわたり続いた場合、字幕である条件からはずしてもよい。このようにして字幕である信号レベルブロックを検出し、これに加え前述のヒストグラム刻み値発生手段１０からのヒストグラムの刻み値から字幕信号レベルを算出し、字幕信号レベル出力信号４を置換手段６に出力する。以下の動作は実施の形態１と同様であるため省略する。
【００１８】
以上のように本実施の形態では、字幕等のプルダウン情報を含まない情報を除去した後、シネマ検出を行うため、シネマ検出の精度を向上できる。またもし検出した信号レベルデータが字幕でなくプルダウン情報を含むシネマ原画データである場合でも他に十分なシネマ原画データを検出する場合、シネマ検出レベルを劣化させることはない。
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における画像表示装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１、実施の形態２の図１、図２と同一要素については同一符号を付し、同一の動作をするものとする。
【００１９】
入力映像輝度信号１をシネマ信号検出手段７に入力する。シネマ信号検出手段７内のフィールド遅延手段５でフィールド遅延させた信号と入力輝度信号１をフィールド差分手段１１に入力し画素毎のフィールド差分値を算出する。このフィールド差分手段１１の出力はフィールド内静動連続性検出手段１２に入力され、時系列で入力される映像輝度信号のフィールド差分信号に対して、フィールド差分の小さい静止画素か、あるいはフィールド差分の大きい動き画素かを判断し各々の連続性を検出する。
【００２０】
テレシネ信号を検出する場合、定期的に検出されるフィールド全体に画素毎のフィールド差分が小さいフィールドの規則性から判断する。字幕等の後から付加される情報を含む場合、本来フィールド全体にわたり画素毎のフィールド差分値が小さくなるべきところが、後から付加された字幕部のみフィールド差分が大きくなり設定する閾値次第で、動きフィールドと判断してしまう。
【００２１】
前述のフィールド内静動連続性検出手段１２で連続してフィールド差分が小さい静止画素が続く中で、字幕と思われるフィールド差分が大きい画素が存在する場合は、フィールド差分検出手段１１の出力からフィールド内の差分値の合計を算出する差分値積算手段１３中の積算結果を減らす作用をさせる。これによりランダムに現れる動き画素を多く含むフィールドに対しては正常にフィールド差分が大きいと判断し、局所的に字幕を含むフィールドに対しては前述のフィールド内静動連続性手段１２の出力に基づき差分値積算手段１３内で積算結果を少なく修正し、フィールド差分が小さいフィールドであると判断する。
【００２２】
以上のように本実施の形態では、テレシネ信号であれば定期的に現れるフィールド差分値が小さくなるフィールドを高精度に検出でき、正確なシネマリアリティを実現できる。
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
Ｒ信号入力１４、Ｇ信号入力１５、Ｂ信号入力１６を各々簡易逆マトリクス変換手段１７に入力する。従来はここで本来の逆マトリクス変換により輝度信号を算出し輪郭強調波形を作成するのであるが、本発明ではデジタル演算で手段負荷を小さくするため、近似の逆マトリクス演算を行う。具体的な演算式は以下のとおりである。
【００２４】
簡易輝度信号出力＝Ｒ信号入力×３／８＋Ｇ信号入力×１／２＋Ｂ信号入力×１／８
これにより従来の乗算をビットシフトで代用できるため、ゲートを削減できる。この演算で算出した簡易輝度信号を輪郭強調波形作成手段１８に出力する。輪郭強調波形作成手段１８で作成する輪郭強調波形は輝度信号を二次微分した波形でもよいし輝度信号の一次微分でもよく方式は問わない。輪郭強調波形作成手段１８の出力はコアリング手段１９に入力されノイズ成分を低減するためにコアリング処理される。コアリング手段１９の出力信号はゲイン設定手段２０に入力され最適な振幅レベルにゲイン調整される。ゲイン設定手段２０の出力は第１の加算手段、第２の加算手段、第３の加算手段に入力され、各々Ｒ信号入力１４、Ｇ信号入力１５、Ｂ信号入力１６と加算される。第１の加算手段２１からＲ信号出力２４、第２の加算手段２２からＧ信号出力２５、第３の加算手段からＢ信号出力２６が各々出力され、輪郭強調処理後の出力となる。
【００２５】
以上のように本実施の形態では、簡便な構成で実画像上で十分な性能を保つ輪郭強調処理を可能とする。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、映像輝度信号のヒストグラムに基づく字幕検出手段により映像輝度信号から後から挿入されることが多い字幕情報を削除することで、本来のシネマ信号に含まれるプルダウン情報検出精度を向上でき、高品位なシネマリアリティを実現できるという優れた効果が得られる。
【００２７】
またＲＧＢ信号に対する輪郭強調波形作成時に用いられていた逆マトリクス手段を簡易化することで、低コストで高性能の輪郭強調手段が実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４における画像表示装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における字幕検出アルゴリズムを示す図
【図６】本発明の実施の形態２における字幕検出アルゴリズムを示す図
【符号の説明】
１ 入力映像輝度信号
２ 全入力信号レベルヒストグラム検出手段
３ 字幕検出手段
４ 字幕信号レベル出力手段
５ フィールド遅延手段
６ 置換手段
７ シネマ信号検出手段
８ シネマ検出結果信号
９ ヒストグラム検出手段
１０ ヒストグラム刻み値発生手段
１１ フィールド差分手段
１２ フィールド内静動連続性検出手段
１３ 差分値積算手段
１４ Ｒ信号入力
１５ Ｇ信号入力
１６ Ｂ信号入力
１７ 簡易マトリクス変換手段
１８ 輪郭強調波形作成手段
１９ コアリング手段
２０ ゲイン設定手段
２１ 第１の加算手段
２２ 第２の加算手段
２３ 第３の加算手段
２４ Ｒ信号出力
２５ Ｇ信号出力
２６ Ｂ信号出力
Claims (4)
- 入力映像輝度信号から表示エリア内の全入力信号レベルのヒストグラムを検出する全入力信号レベルヒストグラム検出手段と、前記全入力信号レベルヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を適当な信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置。
- 入力映像輝度信号から表示エリア内の信号分布であるヒストグラムを検出するヒストグラム検出手段と、前記ヒストグラム検出手段のヒストグラムの刻みを設定するヒストグラム刻み値発生手段と、前記ヒストグラム検出手段の出力から字幕の信号レベルを検出する字幕検出手段と、前記入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記字幕検出手段の出力に基づいて前記フィールド遅延手段の出力を信号レベルに置換する置換手段と、前記置換手段の出力からシネマ信号を検出するシネマ検出手段を備え、入力映像信号から字幕を含む白文字情報を除去した映像輝度信号に基づきシネマ検出を行うことを特徴とする画像表示装置。
- 入力映像輝度信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記入力映像輝度信号と前記フィールド遅延手段の出力との差分を検出するフィールド差分手段と、前記フィールド差分手段の出力信号からフィールド内のフィールド差分大小の連続性を検出するフィールド内静動連続性検出手段と、前記フィールド差分手段の出力と前記フィールド内静動連続性検出手段との出力からフィールド毎のフィールド差分値の積算を算出する差分値積算手段を備え、フィールド差分情報から得られるフィールド内のフィールド差分大小の連続性情報によって重み付けを行いながらフィールド差分積算を行い、その結果を基にシネマ信号検出を行うことを特徴とする画像表示装置。
- Ｒ信号入力とＧ信号入力とＢ信号入力に基づき輝度信号を作成する簡易逆マトリクス変換手段と、前記簡易逆マトリクス変換手段の出力である簡易輝度信号から輪郭強調波形を作成する輪郭強調波形作成手段と、前記輪郭強調波形作成手段の出力に対してコアリングを施すコアリング手段と、前記コアリング手段の出力に輪郭強調補正波形のレベルを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＲ信号入力と加算する第１の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＧ信号入力と加算する第２の加算手段と、前記ゲイン設定手段の出力をＢ信号入力と加算する第３の加算手段を備え、ＲＧＢ入力に対し輪郭強調処理を行うことを特徴とする画像表示装置。
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