JP2004187110A - 映像表示制御方法および映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放送事業者、地域毎に要求される様々な表示仕様や機能を拡張する場合に柔軟に対応でき、システム制御マイコンの負荷を軽減し、また復号化タイミングに応じた適切な画像変換処理を行なうことができる、ディジタル放送受信機における映像表示制御方法と、その方法を使用した映像表示装置とを提供する。
【解決手段】ピクセル単位での表示データ生成処理をハードウエア制御で実現し、ライン単位またはフィールドあるいはフレーム単位で発生する表示データ生成処理に関わる表示仕様の解析や制御情報生成等をソフトウエア制御で実現する。このため、映像信号処理のハードウエア構成は共通でソフトウエア制御を各要求仕様に応じて切り替えるだけで、機能の拡張要求に柔軟に対応可能である。これにより、開発期間、コストともに大幅な削減が可能である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像表示制御方法および映像表示装置に関し、特にディジタル放送を受信しその信号を復号化し表示するためのディジタル放送受信機における、映像表示制御方法および映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術の進歩にともない、ディジタル放送サービスが本格的に始まってきた。放送事業者は、例えば高画質放送、多チャンネル放送、データ放送等の様々なサービスを開始し、他の事業者との差別化を図ろうとしている。
【０００３】
そのために受信機は、放送地域、放送業者毎に要求される様々な表示仕様に柔軟に対応できなければならない。
図１７は、特許文献１に記載の従来のディジタル放送受信機における映像表示装置の一例を示すものである。以下、その構成および動作を説明する。
【０００４】
入力端子１１ａに入力されるＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２で符号化されたストリームは、画像復号化部１１０１において復号化され、復号化された画像データはフレームメモリ１１０３に格納される。
【０００５】
また、画像復号化部１１０１は、復号化毎にストリームのヘッダから画像データ情報を抜き出し、システム制御部１１０７に通知する。
システム制御部１１０７は、その画像データ情報とユーザーから指定される表示仕様とに基づき、映像信号処理部１１０５に対して水平および垂直方向の拡大率を設定する。また、フレームメモリ制御部１１０２を制御し、表示データの生成に必要な画像データを出力バッファ１１０４へ転送する。
【０００６】
このときの転送は、表示タイミング生成部１１０６によって発生されるタイミングに同期して行なわれる。
映像信号処理部１１０５は、ピクセルクロックに同期して、出力バッファ１１０４からデータを読みだし、設定された拡大率に基づいて表示データを生成する。１１０８は制御タイミング生成部である。
【０００７】
生成された表示データは、映像信号出力として、出力端子１１ｂから出力される。
映像信号処理部１１０５は、水平および垂直方向の拡大あるいは縮小処理を実現するための、水平フィルタ回路および垂直フィルタ回路を備えている。
【０００８】
これらは、ディジタル放送の規格よってあらかじめ定められている映像信号のフォーマットや出力フォーマットに対応する回路として構成されている。
例えば、図１８に示すような、水平および垂直方向の画素数変換処理機能や、アスペクト１６：９の映像を４：３のモニタに表示するために、１６：９の映像の垂直サイズを３／４倍に圧縮して表示するレターボックス処理機能や、ＯＳＤデータや静止画データと主映像との合成処理機能を備える。
【０００９】
以上のように、従来のディジタル放送受信機における映像表示装置は、あらかじめ定められている表示仕様に基づいて専用の映像信号処理部１１０５を有していた。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−３５５６８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のディジタル放送受信機における映像表示装置では、放送事業者毎また仕様毎に専用の映像信号処理部１１０５を設けることで対応していたため、開発期間の長期化やコストの増加を避けられなかった。
【００１２】
また、ハードウエアで実現しているため、機能拡張に容易に対応できるものでもなかった。
また、要求仕様に基づいて映像信号処理部の制御を行なうシステム制御マイコンに対する負荷が大きくなり、高性能マイコンを用いることによるコスト増加もあった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、要求される様々な表示仕様や機能を拡張する場合に柔軟に対応でき、システム制御マイコンの負荷を軽減し、また復号化タイミングに応じた適切な画像変換処理を行なうことができる、ディジタル放送受信機における映像表示制御方法と、その方法を使用した映像表示装置とを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の映像表示制御方法は、
映像非表示期間処理工程と映像表示期間処理工程とを備え、
前記映像非表示期間処理工程が、
画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像の解像度情報から表示データ生成処理モードを決定する動作モード判定工程と、
システム制御部から設定される表示制御情報と画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像情報とから映像信号処理部の表示データ生成処理を制御するための制御情報を生成する表示処理制御情報生成工程とを具備し、
前記映像表示期間処理工程が、
前記表示処理制御情報生成工程で生成された制御情報にしたがって前記映像信号処理部において生成された表示データの出力タイミングを制御する表示データ出力タイミング制御工程と、
表示データ生成処理で行なう垂直フィルタリング処理のフィルタリング係数を表示ライン毎に生成し前記映像信号処理部に設定する垂直フィルタリング係数生成工程と、
前記動作モード判定工程で決定された表示データ生成処理モードと、前記表示処理制御情報生成工程において求めた前記映像信号処理部が１ライン期間の表示に必要なデータを出力バッファから消費していく速度とから、次の１ライン期間の表示データ生成に必要なデータの出力バッファへの供給タイミングを生成し、そのタイミングに基づき、フレームメモリからの読みだしアドレスを更新しそのアドレスからのデータ転送を起動するデータ転送制御工程とを具備し、
ていることを特徴とする。
【００１５】
この映像表示制御方法により、放送事業者や地域毎に異なる映像表示仕様に柔軟に対応することができる。
【００１６】
請求項２に記載の本発明の映像表示制御方法は、映像非表示期間処理工程を、フレーム毎の映像非表示期間の所定ラインにおいて実行することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の本発明の映像表示制御方法は、映像表示期間処理工程が、映像非表示期間処理工程において生成された表示処理制御情報に基づき、表示データ生成処理をライン単位で制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の本発明の映像表示制御方法は、表示データ生成処理の制御が、画像復号化部において行なわれる入力ストリームの復号化タイミングに同期して通知される復号化された画像データの情報と、システム制御部から与えられる表示制御情報とを表示フレーム毎に解析し、その解析結果に基づいて行なうことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の本発明の映像表示制御方法は、システム制御部から設定される表示制御情報が、フレームメモリからの水平および垂直方向の切り出し開始位置情報と、前記切り出し開始位置情報に基づいてフレームメモリから切り出した画像データに対する水平および垂直方向の拡大率あるいは縮小率と、表示画像の水平および垂直方向の画素数と、表示画像の出力モニタ上の水平および垂直方向の表示開始位置情報と、表示モニタのアスペクトとを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の本発明の映像表示制御方法は、画像復号化部に入力されるストリームが、ＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２で符合化されたストリームであるとともに、前記画像復号化部によって前記入力ストリームのヘッダから抜き出される情報が、符号化データのピクチャ構造と、水平および垂直方向の画素数と、アスペクトと、パンスキャンとを含む情報であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の本発明の映像表示制御方法は、垂直フィルタリング係数生成工程が、システム制御部および画像復号化部から通知される表示制御情報を解析して、入力される映像信号に適した垂直フィルタリング係数を生成することを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の本発明の映像表示制御方法は、動作モード判定工程が、システム制御部から設定される表示モードと画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像の解像度情報とから表示データ生成処理モードを決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の本発明の映像表示制御装置は、
圧縮された映像データをデコードする画像復号化部と、
前記画像復号化部でデコードされた映像データを格納するフレームメモリと、前記フレームメモリからの映像データの読みだしを制御するフレームメモリ制御部と、
表示制御情報を設定するシステム制御部と、
表示タイミングを制御するためのピクセルクロックを生成する表示タイミング生成部と、
前記フレームメモリから読みだされた映像データを一時的に格納する出力バッファと、
前記出力バッファからピクセルクロックに同期して映像データを読みだし、表示データを生成する映像信号処理部と、
前記表示タイミングに同期して前記画像復号化部とシステム制御部とから表示仕様の情報を受け取るとともに、解析を行って制御情報を生成したうえで、前記表示タイミングに同期して、前記制御情報に基づき前記フレームメモリ制御部と前記映像信号処理部とを制御する映像信号処理制御手段と、
を具備することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の本発明の映像表示装置は、映像信号処理制御手段が、請求項１から８までのいずれか１項記載の映像表示制御方法を実行するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の本発明の映像表示装置は、表示タイミング生成部が、動作モード判定工程の結果に応じてクロックを切り替える手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の映像表示制御方法の第一の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明に基づく映像表示制御方法を使用した映像表示装置を示す構成図である。
入力端子１ａから入力されたビットストリームは、画像復号化部１０１に供給され、復号化される。復号化された画像データは、１フレーム単位でフレームメモリ１０３へ格納される。１０２はフレームメモリ制御部である。また画像復号化部１０１は、１フレーム分の画像データを復号化する毎に、ストリームのヘッダからその画像データの情報を抜きだし、映像信号処理制御手段１０７へ通知する。
【００２８】
一方、システム制御部１０８からは、映像信号処理制御手段１０７に対して表示制御情報が通知される。
映像信号処理制御手段１０７は、画像データ情報と表示制御情報とから、表示データ生成のための制御情報を生成する。
【００２９】
映像信号処理制御手段１０７は、生成した制御情報に基づき、映像信号処理部１０５に対して表示データ生成処理の起動を指示し、それを受けた映像信号処理部１０５は、その制御情報に基づいて出力バッファ１０４から原画像データを読み出しながら、表示データの生成を行ない、出力端子１ｂから映像信号を出力する。
【００３０】
このとき映像信号処理制御手段１０７は、表示データの生成タイミングすなわち出力バッファ１０４からのデータ消費に同期して、フレームメモリ１０３から出力バッファ１０４へのデータ転送制御を行なう。
【００３１】
映像信号処理制御手段１０７の構成の一例を図２に示す。
１０７ｂは画像復号化部１０１やシステム制御部１０８との通信に用いられるＩ／Ｏメモリ、１０７ｃはプログラムコードを格納する命令メモリ、１０７ｄはプログラムを実行し制御情報を生成するときに一時的に途中の情報を格納する作業メモリ、１０７ｅは映像信号処理部１０５に対する制御を行なうためのＩ／Ｏメモリである。１０７ａはシステムクロックに同期して命令を実行する中央処理部である。図３は、各メモリの構成の一例を示す。
【００３２】
本実施の形態の映像表示装置は、入力画像（デコード画像）を４８０本や５７６本のインタレース走査画像に限定し対応したものである。表示制御用のクロックは、図１の表示タイミング生成部１０６で生成され、出力バッファ１０４、映像信号処理部１０５、映像信号処理制御手段１０７へ供給される。以下、インタレース走査画像を表示するためのクロックを生成し、処理を行う映像表示装置の動作モードを、インタレースモードとする。
【００３３】
インタレースモード時の映像信号処理部１０５の詳細な動作は、本発明の目的とは直接関係しないため、その説明を省略する。
また、ＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２で符号化されたデータの復号化処理についても、本発明の目的とは直接関係しないため、その詳細な動作の説明を省略する。
【００３４】
以上のように構成された本発明の第一の実施の形態の映像表示装置における映像表示制御方法について、以下にその詳細を説明する。すなわち、図４を用いて本発明の映像表示制御方法の詳細を説明する。
【００３５】
以下においては、１水平走査期間（以下「１ライン期間」と称する）を８５８分割（以下「８５８クロック」と称する）、１ライン期間の有効画素数を７２０画素、また１フレーム期間を５２５本、有効ライン数を４８０本とした場合について説明を行なう。
【００３６】
図１に示す映像表示装置が起動されると、表示タイミング生成部１０６はリセットされ、その垂直カウンタおよび水平カウンタには“０”がセットされる。その後、水平カウンタはピクセルクロックに同期して０，１，２，３…８５６，８５７とカウントし、８５７になる度に“０”にリセットされ、水平同期信号を発行する。また垂直カウンタは水平カウンタが８５７になる度に１カウントされ、５２４になる度に“０”にリセットされる。このように生成される表示タイミングに同期して映像信号処理部１０５の制御を行なう。
【００３７】
図４のフローチャートは、あるラインの水平同期信号の検出から次の水平同期信号の検出までの１ライン期間内で実行すべき処理を示したものである。
ここで、ステップ２０１は水平同期信号の検出処理であり、同期信号を検出するまで待機する。
【００３８】
水平同期信号を検出すると、ステップ２０２において垂直カウンタを取得し、ステップ２０３においてその垂直カウンタの値から現在のラインが映像表示期間か非表示期間に在るかを判断し、各々の期間に応じて以降の処理を選択する。このように、本発明の映像表示制御方法は、水平カウンタおよび垂直カウンタを基準に処理を行なう。
次に映像非表示期間での処理について説明する。
【００３９】
ステップ２０４では現在のラインがフレームの先頭ラインか否かを判断する。フレームの先頭ラインでない場合には、以降の処理は実行せずステップ２０１へ復帰し、次のラインの水平同期信号が検出されるまで待機する。
【００４０】
一方、フレームの先頭ラインと判断された場合には、以下の処理を実行する。
すなわち、ステップ２０５では、画像復号化部１０１が入力ストリームのヘッダから抜き出したデコード画像の解像度情報から、動作モードの判定処理すなわち表示データ生成処理モードを決定する。
【００４１】
この点を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップ３０１では、画像復号化部１０１で復号化された画像データが順次走査（３０Ｐデータ）であるか、飛び越し走査（６０Ｉデータ）であるかを判断する。この判断は入力ストリームのヘッダから抜き出された解像度情報により行ない、ステップ３０２，３０３で所定のフラグをたて、その結果を表示タイミング生成部１０６や映像信号処理制御１０７手段の表示処理制御情報生成部１０７２へ通知する。
【００４２】
表示処理制御情報生成部１０７２では、以上の手順により得られた表示データ生成処理モードに基づくとともに、システム制御部１０８を通じて設定される表示仕様に応じた制御情報を自動的に生成し、かつその情報に基づいて映像信号処理部１０５での表示データ生成処理を制御する。
【００４３】
次に、図４のステップ２０６において、そのフレームで表示する画像データの生成処理を制御するための垂直および水平方向の表示制御情報生成処理を行なう。
図８に、画像復号化部１０１から与えられる復号化された画像データの情報と、システム制御部１０８から設定される表示制御情報と、フレームメモリ１０３に格納された画像データおよびその画像データから生成される表示データとの関係を示す。
【００４４】
画像復号化手段１０１が入力ストリームのヘッダから抜きだす画像データの情報としては、フレームメモリ１０３に格納された画像データのサイズＶＳＩＺＥ，ＨＳＩＺＥと、画像データのアスペクトと、符号化データのピクチャ構造と、パンスキャン情報とがある。
【００４５】
また、システム制御部１０８から設定される表示制御情報としては、アスペクト変換後の画像データからの水平、垂直切り出し開始位置情報ＶＳＲＣＸ，ＶＳＲＣＹと、切り出し開始位置に基づいて切り出した画像データに対する水平、垂直拡大あるいは縮小率ＨＥＸＰＡＮＤ，ＶＥＸＰＡＮＤと、表示画像データの水平、垂直サイズＶＤＳＴＷ，ＶＤＳＴＨと、モニタ上の水平、垂直表示開始位置情報ＶＤＳＴＸ，ＶＤＳＴＹとがある。
【００４６】
図７のフローチャートは、垂直方向の表示制御情報生成処理を示すものである。ステップ５０１では表示データ生成時の垂直拡大あるいは縮小率ＶＥＸＰＡＮＤ’を算出し、ステップ５０２では表示データの垂直サイズＶＤＳＴＨ’を算出し、ステップ５０３では表示データ生成に必要な原画像データの垂直ライン数ＶＳＩＺＥ’を算出する。ステップ５０４では表示データの垂直サイズと出力モニタ上の垂直表示開始位置とから、垂直方向の映像表示期間ＳＴＡＲＴＶ，ＥＮＤＶを算出する。
【００４７】
水平方向の表示制御情報生成処理についても、前述した垂直方向の表示制御情報生成処理と同様である。すなわち、図７のステップ５０１では表示データ生成時の水平拡大あるいは縮小率ＨＥＸＰＡＮＤ’を算出し、ステップ５０２では表示データの水平サイズＶＤＳＴＷ’を算出し、ステップ５０３では表示データ生成に必要な原画像データの水平画素数ＨＳＩＺＥ’を算出する。ステップ５０４では表示データの水平サイズと出力モニタ上の水平表示開始位置とから、水平方向の映像表示期間ＳＴＡＲＴＨ，ＥＮＤＨを算出する。その結果は、ステップ５０５において、図２に示される作業メモリ１０７ｄへ保存する。
【００４８】
図７におけるＶＥＸＰＡＮＤ’，ＨＥＸＰＡＮＤ’は、原画像データのサイズと、原画像データのアスペクトおよび表示モニタのアスペクトから算出される原画像に対するアスペクト変換率と、ユーザーから要求されるアスペクト変換後のデータに対する画面サイズ変換倍率とから求められる。例えば、アスペクト変換率は、図１８（ｂ）のように、アスペクトが１６：９あるいは４：３の画像を、１６：９のモニタに表示するのか、４：３のモニタに表示するのかによって異なる。
【００４９】
本発明の映像表示制御方法では、４：３のモニタに表示する場合には、パンスキャン表示とレターボックス表示とを、ユーザーの要求に応じて切り替えることができる。
【００５０】
本発明の映像表示制御方法では、以上の複数の要因に基づいて、表示データ生成のための水平、垂直拡大率を求め、さらにその値と別の要因とから、たとえば表示データの補充タイミングやその補充時のフレームメモリアドレス生成に必要な情報など、表示データ生成に必要なあらゆる表示制御情報を生成する。
【００５１】
図９に、画像復号化部１０１と映像信号処理制御手段１０７との間で行なわれる、復号化された画像データおよびその画像データの情報の通信のタイミングを示す。
図７のステップ５０４で求められたＳＴＡＲＴＶからＥＮＤＶ、ＳＴＡＲＴＨからＥＮＤＨで定義される範囲が、映像信号処理部１０５の起動範囲であり、その期間内の表示処理を上記表示制御情報に基づいて行なう。
【００５２】
映像信号処理制御手段１０７は、フレーム毎に１フレーム期間内の表示有効期間が終了したことを、すなわちそのフレームでの表示処理が終了したことを、画像復号化部１０１に通知する。画像復号化部１０１は、表示有効期間の終了通知を受けた直後から次の復号化を開始し、画像データをフレームメモリ１０３に格納する。また復号化完了毎に、入力ストリームから抜き出したその画像データの情報を映像信号処理制御手段１０７に与える。
【００５３】
また映像信号処理制御手段１０７は、フレーム毎に、表示有効期間の開始、終了の通知をシステム制御部１０８に対して行なう。
システム制御部１０８は、開始通知から終了通知までの間に表示制御情報の設定や変更を行なう。
【００５４】
映像信号処理制御手段１０７は、フレーム毎に与えられる表示制御情報と復号化された画像データ毎に与えられる情報とをその画像データの表示フレーム毎に解析し、その解析結果に基づき、映像信号処理部１０５での表示データ生成処理を制御する。
【００５５】
以上のように、各々の処理間の通信を画像データの復号化毎やフレーム単位で行ない、そこで与えられる情報の解析もフレーム毎に行なうことにより、復号化された画像データに対し常に適切な処理を施すことが保証でき、さらに表示データ生成処理をフレーム毎に変化させることも可能となる。
【００５６】
例えば、システム制御部１０８から与える垂直、水平方向の任意拡大率をある一定の間隔で変化させることにより、表示データのズームイン、アウト機能を容易に実現できる。
【００５７】
また、システム制御部１０８から与える情報は上述したものに限定されるものではなく、たとえばシステム制御部１０８から表示データのズームイン、アウト処理の要求がなされた場合にその倍率を自動生成し、それに基づいて表示処理制御を行なうことも容易に実現でき、システム制御部１０８の負荷を軽減することができる。
【００５８】
次に映像表示期間での処理について説明する。
この期間では、同一フレーム内の映像非表示期間において生成された制御情報に基づいて、表示データ生成処理の制御を行なう。
【００５９】
図４におけるステップ２０３で現在のラインが映像表示期間に在ると判断された場合は、映像信号処理部１０５を起動し、表示データの生成を開始させる。
以下、表示データ生成の制御手順について説明する。
【００６０】
まず、映像信号処理部１０５に対し、そのラインでの表示データ生成に必要な情報の設定を行なう。
すなわち図４の映像信号処理部起動工程では、ステップ２０７で水平方向の表示有効期間と拡大率を設定し、ステップ２０８で垂直フィルタリング係数を設定し、ステップ２０９で映像信号処理部１０５を起動する。映像信号処理部１０５は、出力バッファ１０４から原画像データを読みだしながら、水平、垂直方向のフィルタリング処理を行ない、表示データを生成し、そのデータを水平方向の表示有効期間に合わせて出力する。
【００６１】
ステップ２１０，２１１，２１２は、映像信号処理部１０５が出力バッファ１０４から原画像データを消費する毎に、つぎのラインデータ生成に必要なデータをフレームメモリ１０３から出力バッファ１０４へ転送する、データ転送制御工程である。
【００６２】
以上のステップ２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１２が、表示データ１ライン分を生成するための処理であり、これらの処理を垂直表示期間内のライン毎に繰り返し実行することにより、１フレームの表示データを生成する。
【００６３】
以上の制御方法により、デコード画像の解像度や、システム制御部１０８を通じて設定されるユーザからの様々な表示制御情報を解析し、その解析結果に応じて、映像信号処理部１０５における表示データ生成処理を最適なかたちで制御することができる。
【００６４】
次に、本発明の映像表示制御方法の第二の実施の形態について、図１を用いて説明する。この第二の実施の形態は、第一の実施の形態と同じ構成の映像表示装置において、表示タイミング生成部１０６が、動作モード判定工程の結果に応じてクロックを切り替える手段を備えるものである。
【００６５】
この第二の実施の形態の映像表示装置に入力される画像（デコード画像）は、４８０本や５７６本のインタレース走査画像および４８０本の順次走査画像（以下、「プログレッシブ画像」と称する）である。
【００６６】
図６に動作モード判定部１０７１における動作モード判定工程での判定処理を示す。動作モード判定工程では、システム制御部１０８から設定されるシステム動作モードと、画像復号化部１０１が入力ストリームから抜き出した画像の解像度情報とから、表示データ生成処理モードを決定する。
【００６７】
システム制御部１０８から設定されるシステム動作モードは、インタレースモードとプログレッシブモードとがあり、図６のステップ４０１で判定する。このシステム動作モードの判定結果を表示タイミング生成部１０６へ通知すると、その結果に応じて、表示のためのクロックが切り替わる。
【００６８】
たとえばステップ４０１のシステム動作モード判定処理でプログレッシブモードと判定された場合は、次のソースタイプ判定処理におけるステップ４０２にて、画像復号化部１０１で復号化された画像データがインタレース画像かプログレッシブ画像（６０Ｐデータ）かを判断する。この判断は、入力ストリームのヘッダから抜き出されたフレームレート情報により行なう。
【００６９】
ここで、インタレース画像と判断された場合には、さらにステップ４０３において、順次走査（３０Ｐデータ）か、飛び越し走査（６０Ｉデータ）かを判断する。この判断は、入力ストリームのヘッダから抜き出された解像度情報により行なう。
【００７０】
以上の判定結果に応じて表示のためのクロックが切り替わると同時に、表示データ生成時の垂直フィルタ処理も切り替えることで、デコード画像に対して常に最適なフィルタリング処理を行うことができる。
【００７１】
この第二の実施の形態の映像表示装置は、プログレッシブモード、インタレースモードの２つの異なる表示クロックをユーザーからの要求で切り替え、動作する。このとき２つのモードそれぞれに応じた表示データ生成のための制御を行うことができるソフトウェアが必要となる。
【００７２】
動作モード毎に映像表示システムを開発する場合と比較すると、共有システムの場合は、命令メモリサイズは大きくなるが、開発期間、開発コストの削減への効果が得られる。
【００７３】
次に、本発明の第一、第二の実施の形態に共通する垂直フィルタリング処理の制御方法について説明する。
図１１〜図１６に、垂直方向の拡大率に応じた垂直フィルタリング処理の一例を示す。
【００７４】
ここでは、輝度信号（以下、「Ｙ信号」と称する）に対するフィルタリング処理について説明する。
図１１に、本発明の実施の形態で用いるフレームメモリ１０３の構成を示す。フレームメモリ上の第１ラインをＡ、第２ラインをＢ、第３ラインをＣ、以降連続して配置されるラインをＤ，Ｅ，Ｆ，…と定義する。
【００７５】
図１２は、動作モードがプログレッシブモードで、原画像がプログレッシブ画像の場合のプログレッシブ出力（５２５Ｐ出力）と、プログレッシブ画像からインタレース画像へフォーマット変換し出力するインタレース出力（５２５Ｉ出力）の垂直フィルタリング処理の一例を示す。
【００７６】
５２５Ｐ出力では、フレームメモリ上のデータを１ラインずつ垂直カウンタに同期して読みだし、そのまま表示する。これと同時に５２５Ｉ出力処理では、同一フレーム内での垂直補間処理による５２５Ｐから５２５Ｉへのフォーマット変換を行なう。
【００７７】
表示フィールドが第１フィールドであった場合には、５２５Ｐ出力の第１、第２ラインの中間となるデータを生成し、第１ラインとする。
表示フィールドが第２フィールドであった場合には、５２５Ｐ出力データの第２、第３ラインの中間となるデータを、第１ラインとして生成する。
【００７８】
それ以降のラインデータも、図１２に示すサンプリング位置にしたがって生成する。
図１３は、動作モードがプログレッシブモードで、原画像がインタレース画像の場合の垂直フィルタリング処理の一例を示すものである。
【００７９】
この場合には、５２５Ｉ→５２５Ｐフォーマット変換を行ない５２５Ｐデータを生成する。
５２５Ｉ出力では、表示フィールドが第１フィールドか第２フィールドかに応じて原画像の第１フィールドあるいは第２フィールドのデータを１ラインずつ垂直カウンタに同期して読みだし、表示する。
【００８０】
このときの５２５Ｐ出力の第１ラインは、５２５Ｉ出力の第１ラインデータをそのまま表示し、第２ラインは５２５Ｉ出力の第１、第２ラインの中間となるデータをフィールド内での補間処理によって生成する。
【００８１】
図１４は、動作モードがインタレースモードで、原画像がインタレース画像の場合の垂直フィルタリング処理の一例を示すものである。
この場合には、表示フィールドが第１フィールドか第２フィールドかに応じて原画像の第１フィールドあるいは第２フィールドのデータを１ラインずつ垂直カウンタに同期して読みだし、表示する。
【００８２】
色信号（以下、「Ｃ信号」と称する）においては、４：２：０から４：２：２への変換処理と、前記Ｙ信号と同様の補間処理を行う。図１２〜図１４にＣ信号に対するフィルタ処理の一例を示すが、その説明は省略する。
【００８３】
図１２〜図１４に示すように、表示データ生成処理は、動作モードや原画像データのフレームレートや構造によって異なってくる。
本発明の映像表示制御方法は、動作モードやデコード画像のフレームレート情報や解像度情報に基づいて、表示データ生成処理を制御する機能を備える。
【００８４】
次に、図１５〜図１６を用い、垂直拡大および縮小時のフィルタリング処理を説明する。
これは、プログレッシブ画像を入力画像とした場合の５２５Ｐ出力の一例を示すものであり、係数を１／１６画素精度で表示データを生成する場合である。
【００８５】
図１５に、垂直方向の拡大処理４／３倍と２倍の場合のフィルタリング処理を示す。
４／３倍の場合、係数増分値を１４／１６、係数初期値を１２／１６とする。
【００８６】
表示データの第１ラインは、ラインＡとラインＢを係数１４／１６、２／１６で、第２ラインは、ラインＡとラインＢを係数２／１６、１４／１６で、第３ラインは、ラインＢとラインＣを係数６／１６、１０／１６で、第４ラインは、ラインＣとラインＤを係数１０／１６、６／１６で、それぞれフィルタリング処理することで生成される。
【００８７】
２倍の場合、係数増分値を１２／１６、係数初期値を８／１６とする。
表示データの第１ラインは、ラインＡとラインＢを係数１２／１６、４／１６で、第２ラインは、ラインＡとラインＢを係数４／１６、１２／１６で、第３ラインは、ラインＢとラインＣを係数１２／１６、４／１６で、第４ラインは、ラインＢとラインＣを係数４／１６、１２／１６で、それぞれフィルタリング処理することで生成される。
【００８８】
図１６に、垂直方向の縮小処理３／４倍と１／２倍の場合のフィルタリング処理の一例を示す。
３／４倍の場合、係数増分値を２１／１６、係数初期値を１３／１６とする。
【００８９】
表示データの第１ラインは、ラインＡとラインＢを係数１３／１６、３／１６で、第２ラインは、ラインＢとラインＣを係数８／１６、８／１６で、第３ラインは、ラインＣとラインＤを係数３／１６、１３／１６で、それぞれフィルタリング処理することで生成される。
【００９０】
１／２倍の場合、係数増分値を３２／１６、係数初期値を８／１６とする。
表示データの第１ラインは、ラインＡとラインＢを係数８／１６、８／１６で、表示データの第２ラインは、ラインＣとラインＤを係数８／１６、８／１６で、それぞれフィルタリング処理することで生成される。
【００９１】
以上の垂直フィルタリング処理により、指定された倍率に応じた表示データを生成することができる。
係数を生成する手順としては、図１における映像信号処理制御手段１０７の垂直フィルタリング係数生成部１０７５において、係数初期値を第１ラインめの係数とし、第２ラインめの係数は係数初期値に係数増分値を加算することで求め、それ以降の係数は１ライン前の係数に係数増分値を加算することで求める。
【００９２】
上記の加算処理の結果が１を越える係数となった場合には、係数補正を行なうとともに、データ転送制御部１０７３に対しデータの更新が必要なことを通知する。
データ転送制御部１０７３では、垂直フィルタリング係数生成部１０７５からの指示に基づき、１ラインあるいは２ライン分の原画像データの転送を行なう。１０７４は表示データ出力タイミング制御部で、表示処理制御情報生成部１０７２で生成された制御情報にしたがって、映像信号処理部１０５において生成された表示データの出力タイミングを制御する。
【００９３】
このとき、新たに転送する原画像データのフレームメモリ１０３上のアドレスの更新処理も、動作モード判定部１０７１の結果に基づいて、データ転送制御部１０７３が行なう。
【００９４】
上述した２倍拡大の場合であれば、２ライン表示毎に次の原画像データ１ライン分を出力バッファへ転送し、１／２倍縮小の場合であれば、１ライン表示毎に次の原画像データ２ライン分を出力バッファへ転送するように、垂直フィルタリング係数生成部１０７５が要求を出し、データ転送制御部がその要求に応じてデータ転送制御を行なう。
【００９５】
以上のように、垂直フィルタリング係数生成部１０７５とデータ転送制御部１０７３とによって、映像表示期間のライン毎に、そのラインでの表示データ生成に必要な原画像データとフィルタリング係数を映像信号処理手段１０５に対して与えることにより、任意の倍率による表示データ生成処理を実現している。
【００９６】
また本発明の映像表示制御方法は、図１５〜図１６に示したように等倍から拡大方向、また等倍から縮小方向のスケーリング処理で生成される垂直方向のサンプリング位置が連続的になるように、係数を生成する機能を備える。
【００９７】
これにより、倍率毎に正しい原画像データとフィルタ係数による垂直フィルタリング処理が行なえ、いかなる倍率においても良好な画質を得ることができる。
以上が、本実施の形態の表示データ生成に用いられる垂直フィルタリング処理の制御方法であるが、垂直フィルタリング処理はこれに限定されるものではなく、映像信号処理部１０５が備える垂直フィルタリング回路の構成に応じて変更することは容易に可能である。
【００９８】
また、垂直フィルタリング係数の精度も本実施の形態に限定されるものではなく、要求される精度に応じて変更可能である。
以上の処理によって求められた垂直フィルタリング係数を設定した後、図１の映像信号処理部１０５の出力バッファからの画像データの読み出しを起動する。
【００９９】
図１０は、図１のフレームメモリ１０３から出力バッファ１０４へのデータ転送の様子を示すものであり、これを用いてライン単位で発生する出力バッファ１０４へのデータ転送の制御方法について説明する。データ補充タイミングとフレームメモリ１０３から転送するデータのメモリ上のアドレスの算出方法は、先に図１１〜図１６を用いて説明したフィルタリング方法に基づくものである。
【０１００】
図１０は、出力バッファを２ライン分確保した場合を示す。
Ｂｕｆｆｅｒ１０，Ｂｕｆｆｅｒ１１，Ｂｕｆｆｅｒ２０，Ｂｕｆｆｅｒ２１に各々３６０画素分バッファリングし、Ｂｕｆｆｅｒ１０，Ｂｕｆｆｅｒ１１とＢｕｆｆｅｒ２０，Ｂｕｆｆｅｒ２１で各々１ライン期間分のデータをバッファリングできるものとする。
【０１０１】
１ライン期間においてデータ転送開始の基準となる時間を次のようにして定義する。すなわち、表示有効期間を均等に４分割し、水平カウンタ１２２〜３０１の期間をＣＨＵＮＫ１、水平カウンタ３０２〜４８１の期間をＣＨＵＮＫ２、水平カウンタ４８２〜６６１の期間をＣＨＵＮＫ３、水平カウンタ６６２〜８４１の期間をＣＨＵＮＫ４、水平カウンタ８４２〜１２１までを水平ブランキング期間として定義する。
【０１０２】
まず、図１０における（ａ）の水平、垂直方向共に等倍で出力モニタの左端から表示を開始する場合を用いて、通常表示におけるデータ補充の説明を行なう。
Ｂｕｆｆｅｒ１０に格納された画像データは、Ｄｉｓｐｌａｙ０の領域に表示され、Ｂｕｆｆｅｒ１１に格納された画像データはＤｉｓｐｌａｙ１の領域に表示される。
【０１０３】
図１の映像信号処理制御手段１０７では、フレーム毎の映像非表示期間において、映像信号処理部１０５が１ライン期間の表示に必要なデータを出力バッファ１０４から消費していく速度から、１Ｂｕｆｆｅｒ ３６０画素の消費完了タイミングをあらかじめ求めている。
【０１０４】
この例においては、Ｂｕｆｆｅｒ１０に格納されたデータは、表示ラインのＣＨＵＮＫ１からＣＨＵＮＫ２の期間をかけて消費されるので、ＣＨＵＮＫ３からはＢｕｆｆｅｒ１０に対する新しいデータの転送が可能な期間となる。
【０１０５】
映像信号処理制御手段１０７では、あらかじめ求めていたライン毎の１Ｂｕｆｆｅｒ分の表示完了タイミングと水平カウンタ値とを比較し、その時間を検出する都度、次のラインの表示に必要なデータの補充処理を起動する。
【０１０６】
例えば図１０における（ｂ）の水平、垂直方向共に等倍で出力モニタの左端から１ＣＨＵＮＫ分表示開始位置を遅らせる場合は、出力バッファからのデータ消費完了タイミングも１ＣＨＵＮＫ分遅れることになる。その場合には、データ補充タイミングも通常表示時より１ＣＨＵＮＫ分遅らせる。つまり、Ｂｕｆｆｅｒ１０へのデータ補充をＣＨＵＮＫ１で実行し、Ｂｕｆｆｅｒ１１へのデータ補充をＣＨＵＮＫ２で実行するような制御を行なう。
【０１０７】
図１０における（ｃ）の水平、垂直方向共に１／２縮小表示が要求された場合は、２ライン間で垂直フィルタリング処理を行なうため、映像信号処理制御手段１０７では２ライン分のバッファ管理とアドレス管理を行なう必要がある。データの消費速度は、等倍のときに比べ２倍の速度となり、Ｂｕｆｆｅｒ１０，Ｂｕｆｆｅｒ２０間の演算により得られた表示データはＣＨＵＮＫ１の期間に、Ｂｕｆｆｅｒ１１，Ｂｕｆｆｅｒ２１間の演算により得られた表示データはＣＨＵＮＫ２の期間に表示されるが、データ補充は、（ａ）の場合と同様のタイミングで対応できる。
【０１０８】
図１０における（ｄ）の水平、垂直方向共に１／２縮小で出力モニタの左端から１ＣＨＵＮＫ分表示開始位置を遅らせる場合、さらに図１０における（ｅ）のように２ＣＨＵＮＫ分表示開始位置を遅らせる場合には、図１０における（ｂ）と同様のタイミングで対応できる。
【０１０９】
以上、図１０を用いてデータ補充の一例を説明したが、補充制御はこれに限定されるものではない。
データ補充開始のタイミングは、表示データ生成時の水平拡大率、水平サイズ、水平表示開始位置、１Ｂｕｆｆｅｒのサイズなどの要因により変化し、また図１におけるフレームメモリ１０３から出力バッファ１０４へのデータ転送性能にも影響を受けるものである。
【０１１０】
さらに、映像表示装置が備える出力バッファのサイズや要求される画質によって、管理すべきラインバッファ数も変化する。
本発明の映像表示制御方法は、それら複数の要因に基づいてデータの消費完了タイミングおよびデータ数をあらかじめ求め、それにしたがって次の表示ラインデータ生成に必要な原画像データの転送処理を開始することにより、データ補充の追い越しや遅れを防止する。
【０１１１】
以上のように本発明の実施の形態によれば、表示モードと入力画像の種類、またユーザーから要求される様々な表示仕様ごとに異なる表示データ生成処理のうち、フレーム／フィールドおよびライン単位での制御を必要とするものについてはソフトウエア処理で実現し、ピクセル単位の処理をハードウエア処理で実現することにより、ハードウエア規模の増大を抑えることができる。
【０１１２】
また、ユーザーから要求される映像表示仕様はフレーム／フィールドやライン単位での制御で実現できるものが主であるため、ソフトウエア処理をその仕様に応じて変形あるいは追加することにより容易に対応できる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、映像信号処理部専用の制御手段を備えることにより、以下の効果を得ることができる。
【０１１４】
まず、映像信号処理部専用の制御手段を設け、そこで様々な表示仕様の解析を行ない、その結果に基づいて映像信号処理部を制御することにより、従来に比べシステム制御用マイコンの負荷を大幅に軽減できる。
【０１１５】
したがって、システム制御用のマイコンを低性能、安価なものにした場合であっても、従来の機能に加え、より複雑な機能への対応や機能の追加が容易に実現できる。
【０１１６】
また、高性能なシステム制御マイコンを用いた場合には、従来においてビデオ表示処理制御に割り当てられていた性能を、たとえばグラフィックス機能に割り当てるなど、ビデオ表示機能以外の機能の向上が図れる。
【０１１７】
また、要求仕様に応じてフレーム／フィールド単位またライン単位で発生する処理をソフトウエアで実現し、ピクセル単位の処理をハードウエアで実現することにより、ハードウエアの構成が複雑になることを抑えられる。
【０１１８】
さらに、ソフトウエアによって放送事業者毎に異なる表示仕様を判断し、各々の要求仕様に応じた適切な表示制御をハードウエアに対して行なう構成としたことにより、従来のように事業者毎に専用回路を開発するのではなく、共通のハードウエアと放送事業者や地域毎に対応したソフトウエアとの組合せによる品種展開が可能となる。また、ソフトウエアも共通にし、ユーザーからの指示に応じて内部処理を切り替えるようにすることも容易に可能であり、開発コストや開発期間が大幅に削減できるという効果も得られる。
【０１１９】
また、本発明の映像表示制御方法によれば、表示システム全体の動作モードや、ＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２で符号化された入力ストリームのヘッダから抜きだしたフレームレート情報や解像度情報の内容に応じて、映像信号処理部で行う表示データ生成制御を切り替えることにより、インタレース走査画像から順次走査画像へのフォーマット変換や順次走査画像からインタレース画像へのフォーマット変換も自動的に行なうことができる。
【０１２０】
また、フォーマット変換と垂直方向の画面サイズ変換とを組み合わせて垂直変換処理を行なう場合にも、垂直方向のフィルタリング処理によって生成する表示データのサンプリング位置が適切な位置となるよう、映像信号処理部の制御を行なうことで、常に良好な画質を提供することができる。
【０１２１】
以上のように、共通ハードウエアとソフトウエア制御とを組合せることにより、放送事業者、地域毎に様々なかたちで要求される表示仕様に柔軟に対応可能な非常にコストパフォーマンスの高い映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の映像表示装置のブロック図
【図２】図１における映像信号制御手段のブロック図
【図３】図２における各メモリの構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態の映像表示制御方法のフローチャート
【図５】同方法における動作モードの判定処理のフローチャート
【図６】同方法における動作モード判定工程での判定処理のフローチャート
【図７】同方法における垂直方向の表示制御情報生成処理のフローチャート
【図８】同方法における表示仕様を示す図
【図９】同方法におけるデータ表示タイミングを示す図
【図１０】同方法におけるデータ転送タイミングを示す図
【図１１】同方法におけるフォーマット変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１２】同方法におけるフォーマット変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１３】同方法におけるフォーマット変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１４】同方法におけるフォーマット変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１５】同方法における垂直方向の画素数変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１６】同方法における垂直方向の画素数変換時のデータ生成フィルタの例を示す図
【図１７】従来の映像表示装置のブロック図
【図１８】デジタル放送受信機における映像の表示仕様と表示イメージを示す図
【符号の説明】
１０１ 画像復号化部
１０２ フレームメモリ制御部
１０３ フレームメモリ
１０４ 出力バッファ
１０５ 映像信号処理部
１０６ 表示タイミング生成部
１０７ 映像信号処理制御手段
１０７１ 動作モード判定部
１０７２ 表示処理制御情報生成部
１０７３ データ転送制御部
１０７４ 表示データ出力タイミング制御部
１０７５ 垂直フィルタリング係数生成部
１０８ システム制御部

Claims (11)

1. 映像表示装置における映像表示制御方法であって、
   映像非表示期間処理工程と映像表示期間処理工程とを備え、
   前記映像非表示期間処理工程が、
   画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像の解像度情報から表示データ生成処理モードを決定する動作モード判定工程と、
   システム制御部から設定される表示制御情報と画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像情報とから映像信号処理部の表示データ生成処理を制御するための制御情報を生成する表示処理制御情報生成工程とを具備し、
   前記映像表示期間処理工程が、
   前記表示処理制御情報生成工程で生成された制御情報にしたがって前記映像信号処理部において生成された表示データの出力タイミングを制御する表示データ出力タイミング制御工程と、
   表示データ生成処理で行なう垂直フィルタリング処理のフィルタリング係数を表示ライン毎に生成し前記映像信号処理部に設定する垂直フィルタリング係数生成工程と、
   前記動作モード判定工程で決定された表示データ生成処理モードと、前記表示処理制御情報生成工程において求めた前記映像信号処理部が１ライン期間の表示に必要なデータを出力バッファから消費していく速度とから、次の１ライン期間の表示データ生成に必要なデータの出力バッファへの供給タイミングを生成し、そのタイミングに基づき、フレームメモリからの読みだしアドレスを更新しそのアドレスからのデータ転送を起動するデータ転送制御工程とを具備し、
   ていることを特徴とする映像表示制御方法。
2. 映像非表示期間処理工程を、フレーム毎の映像非表示期間の所定ラインにおいて実行することを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
3. 映像表示期間処理工程は、映像非表示期間処理工程において生成された表示処理制御情報に基づき、表示データ生成処理をライン単位で制御することを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
4. 表示データ生成処理の制御は、画像復号化部において行なわれる入力ストリームの復号化タイミングに同期して通知される復号化された画像データの情報と、システム制御部から与えられる表示制御情報とを表示フレーム毎に解析し、その解析結果に基づいて行なうことを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
5. システム制御部から設定される表示制御情報は、フレームメモリからの水平および垂直方向の切り出し開始位置情報と、前記切り出し開始位置情報に基づいてフレームメモリから切り出した画像データに対する水平および垂直方向の拡大率あるいは縮小率と、表示画像の水平および垂直方向の画素数と、表示画像の出力モニタ上の水平および垂直方向の表示開始位置情報と、表示モニタのアスペクトとを含むことを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
6. 画像復号化部に入力されるストリームが、ＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２で符合化されたストリームであるとともに、前記画像復号化部によって前記入力ストリームのヘッダから抜き出される情報が、符号化データのピクチャ構造と、水平および垂直方向の画素数と、アスペクトと、パンスキャンとを含む情報であることを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
7. 垂直フィルタリング係数生成工程は、システム制御部および画像復号化部から通知される表示制御情報を解析して、入力される映像信号に適した垂直フィルタリング係数を生成することを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
8. 動作モード判定工程は、システム制御部から設定される表示モードと画像復号化部が入力ストリームから抜き出した画像の解像度情報とから表示データ生成処理モードを決定することを特徴とする請求項１記載の映像表示制御方法。
9. 様々な表示仕様に対応した映像表示装置であって、
   圧縮された映像データをデコードする画像復号化部と、
   前記画像復号化部でデコードされた映像データを格納するフレームメモリと、前記フレームメモリからの映像データの読みだしを制御するフレームメモリ制御部と、
   表示制御情報を設定するシステム制御部と、
   表示タイミングを制御するためのピクセルクロックを生成する表示タイミング生成部と、
   前記フレームメモリから読みだされた映像データを一時的に格納する出力バッファと、
   前記出力バッファからピクセルクロックに同期して映像データを読みだし、表示データを生成する映像信号処理部と、
   前記表示タイミングに同期して前記画像復号化部とシステム制御部とから表示仕様の情報を受け取るとともに、解析を行って制御情報を生成したうえで、前記表示タイミングに同期して、前記制御情報に基づき前記フレームメモリ制御部と前記映像信号処理部とを制御する映像信号処理制御手段と、
   を具備することを特徴とする映像表示装置。
10. 映像信号処理制御手段は、請求項１から８までのいずれか１項記載の映像表示制御方法を実行するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の映像表示装置。
11. 表示タイミング生成部は、動作モード判定工程の結果に応じてクロックを切り替える手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の映像表示装置。

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