JP2005094330A - 映像表示方法および映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示装置において、画面の変化を読み取ることにより、視聴者に違和感なく調光を行うことを可能とする。
【解決手段】 入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する画面変化量検出手段１０３０と、画面変化量検出手段により検出された画面変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する調光速度演算手段１０３１と、前記調光速度演算手段により算出された調光速度に基づいて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータの時間変化率を制御する調光速度制御手段とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、映像表示方法および映像表示装置に関し、特に、投射型の表示装置において、画像（本明細書では「映像」ともいう）のチラツキや白潰れを起こすことのない、映像表示方法および映像表示装置に関する。

近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、ライトバルブ（液晶ライトバルブ、微小ミラーアレイデバイスなど）と、ライトバルブに入射させる光の量を変化させる調光素子とを用い、光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型の映像表示装置（液晶プロジェクタなど）が知られている。

ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示方法は、ライトバルブが本来持っている表示階調範囲（ダイナミックレンジ）を余すことなく利用することにより、コントラスト感を著しく向上できる、優れた表示方法である。しかしながら、映画やテレビなどの一般的な映像においては、画面の明るさがさまざまに変化し、明るさの変化に調光状態を完全に追従させることは困難であり、その結果、表示画像が白潰れを起こす、映像がちらついて見える等、不自然な映像になることが有るという問題があった。

なお、本発明に関連する先行技術として、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。

この先行技術においては、映像信号に応じて光変調器（ライトバルブ）に入射させる光の量を変化させるために、光源となるランプ（メタルハライドランプ）の光出力強度を変化させている。しかしながら、この先行技術で開示された方法においても、画面の明るさに調光状態を完全に追従させることは困難であった。
また、シーン（場面）の変化を検出し、その変化に応じて調光状態を変化させる技術があるが、画面の明るさから判断しているため画面内の動きはまったく判らず、シーンの変化そのものを見ているかどうかは疑問が残る。
特開平３−１７９８８６号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示装置において、画面の変化を読み取ることにより、視聴者に違和感なく調光を行うことができる映像表示方法および映像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する第１のステップと、前記第１のステップで検出された画面の変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する第２のステップと、前記第２のステップで算出された調光速度に基づいて調光パラメータの時間変化率を制御する第３のステップとを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の映像表示において、第２のステップにおいて、前記画面の変化量が大きい場合には、前記調光速度を速くし、前記画面の変化量が小さい場合には、前記調光速度を遅くすることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法において、前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、圧縮後の情報量から求め、該圧縮後の情報量が大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記圧縮後の情報量が小さいときは画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法において、前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさから求め、前記動きベクトルの大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記動きベクトルの大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法において、前記第１のステップにおいて、画面の変化量の大小を、圧縮後の情報量の大小及び画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさの大小の双方に基づいて判定し、該判定において、前記圧縮後の情報量の大小による判定の重み付けを大とすることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法において、前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求め、前記情報変化率の大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記情報変化率の大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する画面変化量検出手段と、前記画面変化量検出手段により検出された画面変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する調光速度演算手段と、前記調光速度演算手段により算出された調光速度に基づいて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータの時間変化率を制御する調光速度制御手段とを有することを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の映像表示装置において、前記調光速度演算手段は、前記画面の変化量が大きい場合には、前記調光速度を速くし、前記画面の変化量が小さい場合には、前記調光速度を遅くすることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、圧縮後の情報量から求め、該圧縮後の情報量が大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記圧縮後の情報量が小さいときは画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさから求め、前記動きベクトルの大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記動きベクトルの大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記画面変化量検出手段は、画面の変化量の大小を、圧縮後の情報量の大小及び画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさの大小の双方に基づいて判定し、該判定において、前記圧縮後の情報量の大小による判定の重み付けを大とすることを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求め、前記情報変化率の大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記情報変化率の大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする。

本発明によれば、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置において、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出し、この検出された画面の変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出し、この算出された調光速度に基づいて調光パラメータ（調光制御信号）の時間変化率を制御するようにしたので、画像（画面）変化に柔軟に対応でき、画像に白潰れやチラツキが発生するのを抑制でき、視聴者に違和感を与えることなく、再生することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る映像表示装置は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する第１のステップと、前記第１のステップで検出された画面の変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する第２のステップと、前記第２のステップで算出された調光速度に基づいて調光パラメータ（調光制御信号）の時間変化率を制御する第３のステップとを有する映像表示方法を実施するための装置である。
ここで、「画面の変化量」とは、画面（フレーム期間の画像（映像））の明るさ及び動きの両者を含む概念をいうものとする。

まず、最初に、本発明が適用される投射型の映像表示装置について説明する。
図１は、この投射型の映像表示装置を示す概略構成図であって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型ライトバルブ（液晶ライトバルブなど）を備えた３板式の投射型カラー映像表示装置の例である。図中、符号１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは光源、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは調光素子、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂはライトバルブ、３０はクロスダイクロイックプリズム、４０は投射レンズ、４１はスクリーンを示している。

光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂはそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射可能な色光源であり、各光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、カラーフィルターを備えた超高圧水銀ランプやキセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）等の発光体１１と、この発光体１１の出力光を反射するリフレクタ１２とから構成されている。また、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂはそれぞれ光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに対応して設けられており、光源毎に光変調が可能となっている。

また、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、一対のガラス基板（光透過性基板）間に液晶層が挟持され、これら一対のガラス基板の液晶層側の面にそれぞれ光透過性電極が形成され、さらにこれら光透過性電極の液晶層側の面に配向膜がそれぞれ形成されてなる液晶パネルと、この液晶パネルの両側に積層された偏光板から概略構成されている。上記一対のガラス基板に挟まれる液晶としては、ＦＬＣ等の応答速度が大きいタイプのものが用いられている。

調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、調光素子ドライバからの駆動信号を受けて光透過性電極に電圧を印加する際、フレーム間における電圧無印加と電圧印加の時間配分を変更すると、透過率１００％と透過率０％の時間配分を自由に変更することができ、また、このように透過率１００％と透過率０％の時間配分を変更することで、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂから１フレーム間の射出光量を変化させることができるので、明るい画面であれば、１フレームにおけ透過率１００％の時間配分を大きくして透過率０％の時間配分を小さくすることにより１フレーム間の光量が多くなるようにする。

また、暗い画面であれば、１フレームにおける透過率１００％の時間配分を小さくして透過率０％の時間配分を大きくすることにより光量が少なくなるようにすることで、発光体１１からの１フレーム間の射出光量（発光体１１から１フレーム間に射出される光量）がこの調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂで調節される。

また、クロスダイクロイックプリズム３０は４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面３０ａ、３０ｂには誘電体多層膜からなる光反射膜（図示略）が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面３０ａには、ライトバルブ２０Ｒで形成された赤色の画像光を反射し、ライトバルブ２０Ｇ、２０Ｂで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。

一方、貼り合わせ面３０ｂには、ライトバルブ２０Ｂで形成された青色の画像光を反射し、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、これらの光反射膜によって、各液晶ライトバルブ２０Ｒ〜２０Ｂで形成された各色の映像光が合成されてカラー映像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ４０によりスクリーン４１上に投射され、拡大された映像が表示される。

次に、本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成について説明する。本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を図２に示す。同図において、本発明の第１の実施形態に係る映像表示装置は、復号化器１００と、画像処理部１０１と、ライトバルブ２０（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）と、ライトバルブ２０を駆動するライトバルブドライバ１０２と、動き解析部１０３と、画像解析部１０４と、調光素子１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）と、調光素子１３を駆動する調光素子ドライバ１０５とを有している。

復号化器１００は、入力される符号化された画像信号（本実施形態では、ＭＰＥＧで圧縮された画像信号）を復号化する機能を有しており、入力された画像信号は入力バッファ１０００により一時的に蓄積されるようになっている。
動き解析部１０３は、画面の変化量を検出し、画面の変化量に応じて、調光素子１３の調光状態を制御するための調光速度制御信号を生成する機能を有している。動き解析部１０３の具体的構成を図３に示す。同図において、動き解析部１０３は、ビットレート検出部１０３０と、調光速度演算部１０３１とを有している。

ビットレート検出部１０３０は、復号化器１００内の入力バッファ１０００に蓄積された符号化された画像信号を取り込み、画面の変化量、すなわち単位時間当たりのビットレート（圧縮後の情報量）を検出する。ここで、単位時間とは、本実施形態では、１フレーム期間であるが、これに限る必要はない。復号化器１００には、本実施形態ではＭＰＥＧによる符号化された画像信号が入力されるので、最初のフレームを除いて圧縮された画像データのうち隣接するフレーム間の差分データが入力されることとなる。

調光速度演算部１０３１は、ビットレート検出部１０３０から出力されたビットレート（圧縮された情報量）に応じてライトバルブ２０に入射する光量の調光速度を算出する。
調光速度演算部１０３１は、図９に示す特性を示すテーブル、すなわち復号化器１００に入力される圧縮後の情報量であるビットレートが大きくなるにつれて調光速度が大きくなる特性を有するビットレートと調光速度との関係を示すビットレート／調光速度テーブルが内蔵するメモリに記憶されている。

調光速度演算部１０３１は、入力されたビットレートに基づいて上記ビットレート／調光速度テーブルを参照して入力されたビットレートに対応する調光速度を求め、調光速度を示す調光速度制御信号を画像解析部１０４に出力する。ここで、「調光速度」とは、調光状態の変化速度、換言すれば、調光制御に関するパラメータを単位時間当たり（例えば、1フレーム当たり）、何ステップ、変化させるかを示すものである。具体的には、単位時間当たりの画面の明るさ、または単位時間当たりの階調数を意味する。

画像解析部１０４は、復号化器１００より入力された画像信号から画像処理（明るさの伸張処理）に必要なパラメータ（伸張係数）及び調光処理に必要な調光パラメータ（調光係数）を決定し、かつ動き解析部１０３より出力される調光速度制御信号に基づいて調光速度制御された伸張係数及び調光係数（調光制御信号）を出力する。
画像解析部１０４の具体的構成を図４に示す。同図において、画像解析部１０４は、ヒストグラム作成部１０４０と、ヒストグラム解析部１０４１と、調光速度制御部１０４２とを有している。

ヒストグラム作成部１０４０は、入力された画像信号から、単位時間（１フレーム期間）当たりの画像信号に含まれる画素データの、階調数毎の出現度数分布（ヒストグラム）を作成する機能を有する。
ヒストグラム解析部１０４１は、ヒストグラム作成部１０４０で作成されたヒストグラムを解析し、例えば、ヒストグラムに基づいて映像の明るさ（画像パラメータ）を検出し、調光処理のための調光パラメータ（調光係数）及び画像の伸張処理のための伸張係数を求める機能を有している。

調光速度制御部１０４２は、ヒストグラム解析部１０４１から出力された、調光処理のための調光パラメータ（調光係数）及び画像の伸張処理のための伸張係数を動き解析部１０３の調光速度演算部１０３１から出力された調光速度制御信号に基づいて調光速度制御された調光係数を画像処理部１０１に、また、調光速度制御された伸張係数を調光素子ドライバ１０５に、それぞれ出力する。
画像処理部１０１は、画像解析部１０４で決定された画像処理（明るさの伸張処理）に必要なパラメータ（調光速度制御された伸張係数）に基づいて画像信号に対する所定の画像処理、ここでは明るさ伸張処理を行う機能を有している。

上記構成において、符号化された画像信号が復号化器１００に入力されると、復号化器１００では、入力バッファ１０００に画像信号が蓄積され、入力バッファ１０００から読み出された画像信号が順次、復号化され、この復号化された画像信号が画像処理部１０１及び画像解析部１０４に出力される。
一方、動き解析部１０３内のビットレート検出部１０３０では、単位時間（例えば、1フレーム期間）当たりの復号化器１００内の入力バッファ１０００に蓄積される画像信号のデータ量（ビットレート）を検出することにより、入力される画像信号の情報量を判定する。

調光速度演算部１０３１では、調光速度演算部１０３１は、入力されたビットレートに基づいて上記ビットレート／調光速度テーブルを参照して入力されたビットレートに対応する調光速度を求め、調光速度を示す調光速度制御信号を画像解析部１０４に出力する。
画像解析部１０４では、ヒストグラム作成部１０４０が、入力された画像信号から、単位時間（１フレーム期間）当たりの画像信号に含まれる画素データの、階調数毎の出現度数分布（ヒストグラム）を作成する。次に、ヒストグラム解析部１０４１がヒストグラム作成部１０４０で作成されたヒストグラムを解析し、このヒストグラムに基づいて映像の明るさ（画像パラメータ）を検出し、調光処理のための調光パラメータ（調光係数）及び画像の伸張処理のための伸張係数を求める。

調光速度制御部１０４２は、ヒストグラム解析部１０４１から出力された、調光処理のための調光パラメータ（調光係数）及び画像の伸張処理のための伸張係数を動き解析部１０３の調光速度演算部１０３１から出力された調光速度制御信号に基づいて調光速度制御された調光係数を画像処理部１０１に、また、調光速度制御された伸張係数を調光素子ドライバ１０５に、それぞれ出力する。

画像処理部１０１で調光速度制御された伸張係数に基づいて所定の画像処理が施された画像信号は、ライトバルブドライバ１０２を介して各ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに供給される。
一方、画像解析部１０４から出力された調光パラメータ（調光速度制御された調光係数）に基づいて、調光素子ドライバ１０４、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによって、光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからの射出光に対して調光処理が施される。
このようにして、画面の変化量、すなわち入力される画像信号の圧縮後の情報量に応じて画像処理（階調の伸張処理）、調光処理（調光係数の変化速度制御）が行われる。

図５は、第１実施形態に係る映像表示装置の変形例の構成を示している。図２に示した映像表示装置と構成上、異なるのは、動き解析部１０３Ａ（基本的には図３と同一構成）内のビットレート検出部がクロックカウンタを内蔵しており、このクロックカウンタにより単位時間（例えば、１フレーム期間）当たりの画像信号の入力開始時点から入力終了時点までに出力されたクロック数を計数することにより、入力される情報量を判定するようにしたことであり、その他の構成は図２〜４の同様であるので、重複する説明は省略する。
第１の実施形態に係る映像表示装置によれば、画面の変化量を入力される圧縮後の画像信号の情報量から判定するようにしたので、画面の変化状態を容易に把握することができる。

また、図１に示した例では、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを用いて、発光体１１からライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに入射する光量を制御する場合の構成例であるが、これに限らず、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂへの入射光量を制御するためには、一定光量を出力する光源と単位時間あたり透過光量を制限するフィルタとの組み合わせであれば何でもよく、例えば、絞り機構や時分割シャッタ、液晶シャッタなどを用いることができる。さらに、光源の出力光量を直接制御するようにしてもよい。

また、本発明の映像表示装置に用いられている技術的思想は、投射型の映像表示装置のみならず、直視ディスプレイによる映像表示装置にも応用できるものである。

次に、本発明の第２実施形態に係る映像表示装置について説明する。第２実施形態に係る映像表示装置が第１実施の形態に係る映像表示装置と構成上、異なるのは、動き解析部の構成が異なるのみであり、他の構成は同一であるので、同一の機能を有する要素には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、画面の変化量を画像信号に含まれる動きベクトルの大きさ、すなわち動きベクトル量から求め、動きベクトルの大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記動きベクトルの大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定するようにしたことを特徴としている。

第２実施形態に係る映像表示装置における動き解析部１０３Ａの構成を図６に示す。同図において、動き解析部１０３Ａは、動きベクトル検出部１０３５と、動き量演算部１０３６と、調光速度演算部１０３１Ａとを有している。
動きベクトル検出部１０３５は、入力される符号化された画像信号に含まれる動きベクトルを示すデータを検出する。すなわち、動きベクトル検出部１０３５では画像信号のデータブロック毎に含まれる動きベクトルのデータがデータブロック毎に検出される。

動き量演算部１０３６は、動きベクトル検出部１０３５により検出された動きベクトルの大きさをデータブロック毎に積算し、画面の動き量（動きベクトル量）を算出する。
ここで、動きベクトル量は、画面全体について求めても良いし、注目する箇所、例えば、画面の中央部についてのみ求めても良い。
また、画面の位置に応じて付された重み付けに基づいて求めても良い。

調光速度演算部１０３１は、図９に示す動きベクトル量と調光速度との関係を示す動きベクトル量／調光速度テーブルを記憶するメモリを内蔵しており、入力される動きベクトル量に応じた調光速度を上記動きベクトル量／調光速度テーブルを参照して求め、該調光速度を示す調光速度制御信号を画像解析部１０４に出力する。ここで、動きベクトル量が大きいとき、画面の変化量が大きく、動きベクトル量が小さいとき、画面の変化量が小さいものとする。
第２実施形態に係る映像表示装置によれば、画面の変化量を動きベクトルから判断するので、画面の位置に応じた重み付けが可能であり、より画像に適した判断が行えるという効果がある。

次に、本発明の第３実施形態に係る映像表示装置について説明する。第３実施形態に係る映像表示装置が第１実施の形態に係る映像表示装置と構成上、異なるのは、動き解析部の構成が異なるのみであり、他の構成は同一であるので、同一の機能を有する要素には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、画面の変化量の大小を、圧縮後の画像信号の情報量の大小及び画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさの大小の双方に基づいて判定し、該判定において、前記圧縮後の画像信号の情報量の大小による判定の重み付けを大とすることを特徴としている。

第３実施形態に係る映像表示装置における動き解析部１０３Ｂの構成を図７に示す。同図において、動き解析部１０３Ｂは、ビットレート検出部１０３０と、動きベクトル検出部１０３５と、動き量演算部１０３６と、画面変化量判定部１０３７と、調光速度演算部１０３１Ｂとを有している。
上記構成において、符号化された画像信号は、ビットレート検出部１０３０及び動きベクトル検出部１０３５に入力され、ビットレート検出部１０３０では、圧縮された画像信号の情報量であるビットレートが検出され、この検出されたビットレートは、画面変化量判定部１０３７に出力される。

また、動きベクトル検出部１０３５では、画像信号に含まれる動きベクトルがデータブロック毎に検出される。
動き量演算部１０３６では、動きベクトル検出部１０３５から出力される動きベクトルをデータブロック単位に積算し、画面変化量判定部１０３７に出力する。
画面変化量判定部１０３７では、ビットレート検出部１０３０から出力された画像信号のビットレート及び動き量演算部１０３６から出力された動きベクトル量に基づいて画面変化量の大きさを判定する。この場合に、前記圧縮後の画像信号の情報量であるビットレートの大小による判定の重み付けを大として判定する。すなわち、画面変化量判定部１０３７では、所定の比率で、画面の変化量として、ビットレートまたは動きベクトル量に換算した値を、画面の変化量として捉える。

このようにして求められた画面の変化量を示すビットレートまたは動きベクトル量が調光速度演算部１０３１Ｂに入力され、既述したのと同様に調光速度演算部１０３１Ｂは、図９に示すテーブルを参照し、調光速度を求め、該調光速度を示す調光速度制御信号を画像解析部１０４に出力する。
第３実施形態に係る映像表示装置によれば、画面の変化量を動きベクトル量の大小及びビットレートの大小の双方から判断するので、画面の変化量を適確に行えるという効果がある。

次に、本発明の第４実施形態に係る映像表示装置について説明する。第４実施形態に係る映像表示装置が第１実施の形態に係る映像表示装置と構成上、異なるのは、動き解析部の構成が異なるのみであり、他の構成は同一であるので、同一の機能を有する要素には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、画面の変化量は、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求め、該情報変化率の大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記情報変化率の大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴としている。

第４実施形態に係る映像表示装置における動き解析部１０３Ｃの構成を図８に示す。同図において、動き解析部１０３Ｃは、ビットレート検出部１０３０と、情報量比較演算部１０３８と、基準となるフレームの圧縮後の情報量が記憶されているメモリ１０３９と、調光速度演算部１０３１Ｃとを有している。
動画像の符号化には、単一フレームだけで符号化を行うフレーム内符号化と、フレーム間の相関を利用したフレーム間符号化があり、実際はこの両方を利用して符号化を行う。例えば、15フレームのうち1フレームだけフレーム内符号化を行い、あとの14フレームはフレーム間符号化を行う。フレーム間符号化された画像はフレーム間の情報量の差分であると言え、また大まかにはフレーム内符号化された画像との差分とも言える。

そこで、フレーム内符号化された画像を基準にすることにより、情報量がどれぐらいの割合で変化しているかを調べることができる。つまり、元の画像が情報量が少なく単純な絵の場合には小さい情報量の変化でも画像の変化として捉え、情報量が多く複雑な絵の場合には、ある程度の情報量の変化を持って画像の変化として捉えることができる。
・メモリには、基準となるフレーム内符号化された画像の情報量を記憶してあり、情報量比較演算部１０３８では、フレーム内符号化画像情報量と、フレーム間符号化された画像の情報量の比率を計算し、この比率を情報変化率とする。

上記構成において、符号化された画像信号は、ビットレート検出部１０３０に入力され、ビットレート検出部１０３０により現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分データが検出され、情報量比較演算部１０３８に出力される。
情報量比較演算部１０３８は、入力された上記差分データと、メモリに記憶されている基準となるフレームの符号化された、すなわち圧縮御の情報量との比率（情報変化率）を算出し、調光速度演算部１０３１Ｃに出力する。

調光速度演算部１０３１Ｃは、図９に示すテーブルを参照し情報量比較演算部１０３８により算出された情報変化率に対応する調光速度を求め、該調光速度を示す調光速度制御信号を画像解析部１０４に出力する。
第４実施形態に係る映像表示装置によれば、画面の変化量を、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求めるようにしたので、表示内容によらず画像の変化を捉えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、図２に示す映像表示装置内の画像処理部１０１、動き解析部１０３、及び画像解析部１０４などについては、専用のハードウェアによりその機能を達成してもよく、また、画像処理部１０１、動き解析部１０３、及び画像解析部１０４の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図２に示す映像表示装置内の画像処理部１０１、動き解析部１０３、及び画像解析部１０４などに必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の映像表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明では、入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出し、この検出された画面の変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出し、この算出された調光速度に基づいて調光パラメータ（調光制御信号）の時間変化率を制御するようにしたので、画像（画面）変化に柔軟に対応でき、画像に白潰れやチラツキが発生するのを抑制でき、視聴者に違和感を与えることなく、再生することができ、ライトバルブと調光素子を使用した映像表示装置、および映像表示方法などに適用できる。

本発明が適用される投射型映像表示装置の概略構成図。 本発明の第１実施形態に係る映像表示装置の構成を示すブロック図。 図２における動き解析部の構成を示すブロック図。 図２における画像解析部の構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態に係る映像表示装置の変形例を示すブロック図。 本発明の第２実施形態に係る映像表示装置の動き解析部の構成を示すブロック図。 本発明の第３実施形態に係る映像表示装置の動き解析部の構成を示すブロック図。 本発明の第４実施形態に係る映像表示装置の動き解析部の構成を示すブロック図。 本発明の各実施形態に係る映像表示装置の調光速度演算部のメモリに記憶されているテーブルの内容を示す説明図。

符号の説明

１ ３、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ… 調光素子、２０、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ… ライトバルブ、１００…復号化器、１０１…画像処理部、１０２…ライトバルブドライバ、１０３…動き解析部、１０４…画像解析部、１０５… 調光素子ドライバ、１０３０…ビットレート検出部、１０３１…調光速度演算部、１０４０…ヒストグラム作成部、１０４１…ヒストグラム解析部、１０４２… 調光速度制御部

Claims (12)

1. 入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、
   入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する第１のステップと、
   前記第１のステップで検出された画面の変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する第２のステップと、
   前記第２のステップで算出された調光速度に基づいて調光パラメータの時間変化率を制御する第３のステップと、
   を有することを特徴とする映像表示方法。
2. 前記第２のステップにおいて、前記画面の変化量が大きい場合には、前記調光速度を速くし、前記画面の変化量が小さい場合には、前記調光速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
3. 前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、圧縮後の情報量から求め、該圧縮後の情報量が大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記圧縮後の情報量が小さいときは画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法。
4. 前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさから求め、前記動きベクトルの大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記動きベクトルの大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法。
5. 前記第１のステップにおいて、画面の変化量の大小を、圧縮後の情報量の大小及び画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさの大小の双方に基づいて判定し、該判定において、前記圧縮後の情報量の大小による判定の重み付けを大とすることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法。
6. 前記第１のステップにおいて、画面の変化量は、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求め、前記情報変化率の大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記情報変化率の大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の映像表示方法。
7. 入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、
   入力された画像信号による前回の画面に対する現在の画面の変化量を検出する画面変化量検出手段と、
   前記画面変化量検出手段により検出された画面変化量に応じた前記ライトバルブに入射する光量の調光速度を算出する調光速度演算手段と、
   前記調光速度演算手段により算出された調光速度に基づいて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータの時間変化率を制御する調光速度制御手段と、
   を有することを特徴とする映像表示装置。
8. 前記調光速度演算手段は、前記画面の変化量が大きい場合には、前記調光速度を速くし、前記画面の変化量が小さい場合には、前記調光速度を遅くすることを特徴とする請求項７に記載の映像表示装置。
9. 前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、圧縮後の情報量から求め、該圧縮後の情報量が大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記圧縮後の情報量が小さいときは画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置。
10. 前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさから求め、前記動きベクトルの大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記動きベクトルの大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置。
11. 前記画面変化量検出手段は、画面の変化量の大小を、圧縮後の情報量の大小及び画像を符号化する際に用いられる動きベクトルの大きさの大小の双方に基づいて判定し、該判定において、前記圧縮後の情報量の大小による判定の重み付けを大とすることを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置。
12. 前記画面変化量検出手段は、画面の変化量を、現在の画面を示すフレームと前回の画面を示すフレームとの圧縮後の情報量の差分と、基準となるフレームの圧縮後の情報量との比率である情報変化率から求め、前記情報変化率の大きさが大きい場合には、画面の変化量が大きいと判定し、前記情報変化率の大きさが小さい場合には、画面の変化量が小さいと判定することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の映像表示装置。
    
    

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