JP2006003425A - 画像表示装置及び画像表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】画像調整を容易に行うことができる画像表示装置及び画像表示システムを提供する。
【解決手段】入力された画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置1において、入力された画像データに基づいて表示画像の調整処理を行う画像調整手段11と、入力された画像データから、所定の検出条件に合致した第1の画像データを検出する画像検出手段9とを有する。そして、画像調整手段9は、第1の画像データに基づいて調整処理を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、アナログビデオ信号をデジタル信号に変換して表示を行う画像表示装置に関するものである。
従来、液晶ディスプレイや、液晶表示プロジェクタなどの画像表示装置には、パーソナルコンピュータ(PC)等の画像データ発生装置が接続される。この装置間の接続における信号出力は、一般にアナログRGB信号であることから機器ごとに画像データの出力レベルが異なる、つまり画像表示装置に入力される画像データの信号レベルにバラツキが生じ、画像を高画質で表示することが難しかった。
そこで、特許文献1では、自動画像調整を備えた画像表示システムが提唱されている。以下、図10を参照して説明する。
図10は、上記従来の画像表示システムにおける画像調整方法についてのブロック図である。この図において、101bは画像表示装置、102bは画像データ発生装置、103bは伝送手段である。
画像表示装置101bは、表示部104、A/D変換手段105、自動レベル調整手段106b、調整用画像データ送出指示信号発生手段109を有しており、画像データ発生装置102bは、画像データ送出手段107b、調整用画像データ送出指示信号発生手段109、一般画像データ生成手段110、調整用画像データ生成手段111を有している。
伝送手段103bは、画像表示装置101bおよび画像データ発生装置102bの間のアナログ画像信号及び、通信制御用として調整用画像データ送出完了信号、調整用画像データ送出指示信号を伝送する。
そして、自動画像調整の実行をすると、調整用画像データ送出指示信号が画像データ発生装置102bに送られ、画像データ発生装置102bでは、調整用画像データ送出完了信号とともに、調整用画像データを画像表示装置101bに送出する。調整用画像データを使って、画像表示装置101bで自動レベル調整を行う。
特開2003−131641号公報(段落0054〜0066、図1等)
しかしながら、特許文献1の画像表示システムは、以下の問題点があった。
(1)通信制御用として調整用画像データ送出完了信号、調整用画像データ送出指示信号がアナログ画像データ信号以外に必要となる。
(2)自動レベル調整に適した画像を強制的に設定するために、画像表示装置101bから画像データ発生装置102bに対して画像データ送出指示信号を出すための通信手段が必ず必要になる。
(3)画像データ送出指示信号後に、画像データ発生装置102bから確実に画像調整用の画像が出力されたこと確認するために、調整用画像データ送出完了信号が画像表示装置101bに送られる必要がある。
(4)アナログRGB画像信号以外に、別途通信制御用の信号線(例えば、USBやRS232Cケーブル等)が必要となり、コストアップやケーブル接続の問題がるとともに、画像調整専用の画像を画像データ発生装置102bにインストールする必要があり、不特定多数の画像データ発生装置において個別に調整することができない。
本発明の目的は、画像調整を容易に行うことができる画像表示装置及び画像表示システムを提供することにある。
本発明の画像表示装置は、入力された画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置であって、入力された画像データに基づいて表示画像の調整処理を行う画像調整手段と、入力された画像データから、所定の検出条件に合致した第1の画像データを検出する画像検出手段とを有し、画像調整手段は、第1の画像データに基づいて調整処理を行う。
本発明によれば、所定の検出条件に合致した第1の画像データに基づいて、必要に応じた表示画像の画像調整が迅速、かつ容易に行うことができ、高画質の画像表示が可能な画像表示装置及び画像表示システムを実現できる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施例1に係る画像表示システムの構成の一例を示すブロック図であり、1はパーソナルコンピュータ(PC)等の画像データ発生装置、2は液晶ディスプレイや液晶表示プロジェクタ等の画像表示装置、3は画像データ発生装置1と画像表示装置2との間の伝送ケーブルである。
画像データ発生装置1には、画像データ出力回路4、画像生成回路5及び画像変更回路6が設けられている。画像変更回路6は、出力画像の解像度やフレームレートを変更する場合やタスクバーの位置を変更するものであり、この画像生成回路5により必要な解像度に変換された画像データが画像データ出力回路4により画像表示装置2に送られる。
なお、画像生成回路5は、通常使用状態における画像データを生成する。例えば、画像データとして、オペレーティングシステムのデスクトップ画面や各種アプリケーションソフトウェアの画面であってもよい。
画像表示装置2は、画像データ発生装置1から送出されるアナログ画像データをA/D変換するAD変換回路8、所定の検出条件に合致した画像データを検出する画像検出回路9、画像データを表示する表示回路10、アナログ画像データをデジタル画像データに変換する際の最小値レベル、最大値レベルの調整により表示画像の輝度レベルの調整を行う画像調整回路11、調整用の画像データを記憶(登録)する調整用画像記憶回路12、制御回路(CPU)13、メインコントローラ14が設けられている。
伝送ケーブル3は、画像データ発生装置1及び画像表示装置2間のアナログRGBビデオ信号を送るものである。なお、伝送ケーブル3はケーブル以外にも、例えば無線でのデータ送出が可能な構成にすることもでき、実質的にアナログRGBビデオ信号が画像データ作成装置1から画像表示装置2に送出可能であればよい。
画像検出回路9は、画像の一部又は全体について調整用の画像の領域を切り出したりする。さらに、調整用画像データに一致するか否かの判別を行い、調整用画像を検出している。この画像検出処理は、画像認識処理(例えばパターンマッチング)や入力信号の解像度やフレームレートの検出条件に合致するかにより行われる。
また、この画像検出回路9は上記画像検出処理を行うか否かについても検出及び判別を行っている。画像表示装置2の状態、例えば、調整画像データに合致した時、電源投入時、MUTE時、入力切替時等を画像検出処理の起動条件として、該起動条件に合致するか否かの判別を行い、合致した場合に該画像検出処理により調整用画像データに一致するか否かの判別を行うように構成する。よって、起動条件と画像検出条件が一致(AND条件)した場合に画像調整を行っている。
画像調整回路11は、画像データ発生装置1からの画像表示装置2に送出される画像信号を、AD変換する場合のアナログレベルとデジタルレベルと一致させるように自動調整するものである。以下に詳細に説明する。
画像調整回路11は、画像データ発生装置1からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換(AD変換)する際の最小値レベル、最大値レベルを調整することにより表示画像の輝度レベルの自動調整を行っている。例えば8bitのAD変換を基準とすると、デジタル画像データは、「0」が最小値、「255」が最大値になる。
一方、アナログ画像データの信号レベルはアナログ電圧であり、通常、画像データ発生装置1の出力の黒信号レベルで0Vが最小値、白信号レベルで0.7Vが最大値であるが、一般的な画像データ発生装置では、0.7Vの規格値に対して−1〜+5%程度の誤差がある。
そこで、該画像調整回路11は、このような画像データ発生装置1の個体差を含んだアナログ電圧の最小値レベル及び最大値レベルを、A/D変換回路8での「0」と「255」に一致させる自動調整を行うのである。
最大値レベル調整、最小値レベル調整の具体的例として、オフセット調整で最小値を調整し、ゲイン調整で最大値を調整する。
オフセット調整としては、A/D変換回路8に入力する信号のオフセット電圧の値を
調整することが考えられる。ゲイン調整としては、A/D変換回路8に用いられるリファレンス電圧の値を調整することが考えられる。また、別な手段として、A/D変換回路8からのデジタル出力値を演算処理により調整する方法でも同様に実現可能である。例えば、オフセット調整は、デジタル出力値に足し引きし、ゲイン調整は掛け算を行う。
また、自動レベル調整が不十分な場合は画質が劣化してしまい、例えば、アナログ画像データの最大値に対してAD変換入力が低すぎると、表示部10に表示される画像は輝度の高い部分の階調がつぶれる、いわゆる白つぶれ画像となり、アナログ画像データの最小値に対して高すぎると、表示部10に表示される画像は明るさやコントラストが低下した画像となる。
画像調整回路11の動作については、画像信号の発生頻度(ヒストグラム)を用いた手段が一般的で、AD変換後のデジタル画像データのレベルを監視し、一定の期間内に発生するデジタル画像データの最大値およびデジタル画像データの最小値を検出する。つまり、最大値として検出されたアナログ信号をA/D変換回路8から「255」として調整し、最小値として検出されたアナログ信号をA/D変換回路8から「0」として調整する。
なお、本実施例では、調整に適した画像は、白,「255」信号と、黒,「0」信号を含んだ画像であれば、どれでも自動調整の対象となる。更に誤検出を防止するために、なるべく白黒だけの画像が望ましい。
また、本実施例は、使用者が画像表示装置2に備えるオンスクリーンメニューなどにより自動レベル調整のための第1の設定回路11aと第2の設定回路11bが設けられ、調整用画像データの条件をあらかじめ選択し、更に、実行するタイミングの条件も選択することで、画像表示装置2の自動レベル調整を行うように構成されている。さらに、後述するように、第1の設定回路11aでは、画像表示装置2のオンスクリーンメニューを用いて、調整用の画像と対象画像の領域、対応する解像度、フレームレート、特定画像の選択の設定を行うことができ、第2の設定回路11bでは、起動条件の設定を行うことができる。
次に、本実施例の画像表示システムの動作について説明する。図2は画像表示装置2の動作フローチャートである。なお、以下に説明する画像表示システムの動作は、各処理及び回路の動作ステップが予めメインコントローラ14にプログラムとして格納されており、順次、CPU13が読み出して各処理動作を制御する一例について述べている。
まず、通常の画像表示装置2の使用状態から(S0)、オンスクリーンメニューを用いて自動画像調整を行うか否かを選択する(S1)。画像調整をする場合には、画像条件(検出条件)設定処理に進み(S2)、画像データ発生装置1の画像から調整用に適した画像条件を選択する。例えばBios画面を調整用に使用する場合は、入力解像度:640×480、フレームレート:60Hz、対象画像領域設定:入力画像全部、などの条件を第1の設定回路11aにより設定する。
次に、起動条件の設定ステップに進み(S3)、起動条件として例えば「画像条件が一致した場合」などを第2の設定回路11bにより設定し、調整用画像記憶回路12に画像データを登録して終了する。
以上の設定が行われた後は、画像表示装置2は通常の使用状態と同等になるが、設定した自動調整条件(起動条件、画像検出条件)に一致するか否かを常時により監視している。そして、画像調整処理の起動条件に一致した場合には(S4)、画像検出条件に一致するか否かを判定し(S5)、画像が入力解像度:640×480、フレームレート:60Hzの場合に自動画像調整処理に進む(S6)。
自動調整の詳細は、上記条件の場合には、画像データ発生装置1の起動時に出力されるBios画面の白黒の文字部分から、画像の発生頻度(ヒストグラム)等の手段を用いて自動検出する。つまり、アナログ画像データの最小値を黒としてA/D変換回路8のデジタル画像データが「0」になるようにアナログ信号のオフセット電圧を調整することで実現できる。同様に、アナログ画像データの最大値を白としてA/D変換回路8のデジタル画像データが「255」になるようにA/D変換回路8のリファレンス電圧を調整することで実現できる。
自動調整後は、画像表示装置2は通常の使用状態に戻り、自動調整起動条件に一致するかを常に監視し続づける(S4)。
図5(a)、(b)にBios画面の例を示す。図5(a)のBios画面は、一般に画面の左側が白黒の文字のため、指定画面の左上と右下の座標として(0,0),(320,240)を設定しておけば、確実に白黒信号を検出することが可能となる。例えば、図5(b)の場合では、前面を対象画像領域に設定しても問題はない。
画像の座標を指定しないで全画面を画像対象領域に設定した場合には、白黒画像に近似した画像のみを検出して自動調整することで容易に白黒領域を検出できる。
次に、自動調整の画像条件及び起動条件について図6を用いてより具体的に説明する。
設定条件としての大分類は、画像検出条件、起動条件があり、画像検出条件には、入力解像度、フレームレート、対象画像領域設定、特定画像設定更に詳細分類として、入力解像度は、「なし」、「640×480」、「1024×768」、「1280×1024」、「1600×1200」等、フレームレートは、「なし」、「60Hz」、「70Hz」、「75Hz」、「80Hz」とすることができる。
対象画像領域設定としては、画面の領域を指定するためのもので、「なし」、「入力全部」、「左上と左下の座標」を入力することで画面の部分的な領域に絞って画像検出ができる。図3に示した例では、ABC文字部分に絞る場合は、(5,5),(300,200)と指定することができる。
特定画像設定は、デスクトップ画面のタスクバーに表示される「STARTアイコン」を自動調整用画像として利用することができる。
このアイコンは、図4に示すように80×32画素の大きさで「START」文字が黒信号でボックスの上ラインが白レベルとなっている。
特定画像設定としては、「なし」、「左下のスタートアイコン」、「右下のスタートアイコン」、「右上のスタートアイコン」、「右上のスタートアイコン」を指定することができる。
起動条件としては、画像表示装置2の状態に依存して自動画像調整が起動されることを想定しており、オンスクリーンメニューで「AD調整」モードを選択した場合や画像を表示していない場合、黒画像を表示する「MUTE」の場合、画像表示装置1の電源投入時等が考えられる。
なお、これらの画像データの条件設定は、使用者の所有する画像データ発生装置1に最適な画像に自由に個別設定することができる。個別条件設定の例を図6(b)を用いて説明する。
例えば、図5に示すBios画面を自動調整用の画像に設定する場合の例が条件「NO1」の場合で、名称を「Bios1」とし、「640×480」、「60Hz」の画像で、対象画像領域設定として左半分の文字領域を設定するので座標(0,0),(320,240)、スタートアイコンは使用しないので特定画像設定は「なし」とする。起動条件は、画像データ発生装置1の電源を投入した時に自動的に調整するように画像の条件が一致した場合を選択する。この場合、起動条件が画像検出条件が一致した場合であるため、起動条件の判別処理が画像検出条件の判別処理にそのまま移行し、該起動条件の判別処理から、自動的に画像調整が行われることなる。
よって、このような条件を設定すれば、使用者が何も意識しなくても、画像データ発生装置1を立ち上げた時に毎回、自動調整を実行し、白及び黒レベルが最適な諧調設定に調整される。調整用の画像を画像認識し易い画像パターンにすることで、画像認識での誤動作を防止できる。
次に「スタートアイコン」を自動調整用の画像に設定した場合の例を説明する。図6(b)の条件「NO3」の例では、名称を「START1」とし、「1024×768」、「60Hz」の画像で、対象画像領域設定として左下の領域を設定するので座標(0,735)(80,767)、特定画像設定は「スタートアイコンが左下」とする。起動条件は、「MUTE」の場合に調整するように選択する。このような条件を設定するだけで、使用者が何も意識しなくても、画像表示装置2を「MUTE」モードにする毎に毎回、自動調整を実行し、「スタートアイコン」を自動認識して白と黒レベルが最適な諧調設定に調整される。
このように、本実施例は、画像データ発生装置1での解像度やフレームレート、画像の領域、特定された画像をあらかじめ、画像表示装置2に登録(設定)し、さらには、調整モードに移行する条件として、画像条件が一致、画像表示装置2の電源投入時、MUTE時、入力切替時等、メニューで調整モード選択時等も調整用画像記憶回路12に登録する。
よって、画像表示装置2は、解像度や表示モード、画像検出により、登録された調整用画像データであることを自動検出し、画像調整処理に移行可能なタイミングになった場合に、画像調整処理回路11は調整用の画像データに基づきレベル調整を行う。
すなわち、画像データ発生装置1に表示される一般的な画像の中から、調整用の画像を選択し、画像パターンを自動認識することでアナログRGBビデオ信号レベルを自動調整するため、画像データの送出指示、完了等の確認処理を行う必要がなく、アナログRGBビデオ信号ケーブル以外に制御ケーブルを必要としない。
よって、機器ごとに画像データの出力レベルが異なっていても、機器個別に設定する必要がなく、自動的に画像を高画質で表示することが可能であり、また、使用者は一度設定すれば、後はほぼ自動で必要に応じて調整が可能である画像表示システム及び画像表示装置を実現できる。
以下、本発明の実施例2について説明する。上記実施例1は、使用者が画像表示装置2に所定の画像や、条件を設定登録することで自動レベル調整を行う構成としたが、本実施例では、画像表示装置2が画像データ発生装置1で生成された調整用の画像データに基づいて識別することで自動レベル調整を実行する構成である。
図7は本実施例に係る画像表示システムの構成の一例を示すブロック図である。同図は、図1に示した画像表示システムの画像データ発生装置1に画像データ生成回路15を追加した構成となっており、その他の画像データ発生装置1及び画像表示装置2の構成は、図1と同様であるため説明を省略する。
本実施例では、図8に示すような調整用の画像データを画像データ生成回路15により生成し、画像データ表示装置1に表示するとともに、画像表示装置2に送出することで、画像表示装置2が自動的に調整画像を認識し自動調整を実行する。以下に、図9を参照して本実施例の画像表示システムの動作を説明する。
まず、画像表示装置2の動作を説明する(図9(a)参照)。
通常の使用状態から(S20)、オンスクリーンメニューを用いて自動レベル調整を行うか否かを選択する(S21)。調整を行う場合には、画像検出回路9での画像検出処理に進み(S22)、上記実施例1と同様に、入力される画像のパターンがあらかじめ決められたものと合致するか否かを定期的に検出する。また。画像認識処理についても実施例1同様に一般的な技術を応用でき、例えば画像信号の発生頻度(ヒストグラム)や、色信号を使用する手法、画像の輪郭を抽出する手法などの手段を用いても構わない。画像パターンを、予め図8のようなものに限定することで精度を確保できる。
次に、画像データ発生装置1の動作について説明する(図9(b)参照)。
画像表示装置2の動作フローチャートが完了していることが前提となる。つまり、画像表示装置2において、自動調整(画像調整処理を行う)が選択されている状態から調整用画像データを生成(インストール)するか否かを選択し(S31)、生成する場合は画像データ発生装置1の画像データ生成回路15により、図8に示した調整用画像データを画像データ発生装置1に生成(S32)する。該調整用画像データは、1つの画像データ発生装置1に対して一回生成(インストール)すればよい。
次に、自動調整を実行する場合には、画像データ発生装置1に調整用画像データを表示するか否かを選択し(S33)、表示する場合は画像データ発生装置1に調整用画像データを表示させ(S34)、かつ図8に示すような調整用画像データを画像表示装置2に送出する(S37)。この後は、画像表示装置2において画像調整処理が終了するまで待機する(S35)。
一方、画像表示装置2では、自動調整(画像調整処理)が選択されている状態であるから、画像データ発生装置1から送出された調整用画像データを受け取って自動認識し、同時に画像調整処理を実行する。そして、画像調整処理が終了したならば、画像調整処理が終了したことをオンスクリーンに表示して使用者に通知し、通常使用状態に戻る。
その後、使用者は、画像表示装置2(のオンスクリーン)で自動調整終了の表示を確認後、画像データ発生装置1で自動調整終了を選択し(S36)、調整用画像データの表示を終了させて通常使用状態に戻る。
また、自動調整の対象となる画像データ発生装置1が複数の場合、例えば、画像表示装置2は、1台で、画像データ発生装置が複数あり、順番に接続される場合は、画像表示装置2においては、図9(a)の画像表示装置2の動作フローを実行し、自動調整(画像調整処理)が選択されている状態とさせ、画像データ発生装置においては、対象となる画像データ発生装置全てに、調整用画像データを生成しておけば、画像表示装置2と各画像データ発生装置を接続した状態で、上記同様、図9(b)のステップ30〜ステップ36を行うことにより、画像データ発生装置毎の自動調整処理を行うことができる。
本実施例によれば、画像データ発生装置1に、調整用の画像を表示することで、画像表示装置2で、調整用画像データを自動認識し、アナログRGBビデオ信号レベルを自動調整することが可能となる。
よって、調整用の画像を画像認識し易い画像パターンに予め画像データ発生装置において設定することができ、画像認識での誤動作を防止できる。
また、対象となる画像データ発生装置に、調整用画像データを生成(インストール)し、画像表示装置2に接続する毎に最低1回自動調整を実行すれば、常に最適なレベルに設定され、白つぶれや、輝度不足、コントラスト不足のない高画質な設定が実現できる。
本発明の実施例1に係る画像表示システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例1に係る画像表示装置のフローチャートである。 本発明の実施例1に係る対象画像領域を示す図である。 本発明の実施例1に係る特定画像を示す図である。 本発明の実施例1に係る対象画像領域を示す図である。 本発明の実施例1に係る画像条件及び起動条件の一例を示す表である。 本発明の実施例2に係る画像表示システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例2に係る調整用の画像データを示す図である。 本発明の実施例2に係る画像表示システムのフローチャートである。 従来の画像表示システムの構成ブロック図である。
符号の説明
1 画像データ発生装置
2 画像表示装置
9 画像検出手段(画像検出回路)
11 画像調整手段(画像調整処理回路)

Claims (9)

  1. 入力された画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
    前記入力された画像データに基づいて表示画像の調整処理を行う画像調整手段と、
    前記入力された画像データから、所定の検出条件に合致した第1の画像データを検出する画像検出手段とを有し、
    前記画像調整手段は、前記第1の画像データに基づいて前記調整処理を行うことを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記検出条件を設定する第1の設定手段を有し、
    前記画像検出手段は、前記入力された画像データのうち前記検出条件に合致する画像データを前記第1の画像データとして検出することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 前記検出条件は、画像解像度に関する条件、フレームレートに関する条件、画像内の一部領域の指定に関する条件および特定画像の指定に関する条件のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記画像調整手段による前記調整処理の起動条件を設定する第2の設定手段を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の画像表示装置。
  5. 前記起動条件は、前記調整処理を実行するモードが設定されたとき、画像を表示しない状態になったとき、黒画像を表示する状態になったときおよび該装置の電源を投入したときのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1つに記載の画像表示装置と、
    該画像表示装置に画像データを入力する画像データ発生装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
  7. 前記画像データ発生装置は、前記画像調整のための画像を生成する画像データ生成手段を有することを特徴とする請求項6に記載の画像表示システム。
  8. 入力された画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置における画像調整方法であって、
    前記入力された画像データに基づいて表示画像の調整処理を行う調整ステップと、
    前記入力された画像データから、所定の検出条件に合致した第1の画像データを検出する検出ステップとを有し、
    前記調整ステップにおいて、前記第1の画像データに基づいて前記調整処理を行うことを特徴とする画像調整方法。
  9. 入力された画像データに基づいて画像を表示する画像表示装置においてコンピュータ部に実行させる画像調整プロクラムであって、
    前記入力された画像データに基づいて表示画像の調整処理を行う調整ステップと、
    前記入力された画像データから、所定の検出条件に合致した第1の画像データを検出する検出ステップとを有し、
    前記調整ステップにおいて、前記第1の画像データに基づいて前記調整処理を行うことを特徴とする画像調整プログラム。

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