JP2006106345A

JP2006106345A - 映像表示装置

Info

Publication number: JP2006106345A
Application number: JP2004292741A
Authority: JP
Inventors: Miki Nagano; 幹長野; Hiroki Sakai; 宏樹酒井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】映像再生の途中においても適切なγ補正を可能にした映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像信号に重畳されたγデータを取得するγデータ取得部１２と、切替タイミング信号を生成してγデータとともにパネルコントローラ１４に出力するメインＣＰＵ１３とを備えており、パネルコントローラ１４に内蔵されたγ補正回路は、タイミングが指定されたγデータに基づいて映像データにγ補正を施して表示部１５に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ等の映像表示装置に関し、特に映像データのγ補正に関する。

映像を再生する場合には、表示装置の特性に合わせたγ補正を行う必要がある。従来はＣＲＴでの観賞が一般的であったが、現在は、直視ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＬＣＤ−ＰＪ、ＤＬＰ−ＰＪ（ＤＬＰはテキサスインスツルメンツ社の商標）等の新たな表示装置を用いて視聴する機会が増えている。そのため、ＣＲＴを前提としたγ補正のみでは全ての表示装置の特性に対応できず、使用する表示装置によっては画質を損ねるおそれがある。このため、入力映像信号の変化に対応して動的にγ補正のカーブを変更する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００４−１６３５１８号公報

しかしながら、上記の特許文献１に提案されている補正方法は、過去の数フレーム分の情報（輝度平均、白ピーク、黒ピーク、ヒストグラム等）からしかγ補正のカーブが計算できなかった。また、大きな映像の変化（シーンチェンジ）が発生した場合には、γカーブの変化が追随できず、切り替わり部分で映像が破綻してしまうこともある。また、シーンの変化は主観的なものであり、過去の数フレームの情報等から判断するのは非常に困難であった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、映像再生の途中においても適切なγ補正を可能にした映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る映像表示装置は、映像データに基づいた映像を表示する表示部と、適用タイミングが指定されたγデータに基づいて映像データにγ補正を施して前記表示部側に出力するγ補正回路とを備えたものである。本発明においては、γ補正回路が適用タイミングが指定されたγデータに基づいて映像データにγ補正を施して表示部側に出力するようにしたので、映像再生の途中であっても、再生映像に対応した適切なγ補正が可能になっている。

また、本発明に係る映像表示装置は、前記γデータを記憶する記憶装置を備え、前記記憶装置は前記適用タイミングの前に該当するγデータを記憶する。本発明においては、適用タイミングの前に予め該当するγデータを記憶しておいて、そのタイミングがきた時点でγデータを切り替えてγ補正をするようにしているので、γデータの迅速な切り替えが可能になっている。

また、本発明に係る映像表示装置は、前記映像信号に重畳されたγデータを取得し、切替タイミング信号を生成してγデータとともに前記γ補正回路に出力する演算手段を備えたものである。本発明においては、映像信号に重畳されたγデータを取得してγ補正をするようにしており、映像信号との関連でγデータの適用タイミングを指定することができる。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、前記映像信号の垂直帰線期間内に重畳されたγデータを取得し、前記γデータの切替タイミング信号を生成して前記γ補正回路に出力する。本発明においては、前記映像信号の垂直帰線期間内に重畳されたγデータを取得しており、垂直帰線期間内のデータ（信号）は表示部の表示に直接影響しないので、出力側（例えばＤＶＤプレーヤー）でのγデータの挿入及び表示装置側での抽出も簡単なものとなっている。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、前記γデータが重畳された垂直帰線期間に対応したフレーム映像又は当該フレーム映像に対して所定フレーム数後のフレーム映像に適用するための切替タイミング信号を生成する。本発明においては、前記γデータが垂直帰線期間内に重畳されているので、その垂直帰線期間に対応したフレーム映像又は所定フレーム数後のフレーム映像に適用するための切替タイミング信号の生成が容易になし得る。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、適用フレームが指定されたγデータを取得し、前記γデータの適用フレームに対応した切替タイミング信号を生成する。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、適用時刻又は経過時間が指定されたγデータを取得し、前記γデータの適用時刻又は経過時間に対応した切替タイミング信号を生成する。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、ＲＧＢ別のγデータを取得して、前記γ補正回路にＲＧＢ別のγ補正をさせる。ＲＧＢ別のγ補正をすることによりきめ細かなγ補正がなされ、適切な映像が得られる。

また、本発明に係る映像表示装置において、前記演算手段は、前記γデータの他に色温度情報を取得して、前記γ補正回路に色温度情報を加味したγ補正をさせる。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る映像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に示されるように、この映像表示装置１０は、ビデオ信号処理部１１、γデータ取得部１２、メインＣＰＵ１３、パネルコントローラ１４及び表示部１５を備えている。この映像表示装置１０に入力する映像信号にはγデータが重畳して含まれている（図３参照）。ビデオ信号処理部１１はアナログ形式の映像データをデジタル形式に変換し、フレーム画像を生成する等の各種の処理をして、それを映像データとしてパネルコントローラ１４に出力する。γデータ取得部１２は映像信号に重畳して含まれたγデータを抽出してメインＣＰＵ１３に出力する。メインＣＰＵ１３は、γデータ及びγデータの切り替えのタイミング信号（この例ではフレーム映像の単位で切り替える）をパネルコントローラ１４に出力する。パネルコントローラ１４は、映像データをγデータに基づいてγ補正する等の各種の処理をし、更に、その映像データをＤＡ変換等の処理をして表示部１５に出力する。表示部１５はＲＧＢ用の３枚の液晶パネル１６を備えており、液晶パネル１６は映像データに基づいて光源（図示せず）からの光を変調し、その変調された光は投射部（図示せず）により拡大されスクリーン（図示せず）に表示される。なお、液晶パネル１６は、図示しないが、液晶セルアレイ、データ線駆動回路（ソースドライバ）及び行駆動回路（ゲートドライバ）から構成されており、液晶セルアレイは例えばガラス基板等の透明基板が２枚貼り合わされ、その間に液晶材料が挾持された構造となっており、液晶セル（画素）のアクティブ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられている。なお、図１のγデータ取得部１２及びメインＣＰＵ１３は本発明の演算部を構成している。

図２はパネルコントローラ１４の構成を示したブロック図である。このパネルコントローラ１４は、γ補正回路２１及びγ補正データ用メモリ２２を備えている。なお、このパネルコントローラ１４は他の構成も備えているが、ここでは本実施形態１に特に関連する構成のみに絞って図示している。なお、図２のγ補正データ用メモリ２２は本発明の記憶装置を構成している。

図３はこの映像表示装置１０に入力する映像信号等のタイミングチャートである。同図に示されるように、この映像信号等には水平同期信号（Ｈsync）、垂直同期信号（Ｖsync）及び映像信号が含まれている。そして、映像信号は、その垂直帰線期間にはγデータが重畳して含まれており、垂直帰線期間の後には表示しようとする映像に直接関係する映像データが含まれている。なお、本実施形態１において、上記のγデータは垂直帰線期間に常に含まれており、γデータを１フレーム毎に変更して（切り替えて）、各フレームの映像シーンに対応したγ補正をする。

なお、上記のγデータは映像コンテンツがＤＶＤに記憶されている場合には、再生装置（ＤＶＤプレイヤー）がＤＶＤから情報を読み取って、映像信号の垂直帰線区間にγデータを重畳して送出することにより、図３に示されるようなデータが得られる。ＤＶＤから情報を読み取る方法としては、例えば、
（１）ＤＶＤにγデータがそのまま書かれている場合には（例えばＴＯＣ相当部分に）、そのデータをそのまま使用する。
（２）ＤＶＤにγデータの基となる情報（例えばテーブルの番号）が書かれている場合には、その情報から再生装置が記憶しているγデータを読み出して使用する。
等の態様がある。また、本実施形態１においては、再生装置側では、接続される映像表示装置の種別が予め分かっており（例えばユーザーの設定等により）、その種別に対応したγデータを映像表示装置側に送信しているものとする。

次に、本実施形態１の映像表示装置の動作をγ補正に着目して説明する。
図３に示される信号が映像表示装置１０に入力してくると、ビデオ信号処理部１１は映像データを取り込んでデジタル形式の信号に変換したり、信号形式がＹ−Ｃの形式であればＲＧＢの信号に変換し、伸縮調整処理（スケーリング）してフレーム画像を生成してその映像データをパネルコントローラ１４に出力する。γデータ取得部１２はγデータを取り込んでメインＣＰＵ１３に出力する。メインＣＰＵ１３はγデータと水平同期信号（Ｈsync）・垂直同期信号（Ｖsync）とを取り込んで、γデータ切替タイミング信号を生成してγデータとともにパネルコントローラ１４に出力する。γデータ切替タイミング信号は、この例では１フレーム単位でγデータを変更する（切り替える）ものとなっている。パネルコントローラ１４のγ補正データ用メモリ２２はγデータ及びγデータ切替タイミング信号を記憶する。γ補正回路２１は、γ補正データ用メモリ２２に記憶されたγデータ切替タイミング信号に基づいてそれに対応したγデータを読み込んで、映像データにγ補正をかけて、表示部１５に出力する。表示部１５の液晶パネル１６は映像データに基づいて光源からの光を変調し、その変調された光は投射部により拡大されスクリーンに表示される。そして、上記の処理が１フレーム毎に繰り返される。

図４はγデータのパケット構成例を示した図である。同図において、横１行が１パケットであり、１パケットはＤ0からＤ7までの８バイトで構成されている。"０H"は未定義を示している。Ｗγは白のγデータ、Ｒγは赤のγデータ、Ｇγは緑のγデータ、Ｂγは青のγデータである。例えば赤のγ設定値は、
γ設定値＝２．０＋（Ｒγ−１２８）／１００
により求められる。他の色についても同様に求められる。なお、γ設定値は「出力=入力のｎ乗」のｎを示している。そして、例えばRγは８ビット（０−２５５）であるから、γ設定値は１．０から３．０の範囲の値をとることになる。また、本実施形態においては、Ｗγの値が０の時は各色のガンマはＲγ、Ｇγ、Ｂγの値を参照するものとし、Ｗγの値が０以外のときは各色ガンマはＷγの値を設定するものとする。

図５はγデータの他のパケット構成例を示した図である。同図において、Colorは２ビットで構成され、０：White、１：Red、２：Green、３：Blueを示す。Entryは６ビット構成からなり、パケットデータを特定するための情報(例えばＤ1がＧ0hなのかＧ7hなのか..・を示すための情報) である。この例でも、Whiteのγデータが送信された場合には、R,G,B各色のγデータを更新するものとする。この例では、１色のデータを４パケットで構成しており、送信内容は所定の入力値に対する出力値である。これに基づいて入力対出力のテーブル（又はグラフ）を作成する。

図６は上記のパケットデータによる入力対出力のテーブルであり、ここでは、例えばG0は１０ビットのデータなので、[Entry=0、D0]のG0h(8ビット)と[Entry=2、D4]のG0l(2ビット)とを結合させて作成する。他のデータも同様である。

以上のように本実施形態１においては、映像信号に重畳されたγデータを取得し、切替タイミング信号を生成してγデータとともにγ補正回路に出力するようにしたので、映像の再生の途中であっても、再生映像に対応した適切なγ補正が可能になっている。また、映像信号の垂直帰線期間内に重畳されたγデータを取得し、γデータとその切替タイミング信号を生成してγ補正回路に出力するようにしており、垂直帰線期間内のデータ（信号）は表示部の表示に直接影響しないので、出力側（例えばＤＶＤプレーヤー）でのγデータの挿入及び表示装置側での抽出も簡単なものとなっている。また、γデータを映像信号に重畳して、これらを一体の情報とするようにしているので、γデータを映像コンテンツの制作者に意図を反映させたものに設定することが可能であり、制作者の意図を反映させた映像をスクリーン上に得ることができる。

実施形態２．
なお、上記の実施形態１においては、γデータが重畳された垂直帰線期間に対応したフレーム映像の映像データを当該γデータによりγ補正をする例について説明したが、γデータを先行して取得しておいて、次のフレーム映像又は数フレーム後のフレーム映像に適用するようにしてもよい。即ち、γデータを予め取り込んでおいて該当するフレーム画像になったらγデータを切り替えてγ補正をする。このようにγデータを予め用意しておいてγ補正をするようにすることで、高速にγデータを切り換えることが可能になっている。また、このように先行してγデータを取り込んでおく例としては、γデータを複数の垂直帰線期間に亘って重畳させた場合に有用である（例えば図５のデータパケットを２分割して送信されてきたような場合）。

また、上記の例は映像データがアナログ信号の場合の例であるが、映像データがデジタルデータであっても同様に適用することができ、その場合には垂直帰線期間でなくともよく、γデータを映像データそのものに重畳させることができる。

また、切替タイミング信号は上記の他に各種の態様があるが、例えば適用フレームが指定されたγデータ、適用時刻又は経過時間が指定されたγデータを取得した場合には、適用フレーム又は適用時刻若しく経過時間に対応した切替タイミング信号を生成してγ補正データ用メモリ２２に一旦記憶してからγ補正回路に出力する。例えば適用時刻が指定された場合には、ネットワークで時刻情報も同時に送信されてくるようなものでは厳密に時刻でも良いが、再生系の時刻がずれているような場合には指定時刻以降の新しいフレームからデータを更新するようにしてもよい。

また、上記の例においては映像信号にγデータを重畳させた例について説明したが、γデータ及びその適用のタイミングを示す情報を、映像データとは別の回線を介して取得するようにしてもよい。

また、映像表示装置１０はγデータの他に色温度情報を取り込んでもよく、その場合にはγ補正回路に色温度情報を加味したγ補正をさせる。

また、上記の実施形態１においては、１フレーム映像を単位としてγデータを変更する例について説明したが、数フレーム映像を単位としてγデータを変更するようにしても良いし（数フレームを共通のγデータで補正する）、チャプター単位でも良いし、映像シーンの変化毎でも良い。何れの場合においても、γデータを予め取り込んで映像データをγ補正するので、映像に応じた最適なγ補正がなされる。

また、上記の実施形態１においては映像表示装置とし液晶プロジェクタの例について説明したが、例えば、直視ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＤＬＰーＰＪ等においても同様に適用され、その映像表示装置種別に対応したγデータが得られる。

本発明の実施形態１に係る映像表示装置の構成を示したブロック図。パネルコントローラの構成を示したブロック図。映像信号等のタイミングチャート。 γデータのデータパケットの構成例を示した図。 γデータのデータパケットの他の構成例を示した図。図５のデータパケットに基づいて得られた入力対出力の関係を示した図。

符号の説明

１０映像表示装置、１１ビデオ信号処理部、１２ γデータ取得部、１３メインＣＰＵ、１４パネルコントローラ、１５表示部、１６液晶パネル、２１ γ補正回路、２２ γ補正データ用メモリ。

Claims

映像データに基づいた映像を表示する表示部と、
適用タイミングが指定されたγデータに基づいて映像データにγ補正を施して前記表示部側に出力するγ補正回路と
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
前記γデータを記憶する記憶装置を備え、前記記憶装置は前記適用タイミングの前に該当するγデータを記憶することを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
映像信号に重畳されたγデータを取得し、切替タイミング信号を生成してγデータとともに前記記憶装置に記憶させる演算手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の映像表示装置。
前記演算手段は、前記映像信号の垂直帰線期間内に重畳されたγデータを取得し、前記γデータの切替タイミング信号を生成することを特徴とする請求項３記載の映像表示装置。
前記演算手段は、前記γデータが重畳された垂直帰線期間に対応したフレーム映像又は当該映像フレームに対して所定フレーム数後のフレーム映像に適用するための切替タイミング信号を生成することを特徴とする請求項４記載の映像表示装置。
前記演算手段は、適用フレームが指定されたγデータを取得し、前記γデータの適用フレームに対応した切替タイミング信号を生成することを特徴とする請求項３又は４記載の映像表示装置。
前記演算手段は、適用時刻又は経過時間が指定されたγデータを取得し、前記γデータの適用時刻又は経過時間に対応した切替タイミング信号を生成することを特徴とする請求項３又は４記載の映像表示装置。
前記演算手段は、ＲＧＢ別のγデータを取得して、前記γ補正回路にＲＧＢ別のγ補正をさせることを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の映像表示装置。
前記演算手段は、前記γデータの他に色温度情報を取得して、前記γ補正回路に色温度情報を加味したγ補正をさせることを特徴とする請求項３〜８の何れかに記載の映像表示装置。