JP2007288386A

JP2007288386A - 映像信号処理装置及びその映像信号処理装置を備えるテレビ受像機

Info

Publication number: JP2007288386A
Application number: JP2006111561A
Authority: JP
Inventors: Osamu Santo; 修山東
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US20070242314A1; EP1845511A2; EP1845511A3; CN101056374A

Abstract

【課題】テレビ受像機向けの映像信号などを、マトリクスディスプレイのスケーラー回路部で拡大・縮小処理を行わずにアンダースキャン表示する際に、品質の劣る映像部分を隠蔽し、また焼き付きの影響を低減できる映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】マトリクスディスプレイに入力した映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示において、ＨＤＴＶ信号などの映像信号にマスク信号を重畳させ、映像の周縁部をマスクする映像信号合成手段を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，ＥＬディスプレイなどのマトリクスディスプレイの映像信号処理装及びその映像信号処理装置を備えるテレビ受像機に関する。

液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，ＥＬディスプレイなどのマトリクスディスプレイでは、パネルコントロール部が映像信号から制御信号を生成し、画素と称される多数の単位で構成される発光部の発光を制御して映像が表示される。

パネルサイズや発光制御などの相違から、画素の構成にはさまざまな種類がある。また、マトリクスディスプレイを用いたテレビ受像機やＰＣ（ＰＣ：パーソナルコンピュータ）モニターに入力される映像信号にもさまざまな種類がある。従って、映像信号の画素構成もマトリクスディスプレイの画素構成と同様さまざまな種類が存在する。一般的に、マトリクスディスプレイを有するテレビ受像機やＰＣモニターでは、最適な映像表示ができるように映像信号をパネルの画素構成に合わせる拡大・縮小処理がスケーラー回路部において行われる。

例えば、フルＨＤパネルと称される１９２０×１０８０の画素構成を有するマトリクスディスプレイの場合、入力された映像信号は１９２０ドット×１０８０ラインの映像信号に変換され、パネルコントロール部に入力される。

ところで、テレビ受像機と称される映像表示装置では、通常、オーバースキャンと称される映像表示手法を採用しており、外部から入力される映像信号の周縁部はテレビ受像機の映像表示からはみ出して実際には表示されないようになっている。このためマトリクスディスプレイを用いたテレビ受像機では、スケーラー回路部において入力された映像信号からオーバースキャンにより表示されない周縁部分を除去し、残りの映像信号をパネルの画素構成に適合するように変換する処理が行われる。通常、映像信号の製作者は、予めオーバースキャン表示を前提に映像コンテンツを製作しているため、映像信号の周囲が表示されないことによる問題は発生しない。

一方、ＰＣ信号などを表示する目的で使用されるＰＣモニターの場合、オーバースキャンに対してアンダースキャンと称される映像表示手法を採用している。これは、入力された映像信号の全てを画面上に表示するものである。マトリクスディスプレイを用いたＰＣモニターでは、スケーラー回路部は、入力された映像信号の全てをパネルの画素構成に変換する処理を行う。テレビ受像機で表示される前提の映像信号と異なり、ＰＣがＰＣモニターで表示をする映像信号は、アンダースキャンで表示される前提で画面が構成されている。

上述のように、マトリクスディスプレイを用いたテレビ受像機では、映像信号をパネルの画素構成に合わせるためにスケーラー回路部で拡大・縮小処理を行っている。つまり、パネルに表示される映像信号は、厳密には本来の映像信号に不要な加工が施されている。

そこで、より高画質な映像表示を使用者に提供するために、映像信号とパネルの画素構成を同じにしてスケーラー回路で拡大・縮小処理を行わずに表示を行う手法が考えられる。例えば、フルＨＤのパネルの場合、１０８０ｉ（１９２０ドット×１０８０ライン）のＨＤＴＶ信号を１９２０×１０８０画素のパネルにそのまま表示すれば、より高画質な映像品質が期待できる。これは、映像信号の全てを表示するアンダースキャン表示であり、そのメリットはＨＤＴＶ信号をリサイズ処理することなく１９２０×１０８０画素の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のマトリクスディスプレイに表示するため、リサイズ処理による映像品質の劣化を回避できることにある。図１は、同じ映像信号をオーバースキャン表示した場合と、アンダースキャン表示した場合の画面表示例を示す模式図である。

しかし、オーバースキャン表示を前提に製作されているテレビ受像機向けの映像信号（ＨＤＴＶ信号など）では、アンダースキャン表示において映像品質に次のような問題が生じる。

まず、オーバースキャン表示時に表示されない映像部分は、放送局などの映像製作者側が十分に映像品質を考慮していない可能性があるため、テレビ受像機向けの映像信号を全て表示すると、映像信号が抜けたり、不要なノイズが表示されたりして、視聴における映像品質が低下するという課題が生じる。また、テレビ受像機向けの映像信号を全て表示すると、映像製作者が予め意図した画面内の位置構成が微妙に異なってしまうという課題や、映像信号が抜けている場合などは映像信号が画面全体に表示されないという課題がある。

例えば、画面上で映像位置を移動修正する場合、オーバースキャン表示では、図２に示すように映像信号の劣化部分は表示されないが、アンダースキャン表示では、図３に示すように映像信号の劣化部分が表示されることがある。このような状態のアンダースキャン表示を長時間継続した場合、プラズマディスプレイでは、図４に示すように、映像信号の絵柄によっては映像信号が表示されていない部分が蛍光体の焼き付きを起こし、ディスプレイが損傷する虞がある。

一方、スケーラー回路で拡大・縮小処理を行わなくてもオーバースキャン表示が行えるような画素構成のディスプレイを作製するという方策も考えられるが、ディスプレイパネルをオーバースキャン表示を前提とした解像度に統一するのは、マトリクスディスプレイをＰＣモニターとして使用する場合などの汎用性の観点から好ましくない。

また、従来、表示画面とアスペクト比が異なる映像について、画像部分と非画像部分との境界をマスクして、当該領域に生じる画像品質の劣化や焼き付きを緩和する表示装置は提案されているが（例えば、特許文献１参照）、マトリクスディスプレイのアンダースキャン表示時に生じる境界領域に関して、画像品質の劣化や焼き付きを緩和する映像信号処理装置は開示されていない。
特開２００３−３０４４１０号公報（第２頁−第５頁、図１）

本発明が解決しようとする課題としては、テレビ受像機向けの映像信号などを、マトリクスディスプレイのスケーラー回路部で拡大・縮小処理を行わずにアンダースキャン表示する際に、品質の劣る映像部分を隠蔽し、また焼き付きの影響を低減できる映像信号処理装置及びその映像信号処理装置を備えるテレビ受像機を提供することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、マトリクスディスプレイに入力した映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示において、前記映像信号にマスク信号を重畳させて映像の周縁部をマスクする映像信号合成手段を備えることを特徴とする。

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態に係る映像信号処理装置は、マトリクスディスプレイに入力した映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示において、前記映像信号にマスク信号を重畳させ、映像の周縁部をマスクする映像信号合成手段を備えることを、その最良の実施の形態としている。
また、本発明の実施の形態に係るテレビ受像機は上記の映像信号処理装置を備えることを、その最良の実施の形態としている。
これにより、テレビ受像機にＨＤＴＶ信号等の映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示をさせる場合において、周縁部の品質が保証されていない映像部分（オーバースキャン時にカットされる周縁部の映像品質は保証していないため）が隠蔽され、従って、映像品質が向上する。また、周縁部の映像信号が抜けている場合に、周縁部の焼き付きを緩和できるものである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る映像信号処理装置及びその映像信号処理装置を備えるテレビ受像機の具体的な実施例を挙げ詳細に説明する。なお、以下の実施例では１９２０×１０８０の画素構成のマトリクスディスプレイを備えるテレビ受像機の例を挙げて説明する。

本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機は、アンダースキャン表示時に、オーバースキャン時には表示されない周縁部分の映像信号にマスク信号を重畳させる機能と、任意のゲインで映像信号の高域を減衰させる機能とを有するものである。

図５は、本実施例における映像信号処理装置を適用したテレビ受像機の内部構成を示す図である。
テレビ受像機１は、主に、デジタルチューナー１０、映像信号処理部２０、スケーラー処理部３０、マスク合成部４０、マスクエリア生成部５０、パネルコントロール部６０、表示デバイス（１９２０×１０８０画素のマトリクスディスプレイ）７０、ＣＰＵ８０、メモリ９０、操作キー１００、リモートコントローラ受光部１１０、などで構成される。

デジタルチューナー１０は、生成したデジタル色差映像信号を映像信号処理部２０へ送出する。映像信号処理部２０は、映像信号に高画質化のための各種信号処理（例えば、インターレース信号のプログレッシブ変換など）を行う。また、映像信号のカラースペースをＲＧＢに変換し、スケーラー処理部３０へ送出する。

スケーラー処理部３０は、メモリ９０に記録された表示デバイス７０への表示設定がオーバースキャン表示である場合には、映像信号からオーバースキャン表示部を切り出し、切り出した当該部分において映像信号を表示デバイス７０の画素数１９２０×１０８０に適合するように拡大処理を行ってマスク合成部４０へ送出する。図６は、スケーラー処理部３０におけるオーバースキャン表示の概要を説明するための図である。

一方、メモリに記録された表示デバイス７０への表示設定がアンダースキャン表示である場合、スケーラー処理部３０は、拡大・縮小処理を行わずに映像信号をマスク合成部４０へ送出する。図７は、スケーラー処理部３０におけるアンダースキャン表示の概要を説明するための図である。

また、スケーラー処理部３０は、映像信号の水平同期信号、垂直同期信号、アクティブエリア信号、クロック信号をマスク合成部４０とマスクエリア生成部５０へ送出する。

マスクエリア生成部５０は、メモリ９０に記録された設定値に基づいて、映像信号のマスク処理を行う範囲を示すマスク信号を生成し、マスク合成部４０へ出力する。マスク信号は、水平方向と垂直方向のそれぞれについて生成される。図８と図９は、マスク生成用パルスの波形例を示す模式図である。図８は垂直方向に上下３画素（ライン）、図９は水平方向に左右１０画素（ライン）のマスキングを行うように設定したマスク生成用パルスの波形を示している。

マスク合成部４０は、後述するマスク信号とスケーラー処理部３０から入力された信号とを、マスクエリア生成部５０から送出された水平マスク信号と垂直マスク信号を基準にして切り替える。図１０は、マスク合成部４０の内部構成を示す図である。

前述の通り、マスク合成部４０は内部でマスク信号を生成している。図１１は、マスク信号生成部４１の詳細な構成を示す図である。マスク信号生成部４１は、一定値を出力するマスク値送出部４２、スケーラー処理部３０から入力された映像信号の高域をカットするＬＰＦ部４３、マスク値送出部またはＬＰＦ部のいずれかの出力信号を出力するスイッチ部４４、で構成される。マスク値送出部４２から送出される値は、メモリ９０に記録された値に基づいてＣＰＵ８０により設定される。ＬＰＦ部４３のゲインも同様にメモリ９０に記録された値に基づいてＣＰＵ８０により設定される。また、２つのマスク信号のどちらを使用するかについても、メモリ９０に記録された値に基づいてＣＰＵ８０により設定される。

マスク合成部４０でマスク信号を合成された映像信号は、パネルコントロール部６０でパネル制御信号に変換される。表示デバイス７０は、パネル制御信号に基づいて映像を表示する。

また、メモリ９０は、マスク表示に必要なパラメータ値などを記録する。ユーザーが、表示画像を確認しながら操作キー１００やリモートコントローラ２００などのユーザーインターフェースを介してパラメータを入力すると、ＣＰＵ８０がメモリ９０に入力値を記録する。

本実施例においては、上述のテレビ受像機１におけるマスク合成部４０、マスクエリア生成部５０、およびそれらの操作制御を行うＣＰＵ８０並びにマスク幅などの各種パラメータを記録するメモリ９０が、映像信号合成手段２としての機能を担う映像信号処理装置となる。

次に、上記構成のテレビ受像機１におけるアンダースキャン表示例について説明する。

図１２と図１３は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に画面の上下に任意レベルの垂直マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、図１２（ａ）と図１２（ｂ）が異なるように、重畳する信号のレベルは任意に変更可能である。また、図１３（ａ）と図１３（ｂ）が異なるように、マスク幅も任意に変更可能である。

また、図１４と図１５は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に画面の左右に任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、図１４（ａ）と図１４（ｂ）が異なるように、重畳する信号のレベルは任意に変更可能である。また、図１５（ａ）と図１５（ｂ）が異なるように、マスク幅も任意に変更可能である。

更に、図１６と図１７は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に、画面の上下には任意レベルの垂直マスク信号が、画面の左右には任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、図１６（ａ）と図１６（ｂ）が異なるように、重畳する信号のレベルは任意に変更可能である。また、図１７（ａ）と図１７（ｂ）が異なるように、マスク幅も任意に変更可能である。

次に、図１８から図２０は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に、画面上下の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、信号の減衰レベルは任意に変更可能で、且つ図１９に示すように、減衰幅も任意に変更可能である。高周波成分を減衰させることにより、図２０に示すように、たとえ映像位置がずれていてもその境界をぼやかせることで、焼き付きの影響を低減することができる。

また、図２１から図２３は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に、画面左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、信号の減衰レベルは任意に変更可能で、且つ図２２に示すように、減衰幅も任意に変更可能である。高周波成分を減衰させることにより、図２３に示すように、たとえ映像位置がずれていてもその境界をぼやかせることで、焼き付きの影響を低減することができる。

更に、図２４と図２５は、本実施例における映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機１で、アンダースキャン表示時に、画面上下及び左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。なお、信号の減衰レベルは任意に変更可能で、且つ減衰幅も任意に変更可能である。高周波成分を減衰させることにより、図２５に示すように、たとえ映像位置がずれていてもその境界をぼやかせることで、焼き付きの影響を低減することができる。

以上のように、本実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機では、リサイズによる画質劣化がなく、且つノイズなどが適切にマスクされた高画質な映像を提供することができる。また、画面周囲の焼き付きも低減することができる。

以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る映像信号処理装置は、マトリクスディスプレイに入力した映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示において、前記映像信号にマスク信号を重畳させ、周縁部の映像をマスクする映像信号合成手段を備える。これにより、テレビ受像機にＨＤＴＶ信号等の映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示をさせる場合において、周縁部の品質が保証されていない映像部分（放送局などの映像制作者はオーバースキャン時にカットされる周縁部の映像品質は保証していないため）が隠蔽され、従って、映像品質が向上する。また、周縁部の映像信号が抜けている場合に、周縁部の焼き付きを緩和できるものである。

同じ映像信号をオーバースキャン表示した場合と、アンダースキャン表示した場合の画面表示例を示す模式図である。画面上で映像位置を移動修正する場合の画面表示例を示す模式図である（オーバースキャン表示）。画面上で映像位置を移動修正する場合の画面表示例を示す模式図である（アンダースキャン表示）。映像信号が表示されていない部分が蛍光体の焼き付きを起こす状況を説明するための図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を適用したテレビ受像機の内部構成を示す図である。図５のテレビ受像機のスケーラー処理部におけるオーバースキャン表示の概要を説明するための図である。図５のテレビ受像機のスケーラー処理部におけるアンダースキャン表示の概要を説明するための図である。図５のテレビ受像機のマスク生成用パルスの波形例を示す模式図である（垂直方向）。図５のテレビ受像機のマスク生成用パルスの波形例を示す模式図である（水平方向）。図５のテレビ受像機のマスク合成部の内部構成を示す図である。図５のテレビ受像機のマスク信号生成部の詳細な構成を示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に画面の上下に任意レベルの垂直マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に画面の上下に任意レベルの垂直マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に画面の左右に任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に画面の左右に任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面の上下には任意レベルの垂直マスク信号が、画面の左右には任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面の上下には任意レベルの垂直マスク信号が、画面の左右には任意レベルの水平マスク信号が重畳された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面上下の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面上下の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面上下の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面上下及び左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態の一実施例に係る映像信号処理装置を搭載したテレビ受像機で、アンダースキャン表示時に、画面上下及び左右の任意範囲の信号の高周波成分が減衰された場合の画面表示例を模式的に示す図である。

符号の説明

１テレビ受像機
２映像信号合成手段
１０デジタルチューナー
２０映像信号処理部
３０スケーラー処理部
４０マスク合成部
４１マスク信号生成部
４２マスク値送出部
４３ＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）
４４スイッチ部
５０マスクエリア生成部
６０パネルコントロール部
７０表示デバイス
８０ＣＰＵ
９０メモリ
１００操作キー
１１０リモートコントローラ受光部
２００リモートコントローラ

Claims

マトリクスディスプレイに入力した映像信号の全てを表示させるアンダースキャン表示において、前記映像信号にマスク信号を重畳させて映像の周縁部をマスクする映像信号合成手段を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
前記マスク信号は垂直マスク信号であり、前記映像の上下端部近傍をマスクすることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
前記マスク信号は水平マスク信号であり、前記映像の左右端部近傍をマスクすることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
前記マスク信号は垂直マスク信号及び水平マスク信号であり、前記映像の上下端部近傍及び左右端部近傍をマスクすることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
前記映像信号合成手段は、前記マスク信号の信号レベルを任意に変更可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
前記映像信号合成手段は、前記映像のマスク幅を任意に変更可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
前記映像信号合成手段は、前記マスク信号により前記映像信号の高周波成分を減衰させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
前記マトリクスディスプレイは１９２０×１０８０の画素構成を有するマトリクスディスプレイであり、前記映像信号は１９２０ドット×１０８０ラインの映像信号であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の映像信号処理装置を備えることを特徴とするテレビ受像機。