JP2009060556A

JP2009060556A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2009060556A
Application number: JP2007228522A
Authority: JP
Inventors: Isao Ueda; 功上田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-09-04
Also published as: JP4702340B2

Abstract

【課題】画質評価者が画質補正のかかっている部分を容易に特定できる画像表示装置を提供する。
【解決手段】入力映像信号に対して、複数種の画質補正を行い、画質補正映像信号として出力する画質補正部１１０と、入力映像信号と画質補正映像信号の差分を算出する画質比較部１２０と、画質補正情報として関連付けられたパターン行列を複数記憶して画質比較部１２０で算出した差分データからなる差分行列と、一致するか否かを判断し、画質補正情報を補正領域データとして出力するパターン比較部１３０と、一致すると判断した領域と画質補正情報を共にに表示するＯＳＤ信号を作成し、画質補正映像信号と合成した信号をモニタ表示させる合成表示部１４０と、を備えた画像表示装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、補正処理効果を確認、または定量的に評価するための画像表示装置に関するものである。

ガンマ補正やエンハンサ等の画質補正が、表示映像のどの部分に働いているのかを判断する時、現状では画質評価者が表示された画像を目視し、どの部分にどれくらいの強さで画質補正がかかっているかを主観的に判断している。

また、従来の定量的な画質評価方法としては、映像信号の差分と動きベクトルにより、画質評価（ノイズの有無）するものがある（特許文献１）。
特開２００３−４７０２９号公報

しかしながら、上記従来の方法ではノイズが重畳された時など、本来の映像信号から大幅に変化したものについては検知できるが、画質補正の有無など僅かな変化については検知できなかった。また、複数種の画質補正が働いた場合、画質評価者の個々による目視による評価では判断を誤ることがある。また、画質補正の副作用が僅かだけ画質に悪影響を与えている場合も、目視で確認するのは難しいという問題があった。

本発明は以上の課題を解決することを目的とするものであり、画像補正をしている部分を特定し、かつ、その部分をＯＳＤなどで画面上に定量的に表示することにより、画質評価者が画質補正のかかっている部分を容易に特定できる画像表示装置を提供することである。

本発明に係る画像表示装置は、入力映像信号に対して、輝度信号や色信号を変化させる一つまたは複数種の画質補正を行い画質補正された映像信号である画質補正映像信号を出力する画質補正部と、前記入力映像信号と前記画質補正映像信号の差分を差分データとして算出する画質比較部部と、前記画質比較部で算出した差分データを複数のパターン行列のうち少なくとも一つが一致するか否かを判断するパターン比較部と、一致すると判断した補正領域と、一致したパターン行列の画質補正情報の少なくとも一方を画面上に表示させる表示部とを備える。

画質評価者が画質補正のかかっている部分を容易に特定できる。また、見逃しやすい細部の画質補正効果や動きの速い映像信号に対する画質補正の影響を画質評価者が気づきやすくなるため、他の設計者が設計した画質補正と比較することが容易になる。

以下本願発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示す概略構成図であり、画像補正を行う画質補正部１１０と画質補正部１１０の入出力の映像信号を比較する画質比較部１２０と、画質比較部１２０で算出された差分データを予め用意されたパターンと比較し補正領域を特定するパターン比較部１３０と、パターン比較部１３０で得られた補正領域データを、画像に表示または知らせるために、画質補正部１１０からの画質補正後の映像に合成し、映像モニタに出力する合成表示部１４０からなる。

図２は図１で説明した概略構成図を更に詳細に説明するための回路構成を示すブロック図であり、図３は図１、図２の回路の動作を説明するための動作フローチャートである。アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１０１でディジタル信号を得て、画質補正部１１０と画質比較部１２０に出力される（ステップＳ１）。画質補正部１１０は輝度信号から画面表示に適した階調強度を補正する機能を有するガンマ補正回路１１１と、低周波数帯域で輪郭がぼけてしまうのを補正するため、輪郭を際立たせる機能を有するエンハンサ回路１１２で構成され、映像信号の処理後は補正前後を比較するための画質比較部１２０とＯＳＤ信号を作成し映像信号と合成させモニタ表示させる合成表示部１４０に出力される（ステップＳ２）。画質比較部１２０は、画質補正前後の映像信号を比較するために画質補正後映像は画質補正部１１０での処理による遅延を補えるように、画質補正前の信号にバッファ１２１を挿入、減算器１２２で差分を算出し（ステップＳ３）、３×３画素を一ブロックと考え３行３列のＡ行列として信号データを変換する機能を有するＡ行列変換回路１２３で構成され、パターン比較部１３０に出力される（ステップＳ４）。パターン比較部１３０は、３×３画素のＡ行列を定型化する機能を有する行列定型化回路１３１（ステップＳ５）と、行列定型化回路１３１で出力された差分パターンを画質補正部１１０で補正処理されることに関連付けられ保存されているパターンと比較する機能を有するパターン比較回路１３４（ステップＳ６）で構成され、パターンが一致した行列を合成表示部１４０に出力する(ステップＳ７)。行列定型化回路１３１とパターン比較回路１３４の演算処理はＣＰＵ１３２で行い、比較パターンデータを格納しているＲＯＭ１３３を使用する。合成表示部１４０では、画質比較部１２０とパターン比較部１３０での遅延処理を補うために、画質補正部１１０からの画質補正後映像信号にバッファ１４１を挿入し、ＯＳＤを作成しモニタ出力する機能を有するＯＳＤ合成回路１４２でパターン比較部１３０から得られたデータをＯＳＤ合成し（ステップＳ９）、映像モニタに出力する（ステップＳ１０）。

なお、パターン比較部１３０で保存されている比較パターンは、画質補正部１１０と関連付けられているもので、ガンマ補正やエンハンサ以外の効果を認識するためのパターンを用意しても良い。

また、３×３画素を一ブロックとした３行３列の行列は、任意の整数(m,n)を使用してもよく、m×n画素を一ブロックとしたm行n列の行列にしてもよい。

ここで画質補正部１１０について詳細を説明する。画質補正部１１０ではエンハンサとガンマ補正の機能を有している。図７にエンハンサ回路を介したときの信号入出力を示す。エンハンサは、輝度の変化が小さい輪郭の境目を、くっきりさせるために、信号の変化の段差をつけさせる処理である。エンハンサ回路の入力信号の変化２２０では小さな階段状の変化となるが、エンハンサ回路の出力信号の変化２２１では凹凸のある信号となり、輪郭の境目での輝度の変化を大きくすることができる。これにより小さな輝度変化でも認識できるようになり、輪郭がくっきりとすることができる。図８にガンマ補正曲線を示す。ガンマ補正は、入力の輝度信号に対して出力の輝度信号の関係を示すガンマ曲線２３０をモニタに最適な、あるいは局所な領域でコントラストを上げるために必要な特性に変化させるものである。ガンマ曲線２３０が平らな入力信号のレベルのところほど階調が乏しくなってしまうため、理想的にはモニタの出力特性に合わせて線形になるように曲線を処理する。図６に画質補正部１１０の入出力時の画質補正前後の一例を示す。また画質補正前を示す図４での雲と空の輪郭２０１と山と空の輪郭２０２が、画質補正後を示す図５ではエンハンサの効果でくっきりとなる。また図４での空の階調が、図５ではガンマ補正により明暗の幅が大きくなる。

次に画質比較部１２０について詳細を説明する。画質比較部１２０では減算器１２２で差分を算出するが、Ａ行列変換回路で３×３の画素数を一ブロックとした領域とすると、全画面の画素数の水平方向をａ、垂直方向をｂで等分することができる（図９を参照）。そこで図１１に示すように、３×３の画素数のブロック２６１が一ブロック２５０として、画質補正を判定する最小単位領域となるように、aとbの値を決める。結果、画質補正前後で同領域のブロックであるブロック２６２とブロック２６１の減算により、差分データを格納したブロック２６３が算出される（図１２参照）。つまり、この差分データを格納したブロックを行列と考えた場合、３行３列の行列となり、A₁₁からA_(a+1)(b+1)までの(a+1)×(b+1)個の３×３の行列をもつＡ行列ができることになる(図１０参照)。

なお３×３をm×n,３行３列をm行n列としてもよい。

次にパターン比較部１３０について詳細を説明する。画質比較部１２０で算出されたＡ行列の値では、輝度の差分値の大きさにより、ある行列パターンの倍数が複数算出されることが考えられる。そこで、それぞれのＡ行列内で絶対最小値を１として正規化をかけて、複数のパターンを一定のパターンと考えることを定型化とすることで比較対照となる保存されているパターンの数を少なくして比較することができる。図１３にその例を示しながら説明すると、Ａ行列内の行列２６３の絶対最小値は２であるため、２をｘとおいて定型化すると定型化行列２７０に変化できる。この定型化行列２７０と保存されているパターン行列を比較するとガンマ補正パターン(Ｐ１)２７１と一致することがわかる。そこで比較した行列つまり画面上のあるブロック領域がx=２で、且つＰ１として検出され、ＯＳＤ信号の情報データとして出力する。
次に合成表示部１４０について詳細を説明する。パターン比較部１３０で検出された結果の領域２８０を表現するために、合成表示部１４０ではＯＳＤ信号を作成し画質補正部１１０からの信号と合成させるＯＳＤ合成回路がある(図１４を参照)。パターン比較部１３０で検出された領域とその検出された強度を交互に点滅させて画面に表示させる。ここで点滅させる時間は任意であり、その表示方法も点滅以外の方法でも良い。パターン比較部１３０でエンハンサパターンを検出した場合の画面表示の例を図１５に、ガンマ補正パターンを検出した場合の画面表示の例を図１６に示す。それぞれ画質補正と認識された領域では、ＯＳＤにより表示され、その画質補正のレベルも同領域に表示されている。

なお、画質比較部１２０において、Ａ行列変換回路１２３を削除して使用しても良い。この場合、パターン比較部１３０の行列定型化回路１３１も不要になり、回路規模を削減することが出来るが、パターン比較器１３４で比較対象となる保存されているパターンの数は多くなるのでＲＯＭ１２３の使用量が増大する。上記のように削除した場合、１画素を中心としたm×n画素の行列を全画素数に渡って比較していくことができる。勿論m×n画素を３×３画素の行列としてもよい。パターン行列の値を、確実に求めることは難しいので、目視評価によって欠点が出るパターンを保存するような使用方法が効果的である。

なお上記で説明した実施の形態において、ＯＳＤによる表示させる方法は画質評価結果を知らせるための一例であり、画質評価結果を知らせるものであれば、何でもよい。

製造工程における画質確認の際や、画質評価者が画質評価する際に使用可能な画像表示装置等として利用可能である。

本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成概略図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の回路構成図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の動作を説明するためのフローチャート本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での画質補正前画像の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での画質補正後画像の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での画質補正部１１０の入出力の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのエンハンサ信号の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのガンマ補正信号の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での画面分割概念図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのＡ行列変換による領域分割例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのm×n行列の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での画質比較部の減算の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのパターン比較部の検出の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置での合成表示の入出の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのエンハンサの検出の例を示す図本発明の実施の形態１に係る画像表示装置でのガンマ補正の検出の例を示す図

符号の説明

１０１Ａ／Ｄ変換器
１１０画質補正部
１１１ガンマ補正回路
１１２エンハンサ回路
１２０画質比較部
１２１バッファ
１２２減算器
１２３Ａ行列変換回路
１３０パターン比較部
１３１行列定型化回路
１３２ＣＰＵ
１３３ＲＯＭ
１３４パターン比較回路
１４０合成表示部
１４１バッファ
１４２ＯＳＤ合成回路

Claims

入力映像信号に対して、輝度信号や色信号を変化させる一つまたは複数種の画質補正を行い画質補正された映像信号である画質補正映像信号を出力する画質補正部と、
前記入力映像信号と前記画質補正映像信号の差分を差分データとして算出する画質比較部部と、
前記画質比較部で算出した差分データを複数のパターン行列のうち少なくとも一つが一致するか否かを判断するパターン比較部と、
一致すると判断した補正領域と、一致したパターン行列の画質補正情報の少なくとも一方を画面上に表示させる表示部と、
を備えた画像表示装置。
前記複数種の画質補正のうち少なくとも一つを画質補正情報として関連付けられた、m×n画素数すなわちｍ行ｎ列からなるパターン行列を複数記憶していることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
前記表示部は、一致すると判断した前記補正領域と、一致したパターン行列を関連付けている前記画質補正情報を共に表示するＯＳＤ信号を作成し、前記画質補正部から出力した画質補正映像信号と前記ＯＳＤ信号を合成した信号をモニタ表示させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
前記画質比較部は、前記入力映像信号と前記画質補正映像信号のそれぞれをｍ×ｎ画素を１ブロックとする領域に分割し、各ブロック毎に入力映像信号と画質補正映像信号の差分であるｍ×ｎ行列の差分行列である差分データとして算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
前記パターン比較部は、前記画質比較部で算出した差分行列の値を前記差分行列内の最小値で除算する処理、あるいは最小値を１として正規化する処理の少なくとも一方を行うことで前記差分行列を定型化することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像表示装置。
前記補正領域データを検出結果としてデータを記憶できる記憶部に保存することや表示部からデータとして出力することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置。