JP2009118421A - 映像表示装置及び映像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 CPUの負荷を増大させることなく、また、コストアップすることなく、記憶色補正が可能な映像表示装置及び映像表示方法を提供する。
【解決手段】 映像信号に基づいて映像を表示する映像表示装置において、表示画素の記憶色に補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データに基づいてルックアップ処理により前記映像信号を補正し、前記表示画素の記憶色に補正された映像信号を生成する映像信号補正手段と、前記表示画素の記憶色に補正された前記映像信号に基づいて映像を表示する映像表示手段とを備えることを特徴とする映像表示装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、映像表示装置及び映像表示方法に関する。

近年、TV放送番組を視聴可能なTVチューナ搭載のパーソナルコンピュータが普及している。また、最近のCPU性能の向上に伴い、映像データに対して施す画像処理をソフトウェアでおこなうものも少なくない。そして、この画像処理の1つとして、記憶色補正処理がある。

記憶色とは多くの人がイメージとして記憶している色のことである。一般的に人間は空の色、肌色、木々の色などに対して好ましい色のイメージを持っている。例えば、空の色などは、実際は水色に近い薄めの青であったとしても、より鮮やかで真っ青な色として記憶されていることが多い。木々の色も同様に、実際の色よりも鮮やかな色として記憶されていることが多い。人間がもつ記憶色に近づけるよう色を補正する処理をここでは記憶色補正処理と呼ぶことにする。この記憶色補正処理はさまざまな提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２３７７９８号公報

最近では地上デジタル放送やHD DVDなどの普及によりHD解像度の映像が増えており、上記の記憶色補正処理をHD解像度の映像に対してソフトウェアで処理しようとするとCPUの負荷は過大なものとなる。また、専用のLSIを導入することで処理することも可能だが、部品点数が増加し、パーソナルコンピュータのコストアップが引き起こされる。

よって、本発明はCPUの負荷を増大させることなく、また、コストアップすることなく、記憶色補正が可能な映像表示装置及び映像表示方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の映像表示装置は、映像信号に基づいて映像を表示する映像表示装置において、表示画素の記憶色に補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データに基づいてルックアップ処理により前記映像信号を補正し、前記表示画素の記憶色に補正された映像信号を生成する映像信号補正手段と、前記表示画素の記憶色に補正された前記映像信号に基づいて映像を表示する映像表示手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、CPUの負荷を増大させることなく、また、コストアップすることなく、記憶色補正が可能な映像表示装置及び映像表示方法が得られる。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態を示すブロック構成図を示している。本発明の映像表示装置は、例えば、ノートブック型パーソナルコンピュータとして実現される。図１はノートブック型パーソナルコンピュータ１０のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。即ち、この映像表示装置は、ノートブック型パーソナルコンピュータ１０として実現されている。

本コンピュータ１０は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）１７から構成される表示装置が組み込まれている。

ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対して開放位置と閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体１１は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード１３、本コンピュータ１を電源オン／オフするためのパワーボタン１４、入力操作パネル１５、およびタッチパッド１６などが配置されている。

入力操作パネル１５は、押されたボタンに対応するイベントを入力する入力装置であり、複数の機能をそれぞれ起動するための複数のボタンを備えている。これらボタン群には、ＴＶ起動ボタン１５Ａ、ＤＶＤ／ＣＤ起動ボタン１５Ｂも含まれている。ＴＶ起動ボタン１５Ａは、ＴＶ放送番組データの再生及び記録を行うためのＴＶ機能を起動するためのボタンである。ＴＶ起動ボタン１５Ａがユーザによって押下された時、ＴＶ機能を実行するためのＴＶアプリケーションプログラムが自動的に起動される。

本コンピュータにおいては、汎用の主オペレーティングシステムの他に、ＡＶ（オーディオ・ビデオ）データを処理するための専用の副オペレーティングシステムがインストールされている。ＴＶアプリケーションプログラムは、副オペレーティングシステム上で動作するプログラムである。

パワーボタン１４がユーザによって押下された時、主オペレーティングシステムが起動される。一方、ＴＶ起動ボタン１５Ａがユーザによって押下された時は、主オペレーティングシステムではなく、副オペレーティングシステムが起動され、そしてＴＶアプリケーションプログラムが自動的に実行される。副オペレーティングシステムはＡＶ機能を実行するための最小限の機能のみを有している。このため、副オペレーティングシステムのブートアップに要する時間は、主オペレーティングシステムのブートアップに要する時間に比べて遙かに短い。よって、ユーザは、ＴＶ起動ボタン１５Ａを押すだけで、ＴＶ視聴／録画を即座に行うことが出来る。

ＤＶＤ／ＣＤ起動ボタン１５Ｂは、ＤＶＤまたはＣＤに記録されたビデオコンテンツを再生するためのボタンである。ＤＶＤ／ＣＤ起動ボタン１５Ｂがユーザによって押下された時、ビデオコンテンツを再生するためのビデオ再生アプリケーションプログラムが自動的に起動される。このビデオ再生アプリケーションプログラムも、副オペレーティングシステム上で動作するアプリケーションプログラムである。ＤＶＤ／ＣＤ起動ボタン１５Ｂがユーザによって押下された時は、主オペレーティングシステムではなく、副オペレーティングシステムが起動され、そしてビデオ再生アプリケーションプログラムが自動的に実行される。

図２は、映像表示装置であるパーソナルコンピュータ１０の機能構成図である。
本コンピュータ１０は、図２に示されているように、ＣＰＵ１１１、ノースブリッジ１１２、主メモリ１１３、グラフィクスコントローラ（GPU）１１４、ＣＰＵ１１１とノースブリッジ１１２と主メモリ１１３とから成るソフト処理部１１５、サウスブリッジ１１９、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２０、ハードディスク／光ディスクドライブ（ＨＤＤ／ＯＤＤ）１２１、キャプチャーユニット１２２、およびエンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２３等を備えている。図示せぬTVチューナ、ネットワークコントローラ等を備えていてもよい。

ＣＰＵ１１１は本コンピュータ１０の動作を制御するために設けられたプロセッサであり、ハードディスク／光ディスクドライブ（ＨＤＤ／ＯＤＤ）１２１から主メモリ１１３にロードされる、主オペレーティングシステム／副オペレーティングシステム、および各種アプリケーションプログラムを実行する。

アプリケーションプログラムには、映像データをキャプチャーユニット１２２によって取り込む機能、代表として受信されたＴＶ放送番組データに含まれる映像データを高画質化するための機能を有している。

また、ＣＰＵ１１１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２０に格納されたシステムＢＩＯＳ（Basic Input Output System）も実行する。システムＢＩＯＳはハードウェアを制御するためのプログラムである。

ノースブリッジ１１２はＣＰＵ１１１のローカルバスとサウスブリッジ１１９との間を接続するブリッジデバイスである。ノースブリッジ１１２には、主メモリ１１３をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、ノースブリッジ１１２は、ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バスなどを介してグラフィクスコントローラ１１４との通信を実行する機能も有している。

グラフィクスコントローラ１１４は本コンピュータ１０のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１７を制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ１１４はビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１１４Ａに書き込まれた映像データからＬＣＤ１７に送出すべき表示信号を生成する。また、プログラマブルシェーダの機能を実行する。

サウスブリッジ１１９は、ＬＰＣ（Low Pin Count）バス上の各デバイス、およびＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス上の各デバイスを制御する。また、サウスブリッジ１１９は、ＨＤＤ／ＯＤＤ１２１を制御するためのＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ１１９は、キャプチャーユニット１２２を制御する機能、およびＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２０をアクセス制御するための機能も有している。さらに、TVチューナを制御する機能を有する。TVチューナはTV放送番組のような放送番組データを外部から受信するための受信装置である。

ＨＤＤ／ＯＤＤ１２１は、各種ソフトウェア及びデータをハードディスクに格納する記憶装置であり、またビデオコンテンツが格納されたＤＶＤ、ＣＤなどの記憶メディアを駆動するためのドライブユニットである。キャプチャーユニット１２２は、ＴＶ放送番組のような放送番組データを外部から受信することを代表的な機能とする装置である。

エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２３は、電力管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード（ＫＢ）１３およびタッチパッド１６を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。このエンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２３は、ユーザによるパワーボタン１４の操作に応じて本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフする機能を有している。さらに、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２３は、ユーザによるＴＶ起動ボタン１５Ａ、ＤＶＤ／ＣＤ起動ボタン１５Ｂの操作に応じて、本コンピュータ１０をパワーオンすることもできる。ネットワークコンピュータは、例えばインターネットなどの外部ネットワークとの通信を実行する処理装置である

以上はコンピュータ１０の概要を中心とする説明であり、以下はコンピュータ１０における実施例を中心とする説明である。
次に図３を用いて記憶色補正処理の一例を説明する。
YCbCrの映像信号に対して記憶色補正処理をおこなう色の範囲を設定する。図３では破線で区分した領域が相当する。ここでは、空の色や水の色の補正を想定して設定してある。映像信号が補正処理範囲内の色である場合はCb、Crの信号に対して以下の演算を施す。

Cb’ = Cb * GAIN
Cr’ = Cr * GAIN
ここでCb’、Cr’は補正処理後の信号である。GAINは1以上の整数を設定する。GAINは一律の値でも良いし、Cb、Crの値により可変させても良い。またCbに対してはGAIN１、Crに対してはGAIN２と値を変化させても良い。また演算としては上記のような掛け算に替わり足し算やその組み合わせでもよく、適宜有効性の高い演算とすればよい。

RGBの映像信号の場合はRGBの映像信号をYCbCrに変換し、上記の補正処理を施した後にRGBの映像信号に変換することで記憶色補正処理を施すことができる。

これらの処理を予め計算してルックアップテーブルにしておくことで、ルックアップテーブルの参照のみで記憶色補正を行うことができる。RGB映像信号の場合は例えば0から255の整数値における3次元ルックアップテーブル、YCbCr映像信号の場合は例えば−127から128の整数値における2次元ルックアップテーブルを容易すればよい。Yの値は任意である。

以上は記憶色補正処理の一例を説明したものであり、補正処理範囲を複数設定してもよいし、処理方法も上記に限定するものではない。
続いて、本発明の処理を図４、図５を用いて説明する。図４はGPUのプログラマブルシェーダに関する機能ブロック図である。図４のプログラマブルシェーダ２００は図２のGPU１１４の機能としてある。

バーテックスシェーダ２０１では、3Dの頂点データにテクスチャ座標を割り当て、スクリーンに投影する。ラスタライザ２０２では、投影された2Dの頂点に取り囲まれた領域をピクセルの集まりに分解する。また、頂点に割り当てられているテクスチャ座標を補間することによって、各ピクセルにテクスチャ座標を割り当てる。テクスチャユニット２０３では、各ピクセルに割り当てられたテクスチャ座標が指し示すアドレスからテクスチャデータをロードする。ピクセルシェーダ２０４では、ロードしたテクスチャデータに各種演算を施してピクセルのカラーを計算する。本実施形態では、記憶色補正処理をおこなう。ROP２０５はピクセルのカラーをビデオメモリに書き込む。また、図４のビデオメモリは図２のVRAM１１４Ａに該当する。

上記をより具体的に説明する。本実施形態では、4つの3D頂点データ１１４Ｂ（V1、V2、V3、V4）をビデオメモリに格納しておく。また、地上デジタル放送などの映像データがCPUやGPUによりデコード処理され、フレーム映像データがテクスチャ１１４Ｃとしてビデオメモリに格納される。また、先に説明した記憶色補正のルックアップテーブルがテクスチャとして予めビデオメモリに格納されている。バーテックスシェーダ２０１で、4つの3D頂点データ（V1、V2、V3、V4）が2Dの頂点データ（V1’、V2’、V3’、V4’）に変換される。さらに、フレーム映像データのテクスチャ座標（T1、T2、T3、T4）を頂点データに割り当てる。ここでは、V1’にT1、V2’にT2、V3’にT3、V4’にT4が割りあてられる。ラスタライザ２０２では、頂点データ（V1’、V2’、V3’、V4’）に取り囲まれた領域をピクセルの集まりに分解し、また、頂点データに割り当てられたテクスチャ座標をもとに各ピクセルにテクスチャ座標を割り当てる。ピクセルシェーダ２０４では、ピクセルOに割り当てられたテクスチャ座標が指し示すテクスチャデータPを参照する。テクスチャデータPはRGBの映像データを保持している。続いて、このRGBデータをテクスチャを参照するアドレスとして使用し、そのアドレスが指し示すテクスチャデータQを参照する。そして、テクスチャデータQが保持するRGBの映像データをピクセルOのピクセルカラーとする。ROP２０５によりピクセルカラーがビデオメモリのフレームバッファ１１４Ｄに書き込まれ、全ピクセルの色が決定すると図１のLCD１７に表示される。以上の処理により、フレーム映像データに記憶色補正処理を施した映像をLCD１７に表示することができる。

これにより、CPUの負荷を増大させることなく、また、コストアップすることなく、記憶色補正が可能となる。
上記のように本実施形態では、記憶色補正処理をGPUのプログラマブルシェーダを利用して処理する。
記憶色補正処理をルックアップテーブル(LUT)化し、テクスチャとしてVRAMに保持する。ピクセルシェーダでテクスチャを参照することで記憶色補正処理をおこなう。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の一実施形態を示すパーソナルコンピュータ構成図。 同実施形態のシステム構成図。 同実施形態の記憶色補正処理を説明するために示す図。 同実施形態のプログラマブルシェーダの機能ブロック図。 同実施形態に用いられるプログラマブルシェーダでの記憶色補正処理を示す図。

符号の説明

１０ コンピュータ
１３ キーボード（ＫＢ）
１７ ＬＣＤ
１１１ ＣＰＵ
１１３ 主メモリ
１１４ グラフィクスコントローラ
１１４Ａ ＶＲＡＭ
１１４Ｂ 頂点データ
１１４Ｃ テクスチャ
１１４Ｄ フレームバッファ
１１５ ソフト処理部
１１９ サウスブリッジ
１２０ ＢＩＯＳ
１２１ ハードディスク／光ディスクドライブ（ＨＤＤ／ＯＤＤ）
１２２ キャプチャーユニット
１２３ エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）
２０１ バーテックスシェーダ
２０２ ラスタライザ
２０３ テクスチャユニット
２０４ ピクセルシェーダ
２０５ ROP

Claims (5)

1. 映像信号に基づいて映像を表示する映像表示装置において、
   表示画素の映像信号を記憶色に補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
   前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データに基づいてルックアップ処理により前記映像信号を補正し、前記表示画素の記憶色に補正された映像信号を生成する映像信号補正手段と、
   前記表示画素の記憶色に補正された前記映像信号に基づいて映像を表示する映像表示手段と、
   を備えることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データは、テーブル化されたテクスチャデータであることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データは、ＲＧＢ映像信号表示色を３次元表現したデータであることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データは、YCbCr映像信号表示色を２次元表現したデータであることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
5. 映像信号に基づいて映像を表示する映像表示方法において、
   補正データ記憶手段には、表示画素の記憶色を補正するための所定の補正データが記憶されており、
   前記補正データ記憶手段に記憶された前記補正データに基づいて前記映像信号を補正し、前記表示画素の記憶色に補正された映像信号を生成する映像信号補正ステップと、
   前記表示画素の記憶色に補正された前記映像信号に基づいて映像を表示する映像表示ステップと、
   を備えることを特徴とする映像表示方法。

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