JP2009169141A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力される映像信号がグラデーションのような信号ならば、階調を損なうことなくそのまま出力させ、グラデーション以外の映像信号ではトグル率が規定値以上ならば、トグル率抑制手段により入力映像信号のトグル率を抑制して出力させることで、消費電力を低減することのできる映像信号処理装置を提供することである。
【解決手段】グラデーション検出手段１で、入力された映像信号において、グラデーションであるか否かを検出する。また、トグル率検出手段２では、映像信号の下位ｎビットのトグル率を検出し、累積和を求める。入力された映像信号がグラデーションではなく、且つ、映像信号のトグル率が多い場合、トグル率抑制手段３により、トグル率を抑制した映像信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイ、液晶表示パネルなど、フラットパネル全般の表示装置において、映像信号のトグル率とグラデーションであるか否かを検出し、グラデーションで、且つ、トグル率が多い場合、トグル率を抑制することでデータドライバの動作率を下げ、消費電力を抑制することを特徴とする映像信号処理装置に関するものである。

薄型の大型テレビジョンでは、アナログ入力とデジタル入力で同じ映像信号を入力してもアナログ入力の方が消費電力が大きくなる。その理由としては、アナログ映像受信時に、Ａ／Ｄ変換を行なう際の量子化ノイズによる影響が大きい。量子化ノイズとは、連続したアナログ信号を離散的なデジタル信号に変換する際に発生する誤差のことである。例えば、全白のようなベタ信号をＡ／Ｄ変換する場合、量子化ノイズの影響により、下位ビットのデータの変化する回数が多くなり、データドライバの消費電力が上がるためである。

また、表示データとして市松模様などの、放電・非放電の切換り回数が大きい表示データを画面に表示する場合、データドライバからの出力は、放電・非放電の回数が増すことになる。この放電・非放電の回数の増加に伴ってパネルの容量性負荷に起因する電力損失が発生するため消費電力が増大する。そして、データドライバの許容される電力損失を超えてしまうことによって、データドライバが破損を受け、もしくは、データドライバを構成する素子が過熱状態となってしまう等の弊害を生じる。

上記課題を解決するため、従来技術は、表示データについて表示セル間における表示データの切換り回数を計数する計数部、または、マトリクス型表示パネル上の表示に対応する表示データと表示セルの複数に対応する所定領域におけるデータ配列との間の時系列的な相関を検出する相関検出部の少なくともいずれかを有し、計数部または相関検出部の少なくともいずれかからの出力が入力されて表示データの性質を判別する表示データ判別部と、この表示データ判別部からの出力に基づいて表示データに対する画像処理を行う画像処理部とを備え、表示データの相関を検出する相関検出部または放電・非放電の切換り回数を検出するカウンタ部からの検出結果を元に、電力が小さくなるよう画像処理部の信号処理を制御する。これにより、信号処理のみでデータドライバの消費電力を抑えることができる映像表示装置を提供している。（例えば、特許文献１参照）。

図４は、従来の表示装置の構成を示すブロック図である。

図４に示す従来の表示装置は、カウンタ部１０１、表示判別部１０２、表示データ処理部３から構成されている。

図４に示すように、カウント部１０１で表示データの放電・非放電の切替り回数を検出し、その検出結果をもとに、電力が小さくなるように表示判別部１０２と表示データ処理部１０３で、空間周波数を低くするデータに置き換えたり、所定領域におけるデータを固定されたものにする制御を行なう。

従来技術では上記手段により、信号処理のみでデータドライバの消費電力を抑えることが出来る。
特開２００１−１０９４２０号公報

上記のように、従来の表示装置では、階調を必要とするグラデーションのような映像信号が入力された場合でも、トグル回数をカウントし、結果が既定値以上なら、映像信号の所定領域のデータを固定されたものにする。したがって、グラデーションのような階調を必要とする映像信号が入力された場合には、階調が欠落し、表示品位の劣化を招くことになる。

本発明の目的は、入力される映像信号がグラデーションのような諧調を必要とする信号ならば、階調を損なうことなくそのまま出力させ、グラデーション以外の映像信号ではトグル率が規定値以上ならば、トグル率抑制手段により入力映像信号のトグル率を抑制して出力させることで、消費電力を低減することから、映像信号の性質に合わせトグル率抑制を行う事で、階調表現と消費電力削減を両立して映像信号処理装置を提供することができる。

（１）第１の発明
第１の発明に係る映像信号処理装置は、映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果をグラデーション検出信号として出力するグラデーション検出手段と、上記映像信号の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数を累積和し、上記データの変化の回数の大小を示すトグル率判別信号を出力するトグル率判別手段と、上記グラデーション検出信号、及び、上記トグル率判別信号に応じて、映像信号の下位ｎビットの値を固定するトグル率抑制手段とを備えるものである。

本発明に係る映像信号処理装置においては、トグル率判別手段で、入力された映像信号のトグル率を算出し、その結果トグル率が多く、且つ、グラデーション検出手段で、映像信号がグラデーションでないと検出された場合、トグル率抑制手段により映像信号のトグル率を抑制することが出来る。

また、グラデーション検出手段で、グラデーションであると検出された場合、入力された映像信号に対し、トグル率抑制を行なわずに出力させることが出来る。

また、トグル率判別手段で、映像信号のトグル率が少ない場合も、入力された映像信号に対し、トグル率抑制を行なわずに出力させることが出来る。

このように、グラデーション検出手段、トグル率判別手段及び、トグル率抑制手段を用いて、映像信号内において階調を必要とするグラデーションのような映像パターン領域に関しては、階調を損なうことなく表示させ、グラデーション以外の映像信号に関しては、下位ｎビットの値を、“０”又は“１”に固定することで、データドライバの動作率を低減することができ、消費電力を低減することから、映像信号の性質に合わせトグル率抑制を行う事で、階調表現と消費電力削減を両立して映像信号処理装置を提供することができる。

（２）第２の発明
第２の発明に係る映像信号処理装置は、赤色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を赤色グラデーション検出信号として出力する赤色グラデーション検出手段と、青色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を青色グラデーション検出信号として出力する青色グラデーション検出手段と、緑色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を緑色グラデーション検出信号として出力する緑色グラデーション検出手段と、上記赤色グラデーション検出信号、上記緑色グラデーション検出信号、及び、青色グラデーション検出信号に基づき、赤色映像信号、緑色映像信号及び青色映像信号にグラデーションが含まれるか否かを示すＲＧＢグラデーション信号を出力するＲＧＢグラデーション検出手段と、上記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、上記赤色トグル率判別信号に応じて、赤色映像信号の下位ｎビットの値を固定する赤色トグル率抑制手段と、上記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、上記緑色トグル率判別信号に応じて、緑色映像信号の下位ｎビットの値を固定する緑色トグル率抑制手段と、上記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、上記青色トグル率判別信号に応じて、青色映像信号の下位ｎビットの値を固定する青色トグル率抑制手段とを備えるものである。

このように、ＲＧＢそれぞれのグラデーション検出手段の出力を論理和した結果を、各色のトグル率抑制手段に入力することで、いずれか１色でもグラデーションを検出した場合、同時に前記トグル率抑制手段の動作を回避する事で、各色毎にばらばらでトグル率抑制を行なった際に特定の色のみにトグル抑制が働く事で、３色間の階調表現度合いに差が生じその結果色つきが発生する事を抑制した動作することが出来る為、階調表現と消費電力削減を両立して映像信号処理装置を提供することができる。

本発明によれば、階調表現と消費電力削減を両立した映像信号処理装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態による映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す映像信号処理装置は、グラデーション検出手段１、トグル率判別手段２、トグル率抑制手段３から構成されている。

グラデーション検出手段１は、映像信号を入力し、グラデーションであると検出した場合、グラデーション検出信号を出力する。グラデーション検出信号の具体例としては、グラデーションであると検出した場合は“１”を出力し、逆にグラデーションでないと検出した場合、“０”を出力する。ここで、グラデーションとは、映像信号が一定の割合で徐々に変化する信号のことである。たとえば、全黒から全白へ徐々に変化するランプ信号などである。

トグル率判別手段２は、映像信号を入力し、映像信号の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値よりも大きいか否かを示すトグル率判別信号を出力する。トグル率判別信号の具体例としては、映像信号の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値よりも小さい場合、“１”を出力し、逆に所定の値よりも大きい場合、“０”を出力する。

トグル率抑制手段３は、グラデーション検出信号が“１”、又は、トグル率判別信号が“１”の場合、映像信号をそのまま出力する。また、グラデーション検出信号が“０”で、且つ、トグル率判別信号が“０”の場合、映像信号の下位ｎビットのデータを“０”又は“１”に固定して出力する。

図２は、図１に示す映像信号処理装置の一例として、図２の（ａ）映像信号を与えた場合の各構成が出力する信号とトグル抑制後の映像信号を示すタイミング図である。

図２の（ａ）映像信号が入力された場合、グラデーション検出手段１では、まず、映像信号の前後のピクセルの輝度の差分値を求める。

グラデーション判別手段内に、グラデーション判別のための閾値（Ｘ）を設け、求めた差分値（Ｙ）がＸ＞Ｙであれば、グラデーションと見なして“１”を出力させる。逆に、Ｘ＜Ｙであれば、グラデーションでないと見なして“０”を出力させる。

次に、トグル率判別手段２では、まず、図２の（ｂ）映像信号の最下位ビットから隣接する数画素のトグル回数を合計して、トグル率検出信号を検出する。

検出したトグル率検出信号からトグル率判別信号を求める。

トグル率判別信号を求めるための閾値（Ｖ）を設け、検出したトグル率検出信号の値（Ｗ）がＶ＞Ｗの場合、トグル率判別手段２ではトグル率判別信号として“１”を出力させる。逆に、検出したトグル率検出信号の値がＶ＜Ｗの場合、トグル率判別手段２ではトグル率判別信号として“０”を出力させる。

上記に示すように、グラデーション検出信号が“０”で、且つ、トグル率判信号が“１”の場合、トグル率抑制手段３により、映像信号の最下位ビットを“０”に固定する。これにより映像信号の最下位ビットのトグル率抑制手段出力（ＬＳＢ）が得られ、図２の（ｇ）トグル率抑制手段出力の波形で示すようなトグル率を抑制した映像信号が得られる。

上記のように、本実施の形態では、１つのグラデーション検出手段、１つのトグル率判別手段及び、１つのトグル率抑制手段を用いて、階調を必要とするグラデーションのような映像信号に関しては、階調を損なうことなく表示させ、グラデーション以外の映像信号に関しては、下位ｎビットの値を、“０”又は“１”に固定することで、データドライバの動作率を低減することができ、消費電力を低減することのできる映像信号処理装置を実現することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の一実施の形態による表示色毎に各構成を設けた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。

図３に示す映像信号処理装置は、表示色毎のグラデーション検出手段１ａ、１ｂ、１ｃ、トグル率判別手段２ａ、２ｂ、２ｃ、トグル率抑制手段３ａ、３ｂ、３ｃ、グラデーション検出手段１ａ、１ｂ、１ｃ、の出力の論理和を求めるＯＲゲート４から構成されている。

赤色グラデーション検出手段１ａは、赤色映像信号（映像信号Ｒ）を入力し、グラデーションであると検出した場合、赤色グラデーション検出信号を出力する。赤色グラデーション検出信号の具体例としては、グラデーションであると検出した場合は、“１”を出力し、逆にグラデーションでないと検出した場合、“０”を出力する。

緑色グラデーション検出手段１ｂは、緑色映像信号（映像信号Ｇ）を入力し、グラデーションであると検出した場合、緑色グラデーション検出信号を出力する。緑色グラデーション検出信号の具体例としては、グラデーションであると検出した場合は、“１”を出力し、逆にグラデーションでないと検出した場合、“０”を出力する。

青色グラデーション検出手段１ｃは、青色映像信号（映像信号Ｂ）をそれぞれ入力し、青色グラデーションであると検出した場合、青色グラデーション検出信号を出力する。青色グラデーション検出信号の具体例としては、グラデーションであると検出した場合は、“１”を出力し、逆にグラデーションでないと検出した場合、“０”を出力する。

ＯＲゲート４は、グラデーション検出手段１ａ，１ｂ，１ｃから出力される赤色グラデーション検出信号、緑色グラデーション検出信号及び青色グラデーション検出信号の論理和を求めて、ＲＧＢグラデーション検出信号として出力する。

赤色トグル率判別手段２ａは、赤色映像信号（映像信号Ｒ）を入力し、赤色映像信号（映像信号Ｒ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値より大きいか否かを示す赤色トグル率判別信号を出力する。赤色トグル率判別信号の具体例としては、赤色映像信号（映像信号Ｒ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値よりも小さい場合、“１”を出力し、逆に所定の値よりも大きい場合、“０”を出力する。

緑色トグル率判別手段２ｂは、緑色映像信号（映像信号Ｇ）を入力し、緑色映像信号（映像信号Ｇ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値より大きいか否かを示す緑色トグル率判別信号を出力する。緑色トグル率判別信号の具体例としては、緑色映像信号（映像信号Ｇ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値よりも小さい場合、“１”を出力し、逆に所定の値よりも大きい場合、“０”を出力する。

青色トグル率判別手段２ｃは、青色映像信号（映像信号Ｂ）を入力し、青色映像信号（映像信号Ｂ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値より大きいか否かを示す青色トグル率判別信号を出力する。青色トグル率判別信号の具体例としては、青色映像信号（映像信号Ｂ）の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数の累積和が所定の値よりも小さい場合、“１”を出力し、逆に所定の値よりも大きい場合、“０”を出力する。

赤色トグル率抑制手段３ａは、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“１”、又は、赤色トグル率判別信号が“１”の場合、赤色映像信号（映像信号Ｒ）をそのまま出力し、また、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“０”で、且つ、赤色トグル率判別信号が“０”の場合、赤色映像信号（映像信号Ｒ）の下位ｎビットのデータを“０”又は“１”に固定して出力する。

緑色トグル率抑制手段３ｂは、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“１”、又は、緑色トグル率判別信号が“１”の場合、緑色映像信号（映像信号Ｇ）をそのまま出力し、また、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“０”で、且つ、緑色トグル率判別信号が“０”の場合、緑色映像信号（映像信号Ｇ）の下位ｎビットのデータを“０”又は“１”に固定して出力する。

青色トグル率抑制手段３ｃは、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“１”、又は、青色トグル率判別信号が“１”の場合、青色映像信号（映像信号Ｂ）をそのまま出力し、また、ＯＲゲート４の出力であるＲＧＢグラデーション検出信号が“０”で、且つ、青色トグル率判別信号が“０”の場合、青色映像信号（映像信号Ｂ）の下位ｎビットのデータを“０”又は“１”に固定して出力する。

これにより、グラデーション検出手段１ａ，１ｂ，１ｃのいずれか１色以上でもグラデーションを検出した場合、同時に前記トグル率抑制手段の動作を回避するように動作させることが出来る。例えば、赤と紫のグラデーション信号ので、且つ、赤色信号と青色信号の最下位ビットが“０”と“１”で交番するような信号の場合、赤色信号ではグラデーション信号のため、前記トグル率抑制手段の動作を回避し、青信号では前記トグル率抑制手段により、トグルを抑制させることが出来る。これにより、グラデーションの階調を損なうことなく、青色信号分のデータドライバの動作率を低減することが可能となる。

本発明にかかる映像信号処理装置は、階調表現と消費電力削減を両立することができ、
プラズマディスプレイ、液晶表示パネルなど、フラットパネル全般の表示装置において有用である。

本発明の実施の形態１における映像信号処理装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における映像信号処理装置の一例として、各構成が出力する信号とトグル抑制後の映像信号を示すタイミング図 本発明の実施の形態２における映像信号処理装置の構成を示すブロック図 従来の表示装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１ グラデーション検出手段
１ａ 赤色グラデーション検出手段
１ｂ 緑色グラデーション検出手段
１ｃ 青色グラデーション検出手段
２ トグル率判別手段
２ａ 赤色トグル率判別手段
２ｂ 緑色トグル率判別手段
２ｃ 青色トグル率判別手段
３ トグル率抑制手段
３ａ 赤色トグル率抑制手段
３ｂ 緑色トグル率抑制手段
３ｃ 青色トグル率抑制手段
４ ＯＲゲート
１０１ カウンタ部
１０２ 表示判別部
１０３ 表示データ処理部

Claims (2)

1. 映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果をグラデーション検出信号として出力するグラデーション検出手段と、
   前記映像信号の下位ｎビットにおいて、前後ｍピクセル間でデータの変化の回数を累積和し、前記データの変化の回数の大小を示すトグル率判別信号を出力するトグル率判別手段と、
   前記グラデーション検出信号、及び、前記トグル率判別信号に応じて、映像信号の下位ｎビットの値を固定するトグル率抑制手段と、を備える、映像信号処理装置。
2. 赤色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を赤色グラデーション検出信号として出力する赤色グラデーション検出手段と、
   青色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を青色グラデーション検出信号として出力する青色グラデーション検出手段と、
   緑色映像信号がグラデーションであるか否かを検出し、検出結果を緑色グラデーション検出信号として出力する緑色グラデーション検出手段と、
   前記赤色グラデーション検出信号、前記緑色グラデーション検出信号、及び、青色グラデーション検出信号に基づき、赤色映像信号、緑色映像信号及び青色映像信号にグラデーションが含まれるか否かを示すＲＧＢグラデーション信号を出力するＲＧＢグラデーション検出手段と、
   前記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、前記赤色トグル率判別信号に応じて、赤色映像信号の下位ｎビットの値を固定する赤色トグル率抑制手段と、
   前記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、前記緑色トグル率判別信号に応じて、緑色映像信号の下位ｎビットの値を固定する緑色トグル率抑制手段と、
   前記ＲＧＢグラデーション検出信号、及び、前記青色トグル率判別信号に応じて、青色映像信号の下位ｎビットの値を固定する青色トグル率抑制手段と、を備える、映像信号処理装置。

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