JP2010160338A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像信号のテキスト領域の階調を反転させることで、より確実に表示装置の消費電力を減少させることができる映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】入力された映像信号のうちテキスト画像のみのテキスト領域を抽出するテキスト領域抽出部３と、抽出されたテキスト領域の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出部５と、抽出されたテキスト領域のテキスト部と背景部の輝度レベルを比較する輝度レベル比較部４と、テキスト領域に係る映像信号の階調を反転させるテキスト領域反転部６とを具備する。そして、平均輝度レベル検出部５が検出した平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ輝度レベル比較部４にて背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判定された場合にのみ、テキスト領域における階調をテキスト領域反転部６にて反転させて表示装置９に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号の入力或いは放送の受信により映像信号を取得し、取得した映像信号の平均輝度レベル情報に基づいて適切な信号処理を実行することにより、映像の表示装置の消費電力を減少させる映像信号処理装置に関する。

従来より、入力データがテキストデータであるか否かを判別し、入力データがテキストデータである場合に、背景部を白色、テキスト部を黒色で表示すべき入力データに対し、白色と黒色の間で表示色を反転させる技術が提案されている。これは、白色と黒色の間で表示色を反転させることで画像表示装置の消費電力を減少させることを狙ったものである（特許文献１参照。）。
特開２００３−１０８０７６号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、テキスト画像のみからなるテキスト領域における平均輝度レベルによっては、背景部とテキスト部の白色と黒色とを反転させると逆に画像表示装置の消費電力が増大してしまうことがあった。

本発明は上記の不都合に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、映像信号における平均輝度レベルを判断基準としてテキスト領域の階調の反転処理を実行するか否かを判断することで、映像信号を表示させる際の画像表示装置の消費電力をより確実に低減することである。

上述した課題を解決するための本発明は、信号の入力或いは放送の受信により映像信号を取得し該映像信号に基づいて表示装置に映像を表示させる映像信号処理装置であって、
前記映像信号に係る映像のうちテキスト画像のみからなるテキスト領域を抽出するテキスト領域抽出手段と、
抽出されたテキスト領域における平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出手段と、
抽出されたテキスト領域におけるテキスト部と背景部の輝度レベルを比較する輝度レベル比較手段と、
前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を反転させるテキスト画像反転手段と、を備え、
前記平均輝度レベル検出手段が検出した前記テキスト領域における平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ、前記輝度レベル比較手段において背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判定された場合に、前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を前記テキスト画像反転手段によって反転させて前記表示装置に表示させることを特徴とする。

本発明によれば、テキスト領域における平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ、テキスト領域において背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判断された場合に、テキスト領域のテキスト画像の階調を反転させる。従って、階調の反転によってより確実に映像の表示装置の消費電力を低減することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。

〔実施例１〕
図１は、本実施例における映像信号処理装置のブロック図である。本映像信号処理装置には、図１に示すように映像信号とモード選択信号とが入力される。本実施例における映像信号はＲＧＢ信号（ＲＧＢ映像信号）を含むカラー映像信号である。映像信号は本実施例におけるようにケーブルなどを通じて映像信号処理装置に入力されてもよいが、放送が受信されることによって映像信号処理装置に取得されてもよい。本映像信号処理装置に入力された映像信号は、輝度信号変換部１、テキスト領域反転部６及び、出力信号選択部８に入力される。輝度信号変換部１では、入力された映像信号が輝度信号に変換される。具体的には、例えばＲＧＢ信号をＹＩＱ信号に変換しＹ信号を取り出すことで輝度のみの信号としてもよい。

輝度信号変換部１から出力された輝度信号は静止画抽出部２に入力される。静止画抽出部２においては動画部と静止画部との判定が行なわれ、静止画部に係る輝度信号のみが抽出され出力される。より具体的には、現フレーム信号と過去のフレーム信号とが比較され、輝度信号の差分が予め設定された閾値以下の場合には当該領域に係る映像が静止画と判定される。静止画抽出部２から出力された輝度信号はテキスト領域抽出部３に入力される。なお、動画部と静止画部との判定の方法はここで示した方法に限定されるものではない。

テキスト領域抽出部３においては、入力された静止画部に係る輝度信号より、さらにテキスト領域に係る輝度信号のみを抽出して出力する。ここで、テキスト領域か否かの判定は以下の手法による。すなわち、判定の対象である静止画部における輝度信号の階調ヒストグラムを取得する。そして、この階調ヒストグラム（ＲＧＢ信号を輝度信号に変換した後の映像信号から取得された階調ヒストグラム）における表示階調の数が所定数（例えば５〜１０以下）である領域をもってテキスト領域と判定する。このテキスト領域抽出部３から出力されたテキスト領域に係る輝度信号は輝度レベル比較部４、平均輝度レベル検出部５及びテキスト領域反転部６に供給（入力）される。なお、テキスト領域か否かの判定の手法はここで示した手法に限定されるものではない。

輝度レベル比較部４においては、テキスト領域におけるテキスト部と背景部の輝度レベルが比較され、背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高い時にＨｉｇｈ信号が出力されるようになっている。なお、本実施例における輝度レベルとは、各画素または領域における輝度の指令値を、輝度信号の最大値を２５５とした場合の相対値として２５６段階で表現したものである。よって、本実施例において最大輝度レベルは２５５ということになる。しかしながら、輝度レベルの定義はここで示したものに限られない。各画素または領域における輝度を数値化したものであれば、他の方法で定義してもよい。

次に、平均輝度レベル検出部５においては、テキスト領域に係る輝度信号についての平均輝度レベルが検出される。この平均輝度レベルとは、テキスト領域の各画素の輝度レベルの合計値をテキスト領域の画素数で除した値である。そして、検出された平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高い場合に、平均輝度レベル検出部５からはＨｉｇｈ信号が出力されるようになっている。

テキスト領域反転部６には、前述のように映像信号処理装置に入力された映像信号と、テキスト領域抽出部３から出力されたテキスト領域に係る輝度信号とが入力される。そして、テキスト領域反転部６においては、映像信号のうちテキスト領域に係る輝度信号のみ
の階調が反転されるようになっている。換言すると、例えば入力された映像信号が動画とテキスト画像以外の静止画、テキスト画像が混在した信号であった場合に、テキスト領域反転部においてテキスト画像のみの階調が反転されて出力される。これにより、テキスト領域の階調のみが反転された映像信号がテキスト領域反転部６より出力され、出力信号選択部８に入力されるようになっている。

選択信号発生部７には、輝度レベル比較部４及び平均輝度レベル検出部５から出力されたＨｉｇｈ／Ｌｏｗ信号が入力されるようになっている。また、モード選択信号が入力されるようになっている。このモード選択信号は、表示装置における消費電力を低減するような信号処理が行われる「省エネモード」をユーザが選択した場合にＨｉｇｈとなり、従来どおりの「通常モード」を選択した場合にＬｏｗとなる信号である。

そして、輝度レベル比較部４からの出力信号、平均輝度レベル検出部５からの出力信号、モード選択信号の全てがＨｉｇｈとなった場合に、選択信号発生部７からの出力信号がＨｉｇｈとなるようになっている。この出力信号は出力信号選択部８に入力される。出力信号選択部８においては、選択信号発生部７からの出力信号がＨｉｇｈとなった場合には、映像信号処理装置に入力された映像信号ではなくテキスト領域反転部６から出力された、テキスト領域のみの階調が反転された映像信号を出力する。一方、選択信号発生部７からの出力信号がＬｏｗとなった場合には、映像信号処理装置に入力された映像信号をそのまま出力する。出力信号選択部８からの出力信号は表示装置９に入力され映像として表示される。

上記において、輝度信号変換部１は輝度信号変換手段に相当する。テキスト領域抽出部３はテキスト領域抽出手段に相当する。輝度レベル比較部４は輝度レベル比較手段に相当する。平均輝度レベル検出部５において平均輝度レベルを検出する部分は平均輝度レベル検出手段に相当する。テキスト領域反転部６はテキスト画像反転手段に相当する。

次に、本実施例の映像信号処理装置における映像信号の処理フローの例について図２を用いて詳細に説明する。当該処理フローが実行されると、まずＳ１０１において、入力された映像信号（ＲＧＢ信号）をＹＩＱ信号に変換しＹ信号を抽出することで輝度信号に変換する。Ｓ１０１の処理が終了するとＳ１０２に進む。Ｓ１０２においては、変換された輝度信号について動画部と静止画部との判定が行なわれ、静止画部についての輝度信号のみが抽出される。Ｓ１０２の処理が終了するとＳ１０３に進む。Ｓ１０３においては、静止画部のうちテキスト画像のみからなるテキスト領域がさらに検出され、テキスト領域に係る輝度信号が抽出される。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。Ｓ１０４においては、テキスト領域におけるテキスト部の輝度レベルと背景部の輝度レベルが検出される。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。

Ｓ１０５においては、背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いか否かが判定される。ここで背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベル以下であると判定（否定判定）された場合には階調の反転によって平均輝度レベルを下げることが困難と判断されるので、そのまま本フローを一旦終了する。一方、背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判定（肯定判定）された場合にはＳ１０６に進む。

Ｓ１０６においてはテキスト領域全体の平均輝度レベルが検出される。Ｓ１０６の処理が終了するとＳ１０７に進む。Ｓ１０７においては、テキスト領域全体の平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高いか否かが判定される。ここでテキスト領域の平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％以下と判定（否定判定）された場合には階調を反転する必要がない、または、階調を反転すると逆にテキスト領域の平均輝度レベルが上昇すると判断されるので、そのまま本フローを一旦終了する。一方、テキスト部の平均輝度レベル
が最大輝度レベルの５０％より高いと判定（肯定判定）された場合にはＳ１０８に進む。

Ｓ１０８においては、入力された映像信号のうちテキスト領域に係る階調のみが反転され出力される。Ｓ１０８の処理が終了すると本フローを一旦終了する。

次に、本実施例における映像信号処理装置により映像がどのように処理されるかの例について図３を用いて説明する。図３左側に示す図は、本映像信号処理装置に入力された映像信号をそのまま表示装置９で表示させた場合の図である。この例では、映像には動画部１０とテキスト領域１１とが混在している。そして、テキスト領域１１にはテキスト部１１ａと背景部１１ｂとが分布している。

そして、図３左側に示すようにテキスト部１１ａの輝度レベルが背景部１１ｂの輝度レベルより低く、且つテキスト領域１１全体の平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高い場合には、図３右側に示すように、テキスト領域のみの階調を反転させる。これにより、テキスト領域の平均輝度レベルを最大輝度レベルの５０％より低くすることができ、表示装置９における消費電力を低減することが可能となる。

次に、本実施例における映像信号処理装置によりテキスト領域１１の階調が反転されない場合の例について図４を用いて説明する。図４（Ａ）に示すのは、テキスト部１１ａの輝度レベルが背景部１１ｂの輝度レベルより低いものの、テキスト領域１１全体の平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％以下である場合である。このような場合には、表示装置９における消費電力自体が充分に少ないことと、テキスト領域１１の階調を反転させると逆に平均輝度レベルが上昇してしまうことより、入力された映像信号をそのまま表示装置９に表示させる。

一方、図４（Ｂ）に示すのは、本実施例における映像信号処理装置によりテキスト領域１１の階調が反転されない場合の第２の例である。この例は、テキスト部１１ａの輝度レベルが背景部１１ｂの輝度レベル以上である場合である。この場合も、テキスト領域１１の階調を反転させると逆に平均輝度レベルが上昇してしまう可能性が高いことより、入力された映像信号をそのまま表示装置９に表示させる。

以上、説明したように、本実施例においては、テキスト領域の平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ、テキスト部の輝度レベルが背景部の輝度レベルより低い場合にのみ、テキスト領域（テキスト部と背景部）の階調を反転させることとした。これによれば、階調の反転によって確実に表示装置９の消費電力が低減する場合のみに、テキスト領域の階調を反転させるので、階調の反転により逆に消費電力が上昇してしまうことを抑制できる。従って、より確実に、表示装置９の消費電力を低減させることができる。

なお、上記のブロック図においては、ユーザ操作によって「省エネモード」と「通常モード」が切替え可能であり、ユーザが予め「省エネモード」を選択している場合にのみ、上記フローによるテキスト領域の階調の反転が行なわれる例について説明した。これに対し、ユーザ操作による「省エネモード」の選択機能（切替え機能）を省略してもよいことは当然である。また、「省エネモード」と関係なく、あるいは「省エネモード」が選択されている場合に、テキスト領域の階調を反転する条件が揃った際にユーザに「テキスト領域の階調反転の許可」を得る装置としてもよい。これにより、テキスト領域におけるテキスト画像の階調を反転させるか否かを、ユーザ操作にて逐一選択可能とすることができる。

また、上記の実施例においては映像信号処理装置に入力される映像信号はＲＧＢ信号を
含むカラー映像信号としたが、これ以外の映像信号、例えば輝度／色差信号入力でもよい。この場合には、輝度信号変換部１では単純に映像信号のうちＹ信号を抽出することとなる。また、テキスト領域における輝度レベルを検出する際には、輝度信号変換部１で輝度信号を取得する手法の他、例えば画素単位で消費されている電流または電圧を取得することで輝度信号を取得する手法も考えられる。さらに、上記の実施例においては、入力された映像信号のうちテキスト領域に係る輝度信号の階調を反転させることとした。しかしながら、より効果的に表示装置における消費電力を低減できる場合には、テキスト領域以外の静止画部あるいは動画部の映像信号の階調も反転させるようにしても構わない。

本発明の実施例に係る映像信号処理装置のブロック図である。 本発明の実施例に係る映像信号処理装置における処理フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る映像信号処理装置によりテキスト領域における階調が反転された場合の映像表示の変化を示す図である。 本発明の実施例に係る映像信号処理装置によりテキスト領域における階調が反転されない映像表示の例を示す図である。

１・・・輝度信号変換部
２・・・静止画抽出部
３・・・テキスト領域抽出部
４・・・輝度レベル比較部
５・・・平均輝度レベル検出部
６・・・テキスト領域反転部
７・・・選択信号発生部
８・・・出力信号選択部
９・・・表示装置
１０・・・動画部
１１・・・テキスト領域
１１ａ・・・テキスト部
１１ｂ・・・背景部
Ｓ１０１・・・入力信号輝度変換処理
Ｓ１０２・・・静止画抽出処理
Ｓ１０３・・・テキスト領域抽出処理
Ｓ１０４・・・テキスト、背景輝度レベル検出処理
Ｓ１０５・・・テキスト、背景輝度レベル比較判定処理
Ｓ１０６・・・テキスト領域平均輝度レベル検出処理
Ｓ１０７・・・平均輝度レベル＞５０％判定処理
Ｓ１０８・・・テキスト領域反転処理

Claims (6)

1. 信号の入力或いは放送の受信により映像信号を取得し該映像信号に基づいて表示装置に映像を表示させる映像信号処理装置であって、
   前記映像信号に係る映像のうちテキスト画像のみからなるテキスト領域を抽出するテキスト領域抽出手段と、
   抽出されたテキスト領域における平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出手段と、
   抽出されたテキスト領域におけるテキスト部と背景部の輝度レベルを比較する輝度レベル比較手段と、
   前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を反転させるテキスト画像反転手段と、を備え、
   前記平均輝度レベル検出手段が検出した前記テキスト領域における平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ、前記輝度レベル比較手段において背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判定された場合に、前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を前記テキスト画像反転手段によって反転させて前記表示装置に表示させることを特徴とする映像信号処理装置。
2. 前記映像信号として取得されたＲＧＢ映像信号を輝度信号に変換する輝度信号変換手段をさらに備え、
   前記輝度信号変換手段によって変換された輝度信号を前記平均輝度レベル検出手段と前記輝度レベル比較手段とに供給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。
3. 前記テキスト領域抽出手段は、テキスト領域か否かを判定する対象となる映像信号の階調ヒストグラムを取得し、該映像信号における表示階調の数が所定数である場合に、該映像信号に係る領域をテキスト領域と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。
4. 前記映像信号として取得されたＲＧＢ映像信号を輝度信号に変換する輝度信号変換手段をさらに備え、
   前記階調ヒストグラムは、取得されたＲＧＢ映像信号を前記輝度信号変換手段によって輝度信号に変換した後の信号から取得することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
5. 前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を前記テキスト画像反転手段によって反転させるか否かを、ユーザ操作にて選択可能としたことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
6. 前記平均輝度レベル検出手段が検出した前記テキスト領域における平均輝度レベルが最大輝度レベルの５０％より高く、且つ、前記輝度レベル比較手段において背景部の輝度レベルがテキスト部の輝度レベルより高いと判定された場合に、前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を前記テキスト画像反転手段によって反転させる省エネモードと、前記テキスト領域におけるテキスト画像の階調を前記テキスト画像反転手段によって反転させない通常モードとの切替えを可能としたことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。

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