JP2021048534A - 画質回路、映像処理装置および信号特徴検出方法 - Google Patents

画質回路、映像処理装置および信号特徴検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】回路規模を維持しつつ、より高精細な画素数の多い信号の特徴検出を可能とする画質回路、映像処理装置および信号特徴検出方法を提供する。【解決手段】画質回路は、入力された第１の信号を当該第１の信号よりも低解像度である第２の信号にダウンコンバートするダウンコンバート部と、前記第１の信号とは別系統で入力された当該第１の信号よりも低解像度である第３の信号の特徴検出を行う特徴検出部と、を備え、前記特徴検出部は、前記ダウンコンバート部によりダウンコンバートされた前記第２の信号の特徴検出を行う。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、画質回路、映像処理装置および信号特徴検出方法に関する。
従来、映像信号の特徴検出を行い、当該特徴検出結果を用いて各種処理を実行する技術が開示されている。例えば、映像信号の画素の輝度レベルに基づくヒストグラムを検出し、当該ヒストグラムを表示することでコンテンツの実際のダイナミックレンジを確認させる技術が知られている。
特開平８−２３４６０号公報
ところで、近年、新帯域（左旋）での４Ｋ８Ｋ衛星放送が開始されている。しかしながら、このような４Ｋ８Ｋ衛星放送において、８Ｋ放送信号（７６８０×４３２０）の特徴検出（例えば、ヒストグラムの検出）を実行するためには、４Ｋ放送信号（３８４０×２１６０）に比べて、４倍のデータを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）が必要となる、という課題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路規模を維持しつつ、より高精細な画素数の多い信号の特徴検出を可能とする画質回路、映像処理装置および信号特徴検出方法を提供することを目的とする。
実施形態の画質回路は、入力された第１の信号を当該第１の信号よりも低解像度である第２の信号にダウンコンバートするダウンコンバート部と、前記第１の信号とは別系統で入力された当該第１の信号よりも低解像度である第３の信号の特徴検出を行う特徴検出部と、を備え、前記特徴検出部は、前記ダウンコンバート部によりダウンコンバートされた前記第２の信号の特徴検出を行う。
図１は、第１の実施形態にかかる映像処理装置の構成を示すブロック図である。 図２は、映像復号器および信号処理部の構成例を示す図である。 図３は、第２の実施形態にかかる映像復号器および信号処理部の構成例を示す図である。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる映像処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、映像処理装置の一例としてのデジタルテレビジョン受信機１１を適用して説明する。なお、本実施形態においては、映像処理装置の一例としてデジタルテレビジョン受信機１１を適用したが、これに限るものではなく、セットトップボックス、ＨＤＤレコーダなどであってもよい。
図１に示すように、デジタルテレビジョン受信機１１は、映像表示部１４、スピーカ１５、操作部１６、受光部１８、放送信号入力端子４８，５３、出力端子６３，６４、チューナ４９，５４、ＰＳＫ復調器５０、ＯＦＤＭ復調器５５、映像復号器７０、画質回路である信号処理部５１、音声処理部５９、グラフィック処理部５８、映像処理部６２、ＯＳＤ信号生成部６１、制御部６５等を備える。
また、放送信号入力端子４８及び放送信号入力端子５３には、それぞれＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用アンテナ４７及び地上波放送受信用アンテナ５２が接続される。受光部１８は、リモートコントローラ１７から出力される信号を受信する。
制御部６５は、デジタルテレビジョン受信機１１内の各部の動作を制御する。制御部６５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６９、ＲＯＭ（Read Only Memory）６６、ＲＡＭ（Random Access Memory）６７、及び不揮発性メモリ６８を備える。ＲＯＭ６６は、ＣＰＵ６９によって実行される制御プログラムを格納する。不揮発性メモリ６８は、各種の設定情報及び制御情報を格納する。ＣＰＵ６９は、処理に必要な命令群及びデータをＲＡＭ６７にロードし、処理を実行する。
制御部６５には、操作部１６による操作情報、もしくは受光部１８で受信されるリモートコントローラ１７による操作情報が入力される。制御部６５は、この操作内容を反映した各部の制御を行う。
ＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用アンテナ４７は、衛星デジタルテレビジョン放送信号（４Ｋ８Ｋ衛星放送を含む）を受信する。ＢＳ／ＣＳデジタル放送受信用アンテナ４７は、受信した衛星デジタルテレビジョン放送信号（４Ｋ８Ｋ衛星放送を含む）を、入力端子４８を介して衛星デジタル放送用のチューナ４９に出力する。チューナ４９は、この放送信号からユーザが選択しているチャンネルの放送信号を選局する。チューナ４９は、選局した放送信号をＰＳＫ復調器５０に出力する。ＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調器５０は、チューナ４９により選局された放送信号をデジタルの映像信号及び音声信号に復調する。ＰＳＫ復調器５０は、復調したデジタルの映像信号及び音声信号を映像復号器７０に出力する。
地上波放送受信用アンテナ５２は、地上デジタルテレビジョン放送信号を受信する。地上波放送受信用アンテナ５２は、地上デジタルテレビジョン放送信号を、入力端子５３を介してチューナ５４に出力する。チューナ５４は、この放送信号からユーザが選択しているチャンネルの放送信号を選局する。チューナ５４は、選局した放送信号をＯＦＤＭ復調器５５に出力する。ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調器５５は、チューナ５４により選局された放送信号をデジタルの映像信号及び音声信号に復調する。ＯＦＤＭ復調器５５は復調したデジタルの映像信号及び音声信号を映像復号器７０に出力する。
映像復号器７０は、ＭＰＥＧ２、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ-４ ＡＶＣ、Ｈ．２６５（ＩＳＯ/ＩＥＣ ２３００８-２ ＨＥＶＣ）などといった動画圧縮規格によって映像符号化がされた映像信号を復号し、信号処理部５１に出力する。
信号処理部５１は、映像復号器７０で復号されたデジタルの映像信号及び音声信号に対して所定のデジタル信号処理を施す。信号処理部５１は、所定のデジタル信号処理を施した映像信号及び音声信号を、グラフィック処理部５８及び音声処理部５９に出力する。
グラフィック処理部５８は、信号処理部５１から出力されるデジタル映像信号に、ＯＳＤ（On Screen Display）信号生成部６１で生成されるメニュー等のＯＳＤ信号を重畳する。グラフィック処理部５８は、ＯＳＤ信号が重畳された映像信号を映像処理部６２に出力する。また、グラフィック処理部５８は、信号処理部５１の出力である映像信号と、ＯＳＤ信号生成部６１の出力であるＯＳＤ信号とを選択的に出力してもよい。
映像処理部６２は、入力されたデジタル映像信号を、映像表示部１４で表示可能なアナログ映像信号に変換する。映像処理部６２は、このアナログ映像信号を映像表示部１４に出力する。映像表示部１４は、入力されたアナログ映像信号に基づいて映像を表示する。映像処理部６２はさらに、出力端子６３を介してアナログ映像信号を外部に導出してもよい。
音声処理部５９は、入力されたデジタル音声信号を、スピーカ１５で再生可能なアナログ音声信号に変換する。音声処理部５９は、このアナログ音声信号をスピーカ１５に出力する。スピーカ１５は、入力されたアナログ音声信号に基づいて音声を再生する。音声処理部５９はさらに、出力端子６４を介してアナログ音声信号を外部に導出してもよい。
信号処理部５１は、信号の特徴検出を行う特徴検出部であるヒストグラム検出部６０を備える。信号処理部５１では、処理対象の映像信号のうち、例えば画素の輝度レベルに基づく輝度信号（Ｙ）がヒストグラム検出部６０に入力される。ヒストグラム検出部６０は、輝度信号（Ｙ）からヒストグラムを生成する。映像処理部６２では、ヒストグラム検出部６０により生成されたヒストグラムに基づいて、映像信号を表示する。
ここで、映像復号器７０および信号処理部５１について詳述する。
図２は、映像復号器７０および信号処理部５１の構成例を示す図である。図２に示すように、映像復号器７０は、８Ｋデコーダ５６と、４Ｋデコーダ５７と、を備える。
また、信号処理部５１は、８Ｋ画質回路７１と、４Ｋ画質回路７２と、８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３、４Ｋ→８Ｋアップコンバータ７４、切替スイッチ（ＳＷ）７５，７６，７７を備えている。
８Ｋ画質回路７１は、第１画質回路７１１と、画質制御回路７１２と、第２画質回路７１３と、を備え、８Ｋ信号に対する各種画質処理を実行する。
４Ｋ画質回路７２は、第１画質回路７２１と、画質制御回路７２２と、第２画質回路７２３と、ヒストグラム検出部６０と、を備え、４Ｋ信号に対する各種画質処理を実行する。第１画質回路７２１は、信号の特徴検出には影響のない動作を行う。信号の特徴検出の１つとして、ヒストグラム検出部６０における信号の画素の輝度レベルに基づく輝度分布を表すヒストグラム検出がある。
なお、信号の特徴検出は、輝度分布を表すヒストグラム検出に限るものではなく、色の分布を表すヒストグラム検出などでもよい。
第１の信号である８Ｋ放送信号（７６８０×４３２０）は、８Ｋデコーダ５６によりコンポーネント信号（８Ｋ信号）に変換される。このコンポーネント信号は、外部入力端子（図示せず）からの８Ｋ信号と切替ＳＷ７５で切り替えられて、切替ＳＷ７７を経由して８Ｋ画質回路７１に入力される。
また、８Ｋ放送信号や外部入力端子からの８Ｋ信号は、切替ＳＷ７５で切り替えられて８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３に入力される。
８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３は、８Ｋ放送信号や外部入力端子からの８Ｋ信号を４Ｋ信号（第２の信号）にダウンコンバートして、ダウンコンバートした信号を切替ＳＷ７６に出力する。ダウンコンバートした信号とは、原信号の画素数の多い信号を画素数の少ない信号に変換した後の信号を意味する。
一方、第３の信号である４Ｋ放送信号（３８４０×２１６０）は、４Ｋデコーダ５７によりコンポーネント信号（４Ｋ信号）に変換される。このコンポーネント信号は、外部入力端子（図示せず）からの４Ｋ信号および８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３からの４Ｋ信号と切替ＳＷ７６で切り替えられて４Ｋ画質回路７２に入力される。
４Ｋ画質回路７２に入力された４Ｋ放送信号は、４Ｋ画質回路７２で各種画質処理を実行した後、４Ｋ→８Ｋアップコンバータ７４で８Ｋ信号にアップコンバートされる。アップコンバートされた８Ｋ信号は、切替ＳＷ７７を介して８Ｋ画質回路７１で各種画質処理を実行されて映像表示部１４に表示される。
加えて、８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３でダウンコンバートした４Ｋ信号は、切替ＳＷ７６で切り替えられて４Ｋ画質回路７２に入力される。４Ｋ画質回路７２に入力されたダウンコンバートした４Ｋ信号は、４Ｋ画質回路７２の第１画質回路７２１を通り、ヒストグラム検出部６０にてヒストグラム検出を実行される。
８Ｋ信号のヒストグラムの特徴は、ダウンコンバートした４Ｋ信号のヒストグラムの特徴と変わらないため、本実施形態においては、ダウンコンバートした４Ｋ信号のヒストグラムの特徴を８Ｋ信号のヒストグラムの特徴の代用として用いるようにしたものである。
ヒストグラム検出部６０は、ヒストグラム検出結果を制御部６５に渡す。制御部６５は、ＯＳＤ信号生成部６１を制御してヒストグラム検出結果に基づくデータを生成し、生成したデータをグラフィック処理部５８に渡す。グラフィック処理部５８は、信号処理部５１から出力されるデジタル映像信号に、ＯＳＤ信号生成部６１で生成されたヒストグラム検出結果に基づくデータであるＯＳＤ信号を重畳するなどした映像信号を映像処理部６２に出力する。映像処理部６２は、映像信号を映像表示部１４に出力する。映像表示部１４は、入力された映像信号に基づいて映像を表示する。ユーザは、映像表示部１４にグラフィック表示されたコンテンツのヒストグラム表示を見ることで、コンテンツの実際のダイナミックレンジを確認することができる。
また、制御部６５は、ヒストグラム検出結果に応じた８Ｋ画質回路７１の８Ｋ信号の画質制御に対するフィードバック信号を８Ｋ画質回路７１の画質制御回路に出力する。このフィードバック信号は、ヒストグラム検出結果に応じた４Ｋ画質回路７２の４Ｋ信号の画質制御に対するフィードバック信号と同じである。
このように、第１の実施形態の画質回路および映像処理装置によれば、８Ｋ信号について８Ｋから４Ｋへのダウンコンバートを行い、４Ｋ信号として４Ｋ画質回路７２に入力する。これにより、８Ｋ信号からの特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）を不要とし、４Ｋ信号における特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）の回路規模を維持しつつ、８Ｋ信号についての特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）が可能になる。
また、第１の実施形態の映像処理装置によれば、８Ｋ信号についての特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）の結果を、８Ｋ信号についての特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）の結果と同様に報知（表示）することができる。
さらに、第１の実施形態の映像処理装置によれば、特徴検出結果（例えば、ヒストグラム検出結果）に応じた８Ｋ画質回路７１の８Ｋ信号の画質制御に対するフィードバック信号は、４Ｋ画質回路７２の４Ｋ信号の画質制御に対するフィードバック信号と同じである。
なお、８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３でダウンコンバートした４Ｋ信号は、変換後、一般的なテレビのインターフェースで用いられるフォーマットに変換して、外部へ出力できる形にしたものも含まれる。また、８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３でダウンコンバートした４Ｋ信号は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）に記録するなと他の用途にも用いるためのフォーマットに変換するものも含まれる。
なお、第１の実施形態の構成において、８Ｋ画質回路７１と４Ｋ画質回路７２との位置、４Ｋ→８Ｋアップコンバータ７４の位置は、図２で示した位置に限るものではない。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、コンテンツがメタ情報を記録したDynamicＨＤＲに非対応である場合に、８Ｋ信号について８Ｋから４Ｋへのダウンコンバートを行い、４Ｋ信号として４Ｋ画質回路７２に入力する点が、第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。
図３は、第２の実施形態にかかる映像復号器７０および信号処理部５１の構成例を示す図である。
近年、シーン毎あるいはフレーム毎の輝度範囲などのメタ情報を記録したDynamicＨＤＲ対応のコンテンツが開発されている。このようなメタ情報は、ＨＤＭＩ（登録商標）の情報領域（AVInfo）、デコードのＳＥＩ信号などの形で付加される。また、このようなDynamicＨＤＲ対応のコンテンツを受信する映像処理装置も開発されている。
図３に示すように、デジタルテレビジョン受信機１１の信号処理部５１は、メタ情報抽出部８０を備える。メタ情報抽出部８０は、受信したコンテンツ（４Ｋ放送信号）を４Ｋデコーダ５７で変換したコンポーネント信号からメタ情報（シーン毎あるいはフレーム毎の輝度範囲など）を抽出する。また、メタ情報抽出部８０は、外部入力端子（図示せず）からの４Ｋ信号および８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３からの４Ｋ信号からメタ情報（シーン毎あるいはフレーム毎の輝度範囲など）を抽出する。
デジタルテレビジョン受信機１１の制御部６５は、メタ情報抽出部８０で抽出したメタ情報に基づくデータを８Ｋ画質回路７１の画質制御回路７１２および４Ｋ画質回路７２の画質制御回路７２２にフィードバックして、画質制御を実施する。
ところで、コンテンツ（８Ｋ放送信号）がDynamicＨＤＲに非対応であり、上述のようなメタ情報（シーン毎あるいはフレーム毎の輝度範囲など）を取得することができない場合がある。
そこで、本実施形態のデジタルテレビジョン受信機１１は、コンテンツ（８Ｋ放送信号）がDynamicＨＤＲに非対応である場合、８Ｋ→４Ｋダウンコンバータ７３でダウンコンバートした４Ｋ信号について、４Ｋ画質回路７２のヒストグラム検出部６０にてヒストグラム検出を実行する。
ヒストグラム検出部６０は、ヒストグラム検出結果を制御部６５に渡す。制御部６５は、ヒストグラム検出結果をDynamicＨＤＲ対応で使用しているメタ情報の形に変換し、当該メタ情報に基づくデータを８Ｋ画質回路７１の画質制御回路７１２および４Ｋ画質回路７２の画質制御回路７２２にフィードバックして、画質制御を実施する。
このように、第２の実施形態の画質回路および映像処理装置によれば、コンテンツがメタ情報を記録したDynamicＨＤＲに非対応である場合に、８Ｋ信号について８Ｋから４Ｋへのダウンコンバートを行い、４Ｋ信号として４Ｋ画質回路７２に入力する。これにより、コンテンツがメタ情報を記録したDynamicＨＤＲに非対応である場合であっても、８Ｋ信号からの特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）を不要とし、４Ｋ信号における特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）の回路規模を維持しつつ、８Ｋ信号についての特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）が可能になる。
また、第２の実施形態の映像処理装置によれば、制御部６５は、特徴検出（例えば、ヒストグラム検出）結果をDynamicＨＤＲ対応で使用しているメタ情報の形に変換することにより、より容易に、高画質が実現できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１１ 映像処理装置
５１ 画質回路
６０ 特徴検出部
６５ 制御部
７３ ダウンコンバート部

Claims (5)

  1. 入力された第１の信号を当該第１の信号よりも低解像度である第２の信号にダウンコンバートするダウンコンバート部と、
    前記第１の信号とは別系統で入力された当該第１の信号よりも低解像度である第３の信号の特徴検出を行う特徴検出部と、
    を備え、
    前記特徴検出部は、前記ダウンコンバート部によりダウンコンバートされた前記第２の信号の特徴検出を行う、
    ことを特徴とする画質回路。
  2. 前記特徴検出部は、前記特徴検出として信号の画素の輝度レベルに基づくヒストグラムを検出する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画質回路。
  3. 請求項１または２に記載の画質回路と、
    前記画質回路を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記画質回路の特徴検出部による特徴検出結果を報知する、
    ことを特徴とする映像処理装置。
  4. 前記制御部は、前記画質回路の特徴検出部による特徴検出結果に基づいて、前記第１の信号の画質制御に対するフィードバック信号を出力する、
    ことを特徴とする請求項３に記載の映像処理装置。
  5. 画質回路における信号特徴検出方法であって、
    入力された第１の信号を当該第１の信号よりも低解像度である第２の信号にダウンコンバートするダウンコンバートステップと、
    前記第１の信号とは別系統で入力された当該第１の信号よりも低解像度である第３の信号の特徴検出を行う特徴検出ステップと、
    を含み、
    前記特徴検出ステップは、前記ダウンコンバートステップにおいてダウンコンバートされた前記第２の信号の特徴検出を行う、
    ことを特徴とする信号特徴検出方法。
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