JP3969183B2 - 画像表示システムと画像送信装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像表示システムと画像送信装置および画像表示装置に関する。詳しくは、無線信号を受信して画像信号を出力する受信手段と、受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段とを用いて表示ユニットを形成して、複数の表示ユニットを用いて画像表示装置を構成する。また、画像送信装置は、画像表示領域を構成する表示ユニットの表示手段に対応させて、表示画像を複数の部分画像に分割し、この部分画像を対応する表示手段で表示させる送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号を無線信号として出力する送信手段用いて構成するものである。また、画像表示装置の表示ユニットの位置を移動可能とするものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶プロジェクタやレーザ光プロジェクタあるいはフィルム映写機などの投射装置を用いて、スクリーンに画像を投影することで、大画面での画像提示が行われている。また、発光機能を有する表示素子を平面状に複数配列させて大画面の表示部を構成して、各表示素子の発光を制御することで表示部に画像を表示させる画像表示装置も用いられている。
このように、大画面で画像を提示することで、臨場感の高い画像提示を行うことができると共に、多くの人が同時に画像を見ることもできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フィルム映写機以外の投射装置は、画素あるいは走査線のように離散化された情報の集合で1画面の画像を構成している。このため、提示する画像のサイズが大きくなると、画素間あるいは走査線間の隙間などが目立ってしまい、画像の精細さが低下してしまう。
【0004】
また、投影レンズ等を用いて画像をスクリーンに拡大して投影する場合、提示する画像のサイズが大きくなるに伴い画面が暗くなる。光源からの光出力を増加させる必要があるが、これは必ずしも容易ではない。さらに、屋外で画像の提示を行う場合、周囲が明るい状態となってしまうことにより投影された画像が見えにくくなってしまう場合が生ずる。
【0005】
発光機能を有する表示素子を用いる画像表示装置は、大画面化や高解像度化によって表示素子の数を多くすると、表示素子を駆動する信号を生成するための信号処理部と表示素子間の信号線の配線数が増大して、画像表示装置の設置やメンテナンスが煩雑となってしまう。また、表示素子を増やす場合にも、信号処理部と表示素子間を信号線で接続しなければならないため、サイズの拡張等も簡単に行うことができない。
【0006】
また、投影される画像のサイズや表示位置あるいは形状等は、スクリーンや画像表示装置の表示部によって決定されてしまい、自由度の高い画像提示を行うことができない。
そこで、この発明では、自由度が高く良好な画像表示を行うことができる画像表示装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像表示システムは、画像を表示する領域を構成する複数の表示ユニットに対応させて、表示画像を複数の部分画像に分割し、該部分画像を対応する前記表示ユニットで表示させるための画像信号と前記表示ユニットの各々の位置を設定するための位置設定情報とを用いて送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号を無線信号として出力する送信手段とを有した画像送信装置と、前記画像送信装置により出力された前記無線信号を受信して前記画像信号及び前記位置設定情報を出力する受信手段と、該受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、該表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段とを有して前記表示ユニットが構成され、前記表示ユニットが複数用いられて該複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が構成される画像表示装置とを備え、前記表示ユニットは、前記受信手段より出力された前記位置設定情報の中から当該表示ユニット毎に対応する位置設定情報を抽出する情報抽出手段と、前記情報抽出手段で抽出された前記位置設定情報に基づき当該表示ユニットの位置を移動する位置移動手段とを有することを特徴とするものである。
【0008】
また、画像送信装置は、送信された画像の無線信号に基づいて画像を表示すると共に表示ユニット本体の位置を移動する位置移動手段を有した表示ユニットを複数備えた画像表示装置に、画像の無線信号を送信する画像送信装置であって、表示画像を複数の部分画像に分割して部分画像単位で画像表示を行う送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号を無線信号として出力する送信手段とを有し、前記送信信号生成手段は、前記部分画像の表示位置を設定する位置設定情報を生成し、該位置設定情報を用いて前記送信信号を生成するものである。
【0009】
また画像表示装置は、表示画像を複数の部分画像に分割し、該部分画像を対応する表示ユニットで表示するための画像信号、及び前記表示ユニットの位置を設定するための位置設定情報を用いて生成された無線信号を受信して画像を表示する画像表示装置であって、前記無線信号を受信して前記画像信号及び位置設定情報を出力する受信手段と、該受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、該表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段と、前記受信手段より出力された前記位置設定情報を抽出する情報抽出手段と、前記情報抽出手段で抽出された前記位置設定情報に基づき表示位置を移動する位置移動手段とを有して表示ユニットが構成され、前記表示ユニットが複数用いられて該複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が構成されることを特徴とするものである。
【0010】
この発明においては、表示画像を複数の部分画像に分割して部分画像単位で画像表示を行う送信信号が生成されて無線信号として画像送信装置から出力される。また送信信号の生成では、部分画像の高画質化で用いる動き情報や、部分画像の表示位置を設定する位置設定情報も用いられる。表示画像を表示する画像表示装置は、複数の表示ユニットで構成されており、この複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が形成される。表示ユニットの受信手段では、無線信号が受信されて、この受信手段で得られた画像信号が信号処理手段に供給される。信号処理手段では、画像信号に基づき部分画像の高画質化が行われて表示駆動信号が生成される。この高画質化では例えば動き情報が用いられる。この生成された表示駆動信号が表示手段に供給されて、表示手段によって部分画像が表示される。また各表示ユニットの表示手段によって部分画像が表示されることにより、画像表示領域に所望の表示画像が表示される。また、表示ユニットの位置が位置設定情報に基づき移動されて、部分画像の表示位置が可変される。さらに、画像送信装置が複数設けられると共に、画像表示装置の表示ユニットでは、いずれかの画像送信装置から送信された画像を部分画像として表示するか、表示ユニット単位で選択可能とされる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。この発明の画像表示装置は、図1に示すように、表示ユニットを複数用いて、各表示ユニットの表示部17によって画像表示領域PAを形成する。表示ユニットは、それぞれ独立して画像信号の処理を行い、各表示ユニットによって部分画像単位で表示を行うことで、画像表示領域PAに所望の表示画像を複数の部分画像によって形成する。また、表示ユニットを移動可能として、画像表示領域PAを自由に設定可能とすると共に、表示ユニットの数が多いときでも、表示ユニットの移動や部分画像の表示を容易に行うことができるように、無線系の通信手段を介して、表示ユニットへの画像信号の供給を行う。
【0012】
ここで、画像信号の送信側は、表示ユニットで部分画像の画像信号を得ることができるように画像信号を送信する。例えば、各表示ユニットに対して識別符号を設定しておくと共に、画像信号の送信側では、表示画像の画像信号を送信する際に、画像信号のいずれの部分を用いて部分画像の信号とするかを示す部分画像情報を識別符号と共に設定して、表示画像の画像信号に付加あるいは合成して送信する。表示ユニットは、設定されている識別符号と、送信側から供給された識別符号の照合を行い、識別符号が一致した部分画像情報を用いて、表示画像の画像信号から部分画像の画像信号を抽出する。あるいは、部分画像の画像信号を生成して、各部分画像の画像信号にいずれの表示ユニットに供給する信号であるか示す識別符号を付加あるいは合成して送信する。この場合、表示ユニットは、設定されている識別符号と、送信側から供給された識別符号の照合を行い、識別符号が一致した画像信号を用いる。
【0013】
図2は、発光機能を有する表示素子を複数用いて表示部を形成した表示ユニットの構成を示している。なお、図2は、部分画像の画像信号に識別符号が付加あるいは合成された信号を受信する場合を示している。
【0014】
表示ユニット11の受信アンテナ12は受信部13が接続されており、受信アンテナ12で受信した信号を受信部13に供給する。受信部13は、受信アンテナ12で受信した信号の復調処理、および受信した信号から識別番号の一致した信号の選択を行い、表示ユニット11に応じた部分画像の画像信号DVpを生成して信号処理部14に供給する。
【0015】
信号処理部14は、受信部13から供給された画像信号DVpを用いて、特開2000−125268号公報等で示すような高画質化処理を行う。さらに高画質化処理を行うことにより得られた画像信号に基づき、表示部17の各表示素子17aを駆動する表示駆動信号DRpを生成する。また、表示ユニット11を表示部17の表示サイズ以下とすることで、図1に示すように複数の表示ユニット11の表示部17で画像表示領域PAを形成したとき、表示部17間の間隔を少なくできる。
【0016】
図3は、信号処理部14の構成を示している。信号処理部14は、画像信号DVpを領域切出部141及び142に入力する。領域切出部141は、この画像信号DVpに基づく画像から注目画素および当該注目画素を中心とした複数の周辺画素からなる画像を切り出して、クラスコード生成部143に供給する。切り出す領域は、クラス分類に係る処理に用いられるためクラスタップと呼ばれており、この領域の画像は、クラスタップデータCTDとしてクラスコード生成部143に供給される。
【0017】
クラスコード生成部143は、クラスタップデータCTDから、例えばADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)のようなデータ圧縮処理を行い、クラスコードCDを生成して予測係数ROM144に供給する。このADRCによる分類法は、切り出した画像の領域内におけるダイナミックレンジから再量子化ビット数に応じた量子化ステップ幅を算出し、入力画素値から最小画素値を減算した値を量子化ステップ幅に応じて再量子化することでデータを削減するものである。
【0018】
予測係数ROM144には、後述する学習回路によって予め生成したクラス毎に対応する例えば解像度変換用の予測係数データを格納しており、クラスコード生成部143から供給されるクラスコードCDに応じた予測係数データEDを読み出し、これを予測演算部145に供給する。
【0019】
領域切出部142は、画像信号DVpから画像を切り出して予測演算部145に供給する。この切り出す領域は、出力画像を予測生成するために用いられるため予測タップと呼ばれており、この領域の画像は、予測タップデータETDとして予測演算部145に供給される。
【0020】
予測演算部145は、予測係数データEDと予測タップデータETDとの積和演算を行うことにより高画質化した画像信号DVvを生成し、表示駆動部146に供給する。表示駆動部146では、画像信号DVvに基づき表示素子毎の表示駆動信号DRpを生成して出力する。
【0021】
図4は、予測係数ROM144に格納されている解像度変換用の予測係数データを生成する学習回路の構成を示す。学習回路200は、部分画像よりも高解像度の画像信号DVhを教師画像の画像信号としてローパスフィルタ(LPF)201及び正規方程式演算部205に入力する。LPF201は、画像信号DVhに対する間引き処理を行うことにより生徒画像としての画像信号DVpを生成し、これを領域切出部202,203に出力する。
【0022】
領域切出部202は、信号処理部14の領域切出部141と同様に構成されており、画像信号DVpから画像を切り出してクラスタップデータCTDとしてクラスコード生成部204に供給する。クラスコード生成部204は、信号処理部14のクラスコード生成部143と同様に構成されており、クラスタップデータCTDに基づいてクラスコードCDを生成し、これを正規方程式演算部205に出力する。
【0023】
領域切出部203は、信号処理部14の領域切出部142と同様に構成されており、画像信号DVpから画像を切り出して、予測タップデータETDとして正規方程式演算部205に供給する。正規方程式演算部205は、画像信号DVhと予測タップデータETDとから、クラスコードCD毎に正規方程式を生成し、この正規方程式EQDを予測係数決定部206に出力する。
【0024】
予測係数決定部206は、正規方程式EQDが必要な数だけ供給されると、最小自乗法を用いて当該正規方程式EQDを解くことにより予測係数を算出して、この予測係数を示す予測係数データEDをメモリ207に格納する。その後、このメモリ207に格納されている予測係数データEDを予測係数ROM144に書き込む。
【0025】
ここで、信号処理部14でクラスタップや予測タップを選定する場合、上述したように注目画素だけでなく周辺画素の信号も用いる。このため、信号処理部14には、図5に示すように、表示ユニット11で表示する部分画像PBよりも破線で示す広範囲な領域BSの画像信号を、部分画像の画像信号DVpとして供給する。
【0026】
また、伝送の効率化を図るため、画像信号を符号化してから表示ユニット11に供給する場合、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)規格に基づいて圧縮処理された画像信号を表示ユニット11に供給する場合、特願平10−313458号公報「画像データ変換装置及び方法、予測係数生成装置および方法、予測係数格納媒体」で示されている方法等を用いることで、画像信号の伝送を効率よく行うことができると共に、圧縮符号化に伴って発生する歪みやノイズを抑圧させることができる。すなわち、注目画素がDCTブロックのいずれの位置であるかに応じて歪みの生じやすい信号をさけて画像の切り出しを行い、クラスタップデータCTDや予測タップデータETDを生成する。また、予測係数ROM144には、MPEGのブロック歪みについて、歪み除去前後の信号パターンの関係を学習して作成した予測係数を記憶させておくことで、ブロック歪みのない画像信号を生成できる。
【0027】
さらに、動きベクトル検出を行い、検出された動きベクトルに基づいてクラス分類適応処理を行い、折り返し歪みを除去した画像信号を生成するものしても良い。ここで、表示ユニット11で動きベクトルの検出と動きベクトルに基づいたクラス分類適応処理を行う場合は、表示ユニット11の負荷が重くなってしまう。このため、画像信号の送信側で動きベクトルの検出を行い、検出された動きベクトルを動き情報として表示ユニット11に供給すると共に、表示ユニット11では、動き情報すなわち動きベクトルを用いてクラス分類適応処理を行う。このように、動き情報の生成を送信側で行うことにより、負荷を適度に分散させることができる。
【0028】
図6は、動き情報を画像信号と共に表示ユニット11に伝送する画像送信装置30の構成を示している。
表示する画像の画像信号DVsは、送信信号生成部31の付加情報生成部311と信号生成処理部312に供給される。付加情報生成部311は、動き情報生成部350を有しており、画像信号DVsに基づいて動きベクトルの検出を行い、動き情報として検出した動きベクトルを信号生成処理部312に供給する。
【0029】
図7は、動き情報生成部350の構成を示している。画像信号DVsは、フレームメモリ351に供給される。フレームメモリ351には、フレームメモリ352,353がシフトレジスタ状に順次接続されている。フレームメモリ352には、フレームメモリ351に記憶された画像信号よりも1フレーム前の画像信号が記憶されると共に、フレームメモリ353には、フレームメモリ352に記憶された画像信号よりも1フレーム前の画像信号が記憶されて、フレームメモリ351,352,353には、時間的に連続する3フレーム分の画像信号が記憶される。
【0030】
フレームメモリ351,352は、記憶している画像信号を動きベクトル検出部354に供給する。動きベクトル検出部354は、供給された2フレームの画像信号に基づいてブロックマッチングを行うことにより動きベクトルを検出して、検出した動きベクトルを第1の動きベクトルMVaとして信号生成処理部312に供給する。フレームメモリ352,353は、記憶している画像信号を動きベクトル検出部355に供給する。動きベクトル検出部355は、例えば供給された2フレームの画像信号に基づいてブロックマッチングを行うことにより動きベクトルを検出して、この検出した動きベクトルを第2の動きベクトルMVbとして信号生成処理部312に供給する。なお、動きベクトルの検出では勾配法(評価関数を計算し、評価関数が減少する方向を求めて、その方向に向かって探索を行い、評価関数が最小となるベクトルを算出する方法)や代表点マッチング法(前フィールドの画像信号の代表点が現フィールドのどこに動いたかを検出領域内で画像信号の相関をとることにより動きベクトルを求める方法)など、その他の方法を用いるものとしても良い。
【0031】
付加情報生成部311は、表示画像の画像信号からどの部分の信号を用いて部分画像の信号とするかを示す部分画像情報PIを識別符号JDと共に設定して、信号生成処理部312に供給する。信号生成処理部312では、画像信号DVsに対して動きベクトルMVa,MVbや部分画像情報PI、識別符号JDを付加あるいは合成して送信信号DSを生成する。
【0032】
また、部分画像の画像信号を生成して、各部分画像の画像信号にいずれの表示ユニットに供給する信号であるか示す識別符号JDを付加あるいは合成して表示ユニット11に送信する場合、信号生成処理部312は、画像信号DVsに基づきで部分画像の画像信号を生成すると共に、この生成した部分画像の画像信号に対して、いずれの表示ユニットに供給する信号であるか示す識別符号JDや動きベクトルMVa,MVbを付加あるいは合成して、送信信号DSを生成する。さらに、信号生成処理部312では、画像信号DVsあるいは部分画像の画像信号DVpの圧縮符号化を行って送信信号DSを生成するものとしてもよい。
【0033】
このようにして生成した送信信号DSは、送信部32に供給されて変調処理等が行われて伝送信号RSとされたのち、送信アンテナ33から出力される。
【0034】
表示ユニット11の受信部13は、伝送信号RSを受信して復調処理や識別情報に基づいた信号の選択等を行い、部分画像の画像信号DVpを信号処理部14に供給する。また、受信部13では、画像信号に対して圧縮符号化が行われている場合に復号処理を行う。
【0035】
図8は、動きベクトルに基づいてクラス分類適応処理を行う場合の信号処理部14の構成を示している。なお、図8は動きベクトルが画像信号に合成されている場合を示す。また図8において、図3と対応する部分については同一符号を付している。
【0036】
画像信号DVpは、部分画像メモリ151に供給される。部分画像メモリ151には、部分画像メモリ152,153がシフトレジスタ状に順次接続されている。部分画像メモリ152には、部分画像メモリ153に記憶された画像信号よりも1フレーム前の画像信号が記憶されると共に、部分画像メモリ153には、部分画像メモリ153に記憶された画像信号よりも1フレーム前の画像信号が記憶されて、部分画像メモリ151,152,153には、時間的に連続する3フレーム分の画像信号が記憶される。
【0037】
部分画像メモリ151は、記憶している画像信号を領域切出部156,157に供給する。また、部分画像メモリ153は、記憶している画像信号を領域切出部156,157に供給する。さらに、部分画像メモリ152は、記憶している画像信号を動きベクトル抽出部154,155と領域切出部156,157に供給する。
【0038】
動きベクトル抽出部154は、画像信号に合成されている第1の動きベクトルMVaを分離して領域切出部156,157に供給する。同様に、動きベクトル抽出部155は、画像信号に合成されている第2の動きベクトルMVbを分離して領域切出部156,157に供給する。
【0039】
領域切出部156は、動きベクトル抽出部154から供給される動きベクトルMVaおよび動きベクトル抽出部155から供給される動きベクトルMVbを参照して、供給される部分画像から注目画素および当該注目画素を中心とした複数の周辺画素からなる画像を切り出して、クラスタップデータCTDとしてクラスコード生成部158に供給する。
【0040】
クラスコード生成部158は、供給されたクラスタップデータCTDから、例えばADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)処理等によって時空間内のパターンを抽出し、抽出したパターンに従って分類されるクラスを示すクラスコードCDを生成する。
【0041】
生成されたクラスコードCDは、予測係数ROM159に供給される。予測係数ROM159は、クラス毎に予め決定された予測係数を記憶しており、記憶している予測係数の内から、クラスコードCDに応じた予測係数データEDを読み出し、これを予測演算部160に供給する。
【0042】
一方、領域切出部157は、動きベクトル抽出部154から供給される動きベクトルおよび動きベクトル抽出部155から供給される動きベクトルを参照して、供給される部分画像から、所定の位置の画像領域を切り出す。この切り出された画像領域のデータが予測タップデータETDとして予測演算部160に供給される。
【0043】
予測演算部160は、領域切出部157から供給されるデータと、予測係数ROM159から供給される予測係数データEDとに基づいて所定の演算を行い、その結果として画像信号DVuを生成して表示駆動部161に供給する。表示駆動部161では、画像信号DVuに基づき表示素子毎の表示駆動信号DRpを生成して出力する。このようにして生成した表示駆動信号DRpに基づく画像は、ノイズが除去若しくは軽減された画像となる。
【0044】
図9は、予測係数ROM159に記憶させる予測係数を決定するための学習回路400を示している。ノイズを有しない教師画像の画像信号DVqがLPF401を介してノイズ付加部402に供給される。また画像信号DVqが正規方程式演算部411に供給される。ノイズ付加部402は、供給される画像信号DVqにノイズ成分を付加する。このノイズ成分が付加された画像信号DVqは、部分画像メモリ403に供給される。部分画像メモリ403には、部分画像メモリ404,405がシフトレジスタ状に順次接続されており、この部分画像メモリ403〜405によって、時間的に連続する3フレームの部分画像の画像信号DVqが記憶される。
【0045】
ここで、部分画像メモリ404に記憶されている画像信号を注目フレームの部分画像の画像信号DVq-kとして扱うものとする。このとき、部分画像メモリ405に記憶される画像信号は、注目フレームより1フレーム前の画像信号DVq-(k-1)であり、部分画像メモリ403に記憶される画像信号は、注目フレームより1フレーム後の部分画像の画像信号DVq-(k+1)となる。
【0046】
部分画像メモリ403,404,405は、記憶している画像信号DVq-(k+1),DVq-k,DVq-(k-1)を動きベクトル抽出部406,407と領域切出部408,409に供給する。
【0047】
動きベクトル抽出部406は、供給された画像信号DVq-(k+1),DVq-kを用いてブロックマッチングを行い動きベクトルを検出する。この検出した動きベクトルMVkaは、領域切出部408,409に供給する。同様に、動きベクトル抽出部407は、供給された画像信号DVq-k,DVq-(k-1)に基づいてブロックマッチングを行い動きベクトルを検出する。この検出した動きベクトルMVkbは、領域切出部408,409に供給する。なお、動きベクトルの検出は、上述のように時空間勾配法や代表点マッチング法などのその他の方法を用いるものとしても良い。
【0048】
領域切出部408は、部分画像メモリ404から供給された画像信号DVq-kから注目画素とその周辺画素の信号を切り出す。また、切り出した信号と対応する部分の信号を、動きベクトルMVkaに基づいて画像信号DVq-(k+1)から切り出すと共に、動きベクトルMVkbに基づいて画像信号DVq-(k-1)から切り出してクラスタップデータCTDとしてクラスコード生成部410に供給する。
【0049】
クラスコード生成部410は、供給されたクラスタップデータCTDに基づきクラスコードCDを生成して正規方程式演算部411に供給する。
【0050】
また、領域切出部409も領域切出部408と同様に、画像メモリ404から供給された画像信号DVq-kから注目画素とその周辺画素の信号を読み出すと共に、切り出した信号と対応する部分の信号を、動きベクトルMVka,MVkbに基づいて画像信号DVq-(k+1),DVq-(k-1)から切り出して予測タップデータETDとして正規方程式演算部411に供給する。
【0051】
正規方程式演算部411は、画像信号DVqと予測タップデータETDから、クラスコードCD毎に正規方程式を生成し、この正規方程式EQDを予測係数決定部412に出力する。
予測係数決定部412は、正規方程式EQDが必要な数だけ供給されると、最小自乗法を用いて当該正規方程式を解くことにより予測係数を演算し、その予測係数データEDをメモリ413に格納する。その後、このメモリ413に格納されている予測係数データEDを予測係数ROM159に書き込む。このように、動きベクトルを用いることでノイズの少ない部分画像を表示できる。
【0052】
図10は、表示ユニットの他の構成を示している。この表示ユニット11aは、スクリーン17cと、このスクリーン17cの裏面側から光を投影してスクリーン17c上に画像を表示させる光投射器17bとで表示部17が構成されている。この場合、信号処理部14の表示駆動部146では、部分画像の画像信号DVpに基づき光投射器17bを駆動する表示駆動信号DRを生成する。光投射器17bは、表示駆動信号DRに基づき、スクリーン17cに対して光を投影して画像表示を行う。
【0053】
ところで、表示ユニット11の表示部17の形状は、図1に示すように矩形状のものに限られるものではなく、表示部17を種々の形状として、これらを組み合わせて用いることで、多様な形状の画像表示領域PAを形成できる。例えば、矩形状の表示を行う表示部17-1と、三角形や台形状の表示を行う表示部17-2,17-3等を用いることで、図11に示す形状の画像表示領域PAを形成できる。
【0054】
さらに、画像表示領域PAは、独立した複数の表示ユニット11で構成されることから、表示ユニット11の位置を移動させて配列を変更すれば、表示する画像に対応させて画像表示領域PAの形状を変更できる。この場合、画像信号の送信側では、画像信号を送信する際に、表示ユニット11の位置を設定する位置設定情報JPを付加あるいは合成する。
【0055】
図12は、表示ユニットが移動可能である構成を示している。なお、図12において、図2と対応する部分については同一符号を付している。また、図12では、表示画像の画像信号のいずれの部分の信号を用いて部分画像の信号とするかを示す部分画像情報PIが識別符号JDに関係付けて設定されている信号を受信する場合を示している。
【0056】
表示ユニット11bの受信部13では、受信アンテナ12で受信した信号の復調処理等を行い、得られた表示画像の画像信号DVsを信号抽出部21に供給する。また、部分画像情報PIや位置設定情報JPを分離して情報抽出部22に供給する。
【0057】
情報抽出部22は、識別符号JDが一致する部分画像情報PIpや位置設定情報JPpを抽出する。すなわち、画像表示領域PAを構成する表示ユニットに対する部分画像情報PIや位置設定情報JPから、表示ユニット毎に割り当てられた情報を、識別符号JDに基づいて抽出する。また抽出した位置設定情報JPpを位置移動部23に供給する。
【0058】
信号抽出部21では、画像信号DVsから部分画像情報PIpで示された部分の信号を抽出することにより部分画像の画像信号DVpを生成して信号処理部14に供給する。位置移動部23は、供給された位置設定情報JPpに基づいて表示ユニット11を指定された位置に移動させる。表示ユニット11の位置を移動させる機構としては、例えば、壁面等に表示ユニット11を支持する支持機構を設けると共に、支持機構にレールや溝等のガイド機構を設けるものとして、ガイド機構と支持機構によって表示ユニット11を移動可能に保持させる。さらに、位置設定情報JPに基づきモータ等を駆動して、ガイド機構に沿って表示ユニット11を所望の位置に移動させる。
【0059】
このように、表示ユニット11の位置を移動可能とすることにより、表示する画像の形状にあわせて画像表示領域PAの形状を変更できる。例えば、表示する画像をアスペクト比「9:16」から「3:4」に変更するものとした場合、アスペクト比が「9:16」である図13Aの状態から、表示ユニット11-n1〜11-n6を図13Bに示すように下側に移動させると共に、移動されずに残っている表示ユニット11-7は、部分画像の表示を行わないものとする。このように、表示ユニット11-1〜11-6を移動させることにより、移動された表示ユニットの表示部17によってアスペクト比が変更されて「3:4」の画像表示領域PAを形成できる。
【0060】
さらに、表示ユニット11の位置が移動可能であることから、表示される画像の動きに応じて表示領域を移動させることもできる。例えば、図14Aに示すように、動く被写体OBが撮影画面の中央に位置するように、ビデオカメラCAM1を時点t1〜時点t3の期間中に右方向から左方向にパンさせて撮影を行う。この撮影した画像を画像表示領域PAに表示させると、図14Bに示すように、各時点の表示画像は被写体OBが画面中央の位置となって、背景部分が左側から右側に移動することによって被写体OBの動きが表現される。このように、動きのある被写体OBが、表示位置を固定して表示されるため、臨場感の高い画像表示を行うことができない。しかし、被写体OBの動きに応じて画像表示領域PAを移動させて、例えば図14Cに示すように背景部分の表示位置を固定させると、被写体OBの動きに応じて表示位置が移動されるため、臨場感の高い画像表示を行うことができる。
【0061】
ここで、画像内の動きに応じて表示ユニット11を移動させる場合、予め表示する画像に対して画像動き検出処理を行い、検出結果に基づき各表示ユニット11の位置を決定する。この決定された表示ユニット11の位置を示す位置設定情報JPを生成して、送信する画像信号に付加あるいは合成する。
【0062】
図15は、コンピュータを用いて画像動き検出処理を行い、検出結果に基づき位置設定情報JPを生成して画像信号に付加あるいは合成する画像送信装置の構成を示している。コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)501を内蔵しており、このCPU501にはバス520を介してROM502,RAM503,ハード・ディスク・ドライブ504,入出力インタフェース505が接続されている。さらに、入出力インタフェース505には入力部511や記録媒体ドライブ512,通信部513,画像信号入力部514,送信部32が接続されている。
【0063】
外部装置から命令が入力されたり、キーボードやマウス等の操作手段あるいはマイク等の音声入力手段等を用いて構成された入力部511から命令が入力されたりすると、この命令が入出力インタフェース505を介してCPU501に供給される。
【0064】
CPU501は、ROM502やRAM503あるいはハード・ディスク・ドライブ504に記憶されているプログラムを実行して、供給された命令に応じた処理を行う。さらに、ROM502やRAM503あるいはハード・ディスク・ドライブ504には、表示ユニットの位置を決定するプログラムを予め記憶させて、画像信号入力部514に入力された画像信号DVsに基づき表示ユニットの位置を示す位置設定情報JPを生成する。さらに、この位置設定情報JPを画像信号に付加あるいは合成して、送信信号DSとして送信部32に供給する。送信部32は、変調処理等を行い送信信号DSに基づき伝送信号RSを生成して送信アンテナ33から出力する。
【0065】
また、記録媒体にプログラムを記録しておくものとし、記録媒体ドライブ512によって、プログラムを記録媒体に記録しあるいは記録媒体に記録されているプログラムを読み出してコンピュータで実行するものとしても良い。さらに、通信部513によって、伝送路を介したプログラムの送信あるいは受信を行うものとし、受信したプログラムをコンピュータで実行するものとしても良い。
【0066】
図16は、コンピュータを用いた場合の画像送信装置の動作を示すフローチャートである。ステップST1では、表示ユニット11を移動させながら表示したり、表示ユニット11を移動させた後に画像を表示するシーンを選定したりする。ステップST2では、移動する表示ユニット11を指定する。例えば画像の動きや位置の違い等を強調して表示したい被写体が含まれるように、移動する表示ユニット11を指定する。
【0067】
ステップST3では、付加情報の追加処理を行う。この付加情報の追加処理では、ステップST2で指定した表示ユニット11に対する付加情報を表示ユニット毎およびフレーム毎に生成して、画像信号に付加あるいは合成する。
【0068】
図17は、付加情報の追加処理を示すフローチャートである。ステップST11では、注目する被写体の動きを検出するため、この被写体の近くの背景部分に1個あるいは複数の画像動き検出領域を設定する。
【0069】
ステップST12では、設定した動き検出領域に対して例えばブロックマッチング法や時空間勾配法等の動き検出を行い、動きベクトルを求める。
【0070】
ステップST13では、シーンの最終フレームまで動き検出が完了したか否かを判別する。ここで、最終フレームまで動き検出が完了していないときにはステップST14に進み、最終フレームまで完了したときにはステップST15に進む。
【0071】
ステップST14では、動き検出を行う領域の変更が必要か否かを判別する。例えば、後述する図18において、被写体OBの動きを検出するために、時点t11で家の窓を動き検出領域として設定したとき、領域を変更する必要が無い場合、すなわち動き検出領域として設定した窓が撮影範囲内にあるときには、ステップST12に戻る。また、時点t12のように、動き検出領域として設定した窓が撮影範囲から外れてしまうと動き検出を行うことができないため、このような場合には動き検出を行う領域の変更が必要と判別してステップST11に戻り、動き検出領域を、例えば窓から扉の位置に変更して引き続き動き検出を行う。
【0072】
ステップST13からステップST15に進むと、ステップST15では、シーン全体の動き成分を分解して、動きの多い画像部分と動きの少ない画像部分を判別してステップST16に進む。
ステップST16では、分解された動き成分に基づいて付加情報の生成を行いステップST17に進む。
【0073】
この付加情報の生成では、表示ユニット毎に表示画像のいずれの領域を表示するかを示す部分画像情報PIや表示ユニット毎に位置設定情報JPを生成する。例えば、動きの少ないときには部分画像とする左上の画素と右下の画素で示される範囲等を動きに応じて変更して部分画像情報PIとする。また動きの多い部分については、動きに応じて位置設定情報JPを生成することで、表示ユニットを移動させて被写体OBの動きを表現する。このように、部分画像情報PIや位置設定情報JPを生成することで、送信側からは画像全体の信号と表示ユニット毎の付加情報を全てまとめて送信し、各表示ユニット11においては、これを受信して付加情報に基づき、必要とする画像の信号のみを抽出して用いることで、表示ユニット毎に部分画像を表示することが可能となる。また、位置設定情報に基づき表示ユニットの移動も行う。なお、上述したように、分解された動き成分に基づいて部分画像の画像信号を生成して送信するものとしても良いことは勿論である。
【0074】
ステップST17では、動物体の表示に用いない表示ユニットが生じたか否かを判別する。例えば被写体が離れていくときには被写体の画像サイズが小さくなるため、被写体の画像の表示に用いられる表示ユニットの数は少なくなり、動物体の表示に用いない表示ユニットが生じる。このように、動物体の表示に用いない表示ユニットが生じたときにはステップST18に進む。また、動物体の表示に用いない表示ユニットが生じていないときには付加情報の追加処理を終了する。
【0075】
ステップST18では、動物体の表示に用いない表示ユニットに対して、動物体と異なる動きとする動物体非対応処理を行うか否かを判別する。ここで、動物体の表示に用いない表示ユニットで別の表示を行うものとしたり、次に表示するシーンの準備のため、動物体非対応処理を実行したりするときにはステップST19に進む。また、動物体非対応処理を実行しないときには、動物体の表示に用いるか否かについての区別を行わないものとして、付加情報の追加処理を終了する。
【0076】
ステップST19では動物体非対応処理を行う。例えば、動物体非対応処理として動物体の表示に用いない表示ユニットを元の位置に移動する位置設定情報JPを生成する。あるいは、次のシーンに応じた位置に予め移動させる位置設定情報JPを生成する。このように表示ユニットを元の位置に移動することで、例えば背景画像の表示に利用できる。また、次のシーンに応じた位置に予め移動させておけば、次のシーンの画像を所望の位置に速やかに表示させることができる。このステップST19の処理が終了したときには付加情報の追加処理を終了する。
【0077】
図16のステップST4では、移動後処理用データを生成してステップST5に進む。この移動後処理用データの生成では、あるシーンにおいて表示ユニット11を移動させた場合に次のシーンのために元の位置に戻しておく、あるいは次のシーンに応じた位置に設定しておくための位置設定情報JPを生成する。また、移動後処理用データでは、部分画像の表示の有無を制御するものとしても良い。
【0078】
ステップST5では、次に処理するシーンがあるか否かを判別する。ここで、処理するシーンが有る場合にはステップST2に戻り、新たなシーンに対して位置設定情報JPの生成を行う。また、処理するシーンが無いときには処理を終了する。
【0079】
図18は、画像の動きに応じて表示ユニット11を移動させる場合を示している。例えば、図18Aに示すように、動く被写体OBが撮影画面の中央に位置させるため、時点t11〜時点t12の期間中は被写体OBの動きに合わせてビデオカメラCAM1を左方向に移動させて撮影を行う。また、時点t12以降の期間中は、被写体OBが撮像画面の中央位置となるようにビデオカメラCAM1を中央から左方向にパンさせる。また、時点t12以降の期間中は、他のビデオカメラCAM2を用いて背景部分を撮影する。
【0080】
この場合、ビデオカメラCAM1で撮影した画像を画像表示領域PAに表示させると、図18Bに示すように、各時点の表示画像は被写体OBが画面中央の位置となって、臨場感の高い画像表示を行うことができない。しかし、図18Cに示すように、被写体OBの動きに応じて画像表示領域PAを移動させることで、時点t11〜時点t12には、被写体OBの動きに合わせて、画像表示領域PAを移動できる。その後、ビデオカメラCAM2を用いて背景部分の撮影が行われていることから、画像表示領域PAを構成する表示ユニット11の一部を移動させて、移動された表示ユニット11で構成される画像表示領域PA1と、移動されていない表示ユニット11で構成される画像表示領域PA2に分割する。この画像表示領域PA1にビデオカメラCAM1の撮影画像を表示すると共に、被写体OBの動きに応じて画像表示領域PA1を移動させる。また、画像表示領域PA2には、ビデオカメラCAM2の撮影画像を表示する。この場合、例えば時点t13では、画像表示領域PA2に背景を表示することができると共に、被写体OBの動きに合わせて画像表示領域PA1で被写体OBの画像を表示できる。さらに、被写体OBが小さくなったときに動物体非対応処理を行い、被写体OBの表示を行っていない表示ユニットで形成される画像表示領域PA3を例えば背景画像を表示している画像表示領域PA2まで移動させる。
【0081】
このように、画像表示領域PAを複数に分割して画像表示を行うと共に、画像表示領域を移動可能とすることで、所望の背景画像と被写体OBが離れても各画像表示領域で被写体OBや所望の背景画像を正しい位置関係で表示できる。また、動物体非対応処理を行うことで、表示ユニットを有効に活用できる。
【0082】
さらに、画像表示領域PAを複数の領域に分けて、各表示領域で異なる画像ソースの画像を表示するものとしても良い。例えば図19Aに示すように、電話の発呼側の画像をビデオカメラCAM3で撮影すると共に着呼側の画像をビデオカメラCAM4で撮影する。ここで、図19Bに示すように、時点t21では、画像送信装置からの送信信号DSによって、例えばビデオカメラCAM3で撮影された発呼側の撮影画像を表示させる。時点t22で発呼側から着呼側に対して回線接続を行う場合、発呼側と着呼側の画像を容易に判別できるように、送信信号DSに付加あるいは合成される位置設定情報JPによって、画像表示領域PAを画像表示領域PA4と画像表示領域PA5に分割する。その後、時点t23や時点t24では、送信信号DSによって、画像表示領域PA4に、ビデオカメラCAM3で撮影された発呼側の撮影画像を表示させる。また、画像表示領域PA5に、ビデオカメラCAM4で撮影された着呼側の撮影画像を表示させる。
【0083】
時点t25で回線接続が終了したときには、送信信号DSに付加あるいは合成される位置設定情報JPによって、画像表示領域PA4と画像表示領域PA5を結合して1つの画像表示領域PAを形成する。このように、表示する画像の画像ソースに応じて画像表示領域を分割して画像表示を行うことにより、各画像ソースに基づく画像を容易に識別可能に表示できる。
【0084】
また、図20に示すように、画像の送信側では、異なる周波数の送信信号を用いて画像送信装置30-0〜30-nから複数の画像信号DVs-0〜DVs-nを用いて生成した送信信号を送信する。一方、表示ユニット11cでは、各送信信号を受信する受信部13-0〜13-nを設けて、何れかの受信部13からの画像信号を信号処理部14で選択して、選択した画像信号に基づき表示駆動信号DRpを生成して表示部17に供給するものとしても良い。この場合には、画像表示領域PAの所望の領域に、他の部分とは異なる画像を簡単に表示できる。例えば緊急放送等を行う場合、この緊急放送を重畳させた画像信号を生成しなくとも、表示ユニットで選択する画像信号を切り換えることで、画像表示領域PAの所望の位置に緊急放送の画像を表示できる。
なお、上述の実施の形態における表示ユニット数や形状等は例示的なものであり、限定的なものでないことは勿論である。
【0085】
【発明の効果】
この発明によれば、無線信号を受信して画像信号を出力する受信手段と、受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段とを用いて表示ユニットが形成されて、この表示ユニットを複数用いることで、複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が構成される。また、画像表示領域を構成する表示手段に対応させて、表示画像を複数の部分画像に分割し、部分画像を対応する表示手段で表示させる送信信号が生成されて無線信号として出力される。このように無線信号を用いることから、表示ユニットの数や配置を簡単に変えることが可能となり自由度の高い画像表示を行うことができる。
【0086】
また、信号処理手段は、画像信号に対して高画質化処理を行い、高画質化処理が行われた画像信号に基づいて表示駆動信号が生成されるので、各表示ユニットでは高画質の部分画像表示を行うことができると共に、画像表示領域に表示される画像も高画質となる。
【0087】
また、各表示ユニットの位置を設定する位置設定情報を用いて送信信号が生成されると共に、受信された位置設定情報から表示ユニット毎に対応する位置設定情報が抽出されて、この抽出された位置設定情報に基づき表示ユニットの位置が移動される。このため、画像表示領域の移動や画像表示領域を離れた位置に分割する等の処理が可能となり、表示画像の動きに応じて表示位置を可変させたり、分割された画像表示領域に異なるソースの画像を表示させたりする等の多彩な画像表示を行うことができる。
【0088】
さらに、画像送信装置が複数設けられると共に、画像表示装置の表示ユニットでは、いずれかの画像送信装置から送信された画像を部分画像として表示するか、表示ユニット単位で選択して表示される。このため、画像表示領域の所望の位置に他の部分とは異なる画像を簡単に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像表示装置の画像表示領域を示す図である。
【図2】表示ユニットの構成を示す図である。
【図3】信号処理部の構成を示す図である。
【図4】学習回路の構成を示す図である。
【図5】部分画像の画像信号を示す図である。
【図6】画像送信装置の構成を示す図である。
【図7】付加情報生成部の構成を示す図である。
【図8】動きベクトルを用いる場合の信号処理部の構成を示す図である。
【図9】動きベクトルを用いる場合の学習回路の示す図である。
【図10】表示ユニットの他の構成を示す図である。
【図11】種々の形状の表示ユニットを用いた場合の画像表示領域を示す図である。
【図12】表示ユニットの他の構成を示す図である。
【図13】表示ユニットを移動させた場合を示す図である。
【図14】画像表示動作を説明するための図である。
【図15】コンピュータを用いた場合の画像送信装置の構成を示す図である。
【図16】コンピュータを用いた画像送信装置における動作の一部を示すフローチャートである。
【図17】付加情報の追加処理を示すフローチャートである。
【図18】画像表示領域を分割して画像表示を行う場合の動作を示す図である。
【図19】複数の画像ソースを用いて画像表示を行う場合の動作を示す図である。
【図20】画像表示システムの他の構成を示す図である。
【符号の説明】
11,11a,11b,11c・・・表示ユニット、12・・・受信アンテナ、13,13-0〜13-n・・・受信部、14・・・信号処理部、17・・・表示部、17a・・・表示素子、17b・・・光投射器、17c・・・スクリーン、22・・・情報抽出部、23・・・位置移動部、30,30-0〜30-n・・・画像送信装置、31・・・送信信号生成部、32・・・送信部、33・・・送信アンテナ、200,400・・・学習回路、0311・・・付加情報生成部、312・・・信号生成処理部、350・・・動き情報生成部
Claims (15)
- 画像を表示する領域を構成する複数の表示ユニットに対応させて、表示画像を複数の部分画像に分割し、該部分画像を対応する前記表示ユニットで表示させるための画像信号と前記表示ユニットの各々の位置を設定するための位置設定情報とを用いて送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号を無線信号として出力する送信手段とを有した画像送信装置と、
前記画像送信装置により出力された前記無線信号を受信して前記画像信号及び前記位置設定情報を出力する受信手段と、該受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、該表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段とを有して前記表示ユニットが構成され、前記表示ユニットが複数用いられて該複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が構成される画像表示装置とを備え、
前記表示ユニットは、
前記受信手段より出力された前記位置設定情報の中から当該表示ユニット毎に対応する位置設定情報を抽出する情報抽出手段と、
前記情報抽出手段で抽出された前記位置設定情報に基づき当該表示ユニットの位置を移動する位置移動手段とを有することを特徴とする画像表示システム。 - 前記信号処理手段は、前記画像信号に対して高画質化処理を行い、該高画質化処理が行われた画像信号に基づいて表示駆動信号を生成することを特徴とする請求項1記載の画像表示システム。
- 前記送信信号生成手段は、前記高画質化処理で用いる動き情報を生成し、該動き情報を用いて前記送信信号を生成し、
前記信号処理手段は、前記動き情報を用いて前記高画質化処理を行うことを特徴とする請求項2記載の画像表示システム。 - 前記送信信号生成手段は、前記画像表示領域に表示する画像に応じて位置設定情報の生成を行うことを特徴とする請求項1記載の画像表示システム。
- 前記画像送信装置を複数設け、
前記表示ユニットには、前記受信手段を複数設けて、前記複数の画像送信装置から出力された無線信号を受信するものとし、前記信号処理手段は、前記複数の受信手段から出力された画像信号の何れかを選択して前記表示駆動信号を生成することを特徴とする請求項1記載の画像表示システム。 - 前記複数の表示ユニットをガイドするガイド部が設けられて当該複数の表示ユニットを支持する支持機構を備え、
前記支持機構により支持された複数の表示ユニットの前記位置移動手段は、
当該表示ユニットを移動するための駆動部を有し、
前記抽出された位置設定情報に基づいて前記駆動部を駆動し、前記支持機構のガイド部に沿って所望の位置に移動することを特徴とする請求項1記載の画像表示システム。 - 前記複数の表示ユニットは、
所定のアスペクト比に配列されることを特徴とする請求項1記載の画像表示システム。 - 送信された画像の無線信号に基づいて画像を表示すると共に、表示ユニット本体の位置を移動する位置移動手段を有した表示ユニットを複数備えた画像表示装置に、画像の無線信号を送信する画像送信装置であって、
表示画像を複数の部分画像に分割して部分画像単位で画像表示を行う送信信号を生成する送信信号生成手段と、
前記送信信号を無線信号として出力する送信手段とを有し、
前記送信信号生成手段は、前記部分画像の表示位置を設定する位置設定情報を生成し、該位置設定情報を用いて前記送信信号を生成することを特徴とする画像送信装置。 - 前記送信信号生成手段は、前記部分画像の高画質化で用いる動き情報を生成し、該動き情報を用いて前記送信信号を生成することを特徴とする請求項8記載の画像送信装置。
- 前記送信信号生成手段は、前記画像表示領域に表示する画像に応じて位置設定情報の生成を行うことを特徴とする請求項8記載の画像送信装置。
- 表示画像を複数の部分画像に分割し、該部分画像を対応する表示ユニットで表示するための画像信号、及び前記表示ユニットの位置を設定するための位置設定情報を用いて生成された無線信号を受信して画像を表示する画像表示装置であって、
前記無線信号を受信して前記画像信号及び位置設定情報を出力する受信手段と、
該受信手段から出力された画像信号に基づいて表示駆動信号を生成する信号処理手段と、
該表示駆動信号に基づいて画像表示を行う表示手段と、
前記受信手段より出力された前記位置設定情報を抽出する情報抽出手段と、
前記情報抽出手段で抽出された前記位置設定情報に基づき表示位置を移動する位置移動手段とを有して表示ユニットが構成され、
前記表示ユニットが複数用いられて該複数の表示ユニットの表示手段によって画像表示領域が構成されることを特徴とする画像表示装置。 - 前記信号処理手段は、前記画像信号に対して高画質化処理を行い、該高画質化処理が行われた画像信号に基づいて表示駆動信号を生成することを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。
- 前記表示ユニットには、前記受信手段を複数設けて周波数の異なる複数の無線信号を受信するものとし、前記信号処理手段は、前記複数の受信手段から出力された画像信号の何れかを選択して前記表示駆動信号を生成することを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。
- 前記複数の表示ユニットをガイドするガイド部が設けられて当該複数の表示ユニットを支持する支持機構を備え、
前記支持機構により支持された複数の表示ユニットの前記位置移動手段は、
当該表示ユニットを移動するための駆動部を有し、
前記抽出された位置設定情報に基づいて前記駆動部を駆動し、前記支持機構のガイド部に沿って所望の位置に移動することを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。 - 前記複数の表示ユニットは、
所定のアスペクト比に配列されることを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。
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