JP4343429B2 - ビデオ信号を処理する信号処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、一般には、スクリーン・セーバー装置および方法に関するものであり、特に、処理されつゝあるイメージ（映像）を表わす信号の各種の変化をモニタすることを基礎としたスクリーン・セーバー装置および方法に関するものである。
【０００２】
発明の背景
コンピュータ装置用のスクリーン・セーバー・アプリケーションはよく知られている。スクリーン・セーバー・アプリケーションの目的は、スクリーンに活動（ａｃｔｉｖｉｔｙ：動き）が殆どないか全くないときにディスプレイ（表示面）の螢光体スクリーン上に固定されたパターンの焼き付きを防止することである。この不活動状態（ｉｎａｃｔｉｖｉｔｙ：動きのない状態）を検出する通常の方法は、ユーザによる何れかのキーボード入力があるか否かをモニタすることである。すなわち、各キーボードの入力後にタイマーが起動され、他のキーボードの入力前にタイマが終了すると、スクリーン・セーバー・アプリケーションはスクリーンを消去（ブランキング）するか、あるいは予め設定された動画（動きのあるイメージ（ｉｍａｇｅ：映像））を表示させることにより、スクリーン焼けを防止する。他のキーボードの入力が検出されるとスクリーンはすぐに回復する。
【０００３】
従来の他のスクリーン・セーバー・システムは、表示されるイメージの動きを見る方法を採用している。例えば、富士通ゼネラル社に譲渡された特開昭６３−３２４１８号公報には動き適応回路を具えたスクリーン・セーバー（ｓｃｒｅｅｎ ｓａｖｅｒ）装置が開示されている。動き適応回路はビデオ信号を検査して、対応するイメージの動き特性を決定する。もし、静止画像が検出されると、タイマが起動する。予め設定された時間期間後に静止画像が表示されていると、ディスプレイへの電源が遮断されて、それによってスクリーン焼けが防止される。しかしながら、このような動きに基づくシステムは複雑で、一般的には動きが存在するか否かを決定するために高価なディジタル処理回路を必要とする。さらに、このシステムは動きの要素のみに基づいてスクリーンのセーバー機能を付勢（ｅｎａｂｌｅ：イネーブル）するもので、それ以外になにもないのでスクリーンを不必要に消去する可能性がある。
従来の装置（システム）の他の例が特開平９−３２７０３１号公報に記載されている。この装置は特定の期間中のビデオの１フレームのピークビーム電流値を決定する。また、この装置はビデオ基準インター−フレームを基準としてイメージ（映像）の動きを検出している。その後、輝度制御ユニットはＣＲＴのビーム電流を、静止画像の表示期間中、基準電圧に対応する基準電流値に向けて徐々に減少させる。
しかしながら、上記の装置は複雑で高価な回路を必要とする。特に、この装置は、動き適応形３次元ＹＣ分離装置を使用して、イメージの動きを利用してイメージの相対的な動きを検出している。この装置は、Ａ／Ｄ変換器およびディジタル・フレーム蓄積装置のような高価な構成要素を必要とする。
【０００４】
本願発明者は、マルチメディア・ディスプレイ用のスクリーン・セーバー機能を、コスト的に有利な方法で、好ましくは他の機能用として既に使用されている回路を利用して実行することのできる利点を認識した。
【０００５】
さらに、本願発明者は、たとえスクリーンが一定期間静止状態にあっても、表示されているイメージがある閾値を超えない特性を有していれば、スクリーンを消去（ｂｌａｎｋｉｎｇ：ブランキング）する必要がないということを認識した。すなわち、スクリーンのイメージがたとえ静止状態にあっても、表示されるイメージが、例えば低輝度（明るさ）および／または低コントラストであると、スクリーン焼けの可能性はほとんどない。
特許請求の範囲と実施例との対応関係を実施例で使われている参照符号を用いて示すと以下の通りである。
（請求項１） ビデオ信号に対応するピークビーム電流値を決定するピーク検出器（２０）と、
ビデオ信号に対応する平均ビーム電流値を決定する平均検出器（３０）と、
第１の閾値を超過する前記ピークビーム電流値と第２の閾値以下の前記平均ビーム電流値における変化とに応答して前記ビデオ信号の特性を調整する制御装置（５０）と、
を含む、ビデオ信号（ｒ、ｇ、ｂ）を処理する信号処理装置。
（請求項２） 前記特性は前記ビデオ信号のコントラストである、請求項１記載の信号処理装置。
（請求項３） 前記特性は前記ビデオ信号の輝度である、請求項１記載の信号処理装置。
（請求項４） 前記平均ビーム電流値の前記変化は変化モニタ（４０）でモニタされる、請求項１記載の信号処理装置。
（請求項５） 前記制御装置は前記特性を低下させることによってその特性を調整する、請求項１記載の信号処理装置。
【０００６】
発明の概要
従って、典型的な一実施例において、スクリーン・セーバー機能を実行するための方法およびシステムが説明されている。処理されつゝあるビデオ信号のビーム電流の大きさのような特性のピーク値が決定される。また、ビデオ信号の同じ特性の平均値も決定される。さらに、この平均値の変化がモニタされる。従って、ピーク値が第１の閾値を超過し、且つ平均値に第２の閾値以下の変化が検出されたときにのみビデオ信号の特性が調整される。
【０００７】
発明の実施の態様
図１は本発明によるビデオ処理装置の典型的な実施例のブロック図である。ビデオ信号源は低レベルのカラー信号赤（ｒ）、緑（ｇ）および青（ｂ）を有するものとして示されている。この信号源は、例えばテレビジョン受像機、コンピュータ等の装置からのものでよい。各信号ｒ、ｇ、ｂはそれぞれ駆動増幅器１１、１２、１３のそれぞれに供給される。増幅器１１、１２、１３は、受像管すなわち陰極線管（ＣＲＴ）の各カソード（陰極）のような表示装置（図示せず）の各接続点（ノード）を駆動する各出力信号赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発生する。
【０００８】
さらに、ピークビーム電流検出器２０が、駆動増幅器１１、１２、１３の各電流測定出力１４、１５、１６に結合されている。各電流測定出力は、表示装置の各接続点に流れ込むカソード電流の大きさを表わす信号を発生する。ピークビーム電流検出器２０は駆動増幅器１１、１２、１３のカソード電流の１つの大きさを表わす出力信号Ｐを発生する。この出力信号Ｐはビーム電流制御装置（システム）５０に供給される。ビーム電流制御装置の機能については以下で詳細に説明する。
【０００９】
電流測定出力１４、１５、１６はまた平均ビーム電流検出器３０に結合されている。平均ビーム電流検出器３０の機能は、カソード電流の平均ビーム電流値を表わす出力信号ａ２を発生することである。
【００１０】
出力信号ａ２はＡＰＬ変化モニタ４０に供給される。本願発明者は、ビデオ信号の平均ピクチャ（画像）レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）の変化をモニタする方法は、対応するイメージ（ｉｍａｇｅ：映像）が静止しているか否かを決定するための有効でしかもコスト的に有利な方法であることを認識した。さらに、本願発明者は、ＡＰＬの変化をモニタする有利な方法は、ＡＰＬの変化をモニタする代わりに平均ビーム電流の変化を見ることであることを認識した。すなわち、ＡＰＬの変化はビデオイメージ中の動きの変化を表わし、平均ビーム電流の変化はＡＰＬの変化を表わす。従って、図１の典型的な実施例では、本発明の特徴に従って表示が静止しているか否かを決定するために平均ビーム電流の変化をモニタしている。
【００１１】
従って、ＡＰＬ変化モニタ４０は、検出器３０からの平均ビーム電流の大きさを表わす出力信号ａ２をモニタし、ＡＰＬに変化があるか否かを示す出力信号ｃを発生する。この出力信号ｃは、図１の示すようにビデオ装置のビーム電流制御装置５０に供給される。
【００１２】
平均ビーム電流検出器３０の他の典型的な出力として、本発明のビーム電流制御装置５０に直接供給される信号ａ１がある。出力信号ａ１は、処理されつゝあるビーム電流の平均値を表わしている。信号ａ１は、例えば、１９８１年２月２４日付けでアベリ（Ａｖｅｒｙ）氏の名前で特許された米国特許第４，２５３，１２１号の明細書中で述べられているように、ビデオ装置のＤＣレベルを調整するためにビーム電流制御装置５０により通常使用される。
【００１３】
ビーム電流制御装置５０は、信号ａ１を受信することに加えて、上述のようにして発生された信号ｐおよびｃも受信する。ビーム電流制御装置５０は、これらの信号に応答して駆動増幅器１１、１２、１３の陰極線管駆動電流Ｒ、Ｇ、Ｂを調整するための制御信号１７、１８、１９を発生する。さらに、ビーム電流制御装置５０は、周知の態様で制御信号２０を供給することによってビデオ信号源からのビデオ信号の輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ：明るさ）および／またはコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）を調整することもできる。
【００１４】
図２のＡは図１に示す装置の詳細な具体例の例を示す。
【００１５】
トランジスタＱ２１、Ｑ２２、Ｑ２３を有する典型的な陰極線管駆動増幅器１１が示されている。図１に示す信号源１０からの赤信号（ｒ）はトランジスタＱ１のベースに入力信号として供給される。駆動増幅器１１の出力はトランジスタＱ２２のエミッタから取り出されて、例えばＣＲＴ（図示せず）のような表示装置の赤カソード接続点（ｎｏｄｅ：ノード）に供給される。
【００１６】
ＰＮＰバッファ・トランジスタＱ２３のコレクタ回路の測定ダイオードＣＲ１と直列に測定用抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＱ２３のコレクタはまた電流測定出力１４として作用する。測定出力１４は図１、図２の両方に示されており、以下に説明するように検出器２０および３９の両方に結合されている。緑および青駆動増幅器１２および１３は赤駆動増幅器１１と同じ構成をもっているので、ここでは詳細には説明しない。
【００１７】
ピークビーム電流検出器２０の動作を、図２のＡに示す本発明の典型的な実施例に関して説明する。赤、緑、青の何れかの２ｍＡ（ミリアンペア）のカソード電流により、トランジスタＱ１、Ｑ２またはＱ３のエミッタに約２Ｖ（ボルト）の電圧が発生する。これは、トランジスタＱ１について云えば、ダイオードＣＲ１と抵抗Ｒ１の両端間の電圧降下はトランジスタＱ１のベース−エミッタ間の電圧降下に整合していることによる。駆動増幅器１２および１３についても同様な測定ダイオードおよび測定抵抗の配列が使用されているが、ここでは図示されていない。３つの測定出力のうちの最大のカソード電流が検出器２０の点３１で検出される。
【００１８】
トランジスタＱ４のエミッタは、最大カソード電流が２ｍＡを超えるときこのＱ４が導通するようにバイアスされている。この導通により、トランジスタＱ５およびＱ６は導通状態（オン状態）にラッチされ、キャパシタＣ５を充電する。２ｍＡを超えるビーム電流のレベルが連続すると、トランジスタＱ５を飽和状態に維持する。従って、カソードビーム電流Ｒ、Ｇ、Ｂの１つが２ｍＡを超過するときは、ピークビーム電流検出器２０の出力ｐは高レベルになる。
【００１９】
次に、平均ビーム電流検出器３０の動作を説明する。回路３０は点線で囲んで示された部分である。回路３０は、その回路の一部すなわち構成成分Ｑ１〜Ｑ３、関連する抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３、キャパシタＣ１１〜Ｃ１３を上述の検出器２０と共有している。上述のように、これらの構成成分からの出力３１は、赤駆動増幅器１１、緑駆動増幅器１２、または青駆動増幅器１３の何れか中の最大ビーム電流の大きさを表わす信号である。この出力３１は直列に接続されたＲ１６とＣ６によって構成された積分器に接続されている。Ｒ１６とＣ６によって構成された積分器からの出力ａ２は検出された最大ビーム電流の平均値を表わす。
【００２０】
濾波された出力信号ａ２は次にＡＰＬ変化モニタ４０の入力に供給される。図２のＡに示すように、典型的なＡＰＬモニタはトランジスタＱ８〜Ｑ１４を含む差動比較回路を含んでいる。入力レベルａ２の正方向、負方向の何れの変化もトランジスタＱ８またはＱ９の何れかを導通させ、それによってトランジスタＱ１４を導通させる。従って、トランジスタＱ１４の出力は、平均ビーム電流に変化がないときは高レベルになり、表示されたイメージは静止していることを示す。
【００２１】
検出器２０の出力ｐおよび検出器４０の出力ｃからの信号を受信するビーム電流制御装置の例がブロック５０として示されている。これらの信号は抵抗Ｒ３０および抵抗Ｒ３２を経てそれぞれトランジスタＱ７に供給される。ピークビーム電流検出器２０が、ビーム電流の１つが２ｍＡを超過したこと（すなわち、Ｑ５が高出力を有している）、および検出器３０が動きのないことを示すＡＰＬの無変化（変化のないこと）を感知すると（すなわち、Ｑ１４の出力が高レベルである）、トランジスタＱ７はゆっくりと導通して、トランジスタＱ１５をゆっくりと導通させる。長い時定数を与えるためにフィルタキャパシタＣ９が帰還路中に接続されている。
【００２２】
トランジスタＱ１５の出力電流は、例えばビデオ制御装置またはマイクロコントローラ５１に接続されており、該ビデオ制御装置またはマイクロコントローラ５１は感知点５２をモニタして、それに応答してビーム電流駆動信号１７〜１９および／または上に述べた図１に示すような２０を発生する。この構成の他に、トランジスタＱ１５の感知点５２を、周知の態様で制御信号１７〜１９および／または２０に等価な信号を発生するアナログ回路または個別論理回路に接続してもよい。
【００２３】
図２のＢは、本発明の他の典型的な実施例を回路図の形式で詳細に示している。図２のＢに示す回路の大部分は図２のＡに示す回路と同様であるので、図２のＢについては詳細には説明しない。
【００２４】
図２のＡに示す実施例と図２のＢに示す実施例の主な相違点は、図２のＢではトランジスタＱ１ａ、Ｑ２ａ、Ｑ３ａおよびこれに関連する抵抗Ｒ１６ａ〜Ｒ１６ｃ、および抵抗Ｒ４０〜Ｒ４２が付加されている点である。これらの構成素子を付加したことにより、図２のＢでは信号ａ１が得られる。信号ａ１は、図１のブロック図で示し、図１に関連して述べたように各陰極線管駆動増幅器１１、１２、１３の３つのビーム電流すべての平均を表わす。図２のＢのこの信号ａ１は次にビーム電流制御装置５１に供給されて、図１に関連して前に述べたようにビデオ信号源ｒ、ｇ、ｂのＤＣレベルを制御するために使用される。
【００２５】
さらに、ビデオ信号中に動きの変化があるか否かを決定するためにＡＰＬ変化モニタ４０で同じ信号が使用されることがある。図２のＢではこの信号は信号ａ２′として示されている。すなわち、図２のＢ中の信号ａ２′は３つのビーム電流Ｒ、Ｇ、Ｂすべての平均値を示し、一方、図２のＡにおける信号ａ２は、図２のＡに関連して説明したように、３つのビーム電流Ｒ、Ｇ、Ｂの最大ビーム電流の平均値を表わす。
【００２６】
図３は本発明によるスクリーン・セーバー機能を実行する過程（プロセス）を示す。ステップを図１および図２に示す実施例に従って以下に説明する。
【００２７】
図３のステップ１０１に示すように、処理されつゝあるビデオ信号の平均ビーム電流を表わす信号ａ１は図１のビーム電流制御装置５０によってモニタされる。例えば、モニタされている平均ビーム電流が、例えば１．５ｍＡのような第１の予め設定されたレベルを超過すると、図３のステップ１０４および１０７に示すように、表示されているビデオ信号のコントラストを低下させるための制御信号が発生される。
【００２８】
ステップ１０２に示すように、処理されつゝあるビデオ信号のビーム電流の大きさのような特性のピーク値を表わす他の信号Ｐもまた図１のビーム電流制御装置（システム）によってモニタされる。例えば、モニタされているピークビーム電流が、例えば６ｍＡのような他の予め設定されたレベルを超過すると、図３のステップ１０５および１０７に示すように、表示されているビデオ信号のビーム電流の大きさを調整するための制御信号が発生される。
【００２９】
最後に、処理されつゝあるイメージ中に動きがあるか否かを決定するために、平均ピクチャ（画像）レベル（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：ＡＰＬ）もモニタされる。前述のように、ＡＰＬの変化は図２のＡまたは図２のＢの典型的な回路３０および４０で説明したように、ビーム電流の大きさの平均値中の変化をモニタすることによって決定される。従って、ステップ１０６および１０７に示すように、ピークビーム電流が例えば２ｍＡのような他の予め設定されたレベルを超過し且つＡＰＬ中に変化がない場合（例えば、ＡＰＬの変化がある閾値を超過しない）ときのみ、表示されているビデオ信号のビーム電流特性を調整する制御信号が発生される。ステップ１０４〜１０６では、ビーム電流の制御の例として、ビデオ信号のコントラストを低下させる過程（プロセス）のみを示したが、所望の結果を得るために、ビデオ信号の輝度（明るさ）を低下させること、あるいはコントラストと輝度（明るさ）の両方を低下させることも実現できることは云うまでもない。
【００３０】
上に説明した本発明はスクリーン・セーバー機能の実行に関するものである。本発明は、表示されたパターンが時間と共に変化する場合には、ディスプレイ（表示装置）を最大平均およびピークビーム電流で動作させることができ、また変化がないときあるいはパターン中に閾値以下の変化が検出されたときには、上記ディスプレイ（表示装置）を低減されたピークビーム電流（例えば２ｍＡ）で動作させることができる。最大ピークビーム電流能力（例えば、６ｍＡ）はパターンが変化すると回復される。投射形ディスプレイはより見易くするために最大のピークおよび平均ビーム電流で動作させることができるという利点があるので、このスクリーン・セーバーは特に上記の投射形ディスプレイ用として特に有効である。この発明は、コンピュータ・モニタ、テレビジョン・ディスプレイ（表示装置）等の任意のモニタと使用できることは言うまでもない。
【００３１】
ここで図示して説明した実施例およびその変形例は説明のためのものであって、本発明の精神、範囲から逸脱しない範囲で各種の変形が可能なことは当業者には明らかであることを理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるビデオ処理装置の典型的な実施例を示すブロック図である。
【図２】 図２のＡは、本発明の典型的な実施例を実現する典型的な回路を詳細に示す図である。
図２のＢは、本発明を実施した他の典型的な回路を詳細に示す図である。
【図３】 本発明の典型的な実施例の処理過程（プロセス）を説明する図である。
【符号の説明】
１１ 赤駆動増幅器
１２ 緑駆動増幅器
１３ 青駆動増幅器
２０ ピークビーム電流検出器
３０ 平均ビーム電流検出器
４０ ＡＰＬ変化モニタ
５０ ビーム電流制御装置
５１ ビーム電流制御装置

Claims (5)

1. ビデオ信号に対応するピークビーム電流値を決定するピーク検出器と、
   ビデオ信号に対応する平均ビーム電流値を決定する平均検出器と、
   第１の閾値を超過する前記ピークビーム電流値と第２の閾値以下の前記平均ビーム電流値における変化とに応答して前記ビデオ信号の特性を調整する制御装置と、
   を含む、ビデオ信号を処理する信号処理装置。
2. 前記特性は前記ビデオ信号のコントラストである、請求項１記載の信号処理装置。
3. 前記特性は前記ビデオ信号の輝度である、請求項１記載の信号処理装置。
4. 前記平均ビーム電流値の前記変化は変化モニタでモニタされる、請求項１記載の信号処理装置。
5. 前記制御装置は前記特性を低下させることによってその特性を調整する、請求項１記載の信号処理装置。

Images