JP4449284B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は映像表示装置に関し、特に単純マトリクス型表示装置における多階調表示回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、映像表示装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。
【0003】
以下従来の映像表示装置の構成を示した図5を基に説明する。従来の映像表示装置の構成として、111は、階調表示すべき表示データの下位3ビットによりFRC(Frame Rate Controll)パターンFDを決定出力するFRCパターン発生回路であり、112は、輝度レベル0%のPoff、輝度レベル50%のPg、輝度レベル100%のPonの3種の階調パルスを発生する階調パルス発生手段であり、113は、階調表示すべき表示データの上位1ビット及びFRCパターンFDによりPoff、Pg、Ponの3種の階調パルスを選択出力する表示パルス選択回路であり、114は、表示パルス選択回路113の出力で駆動される液晶パネルで構成されている。
【0004】
以上の様に構成された従来の映像表示装置の表示例を図6に用いて説明する。図6は、表示データの下位3ビットが(1,0,1)の時の表示例である。この3ビット表示データに従いFRCパターン発生回路で選択されるFRCパターンFDは、4/5であり、FDは5フレーム中4フレームは、”1”となり、残り1フレームは”0”となる。
【0005】
ここで表示データの上位1ビットが0の場合、階調パルス選択回路113ではFDが”1”の時は、輝度レベル50%のPgを出力し、FDが”0”の時は、輝度レベル0%のPoffを選択出力する。この結果、5フレーム中4回が輝度50%、1回は0%となり、5フレームを平均すると40%の輝度表示をすることになる。
【0006】
また、表示データの上位1ビットが1の場合、階調パルス選択回路113ではFDが”1”の時は、輝度レベル100%のPonを出力し、FDが”0”の時は、輝度レベル50%のPgを選択出力する。この結果、5フレーム中4回が輝度100%、1回は50%となり、5フレームを平均すると90%の輝度表示をすることになる。
【0007】
以上の様に、表示データのビットに応じてフレーム毎に表示オン、表示オフを行う表示(前述の5フレーム中n回オン/オフすることでの平均で階調表示)するFRC(Frame Rate Controll)方式を行い、且つ1水平走査期間におけるパルス幅(前述例では、Pon、Pg、Poffの3段階のパルス幅による階調表示)を変化させるPWMを用いて更なる多階調表示を行うという物である。
【0008】
一般にFRCは、ドットの配置パターンが画面斜め方向などに流れる表示流れや、フリッカという方式上の欠点を持っており、階調数が多くなると階調を表現する為に必要とされるフレーム数が多くなる為、FRC周波数が低くなることで視認性が向上しこの問題が特に目立ちやすくなる。
【0009】
この問題に対し、従来の映像表示装置では、FRCによって表現する階調数を減らし、これをPWMで補うことで、FRCの周波数を高く設定することが可能となり、表示流れやフリッカを抑制するというものである。
【0010】
また一方で、これら表示装置で表示する映像として、DVD(Degital Video Disc)の普及に伴い、DVDなどで採用されているMPEG方式で圧縮された映像信号が扱われることが多くなっている。
【0011】
このMPEG方式で圧縮された映像信号の一特徴について、図7を用いて説明する。MPEG方式の圧縮は、動き補償予測とDCT方式で構成されるが、本件に大きく関わる動き補償について説明する。図7は、フレーム間の動き補償予測構成を示しており、I(intra Coded)ピクチャ、P(Predictive Coded)ピクチャ、B(Bidirectionally Predictive Coded)ピクチャの3種のピクチャ符号化で構成される。
【0012】
Iピクチャは、他画面とは独立して符号化され、画面内の全ての情報(マクロブロック)を符号化される。この為、Iピクチャは圧縮率は低く、画面の切り替わり時などに有効である。次にPピクチャは、前方向予測符号化画面で、Iピクチャ又はPピクチャからの変化予測により符号化される。Bピクチャは、時間的に前後に位置するI又はPピクチャを用いて前、後、又は前後の画面から予測符号化を行い、予測はマクロブロック単位で行われ緩やかな映像変化では高い圧縮率を実現できる。
【0013】
以上のI,B,Pの3種の符号化を、映像の特徴などに応じて切り替えて動き補償が構成されるが、より具体的に簡単な説明をすると、現画像からの圧縮が少ないIピクチャを周期的に配置し、これを基準に映像変化の差分(予測)情報をもった圧縮率の高いBピクチャとPピクチャを主体として映像が構成される。この様に圧縮された映像の特徴として、図7下図に示すように、圧縮率の少ない(=誤り率も同時に少ない)Iピクチャから時間の離れて位置するピクチャである程に誤り率が増加していき、周期的に配置されたIピクチャ時に誤りが改善されるため、誤り率に周期的な変動が生じる。この誤り率変動が、実映像表示上ではフレーム方向に変動するノイズとなって現れやすいという特徴がある。
【0014】
【特許文献1】
特開平3−125188号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
この映像表示装置においては、FRCとPWM方式を併用することを特徴としており、FRC部分で表現する階調数を減らし、減らした分の階調を水平方向のPWMで補うことで多階調数を実現しつつ、FRC周波数を高く設定することが可能な為、FRCパターンによる表示流れ、フリッカ、クロストーク等の画質劣化を抑制している。しかし、FRC方式を利用している為、FRC周波数を高周波化して、画質劣化を視覚的に見えにくくしているが、方式上の表示流れ、フリッカという課題を完全に無くすことはできていない。この為、MPEG方式で圧縮された映像信号を受像表示すると、MPEG方式の特徴として前述したフレーム方向に変動する周期ノイズとFRC周波数との干渉を生じ、両者のビート成分が低周波として現れ、抑制していた画質ノイズが現れてしまうという課題を有しており、MPEG方式の映像入力に対しても良好な画質表示が得られることが要求されている。
【0016】
本発明は、MPEG方式の映像入力に対しても良好な画質表示が得られる映像表示装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、MPEG方式の映像が入力された場合に、MPEG方式の映像信号の特徴であるフレーム方向に変動する動き補償予測周期を検出し、FRC周期を前記検出した動き補償予測周期に同期もしく連動させることを特徴とした物である。
【0018】
これにより、FRC周波数とMPEG動き補償による周期ノイズとの干渉を除去することが可能になり、表示流れやフリッカなどの画質劣化を抑制することが可能になるという効果が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、MPEG方式で圧縮された映像信号の圧縮時における動き補償予測周期を検出し、前記検出周期に同期もしくは連動したFRCパターンにより多階調表示を行うことを特徴としたとしたものであり、MPEG方式の映像が入力された場合に、MPEG方式の映像信号の特徴であるフレーム方向に変動する動き補償予測周期を検出し、FRC周期を前記検出した動き補償予測周期に同期もしく連動させるという作用を有する。
【0020】
請求項2に記載の発明は、MPEG圧縮映像信号の動き補償周期を検出する動き補償周期検出手段と、フレーム単位で入力映像信号の階調に応じて表示オン、オフするパターンを作成するFRCパターン発生手段と、前記動き補償周期検出手段の出力に応じて前記FRCパターン発生手段で発生するパターンの周期を制御する周期制御手段とを設けたものであり、MPEG方式の映像が入力された場合に、MPEG方式の映像信号の特徴であるフレーム方向に変動する動き補償予測周期を検出し、FRC周期を前記検出した動き補償予測周期に同期もしく連動させるという作用を有する。
【0021】
請求項3に記載の発明は、入力される映像信号を1フレーム記憶する記憶手段と、前記記憶手段の出力と入力される映像信号の差分を取る減算器と、前記減算器出力を1フレーム単位で累積和を算出する累積和回路と、前記累積和回路出力について値が特定範囲内にあるかを判定する判定回路により構成された動き補償周期検出手段であり、MPEG方式の映像が入力された場合に、MPEG方式の映像信号の特徴であるフレーム方向に変動する動き補償予測周期を検出するという作用を有する。
【0022】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図3を用いて説明する。
【0023】
(実施の形態1)
図1は本発明の第一の実施の形態である映像表示装置の構成を示し、図1において1は動き補償周期検出手段であり、MPEG圧縮された映像信号入力の際、MPEG圧縮時の動き補償周期を検出する作用を有する。2は、FRCパターン発生手段であり、多階調表示を実現する為にフレーム単位で入力映像信号の階調に応じて表示オン、オフするパターンを作成する作用を有する。3は、周期制御手段であり、動き補償周期検出手段1の出力に応じて前記FRCパターン発生手段2で発生するパターンの周期を制御する作用を有する。
【0024】
以下、上記の様に構成された映像表示装置の動作を図2を用いて説明する。ここでは、例として入力映像信号の動き補償周期をmフレーム周期とし、FRCパターン発生手段では多階調表示をするためにnフレーム単位でFRCパターンを形成している物とする。動き補償周期検出手段1では、MPEG圧縮された映像が入力された場合、図2(a)の様なMPEG圧縮時の動き補償周期mを検出する。次に周期制御手段3では、図2(b)の様に検出された動き補償周期mを元に、FRCパターン周期nのパルスを発生する。ここで、FRC周期nが完結していなくとも、図2中T点の様に、動き補償周期mと一致した出力を発生する。この結果、FRCパターン発生手段2では、図2(b)の入力タイミングと、nフレーム単位で発生するFRCパターンの第一フレームパターンの開始タイミングを、一致させたFRCパターンを発生出力し液晶パネルを供給される。
【0025】
この様にして作成されたFRCパターンは入力映像におけるMPEG圧縮時の動き補償周期と同期、連動した物となり、動き補償周期とFRC周期の干渉を無くすことが可能となる。
【0026】
なお、以上の説明では、MPEGの動き補償周期とFRC周期の干渉を例に説明したが、MPEGの動き補償周期とビットリダクションの為にフレーム方向に誤差拡散する場合の周期との干渉についても同様に実現可能である。
【0027】
(実施の形態2)
図3は本発明の第二の実施の形態である映像表示装置の構成を示す。図3において、4は入力される映像信号を1フレーム記憶する記憶手段である。5は、記憶手段4の出力と入力映像信号の差分を取る減算器である。6は、減算器5の出力を1フレーム単位で累積和を算出する累積和回路である。7は、累積和回路6の出力について値が特定範囲内にあるかを判定する判定回路であり、4〜7で動き補償周期検出手段1を構成する。また、FRCパターン発生手段2と周期制御手段3については、第一の実施形態と同等の構成、及び動作を行うものである。
【0028】
以下、上記の様に構成された映像表示装置の動作を説明する。記憶手段4では、1フレーム前に入力された映像信号が出力される為、減算器5では1フレーム前と現在のフレームである映像信号の差分が得られる。この差分を1フレーム分の画素について累積和を累積和回路6で算出する。この累積和回路6の出力を図4に示す。前述の様にMPEG圧縮された動き補償と圧縮率の関係として周期的に配置されるIピクチャでは、他のB,Pピクチャに比べ圧縮率が低い。この為、図4の様にIピクチャの前後では、圧縮率の差よりフレーム間の映像信号の差分の累積和が大きくなる傾向が得られる。そこで周期判定回路7では、累積和回路6の出力が、図4中の閾値Lより大きいか少ないかを判定することで、周期的に存在する圧縮率の低いIピクチャのタイミングを判定、検出することが可能となり、この結果入力映像がMPEG圧縮された際の動き補償周期を検出することが可能となる。
【0029】
ここではFRCパターン発生手段2と周期制御手段3の動作については、第一の実施形態と同様であり説明を省略するが、以上の動作により、入力映像のMPEG圧縮時の動き補償周期が検出でき、これに同期、連動したFRCパターンを作成する。この様にして作成されたFRCパターンは入力映像におけるMPEG圧縮時の動き補償周期と同期、連動した物となり、動き補償周期とFRC周期の干渉を無くすことが可能となる。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、FRC周波数とMPEG動き補償による周期ノイズとの干渉を除去することが可能になり、表示流れやフリッカなどの画質劣化を抑制することが可能になるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態による映像表示装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第一の実施の形態におけるFRC周期と動き補償周期のタイミング図
【図3】本発明の第二の実施の形態による映像表示装置の構成を示すブロック図
【図4】本発明の第二の実施の形態における動き補償周期検出手段の動作を示すタイミング図
【図5】従来の映像表示装置の構成を示すブロック図
【図6】従来の映像表示装置の動作を示す遷移表を示す図
【図7】MPEG方式における動き補償予測構造例と示した相関図
【符号の説明】
1 動き補償周期検出手段
2 FRCパターン発生手段
3 周期制御手段
4 1フレーム映像記憶手段
5 減算器
6 累積和回路
7 周期判定回路
111 FRCパターン発生手段
112 階調パルス発生手段
113 表示パルス選択回路
114 液晶パネル
Claims (2)
- MPEG圧縮映像信号の動き補償周期を検出する動き補償周期検出手段と、フレーム単位で入力映像信号の階調に応じて表示オン、オフするパターンを作成するFRCパターン発生手段と、前記FRCパターン発生手段で作成するパターンをリセットし、前記動き補償周期検出手段が検出した動き補償周期に前記FRCパターン発生手段で作成するパターンの第1フレームパターンの開始タイミングを一致させるよう前記FRCパターン発生手段を制御する周期制御手段とを設けた映像表示装置。
- 前記動き補償周期検出手段は、入力される映像信号を1フレーム記憶する記憶手段と、前記記憶手段の出力と入力される映像信号の差分を取る減算器と、前記減算器出力を1フレーム単位で累積和を算出する累積和回路と、前記累積和回路出力について値が特定範囲内にあるかを判定する判定回路により構成される請求項1記載の映像表示装置。
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