JP4564759B2 - デジタル映像信号処理回路および映像調整装置、表示装置、映像調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプロジェクタ、液晶モニタ等の表示装置に入力する映像信号のレベル調整を行うためのデジタル映像信号処理回路および映像調整装置、表示装置、映像調整方法に関する。

従来、高品質な映像を提供するような例えば映画館等では、複数のＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を備えるプロジェクタ等の表示装置が用いられている。

そして、高品質な映像を提供するために、プロジェクタからスクリーン上に実際に投射された映像を用いて、プロジェクタに入力する映像信号のレベル調整が行われることは少なくない。

そして、従来のプロジェクタでは、プロジェクタから投射面上に投射された映像を実際に見ながら調整を行う場合には、投射面上の映像を測定するための調整用の測定装置を用いて調整が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２０３６９０号公報（図３）

ところで、上述したように、調整用の測定装置を使用するためのスペース等を確保することが困難な場合もあり、調整用の測定装置を使用する環境が得られない場合には、映像調整回路を介して、投射面上に投射された映像を目視で確認しながら、レベル調整が行われている。

従来の映像調整回路では、映像信号のレベル調整を行った際、表示装置側の信号処理回路で扱うことができる基準値を超えた場合に、すべて基準値とする調整処理を行っている。

したがって、従来の映像調整回路では、表示装置に入力する調整後映像信号の出力レベルを上げていくことによって、調整後映像信号の各Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号すべてが基準値を超える場合の調整処理が行われた部分が、白色として表示されてしまう。このため、表示された映像は、入力された元の映像信号に含まれている白色の部分と、処理された白色の部分とが見分け難くなり、実際に表示された映像を見ながら正確な調整を行うことが困難であった。

したがって、従来のプロジェクタ等の表示装置では、調整用の測定装置を使用しない場合、映像を調整する作業者の経験をもとに調整が行われており、映像の調整作業に熟練を要するという不都合があった。

そこで、本発明は、表示装置に入力する映像信号のレベル調整作業に熟練を要することなく、映像信号のレベル調整を容易かつ高精度に行うことができるデジタル映像信号処理回路および映像調整装置、表示装置、映像調整方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るデジタル映像信号処理回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎のカラー映像信号について、その信号レベルが基準値を超えた部分をこの基準値とする映像調整回路からの各調整後映像信号が独立して入力され、この調整後映像信号を、映像を表示する表示装置に出力するデジタル映像信号処理回路であって、各調整後映像信号から輝度信号を抽出してモノクローム映像を生成する輝度信号抽出回路と、各調整後映像信号を映像調整回路の基準値とほぼ等しい値である比較値とそれぞれ比較する３つの比較回路と、各比較回路による比較結果がそれぞれ入力されてこれらの論理和を演算する論理和回路と、この論理和回路による出力結果に基づいて、輝度信号抽出回路から出力されたモノクローム映像の、調整後映像信号が前記比較値以上になった画素に、マーカー色を表示する表示信号を表示装置に出力するためのマーカー色表示手段とを備える。

以上のように構成した本発明に係るデジタル映像信号処理回路によれば、輝度信号抽出回路によって生成されたモノクローム映像が表示装置に表示され、論理和回路による出力結果に基づいて、モノクローム映像で、調整後映像信号の比較値以上になった画素部分が、任意のマーカー色で色付き表示される。このため、本発明のデジタル映像信号処理回路では、表示装置に入力された調整後映像信号の入力レベルが高い箇所を明瞭に確認することが可能になる。そして、モノクローム映像内のマーカー色で表示された領域が現れないように、表示装置に入力する映像信号の入力レベルを調整することで、映像信号の入力レベルが正確に調整され、表示装置に最適な映像が表示される。すなわち、本発明のデジタル映像信号処理回路によれば、表示装置に入力する映像信号のレベル調整を、表示装置に実際に表示された映像を見ながら行う際に、調整作業を容易かつ高精度に行うことが可能になる。

また、本発明に係る映像調整装置は、上述した本発明のデジタル映像信号処理回路と、カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分をこの基準値とする映像調整回路とを備える。

また、本発明に係る他の映像調整装置は、デジタル映像信号処理回路による処理結果に基づいて、このデジタル映像信号処理回路に入力する映像信号の入力レベルを調整するためのレベル調整回路を備える。

また、本発明に係る表示装置は、上述した本発明の映像調整装置と、この映像調整装置で調整された映像を表示する表示部とを備える。

また、本発明に係る映像調整方法は、映像を表示する表示装置に入力するＲ、Ｇ、Ｂ毎のカラー映像信号をレベル調整するための映像調整方法であって、各カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分を該基準値とする調整ステップと、各カラー映像信号から輝度信号を抽出してモノクローム映像を生成する輝度抽出ステップと、調整ステップで調整された、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の各調整後映像信号を調整ステップの基準値とほぼ等しい値である比較値とそれぞれ比較する比較ステップと、比較ステップによるそれぞれの比較結果の論理和を演算する演算ステップと、演算ステップによる演算結果に基づいて、輝度抽出ステップで生成されたモノクローム映像の、調整後映像信号が比較値以上になった画素に、マーカー色を表示するマーカー色表示ステップとを有する。

上述したように本発明によれば、第１の効果として、映像調整回路から出力された映像を目視で確認しながら調整できるので、例えば基準値を超えるような映像さえわかっていれば、このような映像を利用することで、調整作業の経験に頼ることなく、表示装置に入力する映像信号のレベル調整を容易かつ高精度に行うことができる。

また、本発明によれば、第２の効果として、表示装置に実際に表示された映像で映像信号のレベル調整が行われるため、例えば信号発生器や測定機器等を使用することなく、最適なレベル調整を行うことができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態のデジタル映像信号処理回路の回路図を示す。

図１に示すように、第１の実施形態のデジタル映像信号処理回路１は、映像を表示する表示装置６に入力する映像信号の入力レベルを調整するために用いられ、カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分をこの基準値とする映像調整回路５からＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎の各調整後映像信号がそれぞれ入力される。表示装置６としては、例えば液晶表示装置やプロジェクタ等が適用される。映像調整回路５には、例えば映像信号を出力する再生装置等の外部機器（不図示）が備えるレベル調整回路９によってレベル調整されたＲ、Ｇ、Ｂの各映像信号が入力される。

デジタル映像信号処理回路１は、映像調整回路５が出力したＲ、Ｇ、Ｂ毎の各調整後映像信号から輝度を抽出することでモノクローム映像を生成するための輝度信号抽出回路１０と、映像調整回路５で調整されたＲ、Ｇ、Ｂ毎の各調整後映像信号を比較値と比較するためのＲ用の比較回路１１、Ｇ用の比較回路１２、Ｂ用の比較回路１３と、各比較回路１１，１２，１３による比較結果がそれぞれ入力されこれらの論理和を演算するための論理和回路（オア回路）１４とを備えている。

各比較回路１１，１２，１３は、映像調整回路５から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの調整後映像信号の各配線に電気的にそれぞれ接続されている。これら比較回路１１，１２，１３は、映像調整回路５の基準値とほぼ等しい同一の比較値を有しており、Ｒ、Ｇ、Ｂの各調整後映像信号を比較値と比較する。そして、これら比較回路１１，１２，１３は、各調整後映像信号を比較値と比較し、比較値以上であった場合に、検出信号を論理和回路１４に出力する。論理和回路１４は、比較回路１１，１２，１３からの各出力信号の論理和をとることによって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各調整後映像信号のいずれかが比較値以上になったときに、マーカー色の表示を行うための切り替え信号を、後述する表示切り替え回路１５に出力する。

また、デジタル映像信号処理回路１は、輝度信号抽出回路１０から出力されたモノクローム映像の、調整後映像信号が比較値以上になった画素に、任意のマーカー色を表示するため表示信号を表示装置６に出力するためのマーカー色表示手段である表示切り替え回路１５およびマーカー色発生回路１６を備えている。表示切り替え回路１５は、各比較回路１１，１２，１３による比較結果に基づく論理和回路１４からの切り替え信号に応じて、モノクローム映像のみを表示する第１の表示状態と、モノクローム映像にマーカー色発生回路からの出力であるマーカー色を表示する第２の表示状態とに切り替える。マーカー色発生回路１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂを組み合わせてなる特定の一色の色信号を出力する処理回路であり、予め設定された任意の一色のマーカー色をモノクローム映像上に表示する。

また、デジタル映像信号処理回路１は、映像調整回路５からの調整後映像信号を信号処理せずに表示装置６に出力する第１のモードと、映像調整回路５からの調整後映像信号をマーカー色発生回路１６を介して信号処理し、モノクローム映像にマーカー色を表示する表示信号を表示装置６に出力する第２のモードとに切り替えるための動作モード切り替え回路１７を備えている。

なお、映像調整回路５および表示装置６、レベル調整回路９は、当業者によく知られており、また本発明の要部ではないので、詳細な説明を省略する。

次に、以上のように構成されたデジタル映像信号処理回路１について、信号処理を図面を参照して説明する。

まず、本実施形態のデジタル映像信号処理回路１の基本的な信号処理について説明する。図２に、デジタル映像信号処理回路１の要部を模式的に示す。図２に示すように、デジタル映像信号処理回路１では、調整後映像信号が比較回路１１に入力されて、比較回路１１による比較結果に基づいて、表示切り替え回路１５が切り替えられる。すなわち、比較回路１１は、表示装置６に入力される映像信号が比較値以上であったときに、表示切り替え回路１５に切り替え信号を出力し、マーカー色発生回路１６にマーカー色を発生させる。

一方で、輝度信号抽出回路１０は、入力された映像信号を、単色、いわゆるモノクロームの映像信号に変換し、表示切り替え回路１５に出力する。表示切り替え回路１５は、比較回路１１で調整後映像信号が比較値以上であることが検出されないとき、モノクロームの映像信号を出力する。そして、この表示切り替え回路１５は、比較回路１１で調整後映像信号が比較値以上であることが検出されたとき、モノクロームの映像信号の代わりに、任意の一色をマーカー色として表示するための表示信号を出力する。

続いて、映像調整回路５での信号処理について図面を参照して説明する。映像調整回路５は、図３に示すような波形の映像信号が入力され、入力された映像信号に応じて、映像信号の調整を行う。この映像調整回路５では、映像信号の信号レベルの振幅が、デジタル映像信号処理回路１で取り扱うことができる基準値を超えるような拡大処理がレベル調整回路９で行われた場合、図４に示すように、映像信号の波形の最大領域ａを基準値とし、映像信号を図５に示すような波形にする。なお、この映像調整回路５による信号処理は、従来から公知の映像調整回路における一般的な信号処理と同一である。

したがって、図１に示すように、各比較回路１１，１２，１３では、映像調整回路５から出力された調整後映像信号が比較値以上であるか否かを比較し、図５に示すように、基準値に変換された範囲ｂが比較値以上であることを検出したときに、論理和回路１４を介して表示切り替え回路１５を駆動させて、マーカー色発生回路１６から出力されるマーカー色の表示信号を表示装置６に出力する。

一方、各比較回路１１，１２，１３での比較結果が、調整後映像信号が比較値未満である場合には、輝度信号抽出回路１０によってモノクローム映像に変換された映像信号のみが、表示切り替え回路１５から表示装置６に出力される。

そして、動作モード切り替え回路１７は、映像信号のレベル調整時に、表示切り替え回路１５から出力された表示信号を表示装置６に出力する。また、動作モード切り替え回路１７は、通常の動作時に、映像調整回路５から出力された調整後映像信号を信号処理すること無く表示装置６に出力する。

したがって、ユーザーは、表示装置６に表示されたモノクローム映像上のマーカー色を確認することで、映像調整回路５で信号レベルの基準値を超えた部分が基準値とされたことが容易にわかり、表示装置に表示された映像を確認しながら、レベル調整回路９によって手動で容易に調整することができる。

上述したように、デジタル映像信号処理回路１によれば、映像調整回路５から出力された調整後映像信号から輝度信号を抽出して、モノクローム映像を生成するための輝度信号抽出回路１０と、調整後映像信号を比較値と比較する各比較回路１１，１２，１３と、各比較回路１１，１２，１３による比較結果がそれぞれ入力されてこれらの論理和を演算する論理和回路１４と、論理和回路１４による出力結果に基づいて、輝度信号抽出回路１０から出力されたモノクローム映像の、映像信号が比較値以上になった画素に、マーカー色を表示するため表示信号を表示装置６に出力するための表示切り替え回路１５およびマーカー色発生回路１６とを備えることによって、表示装置６に入力する映像信号のレベル調整を、熟練を要することなく容易かつ高精度に行うことができる。

また、デジタル映像信号処理回路１によれば、このデジタル映像信号処理回路１が映像調整回路５とは独立して構成されているので、映像調整回路５とデジタル映像信号処理回路１とを同一の装置内に配置する必要がない。したがって、デジタル映像信号処理回路１のみの機能を有する映像調整装置を、従来の表示装置等に追加的に取り付けることによって、映像調整回路５とデジタル映像信号処理回路１とを備える映像調整装置と同等な機能が得られる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のデジタル映像信号処理回路としては、上述した第１の実施形態と基本的な構成が同一であるが、比較回路として、異なる比較値をそれぞれ有する第１〜第３の比較回路を複数配置し、それぞれの比較値に対して異なるマーカー色がそれぞれ割り当てられている。なお、第２の実施形態において、上述した第１の実施形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図６に、第２の実施形態のデジタル映像信号処理回路の回路図を示す。

図６に示すように、デジタル映像信号処理回路２は、カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分を基準値とする映像調整回路７からＲ、Ｇ、Ｂ毎の信号が合成された調整後映像信号が入力される。このデジタル映像信号処理回路２は、調整後映像信号から輝度を抽出することでモノクローム映像を生成するための輝度信号抽出回路２０と、調整後映像信号を異なる第１〜第３の比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とそれぞれ比較するための第１の比較回路２１、第２の比較回路２２、第３の比較回路２３とを備えている。

各比較回路２１，２２，２３は、映像調整回路７から出力される調整後映像信号の配線に電気的にそれぞれ接続されている。これら比較回路は、２１，２２，２３は、互いに異なる所定の比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を有しており、各比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が、
Ｃ１ ＜ Ｃ２ ＜ Ｃ３ ・・・（式１）
を満たすように設定されている。また、比較値Ｃ３は、映像調整回路７の基準値とほぼ等しい。

そして、これら比較回路２１，２２，２３は、調整後映像信号と各比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とを比較し、調整後映像信号が各比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３以上であった場合に、検出信号を論理和回路１４にそれぞれ出力する。

また、デジタル映像信号処理回路２は、輝度信号抽出回路１０から出力されたモノクローム映像の、調整後映像信号が比較値以上になった画素に、任意のマーカー色を表示するため表示信号を表示装置６に出力するための表示切り替え回路２４および各第１〜第３のマーカー色発生回路２６，２７，２８を備えている。表示切り替え回路２４は、各比較回路２１，２２，２３による比較結果に基づいて、モノクローム映像のみを表示する第１の表示状態と、モノクローム映像にマーカー色を表示する第２の表示状態とに切り替える。各マーカー色発生回路２６，２７，２８は、各比較回路２６，２７，２８に対応しており、Ｒ、Ｇ、Ｂを組み合わせてなる任意の三色の色信号を各々出力する処理回路であり、予め設定された任意の三色のマーカー色Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の内のいずれか一色をモノクローム映像上に表示する。

また、デジタル映像信号処理回路１は、映像調整回路７からの調整後映像信号を信号処理せずに表示装置６に出力する第１のモードと、調整後映像信号を各マーカー色発生回路２６，２７，２８のいずれか１つを介して信号処理し、モノクローム映像にマーカー色を表示する表示信号を表示装置６に出力する第２のモードとに切り替えるための動作モード切り替え回路２９を備えている。

以上のように構成されたデジタル映像信号処理回路２について、上述したデジタル映像信号処理回路１の信号処理と異なる信号処理の要部を説明する。

デジタル映像信号処理回路２では、映像調整回路７からの調整後映像信号の信号レベルが、第１の比較回路２１の比較値Ｃ１以上で第２の比較回路２２の比較値Ｃ２未満のときには、第１のマーカー色発生回路２６が第１のマーカー色Ｍ１を出力する。

同様に、映像調整回路７からの調整後映像信号の信号レベルが、第２の比較回路２２の比較値Ｃ２以上で第３の比較回路２３の比較値Ｃ３未満のときには、第２のマーカー色発生回路２７が第２のマーカー色Ｍ２を出力する。

同様に、映像調整回路７からの調整後映像信号の信号レベルが、第３の比較回路２３の比較値Ｃ３以上のときには、第３のマーカー色発生回路２８が第３のマーカー色Ｍ３を出力し、さらに第１の比較回路２１の比較値Ｃ１未満のときには、モノクローム映像のみが出力されるように、表示切り替え回路が動作される。

したがって、デジタル映像信号処理回路２によれば、デジタル映像信号処理回路２に入力された調整後映像信号の信号レベルに応じて、異なるマーカー色の内の一色がモノクローム映像に表示されるため、調整後映像信号の信号レベルを段階的に確認することができる。

上述したように、本実施形態のデジタル映像信号処理回路２によれば、調整後映像信号を比較するための複数の比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３がそれぞれ設定されることによって、デジタル映像信号処理回路２に入力された調整後映像信号の信号レベルに応じて、異なるマーカー色の内の一色を表示することができる。このため、調整後映像信号の信号レベルの程度がどの範囲にあるかを確認することができるので、映像信号のレベル調整を更に高精度に行うことが可能になる。

本実施形態のデジタル映像信号処理回路２では、複数の比較値として、第１〜第３の比較値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を備えることで、３段階の比較値が設定される構成にされたが、必要に応じて、他の比較値を有する比較回路および他のマーカー色を発生するためのマーカー色発生回路を追加して、調整後映像信号を更に多段階で確認することが可能に構成されてもよいことは勿論である。

図示しないが、上述した各実施形態のデジタル映像信号処理回路１，２は、例えば、映像調整回路５を備える映像調整装置として構成されてもよい。また、表示装置は、映像調整装置を備える構成にされてもよい。さらに、映像調整装置は、ユーザーが手動で映像信号のレベル調整を行うためのレベル調整回路を備える構成にされてもよい。この構成の場合、レベル調整回路は、デジタル映像信号処理回路に入力される調整後映像信号を調整するものであれば、映像調整回路の前段および後段のどちらの位置に配置されてもよい。

本発明に係る第１の実施形態のデジタル映像信号処理回路を示す回路図である。 前記デジタル映像信号処理回路の基本的な信号処理を説明するための回路図である。 映像信号の波形を示す図である。 映像信号の信号レベルが基準値を超えた状態を示す図である。 映像調整回路によって調整された調整後映像信号の波形を示す図である。 第２の実施形態のデジタル映像信号処理回路を示す回路図である。

符号の説明

１ デジタル映像信号処理回路
５ 映像調整回路
６ 表示装置
７ 映像調整回路
９ レベル調整回路
１０ 輝度抽出回路
１１ Ｒ用比較回路
１２ Ｇ用比較回路
１３ Ｂ用比較回路
１４ 論理和回路
１５ 表示切り替え回路
１６ マーカー色発生回路
１７ 動作モード切り替え回路
２０ 輝度抽出回路
２１ 第１の比較回路
２２ 第２の比較回路
２３ 第３の比較回路
２４ 表示切り替え回路
２６ 第１のマーカー色発生回路
２７ 第２のマーカー色発生回路
２８ 第３のマーカー色発生回路
２９ 動作モード切り替え回路

Claims (6)

1. Ｒ，Ｇ，Ｂ毎のカラー映像信号について、その信号レベルが基準値を超えた部分を該基準値とする映像調整回路からの各調整後映像信号が独立して入力され、該調整後映像信号を、映像を表示する表示装置に出力するデジタル映像信号処理回路であって、
   前記各調整後映像信号から輝度信号を抽出して、モノクローム映像を生成する輝度信号抽出回路と、
   前記各調整後映像信号を前記映像調整回路の基準値とほぼ等しい値である比較値とそれぞれ比較する３つの比較回路と、
   前記各比較回路による比較結果がそれぞれ入力されてこれらの論理和を演算する論理和回路と、
   前記論理和回路による出力結果に基づいて、前記輝度信号抽出回路から出力された前記モノクローム映像の、前記調整後映像信号が前記比較値以上になった画素に、マーカー色を表示する表示信号を前記表示装置に出力するためのマーカー色表示手段とを備えるデジタル映像信号処理回路。
2. 前記調整後映像信号を信号処理せずに前記表示装置に出力する第１のモードと、前記調整後映像信号を前記マーカー色表示手段を介して信号処理し、前記モノクローム映像に前記マーカー色を表示する表示信号を前記表示装置に出力する第２のモードとに切り替えるための動作モード切り替え回路を備える請求項１に記載のデジタル映像信号処理回路。
3. 請求項１または２に記載のデジタル映像信号処理回路と、
   カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分を該基準値とする映像調整回路とを備える映像調整装置。
4. 前記デジタル映像信号処理回路による処理結果に基づいて、前記映像調整回路に入力する映像信号の入力レベルを調整するためのレベル調整回路を備える請求項３に記載の映像調整装置。
5. 請求項３または４に記載の映像調整装置と、
   前記映像調整装置で調整された映像を表示する表示部とを備える表示装置。
6. 映像を表示する表示装置に入力するＲ、Ｇ、Ｂ毎のカラー映像信号をレベル調整するための映像調整方法であって、
   前記各カラー映像信号の信号レベルが基準値を超えた部分を該基準値とする調整ステップと、
   前記各カラー映像信号から輝度信号を抽出してモノクローム映像を生成する輝度抽出ステップと、
   前記調整ステップで調整された、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の各調整後映像信号を前記調整ステップの基準値とほぼ等しい値である比較値とそれぞれ比較する比較ステップと、
   前記比較ステップによるそれぞれの比較結果の論理和を演算する演算ステップと、
   前記演算ステップによる演算結果に基づいて、前記輝度抽出ステップで生成された前記モノクローム映像の、前記調整後映像信号が前記比較値以上になった画素に、マーカー色を表示するマーカー色表示ステップとを有する映像調整方法。

Images