JP4628524B2 - 画像合成処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラフィックス画像データと他の画像入力データとを、任意の割合で合成してディスプレイ等に出力する画像合成処理装置に関し、特に、インターレース方式のビデオ出力時に発生するグラフィックス画像のラインフリッカを低減させるためのフィルタ処理部を備えた画像合成処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からグラフィックス画像データと他の画像入力データとを、任意の割合で合成してディスプレイ等にインターレース方式でビデオ出力する画像合成処理装置が知られており、さらに、インターレース方式でビデオ出力する際に発生するグラフィックス画像のラインフリッカを低減させるために、合成前のグラフィック画像の垂直2ライン分(フィールドが異なり隣接する2ライン分)のビデオデータに対し、フィールド間のフィルタ処理を施してから出力するフィルタ処理部を備えた画像合成処理装置が知られている。
【0003】
図6は、従来の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
図6の画像合成処理装置91は、例えば特定のデータフォーマットを用いて構成されるグラフィック画像のビデオデータを生成するグラフィック画像データ生成部2と、そのグラフィック画像データに対してフィルタ処理を施して出力するフィルタ処理部93と、後述する設定レジスタ部95に設定される内容を制御すると共に画像合成処理装置91内各部の動作を司る制御部4と、フィルタ処理部93の動作に関する各種設定およびグラフィック画像データと入力画像データの合成係数設定を格納する設定レジスタ部95と、フィルタ処理部93から出力されたグラフィック画像データと入力画像データとを設定レジスタ部95に設定された合成係数に従って合成する画像合成部8と、外部からの画像データが入力される画像データ入力部9と、画像合成部8で合成された画像データが出力される画像データ出力部10とから構成される。
【0004】
また、フィルタ処理部93内には、グラフィック画像の垂直2ライン分のビデオデータに対してフィールド間のフィルタ処理を施して出力するフィルタ部31と、フィルタ部31のフィルタ処理を実行させるか否かを切り替えるフィルタ処理実行制御部32を有している。
【0005】
また、設定レジスタ部95内には、フィルタ処理部93内のフィルタ処理実行制御部32をON/OFF切替させる設定を格納するフィルタ実行設定部54と、画像合成部8で合成するグラフィック画像データと入力画像データの合成係数の設定を格納する合成係数設定部51を有している。
【0006】
次に、従来の画像合成処理装置91の動作について説明する。
グラフィック画像データ生成部2で生成されたグラフィック画像データは、フィルタ処理部93内のフィルタ部31に入力する。フィルタ部31は、フィルタ処理実行制御部32の指示により入力したグラフィック画像データに対してフィルタ処理を実行するか否かを判断する。フィルタ処理実行制御部32の指示がフィルタ処理を実行する指示である場合には、入力したグラフィック画像データに対してフィルタ処理を実行して画像合成部8に出力し、フィルタ処理実行制御部32の指示がフィルタ処理を実行しない指示である場合には、入力したグラフィック画像データに対してフィルタ処理を実行しないで画像合成部8に出力する。
【0007】
また、フィルタ処理実行制御部32は、設定レジスタ部95内のフィルタ実行設定部54に設定された内容に従って切り替えられ、フィルタ実行設定部54の設定内容は、制御部4により書き換えることができる。
【0008】
画像合成部8は、画像データ入力部9から入力したビデオ画像データと、フィルタ部31から入力したグラフィック画像データを、設定レジスタ部95内の合成係数設定部51に設定された内容に従って合成し、合成した画像データを画像データ出力部10に出力する。
【0009】
また、合成係数設定部51の設定内容も、フィルタ実行設定部54と同様に制御部4により書き換えることができる。
【0010】
ところで、上記したフィルタ処理部93は、グラフィック画像の垂直2ライン分のビデオデータに対してフィールド間のフィルタ処理を施して出力する処理を切り替えているが、それは、以下に示す理由からである。
【0011】
グラフィック画像に対してフィルタ処理を実行すると、グラフィックス画像のラインフリッカを低減することができる。しかし、それと引き換えに、フィルタ処理によるグラフィック画像の画質劣化を伴う。従って、ディスプレイに表示されるグラフィック画像を確認した場合、例えばグラフィック画像をインターレース方式でビデオ出力する際に発生するラインフリッカの発生が少なく、かつフィルタ処理による画質劣化が顕著である場合等には、フィルタ処理を実行しないグラフィック画像の方が見易くなる場合がある。
【0012】
そのため、従来の画像合成処理装置91では、事前にディスプレイに表示されたグラフィック画像からラインフリッカの発生状況を確認し、制御部4を用いて設定レジスタ部95内のフィルタ実行設定部54の設定を調整することにより、フィルタ処理部93内のフィルタ処理実行制御部32を切り替えてグラフィック画像データに対するフィルタ処理の実行(ON)と非実行(OFF)を切り替えていた。
【0013】
このように、外部から入力される他のビデオ入力画像と合成してディスプレイ上に表示させる動作を実施する従来の画像合成処理装置91は、グラフィックスの画像データ処理を行う制御部4、画像メモリ部41、及び、その画像メモリ部41をコントロールする為のメモリ制御処理部42を有し、画像メモリ部41に格納されたグラフィックスの画像データを、所定のビデオタイミングで読み出し、垂直2ライン分に相当するフィールドが異なり隣接するグラフィックス画像データを、画像メモリから同時に読み出し、フィールド間のフィルタ処理を行うことにより、ビデオ出力方式がインタレース方式の場合に発生するグラフィックス画像のラインフリッカを低減させていた。
【0014】
また、従来の画像合成処理装置91では、グラフィックス画像と外部からのビデオ入力画像との合成の割合を合成係数αとしてあらかじめ設定レジスタ部51内の合成係数設定部51にパラメータとして設定し、本係数値を用いて合成したビデオの画像データを出力していた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の画像合成処理装置では、使用者に見易い画像合成出力とするために、事前にディスプレイ上に表示されたグラフィックス画像からラインフリッカの発生状況を確認し、グラフィック画像データに対してフィルタ処理部93でフィルタ処理を実行するか否かを制御部4により設定レジスタ部95内のフィルタ実行設定部54に設定することにより切り替える必要があった。
【0016】
また、例えば、上記設定を省略するために、常時、グラフィック画像データに対してフィルタ処理部93でフィルタ処理を実行するように設定レジスタ部95内のフィルタ実行設定部54を設定することも考えられるが、その場合には、グラフィック画像データが常時劣化してしまっていた。
【0017】
ところで、画像合成処理装置は、グラフィック画像データと入力画像データを合成する場合であって、その中のグラフィック画像データの割合が小さい場合には、グラフィック画像のラインフリッカが目立ちにくくなるという特性を有している。従って、上記のように事前にディスプレイ上に表示されたグラフィックス画像からラインフリッカの発生状況を確認してフィルタ実行設定部54を設定した場合には、ラインフリッカが目立たないグラフィック画像データに対してもフィルタ処理を実行してしまい、前記設定が役に立たないだけでなく、逆に、前記設定によりグラフィック画像データの画質をいたずらに劣化させてしまうという問題があった。
【0018】
本発明は、上述した如き従来の問題を解決するためになされたものであって、グラフィック画像の種類によるフィルタ処理のON/OFFだけでなく、グラフィック画像データの合成割合に適応させてグラフィック画像データに対するフィルタ処理を実行することにより徒にグラフィックス画像の画質を劣化させない画像合成処理装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項1に記載した本発明の画像合成処理装置は、グラフィック画像のビデオデータを生成するグラフィック画像データ生成部と、前記グラフィック画像の垂直2ライン分のビデオデータに対してフィールド間のフィルタ処理を施して出力するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部から出力するグラフィック画像データと外部から入力するビデオ画像データとを設定された合成係数に従って合成する画像合成部と、前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定および前記グラフィック画像データと前記画像データとの合成係数の設定を格納する設定レジスタ部と、前記設定及び各部の制御を司る制御部とを有し、前記フィルタ処理部内には、少なくとも前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定に基づいてフィルタ処理を制御するフィルタ処理実行制御部を有する画像合成処理装置であって、前記設定された合成係数と所定のしきい値とを比較して比較結果を出力する係数比較部を備え、前記フィルタ処理実行制御部は、前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定に加えて、前記係数比較部の出力に基づいて、前記グラフィック画像データに対するフィルタ処理を実行する制御を実施することを特徴とする。
【0020】
請求項2の本発明は、請求項1記載の画像合成処理装置において、前記設定レジスタ部は、前記制御部からの指示により前記しきい値を設定するしきい値設定部を備えることを特徴とする。
【0021】
請求項3の本発明は、請求項2記載の画像合成処理装置において、前記設定レジスタ部は、前記制御部からの指示により前記しきい値の上限値を設定するしきい値上限設定部を備え、前記係数比較部は、前記合成係数と前記しきい値設定部に設定されたしきい値とを比較した比較結果、および、前記合成係数と前記しきい値上限設定部に設定されたしきい値とを比較した比較結果の双方を前記フィルタ処理実行制御部に出力することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
尚、図1において、図6に示した従来の画像合成処理装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0023】
図1の画像合成処理装置1が図6に示した従来の画像合成処理装置91と主に異なる点としては、合成係数設定部51から出力された合成係数αが入力されると共に固定値のしきい値が入力され、双方の入力を比較して比較結果を制御信号として出力する係数比較部6と、その係数比較部6に入力される固定値のしきい値を格納するしきい値記憶部7とが新たに備えられている点と、フィルタ処理部3内のフィルタ処理実行制御部33が、係数比較部6から出力される制御信号をパラメータとして入力し、グラフィック画像データに対するフィルタ処理を実行するためにフィルタ実行設定部54に格納されている設定による制御に対してさらに追加制御を実施する点である。
【0024】
次に、画像合成処理装置1の動作について説明する。
まず、制御部4により、グラフィックス画像と外部からの入力画像との合成割合が決定されて、その合成係数αが合成係数設定部51に設定される。合成係数αは、例えば8ビットの値を持つ場合には、0から255までの範囲の値をとることができる。係数比較部6では、この合成係数α(以下、αと記載する)が入力されると、しきい値記憶部7に予め格納されていた固定値のしきい値N(Nは、0から255までの範囲の値をとる整数)を読み出して比較し、その比較結果をフィルタ処理実行制御部33に制御信号(1ビット)として出力する。このときの比較論理としては、例えば、α<Nの場合は‘1’を出力し、α≧Nの場合は‘0’を出力することになる。
【0025】
フィルタ処理実行制御部33では、係数比較部6から出力された制御信号(比較結果)が入力されると、その比較結果を基にしてフィルタ部31においてグラフィック画像の垂直2ライン分のビデオデータに対してフィールド間のフィルタ処理を施して出力するか否か(ON/OFF)を以下の論理に基づいて制御する。
【0026】
なお、この場合の制御では、フィルタ部31におけるフィルタ処理そのものの動作は、従来と同じとなるが、フィルタ処理を施して出力するか否かの判断に係数比較部6からの比較結果が加味されることになる。
【0027】
フィルタ部31の具体的な制御内容としては、以下のようになる。設定レジスタ部5内のフィルタ実行設定部54に設定された制御内容に基づいてフィルタ処理を行わない(OFF)場合には、フィルタ部31は従来と同様にフィルタ処理を行わずにグラフィック画像データをそのまま出力する。ところが、設定レジスタ部5内のフィルタ実行設定部に設定された制御内容に基づいてフィルタ処理を行う(ON)場合には、そのONの間中連続してフィルタ部31でフィルタ処理を実行するわけではなく、そのONの間中であっても、係数比較部6からの制御信号により、フィルタ処理実行制御部33でフィルタ処理のON/OFFを別途の論理で制御する。
【0028】
例えば、係数比較部6からの制御信号が‘0’の場合、フィルタ処理を行うこととし、制御信号が‘1’の場合、フィルタ処理を行わずに、画像データをそのまま出力することとする。このようにフィルタ処理実行制御部33を制御することにより、設定レジスタ部5内のフィルタ実行設定部54にフィルタ処理を行うように設定されている場合であっても、係数比較部6から入力される制御信号の内容によって、フィルタ部31がフィルタ処理を行わないようにすることができる。本実施形態では、上記のように合成係数により、言わば適応的なフィルタ処理を実施できることになる。
【0029】
ここで、本実施の形態1でフィルタ処理が実施されるグラフィック画像データについて、さらに詳しく説明する。
【0030】
図2は、図1の画像合成処理装置1の構成をさらに詳しく示したブロック図である。また、図2では、グラフィック画像データ生成部2の内部構成、および、フィルタ処理部3と画像合成部8の間の構成が具体的に追加されている。
【0031】
まず、グラフィック画像データ生成部2の内部構成では、画像メモリ41は、様々な形式で定義されたグラフィックス画像データを格納する。メモリ制御処理部42は、上記タイミング信号生成部45で生成されたリアルタイム制御信号を基準タイミングとして、画像メモリ部41からフィールド間のグラフィックス画像データを同時に読み出す。メモリ部43内の第1のFIFO部61及び第2のFIFO部62は、上記メモリ制御処理部42から読み出されたフィールド間のグラフィックス画像データを各々蓄積する。同期信号入力部44は、外部からのクロック信号や、水平垂直各種同期信号等を入力する。
【0032】
タイミング信号生成部45は、入力された上記各種同期信号から、所望のビデオタイミング信号や各種制御信号を生成する。マルチプレクサ部46は、上記第1のFIFO部61及び第2のFIFO部62から読み出されたフィールド間グラフィックス画像データに対してマルチプレクス処理を実施する。色情報テーブル記憶部47は、マルチプレクサ部46から出力された画像データがアドレスとして入力され、アドレスに対応するグラフィックス画像データ(RGB4:4:4)を出力するメモリとしての機能を有している。デマルチプレクサ部48は、上記した色情報記憶部47から出力されたグラフィックス画像データ(RGB4:4:4)をフィールド間のデータ毎に再び分離してフィルタ部31に出力する。
【0033】
また、フィルタ処理部3と画像合成部8の間の構成では、マトリクス処理部35は、フィルタ処理部3から出力されたRGB形式を有するグラフィックス画像データを、YCbCr形式に変換する。LPF/サブサンプリング部36は、マトリクス処理部35から出力されたグラフィックス画像データYCbCr4:4:4を、YCbCr4:2:2形式に変換するために、クロマデータ(Cb及びCr)に対してローパスフィルタ処理を行った後、サブサンプリング処理を行う。
【0034】
図2では上記のような構成が追加されて記載されるため、図1で説明した画像合成処理装置の各部についても以下の内容が追加される。制御部4は、グラフィックス画像データの画像メモリ部41やメモリ部43への読み書きや、そのデータ処理を実施する。設定レジスタ部5は、上記タイミング信号生成部45で生成する信号の動作条件等を格納する。フィルタ処理部3は、デマルチプレクサ部48から出力されたフィールド間の各データについてフィールド間のフィルタ処理を行う。画像データ入力部9は、外部からのビデオデータ(YCbCr4:2:2)を入力する。設定レジスタ部5内に設けられた合成係数設定部51は、LPF/サブサンプリング部36から出力されるグラフィックス画像データと、画像データ入力部9から入力される外部ビデオデータとの合成割合を設定する。
【0035】
次に、図1よりもさらに詳細な図2の画像合成処理装置の各構成に基づいて動作を説明する。
画像合成処理装置1がサポートするグラフィックス画像データは、様々なデータ形式を備える。なお、以下の説明では、一例として、1ピクセルあたりのグラフィックス画像データが8ビットで表される、Clut(色情報テーブル)8グラフィックス・データ形式を持つ画像データを、外部から入力されるITU−RBT−601:YCbCr(4:2:2)ビデオ形式(以下BT−601形式)を持つビデオデータと合成し、同じビデオ出力形式で外部に出力する場合の動作として説明する。
【0036】
最初に、画像合成処理装置の画像データ処理を行う制御部4は、グラフィックス画面として画面上に表示するデータをあらかじめ画像メモリ部41に書き込む。ビデオ出力形式がBT−601形式の場合は、表示するグラフィックス画面1枚あたり、水平720ピクセル、垂直480ラインの計720×480×8Bitのデータ領域を、メモリ上にグラフィックス画像データとして確保することとなる。
【0037】
次に、タイミング信号生成部45は、同期信号入力部44に入力されるピクセルクロック(13.5MHz)と水平および垂直の各種同期信号から、BT−601ビデオ信号形式に準拠したタイミング信号を生成する。これにより、ビデオ信号の水平/垂直周波数や、ブランキング信号等のタイミングが、規格に準拠した形で生成される。また、画像メモリ部41からのグラフィックス画像データを読み出すためのタイミング信号や、グラフィックス画像データをBT−601形式で出力するためのビデオデータ出力タイミング信号も、タイミング信号生成部45にて生成する。この場合の、各種タイミング信号生成に必要となる設定パラメータは、設定レジスタ部5に格納される。
【0038】
メモリ制御処理部42は、上記画像メモリ部41に蓄積された画像データをディスプレイ上に表示するために、画像メモリ部41に蓄積された画像データをライン毎のタイミング信号で高速に読み出す。この場合のタイミング信号は、上記タイミング信号生成部45において生成された信号である。また、BT−601形式の場合の高速な読み出しとは、例えば、27MHzの如き、ピクセルクロック周波数の13.5MHzよりも早い周波数を、画像メモリの動作クロックとして使用することを意味する。また、画像メモリ部41からのデータ読み出し方法としては、隣接するライン毎にフィールド間のデータの対として読み出す。
【0039】
以下に、この画像メモリ部41からのデータ読み出し方法について図を用いて説明する。
図3は、画像メモリ部41からのデータ読み出し方法を示すものであり、画像合成処理装置の画像メモリ部41に蓄積されたグラフィックス画像データから、メモリ制御処理部42がフィールド間の2系統のデータを読み出す時の概念図である。
【0040】
例えば、第1フィールドの第1ライン(メモリマッピング上の第1ライン:n=1)をディスプレイ上に表示させる場合は、第1フィールドの第1ラインと第2フィールドの第1ラインに相当する画像データ(画像メモリ部41の第1ライン:n=1と、第2ライン:n=2)をライン単位で同時に読み出す。また、第2フィールドの第1ラインをディスプレイ上に表示させる場合も同様にして、第2フィールドの第1ラインと、第1フィールドの第2ライン(画像メモリ部41の第2ライン:n=2と第3ライン:n=3)に相当する画像データをライン単位で読み出す。そして、読み出された各画像データは、それぞれ、メモリ部43内の第1のFIFO部61と、第2のFIFO部62に、メモリの動作クロックを用いて高速に書き込まれる。
【0041】
メモリ部43内の第1のFIFO部61、及び、第2のFIFO部62に格納されたフィールドが異なり隣接する画像データは、タイミング信号生成部45において生成された各ライン毎のタイミング信号を用いて、ピクセルクロック(13.5MHz)に同期して同時に読み出される。
【0042】
読み出されたフィールドが異なり隣接する各画像データは、マルチプレクサ部46において、ピクセルクロックに同期した2倍の周波数成分を持つクロック(27MHz)でマルチプレクスされる。これにより、13.5MHzのピクセルクロック1周期中に、フィールドが異なり隣接する2つのライン画像データが、27MHzの周波数に同期した形でマルチプレクスされることになる。
【0043】
マルチプレクスされた画像データは、色情報テーブル記憶部47に8ビットのアドレスとして入力される。色情報テーブル記憶部47は、予め制御部4から書き込まれた256×24WordのグラフィックスRGB(R,G,B各8ビット)画像データが格納されたRAMとしての役割を持ち、入力されるアドレスに相当するRGB各8ビット、すなわち合計24ビットのグラフィックス画像データを27MHzクロックに同期して出力する。この色情報テーブル記憶部47を介することにより、例えば、Clut8グラフィックス画像データ形式の場合には、約1677万色の中から、任意の256色をグラフィックス画像として出力することができるようになる。
【0044】
色情報テーブル記憶部47から出力されたRGB各8ビットのディジタル画像データは、デマルチプレクサ部48に入力されることにより、再びフィールドが異なり隣接する画像データに分離される。例えば、画像メモリ部41に蓄積されたグラフィックス画像データの第nライン目(n:1〜480、nは整数)のデータRGB(n)(i)(iは水平方向の画素位置1〜720を示す)をディスプレイ上に表示するために、画像メモリ部41からデータを読み出している場合、デマルチプレクサ部48からの出力は、以下に示すL1,L2の2ライン分に相当する各RGB画像データを、ピクセルクロック(13.5MHz)に同期して並列に出力する。
【0045】
(ただし、n=720,n+1=721≧720の場合,
L1=L2=RGB(720)(i)とする。)
【0046】
デマルチプレクサ部48から出力されたフィールド間の各RGB画像データは、フィルタ処理部3に入力され、上記したようにフィールド間のフィルタ処理をフィルタ部31で行う場合と、そうでない場合とに分けられる。
【0047】
例えば、フィルタ処理部3への入力データをRGB(n)(i)(n:1〜480,i:1〜720;n,iは整数)とすると、フィルタ部31では以下の(1)式に応じて計算した結果をFRGB(n)(i)として出力する。
【0048】
【0049】
ここで、フィルタ処理部3で、フィルタ部31からの出力データに上記フィルタ処理を行うかどうか(ON/OFF)の選択は、フィルタ処理実行制御部33により制御され、さらに、フィルタ処理実行制御部33は、制御部4により設定された設定レジスタ部5内のフィルタ実行設定部54の設定により制御される。
【0050】
フィルタ処理部3から出力されたグラフィックスの画像データFRGB(n)(i)は、マトリクス処理部35に入力され、RGB4:4:4データ形式からYCbCr4:4:4データ形式に変換される。マトリクス変換処理を行うための演算式は、BT−601に記載の演算式を使用する。結果として、マトリクス処理部35に入力されるRGB各8ビットの入力画像データは、YCbCr各8ビットの輝度、色差画像データに変換されて、マトリクス処理部35から出力される。
【0051】
マトリクス処理部35から出力されたYCbCr4:4:4データ形式のグラフィックス画像データは、LPF/サブサンプリング部36に入力されることで、YCbCr4:2:2データ形式のグラフィックス画像データに変換される。すなわち、YCbCr4:4:4データ形式中のCbおよびCrの各々の色差データのみについて、ローパスフィルタ処理をした後、サブサンプリング処理を行うことにより、YCbCr4:2:2データ形式に変換する。
【0052】
LPF/サブサンプリング部36から出力されたYCbCr4:2:2データ形式のグラフィックス画像データ(GYC(n)(i)とする)は、画像合成部8に入力され、画像データ入力部9に入力されたYCbCr4:2:2外部ビデオ入力データ(MYC(n)(i)とする)と合成されて、画像データ出力部10からBT−601:YCbCr4:2:2ビデオ出力形式(OYC(n)(i)とする)となって出力される。
【0053】
また、この場合の画像合成部8における合成割合を定義する合成係数αは、設定レジスタ部5内部に設けられた合成係数設定部51に設定される。例えば、合成係数α(以下、式中ではαと記す)が8ビットで定義されるとすると、合成されるビデオデータは、以下の(2)式で表される。
【0054】
【0055】
本実施の形態1では、上記した構成および動作によって、画像メモリ部41に蓄積されたグラフィックス画像データと、外部から画像データ入力部9に入力されるビデオ画像を、合成係数設定部51において設定された合成係数αで合成して出力するが、その際に、フィルタ処理部3におけるフィールド間のフィルタ処理について、設定レジスタ部5のフィルタ実行設定部54に格納された内容のみによらず、合成係数設定部51に格納された内容によっても判断することにより、言わばディスプレイの出力画像に適応的に実施するようにしたので、合成された出力画像中のグラフィックス画像にラインフリッカが目立つ場合に限りフィルタ処理を実施してラインフリッカを低減させることができ、また、ラインフリッカが目立たない場合のフィルタ処理による不要な画質の劣化を低減させることができる。
【0056】
実施の形態2.
実施形態1では、上記のようにグラフィックス画像に対するフィルタ処理を出力画像に適応的に行うための制御信号の生成に、合成係数αとしきい値(固定値)との比較を行ったが、グラフィックス画像の種類は多数あり、その各々のラインフリッカの発生状況は異なり、さらに、外部入力画像と合成した時に発生する各グラフィックス画像のラインフリッカの発生状況も合成係数αの値により異なるため、上記のしきい値は、固定値ではなく任意に変えられる可変値であることが望ましい。そこで、合成係数αとの比較に用いるパラメータを固定値ではなく、制御部から任意の値に設定できるように構成した実施形態を以下に実施の形態2として示す。
【0057】
図4は本発明の実施の形態2の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
図4の画像合成処理装置11が図1の画像合成処理装置1と異なる主な点は、図1のしきい値記憶部7が削除されている代わりに設定レジスタ部15内にしきい値設定部52を有している点である。また、上記に関連して、係数比較部16は、設定レジスタ部15内の合成係数設定部51からの入力に加えて、しきい値設定部52からも入力されるように構成されている。他の構成については、図1と同構成であるので、図4では説明を省略する。
【0058】
しきい値設定部52は、制御部4により任意の値に設定されるしきい値を格納する。このしきい値は、上記したように、各グラフィックス画像のラインフリッカの発生状況、および、合成係数αの値の組み合わせにより、ディスプレイに表示される合成画像に適応的に予め設定される。
【0059】
次に、本実施の形態2の画像合成処理装置11の動作について説明する。
なお、上記した係数比較部16およびしきい値設定部52以外の画像合成処理装置11の動作は、図1の画像合成処理装置1の動作と同様であるため説明を省略し、画像合成処理装置1の動作と異なる動作について説明する。
【0060】
まず、合成係数設定部51の動作が、実施の形態1の場合と同じあり、設定される合成係数αが8ビットの値を持つとする。その場合、しきい値設定部52は、8ビットの値を制御部4から任意に設定できるレジスタとしての機能を有することになる。ここで、しきい値設定部52に設定されるしきい値をNm(Nmは0から255までの範囲の値をとる整数)とすると、係数比較部16は、合成係数αとしきい値Nmを入力し、その双方の値を比較した結果をフィルタ処理実行制御部33に制御信号(1ビット)として出力する。
【0061】
この場合の比較論理としては、合成係数α<しきい値Nmの場合は‘1’を出力し、合成係数α≧しきい値Nmの場合は‘0’を出力する。また、制御部4からしきい値Nmの値を任意に切り替えて設定できるので、係数比較部16から出力されるフィルタ処理実行制御部33の制御信号は、設定されたしきい値Nmの値に応じて、任意に変更することができる。係数比較部16から出力された上記制御信号はフィルタ処理実行制御部33に入力され、実施の形態1と同様にフィルタ部31の処理動作が行われる。
【0062】
本実施の形態2では、上記した構成および動作によって、フィルタ処理を出力画像に適応的に行うための制御信号を生成する際に、合成係数αと比較されるしきい値Nmを任意に切り替えて設定できるようにし、合成係数αがしきい値Nm以上である場合のみフィルタ部31でグラフィック画像に対するフィルタ処理を実施するようにしたので、多種類のグラフィックス画像、および、外部入力画像と合成した時に発生する各グラフィックス画像に対応させて、合成された出力画像中のグラフィックス画像のラインフリッカが目立つ場合に限りフィルタ処理を実施できる。従って、多種類のグラフィックス画像、および、外部入力画像と合成した時に発生する各グラフィックス画像に対応させて目立つラインフリッカのみを低減させることができ、また、ラインフリッカが目立たない場合のフィルタ処理による不要な画質の劣化を低減させることができる。
【0063】
実施の形態3.
実施の形態2では、上記のようにフィルタ処理を適応的に行うための制御信号の生成に合成係数αと可変して設定可能な一つのしきい値との比較を行い、各グラフィックス画像に対応させてラインフリッカが目立つ場合に限りそのラインフリッカを低減させるようにフィルタ処理を実施したが、例えば、グラフィックス画像が表示画面のほとんどを占める場合には、ラインフリッカが有ってもグラフィックス画像の画質を優先させたい場合がある。そこで、ラインフリッカが目立っても画質を優先させる場合に対応できるように、上記した実施の形態2のしきい値に加えてさらに比較するしきい値を一つ増やした二つの各しきい値と、合成係数とを比較してフィルタ処理を設定できるように構成した実施形態を以下に実施の形態3として示す。
【0064】
図5は本発明の実施の形態3の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
図5の画像合成処理装置21が図4の画像合成処理装置11と異なる主な点は、設定レジスタ部25内にしきい値上限設定部53を有している点である。また、上記に関連して、係数比較部26は、設定レジスタ部15内の合成係数設定部51からの入力およびしきい値設定部52からの入力に加えて、しきい値上限設定部53からも入力されるように構成されている。他の構成については、図4と同構成であるので、図5では説明を省略する。
【0065】
しきい値上限設定部53は、しきい値設定部52と同様に制御部4により任意の値に設定されるしきい値を格納する。このしきい値は、上記したように、グラフィックス画像がディスプレイの表示画面のほとんどを占める場合の合成係数αに対応し、例えば、その場合の合成係数αよりも僅かに小さく設定される。係数比較部26は、合成係数設定部51において設定された合成係数αと、しきい値設定部52及びしきい値上限設定部53に設定された二つのしきい値が入力され、合成係数αと各しきい値との比較を行い、その比較結果を制御信号として出力する。
【0066】
次に、本実施の形態3の画像合成処理装置21の動作について説明する。
なお、上記した係数比較部26およびしきい値上限設定部53以外の画像合成処理装置21の動作は、図4の画像合成処理装置11の動作と同様であるため説明を省略し、画像合成処理装置11の動作と異なる動作について説明する。
【0067】
まず、合成係数設定部51およびしきい値設定部52の動作が実施の形態2の場合と同じあり、合成係数設定部51に設定される合成係数αが8ビットの値を持つとする。その場合、しきい値上限設定部53は、しきい値設定部52と同様に、8ビットの値を制御部4から任意に設定できるレジスタとしての機能を持つ。このしきい値上限設定部53に設定される値をしきい値Nl(Nlは、0から255までの範囲の値をとる整数でしきい値Nl≧しきい値Nmとする)とすると、係数比較部26は合成係数αとしきい値Nmおよびしきい値Nlが入力され、合成係数αと各しきい値との比較結果をフィルタ処理実行制御部33に制御信号(各1ビット)で出力する。
【0068】
このときの比較論理としては、合成係数α<しきい値Nmの場合は‘1’を出力し、しきい値Nm≦合成係数α≦しきい値Nlの場合は‘0’を出力し、合成係数α>しきい値Nlの場合は‘1’を出力する。また、制御部4からしきい値Nmおよびしきい値Nlの値を任意に切り替えて設定できるので、係数比較部26から出力されるフィルタ処理実行制御部33の制御信号は、設定されたしきい値Nmおよびしきい値Nlの値に応じて、任意に変更することができる。係数比較部26から出力された上記制御信号は、フィルタ処理実行制御部33に入力され、実施の形態1と同様にフィルタ部31の処理動作が行われる。
【0069】
本実施の形態3では、上記した構成および動作によって、フィルタ処理を出力画像に適応的に行うための制御信号を生成する際に、合成係数αと比較される2段階のしきい値を任意に切り替えて設定できるようにしたので、実施の形態2に示した多種類および合成時のグラフィックス画像の各々のラインフリッカの発生状況に対応でき、さらに、ラインフリッカが目立っても画質を優先させる場合に対応できることができる。
【0070】
なお、本実施の形態3ではしきい値を2段階として記載したが、例えば、しきい値を3段階以上として、合成係数αの値に対応させてさらに細かくフィルタ部31の処理を制御しても良い。
【0071】
【発明の効果】
上記のように請求項1の本発明によれば、グラフィックス画像と外部入力画像との合成の割合を決定する合成係数と、しきい値(固定値)を格納するしきい値記憶部と、合成係数としきい値との比較を行う係数比較部を備え、その比較結果を制御信号として、グラフィックス画像データのフィールド間のフィルタ処理を行うフィルタ処理部内のフィルタ処理実行制御部をその制御信号により制御するようにしたので、
グラフィックス画像データと外部入力画像とが合成される割合に応じて、ラインフリッカを除去するためのフィールド間のフィルタ処理を適応的に行うことができ、例えば、グラフィックス画像の合成率が低い場合のような一般的にラインフリッカが認識されにくい場合には、自動的にフィルタ処理を行わない制御を行うことができる。従って、グラフィックス画像のラインフリッカが目立つ場合に限りフィルタ処理を実施して適応的なラインフリッカ除去を行うことができる。
【0072】
また、請求項2の本発明によれば、設定レジスタ部内に制御部から任意の値を設定できるしきい値設定部を設け、係数比較部において設定されたしきい値と合成係数との比較を行い、その比較結果を制御信号として、グラフィックス画像データのフィールド間のフィルタ処理を行うフィルタ処理部内のフィルタ処理実行制御部をその制御信号により制御するようにしたので、
任意のしきい値を制御部から設定することができることから、グラフィックス画像の種類と合成状況に適応的にフィルタ制御を実施するようにできる。従って、グラフィックス画像のラインフリッカが目立つ場合に限りフィルタ処理を実施して適応的なラインフリッカ除去を、画像の種類と合成状況に応じて細かく制御することができる。
【0073】
さらに、請求項3の本発明によれば、設定レジスタ部内に制御部から任意の値を設定できるしきい値上限設定部を設け、係数比較部においてしきい値設定部およびしきい値上限設定部に設定された二つのしきい値と、合成係数との比較を行い、その比較結果を制御信号として、グラフィックス画像データのフィールド間のフィルタ処理を行うフィルタ処理部内のフィルタ処理実行制御部をその制御信号により制御するようにしたので、
任意のしきい値を制御部からしきい値上限設定部に設定することができることから、グラフィックス画像の合成割合が、外部入力ビデオ画像に対して極端に大きい場合、すなわち、ディスプレイ上に殆どグラフィックス画像のみしか表示されない場合を検出でき、その場合に、強制的にグラフィックス画像データにフィルタ処理を行わないようにすることができる。従って、請求項2の本発明の効果に加えて、ディスプレイ上に殆どグラフィックス画像のみが表示される如き、ラインフリッカが目立ってもグラフィックス画像の画質を優先させたい場合に、グラフィック画像の画質を落とさずに表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の画像合成処理装置のさらに詳細な構成を示すブロック図である。
【図3】 画像メモリ部に蓄積されたグラフィックス画像データからメモリ制御処理部がフィールド間の2系統のデータを読み出す時の概念図である。
【図4】 本発明の実施の形態2の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明の実施の形態3の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図6】 従来の画像合成処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、11、21、91 画像合成処理装置、 2 グラフィック画像データ生成部、 3 フィルタ処理部、 4 制御部、 5、15、25、95 設定レジスタ部、 6、16、26 係数比較部、 7 しきい値記憶部、 8 画像合成部、 9 画像データ入力部、 10 画像データ出力部、 31 フィルタ部、 32、33 フィルタ処理実行制御部、 35 マトリクス処理部、 36 LPF/サブサンプリング部、 41 画像メモリ部、 42 メモリ制御処理部、 43 メモリ部、 44 同期信号入力部、 45 タイミング信号生成部、 46 マルチプレクサ部、 47 色情報テーブル記憶部、 48デマルチプレクサ部、 51 合成係数設定部、 52 しきい値設定部、 53 しきい値上限設定部、 54 フィルタ実行設定部、 61 第1のFIFO部、 62 第2のFIFO部。
Claims (3)
- グラフィック画像のビデオデータを生成するグラフィック画像データ生成部と、前記グラフィック画像の垂直2ライン分のビデオデータに対してフィールド間のフィルタ処理を施して出力するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部から出力するグラフィック画像データと外部から入力するビデオ画像データとを設定された合成係数に従って合成する画像合成部と、前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定および前記グラフィック画像データと前記画像データとの合成係数の設定を格納する設定レジスタ部と、前記設定及び各部の制御を司る制御部とを有し、前記フィルタ処理部内には、少なくとも前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定に基づいてフィルタ処理を制御するフィルタ処理実行制御部を有する画像合成処理装置であって、
前記設定された合成係数と所定のしきい値とを比較して比較結果を出力する係数比較部を備え、
前記フィルタ処理実行制御部は、前記フィルタ処理を実行するか否かを切り替えるための設定に加えて、前記係数比較部の出力に基づいて、前記グラフィック画像データに対するフィルタ処理を実行する制御を実施することを特徴とする画像合成処理装置。 - 前記設定レジスタ部は、前記制御部からの指示により前記しきい値を設定するしきい値設定部を備えることを特徴とする請求項1記載の画像合成処理装置。
- 前記設定レジスタ部は、前記制御部からの指示により前記しきい値の上限値を設定するしきい値上限設定部を備え、
前記係数比較部は、前記合成係数と前記しきい値設定部に設定されたしきい値とを比較した比較結果、および、前記合成係数と前記しきい値上限設定部に設定されたしきい値とを比較した比較結果の双方を前記フィルタ処理実行制御部に出力することを特徴とする請求項2記載の画像合成処理装置。
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