JP5052211B2 - 映像表示システムおよび映像表示方法 - Google Patents
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Description
図に示すように、特許文献1に示された従来の映像表示装置は、データイネーブル入力信号207の有効データ期間にわたって水平周期毎、垂直周期毎に各々クロック信号をカウントする水平クロックカウンタ212および垂直クロックカンウンタ213と、そのカントした値を保持する水平クロックカウントメモリ214および垂直クロックカウントメモリ215と、次の水平周期または垂直周期に対して、前回の保持したカウント値を利用して、そのときの表示装置の解像度に合ったドライバICや駆動回路における入力信号を生成する入力信号生成部216を備えて、様々な解像度の表示装置で使用可能なドライバICや駆動回路に適用できるようにしている。
なお、データイネーブル入力信号とは、時間軸に対して映像データ入力信号における有効データ期間示す信号である。
図に示すように、特許文献2に示された従来の映像表示装置では、映像表示手段100で、水平解像度m、垂直解像度nの映像を表示し、映像信号入力手段110で、水平解像度M、垂直解像度N(少なくともN>nかM>mの一方または両方を満たす)の映像信号を映像表示手段100に入力し、同期信号入力手段120で、映像表示手段100に表示する映像の同期信号を入力し、映像表示制御情報入力手段130で、上記表示映像の表示制御情報を入力し、映像表示制御手段140で、上記同期信号および情報に応じて、垂直解像度Nの映像信号の中から表示対象の垂直解像度nの部分の指定信号を発生し、また、上記同期信号および情報に応じて、水平解像度Mの映像信号の中から表示対象の水平解像度mの部分の指定信号を発生して映像表示手段100へ出力する。
これにより、特許文献2に示された映像表示装置では、映像生成手段が発生する映像の解像度が様々に変化しても表示手段への表示を可能とし、更に解像度が様々に異なるような表示手段に対しても映像生成手段の変更無しで対応可能としている。
そのため、映像信号の処理スピードの制限に縛られることはなく、映像表示部は、映像ソース(即ち、映像ソース機器から出力する映像信号)と同等の解像度の制御が可能であり、映像表示部の解像度は映像ソースの解像度以下であれば、その制限は無い。
従って、この間の映像データがパラレル伝送であると、制御線が増えて太く嵩張って、コスト大となる問題が生じる。
そのため、同軸ケーブルや光ケーブルによるシリアル伝送で映像データの伝送を実施しているが、シリアル伝送であるため、映像表示コントローラからの映像データの伝送制御範囲を大きくすることができないという制限が発生する。
更に、従来の映像表示装置は、映像表示部の解像度が変化しても、変化した映像の解像度が映像ソースの解像度内であれば、柔軟に表示装置解像度の変化に追従することを可能としている。
大型映像表示装置は、パネルを複数枚敷き詰めたモジュールという単位で構成するために、表示モジュールの最小ブロックの解像度単位は、例えば、64ピクセル(pixel)や128ピクセルといったように、きめ細かくないという制限も存在する。
また、極端な例であるが、表示モジュールを横方向や縦方向のみに一列に接続し、超横長映像表示スクリーンや超縦長映像表示スクリーンを構成する場合、映像ソースの解像度を越えた解像度の映像表示スクリーンとなり、従来の映像表示装置の制御方法によれば、複数の表示装置(例えば、超横長映像表示スクリーンおよび超縦長映像表示スクリーン)にそれぞれ対応する複数の制御システムを必要とするという問題点がある。
前記映像表示コントローラは、前記映像表示スクリーンの解像度に応じて、入力される前記映像信号の映像制御範囲を変化させる機能を有し、前記映像表示部は、前記映像表示コントローラから送出される映像信号の前記映像制御範囲の変化に追従し、前記映像表示スクリーンを構成する複数の映像表示モジュールに対応させて前記受信した映像信号を分配する映像信号分配機能を有しているものである。
前記映像表示スクリーンの解像度に応じて、入力される前記映像信号の映像制御範囲を変化させるステップと、前記映像表示コントローラから送出される映像信号の前記映像制御範囲の変化に追従し、前記映像表示スクリーンを構成する複数の映像表示モジュールに対応させて前記受信した映像信号を分配するステップとを有したものである。
さらに、映像制御範囲を可変化しない場合に発生する表示解像度の違う個別映像表示スクリーン向けの開発を逐一行う必要が無くなるという効果がある。
また、映像ソースの解像度を越える映像表示スクリーンの制御では、映像表示コントローラを無駄なく使用して実施することを可能とする効果がある。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による映像表示システムの全体構成を概念的に示す図である。
図1において、映像表示システムは、大きくは操作室側1と映像表示スクリーン側2とに区分される。
操作室側1と映像表示スクリーン側2との間の距離は、一般的には長距離となることが多く、例えば、公営競技上や野球場などの大規模な競技場においては100〜200メートルもあり、操作室側1と映像表示スクリーン側2との間の距離は最大で数百メートルとなり、長距離伝送に対応する構成となっている。
これら機器からの映像信号(即ち、映像ソース)は、DVI(Digital Visual Interface)映像データやビデオ映像データであり、映像表示コントローラ4へ入力される。
映像表示コントローラ4では、入力されたDVI映像データやビデオ映像データに対し、各種映像処理機能を施して、最大で数百メートルの距離を隔てた映像表示スクリーン側へ映像データを伝送する。
なお、映像表示システムの用途に応じて、映像ソース機器3aあるいは映像ソース機器3bなどのいずれか1つの映像ソース機器が選択されて操作室側1に配置されている。
操作室側1と映像表示スクリーン側2との間の映像データ伝送は、長距離伝送、かつ、伝送容量が大きく、伝送スピードが速くなるため、操作室側1と映像表示スクリーン側2の間のインターフェースは、長距離伝送規格プロトコルを用い、同軸ケーブル、光ファイバケーブル等を使用している。
、また、データ伝送スピードが速くなる。
そのため、映像表示スクリーン側2に高速大容量の映像データを一旦バッファするための映像信号分配部5を配置し、映像信号分配部5で受信した映像データの伝送スピードを低下させた後に分配し、複数の映像表示パネル7を実装した映像表示モジュール8へ映像
データを出力する。
なお、映像表示パネルとは、R、G、各色に対応する発光体である発光表示素子を、縦32ライン、横32ドット実装したものであり、映像表示スクリーン80を組み立てる際に基本となる物理的な単位である。
図1に示すように、映像表示スクリーン80を構成する各映像表示モジュール8は、更
に多数の映像表示パネル7で構成されている。
映像表示コントローラ4の映像制御範囲が、横256×縦256ピクセルで、1フレーム周波数を60Hzとした場合、伝送スピードは、
60Hz×横256ピクセル×縦256ピクセル×3(RGB)×10ビット
≒120MHz
であり、高速伝送が必要である。
図2は、実施の形態1における映像表示コントローラの映像取込事例1を説明するための図である。
図2は、映像表示コントローラ4の映像制御範囲を可変化し、映像表示スクリーン80に対し、制御を最適化しない場合における映像の取込事例を示しており、映像ソース機器からの映像信号を映像表示コントローラ4が取込む際に映像表示コントローラ4に無駄な制御領域が生じてしまう動作を示している。
例えば、映像ソース10の解像度がXGA(Extended Graphics Array)規格サイズの
横1024×縦768ピクセル、映像表示コントローラの映像制御領域11が横256×縦256ピクセルの条件で、映像表示スクリーンの映像制御領域12(即ち、映像表示スクリーンの解像度)が横1024×縦64ピクセルである場合、映像表示スクリーン全てで映像表示を行うためには映像表示コントローラ1台では不足で、4台の映像表示コントローラが必要となる。
この時、映像表示コントローラの映像制御領域11には、映像表示スクリーンの映像制御領域12で表示されない無駄となる映像制御領域13が生じ、映像表示コントローラ4の映像制御領域11の映像制御コストパフォーマンスが悪化する。
例えば、映像表示スクリーンの映像制御領域14が横1024×縦64ピクセルである場合、映像表示コントローラの映像制御領域15を映像表示スクリーンの映像制御領域14の解像度と同様もしくは、これを覆う映像制御範囲へ変更することで、映像制御コントローラ1台で映像表示スクリーンを運用する(即ち、映像制御コントローラ1台で映像表示スクリーンの全てで映像を表示する)ことが可能となる。
つまり、映像表示コントローラ4台から映像表示コントローラ1台へと、映像表示コントローラの使用数の削減を可能とする。
更に、映像制御コントローラの無駄となる映像制御領域も同時に削減することが可能となり、映像表示コントローラ4の映像制御のコストパフォーマンスアップとなる。
ここでは、映像ソース10の解像度をパーソナルコンピュータのXGAベースの解像度である横1024×768ピクセルとし、様々な映像表示コントローラの可変制御を実現する。
図4では、超横長モードの解像度(1024×縦64ピクセル)から超縦長モードの解像度(横64×縦768ピクセル)までの数例のモードを示している。
前記までは、映像表示コントローラ単体における可変制御について説明したが、映像データ受け側の映像表示スクリーン側2においては、上位となる映像表示コントローラ4の可変制御への追従機能が必須となる。
さらに、映像表示スクリーン80を組み立てるブロック単位となる映像表示モジュール8の解像度の違いによって、映像信号分配部5から分配する映像信号の解像度を可変する必要がある。
一般的に、映像表示モジュール8はビット計算で制御を行うため、8の倍数での制御が主流であり、映像表示モジュール8の解像度も32、64、128ピクセル等で単位を決めている。
図5は、映像表示スクリーンにおける映像分配事例を示している。
例えば、映像表示コントローラ4の映像制御範囲が、縦128ピクセル、横512ピクセル、かつ、映像表示コントローラ4からの映像信号を映像信号分配部5で4分配する場合、映像表示コントローラ4の映像制御範囲が同じであるにも関わらず、図5に示すように3通り(例1〜例3)の分配が可能となる。
例1では分配の横制御幅が128ピクセルと小さく、128〜256ピクセル分の映像領域を表示するための表示モジュールが存在しないので、映像表示コントローラ4からの映像データの分配伝送は不可能である。
しかし、例2では横制御幅が256ピクセル、例3では横制御幅が512ピクセルであるので、映像表示コントローラ4からの映像データの分配伝送は可能である。
映像表示モジュールの横方向解像度に対し、分配例2では映像信号分配部5の映像分配横制御範囲は1対1(256ピクセル対256ピクセル)であり、制御に対する表示解像度が同じとなり、分配例3では映像分配横制御領域は1対2(256ピクセル対512ピクセル)となり、映像制御領域に対し、複数のモジュールを接続制御することで、映像分配部の横制御範囲の映像表示が可能となる。
例2あるいは例3の選択は、縦方向の客先仕様により最もコストパフォーマンスに優れるものを選択することとなる。
従って、映像表示スクリーン80を組み立てる際のブロック単位となる表示モジュール8の解像度の違いに対応させて、映像信号分配部5で分配される映像信号の解像度を変化させ、無駄なく、最適に映像信号を映像表示スクリーンへ表示できるように映像制御を行うことができる。
超横長の映像表示スクリーンや超縦長の映像表示スクリーンを構成する場合、映像ソースの解像度を越えた解像度の映像表示スクリーンとなり、従来の表示装置の制御手法によれば、複数の表示装置を制御する制御システムを必要とする。
図6は、映像信号分配部による映像分配事例を示している。
図6(a)の例(例4)では、映像表示コントローラ4の取込サイズは、横1024ピクセル縦64ピクセルであるが、映像表示スクリーン側での映像分配を横と縦各々の中間点で分割することで、1分配が横512ピクセルとなる。
映像表示スクリーン上には物理的のこの4分配したものを、分配1、2、3、4と横方向に接続することで、横2048×縦32ピクセルの解像度を持つ映像表示スクリーンの表示を可能とする。
但し、映像ソース側では、分配2の終点部分と分配3の開始点部分は映像コンテンツとしては接続された作りとする必要がある。
映像表示スクリーン上には物理的のこの4分配したものを、分配1、2、3、4と横方向に接続することで、横4096×縦16ピクセルの解像度を持つ映像表示スクリーンの表示を可能とする。
但し、映像ソース側では分配1の終点部分と分配2の開始点部分、分配2の終点部分と分配3の開始点部分、分配3の終点部分と分配4の開始点部分、は映像コンテンツとしては接続された作りとする必要がある。
このように、受け側の映像表示スクリーン側において、信号分配部5の分配制御範囲を変化させることにより、ソース解像度を越えた解像度を持つ超横長の映像表示スクリーンや超縦長の映像表示スクリーンを構成において、映像表示コントローラの数量を増やすことなく、最適にした制御運用を可能とする。
設定パラメータは4種類とし、映像表示コントローラの横方向(水平方向)の映像表示コントローラ取込X制御幅(以下、取込X幅)と、縦方向(垂直方向)の映像表示コント
ローラ取込Y制御幅(以下、取込Y幅)を準備する。
また、映像表示スクリーン側の分配サイズについては横方向(水平方向)の映像表示スクリーン分配X制御幅(以下、分配X幅)と、縦方向(垂直方向)の映像表示スクリーン
分配Y制御幅(以下、分配Y幅)を準備する。
らの取込X幅制御分の映像データの取込を行い、水平方向の映像取込分のみを映像表示コントローラ内部の映像蓄積メモリへ一時的に格納を行う。
垂直映像方向についても同様に、垂直映像方向の映像表示コントローラ取込開始点(以下開始Y点)から取込Y幅制御分の映像データの取込を行い、ビデオ蓄積メモリへ一時的
に格納を行う。
この映像表示コントローラの取込X幅と取込Y幅のパラメータを変更することで、可変制御される映像データの取込を行う。
映像表示スクリーン側2では、映像信号分配部5において、映像表示コントローラ4の取込制御範囲から、分配X、分配Yのパラメータを元に各表示モジュールへ分配する制御領域を決定する。
例1〜例3は、図5の例に対応するものであり、映像表示コントローラの映像制御範囲が同一であるが、映像信号分配部5から分配する映像信号の解像度が異なっている。
映像分配する解像度のパラメータは、分配Y、分配Xとして設定を行い、映像表示コントローラの取込制御パラメータである取込X幅、取込Y幅と合わせて4種類のパラメータから映像信号分配部5が分配する解像度モードを判別する。
例4、例5は、図6の例に対応するものである。
例1〜例5以外については、図7とは異なるテーブルを準備し、個別のモードで代表的なものを指定して運用をしている。
例えば、映像表示コントローラの映像制御範囲が横256ピクセル×縦256ピクセルの場合、65536データの伝送を行う必要があるが、この65536データは映像データの表示更新周期である垂直(vertical)周期内に伝送を行う必要ある。
この垂直周期は、映像表示では1フレーム表示周期に相当する。一般的には垂直周期は60Hzや50Hzとなる。
長距離伝送規格プロトコルでは、ヘッダデータに続いて、可変マッピングされた映像データが一元データとしてフォーマットされており、垂直周期毎にヘッダデータに引き続き映像データが伝送される。
ヘッダデータは映像表示スクリーン側で必要となる映像表示コントローラ可変制御用設定パラメータのデータとなる。
さらに、映像制御範囲を可変化しない場合に発生する表示解像度の違う個別映像表示スクリーン向けの開発を逐一行う必要が無くなる。
また、映像ソースの解像度を越える映像表示スクリーンの制御を映像表示コントローラの無駄なく使用して実施することができる。
前述した実施の形態1が、映像表示コントローラ1台による映像データの可変制御であったのに対して、本実施の形態では、これを拡張し、複数の映像表示コントローラを連結動作させて、実施の形態1を超える解像度を持つ映像表示スクリーンに対応するものである。
複数の映像表示コントローラを使用しての映像データ制御においては、映像表示スクリーンの各種機能設定の切り替えを映像表示コントローラ間で同期して行う必要があるため、マスター、スレーブ制御にて行う。
1台目の映像表示コントローラをマスター(親)、これ以降の残りの映像表示コントローラをスレーブ(子)として行う。
上位オペレータから1台目のマスターへの設定のみにより、マスターから全スレーブに自動的に同期して設定が行われ、映像表示スクリーンへの映像表示の反映が行われる
例えば、映像表示スクリーンの映像制御範囲(解像度)20が横4096×縦64ピクセルで、かつ、映像ソース解像度21がパーソナルコンピュータのXGAベース解像度の横1024×768ピクセルの条件においては、映像表示コントローラの横方向の映像制御範囲(解像度)22が映像ソースの関係上1024ピクセルで限定される。
そこで、図9に示すように、実施の形態1における映像表示コントローラ(即ち、映像制御範囲を横1024×縦64ピクセルとしたもの)4台を、映像ソースの垂直方向に64ピクセルずらして連結接続して配置することにより、縦64ピクセル、横合計4096ピクセルの映像制御範囲を論理的に可能とする。
つまり、映像ソースを正面に見て、1台目の最右端と2台目の最左端、2台目の最右端
と3台目の最左端、3台目の最右端と4台目の最左端のコンテンツが繋がっているものとしてコンテンツ作成を行う。
これにより、物理的に配置される解像度の横4096×縦64ピクセルの映像表示スクリーンは、連結接続した複数の映像表示コントローラにおいて映像制御を行う。
このように、映像表示コントローラを継ぎ足していくことにより無限の解像度を有する映像表示スクリーンへの制御が可能となる。
前述の実施の形態2では、複数の映像表示コントローラを使用して映像表示スクリーンへの制御を行っているが、本実施の形態では、マスター映像表示コントローラやよびスレーブの映像表示コントローラの映像データ取込開始点、映像データ取込制御サイズを自動で設定するものである。
但し、自動設定は全ての映像表示コントローラで同じ取込サイズ仕様であるとする。
ローラ取込開始点(開始X点、開始Y点)や、映像表示コントローラ取込制御サイズ(取込X、取込Y)の設定方法アルゴリズムについて説明する。
スレーブの映像表示コントローラには水平方向の映像データ取込開始点と垂直方向の映像データ取込パラメータを設定する必要があるが、各々のスレーブの映像表示コントローラへ取込情報パラメータを設定するのは複雑となる。
そこで、マスターの映像表示コントローラは、映像表示コントローラへ入力される映像データの解像度と、マスター映像表示コントローラ、スレーブ映像表示コントローラに予め設定される機器アドレスおよびマスターに設定される映像データ取込パラメータを基にして各スレーブの映像表示コントローラ取込開始位置を自動計算し、各映像表示コントローラが映像データのどの部分を受け持つかを自動的に決定し、取込情報パラメータを設定する。
映像表示コントローラのマスターアドレスを0、スレーブアドレスを順次1、2、3、‥‥と、予め設定し、映像ソースの水平方向を解像度X、垂直方向を解像度Yとし、映像表示コントローラの映像制御範囲の水平方向を取込サイズX、垂直方向を取込サイズYとする。
また、映像表示コントローラの映像取込開始点の水平方向を開始点X、垂直方向を開始点Yとする。
例えば、ロータリースイッチには、0〜15(10進)の表示部があり、機械的に設定つまみを回すことにより、設定したい数値に設定することが可能である。
ロータリースイッチは、4ビット(2進)の出力端子局からオン/オフ信号を出力することにより、映像表示コントローラは16通りの機器アドレス認識が可能となる。
スレーブコントローラの映像表示コントローラ取込開始点は、映像ソースに対して水平方向優先で映像ソースに向かって左側から右側へ自動計算を行い、水平方向にスレーブコントローラの映像制御領域を配置できない場合(即ち、映像ソース解像度を超えてしまう場合)は、垂直方向は上側から下側へ自動計算を行う。
CONx=((ソース解像度X)−(X取込開始位置))÷(X取込サイズ)
(注)余りは切り捨て
そして、開始点Xに、計算対象となる映像表示コントローラのロータリースイッチのアドレスと取込サイズXを掛け算した値を足すが、ロータリースイッチのアドレスがCONxを超えた場合にはCONxの倍数を引き算して、CONx以下とした値に取込サイズXを掛け算した値を足す。
また、各映像表示コントローラの水平方向の映像取込開始点Xは、以下となる。
Xn=(開始点X)+{(ロータリースイッチn÷CONx)の余り}×(取込サイズX)}
また、映像取込サイズは、設定された取込サイズXと同じパラメータが設定される。
なお、上式において、“n”は、設定アドレスを表している。
スレーブアドレス1の場合は“n”は“1”であり、Xnは、n番目のスレーブコントローラの映像表示コントローラの開始点を表している。
示コントローラが1台とスレーブの映像表示コントローラが4台の場合を例示する。
この場合(即ち、マスターコントローラ1台とスレーブコントローラ4台接続した場合)の映像制御範囲のイメージを図10に示す。
なお、図において、1台目の映像表示コントローラはマスターであり、2台目から4台目の映像表示コントローラはスレーブである。
そして、各映像表示コントローラの水平方向の映像取込開始点X(X0〜X4)は、以下となる
1台目 X0=0+(0÷4の余り=0)×256=0
2台目 X1=0+(1÷4の余り=1)×256=256
3台目 X2=0+(2÷4の余り=2)×256=512
4台目 X3=0+(3÷4の余り=3)×256=768
5台目 X4=0+(4÷4の余り=0)×256=0
各映像表示コントローラの垂直方向の映像取込開始点Yは、以下となる。
Yn=(開始点Y)+((ロータリースイッチn÷CONx)の商)×(取込サイズY)
ントローラとスレーブコントローラが4台の場合を映像制御範囲のイメージを示している。
1台目 Y0=0+(0÷4の商=0)×256=0
2台目 Y1=0+(1÷4の商=0)×256=0
3台目 Y2=0+(2÷4の商=0)×256=0
4台目 Y3=0+(3÷4の商=0)×256=0
5台目 Y4=0+(4÷4の商=1)×256=256
5 映像信号分配部 7 映像表示パネル
8 映像表示モジュール 80 映像表示スクリーン
Claims (4)
- 多数の発光表示素子が画素として配列された複数の映像表示モジュールで構成される映像表示スクリーンを含む映像表示部と、映像ソース機器から入力される映像信号に対して所望の映像処理を施して前記映像表示部へ映像信号を送出する映像表示コントローラからなる映像表示システムであって、
前記映像表示コントローラは、前記映像表示スクリーンの解像度に応じて、入力される前記映像信号の映像制御範囲を変化させる機能を有し、
前記映像表示部は、前記映像表示コントローラから送出される映像信号の前記映像制御範囲の変化に追従し、前記映像表示スクリーンを構成する複数の映像表示モジュールに対応させて前記受信した映像信号を分配する映像信号分配機能を有していることを特徴とする映像表示システム。 - 前記映像表示スクリーンの解像度が、前記映像表示コントローラによる映像制御範囲を超える場合には、複数台の前記映像表示コントローラを連結させて使用することを特徴とする請求項1に記載の映像表示システム。
- 複数台の映像表示コントローラへ入力される映像信号の映像取込開始点の設定を自動的に計算によって行うことを特徴とする請求項2に記載の映像表示システム。
- 多数の発光表示素子が画素として配列された複数の映像表示モジュールで構成される映像表示スクリーンを含む映像表示部と、映像ソース機器から入力される映像信号に対して所望の映像処理を施して前記映像表示部へ映像信号を送出する映像表示コントローラからなる映像表示システムの映像表示方法であって、
前記映像表示スクリーンの解像度に応じて、入力される前記映像信号の映像制御範囲を変化させるステップと、
前記映像表示コントローラから送出される映像信号の前記映像制御範囲の変化に追従し、前記映像表示スクリーンを構成する複数の映像表示モジュールに対応させて前記受信した映像信号を分配するステップとを有したことを特徴とする映像表示方法。
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