JP5063145B2 - スキャンコンバート回路およびスキャンコンバート方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種映像信号のフォーマットを変換するスキャンコンバート回路およびスキャンコンバート方法に関し、さらに詳しくは液晶表示デバイス（LCD :Liquid Crystal Display）やプラズマ表示パネル（PDP :Plasma Display Panel）などの画素数が固定されている表示デバイスにおいて表示可能な画素数になるよう、各種映像信号のフォーマットを変換するスキャンコンバート回路およびスキャンコンバート方法に関する。

近年、デジタルテレビ放送技術の進歩につれ、ビデオ信号送出装置から送出される映像信号（ビデオ信号）のフォーマット、例えば表示すべき映像信号の走査線周波数、映像表示期間、および映像帰線期間等は多種多様となってきている。ところが、液晶表示デバイス等の一般的な表示デバイスはその表示画面における水平方向の画素数が固定されていることが多いため、各種映像信号のフォーマットをこのような表示デバイスで表示可能な画素数となるように変換する回路が必要となる。この回路は、スキャンコンバート回路と呼ばれる。

また近年では、液晶表示デバイスやプラズマ表示パネルの大型化が進み、横長の表示画面、典型的には横：縦のアスペクト比が１６：９となっている表示画面を有するディスプレイが普及している。しかし、現在一般的に使用されている映像信号（ビデオ信号）における横：縦のアスペクト比は４：３となっているものが多い。このような映像信号で表される画像を上記横長の表示画面全体にわたって表示を行うためには、水平方向に拡大されるように上記映像信号のアスペクト比をスキャンコンバート回路により変換する必要がある。

ここで、表されるべき画像を水平方向に拡大する場合、水平方向の長さ（横幅）を単純に（一律に）拡大する表示手法（「一律拡大表示」とも呼ばれる）も考えられるが、このような表示手法では、例えば真円で表示されるべき画像が横長の楕円として表示されてしまうので、結果的に不自然な表示となる。そこで、従来より、表示画面の中央近傍では横幅を一律に拡大し、表示画面の左右両端近傍で横幅を大きく拡大して表示する表示手法（「非線形拡大表示」とも呼ばれる）が採用されることが多い。

従来、このような非線形拡大表示を行うスキャンコンバート回路に採用される方式として、例えば位相比較器、ＬＰＦ、ＶＣＯを備えるＰＬＬ回路を備えており、このＬＰＦの出力信号に非線形信号発生部からの非線形信号を加算してＶＣＯに与えることにより、その出力信号であるサンプリングクロックを非線形にする構成がある（例えば特許文献１を参照）。
特開２００１−３４６１２７号公報

しかし、上記従来のスキャンコンバータ回路の構成では、表示装置の水平画素数に合わせて非線形信号発生部を設計する必要があるので、様々な水平画素数を有する表示装置に対応可能なように設計することが難しい。また、様々な水平画素数に合わせて設計された複数の回路を適宜に切り替える構成では回路規模が大きくなる。

そこで、本発明では、様々な水平画素数を有する表示装置に対応可能な回路規模が小さい非線形拡大表示を行うためのスキャンコンバート回路およびスキャンコンバート方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍとなる外部から与えられる入力画像信号を、所定の表示装置に表示されるべき画像における水平方向の表示画素数Ｐに等しい画素数を有し、かつ水平方向に非線形に変化する表示拡大率で拡大または縮小された出力画像信号に変換するスキャンコンバート回路であって、
外部から与えられる所定の設定データに基づき、前記表示画素数Ｐを定める設定手段と、
前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向中央近傍の所定位置における表示拡大率を定めるセンタ係数Ｃを算出するセンタ係数算出手段と、
前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向両端近傍の所定位置における表示拡大率を定めるサイド係数Ｓを算出するサイド係数算出手段と、
外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づき自然数ｎを１から前記入力画素数Ｍまで１ずつ加算することにより、ｎが１から所定の自然数Ｔ₁ までの範囲内では前記サイド係数Ｓを初項とし前記センタ係数Ｃを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｔ₁ −１）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出し、ｎが前記自然数Ｔ₁ 以上の自然数Ｔ₂ から前記入力画素数Ｍまでの範囲内では前記センタ係数Ｃを初項とし前記サイド係数Ｓを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｔ₂ ）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ−Ｔ ₂ ）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出するカウンタ係数算出手段と、
前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき前記カウンタ係数Ａ_n を積算した加算値Ｓ_n を算出するカウンタ係数加算手段と、
前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき、前記加算値Ｓ_n の整数部が変化する毎に１つのクロックパルスを出力することにより、表示画素数Ｐに等しい数のクロックパルスを含む出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力するクロック信号変換手段と、
前記出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換する画像信号変換手段と
を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記カウンタ係数算出手段は、ｎが前記自然数Ｔ₁ から前記自然数Ｔ₂ までの範囲内では前記センタ係数Ｃをそのまま前記カウンタ係数Ａ_n として算出することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、
前記自然数Ｔ₁ および前記自然数Ｔ₂ は、前記入力画素数Ｍの半数（Ｍ／２）に等しいことを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明において、
前記サイド係数算出手段は、前記表示画素数Ｐ、前記入力画素数Ｍ、および前記センタ係数Ｃに基づき、Ｐ／２＝Ｍ×（Ｓ＋Ｃ）／４を満たすサイド係数Ｓを算出することを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明において、
前記センタ係数算出手段は、前記入力画像信号により示されるべき変換前の画像における横：縦のアスペクト比がＤｉＸ：ＤｉＹであり、前記出力画像信号により表示される画像における横：縦のアスペクト比がＤｏＸ：ＤｏＹである場合、前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、Ｃ＝（ＤｏＹ／ＤｉＹ）×（ＤｉＸ／ＤｏＸ）×Ｐ／Ｍとなるセンタ係数Ｃを算出することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、
前記センタ係数算出手段は、前記入力画像信号により示されるべき変換前の画像における横：縦のアスペクト比が４：３であり、前記出力画像信号により表示される画像における横：縦のアスペクト比が１６：９である場合、前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、Ｃ＝３／４×Ｐ／Ｍとなるセンタ係数Ｃを算出することを特徴とする。

第７の発明は、外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍとなる外部から与えられる入力画像信号を、所定の表示装置に表示されるべき画像における水平方向の表示画素数Ｐに等しい画素数を有し、かつ水平方向に非線形に変化する表示拡大率で拡大または縮小された出力画像信号に変換するスキャンコンバート方法であって、
外部から与えられる所定の設定データに基づき、前記表示画素数Ｐを定める設定ステップと、
前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向中央近傍の所定位置における表示拡大率を定めるセンタ係数Ｃを算出するセンタ係数算出ステップと、
前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向両端近傍の所定位置における表示拡大率を定めるサイド係数Ｓを算出するサイド係数算出ステップと、
外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づき自然数ｎを１から前記入力画素数Ｍまで１ずつ加算することにより、ｎが１から所定の自然数Ｔ₁ までの範囲内では前記サイド係数Ｓを初項とし前記センタ係数Ｃを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｔ₁ −１）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出し、ｎが前記自然数Ｔ₁ 以上の自然数Ｔ₂ から前記入力画素数Ｍまでの範囲内では前記センタ係数Ｃを初項とし前記サイド係数Ｓを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｔ₂ ）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ−Ｔ ₂ ）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出するカウンタ係数算出ステップと、
前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき前記カウンタ係数Ａ_n を積算した加算値Ｓ_n を算出するカウンタ係数加算ステップと、
前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき、前記加算値Ｓ_n の整数部が変化する毎に１つのクロックパルスを出力することにより、表示画素数Ｐに等しい数のクロックパルスを含む出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力するクロック信号変換ステップと、
前記出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換する画像信号変換ステップと
を含むことを特徴とする。

第１の発明によれば、外部から与えられる設定データに基づき表示画素数Ｐが定められるだけで様々な水平画素数を有する表示装置に対応した非線形拡大表示のための変換が可能であり、またカウンタ係数算出手段およびカウンタ係数加算手段により算出された等差数列の和を使用することにより、表示装置の水平画素数に合わせて非線形信号発生部を設計する必要がなく、回路規模を小さくしたスキャンコンバート回路を提供することができる。

第２の発明によれば、センタ係数Ｃがそのままカウンタ係数Ａ_n として算出されるので、表示装置における典型的には画面中央近傍の所定範囲で一律拡大表示が行われるような非線形拡大表示を実現することができる。

第３の発明によれば、表示装置における典型的には表示画面の水平方向中央で一律拡大表示となるよう連続的に拡大率が変化する非線形拡大表示を簡易に実現することができる。

第４の発明によれば、等差数列Ａ_n の総和がＰ／２となるようセンタ係数Ｃおよびサイド係数Ｓが設定されるので、表示画面の左端部から中央部へ向かうにつれて加算値Ｓ_n が小さくなることにより表示拡大率が減少し、表示画面の中央から右端部へ向かうにつれて加算値Ｓ_n が大きくなることにより表示拡大率が上記と対称的に増加するような非線形拡大表示を行うことができる。

第５の発明によれば、入力画像信号により示されるべき変換前の画像におけるアスペクト比と、出力画像信号により表示される画像におけるアスペクト比を考慮したセンタ係数Ｃを容易に算出することができる。

第６の発明によれば、広く使用される典型的なアスペクト比を考慮したセンタ係数Ｃを容易に算出することができる。

第７の発明によれば、第１の発明と同様の効果をスキャンコンバート方法において奏することができる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜１． 全体的な構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るスキャンコンバート回路のブロック図である。図１に示されるように、本スキャンコンバート回路１００は、外部から与えられる設定データに基づき変換された画像信号を受けとるべき表示装置の水平画素数（１行に含まれる画素列数）Ｐを設定する係数設定部１０１と、後述する表示装置の（水平方向における）中央近傍での表示のための係数（以下「センタ係数Ｃ」という）を算出するセンタ係数算出部１０２と、後述する表示装置の（水平方向における）左右端近傍での表示のための係数（以下「サイド係数Ｓ」という）を算出するサイド係数算出部１０３と、算出されたセンタ係数Ｃおよびサイド係数Ｓと後述する入力クロック信号Ｃｉｎとに基づき所定のカウンタ係数Ａｎを算出するカウンタ係数算出部１０４と、入力クロック信号Ｃｉｎに基づきカウンタ係数Ａｎを積算した加算値Ｓｎを出力するカウンタ係数加算部１０５と、入力クロック信号Ｃｉｎに基づき加算値Ｓｎの整数部が変化しないパルスが間引かれた出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力するクロック信号変換部１０６と、この出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき外部からの入力画像信号Ｄｉｎを非線形拡大表示を行うための出力画像信号Ｄｏｕｔに変換する画像信号変換部１２０とを備える。

なお、本スキャンコンバート回路１００から画像信号変換部１２０を除いた係数設定部１０１と、センタ係数算出部１０２と、サイド係数算出部１０３と、カウンタ係数算出部１０４と、カウンタ係数加算部１０５と、クロック信号変換部１０６とにより、非線形拡大表示を行うためのクロック信号生成回路が形成されている。

係数設定部１０１は、コンピュータや表示装置など、本スキャンコンバート回路１００の外部から与えられる所定の数値からなる設定データを受け取り、この設定データに基づき得られる上記表示装置の水平画素数Ｐ（以下「表示画素数Ｐ」という）をセンタ係数算出部１０２およびサイド係数算出部１０３に与える。なお、ここでは説明の便宜のため入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の画素数Ｍ（以下「入力画素数Ｍ」という）は予め定められているものとするが、上記設定データに入力画素数Ｍが含まれていてもよいし、入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の画素数を係数してもよい。

センタ係数算出部１０２は、受け取った表示画素数Ｐおよび入力画素数Ｍに基づき、センタ係数Ｃを算出する。このセンタ係数Ｃは後述する数列の初項または末項となるべき係数であって、表示装置に表示される画像における水平方向中央近傍の表示拡大率を定めることになるが、詳しくは後述する。

センタ係数算出部１０２は、具体的には次式（１）を満たすようにセンタ係数Ｃを算出する。
Ｃ＝３／４×Ｐ／Ｍ …（１）

すなわち本実施形態において、入力画像信号Ｄｉｎにより示されるべき変換前の画像における横：縦のアスペクト比ＤｉＸ：ＤｉＹが４：３であり、出力画像信号Ｄｏｕｔにより表示画面に表示される画像における横：縦のアスペクト比ＤｏＸ：ＤｏＹが１６：９であることから、次式（２）を満たすようにセンタ係数Ｃを算出している。
Ｃ＝（ＤｏＹ／ＤｉＹ）×（ＤｉＸ／ＤｏＸ）×Ｐ／Ｍ …（２）

このように算出されるセンタ係数Ｃは、前述した一律拡大表示が行われる場合における表示拡大率に相当する値である。なお、このセンタ係数Ｃは予め定められた固定値であってもよい。

サイド係数算出部１０３は、外部から受け取った表示画素数Ｐ、入力画素数Ｍ、およびセンタ係数算出部１０２により算出されたセンタ係数Ｃに基づき、サイド係数Ｓを算出する。このサイド係数Ｓは後述する数列の初項または末項となるべき係数であって、表示装置に表示される画像における水平方向両端近傍の表示拡大率を定めることになるが、詳しくは後述する。

サイド係数算出部１０３は、具体的には次式（３）を満たすようにサイド係数Ｓを算出する。
Ｐ／２＝Ｍ×（Ｓ＋Ｃ）／４ …（３）

上式（３）は、後述するｎが１からＭ／２までの数列の総和がちょうどＰ／２となることを示しているが、詳しくは後述する。なお、このサイド係数Ｓは予め定められた固定値であってもよい。

次に、カウンタ係数算出部１０４は、センタ係数算出部１０２により算出されたセンタ係数Ｃおよびサイド係数算出部１０３によりサイド係数Ｓに基づき、外部からの入力クロック信号Ｃｉｎに応じて自然数ｎを１から入力画素数Ｍまで１ずつ加算した結果を所定の数列を表す式に代入することにより得られる所定のカウンタ係数Ａ_n を算出する。

ここで、上記所定の数列には、ｎが１からＭ／２までの範囲内ではサイド係数Ｓを初項としセンタ係数Ｃを末項とする次式（４）に示す等差数列Ａ_n が使用され、ｎがＭ／２からＭまでの範囲内ではセンタ係数Ｃを初項としサイド係数Ｓを末項とする次式（５）に示す等差数列Ａ_n が使用される。
Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｍ／２−１） …（４）
Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｍ／２）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ／２） …（５）

なおここでは、ｎがＭ／２のときは上式（４）および上式（５）に示される２つの数列のいずれが使用されても同一の値であるセンタ係数Ｃが得られるようになっている。

上式（４）および上式（５）を見ればわかるように、これらの数列のうちｎ番目の項を示す値（以下「カウンタ係数Ａ_n 」と呼ぶ）は、ｎが１からＭ／２までの範囲内ではサイド係数Ｓからセンタ係数Ｃまで単調減少し、ｎがＭ／２からＭまでの範囲内ではセンタ係数Ｃからサイド係数Ｓまで単調増加する。このようなカウンタ係数Ａ_n を利用することで後述するような非線形拡大表示を実現するための変換が可能となっている。

カウンタ係数加算部１０５は、カウンタ係数算出部１０４により算出されるカウンタ係数Ａ_n を積算した加算値Ｓ_n を算出する。ここで等差数列の総和は当該数列の初項をａとし、末項をｌとするとき、ｎ（ａ＋ｌ）／２で表すことができるので、ｎ＝Ｍ／２とするとき等差数列Ａ_n の総和はＭ（Ｓ＋Ｃ）／４となる。そして、この総和がＰ／２となるようセンタ係数Ｃおよびサイド係数Ｓが設定されていれば、表示画面の水平方向中央で入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の入力画素数Ｍのうちの水平方向中央に対応する数（すなわち全体の半分）がちょうど表示されたことになる。したがって、表示画面の左端部から中央部へ向かうにつれて加算値Ｓ_n が小さくなることにより表示拡大率が減少し、表示画面の中央から右端部へ向かうにつれて加算値Ｓ_n が大きくなることにより表示拡大率が上記と対称的に増加するような非線形拡大表示を行うことができる。上式（３）はこのことを前提にして設定されている。

クロック信号変換部１０６は、入力クロック信号Ｃｉｎに基づき、カウンタ係数加算部１０５により算出された加算値Ｓ_n の整数部が変化する場合に出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力する。上述のように、ｎ＝Ｍ／２となるとき加算値Ｓ_n はＰ／２となり、ｎ＝Ｍとなるとき加算値Ｓ_n はＰとなるので、ｎを１からＭまで変化させるときの加算値Ｓ_n の整数部が変化する数は表示画素数Ｐに等しくなる。このことから、非線形拡大表示のためのクロック信号の変換は加算値Ｓ_n の整数部の変化に基づくことにより容易に行うことができる。

画像信号変換部１２０は、入力画像信号Ｄｉｎと、クロック信号変換部１０６から受け取った出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき、画素データが適宜間引かれた出力画像信号Ｄｏｕｔを生成する。このようにして入力画像信号Ｄｉｎに対する出力画像信号Ｄｏｕｔの画素データ数の比率が水平方向において非線形に変化する出力画像信号に変換することができる。

＜２． 具体的な動作例＞
次に、図２を参照して以上のような動作を具体的に説明する。図２は、出力クロック信号Ｃｏｕｔを生成するための数値例を含む説明のためのタイミングチャートである。なお、ここでは入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の入力画素数Ｍを７２０とし、表示装置の水平方向の表示画素数Ｐを４８０とする。

そうすると、前述した式Ｃ＝３／４×Ｐ／Ｍより、センタ係数Ｃは（３／４）×（４８０／７２０）＝１／２となり、また前述した式Ｐ／２＝Ｍ×（Ｓ＋Ｃ）／４より、サイド係数Ｓは５／６となる。このようにセンタ係数算出部１０２により算出されたセンタ係数Ｃおよびサイド係数算出部１０３により算出されたサイド係数Ｓは、それぞれカウンタ係数算出部１０４に与えられる。

次に、カウンタ係数算出部１０４は、入力クロック信号Ｃｉｎに含まれる１番目のクロックパルスＣ１を受け取ると、センタ係数Ｃおよびサイド係数Ｓを上式（４）に代入し、図２に示されるようにカウンタ係数Ａ₁ ＝１７９５／２１５４（＝５／６）を算出し、カウンタ係数加算部１０５は、この値に基づきｎ＝１のときの加算値Ｓ₁ ＝１７９５／２１５４を算出する。このときクロック信号変換部１０６は、加算値Ｓ₁ の整数部が０から変化していないことから、出力クロック信号Ｃｏｕｔ（に含まれるべきクロックパルス）を出力しない。

続いて、カウンタ係数算出部１０４は、入力クロック信号Ｃｉｎに含まれる２番目のクロックパルスＣ２を受け取ると、上式（４）よりカウンタ係数Ａ₂ ＝１７９３／２１５４を算出し、カウンタ係数加算部１０５は、この値およびカウンタ係数Ａ₁ に基づきｎ＝２のときの加算値Ｓ₂ ＝１＋（１４３４／２１５４）を算出する。このときクロック信号変換部１０６は、加算値Ｓ₂ の整数部が０から１に変化していることから、出力クロック信号Ｃｏｕｔに含まれるクロックパルスＣ２を出力する。

次に同様にしてカウンタ係数算出部１０４は、上式（４）よりカウンタ係数Ａ₃ ＝１７９１／２１５４を算出し、カウンタ係数加算部１０５は、加算値Ｓ₃ ＝２＋（１０７１／２１５４）を算出する。このときクロック信号変換部１０６は、加算値Ｓ₃ の整数部が１から２に変化していることから、出力クロック信号Ｃｏｕｔに含まれるクロックパルスＣ３を出力する。

続いて同様にしてカウンタ係数算出部１０４は、カウンタ係数Ａ₄ ＝１７８９／２１５４を算出し、カウンタ係数加算部１０５は、加算値Ｓ₄ ＝３＋（７０６／２１５４）を算出する。このときクロック信号変換部１０６は、加算値Ｓ₄ の整数部が２から３に変化していることから、出力クロック信号Ｃｏｕｔに含まれるクロックパルスＣ４を出力する。

こうしてカウンタ係数算出部１０４は、カウンタ係数Ａ₅ ＝１７８７／２１５４、Ａ₆ ＝１７８５／２１５４、Ａ₇ ＝１７８３／２１５４、Ａ₈ ＝１７８１／２１５４、Ａ₉ ＝１７７９／２１５４、…を算出し、カウンタ係数加算部１０５は、加算値Ｓ₅ ＝４＋（３３９／２１５４）、Ｓ₆ ＝４（２１２４／２１５４）、Ｓ₇ ＝５＋（１７５３／２１５４）、Ｓ₈ ＝６＋（１３８０／２１５４）、Ｓ₉ ＝７＋（１００５／２１５４）、…を算出し、クロック信号変換部１０６は、整数部が４のまま変化しない時点（入力クロック信号ＣｉｎのクロックパルスＣ６に対応する時点）でクロックパルスを出力せず（クロックパルスを間引いて）、クロックパルスＣ５，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９を出力クロック信号Ｃｏｕｔとして出力する。

＜３． 効果＞
以上のように、非線形拡大表示を行うための本実施形態のスキャンコンバート回路は、外部から設定データによって表示装置の水平方向の表示画素数Ｐを与えられるだけで、様々な水平画素数を有する表示装置に対応可能であり、また等差数列の和を利用するので、表示装置の水平画素数に合わせて非線形信号発生部を設計する必要がなく、回路規模を小さくすることができる。

＜４． 変形例＞
＜４．１ 主たる変形例＞
上記各実施形態では、カウンタ係数算出部１０４によりｎが１からＭ／２までの範囲内では上式（４）に示す等差数列Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｍ／２−１）が使用され、ｎがＭ／２からＭまでの範囲内では上式（５）に示す等差数列Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｍ／２）×（Ｓ−Ｃ）／Ｍが使用され、カウンタ係数Ａ_n が算出されるが、このように範囲が決定されているのは、前述したようにｎがＭ／２のときは上式（４）および上式（５）に示される２つの数列のいずれが使用されても同一の値であるセンタ係数Ｃが得られるようになっているからである。ここで、表示画面の左右両端近傍で横幅を非線形に拡大して表示する非線形拡大表示が行われる場合であっても、表示画面の中央近傍では横幅を一律に拡大する表示が行われてもよいことから、上記範囲は必ずしも中央（ここではＭ／２）で重なる必要はない。そこで、画面左端から画面中央近傍の非線形拡大表示が行われる左端位置を示す値を自然数Ｔ₁ とし、画面右端から画面中央近傍の非線形拡大表示が行われる右端位置を示す値を自然数Ｔ₂として、ｎが１からＴ₁ までの範囲内では次式（６）に示される等差数列Ａ_n を使用し、ｎがＴ₂ からＭまでの範囲内では次式（７）に示される等差数列Ａ_n を使用することにより、カウンタ係数算出部１０４がカウンタ係数Ａ_n を算出する構成であってもよい。
Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｔ₁ −１） …（６）
Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｔ₂ ）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ−Ｔ ₂ ）…（７）

ただし、この構成でも、上記実施形態の場合と同様、出力される画像信号の水平方向の画素数、すなわち出力クロック信号Ｃｏｕｔのクロックパルス数が表示装置の水平方向の表示画素数Ｐと等しくなければならない。

またこの構成では、ｎがＴ₁ からＴ₂ までは一律拡大表示が行われればよいので、カウンタ係数算出部１０４は、ｎがＴ₁ からＴ₂ までの範囲内ではカウンタ係数Ａ_n ＝Ｃとして、この値をカウンタ係数加算部１０５に与えるのが好適である。

そしてこの好適な構成では、画面中央から一律拡大表示が行われる左端または右端までの画素数をＫとすると、Ｔ₁ ＝Ｍ／２−Ｋとなる（なおＴ₂ ＝Ｍ／２＋Ｋとなる）ことから、サイド係数算出部１０３は、具体的には次式（８）を満たすようにサイド係数Ｓを算出すればよい。なお次式（８）は、ｎが１からＭ／２−Ｋまでの数列の総和がＰ／２からＣ×Ｋを差し引いた値となることを示している。
Ｐ／２−Ｃ×Ｋ＝（Ｍ−２Ｋ）×（Ｓ＋Ｃ）／４ …（８）

＜４．２ その他の変形例＞
上記実施形態では、入力画像信号Ｄｉｎがデジタル信号であることを前提としているが、アナログ信号であっても同様に非線形拡大表示を行うことができる。この点、アナログ信号である入力画像信号Ｄｉｎには水平方向の入力画素数Ｍが存在しないが、Ｍ個のクロックパルスを含む入力クロック信号Ｃｉｎにより入力画素数Ｍに相当する数のサンプリングが行われることから、入力クロック信号Ｃｉｎのクロックパルス数Ｍを入力画素数Ｍと同視することができる。したがって、このアナログ信号である入力画像信号Ｄｉｎは、入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍとなる信号と言える。

上記実施形態では、入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の入力画素数Ｍが表示装置の水平方向の表示画素数Ｐよりも大きいため、入力クロック信号Ｃｉｎから適宜クロックパルスが間引かれることにより非線形拡大表示が実現されているが、（実際の）入力画素数Ｍが表示画素数Ｐより小さくてもよい。この場合、例えば表示画素数Ｐが入力画素数Ｍより大きく２Ｍより小さければ、外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎを半分に分周した（周波数を２倍にした）信号を新たな入力クロック信号Ｃｉｎとして与えることにより、または外部から２Ｍ個のクロックパルスを有する入力クロック信号Ｃｉｎを与えることにより、入力画像信号Ｄｉｎの水平方向の入力画素数が２Ｍとなっている場合と同様に取り扱うことができる。したがって、この場合においても上述の場合と同様、入力画像信号Ｄｉｎは、実際の水平方向の画素数にかかわらず、Ｍ個のクロックパルスを有する入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍ（ここではＭ＜Ｐ）となる信号と言える。

上記実施形態では、入力クロック信号Ｃｉｎに同期したタイミングで出力クロック信号Ｃｏｕｔが生成されるが、出力画像信号Ｄｏｕｔに含まれるべき各画素データの中央位置でクロックパルスが立ち上がる出力クロック信号Ｃｏｕｔを生成してもよいし、出力画像信号Ｄｏｕｔに含まれる画素データに同期して当該表示装置の仕様に応じて適宜の所定位置で立ち上がるクロックパルスを含んでいてもよい。

本発明の一実施形態に係るスキャンコンバート回路の構成を示すブロック図である。 上記実施形態において入力クロック信号から変換クロック信号を生成する動作を簡易に説明するための図である。

符号の説明

１００ …スキャンコンバート回路
１０１ …係数設定部
１０２ …センタ係数算出部
１０３ …サイド係数算出部
１０６ …クロック信号変換部
１０７ …画像信号変換部
Ｃｉｎ …入力クロック信号
Ｃｏｕｔ …出力クロック信号
Ｐ …表示装置の水平方向の表示画素数
Ｍ …入力画像信号の水平方向の入力画素数
Ｃ …センタ係数
Ｓ …サイド係数
Ａ_n …カウンタ係数（等差数列）
Ｓ_n …加算値（等差数列の和）
Ｄｉｎ …入力画像信号
Ｄｏｕｔ …出力画像信号

Claims (7)

1. 外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍとなる外部から与えられる入力画像信号を、所定の表示装置に表示されるべき画像における水平方向の表示画素数Ｐに等しい画素数を有し、かつ水平方向に非線形に変化する表示拡大率で拡大または縮小された出力画像信号に変換するスキャンコンバート回路であって、
   外部から与えられる所定の設定データに基づき、前記表示画素数Ｐを定める設定手段と、
   前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向中央近傍の所定位置における表示拡大率を定めるセンタ係数Ｃを算出するセンタ係数算出手段と、
   前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向両端近傍の所定位置における表示拡大率を定めるサイド係数Ｓを算出するサイド係数算出手段と、
   外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づき自然数ｎを１から前記入力画素数Ｍまで１ずつ加算することにより、ｎが１から所定の自然数Ｔ₁ までの範囲内では前記サイド係数Ｓを初項とし前記センタ係数Ｃを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｔ₁ −１）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出し、ｎが前記自然数Ｔ₁ 以上の自然数Ｔ₂ から前記入力画素数Ｍまでの範囲内では前記センタ係数Ｃを初項とし前記サイド係数Ｓを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｔ₂ ）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ−Ｔ ₂ ）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出するカウンタ係数算出手段と、
   前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき前記カウンタ係数Ａ_n を積算した加算値Ｓ_n を算出するカウンタ係数加算手段と、
   前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき、前記加算値Ｓ_n の整数部が変化する毎に１つのクロックパルスを出力することにより、表示画素数Ｐに等しい数のクロックパルスを含む出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力するクロック信号変換手段と、
   前記出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換する画像信号変換手段と
   を備えることを特徴とする、スキャンコンバート回路。
2. 前記カウンタ係数算出手段は、ｎが前記自然数Ｔ₁ から前記自然数Ｔ₂ までの範囲内では前記センタ係数Ｃをそのまま前記カウンタ係数Ａ_n として算出することを特徴とする、請求項１に記載のスキャンコンバート回路。
3. 前記自然数Ｔ₁ および前記自然数Ｔ₂ は、前記入力画素数Ｍの半数（Ｍ／２）に等しいことを特徴とする、請求項１に記載のスキャンコンバート回路。
4. 前記サイド係数算出手段は、前記表示画素数Ｐ、前記入力画素数Ｍ、および前記センタ係数Ｃに基づき、Ｐ／２＝Ｍ×（Ｓ＋Ｃ）／４を満たすサイド係数Ｓを算出することを特徴とする、請求項３に記載のスキャンコンバート回路。
5. 前記センタ係数算出手段は、前記入力画像信号により示されるべき変換前の画像における横：縦のアスペクト比がＤｉＸ：ＤｉＹであり、前記出力画像信号により表示される画像における横：縦のアスペクト比がＤｏＸ：ＤｏＹである場合、前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、Ｃ＝（ＤｏＹ／ＤｉＹ）×（ＤｉＸ／ＤｏＸ）×Ｐ／Ｍとなるセンタ係数Ｃを算出することを特徴とする、請求項１に記載のスキャンコンバート回路。
6. 前記センタ係数算出手段は、前記入力画像信号により示されるべき変換前の画像における横：縦のアスペクト比が４：３であり、前記出力画像信号により表示される画像における横：縦のアスペクト比が１６：９である場合、前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、Ｃ＝３／４×Ｐ／Ｍとなるセンタ係数Ｃを算出することを特徴とする、請求項５に記載のスキャンコンバート回路。
7. 外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づくと水平方向の入力画素数Ｍとなる外部から与えられる入力画像信号を、所定の表示装置に表示されるべき画像における水平方向の表示画素数Ｐに等しい画素数を有し、かつ水平方向に非線形に変化する表示拡大率で拡大または縮小された出力画像信号に変換するスキャンコンバート方法であって、
   外部から与えられる所定の設定データに基づき、前記表示画素数Ｐを定める設定ステップと、
   前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向中央近傍の所定位置における表示拡大率を定めるセンタ係数Ｃを算出するセンタ係数算出ステップと、
   前記表示画素数Ｐおよび前記入力画素数Ｍに基づき、前記画像における水平方向両端近傍の所定位置における表示拡大率を定めるサイド係数Ｓを算出するサイド係数算出ステップと、
   外部から与えられる入力クロック信号Ｃｉｎに基づき自然数ｎを１から前記入力画素数Ｍまで１ずつ加算することにより、ｎが１から所定の自然数Ｔ₁ までの範囲内では前記サイド係数Ｓを初項とし前記センタ係数Ｃを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｓ＋（ｎ−１）×（Ｃ−Ｓ）／（Ｔ₁ −１）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出し、ｎが前記自然数Ｔ₁ 以上の自然数Ｔ₂ から前記入力画素数Ｍまでの範囲内では前記センタ係数Ｃを初項とし前記サイド係数Ｓを末項とする等差数列Ａ_n ＝Ｃ＋（ｎ−Ｔ₂ ）×（Ｓ−Ｃ）／（Ｍ−Ｔ ₂ ）の対応する値をカウンタ係数Ａ_n として算出するカウンタ係数算出ステップと、
   前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき前記カウンタ係数Ａ_n を積算した加算値Ｓ_n を算出するカウンタ係数加算ステップと、
   前記入力クロック信号Ｃｉｎに基づき、前記加算値Ｓ_n の整数部が変化する毎に１つのクロックパルスを出力することにより、表示画素数Ｐに等しい数のクロックパルスを含む出力クロック信号Ｃｏｕｔを出力するクロック信号変換ステップと、
   前記出力クロック信号Ｃｏｕｔに基づき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換する画像信号変換ステップと
   を含むことを特徴とする、スキャンコンバート方法。

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