JP5147219B2 - 映像自動調整システム - Google Patents

Description

この発明は、複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置の映像自動調整システムに関し、特にカラー画像の色調を自動調整することができる映像自動調整システムに関するものである。

従来のこの種の映像自動調整システムにおいては、デスクトップ形式の可般型パソコンあるいはラップトップ形式の携帯型パソコンのカラー表示画面として使用される液晶ディスプレイにおける「にじみ」あるいは「ちらつき」等の不具合を自動的に調整するＬＣＤ画面調整方式が知られている。（例えば、特開平１０−２３２６５５号公報参照）

以下、図１４に従って上記従来のＬＣＤ画面調整装置の動作を簡単に説明する。図において、通常の動作時は、パソコン本体としてのコンピュータ１からアナログＲＧＢ出力信号９０１をＡＤコンバータ３によりディジタル変換してディジタルＲＧＢ信号９０２aとなし、ＣＰＵ５の制御の下にＬＣＤ表示画面２に表示させる。一方、ＬＣＤ表示画面２の「にじみ」あるいは「ちらつき」等の不具合を抑制する画質調整時には、コンピュータ１からＡＤコンバータ３に標準調整画面信号９０４が供給され、ＡＤコンバータ３によってディジタル変換された出力は白、黒領域に対応した論理値「１」「０」のデータ列として表現されるディジタル標準調整画面信号９０２aとしてフレームメモリ６に格納される。

上記フレームメモリ６に格納されるデータは、フレーム単位で、且つＲ、Ｇ、Ｂの成分ごとに格納される。ＣＰＵ５の読出し信号５０１により上記フレームメモリ６の内容をＣＰＵ５に読出し、正常な論理値データ列との比較が行われる。標準調整画面信号９０４によるＡＤ変換出力が正常な論理値データ列として得られていない場合には、ＣＰＵ５は正常な論理値データ列が得られるようにＰＬＬ回路４によるクロック９２０１、従って同期信号９２０２の発生タイミング制御を行ってタイミングずれを補正し、「にじみ」あるいは「ちらつき」等の画質不具合を補正するものである。

特開平１０−２３２６５５号公報

しかし従来のＬＣＤ画面調整装置では、上述したように、ディジタル変換された出力は白、黒領域に対応した論理値「１」「０」のデータ列として認識するため、フレーム単位で且つＲ、Ｇ、Ｂの色成分ごとに格納されるフレームメモリ６を必要とする。従って、複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置に適用する場合には、そのディスプレイユニットの数だけフレームメモリ６を必要とし、部品コストの増大、ひいては回路規模の増大を招く原因となっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置において、映像データをピクセル単位で基準値と比較することにより、フレームメモリを必要とすることなくＲ、Ｇ、Ｂの色調を自動的に調整することができる映像自動調整システムを提供するものである。

この発明に係る映像自動調整システムは、複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置において、上記ディスプレイユニット毎に映像入力部と映像出力部とからなる制御ユニットを備え、上記映像入力部は、ゲインやオフセットを調整する機能を有しコンピュータ本体から供給されるアナログＲＧＢ信号をディジタルＲＧＢ信号に変換するＡＤ変換部と、上記コンピュータ本体及び映像出力部からの信号に応じて上記ＡＤ変換部を制御する第１のマイコンとからなり、上記映像出力部は、上記ＡＤ変換部により変換されたディジタルＲＧＢ信号を所定のディスプレイユニットに供給する映像出力制御部と、上記変換されたディジタルＲＧＢ信号の１ピクセル分の色情報を格納するデータラッチ部と、上記データラッチ部に格納されたディジタルＲＧＢ信号と予め設定された期待値との差分データを上記コンピュータ本体に送信する第２のマイコンとからなり、上記コンピュータ本体内で上記差分データに基づいた補正信号を生成し、これを上記第１のマイコンに出力して上記ＡＤ変換部に設定して色調整を行うようにすると共に、上記ディジタルＲＧＢ信号と予め設定された期待値との比較をピクセル単位で行うようにしたことを特徴とするものである。

この発明は以上のように構成することにより、複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置においても、フレームメモリを必要としないため、部品コストの低減、ひいては回路規模の縮小化を図ることができる効果を有する。

実施の形態１．
以下に本発明の実施の形態１に係わる映像自動調整システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係わる映像自動調整システムの概略構成図である。図１において、１０１はコンピュータ、１０２は複数個のディスプレイユニット１０２aからなる大画面表示装置、１０３は上記各ディスプレイユニットを制御する制御ユニットを示している。

この制御ユニット１０３は映像入力部２０と映像出力部３０との組合せ体を上記ディスプレイユニット１０２a毎に備えており、更に上記映像入力部２０はコンピュータ１０１から入力されたアナログＲＧＢ信号１０６をディジタルＲＧＢ信号１０７に変換するＡＤ変換部２１と、同期信号、クロック信号を生成すると共にコンピュータ１０１あるいはディスプレイユニット１０２aとの間で制御信号のやり取りをするマイコン２２とから構成されている。

また映像出力部３０は、ディジタルＲＧＢ信号１０７を受けて拡大、縮小、合成などの映像処理を施し、ディスプレイユニット１０２aに出力する映像出力制御部３１と、コンピュータ１０１からの制御信号ライン１０５に従い上記映像出力部３０を制御すると共に、その保存信号を前記マイコン２２あるいはコンピュータ１０１との間でやり取りするマイコン３２とで構成されている。なお、図１においては、上記制御装置１０３は２個のディスプレイユニット１０２aに対応するものだけ示している。また、図中、実線矢印で示すラインは映像信号ラインを、点線矢印で示すラインは制御信号ラインを示しており、コンピュータ１０１と各マイコンとの間はＵＳＢなどの通信線を介して接続されているものとする。

次に動作について説明する。通常の運用形態では、映像入力部２０のＡＤ変換部２１にはコンピュータ１０１からの映像のみではなく、カメラやその他映像機器からの映像が入力される。先ず、ＡＤ変換部２１に入力された映像はＡＤ変換部２１にてＤＶＩ（Digital Visual Interface）などのディジタルＲＧＢ信号１０７に変換される。映像出力制御部３０に入力されたディジタルＲＧＢ信号１０７はコンピュータ１０１から制御信号ライン１０５として発行される命令に従い、拡大、縮小、合成などの映像処理を施し、ディスプレイユニット１０２aに出力されると共にその１ピクセル分のディジタルデータをマイコン３２に保存される。

ここでＡＤ変換部２１は一般的にアナログ回路であり、当該回路においてアナログＲＧＢをディジタルＲＧＢに変換する際にアナログ回路にて発生するゲイン誤差やオフセット誤差などの影響でＲ、Ｇ、Ｂの色調が入力映像と異なるという現象が発生する。
本発明に係る映像自動調整システムでは、コンピュータ１０１から図２に示すような赤色（Ｒ）を示す基準となる信号を出力し、ＡＤ変換部２１にてディジタルに変換する。次にコンピュータ１０１は制御信号ライン１０５を介して映像出力部３０のマイコン３２からそれが受信しているディジタルＲＧＢ信号１０７の値を読み込む。

ここで理想的にディジタル変換処理が行われた場合は、各色８ｂｉｔ分解能のＡＤ変換器を用いた場合であれば、｛Ｒ、Ｇ、Ｂ｝＝｛２５５、０、０｝なる値に変換されるはずであるが、上記したゲイン誤差やオフセット誤差が発生している場合は、例えば｛Ｒ、Ｇ、Ｂ｝＝｛２５０、０、０｝のように変換後のデータは期待値（理想値）からずれた値が読み込める。コンピュータ１０１はこのような期待値と実際に読み出した変換値との差異をもとに予めテーブルとして保有する補正値を制御信号ライン１０５を介して映像入力部２０のマイコン２２に与える。これら一連の処理を赤色、緑色、青色の各色に対して実行することにより色調整を行うことができる。

図３は実施の形態１で使用する機能の一例を示したもので、一般的な映像用のＡＤ変換器２１はゲインやオフセットなどを調整可能とする機能を有しており、本実施の形態１ではマイコン２２のシリアルインタフェースなどにより設定変更を行うものとする。さらに映像出力部３０では受信した同期クロックのタイミングで、ディジタルデータを例えば映像出力部に備えたデータラッチ部３１２に格納され、ラッチされたデータはマイコン３２にて読出し可能である。

図４は上記実施の形態１の色調整フローを示した調整工程図であり、以下図３を参照しながら詳細に説明する。図において、先ずコンピュータ１０１から例えば赤色（Ｒ）を示す映像基準信号を映像入力部２０に入力する（ステップＳ１）。上記入力信号をＡＤ変換部２１でディジタル変換し、この変換されたＲ部のみのディジタルデータを１ピクセル分だけ映像出力部３０のデータラッチ部３１２に格納する（ステップＳ２）。次にデータラッチ部３１２に格納されたディジタルデータ（Ｒ部のみ）を映像出力部３０のマイコン３２で期待値と比較する（ステップＳ３）。

前述したように期待値（Ｒ：２５５）と上記変換値（Ｒ：２５０）との差分データ（Ｒ：５）をコンピュータ１０１へ送信する（ステップＳ４）。コンピュータ１０１は上記差分データをもとにＡＤ変換部２１の赤色補正値を生成し（ステップＳ５）、これをマイコン２２を通じてＡＤ変換部２１に入力し、所定のゲイン設定、オフセット設定により色調整が行われる（ステップＳ６）。以後同様に緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色についても順次、誤差検出並びに色調整を行うものである。
これにより、データラッチ部３１２は各色８ｂｉｔの場合は最小８ｂｉｔの容量があれば実現可能であり、１フレーム分を格納可能なフレームメモリを具備することなく自動調整機能を提供することが可能となる。

実施の形態２．
図５は実施の形態２で使用する位相調整機能を示しており、図３と同一符号は同一または相当部分を表している。アナログＲＧＢ信号は図６に示すように水平同期信号と垂直同期信号に同期して表示する色を示す映像データ（ピクセルデータ）が伝送されるが、世の中には同期信号に対してピクセルデータが位相ずれtをもって出力してくる映像機器も存在する。位相ずれのある映像データを表示すると、同じく図７に示すようにディスプレイに対して表示位置がずれる現象が発生する。

そこで本発明における実施の形態２では、図５に示すようにデータラッチ部３１２に格納されたデータをマイコン３２でモニタし、例えば図２に示すような調整画像を入力した場合、位相ずれが発生していると位相ずれの期間は黒色（｛Ｒ、Ｇ、Ｂ｝＝｛０、０、０｝）が検出されることを利用して、予めマイコン３２内にテーブルで有する出力位相の補正値を画像処理部３１１に設定することにより自動的に正しい位置に表示することが可能となるものである。図８はその位相調整のための動作フローを示すもので以下これについて詳細に説明する。

図８において、先ずコンピュータ１０１から白色映像基準信号を映像入力部２０に入力する（ステップＳ１０）。上記入力信号をＡＤ変換部２１でディジタル変換し、この変換されたディジタルＲＧＢデータの最初の１ピクセル分（表示画面最上段の左端、即ち図７のＡ点）だけ映像出力部３０のデータラッチ部３１２に格納する（ステップＳ１１）。この
データラッチ部３１２に格納されたディジタルＲＧＢデータを映像出力部３０のマイコン３２で位相ずれ発生時の黒色の値(Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：０)と比較される（ステップＳ１２）。

上記比較結果が正常値(Ｒ：２５５、Ｇ：２５５、Ｂ：２５５)を示すときは、位相調整動作は完了とされる（ステップＳ１３）。一方、比較結果が位相ずれ値(Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：０)を示すときは、ＡＤ変換部２１から出力される次ピクセルのディジタルＲＧＢデータをデータラッチ部３１２に格納する（ステップＳ１４）。その比較結果が再び位相ずれ値(Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：０)を示すときは、このデータラッチ部３１２に格納されたディジタルＲＧＢデータを映像出力部３０のマイコン３２で位相ずれ発生時の黒色の値(Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：０)と比較される（ステップＳ１５）。上記比較結果が位相ずれ値(Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：０)を示すときは、更に次のピクセルのディジタルＲＧＢデータをデータラッチ部３１２に格納する（ステップＳ１４）。

上記比較結果が正常値(Ｒ：２５５、Ｇ：２５５、Ｂ：２５５)を示すときは、それまでの比較回数（位相ずれと判断したピクセル数）をコンピュータ１０１へ送信する（ステップＳ１６）。コンピュータ１０１はこれを受けて位相ずれとピクセル数をもとにＡＤ変換部２１の位相補正値を生成し（ステップＳ１７）、この位相補正値はコンピュータ１０１から映像入力部２０のマイコン２２を介してＡＤ変換部２１に入力し、所定のゲイン設定、オフセット設定により位相調整が行われる（ステップＳ１８）。
以上のようにこの発明の実施の形態２においても、実施の形態１にて説明したデータラッチ部３１２を兼用可能であるため、フレームメモリは不要となる。

実施の形態３．
図９は実施の形態３を示し、図１１は実施例３の処理フローを示したものである。前述実施の形態１がＲ、Ｇ、Ｂの各色を調整するためには調整手順を３回繰り返す必要があるのに対し、本実施の形態では１回の調整手順を経るだけでＲ、Ｇ、Ｂ全ての調整を行うことができるようにしたものである。図１０に示す様な予め決められた色パターンを調整画像として用いることにより、例えばＶＧＡサイズの場合は調整画像を２１４ピクセル分を赤、２１４ピクセル分を緑、残りを青の配分で配置する。

色パターンを予め決めておくことにより図９に於いて映像出力部３０では最初の２１４ピクセル分は赤色であること、次の２１４ピクセル分は緑であること、残りは青であることが判断可能であり、同期クロックをもとにデータをカウントすることにより赤色のデータ受信時は赤データラッチ部３１２Ｒに色データを格納し、緑色データ受信時は緑データラッチ部３１２Ｇに受信データを格納し、青色データ受信時は青データラッチ部３１２Ｂに受信データを格納される。

コンピュータ１０１が映像出力部３０のマイコン３２を経由して｛Ｒ、Ｇ、Ｂ｝のデータを読出し、補正値を映像入力部２０のマイコン２２に指示することが可能となり、１回の調整手順を経るだけでＲ、Ｇ、Ｂ全ての調整を行うことが可能となる。この場合においても、２４ｂｉｔの容量のデータ格納部があれば実現可能であり、１フレーム蓄積可能なフレームメモリを具備することなく、自動調整機能を提供可能となる。

図１１は、上記実施の形態３の色調整フローを示した調整工程図であり、以下図９、図１０を参照しながら詳細に説明する。図において、先ずコンピュータ１０１から図１０のようなＲＧＢカラーバー映像信号を映像入力部２０に入力する（ステップＳ２０）。上記入力信号をＡＤ変換部２１でディジタル変換し、この変換された各カラーバーのピクセル位置のディジタルＲＧＢデータを１ピクセル分だけ映像出力部３０のデータラッチ部３１２に格納する（ステップＳ２１）。今、このときの変換値が（Ｒ：２５０、Ｇ：２４０、Ｂ：２４７）であるとする。

次にデータラッチ部３１２に格納されたディジタルＲＧＢデータを映像出力部３０のマイコン３２で期待値と比較する（ステップＳ２２）。前述したように期待値（Ｒ：２５５、Ｇ：２５５、Ｂ：２５５）と上記変換値（Ｒ：２５０、Ｇ：２４０、Ｂ：２４７）との差分データ（Ｒ：５、Ｇ：１５、Ｂ：８）をコンピュータ１０１へ送信する（ステップＳ２３）。コンピュータ１０１は上記差分データをもとにＡＤ変換部２１の赤色、緑色、青色補正値を生成し（ステップＳ２４）、これをマイコン２２を通じてＡＤ変換部２１に入力し、所定のゲイン設定、オフセット設定（ステップＳ２５）により色調整が行われる（ステップＳ２６）。

これにより、１回の調整手順を経るだけでＲ、Ｇ、Ｂ全ての調整を行うことができるので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を調整するために調整手順を３回繰り返す必要がなくなる。また、データラッチ部３１２は各色８ｂｉｔの場合は最小２４ｂｉｔの容量があれば実現可能であり、１フレーム分を格納可能なフレームメモリを具備することなく自動調整機能を提供することが可能となる。

実施の形態４．
図１２は実施の形態４を示し、図１３は実施例４の処理フローを示したものである。実施の形態１乃至３ではフレームメモリは不要であるが、８ｂｉｔから２４ｂｉｔ程度の記憶領域は必要となる。さらにＡＤ変換部１０２により色調整を実施し、各表示ディスプレイに対応する映像出力部から出力される色調を均一の値にすることは可能であるが、表示ディスプレイ毎のばらつきにより最終的に表示された映像は表示ディスプレイ毎のばらつきが発生することが考えられる。

そこで本実施の形態４では、複数の表示ディスプレイ１０２aにより構成される大画面表示装置（マルチディスプレイ）１０２全体を撮影可能なセンサカメラ２００にて撮影し、撮影された映像をコンピュータ１０１に取り込み、各ディスプレイの表示領域の色情報に関するディジタル値を得て、各映像入力部のマイコン１０１に補正値を指示することにより、映像出力部３０にはフレームメモリや一切の記憶領域を備えることなく、さらには最終的な表示状態を均一に調整することが可能な自動調整システムを実現することが可能となる。

図１３は、上記実施の形態４の色調整フローを示した調整工程図であり、以下図１２を参照しながら詳細に説明する。図において、先ずコンピュータ１０１から図１０のようなＲＧＢカラーバー映像信号を映像入力部２０に入力する（ステップＳ３１）。ディスプレイ１０２aに表示される各カラーバーをセンサカメラ２００で撮影し、各色のピクセル位置のディジタルＲＧＢデータをコンピュータ１０１へ送信する（ステップＳ３２）。次に、送信されたディジタルＲＧＢデータをコンピュータ１０１で期待値と比較する（ステップＳ３３）。上記比較した期待値との差分データをもとにＡＤ変換部２１の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）補正値をコンピュータ１０１で生成し（ステップＳ３４）、上記各色の補正値はコンピュータ１０１から映像入力部２０のマイコン２２を介してＡＤ変換部２１の設定を行い、色調整が行われる（ステップＳ３６）。

本発明の実施の形態１に係わる映像自動調整システムの概略構成図である。 実施の形態１で使用する調整用画像を示す図である。 実施の形態１で使用する機能の一例を示す機能ブロック図である。 上記実施の形態１の色調整フローを示した調整工程図である。 実施の形態２で使用する位相調整機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態２の対象とする位相ずれを示す各種信号波形図である。 実施の形態２における位相ずれ発生時の出力映像を示す図である。 この発明の実施の形態２の位相調整フローを示した調整工程図である。 実施の形態３で使用する色調整機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態３で使用する調整用画像を示す図である。 上記実施の形態３の色調整フローを示した調整工程図である。 実施の形態４で使用する色調整機能を示す機能ブロック図である。 上記実施の形態４の色調整フローを示した調整工程図である。 従来の映像調整システムを示す図である。

符号の説明

２０ 映像入力部、 ３０ 映像出力部、 ２１ ＡＤ変換部、
２２ マイコン、 ３１ 映像出力制御部、 ３２マイコン、
１０１ コンピュータ、 １０２ 大画面表示装置、
１０３ 制御ユニット、 １０５ 制御信号、 １０６ 映像アナログ信号、
１０７ 映像ディジタル信号、 １０８ 映像出力信号、
２００ センサカメラ、 ３１１ 画像処理部、 ３１２ データラッチ部、
３１３ 位相設定部、 ３１４ ラッチタイミング生成部。

Claims (4)

1. 複数のディスプレイユニットを並べて構成される大画面表示装置において、上記ディスプレイユニット毎に映像入力部と映像出力部とからなる制御ユニットを備え、上記映像入力部は、ゲインやオフセットを調整する機能を有しコンピュータ本体から供給されるアナログＲＧＢ信号をディジタルＲＧＢ信号に変換するＡＤ変換部と、上記コンピュータ本体及び映像出力部からの信号に応じて上記ＡＤ変換部を制御する第１のマイコンとからなり、上記映像出力部は、上記ＡＤ変換部により変換されたディジタルＲＧＢ信号を所定のディスプレイユニットに供給する映像出力制御部と、上記変換されたディジタルＲＧＢ信号の１ピクセル分の色情報を格納するデータラッチ部と、上記データラッチ部に格納されたディジタルＲＧＢ信号と予め設定された期待値との差分データを上記コンピュータ本体に送信する第２のマイコンとからなり、上記コンピュータ本体内で上記差分データに基づいた補正信号を生成し、これを上記第１のマイコンに出力して上記ＡＤ変換部に設定して色調整を行うようにすると共に、上記ディジタルＲＧＢ信号と予め設定された期待値との比較をピクセル単位で行うようにしたことを特徴とする映像自動調整システム。
2. 水平同期信号および垂直同期信号に同期して表示する色を示すピクセルデータが上記同期信号に対して位相ずれを有するものにおいて、上記データラッチ部のデータは位相ズレの期間は黒色が検出されることを利用して、上記第２のマイコン内に予め出力位相の補正値をテーブルで有する画像処理部を備え、上記補正値位相ずれの補正を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の映像自動調整システム。
3. 調整画像として予め決められたＲ、Ｇ、Ｂ３色からなるテストパターンを用いると共に、色毎に個別のデータラッチ部を備え、同期クロックをもとに上記各テストパターンの色データをカウントして各色個別のデータラッチ部に格納するようにしたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の映像自動調整システム。
4. 複数のディスプレイユニットを並べて構成される表示画面全体のテストパターンを撮影する撮影装置を備え、撮影されたディスプレイユニット毎の色情報を得ることにより、ディスプレイユニット相互間の色のばらつきをなくすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の映像自動調整システム。

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