JP5221869B2 - 映像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１のビデオ信号を入力し、第２のビデオ信号を映像表示機器に出力し、表示させる映像処理装置に関するものである。

従来より、ＲＧＢ信号、コンポジット信号（ＮＴＳＣ、ＰＡＬなど）、あるいはコンポーネント信号（ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１、ＢＴＡ Ｓ−００１Ｂなど）など、種々のビデオ（映像）信号フォーマットが用いられている。そして、これらのビデオ信号フォーマット間でビデオ信号を変換する構成が、液晶プロジェクタやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用モニタなどの映像機器に組み込まれて用いられる他、また、多数の入出力機器の間でビデオ信号の入出力を制御するビデオスイッチャのような映像機器に実装されている。

たとえば、通常のビデオ（コンポジット、コンポーネント）信号の映像を液晶プロジェクタやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用モニタなどで表示しようとする場合、映像信号をアップコンバートしてＲＧＢ信号に変換してから入力する必要がある。また、液晶プロジェクタのオートセットアップ機能の中には入力される映像信号によって画像開始位置を調整する自動画像位置調整機能を有するものがある。

また、入力画像のアスペクト比を自動判別して適切な位置に画像を表示する機能は既に実用化されている。たとえば、垂直同期信号開始タイミングから水平同期信号を、異なる２箇所で所定の期間だけカウントして、それぞれの場合の映像信号レベルを比較することによって、入力される画像信号のアスペクト比を判定するようにしている（下記の特許文献１）。このような構成により、たとえばアスペクト比９：１６の画像を同比３：４の表示器に表示する時であっても、レターボックス形式とよばれる画面の上下が黒の映像信号に調整して、適切な位置に投影することができる。
特開２００２−１９６７３６号公報

しかしながら、上記のような従来構成において、入力される映像信号が、アップコンバートした信号や、スイッチャを経由した信号であった場合、同期信号と映像信号のタイミングがずれることがあり、このずれが生じると、たとえば特許文献１のような構成ではアスペクト比に関して適切な判定ができなくなってしまうことがある。

一方、多くのモニタ、プロジェクタにはオートセットアップ機能の一つとして自動画像位置調整機能が付属している。これは映像領域の中の実際に映像がある領域そのものがどこから始まってどこで終わっているのかを、映像信号レベルをモニタして判断し、映像表示を適切な位置で行う。

また、スイッチャが取り扱うアナログＲＧＢ信号は、映像信号と同期信号だけで構成されているため、映像が実際にある領域を示す信号（データイネーブル等）は、アナログＲＧＢ信号には存在しない。また、実際に映像がある（あるいは表示させるべき）領域の位置に関しては、たとえばＰＣモニタなどの場合、ＶＥＳＡ規格などで決められているが、すべてのメーカーがこの種の規格を遵守しているとは限らないのが現状である。

そのため、画像位置自動調整機能は、映像領域の信号レベルを測定して、映像そのものが映像領域の中のどの位置から始まってどの位置で終わっているのかを判定せざるを得ないのが現状である。

アナログＲＧＢ信号は一般的にはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）やＭａｃＯＳ（登録商標）などのＯＳを搭載するＰＣの画面を表示するのに使用されている。これらのＰＣの映像は一般的に実際に映像がある領域の端から端まで映像で埋まっている（色がついている）ことが多く、また、映像も静的なものが多いため、映像レベルの測定は比較的、容易である。

これに対して、たとえばコンポジット／コンポーネント信号などからＲＧＢ信号にアップコンバートした映像信号は、信号自体はＶＥＳＡ規格に合致するよう変換されている。しかし、この種のコンポジット／コンポーネント信号の典型的なコンテンツであるたとえばテレビ番組などの映像は図４の符号４１および４２で示すように画面の端から端まで映像で埋まっていることは逆に珍しく、たとえばレターボックス映像などでは常に映像の上下が黒画面になる。

また、コンポジット／コンポーネント信号に含まれている典型的なコンテンツ、たとえばテレビ番組などのコンテンツでは、動画が中心で映像レベルも頻繁に変化し、そしてこのように頻繁に映像レベルが変化すると、測定時にノイズとみなされてしまう場合がある。

したがって、特にこの種のコンテンツが含まれている場合には、映像信号の信号レベルの測定時に測定ミスが起こりやすく、位置を誤判定したりすることが多くなり、これにより、映像が大幅にずれたまま表示されたり、異常に拡大されて出力されたりする場合がある。

たとえば、画像位置自動調整機能が働く丁度そのときのタイミングの入力映像がレターボックス形式だった場合、本来ならば、黒い帯状の部分が表示画面上部に配置されるべきところ、映像が左上に詰まってずれたままの表示になるという不具合が起きる。また、この種の映像機器において、画像位置自動調整機能は頻繁に行えないので、その後レターボックス映像が終わって全画面に表示されても映像はずれたままで、甚しいときは、ずれた映像が反対側の映像端から出てきたりすることもある。

このため、従来の映像機器では、コンバータを介したＲＧＢ映像信号をプロジェクタに入力する、といった用途は、自動調整機能を使用せず、個別に設定するか、あるいは全く調整をしないで我慢する、というような対処しかできなかった。たとえば、コンバート映像をモニタやプロジェクタに入力すると、自動位置調整機能を使用せずにユーザがその都度調整するか、多少映像がずれたまま使用せざるを得ないことがあった。

本発明の課題は、モニタやプロジェクタなどの映像表示機器の自動位置調整機能を適切に使用でき、これらの映像表示機器にアップコンバートした映像信号を入力しても常に正しい位置で映像を出力することができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、複数の入力端子のうち特定の入力端子から第１のビデオ信号を入力し、入力画像信号の同期信号、ないし該入力画像信号の映像領域を解析しその結果に基づき特定の表示サイズまたは表示位置で入力画像信号を表示する自動調整機能を有する映像表示機器に第２のビデオ信号を出力して表示させる映像処理装置において、
前記第１のビデオ信号が表現する映像の端部に、前記映像表示機器の自動調整機能に画像の境界を検出させるための枠線の画像を重畳する枠線追加手段を有し、
前記枠線追加手段により前記枠線の画像を重畳された第２のビデオ信号を前記映像表示機器に出力し、前記映像表示機器は前記自動調整機能により前記第２のビデオ信号に重畳された前記枠線の画像の検出に基づき表示サイズまたは表示位置を調整して第２のビデオ信号を表示する構成を採用した。

上記構成によれば、モニタやプロジェクタなどの映像表示機器の自動調整機能に枠線追加手段が重畳する枠線の画像を検出させ、映像範囲を確実かつ正確に認識させ、適切なサイズ／表示位置で映像を表示させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態の一例として、ビデオスイッチャ、ないしビデオスイッチャを中心に構成された映像処理システムに関する実施例を示す。

図１は、本発明の最も基本的な構成を示したものである。

図１の構成は、ビデオ信号（動画）を単体のアップコンバータ２０でＲＧＢ信号に変換したものをＲＧＢスイッチャ１０に入力し、ＲＧＢスイッチャ１０からプロジェクタ４０（あるいはＶＥＳＡモニタのようなＰＣモニタ）に出力する構成である。

図１において、プロジェクタ４０は、少なくともパソコン３０の出力するＲＧＢ信号３３（Ｂ）を表示できるよう構成されている。

アップコンバータ２０は、コンポジット信号のような動画のビデオ信号３１を入力し、プロジェクタ４０が表示できるＲＧＢ信号３２（Ａ）へ変換するよう構成されている。

なお、プロジェクタ４０は、多くのＶＥＳＡモニタと同様に、６４０ｘ４８０、１０２４ｘ７６８、１２８０ｘ１０２４…といった各種の表示ディメンションに対応しており、入力されるＲＧＢ信号の同期信号、さらにこのＲＧＢ信号が表現している画像の内容を解析して、正しいサイズ／位置で入力ＲＧＢ信号を表示する自動調整機能を有するものとする。

図１のような構成において、本発明の機能は、ＲＧＢスイッチャ１０に実装しておくことができる。

すなわち、ＲＧＢスイッチャ１０は、これらＲＧＢ信号３１、または３２のいずれか（もちろん図１よりも多くの入力が設けられていてもよい）を選択して出力できるように構成された不図示のマトリクススイッチを内蔵するとともに、ＲＧＢ信号３１に対して、映像の両端に枠線を追加する枠線追加回路１１を有する。

枠線追加回路１１は、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）情報を重畳させる回路から構成することができる。すなわち、枠線追加回路１１のＯＳＤ機能により、映像枠を発生し、アップコンバータ２０により変換されたＲＧＢ信号３２に重畳する。たとえば、この時、映像範囲の左右に枠線を重畳するものとする。

図３は、図１の構成において、アップコンバータ２０から入力されるビデオ信号の垂直同期（ａ）、水平同期（ｂ）、映像（ｃ）の各信号、およびＲＧＢ信号３２生成時に枠線追加回路１１により重畳される枠線（ｄ）の各信号波形を１走査線分、示している。

図３（ｃ）の映像信号に示されるように、アップコンバータ２０から入力されたビデオ信号には、黒レベルが無く、ライン両端まで何かしら表示されていることを示している。

一方、枠線追加回路１１により重畳される枠線はその映像表示領域の両端で３０％白（グレースケール２５６階調でいうと７６〜８０程度のグレー）のラインとしてある（これらの明度や色度は一例にすぎない）。

このように枠線表示をグレースケールで行なうことにより、本来の画像として含まれていない枠線の画像表示が目立たないようにできる。

なお、枠線追加回路１１を構成するＯＳＤは周知のように既存のワンチップデバイスで構成でき、適切に命令を入力しておけば、映像信号の両端を検出することにより、映像の左右両端に枠線を表示することができ、図３（ｄ）のような枠線の画像信号を簡単に形成することができる。

なお、図３に示すように、左右の縦方向の枠線のみを重畳し、表示する手法は、１走査線分の映像信号端部を検出するだけで、極めて容易に実施できるとともに、入力ビデオ信号に本来、映像として含まれない枠線を表示せざるを得ない構成に配慮し、枠線表示を必要最小限に抑えることができる。

また、上記のように画像の上下の水平方向の枠線を表示しない構成には、次のようなメリットもある。すなわち、画像の上下の水平方向の枠線を表示するようにすると（この処理自体は最初と最後の１〜数走査線のみを加工すればよく実現は不可能ではない）、プロジェクタ４０の自動位置調整時になんらかの原因で表示した線（特に上の線）を最初のスキャンで検出できなかった場合に、その１フレーム分は調整できなくなってしまう問題を生じる可能性があるためである。これに対して、左右の縦方向の線であれば同様のことが起こっても１走査線の画像のみがずれるだけなので、影響が最小限に抑えられる。

上記のような構成により、ＲＧＢスイッチャ１０は、入力１の入力ビデオ信号から枠線付きのＲＧＢ信号３２を生成して、プロジェクタ４０に出力する。

以上のように本実施例によれば、ＲＧＢスイッチャ１０は、入力１側に切り替えられた時、ＲＧＢ信号３２に枠線を追加するように動作するので、プロジェクタ４０に、自動調整機能によりこの枠線の画像を検出させ、映像範囲を確実かつ正確に認識させ、適切なサイズ／表示位置で映像を表示させることができる。

このため、従来のようにプロジェクタ４０（あるいはＰＣモニタ）の自動調整機能をオフにして手動調整したり、表示位置のずれをあきらめて表示を行なわなければならない、という不都合を解消することができる。

なお、ＲＧＢスイッチャ１０が入力２側に切り替えられた時は、プロジェクタ４０（あるいはＰＣモニタ）において、パソコン３０の出力する画像（典型的には静止画）のＲＧＢ信号を自動調整機能により検出させ、映像範囲を確実かつ正確に認識させ適切なサイズ／表示位置で映像を表示させることができる。

なお、枠線追加回路１１は、図１のようにＲＧＢスイッチャ１０に内蔵させておき、特定の入力端子の信号のみに対して枠線のＯＳＤ表示を追加するよう構成することができる。この場合、枠線の追加が必要な入力端子をユーザが選択して、アップコンバータ２０の出力を入力する。

あるいは、表示器やキーボードなどの適当なユーザーインターフェース（あるいはＵＳＢやネットワークなどのインターフェースを介して接続されたパソコンなどによるＲＧＢスイッチャ１０外部のコントローラのユーザーインターフェース。あるいはキーボードと、ＲＧＢスイッチャ１０のＯＳＤ表示を用いた、ユーザーインターフェースなど）を介して、入力端子のうち、いずれの入力端子のビデオ信号に枠線追加回路１１による枠線のＯＳＤ表示を追加するかを選択できるようにしてもよい。

本発明の技術は、図１のような基本構成だけではなく、図２のようなアップコンバート部２１を内蔵したコンバータ内蔵スイッチャ１００にも実装できる。

図２のコンバータ内蔵スイッチャ１００は、図１のＲＧＢスイッチャ１０のマトリクススイッチ部と同等の構成を有するＲＧＢスイッチ部１０ａ、図１のアップコンバータ２０と同等の構成を有するアップコンバート部２１、図１の枠線追加回路１１と同等の構成を有する枠線追加回路１１ａから構成されている。なお、枠線追加回路１１ａの機能は図３で示したものと同様とする。

また、図２の他の部材、たとえばパソコン３０とプロジェクタ４０は上述同様に構成されているものとする。

アップコンバート部２１は、常時、入力１のビデオ信号をＲＧＢ信号に変換するよう構成しておく。あるいは、上述同様の適当なユーザーインターフェースを介して図１の装置と同等に使用できるようにスルー接続できるように構成しておいてもよい。

図２の構成は、たとえば、入力１のビデオ信号入力と、入力２のＲＧＢ信号入力を、ＲＧＢ信号に統一して出力するようなコンバータ内蔵スイッチャ製品として実装することができる。

図２のような構成では、アップコンバート部２１が作用する入力１側に入力が切り替わったときのみ、枠線追加回路１１ａにより枠線を重畳するように動作させればよい。

この場合でも、枠線追加回路１１ａのＯＳＤ機能により映像枠を追加することで、映像位置をプロジェクタ４０の自動調整機能に確実、かつ正確に認識させることができる。

また、図１のようなＲＧＢスイッチャ、あるいは図２のようなコンバータ内蔵スイッチャにおいては、枠線は常時表示させておく必要はなく、プロジェクタ４０の自動調整機能が動作する（動作しそうな）適当なタイミング、期間においてのみ表示させればよい。

たとえば、起動時、あるいはＲＧＢ入力からビデオ入力に映像を切り替えたタイミングから、枠線追加回路１１ａにより映像枠を追加し、後段の表示機器（上記の例ではプロジェクタ４０）の自動位置調整が終了するタイミングで映像枠の重畳を終了するよう制御することができる。このような構成によれば、映像のコンテンツを損なうことなく、映像位置を後段の表示機器の自動調整機能に確実、かつ正確に認識させることができる。

本発明の映像処理システムの構成は、入力端子群からビデオ信号を入力し、必要であればビデオフォーマット変換を行なって映像表示機器に出力する各種ビデオスイッチャあるいは映像機器において実施することができる。

本発明を採用したビデオスイッチャの構成例を示した説明図である（実施例１）。 本発明を採用したコンバータ内蔵スイッチャの構成例を示した説明図である（実施例２）。 図１または図２におけるスイッチャにおいて、入出力されるビデオ信号および枠線（ＯＳＤ）信号の時系列的関係を示した波形図である。 典型的なビデオ信号において映像領域と、実際に映像信号がある領域を示した説明図である。

符号の説明

１０ ＲＧＢスイッチャ
１１ 枠線追加回路
２０ アップコンバータ
２１ アップコンバート部
３０ パソコン
３１ ビデオ信号
３２ ＲＧＢ信号
３３ ＲＧＢ信号
４０ プロジェクタ
１００ コンバータ内蔵スイッチャ

Claims (8)

1. 複数の入力端子のうち特定の入力端子から第１のビデオ信号を入力し、入力画像信号の同期信号、ないし該入力画像信号の映像領域を解析しその結果に基づき特定の表示サイズまたは表示位置で入力画像信号を表示する自動調整機能を有する映像表示機器に第２のビデオ信号を出力して表示させる映像処理装置において、
   前記第１のビデオ信号が表現する映像の端部に、前記映像表示機器の自動調整機能に画像の境界を検出させるための枠線の画像を重畳する枠線追加手段を有し、
   前記枠線追加手段により前記枠線の画像を重畳された第２のビデオ信号を前記映像表示機器に出力し、前記映像表示機器は前記自動調整機能により前記第２のビデオ信号に重畳された前記枠線の画像の検出に基づき表示サイズまたは表示位置を調整して第２のビデオ信号を表示することを特徴とする映像処理装置。
2. 前記第１および第２の信号がアナログＲＧＢ信号であることを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
3. 前記アナログＲＧＢ信号とは信号フォーマットの異なるビデオ信号を入力し、前記アナログＲＧＢ信号に変換するコンバータ手段を含み、前記コンバータ手段の出力が前記第１のビデオ信号として用いられることを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
4. 前記枠線追加手段が重畳する枠線の画像がグレースケールにより表現されることを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
5. 前記枠線追加手段は、第１のビデオ信号の１走査線分の映像信号端部を検出し、当該位置に枠線の画像を重畳することを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
6. 前記枠線追加手段が、第１のビデオ信号の１走査線分の映像信号に該当する映像の左右両端の位置に枠線の画像を重畳することを特徴とする請求項５に記載の映像処理装置。
7. 他の入力端子から、前記第１のビデオ信号を入力する前記特定の入力端子に入力が切り替わった後、前記枠線追加手段により枠線を追加し、前記映像表示機器の自動位置調整が終了した後、前記枠線追加手段による枠線の追加を自動的に終了させることを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。
8. 複数の入力端子のうち、いずれの入力端子から入力された第１のビデオ信号に対して前記枠線追加手段による枠線の追加を行なうかを選択する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の映像処理装置。

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