JP7283487B2 - 制御装置、制御方法及び表示システム - Google Patents
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Description
ディスプレイのローカルディミング処理を行う制御装置であって、
前記ディスプレイに表示されるフレームにおいて、画像が変化した変化エリアを特定する特定部と、
前記変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記変化エリアの画像の一部であって、複数の処理単位のうちの、対応する前記処理単位1つ分について解析する解析部と、
前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、前記ディスプレイの対応するエリアに対するローカルディミング処理を制御するための制御情報を生成する生成部と、を有し、
前記処理単位は、前記変化エリアの一部であり、かつ、前記変化エリアの画像の一部についての解析結果の出力を1つのフレーム内で行うための処理単位であり、
前記解析部は、受信したフレーム内の前記変化エリアの画像の全部を解析するために、時分割処理によって複数のフレームに跨って、前記複数の処理単位の全部について解析する。
<表示システムのシステム構成>
はじめに、ヘッドユニットと複数の液晶ディスプレイとを有し、ローカルディミング処理を行う車載の表示システムのシステム構成について説明する。なお、ここでは、まず、(1)ヘッドユニット側で制御情報(液晶ディスプレイに表示する画像に基づいて生成され、ローカルディミング処理において、バックライトの制御に用いられる情報)を生成する比較例の表示システムについて説明する。続いて、(2)液晶ディスプレイ側で制御情報を生成する、第1の実施形態に係る表示システムについて説明する。
図1は、比較例の表示システムのシステム構成を示す図である。図1に示すように、ヘッドユニット側で制御情報を生成する比較例の表示システム100は、ヘッドユニット110、シリアライザ120、デシリアライザ130、ディスプレイコントローラ140、液晶ディスプレイ150を有する。
図2は、第1の実施形態に係る表示システムのシステム構成を示す図である。図1との相違点は、第1の実施形態に係る表示システム200の場合、ディスプレイコントローラ140がローカルディミング制御装置210を有している点である。
・ヘッドユニット110側で制御情報を生成する場合のように、接続される液晶ディスプレイの種類に応じた数の制御情報を生成する必要がなくなり、1種類の液晶ディスプレイに応じた制御情報を生成すればよいことになる、
・ビデオリンクにおいて、制御情報を伝送するための帯域を確保する必要がなくなる、
といった利点が得られる。
次に、ローカルディミング制御装置210によるローカルディミング処理の概要について説明する。なお、ここでは、まず、(1)比較例のローカルディミング制御装置によるローカルディミング処理の概要について説明し、続いて、(2)第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置の概要について説明する。説明は、図3を参照しながら行う。図3は、比較例のローカルディミング制御装置によるローカルディミング処理の概要と、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置によるローカルディミング処理の概要とを示す図である。
図3において、符号310は、比較例のローカルディミング制御装置によるローカルディミング処理の概要を示している。
・フレームを保持するための大容量のフレームメモリや、
・フレームを受信するごとに全ブロックを同時に解析するための処理能力の高いユニット等、
を配する必要があるなど、回路規模が大きくなり、コストアップが不可避となる。
一方、図3において、符号320は、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置によるローカルディミング処理の概要を示している。
・変化のあったエリアを特定し、特定したエリアを対象に画像の解析を行い、画質の調整及び制御情報の生成を行う。
・フレームを受信するごとに、1カラムずつ画像の解析を行い、変化のあったエリアについての画質の調整及び制御情報の生成を、複数フレームに分けて(時分割して)行う。
次に、表示システム200に配されるローカルディミング制御装置210の機能構成について説明する。なお、ここでは、まず、(1)比較例のローカルディミング制御装置の機能構成について説明し、続いて、(2)第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置の機能構成について説明する。
図4は、比較例のローカルディミング制御装置の機能構成の一例を示す図である。図4に示すように、比較例のローカルディミング制御装置210_1は、取得部(フレームメモリ401、ヒストグラム取得部402)、解析部(閾値設定部403、特徴抽出部404)、生成部(画質調整部405、バックライト制御情報生成部406)を有する。
図5は、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置の機能構成の一例を示す図である。図4との相違点は、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置210_2の場合、変化エリア特定部501を含む特定部を有する点、取得部が、フレームメモリ401を有していない点、である。
次に、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置210_2のハードウェア構成について説明する。図6は、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
次に、表示システム200のヘッドユニット110が有する表示モードについて説明する。図7は、表示モードの具体例を示す図である。
図8は、表示モードの遷移パターンを示す図である。このうち、テーブル800は、遷移前の表示モードと、遷移後の表示モードの組み合わせ(画像が変化するエリアの組み合わせ)をまとめたテーブルである。
・"モード1"⇔"モード2"、
・"モード2"⇔"モード3"、
・"モード1"⇔"モード3"、
・"モード1"→"モード1"、
・"モード2"→"モード2"、
・"モード3"→"モード3"、
の9通りが含まれる。
次に、変化エリア特定部501による変化エリア特定処理の詳細について説明する。図9は、変化エリア特定処理の詳細を説明するための図である。図9に示すように、変化エリア特定部501は、処理対象のフレームを縦方向に4分割し、横方向に4分割することで16個のエリアを得る。
次に、フレームを受信するごとに、特定されたエリア内の各ブロックについて、1カラムずつヒストグラムを取得するヒストグラム取得処理について説明する。図10及び図11は、ヒストグラム取得処理の具体例を示す第1及び第2の図である。このうち、図10は、ヘッドユニットにおいて"モード1"から"モード2"、"モード3"に遷移したことで、または、"モード2"、"モード3"から"モード1"に遷移したことで、全てのエリアにおいて画像が変化したと判定された場合を示している。
・1番目のフレーム1011において、第1のカラムのブロック1~6に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック1~6それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・2番目のフレーム1012において、第2のカラムのブロック7~12に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック7~12それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・3番目のフレーム1013において、第3のカラムのブロック13~18に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック13~18それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・4番目のフレーム1014において、第4のカラムのブロック19~24に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック19~24それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・5番目のフレーム1015において、第5のカラムのブロック25~30に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック25~30それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・6番目のフレーム1016において、第6のカラムのブロック31~36に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック31~36それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・7番目のフレーム1017において、第7のカラムのブロック37~42に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック37~42それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・8番目のフレーム1018において、第8のカラムのブロック43~48に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック43~48それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・9番目のフレーム1019において、第9のカラムのブロック49~54に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック49~54それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・1番目のフレーム1111において、第1のカラムのブロック13~18に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック13~18それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・2番目のフレーム1112において、第2のカラムのブロック19~24に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック19~24それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・3番目のフレーム1113において、第3のカラムのブロック25~30に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック25~30それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・4番目のフレーム1114において、第4のカラムのブロック31~34に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック31~34それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
・5番目のフレーム1115において、第5のカラムのブロック37~40に、ヒストグラムユニット603が有する256個のカウンタを順次割り当てる。そして、ブロック37~40それぞれに割り当てられたカウンタにより各階調範囲の画素数がカウントされることで生成されたヒストグラムを取得する。
次に、ローカルディミング制御装置210_2によるローカルディミング処理の流れについて説明する。図12は、ローカルディミング処理の流れを示すフローチャートである。
次に、バックライト制御及び画質調整処理(図12のステップS1205)の詳細について説明する。図13は、バックライト制御及び画質調整処理の流れを示すフローチャートである。
以上の説明から明らかなように、第1の実施形態に係るローカルディミング制御装置210_2は、
・液晶ディスプレイに表示されるフレームを受信し、画像が変化した変化エリアを特定する。
・画像が変化した変化エリアが特定された場合、液晶ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、受信したフレーム内の特定されたエリアの画像を、1カラム(所定の処理単位)ずつ解析する。
・1カラム分(所定の処理単位分)の画像について解析結果が出力されるごとに、対応する画像の画質を調整するとともに、対応するバックライトを制御するための制御情報を生成する。
上記第1の実施形態では、変化エリア特定部501が、フレームの各エリアについてパラメータを算出することで、画像が変化した変化エリアを特定する構成とした。しかしながら、画像が変化した変化エリアを特定する方法は、これに限定されない。例えば、ヘッドユニットが有する表示モードごとに、他の表示モードに遷移した際に変化するエリアを予め特定しておき、ヘッドユニットから表示モードの遷移情報を取得することで、画像が変化するエリアを特定するように構成してもよい。
上記第1及び第2の実施形態では、1フレーム内のエリアの数を16個、1カラムに含まれるブロックの数を6個として説明したが、1フレーム内のエリアの数、1カラムに含まれるブロックの数はこれに限定されない。ローカルディミング制御装置210_2が有するリソースに応じて(例えば、ヒストグラムユニット603が有するカウンタの数に応じて)、1フレーム内のエリアの数、1カラムに含まれるブロックの数を決定するようにしてもよい。
110 :ヘッドユニット
120 :シリアライザ
130 :デシリアライザ
140 :ディスプレイコントローラ
150 :液晶ディスプレイ
151~154 :バックライト
200 :表示システム
210 :ローカルディミング制御装置
401 :フレームメモリ
402 :ヒストグラム取得部
403 :閾値設定部
404 :特徴抽出部
405 :画質調整部
406 :バックライト制御情報生成部
501 :変化エリア特定部
502 :ヒストグラム取得部
Claims (15)
- ディスプレイのローカルディミング処理を行う制御装置であって、
前記ディスプレイに表示されるフレームにおいて、画像が変化した変化エリアを特定する特定部と、
前記変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記変化エリアの画像の一部であって、複数の処理単位のうちの、対応する前記処理単位1つ分について解析する解析部と、
前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、前記ディスプレイの対応するエリアに対するローカルディミング処理を制御するための制御情報を生成する生成部と、を有し、
前記処理単位は、前記変化エリアの一部であり、かつ、前記変化エリアの画像の一部についての解析結果の出力を1つのフレーム内で行うための処理単位であり、
前記解析部は、受信したフレーム内の前記変化エリアの画像の全部を解析するために、時分割処理によって複数のフレームに跨って、前記複数の処理単位の全部について解析する制御装置。 - 前記特定部は、
処理対象のフレームの各エリアの画像のヒストグラムから算出されるパラメータと、前記処理対象のフレームに先行する前フレームの対応するエリアの画像のヒストグラムから算出されるパラメータとを比較することで、前記変化エリアを特定する、請求項1に記載の制御装置。 - 前記特定部は、
前記ディスプレイに表示する画像を出力するヘッドユニットからの信号に基づいて、前記変化エリアを特定する、請求項1に記載の制御装置。 - 前記生成部は、
前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、対応する画像の画質を調整する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記受信したフレーム内の前記変化エリアの画像のヒストグラムを、前記処理単位1つ分ずつ取得する取得部、を更に有する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記解析部は、
前記取得部により取得されたヒストグラムから、前記変化エリアの画像を、前記処理単位1つ分ずつ解析する、請求項5に記載の制御装置。 - 前記解析部は、
前記変化エリアが存在するフレーム内の範囲に応じて、前記変化エリアの画像を解析する解析対象エリアの範囲を変更する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記解析部は、
複数の表示モードの間の遷移パターンに応じて、前記変化エリアの画像を解析する解析対象エリアの範囲を変更する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記ディスプレイは液晶ディスプレイであり、
前記生成部は、前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、対応するバックライトを制御するための制御情報を生成する、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の制御装置。 - ディスプレイのローカルディミング処理の制御方法であって、
制御装置が、前記ディスプレイに表示されるフレームにおいて、画像が変化した変化エリアを特定する特定工程と、
前記制御装置が、前記特定工程において画像が変化した変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記変化エリアの画像の一部であって、複数の処理単位のうちの、対応する前記処理単位1つ分について解析する解析工程と、
前記制御装置が、前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、前記ディスプレイの対応するエリアに対するローカルディミング処理を制御するための制御情報を生成する生成工程と、を有し、
前記処理単位は、前記変化エリアの一部であり、かつ、前記変化エリアの画像の一部についての解析結果の出力を1つのフレーム内で行うための処理単位であり、
前記解析工程は、受信したフレーム内の前記変化エリアの画像の全部を解析するために、時分割処理によって複数のフレームに跨って、前記複数の処理単位の全部について解析する制御方法。 - ヘッドユニットと、
ディスプレイと、
前記ヘッドユニットと前記ディスプレイの間に設けられ、前記ディスプレイのローカルディミング処理を行う制御装置と、
を有する表示システムであって、
前記制御装置は、
前記ディスプレイに表示されるフレームにおいて、画像が変化した変化エリアを特定する特定部と、
前記変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記変化エリアの画像の一部であって、複数の処理単位のうちの、対応する前記処理単位1つ分について解析する解析部と、
前記処理単位1つ分の画像について解析結果が出力されるごとに、前記ディスプレイの対応するエリアに対するローカルディミング処理を制御するための制御情報を生成する生成部と、を有し、
前記処理単位は、前記変化エリアの一部であり、かつ、前記変化エリアの画像の一部についての解析結果の出力を1つのフレーム内で行うための処理単位であり、
前記解析部は、受信したフレーム内の前記変化エリアの画像の全部を解析するために、時分割処理によって複数のフレームに跨って、前記複数の処理単位の全部について解析する表示システム。 - 前記特定部は、
処理対象のフレームの各エリアの画像のヒストグラムから算出されるパラメータと、前記処理対象のフレームに先行する前フレームの対応するエリアの画像のヒストグラムから算出されるパラメータとを比較することで、前記変化エリアを特定する、請求項11に記載の表示システム。 - 前記特定部は、
前記ディスプレイに表示する画像を出力するヘッドユニットからの信号に基づいて、前記変化エリアを特定する、請求項11に記載の表示システム。 - 前記変化エリアが特定された場合、前記ディスプレイに表示されるフレームを受信するごとに、前記受信したフレーム内の前記変化エリアの画像のヒストグラムを、前記処理単位1つ分ずつ取得する取得部、を更に有する、請求項11乃至13のいずれか1項に記載の表示システム。
- 前記解析部は、
前記変化エリアが存在するフレーム内の範囲に応じて、前記変化エリアの画像を解析する解析対象エリアの範囲を変更する、請求項11乃至14のいずれか1項に記載の表示システム。
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