JP2007324763A

JP2007324763A - テレビジョン受像装置及びテレビジョン受像方法

Info

Publication number: JP2007324763A
Application number: JP2006150567A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Muto; 靖彦武藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: US20070279531A1; CN101083720A

Abstract

【課題】ＲＧＢガンマ補正をダイナミックに行うテレビジョン受像装置及びテレビジョン受像方法を提供する。
【解決手段】画像信号が入力される入力手段と、前記入力手段から入力された画像信号から動画検出を行う動画検出手段と、前記入力手段に入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行うフレーム倍速変換手段と、前記動画検出手段の動画検出結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とするＲＧＢガンマ補正手段と、前記ＲＧＢガンマ補正手段の出力信号を表示する表示手段とを具備することを特徴とするテレビジョン受像装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＲＧＢガンマ補正を行うテレビジョン受像装置及びテレビジョン受像方法に関する。

周知のように近年では、フラットパネル型の大画面ディスプレイが開発され、テレビジョン放送受信装置に実用化されている。ところでこの種の大画面ディスプレイでは表示方式として対比的に述べると、ＣＲＴが１画面表示期間のうち一瞬だけ光るインパルス型表示であったのに対し、１画面表示期間同じレベルを表示しつづけるホールド型表示であり、この動作方式に起因した人間の視覚特性による動画ボケが生じるという問題があった。

特許文献１には、この対策として映像信号中の画像の各フレーム（入力フレーム）から、１フレームあたり２枚の表示フレームを生成し、生成した表示フレームを液晶画面に表示する方式が開示されている。輝度の異なる２枚の表示フレームを生成し、１フレーム期間内にこれら２枚の表示フレームを交互に液晶画面に表示するものである。しかしながらスタティックな特性に関するものであり、本発明の主眼であるダイナミック処理に至っているものではなかった。
特開２００５‐３８９７号公報

本発明は、ＲＧＢガンマ補正をダイナミックに行うテレビジョン受像装置及びテレビジョン受像方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のテレビジョン受像装置は、画像信号が入力される入力手段と、前記入力手段から入力された画像信号から動画検出を行う動画検出手段と、前記入力手段に入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行うフレーム倍速変換手段と、前記動画検出手段の動画検出結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とするＲＧＢガンマ補正手段と、前記ＲＧＢガンマ補正手段の出力信号を表示する表示手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、ＲＧＢガンマ補正をダイナミックに行うテレビジョン受像装置及びテレビジョン受像方法が得られる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による実施例１を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、実施の形態で説明するテレビジョン放送受信装置１１の映像信号処理系を概略的に示している。
すなわち、デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ１２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子１３を介して選局復調部１４に供給される。この選局復調部１４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してデコーダ１５に出力している。

そして、このデコーダ１５は、選局復調部１４から入力された信号にデコード処理を施すことにより、デジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成して、セレクタ１６に出力している。

また、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ１７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子１８を介して選局復調部１９に供給される。この選局復調部１９では、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの放送信号を選局し、その選局された信号を復調してアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ生成している。

そして、この選局復調部１９で生成されたアナログの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、Ａ／Ｄ (analog／digital) 変換部２０に供給されてデジタルの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。

また、アナログ映像信号用の外部入力端子２１に供給されたアナログの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、A／D変換部２２に供給されてデジタルの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された後、上記セレクタ１６に出力される。さらに、デジタル映像信号用の外部入力端子２３に供給されたデジタルの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、そのまま上記セレクタ１６に供給される。

ここで、このセレクタ１６は、デコーダ１５、A／D変換部２０、２２及び外部入力端子２３からそれぞれ供給されるデジタルの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒから1つを選択して、映像信号処理部２４に供給している。上記のようにこのセレクタ１６までで輝度信号が入力される入力手段を構成している。

この映像信号処理部２４は、詳細は後述するが、入力されたデジタルの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒに対して所定の信号処理を施すことにより、R（red），G（green），B（blue）信号を生成している。

そして、この映像信号処理部２４で生成されたR，G，B信号が、映像表示部２５に供給されて映像表示に供される。なお、この映像表示部２５としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。

ここで、このテレビジョン放送受信装置１１は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部２６によって統括的に制御されている。この制御部２６は、CPU（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、図示しないリモートコントローラを含む操作部２７からの操作情報を受けて、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。

この場合、制御部２６は、主として、そのCPUが実行する制御プログラムを格納したROM（read only memory）２８と、該CPUに作業エリアを提供するためのRAM（random access memory）２９と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリ３０とを利用している。

図2は、上記映像信号処理部２４と映像表示部２５の一例を示している。図２で図１の映像表示部２５に相当するのがＬＣＤパネル１０６であり、他は映像信号処理部２４の構成要素である。入出力の信号線は簡略化し、制御部２６との入出力は省略してある。

すなわち、上記セレクタ１６で選択されたデジタルの輝度信号Y及び色信号Ｃｂ／Ｃｒは、外部よりの映像信号100aとして高画質化回路であるインターレス−プログレッシブ変換およびノイズ低減（ＩＰＮＲ）回路101に供給され、ここで得られた信号101aは表示装置106の表示サイズに合わせるためにスケーリング（ＳＦ）回路102に供給され、信号102aに変換される。

映像信号100aがフレーム周波数５０Ｈｚの場合は１００Ｈｚへ、６０Ｈｚ場合は１２０Ｈｚと、フレーム周波数を倍に上げるフレーム倍速変換回路103にてフレーム周波数を倍化された信号103aは、画質回路（ＢＥＰ）10４にて画質処理を施された信号104aとなりＲＧＢガンマ補正回路105へ供給される。

一方、ＩＰＮＲ回路101内にある動画検出回路101Aは、映像信号100aの動き情報を検出する回路であり、動き情報110aを得ることができる。この情報を元に、インターレス−プログレッシブ変換やノイズ低減にも活用される。動画検出回路101Aは例えば前フレームまたは前フィールドの同一位置の画素を比較し異なるものの数を加算し、合計値を数区分する。区分例としてはこの合計値の少ないものから静止画と判定される０と動画と判定される１〜８というようにすればよい。

ＲＧＢガンマ補正回路105では、表示フレーム毎に、中間輝度持ち上げ／持ち下げた非線形を付加する。この時は、動き情報110aの動き量に応じて、中間輝度持ち上げ／持ち下げた非線形の特性を可変する。そして、ここで得られた補正信号105aは表示装置106に供給され、表示される。

図３は、フレーム倍速変換回路103に関する動作を示す模式図である。横軸は元のフレーム周期分の時間において２倍速となったことを表す。縦軸は輝度でありこの場合はフィールド毎に先に輝度を持ち上げ、次に黒を挿入している。

図４は、ＲＧＢガンマ補正回路105に関する動作を示す模式図である。横軸は階調を表し、縦軸は輝度である。図４の２０１は図３の輝度を持ち上げているタイミングに当り、２０２は図３の黒を挿入しているタイミングに当り、全体として２０３のように原画のγ特性を維持していることを表している。動画検出回路101Aの出力の大きさによって中間輝度持ち上げ／持ち下げの量を制御するのが望ましい。

このことにより、ＲＧＢガンマ補正回路105での非線形特性により、動画像のボケ改善を図ることができる。

本発明による実施例２を図１及び図３乃至図６を参照して説明する。実施例１と共通する部分は説明を省略する。
図５は、実施例の要部の詳細を示すブロック構成図を示している。ヒストグラム検出回路107により、得られたヒストグラム情報110ｂの明るさに応じて、ＲＧＢガンマ補正回路105での中間輝度持ち上げ／持ち下げた非線形の特性を可変する手法をとり、動画像のボケ改善を図ることができる。

このヒストグラムデータの取得は、輝度レベルのダイナミットレンジをn分割し、1フレーム分の映像信号に対して、各輝度レベル1〜nに対応している画素数をカウントすることにより行なわれる。この場合、輝度レベル1〜nの分解能は十分に細かく設定されるものとする。例えば、入力映像信号が8ビットである場合は、ヒストグラムデータを取得する際の輝度レベルの分解能も8ビットとする。

図６は、上記のようにして取得された1フレーム分の輝度のヒストグラムデータの一例を示している。この場合、輝度レベルの分解能は、8ビット（0〜255）としている。すなわち、0〜255までの256個の各輝度レベルに対して、それぞれ対応している画素の数が取得されている。このため、各輝度レベルにおける画素数を全て加算すると、その合計は、入力映像信号が持つ1フレーム分の画素数と同じになる。

更にこの8ビットの輝度レベルを数区分してもよい。区分例としてはレベルの小さいものから１〜８というようにすればよい。
さらにこの実施例２では、ヒストグラム情報110ｂの明るさだけでなく、フレーム間での明るさの差の変化量に応じても、ＲＧＢガンマ補正回路105での中間輝度持ち上げ／持ち下げた非線形の特性を可変する手法をとり、動画像のボケ改善を図ることができる。例えば次のような判定ルーチンを構成する。ある値とは、一般に多値である。

ヒストグラム検出の結果、
ある値より明るい場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を少なくする。
ある値より暗い場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を多くする。
もしくは、
ある値より明るい場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を０にする。
ある値より暗い場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量は、ある値のみの固定値。
上記の論理和として、
ある値１より明るい場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を０にする。
ある値１からある値２の場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を少なくする。
ある値２より暗い場合：中間輝度の持ち上げ／持ち下げた量を多くする。

本発明による実施例３を図１及び図３乃至図４、図７乃至図８を参照して説明する。実施例１、２と共通する部分は説明を省略する。
図７は、実施例の要部の詳細を示すブロック構成図を示している。動画検出回路101Aからの信号101bと、ヒストグラム検出回路107からの信号107aとを演算回路108にて、生成した情報110cに応じて、ＲＧＢガンマ補正回路105での中間輝度持ち上げ／持ち下げた非線形の特性を可変する手法をとり、動画像のボケ改善を図ることができる。

例えば実施例１、２に述べたように動き量が１〜８、ヒストグラムの明るさが１〜８まであったとする。
この演算回路108のアルゴリズムとしては、１．動き量またはヒストグラムの明るさの最大値、２．動き量またはヒストグラムの明るさの最小値、３．動き量またはヒストグラムの明るさの平均値、または、４．８×８のマトリクスで判定、のように対象に合わせて使い分けるのが望ましい。またこれらを組み合わせてもよい。

図８は、上記４に相当する８×８のマトリクスで判定する方法の例である。出力も１から８であるが、明るさの階調が中間調の場合に特に動画検出の度合いが大きいほど出力も大きくするような判定結果となっている。この判定結果をＲＧＢガンマ補正回路105は用いる。

上記ようにＲＧＢガンマ補正手段により、本発明により輝度やコントラストを低下させることなく、動画像を表示する際に視聴者が感じやすい画像のボケの抑制を図ることができる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

本発明の実施の形態を示すもので、テレビジョン放送受信装置の映像信号処理系を説明するために示すブロック構成図。同実施例の要部の概要を示すブロック構成図。同実施例のフレーム倍速変換動作を示す模式図。同実施例のＲＧＢガンマ補正回路動作を示す模式図。実施例２の要部の概要を示すブロック構成図。同実施例のヒストグラムデータを説明するために示す図。実施例３の要部の概要を示すブロック構成図。同実施例の演算回路での判定方法を説明するために示す図。

符号の説明

11…テレビジョン放送受信装置、12…アンテナ、13…入力端子、14…選局復調部、15…デコーダ、16…セレクタ、17…アンテナ、18…入力端子、19…選局復調部、20…Ａ／Ｄ変換部、21…外部入力端子、22…Ａ／Ｄ変換部、23…外部入力端子、24…映像信号処理部、25…映像表示部、26…制御部、27…操作部、28…ＲＯＭ、29…ＲＡＭ、30…不揮発性メモリ、１００ａ…映像信号、１０１…ノイズ低減（ＩＰＮＲ）回路、１０１Ａ…動画検出回路、１０２…スケーリング（ＳＦ）回路、１０３…フレーム倍速変換回路、１０４…画質回路（ＢＥＰ）、１０５…ＲＧＢガンマ補正回路、１０５ａ…補正信号、１０６…表示装置、１０７…ヒストグラム検出回路、１０８…演算回路、１１０ａ…動き情報、１１０ｂ…ヒストグラム情報、２０１…輝度を持ち上げているγ特性、２０２…黒を挿入しているγ特性、２０３…原画のγ特性。

Claims

画像信号が入力される入力手段と、
前記入力手段から入力された画像信号から動画検出を行う動画検出手段と、
前記入力手段に入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行うフレーム倍速変換手段と、
前記動画検出手段の動画検出結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とするＲＧＢガンマ補正手段と、
前記ＲＧＢガンマ補正手段の出力信号を表示する表示手段とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像装置。
画像信号が入力される入力手段と、
前記入力手段に入力された1フレーム分の輝度信号に対して各輝度レベルのヒストグラムデータを取得する取得手段と
前記入力手段に入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行うフレーム倍速変換手段と、
前記取得手段のヒストグラムデータ取得結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とするＲＧＢガンマ補正手段と、
前記ＲＧＢガンマ補正手段の出力信号を表示する表示手段とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像装置。
画像信号が入力される入力手段と、
前記入力手段から入力された画像信号から動画検出を行う動画検出手段と、
前記入力手段に入力された1フレーム分の輝度信号に対して各輝度レベルのヒストグラムデータを取得する取得手段と
前記入力手段に入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行うフレーム倍速変換手段と、
前記動画検出手段の動画検出結果および前記取得手段のヒストグラムデータ取得結果に基づいて演算する演算手段と、
前記演算手段の出力によりＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とするＲＧＢガンマ補正手段と、
前記ＲＧＢガンマ補正手段の出力信号を表示する表示手段とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像装置。
前記演算手段の演算方法は最大値、最小値、平均値のいずれかまたはその組合せであることを特徴とする請求項３記載のテレビジョン受像装置。
前記演算手段の演算方法はマトリックステーブルによることを特徴とする請求項３記載のテレビジョン受像装置。
画像信号が入力される第１の工程と、
前記第１の工程で入力された画像信号から動画検出を行う第２の工程と、
前記第１の工程で入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行う第３の工程と、
前記第２の工程の動画検出結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とする第４の工程と、
前記第４の工程段の出力信号を表示する第５の工程とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像方法。
画像信号が入力される第１の工程と、
前記第１の工程で入力された1フレーム分の輝度信号に対して各輝度レベルのヒストグラムデータを取得する第２の工程と
前記第１の工程で入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行う第３の工程と、
前記第２の工程のヒストグラムデータ取得結果に基づいてＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とする第４の工程と、
前記第４の工程の出力信号を表示する第５の工程とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像方法。
画像信号が入力される第１の工程と、
前記第１の工程で入力された画像信号から動画検出を行う第２の工程と、
前記第１の工程で入力された1フレーム分の輝度信号に対して各輝度レベルのヒストグラムデータを取得する第３の工程と
前記第１の工程で入力された1フレーム分の画像信号に対してフレーム倍速変換を行う第４の工程と、
前記第２の工程段の動画検出結果および前記第３の工程のヒストグラムデータ取得結果に基づいて演算する第５の工程と、
前記第５の工程の出力によりＲＧＢガンマ補正の特性のフィールド毎の変動量を可変とする第６の工程と、
前記第６の工程の出力信号を表示する第７の工程とを
具備することを特徴とするテレビジョン受像方法。
前記第５の工程の演算方法は最大値、最小値、平均値のいずれかまたはその組合せであることを特徴とする請求項８記載のテレビジョン受像方法。
前記第５の工程の演算方法はマトリックステーブルによることを特徴とする請求項８記載のテレビジョン受像方法。