JP2008072300A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像表示装置に関し、特に映像表示装置におけるバックライト点滅制御方法に関する。 The present invention relates to a video display device, and more particularly to a backlight blinking control method in a video display device.
3:2プルダウン方式によるテレシネ変換
映画などの毎秒24コマで撮影されたフィルムソースを、TV放送や、ビデオテープ、DVDなどのパッケージメディアを介して、NTSC方式のTV受像機で映像を表示するためには、毎秒約60フィールドのビデオ映像信号への変換を行う必要がある。この変換は3:2プルダウン方式によるテレシネ変換と呼ばれる。フィルムの各コマの画像はデジタル画像として取り込まれ、該画像に対して各ラインを上から1、2、3...と番号付けしたときに、その奇数ラインの画像、偶数ラインの画像はそれぞれ飛び越し走査方式であるビデオ映像信号の奇数フィールド、偶数フィールドに展開される。
3: 2 pull-down telecine conversion To display video from film sources shot at 24 frames per second, such as movies, on an NTSC TV receiver via package media such as TV broadcast, video tape, and DVD Needs to be converted into a video image signal of about 60 fields per second. This conversion is called telecine conversion by the 3: 2 pull-down method. The image of each frame on the film is captured as a digital image. . . The odd-numbered line image and the even-numbered line image are developed in the odd-numbered field and even-numbered field of the video image signal which is the interlaced scanning method.
図1は3:2プルダウン方式によるテレシネ変換を説明したものである。同図において、1/24秒の時間間隔で撮影されたフィルムの各コマが、同図の左側より右側に向かって並べられている。3:2プルダウン方式では、同図の左端に位置する最初のコマを2つのフィールドに、その右隣に位置する2番目のコマを3つのフィールドに割り当てる。3番目以降のコマに対しても、2つのフィールド、3つのフィールドに割り当てることを繰り返すことにより、24コマ/秒のフィルムを約60フィールド/秒のビデオ映像信号に変換することができる。 FIG. 1 illustrates telecine conversion by the 3: 2 pull-down method. In the figure, the frames of the film taken at a time interval of 1/24 seconds are arranged from the left side to the right side in the figure. In the 3: 2 pull-down method, the first frame located at the left end of the figure is assigned to two fields, and the second frame located on the right side is assigned to three fields. By repeating the assignment to the third and subsequent frames in two fields and three fields, a film of 24 frames / second can be converted into a video image signal of about 60 fields / second.
フィルムモード検出・表示
一方、TV受像機では、前記のようにして3:2プルダウン方式によるテレシネ変換さされたビデオ映像信号を、通常のNTSC方式によるインターレース映像信号と同様に取り扱い表示することが可能となる。
Film mode detection / display On the other hand, the TV receiver can handle and display the video image signal that has been telecine-converted by the 3: 2 pull-down method as described above in the same manner as an interlaced video signal by the normal NTSC method. It becomes.
しかしここで、映像表示装置が順次走査型である場合には、より積極的に、3:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号であることを検出することで、より高精細な順次走査表示が可能となる。この検出・表示は、フィルムモードまたはシネマモードなどと呼ばれる。 However, when the video display device is a progressive scanning type, the video scanning signal is more positively detected by detecting that the video video signal has been telecine converted by the 3: 2 pull-down method. Display is possible. This detection / display is called a film mode or a cinema mode.
図1の下段はこの表示方法を説明したものである。まず、ビデオ映像信号の各フィールドの映像内容を比較することで、フィルムモード検出を行う。この検出方法の1例としては、図1のフィールドEの映像内容はフィールドCの映像内容と常に同一の繰り返しフィールドであり、これは3:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号に特有のものである。この存在を画素値の差分絶対値の総和を計算するなどして検出する。 The lower part of FIG. 1 explains this display method. First, film mode detection is performed by comparing the video content of each field of the video video signal. As an example of this detection method, the video content of field E in FIG. 1 is always the same repeated field as the video content of field C, which is specific to video video signals that have been telecine converted by the 3: 2 pull-down method. Is. This presence is detected by calculating the sum of absolute differences of pixel values.
このようにして3:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号であることを検出できた場合には、元のフィルムのコマを構成していたビデオ映像信号の奇数フィールドと偶数フィールドを特定し、これを再構成し順次走査画像として表示することが可能となる。図1においては、奇数フィールドAと偶数フィールドBを用いて、順次走査画像Iが再構成される。順次走査画像IIも、奇数フィールドAと偶数フィールドBを用いて再構成される。つまり、順次走査画像IとIIは同一ものである。また、奇数フィールドC(=E)と偶数フィールドDを用いて、順次走査画像III〜Vが再構成され、またこれらは同一のものである。ここで本説明において着目すべき点は、元のフィルムのコマでは表示画面中の位置で車が左から右に常に動いているが、順次走査表示IとIIの間では車は止まって表示され、順次走査表示III〜Vの間でも車は止まって表示されることである。 In this way, when it is detected that the video signal has been telecine-converted by the 3: 2 pull-down method, the odd and even fields of the video image signal constituting the original film frame are specified. This can be reconstructed and displayed as a sequentially scanned image. In FIG. 1, the sequentially scanned image I is reconstructed using the odd field A and the even field B. The progressively scanned image II is also reconstructed using the odd field A and the even field B. That is, the sequentially scanned images I and II are the same. Further, using the odd field C (= E) and the even field D, the sequentially scanned images III to V are reconstructed, and these are the same. Here, the point to be noted in this explanation is that the car always moves from left to right at the position on the display screen in the original film frame, but the car is stopped and displayed between the sequential scanning displays I and II. The car is stopped and displayed even during the sequential scanning displays III to V.
一方で、フィルムモード検出せずに、通常のNTSC方式によるインターレース映像信号としてI/P(インターレース/プログレッシブ)変換を行って順次走査画像を生成した場合には、フィールド内の上下のラインの画像から補間して、元のビデオ映像信号に存在していなかったラインを生成するなどの処理が入るため、フィルムモード検出・表示する場合に比較し垂直解像度が落ちてしまうなどの弊害があり、前記のフィルムモード検出・表示することが望ましい。
3:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号の表示の課題
前記のようにして、3:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号を、フィルムモード検出し表示したものを、図2においては、映像中の動いている物体に着目し、横軸を表示画面中の位置、縦軸を時間で表示している様子を示している。ある幅を持った縦の帯が左から右に一定速度で水平移動を行なっている。縦の時間間隔は1フレーム=1/60秒間隔であり、液晶パネルなどのホールド型の映像表示装置において、この間の表示状態は変化しない。また、図1において車が順次走査表示IとIIの間で止まっており、順次走査表示III〜Vの間でも車は止まっていることと同様に、図2において、1フレーム=1/60秒間隔で画像データが書込まれ更新されるが、上から1つ目(i)と2つ目(ii)のフレームの間で物体は止まって表示され、3つ目(iii)〜5つ目(v)のフレームの間で物体は止まって表示される。
2. Problem of Displaying Video Video Signal that has been Telecine-Converted by 3: 2 Pull-down Method As described above, the video image signal that has been telecine-converted by 3: 2 pull-down method is detected and displayed in the film mode in FIG. Shows a state in which the horizontal axis is displayed on the display screen, and the vertical axis is displayed with time, focusing on the moving object in the video. A vertical band with a certain width moves horizontally from left to right at a constant speed. The vertical time interval is 1 frame = 1/60 second interval. In a hold-type video display device such as a liquid crystal panel, the display state during this time does not change. Further, in FIG. 2, 1 frame = 1/60 seconds in the same manner as the car is stopped between the sequential scanning displays I and II and the vehicle is stopped between the sequential scanning displays III to V as well. Image data is written and updated at intervals, but the object stops and is displayed between the first (i) and second (ii) frames from the top, and the third (iii) to fifth The object stops and is displayed between the frames of (v).
該表示が通常のテレシネ変換されていないインターレース映像信号を表示した場合と比較して課題となることが、根本的な動きの間隔が24コマ/秒で長いという課題の他に、次の2点存在する。
第1には、本来のフィルムのコマでは等しい時間間隔だった動きが、2フレーム:3フレームのパターンが続く変則的な時間間隔の動きになってしまっていることである。これは連続的でない不自然な動きとして認識されてしまうことになる(課題1)。
第2に、前記課題1と同時に、液晶パネルなどのホールド型映像表示装置における、人の目の追従視による網膜残像効果による、動きボヤケがより顕著になってしまうことである。これについては次に説明する。
In addition to the problem that the basic motion interval is long at 24 frames / second, the problem is that the display is a problem compared to the case of displaying an interlaced video signal that is not subjected to normal telecine conversion. Exists.
The first is that the movements that were at equal time intervals in the original film frames have become irregular time intervals followed by a 2 frame: 3 frame pattern. This will be recognized as an unnatural motion that is not continuous (Problem 1).
Secondly, at the same time as the problem 1, motion blur due to the retinal afterimage effect due to the follow-up vision of the human eye in a hold-type video display device such as a liquid crystal panel becomes more prominent. This will be described next.
ホールド型映像表示装置における人の目の追従視による網膜残像効果による動きボヤケ
前記は3:2プルダウン方式による映像信号についてであるが、先にこの前提となる2:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号の人の目の追従視による網膜残像効果による動きボヤケについて説明する。
The motion blur due to the retinal afterimage effect in the hold-type image display device following the eye of the human eye. The above description relates to the video signal based on the 3: 2 pull-down method. The motion blur due to the retinal afterimage effect by the visual follow-up of the human eye in the video image signal will be described.
図3は、ホールド型映像表示装置における、2:2プルダウン方式による映像表示の動きとボヤケ幅を説明したものである。2:2プルダウン方式によるテレシネ変換は、3:2プルダウン方式の場合と同様に、映画などの毎秒24コマで撮影されたフィルムソースを、TV受像機で映像を表示するために行うテレシネ変換のもう一方の方式であるが、異なる点は、PAL方式またはSECAM方式のTV受像機で映像を表示するために、毎秒50フィールドのビデオ映像信号への変換であることである。常に1つのフィルムのコマから2つのフィールドへの変換であり、2フレーム:2フレームのパターンでの表示となり、3:2プルダウン方式の場合と異なって、図で示すように等しい時間間隔の動きである。 FIG. 3 explains the movement and blur width of the video display by the 2: 2 pull-down method in the hold-type video display device. The telecine conversion by 2: 2 pull-down method is the same as the case of 3: 2 pull-down method in that telecine conversion is performed in order to display a film source shot at 24 frames per second such as a movie on a TV receiver. One method is different from the other in that it is converted into a video image signal of 50 fields per second in order to display an image on a PAL or SECAM TV receiver. It is always a conversion from one frame of film to two fields, and it is displayed in a pattern of 2 frames: 2 frames. Unlike the case of 3: 2 pull-down method, it moves with equal time intervals as shown in the figure. is there.
動く物体への人の目の網膜残像効果について、動きに追従して像が積分して認識されるということが知られている。図3においては、図中の「追従視による見え方」に示すように、輪郭部にある幅を持ったボヤケが発生することとなる。このボヤケ幅は、映像のホールド時間が長いほど、大きくなってしまう。通常のPAL方式またはSECAM方式のインターレース映像信号の場合では50フィールド/秒の間隔で動きがあるので、これと比較すると、2:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号では、2倍の大きな幅のボヤケが発生していることとなる。 It is known that the retinal afterimage effect of the human eye on a moving object is recognized by integrating the image following the movement. In FIG. 3, as shown in “appearance by following vision” in the figure, a blur having a width in the contour portion occurs. This blur width becomes larger as the video hold time is longer. In the case of a normal PAL or SECAM interlaced video signal, there is a motion at an interval of 50 fields / second. Compared with this, a video video signal that has been telecine converted by the 2: 2 pull-down method is twice as large. A blur of width has occurred.
前記は、2:2プルダウン方式によるテレシネ変換されたビデオ映像信号の人の目の追従視による網膜残像効果による動きボヤケについてであるが、3:2プルダウン方式の場合の動きボヤケについては、同様に考えると、図2の図中の「追従視による見え方」に示すような輪郭部に幅を持ったボヤケが発生することとなる。しかし、このボヤケ幅は、2フレーム:3フレームの変則的なパターンのために、2:2プルダウン方式の場合と比較しても、さらに大きなものとなってしまっているという課題があった(課題2)。 The above is about motion blur due to the retinal afterimage effect of the human eye following the video signal that has been telecine-converted by the 2: 2 pull-down method. The same applies to the motion blur in the case of the 3: 2 pull-down method. Considering this, a blur having a width at the contour portion as shown in “appearance by following vision” in FIG. 2 occurs. However, this blur width is an irregular pattern of 2 frames: 3 frames, so that there is a problem that the blur width is larger than that of the 2: 2 pull-down method (problem). 2).
課題解決への新たな公知技術
さらに、上記の課題を解決するための公知の技術としては、フレームレートコンバート処理技術がある。特許文献1には、フレームレートをNTSC方式の約60Hzより高くして、このために必要となるフレームの映像を動きベクトル検出を行い生成する技術についての記述がある。
New known technique for solving the problem Further, as a known technique for solving the above-mentioned problem, there is a frame rate conversion processing technique. Patent Document 1 describes a technique for generating a frame image necessary for this by performing motion vector detection with a frame rate higher than about 60 Hz of the NTSC system.
前記フレームレートは表示装置でシステム制約上一定とすることが多く求められ、3:2プルダウン方式によるテレシネ変換された映像信号と通常のNTSC方式によるインターレース映像信号の両方に理想的に対応できる最小のフレームレートは24Hzと約60Hzの最小公倍数となる約120Hzであって、この120Hzで動作させた場合のフレームレートコンバート処理の表示の様子を図4に示す。図中の物体の位置移動の様子やボヤケ幅に示すように前記の3:2の変則的な動き(課題1)と人の目の追従視によるボヤケ(課題2)はこの技術によって十分に解決されることが可能である。 The frame rate is often required to be constant due to system restrictions in the display device, and is the minimum that can ideally support both the video signal that has been telecine converted by the 3: 2 pull-down method and the interlaced video signal by the normal NTSC method. The frame rate is about 120 Hz, which is the least common multiple of 24 Hz and about 60 Hz, and FIG. 4 shows the display state of the frame rate conversion processing when operating at 120 Hz. As shown in the figure showing the movement of the position of the object and the blur width, the 3: 2 irregular movement (problem 1) and the blurring of the human eye following (problem 2) are sufficiently solved by this technology. Can be done.
さらに、フィルムの動きの間隔が24コマ/秒であり、通常のNTSC方式によるインターレース映像信号と比較し長く、カクカクした動きが認識可能となってしまっていたという根本的な課題も解決されることが可能である。 Furthermore, the basic problem that the interval between film movements is 24 frames / second, which is longer than the normal NTSC format interlaced video signal, and makes it possible to recognize jerky movements can be solved. Is possible.
しかし、このときの弊害としては、図4において、斜線で塗ったフレーム(iとiii以外)の映像は前後の斜線で塗っていないフレーム(iとiii)から動きベクトル検出し予測生成された映像であり、多くの生成エラーも含まれる。図に示すようにこの斜線で塗ったフレームが全体のフレームの80%含まれていることになるので、生成エラーが非常に多い映像表示となってしまう可能性がある(課題3)。 However, as an adverse effect at this time, in FIG. 4, the image of the frame (other than i and iii) painted with diagonal lines is the image generated by predicting the motion vector from the frame (i and iii) not painted with the previous diagonal lines. And many generation errors are included. As shown in the figure, since the shaded frame includes 80% of the entire frame, there is a possibility that the image display has a very large number of generation errors (Problem 3).
また、フレームレートを約120Hzの元の約60Hzの2倍にすることは、画質補正なども含めたバックエンドの映像信号処理や表示装置への表示データ書込みを2倍の速さで行う必要があり、相応の映像処理性能が要求される(課題4)。
さらには、この処理のための消費電力も増加してしまう(課題5)。
In addition, to double the frame rate from about 120 Hz to about 60 Hz, it is necessary to perform back-end video signal processing including image quality correction and display data writing to the display device at twice the speed. Yes, and appropriate video processing performance is required (Problem 4).
Furthermore, the power consumption for this process also increases (Problem 5).
本発明1による映像表示装置は、上記課題を解決するために、3:2プルダウン方式によりテレシネ変換されたビデオ映像信号の表示時に、LSIによる映像信号処理と表示装置へのデータ書込みのフレームレートを変更することなしに、バックライトの点滅パターンと周期を前記フレームレートと異なるフレームレートで制御する手段を具備している。 In order to solve the above problems, the video display device according to the first aspect of the present invention sets the frame rate of video signal processing by LSI and data writing to the display device when displaying video video signals telecine-converted by the 3: 2 pull-down method. Without changing, there is provided means for controlling the blinking pattern and cycle of the backlight at a frame rate different from the frame rate.
また、本発明2による映像表示装置は、前記本発明1において、3フレーム間ホールドされる画像の始めと終わりの所定時間の間、それぞれバックライトを消灯するよう制御する。 The video display device according to the second aspect of the invention controls the backlight to be turned off for a predetermined time at the beginning and end of an image held for three frames in the first aspect of the invention.
そして、本発明3においては、表示装置へのデータ書込みのフレームレートを変更することなしに、フィルムデジャダリング処理などによるLSIによる映像信号処理によるフレーム生成手段を併用し、バックライトの点滅パターンと周期を前記フレームレートと異なるフレームレートで制御する手段を具備している。 In the third aspect of the invention, without changing the frame rate of data writing to the display device, the frame generation means based on the video signal processing by the LSI such as the film de-judging processing is used together, and the blinking pattern and cycle of the backlight Is controlled at a frame rate different from the frame rate.
更に、本発明4による映像表示装置は、前記本発明3において、前後のフレームより動きベクトルを検出して中間時間のフレームを生成するとともに、元のフィルムのコマの画像で、連続する動きとならないフレーム画像のデータが表示装置に書き込まれている間、バックライトを消灯するよう制御する。 Furthermore, the video display device according to the fourth aspect of the present invention detects a motion vector from the preceding and following frames in the third aspect of the present invention to generate an intermediate time frame, and the original frame image does not move continuously. While the frame image data is written in the display device, the backlight is turned off.
3:2プルダウン方式によりテレシネ変換されたビデオ映像信号の表示時に、
本発明1、2による映像表示装置によれば、従来のフィルムモード表示のみ行った場合と比較して、多少の輝度フリッカー現象が表れることとバックライトの最大輝度の向上は必要とされるが、LSIによる映像信号処理や表示装置への表示データ書込みを全く変更することなしに、3:2の変則的な動きを解消することで自然な動きとして認識可能とし、さらに人の目の追従視によるボヤケ幅が改善される。
When displaying a video signal that has been telecine converted by the 3: 2 pull-down method,
According to the video display devices according to the first and second aspects of the present invention, a slight luminance flicker phenomenon and an improvement in the maximum luminance of the backlight are required as compared with the case where only the conventional film mode display is performed. Without changing the video signal processing by LSI and writing display data to the display device at all, it can be recognized as a natural movement by eliminating the irregular movement of 3: 2, and further by tracking the human eye The blur width is improved.
また、本発明3、4による映像表示装置によれば、順次走査インパルス型映像表示装置に見られるような輝度フリッカー現象が表れることとバックライトの最大輝度の向上は必要とされるが、60Hzのフィルムデジャダリング処理を行った場合と比較して、元のフィルムの全てのコマを表示できることによりフレームを新たに生成する割合を最小限に抑え生成エラーの少ない高精細な映像を残すことができ、そのうえで、前記デジャダリング処理を行ったときと同様に3:2の変則的な動きを解消することで自然な動きとして認識可能とし、さらに前記デジャダリング処理を行ったとき以上に人の目の追従視によるボヤケ幅は大きく改善される。また、120Hzなどへのフレームレートコンバート処理を行った場合と比較して、LSIによる映像信号処理や表示装置への表示データ書込みのフレームレートを高めなくて良いので、その分の画像処理性能や消費電力を必要とすることなく、またフレームを新たに生成する割合を最小限に抑えることで生成エラーの少ない高精細な映像を残すことができ、そのうえで、前記フレームレートコンバート処理を行ったときと同様に3:2の変則的な動きを解消することで自然な動きとして認識可能とし、さらに前記フレームレートコンバート処理を行ったとき以上に人の目の追従視によるボヤケ幅が大きく改善される。 Further, according to the video display devices according to the present invention 3 and 4, the luminance flicker phenomenon as seen in the progressive scanning impulse video display device and the improvement of the maximum luminance of the backlight are required. Compared with the film dejaddling process, all frames of the original film can be displayed, so the rate of newly generating frames can be minimized and high-definition images with fewer generation errors can be left. In addition, it can be recognized as a natural movement by eliminating the irregular movement of 3: 2 as in the case of the de-juddering process, and further follow the human eye more than when the de-juddering process is performed. The blur width by vision is greatly improved. In addition, compared with the case where frame rate conversion processing to 120 Hz or the like is performed, it is not necessary to increase the frame rate of video signal processing by LSI and writing display data to the display device, so image processing performance and consumption for that amount High-definition video with few generation errors can be left without requiring power and by minimizing the rate at which new frames are generated, and then the same as when performing the frame rate conversion process. In addition, it is possible to recognize a natural movement by eliminating the irregular movement of 3: 2, and the blur width due to the tracking of human eyes is greatly improved more than when the frame rate conversion process is performed.
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の映像表示装置の実施例について、図面を用いて説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
Embodiments of a video display apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1を説明する。図5は本発明の第1の実施例である映像表示装置を概略的に示すブロック図である。図の左端より、図示しない前段の映像信号処理回路を通って輝度・色差成分に分離されたインターレース映像信号が入力されている。始めに、フィルムモード検出回路1において、入力された映像信号が3:2プルダウン方式によりテレシネ変換された映像信号であるかそうでないかが、前記のように繰り返しフィールドに注目するなどの方法により、検出される。通常のNTSC方式によるインターレース映像信号の場合においては、動き適応型または動き補償型I/P変換回路3に入力され、元の映像信号には含まれていないもう一方のフィールド映像が上下ラインまたは前後フィールド映像を参考に生成され、順次走査型(プログレッシブ)映像信号に変換されることになる。しかし、前記のフィルムモード検出回路1において3:2プルダウン方式によりテレシネ変換された映像信号であることが検出された場合には、映像信号は前記のI/P変換回路3に入力される代わりに、信号切換回路2により切り換えられ、フィルムモード復元回路4に入力される。フィルムモード復元回路4においては、フィルムモード検出回路1より入力されるフレーム判別情報(対象フィールドが図1のA〜Eのいずれであるかの情報)を参照し、前記図1の下段のようにフィールドが組み合わされ、順次走査型(プログレッシブ)映像信号に変換される。前記いずれかの回路により変換された順次走査型映像信号は、さらに拡大/縮小・画質補正回路5とタイミングコントローラ6を通り、最終的に液晶パネル7に最上部ラインより順に書き込まれる。以上は映像信号の処理の流れであるが、一方、バックライト11の制御については、本実施例においてはバックライト点滅パターン生成回路8が存在し、前記フィルムモード検出回路1より出力されたフィルムモード切換信号とフレーム判別情報が入力される。このバックライト点滅パターン生成回路8において生成された点滅パターンを元に、バックライト垂直分割点滅制御回路9では入力される垂直同期信号に同期し、インバータ10を制御し、冷陰極蛍光管などで構成されるバックライト11を点滅させることとなるが、図6にこれら回路で行われる本実施例によるバックライト点滅制御方法の説明図を示す。 Example 1 will be described. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a video display apparatus according to the first embodiment of the present invention. From the left end of the figure, an interlaced video signal separated into luminance / chrominance components is input through a video signal processing circuit (not shown). First, in the film mode detection circuit 1, whether or not the input video signal is a video signal telecine-converted by the 3: 2 pull-down method is determined by a method of paying attention to the field repeatedly as described above. Detected. In the case of a normal NTSC interlaced video signal, the other field video that is input to the motion adaptive type or motion compensation type I / P conversion circuit 3 and is not included in the original video signal is displayed on the upper and lower lines or front and rear. It is generated with reference to the field video and is converted into a progressive scanning (progressive) video signal. However, when the film mode detection circuit 1 detects that the video signal has been telecine converted by the 3: 2 pull-down method, the video signal is not input to the I / P conversion circuit 3. Are switched by the signal switching circuit 2 and input to the film mode restoration circuit 4. The film mode restoration circuit 4 refers to the frame discrimination information (information on which target field is A to E in FIG. 1) input from the film mode detection circuit 1, and as shown in the lower part of FIG. The fields are combined and converted to a progressive scanning (progressive) video signal. The progressive scanning video signal converted by any one of the circuits further passes through the enlargement / reduction / image quality correction circuit 5 and the timing controller 6, and is finally written on the liquid crystal panel 7 in order from the uppermost line. The above is the processing flow of the video signal. On the other hand, for the control of the backlight 11, in this embodiment, the backlight blinking pattern generation circuit 8 exists and the film mode output from the film mode detection circuit 1 is present. A switching signal and frame discrimination information are input. Based on the flashing pattern generated in the backlight flashing pattern generation circuit 8, the backlight vertical split flashing control circuit 9 controls the inverter 10 in synchronization with the input vertical synchronization signal, and is composed of a cold cathode fluorescent tube or the like. FIG. 6 is an explanatory diagram of the backlight blinking control method according to this embodiment performed by these circuits.
図6の最上段は、液晶パネルに順次走査画像のデータを書込み更新していく垂直走査方法を示している。1つのブロックが1フレーム分の画像の書込みとホールド表示を示している。液晶パネルの1ライン目から順に画像が更新され、1/60秒後に最終のNラインが更新される。更新された画像は、1/60秒間ホールドされる。 The top row in FIG. 6 shows a vertical scanning method in which scanned image data is written and updated sequentially on the liquid crystal panel. One block shows image writing and holding display for one frame. The image is updated sequentially from the first line of the liquid crystal panel, and the final N line is updated after 1/60 seconds. The updated image is held for 1/60 second.
次に図6の中段は、バックライトの点滅制御方法を示している。斜線で塗った部分は点灯状態であり、黒の部分は消灯状態である。このバックライトの点滅制御も1ライン目から最終ラインへと順に変更される。この垂直方向の制御速度は、前記の液晶パネルの更新と同じ1/60秒で制御されているが、点灯または消灯の保持期間については自由に制御可能であり、図中では点灯時は1/30秒保持され、消灯時は1/120秒保持されている。前記パターンで周期1/24秒の点滅制御が行われている。 Next, the middle part of FIG. 6 shows a backlight blinking control method. The shaded area is in the on state, and the black area is in the off state. This backlight blinking control is also changed in order from the first line to the last line. The vertical control speed is controlled at 1/60 second, which is the same as the above-described renewal of the liquid crystal panel, but the ON / OFF holding period can be freely controlled. It is held for 30 seconds, and is held for 1/120 seconds when it is turned off. Flashing control with a period of 1/24 seconds is performed in the pattern.
さらに、図6の図中の時点Aでの、2次元空間でのバックライトの点灯状態を、図7に示す。図7では、横方向に置かれた冷陰極蛍光管が、縦方向に数十本並べられていて、縦方向の真ん中部分にある冷陰極蛍光管が消灯されている。縦方向に並べられた冷陰極蛍光管の本数分のみ、縦方向の領域を分割し点灯制御が可能となる。バックライトを構成する素子として冷陰極蛍光管の他にLEDの場合でも同様な制御が可能である。 Further, FIG. 7 shows a lighting state of the backlight in the two-dimensional space at the time point A in FIG. In FIG. 7, dozens of cold cathode fluorescent tubes arranged in the horizontal direction are arranged in the vertical direction, and the cold cathode fluorescent tubes in the middle portion in the vertical direction are turned off. Only the number of cold cathode fluorescent tubes arranged in the vertical direction can divide the vertical region and control lighting. Similar control is possible even in the case of an LED other than a cold cathode fluorescent tube as an element constituting the backlight.
また、図6の最下段は、液晶パネルとバックライトを一緒にした、最終的な表示である見え方を示している。 Further, the lowermost part of FIG. 6 shows how the liquid crystal panel and the backlight are viewed together as a final display.
光源であるバックライトの光は、液晶パネルの液晶の配向状態による比率で透過し、最終的に人の目に到達する表示となる。液晶パネルにどのような画像が設定されていようとも、バックライトが消灯している領域では、表示は黒であり人の目に到達する表示とならない。 Light from the backlight, which is a light source, is transmitted at a ratio according to the alignment state of the liquid crystal of the liquid crystal panel, and finally reaches a human eye. No matter what image is set on the liquid crystal panel, the display is black and does not reach the human eye in the area where the backlight is turned off.
図8は、図6のバックライト点滅制御による表示を行ったときに、図2に対応する表示がどのように変化するか示したもの説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing how the display corresponding to FIG. 2 changes when the display by the backlight blinking control of FIG. 6 is performed.
図2において、3フレーム間ホールドされる画像の始めの1/120秒と終わりの1/120秒が、バックライトが消灯されているために表示されない。このため、次に説明する人の目の認識上の違いが生じてくる。 In FIG. 2, the first 1/120 second and the last 1/120 second of the image held for three frames are not displayed because the backlight is turned off. For this reason, a difference in recognition of human eyes, which will be described next, occurs.
まずはじめに本実施例の映像表示装置の性能上好ましくない点としては、これらのバックライトが消灯されている期間の割合で、人の目には表示の輝度が定常的に暗くなったと認識されることがある。この場合では、バックライトを全く消灯しなかった場合と比較し80%の輝度に変化したと認識される。この輝度の低下を補償するには、この分、バックライトの最大輝度を上げておく必要がある。ただし、このバックライト制御方法の変更前後で消費電力の増加にはならない。また、輝度が短い周期ではあるが変化するために画面全体のフリッカーとして認識される可能性が出てくる。しかし、従来からCRTの映像表示装置においては、1/60秒間中の一瞬を大光量で光らせ残りの期間は消灯状態となっているインパルス型の表示を行っており、同様のフリッカーは発生していた。また、このフリッカーをより少なくする方法としては、図8中の期間aもバックライトを消灯することにより輝度変化の周期を短くすることも可能である。 First, as an unfavorable point in terms of the performance of the video display device of the present embodiment, it is perceived that the brightness of the display is steadily darkened by human eyes at a ratio of the period during which these backlights are turned off. Sometimes. In this case, it is recognized that the luminance is changed to 80% as compared with the case where the backlight is not turned off at all. In order to compensate for this decrease in luminance, it is necessary to increase the maximum luminance of the backlight accordingly. However, power consumption does not increase before and after the change of the backlight control method. In addition, since the luminance changes in a short cycle, it may be recognized as flicker of the entire screen. However, conventional CRT video display devices perform impulse-type display in which a moment during 1/60 seconds is illuminated with a large amount of light and the remaining period is off, and similar flicker occurs. It was. Further, as a method of reducing the flicker, it is possible to shorten the luminance change cycle by turning off the backlight in the period a in FIG.
次に本実施例の映像表示装置の性能上良い点としては、上記図2では2フレーム:3フレームのパターンが続く変則的な時間間隔の動きとなっていたが、図8においては常に2フレーム:2フレームのパターンで等しい時間間隔の動きに改善されている。このことで連続的で自然な動きとして認識される(課題1の解消)。 Next, as a good point of the performance of the video display device of the present embodiment, in FIG. 2, the movement of an irregular time interval followed by a pattern of 2 frames: 3 frames is shown, but in FIG. : It is improved to the movement of the same time interval in the pattern of 2 frames. This is recognized as a continuous and natural movement (solving problem 1).
次に人の目の追従視による網膜残像効果による動きボヤケについては、図中の「追従視による見え方」に示すようにボヤケ幅が改善される。これは、図3の2:2プルダウンの場合の「追従視による見え方」に示すボヤケ幅より改善されている(課題2の解消)。 Next, with regard to the motion blur due to the retinal afterimage effect due to the follow-up vision of the human eye, the blur width is improved as shown in “Appearance by follow-up vision” in the figure. This is an improvement over the blur width shown in “appearance by following vision” in the case of 2: 2 pull-down in FIG. 3 (solving problem 2).
実施例2を説明する。図10は本発明の第2の実施例である映像表示装置を概略的に示すブロック図である。前記の実施例1の図5から、フィルムデジャダリング処理回路12が追加されている。また、バックライト点滅パターン生成回路8’は、フィルムデジャダリング処理対応であり、図5のものと異なる。 A second embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram schematically showing a video display apparatus according to the second embodiment of the present invention. From FIG. 5 of the first embodiment, a film de-juddering processing circuit 12 is added. Further, the backlight blinking pattern generation circuit 8 ′ is compatible with the film de-daggering process and is different from that of FIG. 5.
本実施例は、フィルムデジャダリング処理技術と組み合わせたものであり、そのバックライト点滅制御の方法を説明する。図9はフィルムデジャダリング処理による表示を示している。フィルムデジャダリング処理技術は、フレームレートは60Hzのままではあるが、フィルムモード検出・表示時のみ元のフィルムのコマの24Hzの動きを動きベクトル検出を行い、間のフレームの映像を生成し、通常のNTSC方式によるインターレース映像信号と同じ60Hzの動きの映像に変換する技術である。 The present embodiment is combined with a film de-judder processing technique, and a method for controlling the backlight blinking will be described. FIG. 9 shows a display by the film dejaddling process. The film de-judder processing technology, although the frame rate remains at 60 Hz, the motion vector detection is performed for the motion of 24 Hz of the original film frame only during the film mode detection / display, and the frame image is generated. This is a technique for converting to an image having a motion of 60 Hz, which is the same as an interlaced video signal by the NTSC system.
図9に示すように、3:2の変則的な動きの解消(課題1の解消)と人の目の追従視によるボヤケ幅の改善(課題2の改善)となるが、図中の上から3つ目のフレームに示すように、等間隔な動きにするためには、元のフィルムのコマの映像の2つに1つは、そのまま表示に使用されることはなく、代わりに、動きベクトルが検出され間の動きのフレームを生成するために使用されるのみとなってしまう。このことは、元のフィルムのコマの映像の代わりに予測生成された映像が表示されることになるので、その分、生成エラーが多く含まれる映像となっていることが考えられる(課題6)。 As shown in FIG. 9, the anomalous movement of 3: 2 is resolved (solving problem 1) and the blur width is improved by following the eyes of the human eye (improving problem 2). As shown in the third frame, in order to make the movements at equal intervals, one of the two images of the original film frame is not used for display as it is. Is detected and used only to generate a frame of motion in between. This is because the predicted and generated video is displayed instead of the original film frame video, and it is considered that the video contains a lot of generation errors (problem 6). .
図11に、実施例2におけるフィルムデジャダリング処理とバックライト点滅制御方法の説明図を示す。斜線で塗られたフレームは、前後のフレーム(i、iiiフレーム)より動きベクトル検出され生成された中間時間のフレームである。図中の×印のフレームは、元のフィルムのコマの画像で、連続する動きとならないフレーム画像であるが、図中の中段に示すように、この間はバックライトが消灯されているので、全く人の目に到達する表示とはならない。バックライトは1/240秒の点灯と1/60秒の消灯のパターンで周期1/48秒の点滅制御となり、時間平均した輝度が100%点灯のときと比較して20%になってしまう。また前記と同様に画面全体のフリッカーとして認識される可能性が出てくる。しかし、元のフィルムのコマの映像が全て表示に使用されるため、動きベクトル検出による間のフレームの生成エラーの全表示に占める割合を最小限にすることが可能となる(課題6の解消)。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the film de-juddering process and the backlight blinking control method according to the second embodiment. A frame painted with diagonal lines is an intermediate time frame generated by detecting a motion vector from the preceding and following frames (i, iii frames). The x-marked frame in the figure is an image of the original film frame that does not move continuously, but as shown in the middle of the figure, the backlight is turned off during this period. It is not a display that reaches the human eye. The backlight is controlled to blink with a period of 1/48 seconds with a pattern of lighting of 1/240 seconds and extinguishing of 1/60 seconds, and the time-averaged luminance becomes 20% compared to when 100% is turned on. In the same manner as described above, there is a possibility that the screen is recognized as flicker. However, since all the images of the original film frames are used for display, it is possible to minimize the ratio of the frame generation error during the motion vector detection to the total display (solving problem 6). .
図12は、図11のフィルムデジャダリング処理とバックライト点滅制御を行ったときの映像表示の動きと人の目の追従視によるボヤケ幅を示したものである。3:2の変則的な動きの解消(課題1の解消)と人の目の追従視によるボヤケ幅の大幅な改善(課題2の改善)となっている。通常のNTSC方式によるインターレース映像信号の表示においては、ホールド型映像表示装置における人の目の追従視による網膜残像効果を解消するために擬似インパルス型表示を行うことが考えられているが、3:2プルダウン方式によるテレシネ変換された映像信号を表示する場合には、このように効果的にバックライトの点滅制御を行うことで、同様な表示が可能となることを示している。 FIG. 12 shows the movement of the video display and the blur width due to the following eye of the human eye when the film de-juddering process and the backlight blinking control of FIG. 11 are performed. It is a drastic improvement in the blur width (improvement of Problem 2) by eliminating the anomalous movement of 3: 2 (solving Problem 1) and following the eyes of the human eye. In the display of the interlaced video signal by the normal NTSC system, it is considered that pseudo-impulse display is performed in order to eliminate the retinal afterimage effect due to the follow-up vision of the human eye in the hold-type video display device. In the case of displaying a video signal subjected to telecine conversion by the 2-pull-down method, it is shown that the same display can be performed by effectively controlling the blinking of the backlight in this way.
また、前記図4のフレームレートコンバート処理を行った場合と比較して、本実施例による制御において、映像信号処理や表示装置への表示データ書込みのフレームレートは60Hzのままなので、その分の画像処理性能や消費電力を必要とすることはない(課題4と課題5の解消)。 Compared with the case where the frame rate conversion process of FIG. 4 is performed, in the control according to the present embodiment, the frame rate of the video signal processing and the display data writing to the display device remains 60 Hz. There is no need for processing performance or power consumption (solving problems 4 and 5).
また、前記フレームレートコンバート処理においては、元のフィルムのコマの5倍の数のフレームを動きベクトル検出により生成することになるが、該バックライト点滅制御と組合せて表示する場合には2倍の数のフレームを新たに生成すれば良く、このフレーム生成割合を最小限に抑えることで生成エラーの少ない高精細な映像を表示することが可能となる(課題3の改善)。 Further, in the frame rate conversion process, five times as many frames as the original film frame are generated by motion vector detection. However, when the frame rate conversion process is combined with the backlight blinking control, it is doubled. It is only necessary to newly generate a number of frames. By minimizing the frame generation rate, it is possible to display a high-definition video with few generation errors (improvement of Problem 3).
1 フィルムモード検出回路
2 信号切換回路
3 動き適応型/動き補償型 I/P変換回路
4 フィルムモード復元回路
5 拡大/縮小・画質補正回路
6 タイミングコントローラ
7 液晶パネル
8 バックライト点滅パターン生成回路
8’ バックライト点滅パターン生成回路(フィルムデジャダリング処理対応)
9 バックライト垂直分割点滅制御回路
10 インバータ
11 バックライト
12 フィルムデジャダリング処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film mode detection circuit 2 Signal switching circuit 3 Motion adaptive type / motion compensation type I / P conversion circuit 4 Film mode restoration circuit 5 Enlarging / reducing / image quality correction circuit 6 Timing controller 7 Liquid crystal panel 8 Backlight blinking pattern generation circuit 8 ′ Backlight flashing pattern generation circuit (supports film dejaddling)
9 Backlight vertical division flashing control circuit 10 Inverter 11 Backlight 12 Film de-juddering processing circuit
Claims (4)
3:2プルダウン方式によりテレシネ変換されたビデオ映像信号の表示時に、LSIによる映像信号処理と表示装置へのデータ書込みのフレームレートを変更することなしに、前記バックライトの点滅パターンと周期を前記フレームレートと異なるフレームレートで制御する手段を具備することを特徴とする映像表示装置。 In a hold-type video display device using a backlight as a light source,
When displaying a video image signal that has been telecine-converted by the 3: 2 pull-down method, the flashing pattern and cycle of the backlight are changed to the frame without changing the frame rate of image signal processing by LSI and data writing to the display device. An image display device comprising means for controlling at a frame rate different from the rate.
3フレーム間ホールドされる画像の始めと終わりの所定時間の間、それぞれバックライトを消灯するよう制御することを特徴とする映像表示装置。 The video display device according to claim 1,
A video display device, wherein the backlight is turned off for a predetermined time at the beginning and end of an image held for three frames.
3:2プルダウン方式によりテレシネ変換されたビデオ映像信号の表示時に、表示装置へのデータ書込みのフレームレートを変更することなしに、フィルムデジャダリング処理等によるLSIによる映像信号処理によるフレーム生成手段を併用し、前記バックライトの点滅パターンと周期を前記フレームレートと異なるフレームレートで制御する手段を具備することを特徴とする映像表示装置。 In a hold-type video display device using a backlight as a light source,
When displaying video video signals telecine-converted by 3: 2 pull-down method, frame generation means by video signal processing by LSI such as film de-juddering processing is used without changing the data writing frame rate to the display device And a means for controlling the blinking pattern and cycle of the backlight at a frame rate different from the frame rate.
前後のフレームより動きベクトルを検出して中間時間のフレームを生成するとともに、元のフィルムのコマの画像で、連続する動きとならないフレーム画像のデータが表示装置に書き込まれている間、バックライトを消灯するよう制御することを特徴とする映像表示装置。 The video display device according to claim 3.
A motion vector is detected from the previous and next frames to generate an intermediate time frame, and the backlight is turned on while the original frame image data is written to the display device. A video display device which is controlled to be turned off.
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