JP4020047B2 - Video display method and video display device - Google Patents
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Description
本発明は、映像表示方法および映像表示装置に関し、特に、投射型の表示装置において、画像(本明細書では「映像」ともいう)のチラツキや白潰れを起こすことのない、映像表示方法および映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display method and a video display device, and in particular, in a projection-type display device, a video display method and a video that do not cause flickering or white crushing of an image (also referred to as “video” in the present specification). The present invention relates to a display device.
近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、ライトバルブ(液晶ライトバルブ、微小ミラーアレイデバイスなど)と、ライトバルブに入射させる光の量を変化させる調光素子とを用い、光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型の映像表示装置(液晶プロジェクタなど)が知られている。 In recent years, the development of information devices has been remarkable, and the demand for high-resolution, low power consumption and thin display devices has been increasing, and research and development have been promoted. Among them, the liquid crystal display device can change the optical characteristics by electrically controlling the alignment of liquid crystal molecules, and is expected as a display device that can meet the above needs. As one form of such a liquid crystal display device, a light valve (liquid crystal light valve, micromirror array device, etc.) and a dimming element that changes the amount of light incident on the light valve are used and emitted from the optical system. 2. Description of the Related Art Projection-type image display devices (such as liquid crystal projectors) that project an image on a screen through a projection lens are known.
ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示方法は、ライトバルブが本来持っている表示階調範囲(ダイナミックレンジ)を余すことなく利用することにより、コントラスト感を著しく向上できる、優れた表示方法である。しかしながら、映画やテレビなどの一般的な映像においては、画面の明るさがさまざまに変化し、明るさの変化に調光状態を完全に追従させることは困難であり、その結果、表示画像が白潰れを起こす、映像がちらついて見えるといった問題があった。 The projection-type image display method using a light valve and a light control element can improve the contrast feeling remarkably by making full use of the display gradation range (dynamic range) inherent to the light valve. It is a display method. However, in general images such as movies and televisions, the brightness of the screen changes in various ways, and it is difficult to make the dimming state completely follow the change in brightness. There were problems such as causing collapse and the image appearing to flicker.
なお、本発明に関連する先行技術として、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張する方法が開示されている(例えば特許文献1参照)。 As a prior art related to the present invention, a method for extending the dynamic range of a projection display device is disclosed (for example, see Patent Document 1).
この先行技術においては、映像信号に応じて光変調器(ライトバルブ)に入射させる光の量を変化させるために、光源となるランプ(メタルハライドランプ)の光出力強度を変化させている。しかしながら、この先行技術で開示された方法においても、画面の明るさに調光状態を完全に追従させることは困難であった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示装置において、白潰れやチラツキを起こすことのない、映像表示方法および映像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an image display that does not cause white crushing or flickering in a projection-type image display device using a light valve and a light control element. It is to provide a method and an image display device.
本発明の映像表示方法は、入力画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、前記ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積するステップと、前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するステップと、前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定するステップと、前記調光パラメータの情報を、シーン開始のフレーム番号と共に記憶するステップと、前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生するステップと、前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御するステップとを有することを特徴とする。
上記構成の本発明の映像表示方法によれば、入力画像信号を所定の蓄積時間(またはフレーム数)だけ、一旦、RAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に蓄積する。また、入力画像信号からシーン変化を検出し、蓄積された画像信号のシーンに応じた調光パラメータを決定する。そして、大容量記憶装置などに蓄積した画像信号を再生するときに、調光パラメータを基に生成した調光制御信号を画像信号に同期して出力し、調光素子の光量を制御する。
これにより、シーンに対応した調光パラメータを予め決めておくことができ、チラツキや白潰れなどをなくし、視聴者に不自然さや、違和感を与えることなく、画像を再生することができる。
また、上記構成の本発明の映像表示方法によれば、検出したシーンに応じて調光パラメータを決定して、メモリに記憶する場合に、シーン開始のフレーム番号(画像信号のフレーム番号)とともに記憶する。そして、画像信号を再生する場合には、シーン開始のフレーム番号を基に、画像信号と調光制御信号(調光パラメータを基に生成される調光素子の光量制御信号)とを同期させる。
これにより、画像信号と調光制御信号(調光パラメータを基に生成される制御信号)とを、簡単かつ確実に同期させて再生することができる。
The video display method of the present invention is a video display method in a video display device in which an image on a light valve is changed according to an input image signal, and a light amount incident on the light valve is changed by a dimming element, A step of temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames, a step of detecting a scene change of the input image signal to be stored, and a step of the dimming element according to the detected scene Determining a dimming parameter for controlling the amount of light; storing information on the dimming parameter together with a frame number at the start of the scene; and transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal. And generating a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter and reproducing In synchronization with the image signal, characterized by a step of controlling the light quantity of the light control element.
According to the video display method of the present invention configured as described above , the input image signal is temporarily stored in a mass storage device such as a RAM or a hard disk for a predetermined storage time (or the number of frames). Further, a scene change is detected from the input image signal, and a dimming parameter corresponding to the scene of the accumulated image signal is determined. Then, when reproducing the image signal stored in the mass storage device or the like, the dimming control signal generated based on the dimming parameter is output in synchronization with the image signal, and the light quantity of the dimming element is controlled.
As a result, the dimming parameter corresponding to the scene can be determined in advance, and flickering, white crushing, etc. can be eliminated, and the image can be reproduced without giving the viewer unnaturalness or a sense of discomfort.
Further, according to the video display method of the present invention having the above-described configuration, when the dimming parameter is determined according to the detected scene and stored in the memory, the scene start frame number (frame number of the image signal) is stored. To do. When the image signal is reproduced, the image signal and the dimming control signal (the light amount control signal of the dimming element generated based on the dimming parameter) are synchronized based on the frame number at the start of the scene.
Thus, the image signal and the dimming control signal (control signal generated based on the dimming parameter) can be reproduced in a simple and reliable manner.
また、本発明の映像表示方法は、入力画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、前記ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積するステップと、前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するステップと、前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定するステップと、前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生するステップと、前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御するステップと、前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されなかったときは、蓄積時間内の画像信号を基に調光パラメータを決定するステップと、前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されず、かつ、決定された調光パラメ一タに不適合なフレームが検出されたときは、検出されたフレームに対応する新たな調光パラメ一タを決定すると共に、画像信号の再生に使用する調光パラメータを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させるステップとを有することを特徴とする。
上記構成の本発明の映像表示方法によれば、入力画像信号を所定の蓄積時間(またはフレーム数)だけ、一旦、RAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に蓄積する。また、入力画像信号からシーン変化を検出し、蓄積された画像信号のシーンに応じた調光パラメータを決定する。そして、大容量記憶装置などに蓄積した画像信号を再生するときに、調光パラメータを基に生成した調光制御信号を画像信号に同期して出力し、調光素子の光量を制御する。
これにより、シーンに対応した調光パラメータを予め決めておくことができ、チラツキや白潰れなどをなくし、視聴者に不自然さや、違和感を与えることなく、画像を再生することができる。
また、上記構成の本発明の映像表示方法によれば、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、蓄積時間内の画像信号にシーン変化が検出されなかった場合は、蓄積時間内の画像信号を基に新たに調光パラメータを決定する。また、シーン変化が検出されず、かつ決定した調光パラメ一タに不適合な場面が現れたときは、新しい場面での調光パラメ一タを新たに決定し、また、画像信号の再生に使用する調光パラメ一タを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させる。
これにより、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、実際の画像では明るさの階調などが大きく変化しているにも係わらず、調光パラメータが更新されず、画像が視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えるようになることを抑止できる。また、調光パラメータが突然に変化し、視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えることを抑止できる。
The video display method of the present invention is a video display method in a video display device in which an image on a light valve is changed in accordance with an input image signal, and a light amount incident on the light valve is changed by a dimming element. A step of temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames, a step of detecting a scene change of the stored input image signal, and the dimming according to the detected scene. Determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the element; transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal for reproduction; and the dimming element based on the dimming parameter Generating a dimming control signal for controlling the light amount, controlling the light amount of the dimming element in synchronization with the image signal to be reproduced, and the storage time If no scene change is detected in the image signal, a step of determining a dimming parameter based on the image signal within the accumulation time, a scene change is not detected in the image signal within the accumulation time, and When a frame that does not match the determined dimming parameter is detected, a new dimming parameter corresponding to the detected frame is determined, and the dimming parameter used for reproducing the image signal is determined. And stepwise changing from a current dimming parameter to a new dimming parameter.
According to the video display method of the present invention configured as described above, an input image signal is temporarily stored in a large-capacity storage device such as a RAM or a hard disk for a predetermined storage time (or the number of frames). Further, a scene change is detected from the input image signal, and a dimming parameter corresponding to the scene of the accumulated image signal is determined. Then, when reproducing the image signal stored in the mass storage device or the like, the dimming control signal generated based on the dimming parameter is output in synchronization with the image signal, and the light quantity of the dimming element is controlled.
As a result, the dimming parameter corresponding to the scene can be determined in advance, and flickering, white crushing, etc. can be eliminated, and the image can be reproduced without giving the viewer unnaturalness or a sense of discomfort.
Further, according to the video display method of the present invention having the above-described configuration, when a frame (scene) with a small degree of change is continuous and no scene change is detected in the image signal within the accumulation time, the image within the accumulation time is displayed. A new dimming parameter is determined based on the signal. In addition, when a scene change is not detected and a scene that does not match the determined dimming parameter appears, a new dimming parameter for the new scene is determined and used to reproduce the image signal. The dimming parameter to be changed is gradually changed from the current dimming parameter to the new dimming parameter.
As a result, frames (scenes) with a small degree of change are continuous, and in the actual image, although the brightness gradation and the like are greatly changed, the dimming parameter is not updated, and the image is not updated by the viewer. It is possible to prevent visuals from becoming unnatural or uncomfortable. In addition, it is possible to prevent the dimming parameter from changing suddenly and causing the viewer's vision to feel unnatural or uncomfortable.
また、本発明の映像表示装置は、入力画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、前記ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積する画像蓄積手段と、前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定する調光パラメ一タ決定手段と、前記調光パラメータの情報を、シーン開始のフレーム番号と共に記憶する手段と、前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生する画像再生手段と、前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御する調光制御手段とを有することを特徴とする。The video display device of the present invention is a video display device that changes an image on a light valve according to an input image signal, and changes a light amount incident on the light valve by a dimming element. The image accumulation means for temporarily accumulating the signal for a predetermined accumulation time or a predetermined number of frames, the scene change detection means for detecting a scene change of the accumulated input image signal, and the adjustment according to the detected scene. A dimming parameter determining means for determining a dimming parameter for controlling the light amount of the optical element, a means for storing information on the dimming parameter together with a frame number at the start of the scene, and the accumulated image signal are delayed. Image reproduction means for transmitting the image signal to the light valve for reproduction, and a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter In synchronization with the image signal to the reproduction, and having a dimming control section for controlling the light quantity of the light control element.
上記構成の本発明の映像表示装置によれば、入力画像信号を所定の蓄積時間(またはフレーム数)だけ、一旦、RAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に蓄積する。また、入力画像信号からシーン変化を検出し、蓄積された画像信号のシーンに応じた調光パラメータを決定する。そして、大容量記憶装置などに蓄積した画像信号を再生するときに、調光パラメータを基に生成した調光制御信号を画像信号に同期して出力し、調光素子の光量を制御する。 According to the video display device of the present invention configured as described above, the input image signal is temporarily stored in a mass storage device such as a RAM or a hard disk for a predetermined storage time (or the number of frames). Further, a scene change is detected from the input image signal, and a dimming parameter corresponding to the scene of the accumulated image signal is determined. Then, when reproducing the image signal stored in the mass storage device or the like, the dimming control signal generated based on the dimming parameter is output in synchronization with the image signal, and the light quantity of the dimming element is controlled.
これにより、シーンに対応した調光パラメータを予め決めておくことができ、チラツキや白潰れなどをなくし、視聴者に不自然さや、違和感を与えることなく、画像を再生することができる。 As a result, the dimming parameter corresponding to the scene can be determined in advance, flickering and white crushing can be eliminated, and the image can be reproduced without causing the viewer to feel unnatural or uncomfortable.
また、上記構成の本発明の映像表示装置によれば、このような構成であれば、検出したシーンに応じて調光パラメータを決定して、メモリに記憶する場合に、シーン開始のフレーム番号(画像信号のフレーム番号)とともに記憶する。そして、画像信号を再生する場合には、シーン開始のフレーム番号を基に、画像信号と調光制御信号(調光パラメータを基に生成される調光素子の光量制御信号)とを同期させる。Further, according to the video display device of the present invention having the above configuration, in such a configuration, when the dimming parameter is determined according to the detected scene and stored in the memory, the frame number ( Together with the frame number of the image signal). When the image signal is reproduced, the image signal and the dimming control signal (the light amount control signal of the dimming element generated based on the dimming parameter) are synchronized based on the frame number at the start of the scene.
これにより、画像信号と調光制御信号(調光パラメータを基に生成される制御信号)とを、簡単かつ確実に同期させて再生することができる。 Thus, the image signal and the dimming control signal (control signal generated based on the dimming parameter) can be reproduced in a simple and reliable manner.
また、本発明の映像表示装置は、入力画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、前記ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積する画像蓄積手段と、前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定する調光パラメ一タ決定手段と、The video display device of the present invention is a video display device that changes an image on a light valve according to an input image signal and changes a light amount incident on the light valve by a dimming element. An image storage means for temporarily storing the signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames, a scene change detection means for detecting a scene change of the stored input image signal, and the adjustment according to the detected scene. A dimming parameter determining means for determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the optical element;
前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生する画像再生手段と、前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御する調光制御手段と、前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されなかったときは、蓄積時間内の画像信号を基に調光パラメータを決定する手段と、前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されず、かつ、決定された調光パラメ一タに不適合なフレームが検出されたときは、検出されたフレームに対応する新たな調光パラメ一タを決定すると共に、画像信号の再生に使用する調光パラメータを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させる手段とを有することを特徴とする。 Image reproduction means for transmitting the accumulated image signal as a delayed image signal to the light valve for reproduction, and a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter, and generating the reproduction A dimming control means for controlling the amount of light of the dimming element in synchronism with the image signal, and when no scene change is detected in the image signal within the accumulation time, the image signal within the accumulation time is used as a basis. Means for determining a dimming parameter, and when a scene change is not detected in the image signal within the accumulation time and a frame that does not match the determined dimming parameter is detected. A new dimming parameter corresponding to the frame is determined, and a dimming parameter used for reproducing the image signal is gradually changed from the current dimming parameter to the new dimming parameter. And wherein the Rukoto.
上記構成の本発明の映像表示装置によれば、入力画像信号を所定の蓄積時間(またはフレーム数)だけ、一旦、RAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に蓄積する。また、入力画像信号からシーン変化を検出し、蓄積された画像信号のシーンに応じた調光パラメータを決定する。そして、大容量記憶装置などに蓄積した画像信号を再生するときに、調光パラメータを基に生成した調光制御信号を画像信号に同期して出力し、調光素子の光量を制御する。 According to the video display device of the present invention configured as described above, the input image signal is temporarily stored in a mass storage device such as a RAM or a hard disk for a predetermined storage time (or the number of frames). Further, a scene change is detected from the input image signal, and a dimming parameter corresponding to the scene of the accumulated image signal is determined. Then, when reproducing the image signal stored in the mass storage device or the like, the dimming control signal generated based on the dimming parameter is output in synchronization with the image signal, and the light quantity of the dimming element is controlled.
これにより、シーンに対応した調光パラメータを予め決めておくことができ、チラツキや白潰れなどをなくし、視聴者に不自然さや、違和感を与えることなく、画像を再生することができる。 As a result, the dimming parameter corresponding to the scene can be determined in advance, flickering and white crushing can be eliminated, and the image can be reproduced without causing the viewer to feel unnatural or uncomfortable.
また、上記構成の本発明の映像表示装置によれば、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、蓄積時間内の画像信号にシーン変化が検出されなかった場合は、蓄積時間内の画像信号を基に新たに調光パラメータを決定する。また、シーン変化が検出されず、かつ決定した調光パラメ一タに不適合な場面が現れたときは、新しい場面での調光パラメ一タを新たに決定し、また、画像信号の再生に使用する調光パラメ一タを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させる。Further, according to the video display device of the present invention having the above configuration, when a frame (scene) with a small degree of change is continuous and no scene change is detected in the image signal within the accumulation time, the image within the accumulation time is displayed. A new dimming parameter is determined based on the signal. In addition, when a scene change is not detected and a scene that does not match the determined dimming parameter appears, a new dimming parameter for the new scene is determined and used to reproduce the image signal. The dimming parameter to be changed is gradually changed from the current dimming parameter to the new dimming parameter.
これにより、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、実際の画像では明るさの階調などが大きく変化しているにも係わらず、調光パラメータが更新されず、画像が視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えるようになることを抑止できる。また、調光パラメータが突然に変化し、視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えることを抑止できる。As a result, frames (scenes) with a small degree of change are continuous, and in the actual image, although the brightness gradation and the like are greatly changed, the dimming parameter is not updated, and the image is not updated by the viewer. It is possible to prevent visuals from becoming unnatural or uncomfortable. In addition, it is possible to prevent the dimming parameter from changing suddenly and causing the viewer's vision to feel unnatural or uncomfortable.
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
入力画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像(本明細書では「映像」ともいう)およびライトバルブに入射する光量を変化させる投射型の映像表示装置においては、画像の変化に対して画像及び光量が完全に追従できないため、不自然な映像になることがある。 In a projection-type image display device that changes an image on a light valve (also referred to as “image” in this specification) and a light amount incident on the light valve in accordance with an input image signal, Since the amount of light cannot be followed completely, the image may become unnatural.
そこで本発明は、RAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に画像を一旦蓄積し、それを再生する際に、あらかじめ決定した調光制御パラメータを適用し、これにより映像と調光を同期させる。 Therefore, the present invention temporarily stores an image in a large-capacity storage device such as a RAM or a hard disk, and applies a dimming control parameter determined in advance when reproducing the image, thereby synchronizing the video and the dimming.
まず、最初に、本発明が適用される投射型の映像表示装置について説明する。
図1は、この投射型の映像表示装置を示す概略構成図であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色毎に透過型ライトバルブ(液晶ライトバルブなど)を備えた3板式の投射型のカラー映像表示装置の例である。図中、符号10R、10G、10Bは光源、13R、13G、13Bは調光素子、20R、20G、20Bはライトバルブ、30はクロスダイクロイックプリズム、40は投射レンズ、41はスクリーンを示している。
First, a projection type video display apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing this projection-type image display device. A transmission type light valve (liquid crystal light valve or the like) is provided for each of R (red), G (green), and B (blue) different colors. It is an example of a three-plate projection type color image display device provided. In the figure,
光源10R、10G、10Bはそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射可能な色光源であり、各光源10R、10G、10Bは、発光ダイオード(LED)有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)、無機エレクトロルミネッセンス素子(無機EL素子)等の発光体11と、この発光体11の出力光を反射するリフレクタ12とから構成されている。また、ライトバルブ20R、20G、20Bはそれぞれ光源10R、10G、10Bに対応して設けられており、光源毎に光変調が可能となっている。
The
また、調光素子13R、13G、13Bは、一対のガラス基板(光透過性基板)間に液晶層が扶持され、この液晶パネルの両側に積層された偏光板から概略構成されている。上記一対のガラス基板に挟まれる液晶としては、FLC等の応答速度が大きいタイプのものが用いられている。
In addition, the
調光素子13R、13G、13Bは、調光素子ドライバからの駆動信号を受けて光透過性電極に電圧を印加する際、フレーム間における電圧無印加と電圧印加の時間配分を変更すると、透過率100%と透過率0%の時間配分を自由に変更することができ、また、このように透過率100%と透過率0%の時間配分を変更することで、調光素子13R、13G、13Bから1フレーム間の射出光量を変化できるので、明るい画面であれば、1フレームにおけ透過率100%の時間配分を大きくして透過率0%の時間配分を小さくすることにより1フレーム間の光量が多くなるようにする。
When the
また、暗い画面であれば、1フレームにおける透過率100%の時間配分を小さくして透過率0%の時間配分を大きくすることにより光量が少なくなるようにすることで、発光体11からの1フレーム間の射出光量(発光体11から1フレーム間に射出される光量)がこの調光素子13R、13G、13Bで調節される。
In the case of a dark screen, the amount of light emitted from the
また、クロスダイクロイックプリズム30は4つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面30a、30bには誘電体多層膜からなる光反射膜(図示略)が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面30aには、ライトバルブ20Rで形成された赤色の画像光を反射し、ライトバルブ20G、20Bで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。一方、貼り合わせ面30bには、ライトバルブ20Bで形成された青色の画像光を反射し、ライトバルブ20R、20Gで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、これらの光反射膜によって、各液晶ライトバルブ20R〜20Bで形成された各色の映像光が合成されてカラー映像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ40によりスクリーン41上に投射され、拡大された映像が表示される。
Further, the cross
次に、本実施形態の映像表示装置の回路構成について説明する。
図2は、本発明による映像表示装置の回路構成例を示す図であり、符号101は画像解析部、102は画像処理部、103はライトバルブドライバ、104は調光素子ドライバ、13は調光素子(図1の調光素子13Rなど)、20はライトバルブ(図1のライトバルブ20Rなど)を示している。
Next, the circuit configuration of the video display device of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example of a video display device according to the present invention.
画像解析部101は、入力された画像信号a1をRAMやハードディスクなどの大容量記憶装置に一旦蓄積し、遅延された画像信号a2として画像処理部102に出力する。また、蓄積される画像信号a1からシーン変化を検出し、シーンに対応した調光パラメ一タを決定する。また、画像信号を再生する際に、再生する画像信号と調光素子13の調光量を適応させるため、調光制御パラメータを基に生成した調光制御信号a3を、再生する画像信号と同期して、調光素子ドライバ104に出力する。
The
画像処理部102は、画像解析部101から受信した画像信号a2と調光制御信号a3に基づいて、ライトバルブ20(図1参照)の光量及び各色の映像信号の伸長量を設定し、ライトバルブドライバ103に出力する。
The
ライトバルブドライバ103は、画像処理部102からの駆動信号によりライトバルブ20を駆動する。また、調光素子ドライバ104は、画像処理部102からの調光制御信号a3を基に、調光素子(図1参照)13を駆動する。なお、ライトバルブドライバ103および調光素子ドライバ104は、R(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色毎に駆動する機能を備えている。
The
また、図3は、画像解析部101の回路構成例を示す図であり、画像解析部101では、表示画像を一旦蓄え、画像を再生する際の調光パラメータを表示画像に適応させる処理を行う。図3において、符号201は記憶装置(画像蓄積手段)、202は映像保存/再生部(画像再生手段)、203はヒストグラム作成部、204はヒストグラム解析部、205はシーン変化検出部(シーン変化検出手段)、206は調光パラメ一タ決定部(調光パラメ一タ決定手段)、207はシーン記憶/読出部(調光制御手段)、208はメモリを示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration example of the
記憶装置201はRAMやハードディスクなどの大容量記憶装置であり、調光パラメータを決定するための画像が、所定の蓄積時間分(または所定のフレーム数)だけ一旦蓄積される。
The
映像保存/再生装置(画像再生手段)202は、受信した画像信号を記憶装置201に一旦保存(蓄積)すると共に、記憶装置201に保存した画像信号を一定時間だけ遅延させ、遅延された画像信号a2として、ライトバルブ20に出力し、画像を再生する。
The video storage / reproduction device (image reproduction means) 202 temporarily stores (accumulates) the received image signal in the
ヒストグラム作成部203は、入力された画像信号a1から、単位時間(1フレーム期間)当たりの信号に含まれる画素データの、階調数毎の出現度数分布(ヒストグラム)を作成する。図5に、作成されたヒストグラムの例を示す。
The
ヒストグラム解析部204は、ヒストグラム作成部203で作成されたヒストグラムを解析し、例えば、ヒストグラムに基づいて映像の明るさなどを検出する。
The
また、シーン変化検出部(シーン変化検出手段)205は、ヒストグラム解析部204から受信したヒストグラムの解析結果のデータを基に、画像にシーン変化があるかどうかの検出を行う。図3に示す例では、各フレームごとにヒストグラム形状の相関(形状の相似性)を調べ、ヒストグラム形状の変化量が、ある一定の変化量以下の期間のフレーム(場面)を1つのシーンとして検出する。
The scene change detection unit (scene change detection means) 205 detects whether there is a scene change in the image based on the histogram analysis result data received from the
従って、1つのシーンには、複数のフレームが含まれる場合がある。例えば、図5に示すように、ヒストグラムが大きく変化する場合をシーン変化として検出し、シーンAからシーンEを求めるが、各シーンごとに、その長さ(時間)は異なる。 Accordingly, a single scene may include a plurality of frames. For example, as shown in FIG. 5, a case where the histogram changes greatly is detected as a scene change, and a scene E is obtained from the scene A. The length (time) differs for each scene.
また、調光パラメ一タ決定部(調光パラメ一タ決定手段)206では、シーン変化検出部205で検出されたシーンに対応して、調光パラメータを決定する。また、決定した調光パラメ一タを、シーン開始のフレーム番号(画像信号のフレーム番号)とともに、シーン記憶/読出部207送信する。
Also, a dimming parameter determination unit (a dimming parameter determination unit) 206 determines a dimming parameter corresponding to the scene detected by the scene
シーン記憶/読出部(調光制御手段)207は、シーン開始のフレーム番号、当該シーンの調光パラメータの情報を、調光パラメ一タ決定部206から受信して、メモリ208に記憶する。また、シーン記憶/読出部207は、メモリ208からシーン開始のフレーム番号と、調光パラメータを読み出し、調光素子13の光量を制御する調光制御信号a3を生成して出力する。なお、この調光制御信号a3は、映像保存/再生部202から出力される画像信号(遅延した画像信号)a2と、シーン開始のフレーム番号を基に、同期を取って行われる。
また、メモリ208には、前述したようにシーン開始のフレーム番号と、当該シーンに対応する調光パラメータ(または調光パラメ一タを基に生成した調光制御信号)が記憶される。
The scene storage / reading unit (dimming control means) 207 receives the scene start frame number and the dimming parameter information of the scene from the dimming
Further, as described above, the
なお、シーン変化検出部205における、シーン変化の検出方法としては、さまざまな方法を使用することができる。例えば、以下に示すような方法を使用できる。
(1)フレーム中の明るさ(明るさの階調)の最大値が、所定の一定の変化量以下の場合には、その期間中のフレーム(場面)を1つのシーンとする。この方法では、最も簡単に(最も少ない演算負荷で)かつ高速にシーン変化を検出することができる。
(2)フレーム中の明るさ(明るさの階調)の平均値が、所定の一定の変化量以下の場合には、その期間中のフレーム(場面)を1つのシーンとする。この方法では、シーン変化を、画像の平均的な内容(明るさ)に応じて、自然な形で検出することができる。
(3)前述した、各フレームごとにヒストグラム形状の相関(形状の相似性)を調べ、ある一定の変化量以下の期間のフレーム(場面)を1つのシーンとする。この方法では、シーン変化を、画像の内容を反映した信頼性の高い形で検出することができる。
Note that various methods can be used as a scene change detection method in the scene
(1) When the maximum value of brightness (brightness gradation) in a frame is equal to or less than a predetermined constant change amount, a frame (scene) in that period is set as one scene. In this method, a scene change can be detected most easily (with the least computation load) and at high speed.
(2) When the average value of the brightness (brightness gradation) in the frame is equal to or less than a predetermined constant change amount, the frame (scene) during that period is set as one scene. In this method, a scene change can be detected in a natural manner according to the average content (brightness) of the image.
(3) The correlation of the histogram shape (similarity of the shape) is examined for each frame, and a frame (scene) having a period of a certain amount of change or less is defined as one scene. In this method, a scene change can be detected in a highly reliable manner reflecting the contents of the image.
また、調光パラメ一タ決定部206おける、調光パラメータの決定方法についても、種々の方法を用いることができる。例えば、以下に示す方法を使用できる。
(1)シーン中の最も明るい階調を基に調光パラメータを決定する。この方法では、最も簡単に(最も少ない演算負荷で)調光パラメータを決定することができる。
(2)シーン中の平均的な明るさの階調を基に、調光パラメータを決定する。この方法では、調光パラメ一タを、画像の平均的な内容(明るさ)に応じて自然な形で決定することができる。
(3)シーン中のヒストグラムを基に、調光パラメータを決定する。この方法では、調光パラメータを、画像の内容を反映した信頼性の高い形で決定することができる。
Various methods can also be used as the method for determining the light control parameter in the light control
(1) A dimming parameter is determined based on the brightest gradation in the scene. In this method, the dimming parameter can be determined most easily (with the least calculation load).
(2) The dimming parameter is determined based on the average brightness gradation in the scene. In this method, the dimming parameter can be determined in a natural manner according to the average content (brightness) of the image.
(3) The dimming parameter is determined based on the histogram in the scene. In this method, the dimming parameter can be determined with high reliability reflecting the contents of the image.
また、図4は、画像の蓄積時間内にシーン変化が見つからなかったときの処理を示す図であり、図4(a)に示すように、蓄積時間内にシーン変化がなかったときは、その期間内で調光パラメータを決定する。また、図4(b)に示すように、決定したパラメータに不適当な場面(例えば、パラメータを決定した場面よりも明るい場面)が現れたときは、新しい場面での調光パラメータに徐々に変わるようにする。 FIG. 4 is a diagram showing processing when a scene change is not found within the image accumulation time. As shown in FIG. 4A, when there is no scene change within the accumulation time, The dimming parameter is determined within the period. Also, as shown in FIG. 4B, when a scene inappropriate for the determined parameter (for example, a scene brighter than the scene for which the parameter is determined) appears, the dimming parameter gradually changes in the new scene. Like that.
このように、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、蓄積時間内の画像信号にシーン変化が検出されなかった場合は、蓄積時間内の画像信号を基に新たに調光パラメータを決定する。また、シーン変化が検出されず、かつ決定した調光パラメ一タに不適合な場面が現れたときは、新しい場面での調光パラメ一タを新たに決定し、また、画像信号の再生に使用する調光パラメ一タを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させる。 As described above, when frames (scenes) with a small degree of change continue and no scene change is detected in the image signal within the accumulation time, a new dimming parameter is determined based on the image signal within the accumulation time. To do. In addition, when a scene change is not detected and a scene that does not match the determined dimming parameter appears, a new dimming parameter for the new scene is determined and used to reproduce the image signal. The dimming parameter to be changed is gradually changed from the current dimming parameter to the new dimming parameter.
これにより、変化の程度が少ないフレーム(場面)が連続し、実際の画像では明るさの階調などが大きく変化しているにも係わらず、調光パラメータが更新されず、画像が視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えるようになることを抑止できる。また、調光パラメータが突然に変化し、視聴者の視覚に、不自然さや違和感を与えることを抑止できる。 As a result, frames (scenes) with a small degree of change are continuous, and in the actual image, although the brightness gradation and the like are greatly changed, the dimming parameter is not updated, and the image is not updated by the viewer. It is possible to prevent visuals from becoming unnatural or uncomfortable. In addition, it is possible to prevent the dimming parameter from changing suddenly and causing the viewer's vision to feel unnatural or uncomfortable.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図2に示す映像表示装置内の画像解析部101、及び画像処理部102などについては、専用のハードウエアによりその機能を達成してもよく、また、画像解析部101、画像処理部102の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図2に示す映像表示装置内の画像解析部101、画像処理部102などに必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
As described above, the embodiment of the present invention has been described, but the functions of the
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes a device (transmission medium or transmission wave) and a device that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or client in that case.
The program may be for realizing a part of the functions described above, and further, a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, a so-called difference file (difference). Program).
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の映像表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the video display device of the present invention is not limited to the above illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
本発明では、シーンに対応した調光パラメータを予め決めておくことができ、チラツキや白潰れなどをなくし、視聴者に不自然さや、違和感を与えることなく、画像を再生する効果があるので、ライトバルブと調光素子を使用した映像表示装置、および映像表示方法などに適用できる。 In the present invention, the dimming parameter corresponding to the scene can be determined in advance, and there is an effect of eliminating flickering and white crushing and reproducing the image without giving the viewer unnaturalness and uncomfortable feeling. The present invention can be applied to a video display device using a light valve and a light control element, and a video display method.
13、13R、13G、13B… 調光素子、20、20R、20G、20B… ライトバルブ、101…画像解析部、102… 画像処理部、103…ライトバルブドライバ、104… 調光素子ドライバ、201…記憶装置、202… 映像保存/再生部、203…ヒストグラム作成部、204…ヒストグラム解析部、 205…シーン変化検出部、206… 調光パラメ一タ決定部、207…シーン記憶/読出部、208…メモリ
13, 13R, 13G, 13B ... Light control element, 20, 20R, 20G, 20B ... Light valve, 101 ... Image analysis part, 102 ... Image processing part, 103 ... Light valve driver, 104 ... Light control element driver, 201 ...
Claims (4)
入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積するステップと、
前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するステップと、
前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定するステップと、
前記調光パラメータの情報を、シーン開始のフレーム番号と共に記憶するステップと、
前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生するステップと、
前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御するステップと、
を有することを特徴とする映像表示方法。 In accordance with an input image signal, the image on the light valve is changed, and the amount of light incident on the light valve is changed by a dimming element.
Temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames;
Detecting a scene change in the accumulated input image signal;
Determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the dimming element according to the detected scene;
Storing the information of the dimming parameter together with the frame number of the scene start;
Transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal for reproduction; and
Generating a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter, and controlling the light amount of the dimming element in synchronization with the image signal to be reproduced;
A video display method characterized by comprising:
入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積するステップと、 Temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames;
前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するステップと、 Detecting a scene change in the accumulated input image signal;
前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定するステップと、 Determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the dimming element according to the detected scene;
前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生するステップと、 Transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal for reproduction; and
前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御するステップと、 Generating a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter, and controlling the light amount of the dimming element in synchronization with the image signal to be reproduced;
前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されなかったときは、蓄積時間内の画像信号を基に調光パラメータを決定するステップと、When a scene change is not detected in the image signal within the accumulation time, determining a dimming parameter based on the image signal within the accumulation time;
前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されず、かつ、決定された調光パラメ一タに不適合なフレームが検出されたときは、検出されたフレームに対応する新たな調光パラメ一タを決定すると共に、画像信号の再生に使用する調光パラメータを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させるステップと、When a scene change is not detected in the image signal within the accumulation time and a frame that is incompatible with the determined dimming parameter is detected, a new dimming parameter corresponding to the detected frame is detected. Changing the dimming parameter used for reproducing the image signal step by step from the current dimming parameter to a new dimming parameter;
を有することを特徴とする映像表示方法。A video display method characterized by comprising:
入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積する画像蓄積手段と、 Image storage means for temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames;
前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、 A scene change detecting means for detecting a scene change of the accumulated input image signal;
前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定する調光パラメ一タ決定手段と、 A dimming parameter determining means for determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the dimming element according to the detected scene;
前記調光パラメータの情報を、シーン開始のフレーム番号と共に記憶する手段と、 Means for storing the dimming parameter information together with the frame number of the scene start;
前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生する画像再生手段と、 Image reproduction means for transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal for reproduction;
前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御する調光制御手段と、 A dimming control means for generating a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter, and controlling the light amount of the dimming element in synchronization with the image signal to be reproduced;
を有することを特徴とする映像表示装置。 A video display device comprising:
入力画像信号を、所定の蓄積時間または所定のフレーム数だけ、一旦蓄積する画像蓄積手段と、 Image storage means for temporarily storing the input image signal for a predetermined storage time or a predetermined number of frames;
前記蓄積される入力画像信号のシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、 A scene change detecting means for detecting a scene change of the accumulated input image signal;
前記検出したシーンに応じて前記調光素子の光量を制御する調光パラメータを決定する調光パラメ一タ決定手段と、 A dimming parameter determining means for determining a dimming parameter for controlling the amount of light of the dimming element according to the detected scene;
前記蓄積した画像信号を、遅延した画像信号として前記ライトバルブに送信して再生する画像再生手段と、 Image reproduction means for transmitting the accumulated image signal to the light valve as a delayed image signal for reproduction;
前記調光パラメータを基に前記調光素子を制御する調光制御信号を生成し、前記再生する画像信号と同期して、前記調光素子の光量を制御する調光制御手段と、A dimming control means for generating a dimming control signal for controlling the dimming element based on the dimming parameter, and controlling the light amount of the dimming element in synchronization with the image signal to be reproduced;
前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されなかったときは、蓄積時間内の画像信号を基に調光パラメータを決定する手段と、 When no scene change is detected in the image signal within the accumulation time, means for determining a dimming parameter based on the image signal within the accumulation time;
前記蓄積時間内の画像信号中でシーン変化が検出されず、かつ、決定された調光パラメ一タに不適合なフレームが検出されたときは、検出されたフレームに対応する新たな調光パラメ一タを決定すると共に、画像信号の再生に使用する調光パラメータを、現在の調光パラメータから新たな調光パラメータへと段階的に変化させる手段と、 When a scene change is not detected in the image signal within the accumulation time and a frame that is incompatible with the determined dimming parameter is detected, a new dimming parameter corresponding to the detected frame is detected. Means for gradually changing the dimming parameter used for reproducing the image signal from the current dimming parameter to a new dimming parameter;
を有することを特徴とする映像表示装置。A video display device comprising:
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