(57)【要約】【課題】クロストーク対策及び、走査線変換・フレーム速度変換には、いずれもフレームメモリが必要となっており、立体映像表示方式および装置においての必要なフレームメモリの増加が見込まれる。【解決手段】走査線変換において、フレームメモリから映像信号を読み出す際に、左目用映像信号と右目用映像信号の映像開始時間に１／２フレームの時間差を設け、１／２フレームの時間差をフレーム速度変換において１フレームの時間差とし、同時に左目用映像信号・右目用映像信号共に同じ映像信号を２回以上ずつ出力する。右目用映像信号と左目用映像信号に１フレームの時間差があるため、クロストーク対策回路においてはフレームメモリを用いずにフレーム差分信号を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差を有する右目用映像信号と左目用映像信号により立体画像を表示する立体画像表示装置において、
周波数Ｎ（Ｈｚ）で時系列に交互に入力された右目用映像信号と左目用映像信号とを分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された右目用映像信号及び左目用映像信号を格納する記録手段と、
前記記録手段に格納された映像信号の同期信号を変換する同期信号変換手段と、
前記同期信号変換手段により同期信号が変換された映像信号のフレーム速度を変換してＭ×Ｎ（Ｈｚ）の映像信号として出力するフレーム速度変換手段と、
前記フレーム速度変換手段から出力された少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号の画質処理を行うクロストーク対策手段とを備え、
前記同期信号変換手段は、少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号のいずれか一方の垂直同期信号を、他の垂直同期信号から約１／Ｍフレーム分遅延することを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
視差を有する右目用映像信号と左目用映像信号により立体画像を表示する立体画像表示装置において、
周波数２×Ｎ（Ｈｚ）によりインターレース方式で時系列で交互に入力された右目用映像信号と左目用映像信号とを分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された右目用映像信号及び左目用映像信号を格納する記録手段と、
前記記録手段に格納された映像信号を周波数Ｎ（Ｈｚ）のプログレッシブ方式に変換する走査線変換手段と、
前記走査線変換手段に対して、少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号のいずれか一方の同期信号を変更する同期信号変換手段と、
前記同期信号変換手段により同期信号が変換され、前記走査線変換手段から出力された周波数Ｎ（Ｈｚ）の映像信号のフレーム速度を変換してＭ×Ｎ（Ｈｚ）の映像信号として出力するフレーム速度変換手段と、
前記フレーム速度変換手段から出力された少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号の画質処理を行うクロストーク対策手段とを備え、
前記同期信号変換手段は、少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号のいずれか一方の垂直同期信号を、他の垂直同期信号から約１／Ｍフレーム分遅延することを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項３】
前記同期信号変換手段は、前記記録手段に格納された、少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号のいずれか一方の同期信号を消去して、他の垂直同期信号から約１／Ｍフレーム分遅延した同期信号を生成することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブシャッタ方式を用いた立体画像表示装置において、クロストーク低減回路など、周辺フレームとの相関性を使用した信号処理を行う回路における、フレームメモリの削減方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像表示方式においては、アクティブシャッタ方式（図７）の様に右目用と左目用の映像信号を時系列に表示する方式が知られている。アクティブシャッタ方式の様に右目用と左目用の映像信号がフレーム単位で時系列に表示される場合、ディスプレイの表示速度や残光といった性能上の理由により、右目用の映像が左目用の映像にもれこむ、もしくは左目用の映像が右目用の映像にもれこむといった、クロストークと呼ばれる画質劣化が生じる課題がある。
【０００３】
このクロストーク課題に対して、右目用の映像信号に対しては、１フレーム前に表示される左目用の映像信号との差分をとり、右目用の信号にもれこむ左目用の映像信号を予め予測して右目用の映像信号から減算する、また、左目用の映像信号に対しても、その１フレーム前に表示される右目用の映像信号との差分を取り、左目用の信号にもれこむ右目用の映像信号を予め予測して、左目用の映像信号から減算するといった対策がとられてきた。（特許文献１参照）
一方、放送や映像再生機器のような映像出力デバイスから送信されてくる映像信号の方式としては、図８に示すような数種類のフォーマットが考えられている。
【０００４】
サイドバイサイドでは水平解像度１／２の右目用映像信号と左目用映像信号が１フレームの右半分・左半分に配置されて送られてくる方式で、問題点としては、水平解像度に劣化が生じる。また、垂直インターリーブでは、垂直方向に１ライン毎に左目用・右目用の映像信号が多重されて送信されてくる方式で、上記の方式と同様に、垂直解像度に劣化が生じる。また、チェッカーパターンでは画素毎に右目用・左目用の映像信号が千鳥模様に並んでいる方式であり、この方式についても同様に、水平解像度・垂直解像度共に劣化が生じる。
【０００５】
これに対して、シーケンシャルでは左目用映像信号と右目用映像信号がフレーム毎に時系列に送信されてくる方式であり、従来の２次元表示に対して、フレーム速度を倍にすることにより、上述した方式と異なり、垂直解像度・水平解像度共に劣化のない信号が得られる。
【０００６】
この時の映像信号フレーム速度は現行の映像送信フォーマットにある１２０Ｈｚ・１００Ｈｚインターレース方式、２４Ｈｚ・４８Ｈｚ・５０Ｈｚ・６０Ｈｚプログレッシブ方式などが考えられる。
【０００７】
また、液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイなどの表示デバイスでは、アクティブシャッタ方式で左目用映像信号・右目用映像信号を時系列に表示するため、５０Ｈｚ・６０Ｈｚ・２４Ｈｚもしくはその整数倍のプログレッシブ信号を表示する。そして、フレーム解像度を落とさないように表示しようとすると、インターレース入力では１２０Ｈｚ・１００Ｈｚ（右目用映像信号・左目用映像信号はそれぞれ６０Ｈｚ・５０Ｈｚのフレーム解像度となる）、プログレッシブ入力では入力の２倍の速度で出力する必要がある。従って、放送受信装置や映像再生機器の出力から表示ディスプレイに入力されるまでにはインターレースからプログレッシブへの走査線変換、または、フレーム速度変換が必要となってくる。
【０００８】
このインターレース信号からプログレッシブ信号への走査線変換は、入力される映像信号と、その前後のフィールド、又はフレームとを比較して動画領域、静止画領域、動画と静止画の中間の領域を検出し、静止画領域に対してはその前後フィールドの情報を用いて走査線補間し、動画領域では上下の走査線の情報を用いて走査線補間し、動画と静止画の中間の領域ではその割合に応じて前後フィールド、前後フレーム、上下走査線の情報を用いて走査線補間を行うという動き適応型走査変換という手法が取られている。（特許文献２参照）
また、フレーム速度変換については、図９に３０Ｈｚ→６０Ｈｚ変換の一例を示すように、フレームメモリに入力された映像信号Ａを複数回出力してＡ’＝Ａフレームを挿入する方法や、Ａ→Ｂに至る映像信号の動き方向などを検出し、ＡＢ間の中間フレームを想定したＡ’フレームを挿入してスムーズな動き表示を行う方法などが取られている。
【特許文献１】特開平１１−２２２２５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２９５５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したクロストーク対策においては、右目用の映像信号に対しては、１フレーム前に表示される左目用の映像信号との差分をとり、右目用の信号にもれこむ左目用の映像信号を予め予測して右目用の映像信号から減算する処理を行うことから、１フレーム前の映像信号を保存しておく必要があり、そのためにフレームメモリが必要となる。
【００１０】
さらに、上述した走査線変換・フレーム速度変換においても、例えば、フレーム速度変換では、フレームメモリに入力された映像信号Ａを複数回出力してＡ’＝Ａフレームを挿入する方法や、Ａ→Ｂに至る映像信号の動き方向などを検出し、ＡＢ間の中間フレームを想定したＡ’フレームを挿入してスムーズな動き表示を行うことから、少なくとも１フレーム前の映像信号を保存しておく必要があり、そのためにフレームメモリが必要となる。
【００１１】
つまり、上述したクロストーク対策及び、走査線変換・フレーム速度変換には、いずれもフレームメモリが必要となっており、立体映像表示方式および装置において必要なフレームメモリの増加が見込まれ、回路規模が増大するとともに、製造コストが増加するという問題点が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する為に、本発明の立体画像表示における信号処理装置では、（１）走査線変換において、フレームメモリから映像信号を読み出す際に、左目用映像信号と右目用映像信号の映像開始時間に１／２フレームの時間差を設ける。次に、（２）１／２フレームの時間差をフレーム速度変換において１フレームの時間差とし、同時に左目用映像信号・右目用映像信号共に同じ映像信号を２回以上ずつ出力する。これにより、（３）右目用映像信号と左目用映像信号に１フレームの時間差があるため、クロストーク対策回路においてはフレームメモリを用いずにフレーム差分信号を得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上実施の形態に基づいて説明したように、右目用映像信号の出力と左目用映像信号の処理を１／２×Ｎ（Ｈｚ）ずらすことにより、クロストーク対策にフレームメモリを持たなくても、１フレーム前の表示映像信号情報を得ることが可能となる。また、本発明はクロストーク対策に限らず、前後フレームを使用した映像処理を行う場合に有効な実現手段である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る立体画像表示装置の実施の形態を示す概略ブロック構成図であり、図２は入力信号がシーケンシャル方式であると想定した場合に、図１の該当ブロック出力における映像信号の処理タイミングをフレーム単位で記したものである。また、図３は、立体画像表示装置の一構成である同期信号変換手段における処理内容を示す図であり、図４は、立体画像表示装置の一構成であるフレームメモリに対する映像信号の入出力タイミングを示したものである。以下これらの図を参照しながら、本発明の立体画像表示装置について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る立体画像表示装置は、入力された映像信号を左目用映像信号と右目用映像信号に分割する信号分割手段１と、信号分割手段１に接続され、信号分割手段１から出力された右目用映像信号を格納するフレームメモリ２と、信号分割手段１に接続され、信号分割手段１から出力された左目用映像信号を格納するフレームメモリ３と、フレームメモリ２に接続され、フレームメモリ２から読み出した右目用のインタレース方式の映像信号をプログレッシブ方式に変換する走査線変換手段４と、フレームメモリ３に接続され、フレームメモリ３から読み出した左目用のインタレース方式の映像信号をプログレッシブ方式に変換する走査線変換手段５と、走査線変換手段４に接続され、走査線変換手段４から出力された右目用のプログレッシブ方式の映像信号のフレームレートを変換するフレーム速度変換手段６と、走査線変換手段５に接続され、走査線変換手段５から出力された左目用のプログレッシブ方式の映像信号のフレームレートを変換するフレーム速度変換手段７と、右目用のフレームレート速度変換手段６の処理の際に使用されるフレームメモリ８と、左目用のフレームレート速度変換手段７の処理の際に使用されるフレームメモリ９と、フレーム速度変換手段６により、右目用のフレーム速度が変換された映像信号について、少なくとも垂直又は水平方向のいずれか一方について映像信号を拡大する拡大手段１０と、フレーム速度変換手段７により、左目用のフレーム速度が変換された映像信号について、少なくとも垂直又は水平方向のいずれか一方について映像信号を拡大する拡大手段１１と、拡大手段１０及び１１に接続され、クロストークによる画質劣化防止のための信号処理を行うクロストーク対策手段１２と、クロストーク対策手段１２と接続され、右目用と左目用の映像信号を交互に出力するセレクタ１３と、入力された映像信号の同期信号をマスク（消去）して、新たな同期信号を生成する同期信号変換手段１６により構成される。以下、各構成の具体的な内容について詳細に説明する。
【００１７】
最初に、信号分割手段１とフレームメモリ２及び３について説明する。信号分割手段１は、図８に示した各形式で入力される映像信号を左目用映像信号・右目用映像信号に分割しながら２、３のフレームメモリに書き込む、信号分割回路である。分割方法としては、２．のフレームメモリに書き込む信号は、左目用の映像信号のみ、３．のフレームメモリに書き込み信号は右目用の映像信号のみといった様に、それぞれのフレームメモリに書き込む映像領域を別々に指定することによって行う。
【００１８】
また、本発明では入力映像信号のフレーム速度として１２０Ｈｚ・１００Ｈｚインターレース方式または、プログレッシブ方式、２４Ｈｚ・４８Ｈｚ・５０Ｈｚ・６０Ｈｚプログレッシブ方式を想定している。図２では、シーケンシャル入力を想定した図の為、左目用映像信号（Ｌ０）と右目用映像信号（Ｒ０）のペアが６０Ｈｚ、もしくは５０Ｈｚ周期のなかで入力される、２ｘＮ＝１２０Ｈｚ、１００Ｈｚ入力を想定している。
【００１９】
次に、フレームメモリ２及び３と、走査線変換手段４及び５について説明する。４、５の走査線変換は、入力映像信号がインターレース方式の場合に、右目用の映像信号と左目用の映像信号を別々にプログレッシブに変換する走査線変換回路であり、前述した通り、動き適応型走査変換が行われる。走査線変換手段４、５では複数フレームにおける映像差分信号から動き情報を得ることが必要な為、２、３フレームメモリが必要となる。この時、４、５の走査線変換でフレームメモリ２、３から信号を出力する際、図２の「４．走査線変換の出力」「５．走査線変換の出力」にあるとおり、左目用映像信号（Ｌ０、Ｌ１・・・）の出力と右目用映像信号（Ｒ０，Ｒ１・・・）の出力を２×Ｎ（Ｈｚ）周期ずらして出力する。つまり、走査線変換手段４、５において、フレームメモリから映像信号を読み出す際に、左目用映像信号と右目用映像信号の映像開始時間に１／２フレームの時間差を設ける。
【００２０】
次に、フレーム速度変換手段６及び７と、フレームメモリ８及び９について説明する。６、７のフレーム速度変換手段では、４、５の走査線変換手段により走査変換がなされた出力信号を、最終表示フレーム速度に変換するために、フレームメモリ８、９に対する制御信号を出力する。図２では、入力に対して出力フレーム解像度を落とさない最低限のフレーム速度として、２×Ｎ（Ｈｚ）出力フレーム周期を想定している。但し後述するように、出力フレーム周期は、得たいフレーム枚数によって３×Ｎ（Ｈｚ）、４×Ｎ（Ｈｚ）・・・Ｍ×Ｎ（Ｈｚ）（Ｍは整数）とすることができる。
【００２１】
次に、同期信号変換手段１６について説明する。１６の同期信号変換手段では、Ｍ×Ｎ（Ｈｚ）の同期信号を生成する。同期信号変換装置１６における入力垂直同期信号と出力垂直同期信号の関係については、図３に示す通りである。図３では、上述した例と同様に、２×Ｎ（Ｈｚ）入力垂直同期周波数とＮ（Ｈｚ）出力同期周波数を想定している。同期信号変換手段１６では、入力された垂直同期信号に対し、同じフレームである左目映像信号（Ｌ０）と右目映像信号（Ｒ０）の内、時間的に早く入力される映像信号のフレームの垂直同期信号を出力同期信号とする。
【００２２】
図３では左目映像信号（Ｌ０）が早く入力されるとして、Ｌ０の垂直同期信号を出力垂直同期信号として、そのまま使用する。一方、Ｒ０の垂直同期信号はそのまま出力せず、一定期間遅延した出力垂直同期信号を作っている。これによって、入力同期信号に対して入力垂直同期周波数×１／２の周波数をもつ出力垂直同期を得ることができる。
【００２３】
また、時間的に遅く入力される映像信号、つまり図３においては右目用映像信号を制御するための垂直同期信号は、左目用映像信号を制御する為の垂直同期信号を時間的に１／２周期遅延して作成する。この時の１／２周期という遅延時間は、フレーム速度変換６、７で出力したいフレーム周波数によって、１／３、１／４・・・といったように１／Ｍ（Ｍは整数）とできる。例えば、今回フレーム速度変換６、７の出力では２フレームを同一タイミングで出力しているが、３フレームを同一タイミングで出力する場合はフレーム周波数を１／３とし、第２２のフレームは第１のフレームに対して１／３周期の遅延、第３のフレームは第２のフレームに対して１／３周期の遅延をつけて出力することで実現できる。
【００２４】
前記のように、左目用映像信号（Ｌ０、Ｌ１・・）と右目用映像信号（Ｒ０，Ｒ１・・）の走査線変換４、５出力に１／２周期の遅延をつける事によって、図１の８、９フレームメモリへの入力についても、メモリ入力垂直周波数の１／２周期の差がつくことになる。（このとき走査変換４、５の出力に１／３、１／４・・・１／Ｍ周期の遅延がついている場合は、メモリ入力にも同周期の差がつく）
フレームメモリ８の入力信号と出力信号の時間関係は、入力信号Ｌ０が１フレーム書き込み終了した時点（図４  Ａ）よりもＬ０フレームの出力終了時点（図４  Ｂ）が後になるように読み出さなければならない。また、フレームメモリ９の入力信号と出力信号の関係についても、入力信号Ｒ０が１フレーム書き込み終了した時点よりもＲ０の出力終了時点が後になるように読み出しを行わなければならない。このようなタイミングでフレームメモリ８、９の書き込み・読み出し制御（つまり入力・出力タイミング制御）を行わなければ、未だメモリに書き込んでいない信号を読み出す制御が行われ、誤った信号を読み出してしまうといったことが起こる。
【００２５】
前述のように、フレームメモリ８、９の信号入力・出力に対するタイミング制御がフレーム速度変換装置６、７で行われることによって、図２に示すように、フレームメモリ８の出力としてＬ０が得られるタイミングではフレームメモリ９の出力としてＲ０が得られ、フレームメモリ８の出力としてＬ１が得られるタイミングではフレームメモリ９の出力としてＲ０が得られる。
【００２６】
フレーム速度変換６、７の出力は、フレームメモリ８、９の出力と同じタイミングであるため、同じフレーム出力タイミングで右目用映像信号出力（Ｒ０）とその１フレーム前に表示される左目用映像信号出力（Ｌ０）が出力される。また、左目用映像信号出力（Ｌ１）に対しては、その１フレーム前に表示される右目用映像信号出力（Ｒ０）が同じフレームのタイミングで出力される。
【００２７】
その後、サイドバイサイド方式、チェッカーパターン方式で入力された水平解像度の少ない映像信号には、１０、１１水平拡大装置によって水平拡大処理がなされる。ここでは、フレーム単位の遅延は行われないため、１２．クロストーク対策回路には、図２の「６．フレーム速度変換の出力」「７．フレーム速度変換の出力」と同タイミングのフレーム入力が行われる。つまり、表示フレームと、１フレーム前に表示される映像信号が入力され、その映像信号の差分情報を元にクロストーク対策された映像信号を出力する。
【００２８】
図１の１３．セレクタでは、右目用映像信号と左目用映像信号を時系列に並べて出力する。
【００２９】
また、構成については図５のように図１の走査線変換とフレーム速度変換を同じフレームメモリ２、３で実現することもできる。
【００３０】
１４、１５は走査線変換とフレーム速度変換を同時に行う装置であり、２、３のフレームメモリ出力については、図６の「４．走査線変換＋フレーム速度変換の出力」「５．走査線変換＋フレーム速度変換の出力」のように２ｘＮ（Ｈｚ）の信号出力が行われる。図６では入力に対して出力が２倍の速さとなっており、２、３フレームメモリからは同フレームが２回連続で出力されることになる。
【００３１】
従って、図５のように走査線変換とフレーム速度変換を同じフレームメモリで実現する場合、走査線変換に必要な連続的に変化するフレームを２回に１回選択しながら、走査線変換処理を行う必要がある。
【００３２】
なお、上述した実施の形態においては、インターレース方式により映像信号が入力された場合を中心に説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、プログレッシブ方式により映像信号が入力された場合でも適用可能である。この場合には、図１におけるフレームメモリ２、３及び走査線変換４、５の構成は必要なく、信号分割手段１からの信号をフレームメモリ８、９に入力し、同期信号変換１６は、このフレームメモリ８、９に接続されるものとする。また、具体的な処理としては、プログレッシブ方式により、周波数Ｎ（Ｈｚ）で時系列に交互に入力された右目用映像信号と左目用映像信号とを信号分割手段１により分割し、分割手段により分割された右目用映像信号及び左目用映像信号をフレームメモリ８、９に格納し、フレームメモリ８、９に格納された映像信号の同期信号を同期信号変換手段１６により変換し、同期信号変換手段により同期信号が変換された映像信号のフレーム速度をフレーム速度変換手段６、７により変換してＭ×Ｎ（Ｈｚ）の映像信号として出力し、クロストーク対策手段１２において、フレーム速度変換手段６、７から出力された少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号の画質処理を行う。
【００３３】
ここで、同期信号変換手段は、少なくとも右目用映像信号又は左目用映像信号のいずれか一方の垂直同期信号を、他の垂直同期信号から約１／Ｍフレーム分遅延することにより、クロストーク対策の際にフレームメモリを持つ必要がなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、アクティブシャッタ方式を用いた立体画像表示装置において、クロストーク低減回路など、周辺フレームとの相関性を使用した信号処理を行う回路における、特に、フレームメモリの削減した立体画像表示装置及び方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態における映像信号処理装置のブロック図
【図２】本発明の一実施の形態における映像信号の処理タイミングを示す図
【図３】本発明の一実施の形態における処理を示す図
【図４】本発明の一実施の形態における処理タイミングを示す図
【図５】本発明の一実施の形態における映像信号処理装置のブロック図
【図６】本発明の一実施の形態における映像信号タイミングを示す図
【図７】立体映像の表示方式を示す図
【図８】立体表示の映像信号伝送フォーマットを示す図
【図９】従来のフレーム速度変換を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１    信号分割装置
２    フレームメモリ
３    フレームメモリ
４    走査線変換装置
５    走査線変換装置
６    フレーム速度変換装置
７    フレーム速度変換装置
８    フレームメモリ
９    フレームメモリ
１０    水平拡大装置
１１    水平拡大装置
１２    クロストーク対策装置
１３    セレクタ
１４    走査線変換＋フレーム速度変換装置
１５    走査線変換＋フレーム速度変換装置
１６    同期信号変換手段
【図１】
2010081330.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010081330.tif 000010
【図９】
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