(57)【要約】【課題】アナログ映像信号を、その形状に拘らず、良好に量子化することが可能な表示装置及び表示方法を提供する。【解決手段】表示装置は、クロック生成器７によって生成された互いに位相が異なる複数のクロックに対応する複数のデジタル映像信号の、画像表示部５の隣接する画素間の差分絶対値の積算値である積算評価値の最大値を最小値で割った値が閾値よりも大きい場合には積算評価値を最大にするクロックの位相にクロック生成器を調整し、閾値以下の場合にはクロックの位相に対して水平開始位置が一定となる位相範囲の中間位置にクロック生成器を調整する制御部１と、を有する。【選択図】図１
2011164356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックを生成するクロック生成器と、
アナログ映像信号を前記クロックに合わせてデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、
前記デジタル映像信号を表示する複数の画素を有する画像表示部と、
前記デジタル映像信号が水平方向に開始又は終了する位置を検出する検出部と、
前記クロック生成器によって生成された互いに位相が異なる複数のクロックに対応する複数のデジタル映像信号の、前記画像表示部の隣接する画素間の差分絶対値を１フレームにわたって積算した積算値である積算評価値の最大値を前記積算評価値の最小値で割った値が第１閾値よりも大きい場合には前記積算評価値を最大にする前記クロックの位相に前記クロック生成器を調整し、前記割った値が前記第１閾値またはそれ以下の場合には前記クロックの位相に対して前記位置が一定となる位相範囲の中間位置に対応する前記クロックの位相に前記クロック生成器を調整する位相調整部と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記積算評価値の最大値が第２閾値よりも大きい場合には前記位相調整部は前記割った値が前記第１閾値よりも大きいかどうかを判定し、前記積算評価値の最大値が前記第２閾値またはそれ以下の場合には前記位相調整部は前記中間位置に対応する前記クロックの位相に前記クロック生成器に調整することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
アナログ映像信号を量子化して生成されたデジタル映像信号を、複数の画素を有する画像表示部に表示する表示方法であって、
クロック生成器によって生成された互いに位相が異なる複数のクロックに対応する複数のデジタル映像信号の、前記画像表示部の隣接する画素間の差分絶対値を１フレームにわたって積算した積算値である積算評価値の最大値を前記積算評価値の最小値で割った値が第１閾値よりも大きい場合には、プロセッサが前記積算評価値を最大にする前記クロックの位相に前記クロック生成器を調整するステップと、
前記割った値が前記第１閾値またはそれ以下の場合には、前記クロックの位相に対して前記デジタル映像信号が水平方向に開始又は終了する位置が一定となる位相範囲の中間位置に対応する前記クロックの位相に前記プロセッサが前記クロック生成器を調整するステップと、
を有することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータから表示装置へ入力されるアナログ映像信号の量子化に使用される量子化クロックの位相（以下、「量子化位相」と称する）を自動調整する方法は従来から知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、１フレームの入力映像信号に対して量子化クロックで量子化して得られる画像データのうちで隣接する１以上の画像データ間の差分絶対値が最大になるように、量子化クロックの位相を調整する方法を開示している。特許文献２は、映像信号値が最大になるように（実施例１）または差分絶対値が最大になるように（実施例２）量子化クロックの位相を調整する方法を開示している。その他の従来技術としては特許文献３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７７８４７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４７６１５号公報
【特許文献３】特開平１１−１６７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所がある程度存在する場合（特許文献２の図２の場合）には有効であるが、そうでない場合（特許文献２の図４の場合）には位相調節ができなくなる。
【０００６】
特許文献２は、前者の場合に映像信号値の最大値を使用し、後者の場合に差分絶対値が最大値を使用している。ところが、特許文献２は、前者の場合の入力信号としてリセット電位をとる信号を前提としており、コンピュータからの出力信号には適用できない。また、特許文献２の隣接する２画素間の差分絶対値はノイズの影響を受け易く、量子化精度が低下しやすい。
【０００７】
本発明は、アナログ映像信号を、その形状に拘らず、良好に量子化することが可能な表示装置及び表示方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、クロックを生成するクロック生成器と、アナログ映像信号を前記クロックに合わせてデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル映像信号を表示する複数の画素を有する画像表示部と、前記デジタル映像信号が水平方向に開始又は終了する位置を検出する検出部と、前記クロック生成器によって生成された互いに位相が異なる複数のクロックに対応する複数のデジタル映像信号の、前記画像表示部の隣接する画素間の差分絶対値を１フレームにわたって積算した積算値である積算評価値の最大値を前記積算評価値の最小値で割った値が第１閾値よりも大きい場合には前記積算評価値を最大にする前記クロックの位相に前記クロック生成器を調整し、前記割った値が前記第１閾値以下の場合には前記クロックの位相に対して前記位置が一定となる位相範囲の中間位置に対応する前記クロックの位相に前記クロック生成器を調整する位相調整部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アナログ映像信号を、その形状に拘らず、良好に量子化することが可能な表示装置及び表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例の表示装置のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する入力映像信号を受信した場合の良い量子化と悪い量子化の例を示す図である。
【図４】図４は、映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転しない入力映像信号を受信した場合の良い量子化と悪い量子化の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本実施例の表示装置のブロック図である。表示装置は、制御部（制御手段）１、メモリ２、アナログ映像入力端子３、量子化部（量子化手段）４、画像表示部５を有する。本実施例の表示装置は、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタ等の投射型表示装置や液晶ディスプレイに適用することができる。
【００１２】
制御部１は、表示装置内の各部を制御し、図２に示す量子化クロック（サンプリングクロック）の位相（量子化位相）の自動調節を行う。制御部１は、後述するように、クロック生成器７が生成する量子化クロックの位相（量子化位相）を調整する位相調整部として機能する。
【００１３】
メモリ２は、制御部１が実行する図２に示す動作を含む各種のプログラムやデータを格納している。かかるデータは、後述する閾値Ａ（第２閾値）、閾値Ｂ（第１閾値）、量子化クロックの位相と水平開始位置又は水平終了位置との関係を含む。
【００１４】
アナログ映像入力端子３は、コンピュータ、ＰＤＡ、ゲーム機などの電子機器のアナログ映像信号用の入力端子であり、本実施例ではＤ−Ｓｕｂ端子から構成される。
【００１５】
量子化部４は、制御部１により設定される量子化位相と量子化クロックの周波数（以下、「量子化周波数」と称する）に基づいて、入力アナログ映像信号をデジタル映像信号へ量子化（デジタル化、ＡＤ変換）する。また、量子化部４は、差分絶対値の積算値（以下、「積算評価値」と称する）の検出と、映像信号レベルの遷移が起きている量子化位相である映像レベル遷移位相の検出を行い、制御部１へ出力する。
【００１６】
量子化部４は、同期信号検出部６、クロック生成器７、ＡＤ変換器８、積算評価値検出器９、水平開始位置検出器１０を有する。
【００１７】
同期信号検出器（検出部）６は、同期信号の有無の判定と、水平同期信号の周期と、垂直同期信号一周期当たりの水平同期信号のカウント数（垂直ライン数）を検出する。検出された値に基づいて、制御部１は入力アナログ映像信号の量子化周波数と有効映像領域を決定する。
【００１８】
クロック生成器７は、量子化クロックを生成し、出力する。量子化周波数は、水平同期信号を制御部１により設定される倍率で逓倍することによって調整される。また、その量子化位相も制御部１により設定される値によって調整される。
【００１９】
ＡＤ変換器８は、アナログ映像信号をクロック生成器７より出力される量子化クロックに合わせてＡＤ変換し、デジタル映像信号とクロック信号及び同期信号を出力する。即ち、本実施例では、ＡＤ変換器８は、量子化クロックの立ち上がりでアナログ映像信号をサンプリングし、その信号強度に対応したデジタル映像信号に変換する。
【００２０】
積算評価値検出器９は、デジタル映像信号の隣接する画素間の映像信号値の差の絶対値を積算した値である差分積算値の検出を行う。従って、入力映像信号として水平方向へ白と黒が連続して変化する映像信号が検出値を最大とする。好ましくはＲＧＢチャンネルの合算値を出力するものであるが、ＲＧＢ何れかのチャンネルのみの出力値であってもよい。検出値は垂直同期信号によりリセットされ、制御部１からの取得要求に対しては、前フレームの検出値が出力される。
【００２１】
水平開始位置検出器１０は、デジタル映像信号において水平方向の映像が開始される位置である水平開始位置の検出を行う。即ち、水平同期信号の後に最初に輝度信号がある一定値以上を超えた時が水平開始位置であり、最後にある一定値以上を超えた時が水平終了位置である。
【００２２】
水平開始位置の判定は、制御部１により設定される閾値に基づいて行われる。水平同期信号が到来してからクロックをカウントし、ＲＧＢ何れかのチャンネルにおいて初めて映像信号値が閾値を超えた位置を水平開始位置とし、次期垂直同期信号が到来するまでの最小値を保持する。記憶される値は垂直同期信号によりリセットされ、制御部１からの取得要求に対しては、前フレームの水平開始位置が出力される。水平開始位置検出器１０は、入力映像信号レベルの遷移が起きている量子化位相である映像レベル遷移位相を検出するために用いられる。
【００２３】
なお、水平開始位置検出器１０の代わりに、水平終了位置を検出する水平終了位置検出器や、水平有効映像領域を検出する有効映像領域検出器を使用してもよい。水平開始位置検出器１０、水平終了位置検出器、有効映像領域検出器はいずれもデジタル映像信号が水平方向に開始又は終了する位置を検出する検出部として機能する。
【００２４】
画像表示部５は、隣接して配置された複数の画素を有する画像表示素子を備えており、入力されたデジタル映像信号を光映像として表示する。
【００２５】
図２は、制御部１が実行する本実施例の量子化位相の自動調整方法のフローチャートである。図２に示すフローチャートは、プロセッサによって実行されるプログラムとして具現化可能である。図２において、「Ｓ」はＳｔｅｐ（ステップ）の略である。
【００２６】
まず、Ｓ１０１において、制御部１は、クロック生成器７の量子化クロックの位相を順次変更し、その都度、積算評価値検出器９の検出結果である積算評価値と、水平開始位置検出器１０の検出結果である水平開始位置としてメモリ２に記憶する。
【００２７】
次に、Ｓ１０２において、制御部１は積算評価値が十分大きな値であるかどうか、即ち、ＳＮ比が十分であるかどうかの判定として、積算評価値の最大値が閾値Ａ（第２閾値）よりも大きいかどうかを判定する。フローは、閾値Ａよりも大きい場合にはＳ１０３へ、閾値Ａ以下（第２閾値またはそれ以下）の場合にはＳ１０５へ移行する。
【００２８】
閾値Ａは、入力映像信号の有効映像領域やブランキング領域を含めた全領域に応じて積算評価値検出器９がどの程度のノイズ成分を含む可能性があるかに基づいて決定される。これにより、ＳＮ比が十分であるかどうかの判定精度を向上することができる。
【００２９】
例えば、閾値Ａは、積算評価値検出器９が検出し得る最大検出値（ＡＤ変換器８の分解能が８ビットで有効映像領域が１０２４×７６８である場合は、２５５×１０２４×７６８×３と計算される）の２％前後に設定されてもよい。
【００３０】
あるいは、閾値Ａは、ブランキングを含めた水平方向の総画素数と垂直方向の総ライン数から算出される全画素において１％がノイズ成分であると仮定し、その倍の値に設定されてもよい。全画素は、上記の有効映像領域を全画素数に置換するだけで同様に計算することができる。
【００３１】
ＡＤ変換器８でローパスフィルタを掛けている場合や、回路構成上で生じるノイズ成分が少ない場合には、閾値Ａを低く設定してもよい。
【００３２】
なお、映像信号値の差の下位数ビットを切り捨てて積算評価値を検出した場合は、ノイズ成分の多くも切り捨てられるため、Ｓ１０２自体を省略することもできる。これによって、自動調整処理を簡略化することができる。
【００３３】
次に、Ｓ１０３において、制御部１は、入力映像信号における映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所がある程度存在しているか否かを判定する。具体的には、積算評価値の最大値を最小値で割った値（最大値／最小値）が閾値Ｂ（第１閾値）より大きいかどうかを比較する。閾値Ｂよりも大きい場合にはＳ１０４へ、閾値Ｂ以下（第１閾値またはそれ以下）の場合にはＳ１０５へ移行する。
【００３４】
ここで、「積算評価値」とは、ＡＤ変換後の各画素の値が１クロック前の画素と比べてどれだけ変化したか（絶対値）を１フレームに亘って積算した値である。積算評価値を各位相において検出した値の中での最小値が積算評価値の最小値に、最大値が積算評価値の最大値となる。
【００３５】
なお、Ｓ１０２において分散の最大値を評価し、Ｓ１０３で分散の最大値／最小値を評価しても同等の効果が得られる。
【００３６】
図３の最上行は、アナログ映像入力端子３が映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する入力映像信号を受信した場合を示している。図４の最上行は、アナログ映像入力端子３が映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転しない入力映像信号を受信した場合の例を示している。本実施例は、図３及び図４のそれぞれの最上行の信号が二行目の量子化クロックで量子化された場合に、右側の三行目の悪い量子化位相を左側の三行目の良い量子化位相に自動調整する。
【００３７】
図３に示すように、映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所が多い入力映像信号では、良い量子化位相では積算評価値が大きくなり、悪い量子化位相では積算評価値が小さくなるため、結果として最大値／最小値が大きくなる。
【００３８】
一方、図４に示すように映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所が無い入力映像信号では、良い量子化位相と悪い量子化位相で積算評価値にほとんど差ができないため、結果として最大値／最小値が小さくなる。
【００３９】
閾値Ｂは、入力アナログ映像信号の中で図３の入力映像信号を抽出するための値、例えば、１．２以上の値に設定される。閾値Ｂは、ＳＮ比と密接に関係するため、制御部１は、ＳＮ比が低い、即ち、積算評価値の最大値が小さいほど閾値Ｂを大きな値に変更するように制御してもよい。
【００４０】
なお、積算評価値は全画面黒の映像が入力された以外は０にはならない。Ｓ１０２の条件によって最小値が０になるパターンは除去される。但し、Ｓ１０２が除去された場合に積算評価値の最小値がゼロの場合には本実施例では位相調整を途中で終了する。
【００４１】
Ｓ１０２において閾値Ａよりも大きいと判定され、かつ、Ｓ１０３においても閾値Ｂより大きいと判定された場合は、フローはＳ１０４へ移行し、そうでない場合はフローはＳ１０５へ移行する。
【００４２】
Ｓ１０４では、積算評価値が十分大きな値であり、かつ、入力映像信号における映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所がある程度存在しているため、特許文献１のように、積算評価値を最大にする量子化位相にクロック生成器７を調整する。
【００４３】
この結果、図３に示すように、映像レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所が多い入力映像信号では、積算評価値で最適位相を検出することができる。なお、制御部１は、積算評価値が最大になる位相以外の最適位相に調整してもよい。
【００４４】
一方、Ｓ１０５では、ノイズ成分が大きい場合か、または、入力映像信号における映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所があまり存在していない場合であるため、制御部１は映像レベル変化位相から適切量ずらした位相に調整する。
【００４５】
本実施例では、Ｓ１０５において、制御部１は、水平開始位置が変化する位相から最適位相を求める処理を行う。これにより、図４に示すように、映像レベルの変化の傾きが画素毎に反転する箇所が少ない入力映像信号でも、水平開始位置による位相調整で良好な位相を検出することができる。
【００４６】
Ｓ１０５の最適位相を求める処理としては、特許文献３のように、水平開始位置が変化する量子化位相から１／２量子化クロックに相当する量の位相をずらした位相を最適位相とする処理でよい。
【００４７】
即ち、特許文献３の図２及び図３のように、表示装置に制御部１とクロック生成器７に接続されて制御部１の出力をＤＡ変換するＤＡ変換器を設け、クロック生成器７に位相比較器、加算器、ループフィルタ、分周器を設ける。特許文献３の図４に示すように、ＤＡ変換器の出力値（横軸）と水平開始位置検出器１０が検出した水平開始位置（縦軸）とは階段状に増加する関係を有し、あるＤＡ変換器の出力範囲に対して水平開始値はほぼ一定である。
【００４８】
この場合、制御部１はこのＤＡ変換器の出力範囲の中間値に対応する位相を最適位相とする。従って、制御部１は、ＤＡ変換器の出力値を連続的に変化させ、水平開始値が変化するＤＡ変換器の出力値と次に水平開始値が変化するＤＡ変換器の出力値の中間値を求めることで最適な量子化位相を求めることができる。
【００４９】
もっとも、ＤＡ変換器の出力範囲を位相範囲に変換する代わりに、メモリ２は、予め量子化位相と水平開始位置との関係を保持することができる。あるいは、表示装置は、メモリ２に保持する代わりに、インターネットなどのネットワークを介してかかる情報を取得してもよい。そして、量子化位相と水平開始位置との関係と水平開始位置検出器１０の検出結果に基づいて水平開始位置が一定となる（安定となる）位相範囲の中間位置（特許文献３のＤＡ値の９６付近に対応）に対応する量子化位相にクロック生成器７を調整する。
【００５０】
なお、Ｓ１０５の最適位相を求める方法はこれに限定されない。例えば、水平開始位置検出器１０の閾値を変更させながら、それぞれで水平開始位置が変化する位相を検出することで、水平開始位置近傍の位相に対するレベル遷移の傾きを算出することが可能となり、より精度が高い調整を行うことができる。
【００５１】
以上のように制御することで、映像信号レベルの変化の傾きが画素毎に反転するような箇所が多い映像に対しては精度良く最適量子化位相へ、そのような箇所がほとんどない映像に対しても概ね良好な量子化位相へと調整することができる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
表示装置は、映像信号に表示に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１              制御部（位相調整部）
５              画像表示部
７              クロック生成器
８              ＡＤ変換器
１０            水平開始位置検出器（検出部）
【図２】
2011164356.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図１】
2011164356.tif 000006