(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号の画質を調整する画質調整部と、該画質調整部で画質調整された画像を表示する表示部とを備え、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画像として前記表示部に表示させる静止画表示機能を有する表示装置において、
前記画質調整部は、３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ノイズリダクション処理部と、３次元ノイズリダクション処理された画像を記憶するメモリとを備え、前記入力映像信号からキャプチャした画像を表示する際に、前記３次元ノイズリダクション処理部による処理の強度が異なる複数の画像を前記メモリに記憶し、該メモリに記憶したいずれかの画像を前記キャプチャした画像として前記表示部に表示させることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記キャプチャした画像を表示する際に、前記画質調整部は、入力映像信号から抽出した第１の画像を前記メモリに保持して前記表示部に静止画として表示させる処理を行うとともに、前記３次元ノイズリダクション処理部の強度を所定レベルまで強くし、該強度を強くした第２及び第３の画像を前記メモリに保持し、該第２及び第３の画像を比較して入力映像信号が動きのない静止画か否かを判別し、前記動きのない静止画であると判別した場合には、前記第１の画像に代えて、前記第２の画像を前記キャプチャした画像として表示させることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、前記画質調整部は、該第２及び第３の画像を比較した結果、入力映像信号が前記静止画でないと判別した場合には、前記第２の画像を用いることなく、前記第１の画像を前記キャプチャした画像として表示させる処理を継続することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の表示装置において、前記第２の画像と前記第３の画像は、時間軸方向に２フレーム以上離れた画像であることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１に記載の表示装置において、前記画質調整部は、前記第２の画像及び第３の画像を比較する際、該第２の画像と第３の画像との画素毎の差分を抽出し、画面の全画素、または前記画素を間引いた部分画素に対する前記抽出した差分の絶対値和を算出し、該算出した絶対値和が予め定めた値より小さければ、入力映像信号が動きのない静止画であると判断することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
表示装置の画質調整部により該表示装置に入力した入力映像信号の画質を調整する画質調整ステップと、該画質調整ステップで画質調整された画像を表示部に表示する表示ステップとを備え、該表示ステップは、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画像として前記表示部に表示させる静止画表示を実行する表示方法において、
前記画質調整ステップは、３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ノイズリダクション処理と、３次元ノイズリダクション処理された画像をメモリに記憶する記憶処理とを行い、前記入力映像信号からキャプチャした画像を表示する際に、前記３次元ノイズリダクション処理の強度が異なる複数の画像を前記メモリに記憶し、該メモリに記憶したいずれかの画像を前記キャプチャした画像として前記表示部に表示させ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し、より詳細には、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画として表示する機能を備えた表示装置とその表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、テレビジョン装置などの表示装置においては、受信したテレビ放送信号や外部入力した映像信号を表示中に、表示中の画像を静止させた状態で表示させる静止画表示機能をもつものがある。
【０００３】
一方、テレビ放送信号を受信可能なテレビジョン装置などの表示装置においては、受信環境等の要因により放送信号の受信状態が悪くなり、アンテナが受信した信号の電界強度が低くなると、映像信号に重畳されてくるノイズの比率が大きくなり、受信した放送信号の出力に障害が発生する。上記のような静止画表示を行う場合にも、入力映像信号のノイズレベルが大きくなれば、キャプチャした画像においてもノイズの多い低品位の画像となり、その画像が静止画像として表示されることになる。
【０００４】
受信信号の電解強度が低い場合の画質改善技術として、例えば、特許文献１には、中間周波増幅回路のゲインを調整するためのＩＦＡＧＣ（Intermediate Frequency Automatic Brightness Limiter）電圧に基づいてＡＣＬ（Automatic Contrast Limiter）電圧を制御するＡＣＬ電圧制御回路を備えたテレビ受信機が開示されている。このテレビ受信機は、アンテナで受信した映像信号の電界強度が低下してＩＦＡＧＣ電圧がツェナーダイオードの降伏電圧により定まる所定値を超えたときに、信号処理回路へ帰還されるＡＣＬ電圧をコントラストが減少する側へ制御して、弱電界時に画面に現れるビートを目立たなくするようにしている。
【０００５】
また、特許文献２には、ＡＦＴ（Automatic Fine Tuning）機能を有するテレビ信号受信装置において、テレビ信号の弱電界時、検波された映像信号自身のＳ／Ｎの悪化を最小限に抑えるようにするための技術が開示されている。テレビ信号受信装置は、テレビ信号の電界状態を検出する手段を備え、テレビ信号が弱電界状態になったとき、通常のＡＦＴ動作により得られるチューナの選局位置を画質がやや甘くなるように所定の設定分だけずらすようにしている。
【０００６】
また、特許文献３には、弱電界時でも、ソフトで見易い映像が得られるようにするための移動体ＴＶ用映像信号処理回路が開示されている。この回路は、音声検波回路より信号レベルを検波しＤＣ電圧を発生する信号レベル検出回路で判断された信号レベルに応じて、映像検波回路で検波された映像信号の周波数特性を可変することができる周波数特性可変回路を設け、弱電界時は映像検波回路で検波された映像信号における高域の周波数特性を周波数特性可変回路により落とす。これにより弱電界でもノイズの少ない、見易い映像を得ようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２８２２８号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４３８１号公報
【特許文献３】特開２０００−３４１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、表示装置の一例である現在のテレビジョン装置では、受信した映像信号に対して各種の映像信号処理が行われることが一般的となっている。映像信号処理においては、映像品位を向上させるための各種の画質調整処理が行われる。例えば、映像信号のノイズを目立たなくするような画質調整処理として、３次元ノイズリダクション（３次元ＮＲ）が用いられる。
【０００９】
一般的な３次元ノイズリダクションの処理部の構成としては、入力する映像信号から抽出した画像データを入力し、連続する２つの画像間の差分量を画素単位に求め、求めた差分量に応じて適応的に３次元ＮＲの出力データをフィードバックすることにより時間方向のノイズを低減するものが用いられる。
例えば、図２に示すように、３次元ＮＲ部１１は、差分抽出部１１１、フレームメモリ１１２、混合部１１３を備え、差分抽出部１１１によって、フレームメモリ１１２に保持した時間的に前のフレーム画像と入力画像データのフレーム画像との差分を画素単位で抽出し、その値に応じて画素単位に混合比を決定する。そして混合部１１３において、決定された混合比に従ってフレームメモリ１１２に保持した時間的に前の画像と現在の画像とを混合して出力する。このように３次元ノイズリダクションは、時間的に異なる画像間の動きに基づいて画像を混合することでノイズを除去するもので、映像の全体にかかったノイズを取り除き、質感の向上とより深みのある画像を実現するものとされる。
【００１０】
ここで、上記のように静止画表示機能を有する表示装置では、映像信号をキャプチャした画像を静止画として表示し続けることができる。このときに、ノイズの多い画像をキャプチャして表示した場合、ノイズが多く映像品位の低い静止画がずっと表示されることになる。
ノイズレベルを低減させるためには、上記のような３次元ノイズリダクションを用いることができる。３次元ノイズリダクションは、上記のように時間的に異なる画像を混合することにより時間的に発生するノイズを低減しようとするものであるため、画像データが時間的に変化しない、つまり動きのない画像の場合には有効である。しかしながら、動きの多い画像であると、これらの画像を混合したときにいわゆる尾引きと呼ばれる品位の低下が生じる。従って特に動きのある動画の場合には、３次元ノイズリダクションを強める処理を行うことは逆に好ましくない。動画表示中に３次元ノイズリダクションを強くかけて静止画をキャプチャした場合、却って品位の低い画像が静止画として表示されてしまう。
【００１１】
このような場合、入力映像信号が動きのない静止画か動きのある動画かを判定して、静止画の場合には３次元ノイズリダクションを強くかけて、その画像をキャプチャすることが考えられる。しかしながら、３次元ＮＲ部１１においては静止画を精度よく判定することは困難である。例えば、３次元ＮＲ部１１に入力する画像Ａがノイズレベルの大きい画像データであった場合、フレームメモリ１１２に保持された画像Ｂとの差分が大きくなる。ノイズを考慮しなければ、静止画の場合には差分が小さくなるため容易に静止画像であることを判別できる。しかしながらノイズが多い場合には静止画であっても差分が大きくなっていくため、動画と誤判定し、静止画を確実に判定することができない。
【００１２】
また、フレームメモリ１１２に記憶した画像Ｂと入力した画像Ａとの時間差は１フレーム分しかなく、動画の場合であってもフレーム間で動きが比較的少なければ、確実に動画か静止画かを判定することができない。また、入力してくる画像Ａのデータはメモリ上にないため、ソフトウェア処理を行うことができず、画像Ａと画像Ｂとの差分絶対値和を求めるためのハードウェアが必要となる。
【００１３】
つまり、静止画表示機能によってキャプチャ画像を静止画として表示しようとする際、入力映像信号のノイズレベルが大きいと、これをキャプチャした静止画もノイズの多い低品位の画像となってしまう。また、これを解消するために３次元ノイズリダクションの強度を上げた場合、入力映像信号が動きのない静止画であれば、ノイズ低減効果を得ることができるが、入力映像信号が動きのある動画であった場合、却って尾引などが生じた低品位の静止画像となってしまう。入力映像信号が動画か静止画かを判定して３次元ノイズリダクションを使い分ければよいが、従来の３次元ノイズリダクション処理を行う部分では、入力映像信号が動画像であるか静止画であるかを判別することは、上記のように困難であった。
【００１４】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画として表示する際に、表示画像のノイズを低減させて品位の高い画像を表示させることを可能とした表示装置及び表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号の画質を調整する画質調整部と、該画質調整部で画質調整された画像を表示する表示部とを備え、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画像として前記表示部に表示させる静止画表示機能を有する表示装置において、前記画質調整部は、３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ノイズリダクション処理部と、３次元ノイズリダクション処理された画像を記憶するメモリとを備え、前記入力映像信号からキャプチャした画像を表示する際に、前記３次元ノイズリダクション処理部による処理の強度が異なる複数の画像を前記メモリに記憶し、該メモリに記憶したいずれかの画像を前記キャプチャした画像として前記表示部に表示させることを特徴としたものである。
【００１６】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記キャプチャした画像を表示する際に、前記画質調整部は、入力映像信号から抽出した第１の画像を前記メモリに保持して前記表示部に静止画として表示させる処理を行うとともに、前記３次元ノイズリダクション処理部の強度を所定レベルまで強くし、該強度を強くした第２及び第３の画像を前記メモリに保持し、該第２及び第３の画像を比較して入力映像信号が動きのない静止画か否かを判別し、前記動きのない静止画であると判別した場合には、前記第１の画像に代えて、前記第２の画像を前記キャプチャした画像として表示させることを特徴としたものである。
【００１７】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記画質調整部が、該第２及び第３の画像を比較した結果、入力映像信号が前記静止画でないと判別した場合には、前記第２の画像を用いることなく、前記第１の画像を前記キャプチャした画像として表示させる処理を継続することを特徴としたものである。
【００１８】
第４の技術手段は、第２または第３の技術手段において、前記第２の画像と前記第３の画像は、時間軸方向に２フレーム以上離れた画像であることを特徴としたものである。
【００１９】
第５の技術手段は、第２〜第４のいずれか１の技術手段において、前記画質調整部が、前記第２の画像及び第３の画像を比較する際、該第２の画像と第３の画像との画素毎の差分を抽出し、画面の全画素、または前記画素を間引いた部分画素に対する前記抽出した差分の絶対値和を算出し、該算出した絶対値和が予め定めた値より小さければ、入力映像信号が動きのない静止画であると判断することを特徴としたものである。
【００２０】
第６の技術手段は、表示装置の画質調整部により該表示装置に入力した入力映像信号の画質を調整する画質調整ステップと、該画質調整ステップで画質調整された画像を表示部に表示する表示ステップとを備え、該表示ステップは、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画像として前記表示部に表示させる静止画表示を実行する表示方法において、前記画質調整ステップは、３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ノイズリダクション処理と、３次元ノイズリダクション処理された画像をメモリに記憶する記憶処理とを行い、前記入力映像信号からキャプチャした画像を表示する際に、前記３次元ノイズリダクション処理の強度が異なる複数の画像を前記メモリに記憶し、該メモリに記憶したいずれかの画像を前記キャプチャした画像として前記表示部に表示させることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、入力映像信号からキャプチャした画像を静止画として表示する際に、入力映像信号が静止画像か否かを判別し、その判別結果に応じて適切にノイズ低減処理を行うことにより、表示画像のノイズを低減させて品位の高い画像を表示させることを可能とした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】
【００２２】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２】３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ＮＲ部の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る表示装置は、入力映像信号に対して少なくとも３次元ノイズリダクションによる画質調整処理を行うもので、静止画表示機能によって入力映像信号からキャプチャした画像を静止画として表示する際に、ノイズリダクション処理の強度が異なる複数の画像をメモリに記憶し、そのメモリに記憶したいずれかの画像をキャプチャ画像として表示させるようにしたものである。特に、本発明に係る表示装置は、３次元ノイズリダクション処理を強くかけた画像に基づいて入力映像信号が動きのない静止画であるか否かを判定し、動きのない静止画であれば、３次元ノイズリダクションを強くかけた画像を静止画として表示させる。これにより、３次元ノイズリダクションの効果がある静止画の場合には、３次元ノイズリダクションを強くかけてノイズを除去した画像を静止画として表示させることができる。
【００２４】
図１は、本発明に係る表示装置の一実施形態を説明するためのブロック図である。表示装置は、画像データを画質調整する画質調整部１０、画質調整部１０で画質調整された画像データを表示する表示部２０、及び画質調整部１０の画質調整処理を制御するための画質パラメータを設定する画質パラメータ設定部３０を有している。
本実施形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置として実施することができる。この場合には、図示しないアンテナで受信された映像信号は、チューナで選局され復調されて画質調整部１０に入力される。また、テレビジョン装置に外部接続された機器から出力された映像信号が画質調整部１０に入力される。
【００２５】
画質調整部１０は、３次元ノイズリダクション処理を行う３次元ＮＲ部１１、ＩＰ変換を行うＩＰ変換部１２、スケーリング処理を行うスケーラ１３を有している。また、スケーラ１３が使用可能なフレームメモリ１４を備えている。画質調整部１０は、画像データの画質調整を行う機能ブロックであり、ここに示す画質調整処理のみならず、例えば、１次元フィルタ処理、２次元ＮＲ（ノイズリダクション）処理、輪郭補正処理、エンハンス処理などを含ませることができる。
画質調整部１０は、画質パラメータ設定部３０から出力された画質調整処理を制御するためのパラメータ（画質パラメータ）に従って画質調整を行う。
【００２６】
３次元ＮＲ部１１は、画像データに対して時間方向のノイズリダクション処理を行う。３次元ＮＲ部１１としては、上述の図２に示したような構成のものを適用することができる。すなわち、３次元ＮＲ部１１では、連続して入力される画像データ間の差分量を画素単位に求め、求めた差分量に応じて適応的に３次元ＮＲの出力データをフィードバックすることにより時間方向のノイズを低減する。ここでは、時間的に前のフレームと入力画像データのフレームとの差分を画素単位で抽出し、抽出した差分に応じて画素毎に混合比を決定し、その混合比に従って時間的に前のフレームと現在のフレームの画像データを混合して出力する。従って、３次元ＮＲ部１１には、図示しないフレームメモリが含まれるが、例えば３次元ＮＲ部１１に外部接続するＲＡＭをフレームメモリとして用いるものであってもよい。
【００２７】
３次元ＮＲ部１１の強度は、画質パラメータにより制御することができる。例えば、差分抽出部で抽出した差分値に対する係数を変化させて、混合比を異ならせることで強度調整を行う。強度を強くする場合には、係数を大きくして差分値を増幅すれば過去の画像の混合比が大きくなる。また、差分値に対して定数をオフセットとして加算することにより過去の画像の混合比を大きくする方法もある。
【００２８】
３次元ＮＲ部１１より出力された画像は、ＩＰ変換部１２によりプログレッシブ画像に変換される。ＩＰ変換部１２においても画像処理のためにフレームメモリが含まれる。
スケーラ１３は、ＩＰ変換された画像を表示部２０の解像度に合わせて解像度変換を行う。ここではスケーラ１３に入力した画像はフレームメモリ１４に保持されて解像度変換処理が行われ、表示部２０に出力される。このフレームメモリ１４はスケーラ１３自体に含まれるものであってもよい。フレームメモリ１４内の記憶画像とノイズの状態については後述する。
【００２９】
表示部２０は、液晶パネルなどの表示手段を使用できるがその表示方式は限定されない。スケーラ１３では、表示部２０に使用される表示画面の解像度に合わせて画像の解像度変換を行って出力している。
【００３０】
上記のごとくの構成を有する表示装置により、キャプチャ画像による静止画表示を行うときの処理例について説明する。
表示装置で画像表示を行う場合、通常、スケーラ１３に入力してきた画像が随時フレームメモリ１４に書き込まれ、スケーラ１３でスケーリング処理を施して表示部２０に出力される。ここで静止画表示機能によってキャプチャ画像を表示する場合、スケーラ１３では、入力してくる画像のフレームメモリ１４への新たな書き込みを停止し、フレームメモリ１４に記憶してある画像を表示部２０に出力することで、同じ画像を継続して表示させるようにする。
【００３１】
ここで、画質調整部１０に入力してきた画像（画像Ａとする）のノイズレベルが比較的大きい状態であったものとする。そして、この画像Ａには、３次元ＮＲ部１１で３次元ノイズリダクション処理が行われ、中程度のノイズレベルの画像Ｂとなったものとする。スケーラ１３では、この画像Ｂをフレームメモリ１４に記憶し、あらたな画像の書き込みを停止し、画像Ｂを解像度変換した画像を静止画として表示部２０に出力する。
【００３２】
そして上記の処理とともに、画質パラメータ設定部３０の制御によって、３次元ＮＲ部１１の強度が制御され、強度を強めた状態で３次元ノイズリダクション処理を行う。強い強度とは予め定めた高強度の強度レベルで処理を行うことを指す。そしてスケーラ１３では、３次元ノイズリダクションの強度を強めて得られた１フレーム分の画像Ｃをフレームメモリに記憶する。ここではすでに記憶保持している画像Ｂを書き換えることなく、画像Ｂとは別領域に画像Ｃを記憶する。画像Ｃはノイズリダクションの効果により低レベルのノイズ量であったものとする。
【００３３】
さらに、画像Ｃに対すると同じように３次元ノイズリダクションを強くした状態で、画像Ｃと比較するための１フレーム分の画像Ｄをフレームメモリ１４に記憶する。画像Ｄは、画像Ｂ、Ｃとは異なる領域に記憶させる。このとき、画像Ｃと画像Ｄとは時間的に連続するフレームの画像である必要はなく、時間的に２フレーム以上間隔のあいた画像とすることができる。一例として０．５秒程度の時間間隔をあけて取得する。これにより、動きのある画像であれば２フレーム以上の時間間隔をあけることにより、連続したフレームを比較する場合に比して動き量が大きくなる確率が高いため、確実に静止画ではないことを判別することができるようになる。これら画像Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ本発明の第１の画像、第２の画像、第３の画像に相当する。
【００３４】
ここでスケーラ１３では、ソフトウェア処理によって画像Ｃと画像Ｄとを比較し、入力映像信号が動きのない静止画であるか否かを判定する。この場合には、上記のように画素ごとの差分を抽出し、差分絶対値和を算出し、予め定めたレベルより差分絶対値和が小さければ静止画であることを判定することができる。ここでは、フレームメモリ１４に画像Ｃと画像Ｄの両方を記憶保持しているため、ソフトウェアによる処理によって静止画判定を行うことができる。また、ソフトウェアの処理による絶対差分和の計算に時間を要する場合は、全画素の差分計算をやめて、間引いた画素位置の差分を計算することにより、計算時間を短縮してもよい。つまり、画像Ｃと画像Ｄとの比較に際しては、画面の全画素、またはその画素を間引いた部分画素に対する抽出した差分の絶対値和に基づいて静止画判定を行うようにすることができる。
【００３５】
画像Ｃと画像Ｄとを比較した結果、入力映像信号が動きのない静止画であると判定された場合、キャプチャ画像として出力している画像Ｂに代えて、画像Ｃをスケーリングして出力する。入力映像信号が動きのない静止画の場合には、画像Ｃ、画像Ｄは３次元ノイズリダクションが効果を発揮し、ノイズレベルの低い高品位の画像となっている。これを中程度のノイズレベルの画像Ｂに置き換えることで、キャプチャ画像として表示している表示画像を高品位なものとすることができる。
【００３６】
また、画像Ｃと画像Ｄとを比較した結果、入力映像信号が静止画でないと判定された場合には、画像Ｃ及び画像Ｄは、３次元ノイズリダクションを強くかけることにより尾引などによる品位低下が生じている可能性が高い。従って、この場合には、画像Ｃを画像Ｂに置き換えることなく、画像Ｂのまま静止画を表示させる。
このように、スケーラ１３の部分では、３次元ノイズリダクションを強くかけた時間的に２フレーム以上離れた画像を一旦フレームメモリ１４に記憶し、ソフトウェア処理によってこれらの画像を比較することで、入力映像信号が動きのない静止画であるか否かを判定することができる。そして判定結果が静止画であった場合、キャプチャ画像として３次元ノイズリダクションを強くかけた画像を出力する。これにより、キャプチャ画像のノイズを低減させて品位の高い映像を表示させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…画質調整部、１１…３次元ＮＲ部、１２…ＩＰ変換部、１３…スケーラ、１４…フレームメモリ、２０…表示部、３０…画質パラメータ設定部、１１１…差分抽出部、１１２…フレームメモリ、１１３…混合部。
【図１】
0005694732.tif 000002
【図２】
0005694732.tif 000003