(57)【要約】【課題】この発明は、高速の処理速度では垂直方向に配列されている画素をも含めた処理に対応できないという課題を解決しようとするものである。【解決手段】この発明は、表示画像データの１フレーム分を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームに対応する表示画像データを生成する複数の画像処理部１〜４を設け、複数ライン分の原画像データを複数の画像処理部１〜４に同時に入力して並列処理することにより表示画像データを生成するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像データを処理して表示画像データを生成する画像処理装置において、前記表示画像データの１フレーム分を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームに対応する表示画像データを生成する複数の画像処理部を設け、複数ライン分の前記原画像データを前記複数の画像処理部に同時に入力して並列処理することにより前記表示画像データを生成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置において、前記画像処理部は原画像を拡大または縮小する解像度変換処理部を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像処理装置において、前記原画像データを記憶するフレームメモリを有し、前記原画像データは前記フレームメモリから読み出して前記複数の画像処理部に同時に入力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は入力された前記原画像データの一部または全部を保持する原画像データ保持部を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置において、表示画像の各画素を原画像の座標上に逆写像して各表示画素の原画像上での座標データを生成する座標データ生成手段を有し、この座標データ生成手段から座標データを前記サブフレームに対応して前記複数の画像処理部に出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像処理装置において、外部から前記原画像データとともに入力される同期信号から原画像のサイズを検出する原画像サイズ検出手段を有し、前記座標データ生成手段は、前記原画像サイズ検出手段において検出された原画像サイズに基き前記座標データを生成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素のアドレス情報を含み、前記画像処理部は前記アドレス情報に基き前記原画像データ保持部の対応する原画像データを選択して処理することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素と当該表示画素との相対位置情報を含み、前記画像処理部は、前記アドレス情報に基き前記原画像データ保持部より選択された原画像データを前記相対位置情報に基き処理して前記表示画素データを生成することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は、前記座標データを記憶する座標データ記憶部を有し、前記画像処理を前記座標データ記憶部より読み出された座標データに基き行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は、前記原画像データ保持部から前記アドレス情報に基き対応する原画像データを同時に選択して処理することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像処理装置において、前記原画像データ保持部はラインバッファを有し、前記画像処理部は、前記ラインバッファからの原画像データが入力され前記アドレス情報により対応する原画像データを同時に出力する選択手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置を有し、前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データを合成して１フレーム分の表示画像データを生成し、この表示画像データにより１フレーム分の画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置を有し、前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像表示装置において、前記複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上の水平方向及び垂直方向に異なる複数の位置に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の画像表示装置において、表示画像データに従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列された空間光変調素子と、この空間光変調素子に光を照明する照明装置と、前記空間光変調素子に表示された画像パターンを観察するための光学装置と、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置と、この画像処理装置の前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより時分割で前記空間光変調素子に画像を表示させる駆動手段と、前記空間光変調素子の各画素から前記光学装置への出射光の光路を偏向する光路シフト手段とを有し、サブフレーム毎の光路の偏向状態に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示することで、前記空間光変調素子の見かけ上の画素数を増倍して表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像表示装置において、前記光路シフト手段の光路偏向の回数と前記時分割の回数とを同じ回数としたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は少なくとも原画像データの解像度変換処理を行う画像処理装置、及び画像処理装置を有する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの処理能力の飛躍的増大により表示画像の益々の高解像度化が進んでおり、それに伴ってプロジェクターなどの画像表示装置においても高解像度化の要求が高まってきている。
一方、画像表示装置においては、原画像に対して様々な処理を行なって表示する場合が多いが、高解像度化が進むと、それに伴って益々高速の処理速度が必要となる。例えばＱＸＧＡ（水平２０４８画素×垂直１５３６画素）は、処理のためのクロック周波数が３００ＭＨｚ程度にもなり、事実上実現困難である。
【０００３】
このような問題点を解決して高解像の画像処理を実現するための従来技術として、特許文献１及び特許文献２記載のものがある。
特許文献１記載の従来技術は、４相化された画像データを入力するとともに、４相の入力画像データに対応して４つの処理回路を設けて４相の入力画像データを並列処理することによりクロック周波数を下げている。
【０００４】
特許文献２記載の従来技術は、４相化された入力画像データを、遅延手段を用いて拡大／縮小処理するのに必要な相数までさらに多相化し、選択手段によって後段の４つのフィルタ演算部それぞれに対応して上記多相化した入力画像データを選択出力し、この選択手段からの多相化した入力画像データを４つのフィルタ演算部で並列処理することによりクロック周波数を下げている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４２４５１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４３０６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、いずれも、処理回路を複数設けて入力画像データを並列処理することにより高解像の画像に対してもクロック周波数を下げ、従来の処理速度の低いものと同様の処理を可能にしようとするものである。
しかしながら、これらの従来技術は、いずれも入力画像データとして水平方向に連続した４画素のデータが４相化された場合に用いられるものであり、従って４つの処理回路も水平方向に連続する画素に対して処理するような構成に限定されている。
【０００７】
ところが、一般に原画像データを画像処理して表示画像データを生成する場合、水平方向だけでなく垂直方向に配列されている複数の画素をも含めて処理する場合が多い。それによってさらに高品質の表示画像を得ることができる。
例えば解像度変換の一般的な方法としては、「線形補間法」や「コンボリューション補間法（３次畳み込み内挿法）」などがある。これらは、ともに表示画像の各画素を原画像の座標上に逆写像して表示画像の各画素の原画像上での座標データを生成する。
【０００８】
線形補間法は、各表示画素について隣接する４つ（水平２画素×垂直２画素）の原画素のデータを座標データに応じて加重平均したものを表示データとして割り当てるものであり、特に自然画像について良い表示品質が得られる。
また、コンボリューション補間法は、各表示画素に対して隣接する１６（４×４）の入力画素を参照し、ｓｙｎｃ関数の３次関数近似にしたがった重み付けで値を割り当てるものである。この方法は、テキストや線画のエッジ部分の保存性にも優れており、さらに良好な表示品質が得られる。
【０００９】
すなわち、上記従来技術は、上述のとおり水平方向に配列されている画素についてのみの処理に限定されているため、このような垂直方向に配列されている画素をも含めた処理には対応できないという欠点がある。仮に対応しようとした場合には、まず水平方向に配列されている画素についてのみ処理を行い、その結果をメモリに記憶し、メモリからデータを順次に読み出して垂直方向に配列されている画素について処理するようにしなければならず、さらに多くの処理回路やメモリが必要になって回路が大規模高コスト化するとともに処理回数が２倍になるために処理速度についても効果が低減するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上述のごとき従来技術の欠点を解消し、水平方向だけでなく垂直方向に配列されている画素をも含めて画像処理することを可能にし、高解像の画像処理を高速且つ高品質に実現できる画像処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、原画像データが処理に必要な分だけ一度に入力されない場合についても画像処理を行なうことができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、様々な解像度の原画像データ入力に対して適時対応可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、座標データ生成手段が他の様々な制御も同時に行なう場合に座標データ生成手段にかかる負荷を軽減することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、画像処理の高速化を図ることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、高解像で高品質の画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、原画像データを処理して表示画像データを生成する画像処理装置において、前記表示画像データの１フレーム分を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームに対応する表示画像データを生成する複数の画像処理部を設け、複数ライン分の前記原画像データを前記複数の画像処理部に同時に入力して並列処理することにより前記表示画像データを生成するものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像処理装置において、前記画像処理部は原画像を拡大または縮小する解像度変換処理部を有するものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像処理装置において、前記原画像データを記憶するフレームメモリを有し、前記原画像データは前記フレームメモリから読み出して前記複数の画像処理部に同時に入力するものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は入力された前記原画像データの一部または全部を保持する原画像データ保持部を有するものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は入力される前記原画像データの一部または全部を保持する原画像データ保持部を有するものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の画像処理装置において、外部から前記原画像データとともに入力される同期信号から原画像のサイズを検出する原画像サイズ検出手段を有し、前記座標データ生成手段は、前記原画像サイズ検出手段において検出された原画像サイズに基き前記座標データを生成するものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項４〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素のアドレス情報を含み、前記画像処理部は前記アドレス情報に基き前記原画像データ保持部の対応する原画像データを選択して処理するものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項４〜７のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素と当該表示画素との相対位置情報を含み、前記画像処理部は、前記アドレス情報に基き前記原画像データ保持部より選択された原画像データを前記相対位置情報に基き処理して前記表示画素データを生成するものである。
【００２０】
請求項９に係る発明は、請求項５〜８のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は、前記座標データを記憶する座標データ記憶部を有し、前記画像処理を前記座標データ記憶部より読み出された座標データに基き行うものである。
【００２１】
請求項１０に係る発明は、請求項７〜９のいずれか１つに記載の画像処理装置において、前記画像処理部は、前記原画像データ保持部から前記アドレス情報に基き対応する原画像データを同時に選択して処理するものである。
【００２２】
請求項１１に係る発明は、請求項１０記載の画像処理装置において、前記原画像データ保持部はラインバッファを有し、前記画像処理部は、前記ラインバッファからの原画像データが入力され前記アドレス情報により対応する原画像データを同時に出力する選択手段を有するものである。
【００２３】
請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置を有し、前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データを合成して１フレーム分の表示画像データを生成し、この表示画像データにより１フレーム分の画像を表示するものである。
【００２４】
請求項１３に係る発明は、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置を有し、前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成するものである。
【００２５】
請求項１４に係る発明は、請求項１３記載の画像表示装置において、前記複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上の水平方向及び垂直方向に異なる複数の位置に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成するものである。
【００２６】
請求項１５に係る発明は、請求項１３記載の画像表示装置において、表示画像データに従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列された空間光変調素子と、この空間光変調素子に光を照明する照明装置と、前記空間光変調素子に表示された画像パターンを観察するための光学装置と、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の画像処理装置と、この画像処理装置の前記複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより時分割で前記空間光変調素子に画像を表示させる駆動手段と、前記空間光変調素子の各画素から前記光学装置への出射光の光路を偏向する光路シフト手段とを有し、サブフレーム毎の光路の偏向状態に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示することで、前記空間光変調素子の見かけ上の画素数を増倍して表示するものである。
【００２７】
請求項１６に係る発明は、請求項１５記載の画像表示装置において、前記光路シフト手段の光路偏向の回数と前記時分割の回数とを同じ回数としたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態１を示す。この実施形態１は画像処理装置の一形態である。本実施形態１では、表示画像データの１フレーム分を４つのサブフレームに分割し、それぞれ対応するサブフレームについて線形補間法による解像度変換処理を行なうことにより原画像を拡大または縮小する複数の画像処理部１〜４を有する。ここに、１フレームは例えば水平方向に４つのサブフレームに分割する。
【００２９】
図１において、Ｒｉ、ＧｉおよびＢｉはそれぞれ本実施形態１に入力される赤色、緑色および青色のアナログ画像信号である。ここで、図１は本実施形態１の赤色アナログ画像信号Ｒｉに関する部分についてのみ示しているが、本実施形態１の他の色のアナログ画像信号ＧｉおよびＢｉに関する部分についても図１に示す赤色アナログ画像信号Ｒｉに関する部分と全く同様に構成されて他の色のアナログ画像信号Ｇｉ、Ｂｉを同様に処理する。また、信号ＨＤおよびＶＤはそれぞれ、入力画像信号に対応して本実施形態１に入力される水平同期信および垂直同期信号である。
【００３０】
ビデオアンプ５は画像信号Ｒｉを適当なレベルに増幅する。同期クロック再生回路６は、水平同期信号ＨＤから入力画像信号Ｒｉに同期したクロックＷＣＫを再生して出力する。ビデオアンプ５からの画像信号ＡＲｉは、Ａ／Ｄ変換回路７に入力され、Ａ／Ｄ変換回路７により同期クロックＷＣＫに基きデジタルの画像データＤＲｉに変換される。
【００３１】
原画像サイズ検出手段８は、１フレーム期間内の水平同期信号ＨＤのパルス数をカウントすることにより走査線数を検知し、同期クロック再生回路６からの同期クロックＷＣＫから１水平期間内の有効画素数を検知することで、入力される原画像のサイズを検出する。
【００３２】
書き込み制御回路９は、原画像サイズ検出手段８からの原画像サイズ検出信号ＳＩＺＥから上記画像データＤｒｉのフレームメモリ１０への書き込み制御信号ＷＡを生成して出力する。ここで、書き込み制御信号ＷＡには書き込みアドレスが含まれ、さらにその書き込みアドレスは主走査方向にあたる水平方向アドレス部と副走査方向にあたる垂直方向アドレス部から成る。
【００３３】
フレームメモリ１０は、Ａ／Ｄ変換回路７からの画像データＤＲｉを書き込み制御回路９からの制御信号ＷＡに従い、同期クロック再生回路６からの同期クロックＷＣＫに同期して順次に書き込む。尚、フレームメモリ１０は、後述する読み出し制御回路１１からの読み出しアドレスＲＡによって書き込みとは非同期に画像データの読み出しが可能なデュアルポート機能を持つメモリである。
【００３４】
座標データ生成手段１２は、原画像サイズ検出手段８からの原画像サイズ検出信号ＳＩＺＥに基き内部に原画像の座標系を作成し、表示画像の各画素を上記原画像の座標上に逆写像して各表示画素の原画像上での座標データＣ１〜Ｃ４を生成する。この座標データＣ１〜Ｃ４は、それぞれ画像処理部１〜４にて生成される各サブフレームの表示画素に対応し、したがってそれぞれ対応する画像処理部１〜４に入力される。座標データ生成手段１２としては例えば１チップマイクロコンピュータなどを用いることができる。
【００３５】
図３は上記座標データＣ１〜Ｃ４の一例を示す。座標データＣ１〜Ｃ４は、コマンドビット、相対位置情報及びアドレス情報からなる。座標データＣ１〜Ｃ４のコマンドビットは画像処理部１〜４における処理動作を制御するものであり、これが”１”のときに画像処理部１〜４が解像度変換処理を実行して表示画素データを生成する。座標データＣ１〜Ｃ４のアドレス情報は対応する表示画素に隣接する原画像画素のうち所定の画素の水平方向アドレスデータであり、座標データＣ１〜Ｃ４の相対位置情報は上記隣接する原画像画素と上記表示画素との位置関係を示す。
【００３６】
図２は上記表示画素とこれに隣接する原画像画素との関係を模式的に示したものであり、Ｓｘｙが表示画素で、Ｓ１１〜Ｓ２２が表示画素Ｓｘｙに隣接する原画像画素である。図２中ｘ１、ｙ１は図２に示す相対位置情報である。また、図３に示す座標データＣ１〜Ｃ４のアドレス情報は図２に示す原画像画素Ｓ１１及びＳ２１の水平方向アドレスデータである。読み出し制御回路１１は、座標データ生成手段１２からの制御信号ＲＥが”１”のとき、原画像サイズ検出手段８からの原画像サイズ検出信号ＳＩＺＥに基き画像データの読み出しアドレスＲＡを生成する。
【００３７】
フレームメモリ１０は、読み出し制御回路１１からの読み出しアドレスＲＡに応じて原画像データＲを読み出して画像処理部１〜４に同時に出力する。画像処理部１〜４はそれぞれフレームメモリ１０からの座標データＣ１〜Ｃ４に基き原画像データＲを解像度変換処理して表示画像データＲｏ１〜Ｒｏ４とアドレスデータＡ１〜Ａ４を出力する。そして、画像処理部１〜４は、１つの表示画素データを生成すると、信号ＰＣ１〜ＰＣ４を”１”にする。座標データ生成手段１２は、画像処理部１〜４からの信号ＰＣ１〜ＰＣ４に基き制御信号ＲＥを読み出しアドレス制御回路１１へ出力して読み出しアドレス制御回路１１を制御する。
【００３８】
図４は画像処理部１の構成例を概略的に示したものである。なお、図４は図１における画像処理部１について示しているが、画像処理部２〜４も画像処理部１と全く同様に構成されて他の各色の画像データを画像処理部１と同様に処理する。
フレームメモリ１０から読み出された原画像データＲはシフトレジスタ１３に順次に書き込まれる。読み出し制御回路１１は、１ライン分の画素データを出力すると、信号Ｈを”１”にする。ラインバッファ１４、１５は、読み出し制御回路１１からの信号Ｈが”１”になると、それぞれシフトレジスタ１３からのデータＲ１〜Ｒｍおよびラインバッファ１４からのデータＲ２１〜Ｒ２ｍを取り込み出力する。
【００３９】
選択手段１６は、ラインバッファ１５からの１ライン分の原画像データＲ１１〜Ｒ１ｍ及びラインバッファ１４からの１ライン分の原画像データＲ２１〜Ｒ２ｍを入力し、座標データ生成手段１２からの座標データＣ１のアドレス情報に基きこれに対応する４つの画素データＳ１１〜Ｓ２２を選択して同時に出力する。
【００４０】
解像度変換処理部１７は、座標データ生成手段１２からの座標データＣ１のコマンドビットが”１”のとき、選択手段１６からの出力画像データＳ１１〜Ｓ２２と座標データ生成手段１２からの座標データＣ１の相対位置情報ｘ１及びｙ１について以下の演算を行ない、表示画素データＲｏ１（＝Ｓｘｙ）を出力することで原画像を拡大または縮小するとともに１パルスの信号ＣＮＴを出力する。
【００４１】
Ｓｘｙ＝Ｓ１１・（１−ｘ１）・（１−ｙ１）＋Ｓ１２・ｘ１・（１−ｙ１）＋Ｓ２１・（１−ｘ１）・ｙ１＋Ｓ２２・ｘ１・ｙ１
出力アドレス生成部１８は解像度変換処理部１７からのパルス信号ＣＮＴをカウントし、そのカウント値を表示画素データＲｏ１のアドレスデータＡ１として出力する。
【００４２】
図５は、図４における選択手段１６の構成例を概略的に示したものである。選択手段１６は４つのマルチプレクサ（ＭＵＸ）１９〜２２で構成されている。マルチプレクサ１９、２０はラインバッファ１５に書き込まれている先行ラインの画素データＲ１１〜Ｒ１（ｍ‐１）、Ｒ１２〜Ｒ１ｍをそれぞれ入力し、マルチプレクサ２１、２２はラインバッファ１４に書き込まれている後続ラインの画素データＲ２１〜Ｒ２（ｍ‐１）、Ｒ２２〜Ｒ２ｍをそれぞれ入力する。
【００４３】
マルチプレクサ１９とマルチプレクサ２０、及びマルチプレクサ２１とマルチプレクサ２２はそれぞれ同一の入力端子について水平方向に１画素シフトした画像データが入力される。したがって、マルチプレクサ１９〜２２は、座標データ生成手段１２からの座標データＣ１によって同一の入力端子のデータを選択することにより図２に示した４つの隣接画素を同時に出力する。
【００４４】
図６は本発明の別の実施形態２を概略的に示したものである。この実施形態２は画像処理装置の別の一形態である。なお、図６においては、図１と同一の構成部分についてはフレームメモリ１０を除いて図示を省略している。
本実施形態２と上記実施形態１との違いは、以下のとおりである。
【００４５】
画像処理部２３〜２６がそれぞれ制御信号ＲＥ１〜ＲＥ４を読み出し制御回路２７に対して出力する。
画像処理部２３〜２６は読み出し制御回路２７からの読み出しアドレスＲＡを入力する。
座標データ生成手段２８からの座標データのアドレス情報は、図２に示す画素Ｓ２１の水平方向及び垂直方向アドレスデータである。
【００４６】
座標データ生成手段２８は、原画像サイズ検出手段８からの原画像サイズ検出信号ＳＩＺＥが変わったときにそれに応じて座標データＣ１〜Ｃ４を生成し、コマンドビットを”１”にして画像処理部２３〜２６に出力する。そして、座標データ生成手段２８は、すべての表示画素についてデータを出力した後には、再び原画像サイズ検出手段８からの原画像サイズ検出信号ＳＩＺＥが変わるまでは座標データ生成出力の動作は行なわない。
【００４７】
画像処理部２３〜２６は、それぞれ座標データ記憶部を有し、座標データ生成手段２８から順次に入力される座標データＣ１〜Ｃ４を座標データ記憶部に記憶する。そして、画像処理部２３〜２６は、座標データ記憶部に記憶された座標データを順次に読み出してフレームメモリ１０からの画像データＲの解像度変換処理を行なう。
【００４８】
図７は画像処理部２３の構成例を示したものである。なお、図７は、図６における画像処理部２３について示しているが、画像処理部２４〜２６についても画像処理部２３と全く同様に構成される。また、図７において、図４と同一部分には同一符号が付してある。
【００４９】
書込／読出制御回路２９は座標データ生成手段２８からの座標データのコマンドビットが”１”のときに座標データ記憶部３０への制御信号Ｗ／Ｒを書き込みモードにして座標データ生成手段２８からの座標データを座標データ記憶部３０に書き込む。ここで、制御信号Ｗ／Ｒは、書き込み制御信号及び書き込みアドレスを含む。そして、書込／読出制御回路２９は、座標データ記憶部３０に対する全てのデータの書き込みが終了すると、制御信号Ｗ／Ｒを読み出しモードに切り替えて、先頭の表示画素に対応する座標データから読み出しを開始する。ここで、制御信号Ｗ／Ｒは読み出しアドレスを含む。
【００５０】
書込／読出制御回路２９は、解像度変換処理部１７にて表示画素データが生成されて解像度変換処理部１７からの信号ＰＣ１が”１”になる毎に次の座標データＭＣ１を順次に座標データ記憶部３０から読み出す。この座標データ記憶部３０から読み出された座標データＭＣ１は、選択手段１６、解像度変換処理部１７、出力アドレス生成部１８へ上記座標データＣ１の代りに入力され、かつ、比較部３１に入力される。
【００５１】
比較部３１は、読み出し制御回路２７からの信号Ｈが”１”になると、その時点でのフレームメモリ１０からの画像読み出しアドレスＲＡと座標データ記憶部３０からの座標データ中のアドレス情報の垂直方向アドレスを比較し、この両者が不一致の場合にはラインバッファ１５に書き込まれている画像データに対する処理が終了していないと判断して制御信号ＲＥ１を”０”にしてフレームメモリ１０からの画像データの読み出しを停止する。比較部３１は、画像読み出しアドレスＲＡと座標データ中のアドレス情報の垂直方向アドレスとが一致した場合にはラインバッファ１４、１５への信号ＥＮを”１”にしてラインバッファ１４、１５の内容を更新する。
【００５２】
上記実施形態１、２によれば、表示画像データの１フレーム分を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームに対応する表示画像データを生成する複数の画像処理部１〜４、２３〜２６を設け、複数ライン分の原画像データを複数の画像処理部１〜４、２３〜２６に同時に入力して並列処理することにより表示画像データを生成するので、水平方向だけでなく垂直方向の画素をも含めて画像処理することが可能になってどのような画像処理も可能となり、高解像の画像処理を高速且つ高品質に実現できる。
【００５３】
また、上記実施形態１、２によれば、画像処理部１〜４、２３〜２６は原画像を拡大または縮小する解像度変換処理部１７を有するので、様々な解像度の画像を同一の解像度で且つ高品質での表示を実現できる。
【００５４】
一般に、原画像データが外部から入力される場合、原画像データと同時に入力される同期信号から画像データの同期クロックが再生される。しかしながら、このような再生クロックは、通常ジッタ―が多く、上記の解像度変換などの画像処理には適用できない。そこで、ＦＩＦＯなどを用いたメモリを設け、入力画像データを再生クロックに同期して一旦メモリに書き込んだ後、別のジッタ―を含まない高品質のクロックを用いてメモリから画像データを読み出して処理することが一般的に行なわれている。
【００５５】
上記実施形態１、２によれば、原画像データを記憶するフレームメモリ１０を有し、原画像データはフレームメモリ１０から読み出して複数の画像処理部１〜４、２３〜２６に同時に入力するので、外部から入力される原画像データに対しても高品質の画像処理を容易に行うことができる。
【００５６】
上記実施形態１、２においては、原画像データが水平方向１ラインごとに順次に入力される場合がある。このような場合に上述の線形補間やコンボリューション補間などの処理を画像処理部１〜４、２３〜２６で行なうためには、少なくとも処理に必要な垂直方向に複数ライン分の原画像データを保持する手段が必要になる。
【００５７】
そこで、上記実施形態１、２では、画像処理部は入力される原画像データの一部または全部を保持する原画像データ保持部１３〜１５を有するので、原画像データが処理に必要な分だけ一度に入力されない場合についても画像処理を行なうことが可能となり、データ転送の負荷を軽減することができ、設計の簡素化を図ることができる。
【００５８】
一般に原画像データとしては様々な解像度のものがあり、画像表示装置はそれらに適時対応するための手段を有する。
上記実施形態１、２によれば、座標データ生成手段１２を設けたので、どのような解像度の原画像入力に対しても高品位の画像処理を実現することができる。
【００５９】
また、上記実施形態１、２によれば、上記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素のアドレス情報を含み、画像処理部１〜４、２３〜２６は上記アドレス情報に基き原画像データ保持部１４、１５の対応する原画像データを選択して処理するので、容易な構成で画像処理装置を実現することができる。
【００６０】
また、上記実施形態１、２によれば、上記座標データは、表示画像の各画素について、原画像の座標上において隣接する複数の原画像画素と当該表示画素との相対位置情報を含み、画像処理部１〜４、２３〜２６は、上記アドレス情報に基き原画像データ保持部１４、１５より選択された原画像データを上記相対位置情報に基き処理して表示画素データを生成するので、容易な構成で画像処理装置を実現することができる。
【００６１】
一般的に上記座標データ生成手段１２としては、例えば１チップマイクロコンピュータのような汎用の演算処理デバイスが用いられ、これは通常上述の画像処理だけでなく様々な制御、例えばリモートコントローラからの指示による表示画像の明暗調整などの制御も同時に行う。従って、このような演算処理デバイスに様々な制御を行なわせるためには不要な負荷を与えないようにする必要がある。
【００６２】
上記実施形態２によれば、画像処理部２３〜２６は、上記座標データを記憶する座標データ記憶部３０を有し、画像処理を座標データ記憶部３０より読み出された座標データに基き行うので、座標データ生成手段１２として１チップマイクロコンピュータのような汎用の演算処理デバイスを用いて様々な制御も同時に行なうような場合においても、画像処理の負荷を軽減することができてより一層多機能で信頼性の高い動作性能の画像処理装置を実現できる。
【００６３】
また、上記実施形態１、２によれば、画像処理部は、上記座標データのアドレス情報に基き対応する原画像データを同時に選択して処理するようにしたので、より一層の高速度処理が可能な画像処理装置を実現できる。
【００６４】
図８は、本発明の実施形態３を概略的に示したものである。この実施形態３は画像表示装置の一形態である。
まず、本実施形態３において、画像処理装置３２〜３４は、上記実施形態１または２の画像処理装置であり、それぞれ赤色、緑色及び青色の三原色画像データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに対応していて該三原色画像データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに解像度変換処理をして各サブフレームの三原色の表示画像データＲｏ１〜Ｒｏ４、Ｇｏ１〜Ｇｏ４、Ｂｏ１〜Ｂｏ４を生成する。
【００６５】
画像合成手段３５〜３７は、それぞれ画像処理装置３２〜３４において生成された各サブフレームの画像データＲｏ１〜Ｒｏ４、Ｇｏ１〜Ｇｏ４及びＢｏ１〜Ｂｏ４を後段の液晶表示パネル３８の入力仕様に適した形式で合成して１フレームの表示画像データを生成し、この表示画像データを内部のバッファメモリに一時記憶する。
【００６６】
液晶表示パネル（液晶パネル）駆動制御部３９は読み出しアドレスＲＡ２を生成して画像合成手段３５〜３７に出力し、画像合成手段３５〜３７は液晶パネル駆動制御部３９からの読み出しアドレスＲＡ２に基づきバッファメモリに記憶されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを順次に読み出してＤ／Ａ変換器４０に入力する。また、液晶パネル駆動制御部３９は液晶表示パネル３８を駆動するための制御信号ＬＣを出力する。
【００６７】
Ｄ／Ａ変換器４０は画像合成手段３５〜３７からの画像データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを液晶表示パネル３８の液晶画素を駆動するアナログ画像信号ＡＲｏ、Ａｇｏ、Ａｂｏに変換して出力する。液晶表示パネル３８は液晶パネル駆動制御部３９からの制御信号ＬＣとＤ／Ａ変換器４０からのアナログ画像信号ＡＲｏ、Ａｇｏ、ＡＢｏに基き入力原画像が解像度変換処理されて拡大または縮小された画像を表示する。
【００６８】
この実施形態３によれば、上記実施形態１または２記載の画像処理装置を有し、複数の画像処理部３２〜３４において生成された複数のサブフレームの表示画像データを合成して１フレーム分の表示画像データを生成し、この表示画像データにより１フレーム分の画像を表示するので、画像処理装置にて原画像を高速且つ高品質に処理して高解像の表示画像データを生成することができ、高解像度の動画を高品質で表示可能な画像表示装置を実現できる。
【００６９】
図９は、本発明の実施形態４を概略的に示したものである。この実施形態４は画像表示装置の別の形態である。この実施形態４と上記実施形態３との違いは、以下のとおりである。
上記実施形態３の画像合成手段３５〜３７がそれぞれ画像切替手段４１〜４３に置き換えられる。
【００７０】
液晶パネル駆動制御部４４は、信号ＳＥＬを生成して画像切替手段４１〜４３に入力する。
液晶パネル駆動制御部４４は、信号ＳＥＬによって、画像切替手段１〜３のそれぞれに画像処理装置３２〜３４から入力される各サブフレームの画像データＲｏ１〜Ｒｏ４、Ｇｏ１〜Ｇｏ４及びＢｏ１〜Ｂｏ４を順次に切り替えさせて選択的に出力させる。液晶表示パネル３８は液晶パネル駆動制御部４４からの制御信号ＬＣとＤ／Ａ変換器４０からのアナログ画像信号ＡＲｏ、Ａｇｏ、ＡＢｏに基きサブフレームごとに画像を時分割で表示することにより１フレームの画像を形成して表示する。
【００７１】
図１０は上記画像切替手段４１〜４３の構成例を示したものである。なお、図１０は画像切替手段４１について示したものであるが、画像切替手段４２、４３についても画像切替手段４１と全く同様に構成される。
サブフレームバッファメモリ４５〜４８は、それぞれ画像処理装置３２〜３４からの各サブフレームの画像データＲｏ１〜Ｒｏ４を一時記憶する。サブフレームバッファメモリ４５〜４８は、一時記憶した画像データを液晶パネル駆動制御部４４からの読み出しアドレスＲＡ２に基き順次に読み出す。選択手段４９は液晶パネル駆動制御部４４からの信号ＳＥＬに基きサブフレームバッファメモリ４５〜４８からの各サブフレームの画像データＲｘ１〜Ｒｘ４のうちのいずれかを選択して出力する。
【００７２】
この実施形態４によれば、上記実施形態１または２における複数の画像処理部３２〜３４において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成して表示するので、高解像で高品質の画像表示装置を提供することができる。
【００７３】
図１１は本発明の実施形態５を概略的に示したものである。この実施形態５は単色画像を表示する画像表示装置の一形態である。この実施形態５は、上記実施形態４における一色分の構成が用いられ、表示画像データに従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列された空間光変調素子として液晶表示パネル４９を用いたプロジェクターの構成例である。
【００７４】
インテグレータ光学系５０は、例えばフライアイレンズアレイで構成されており、光源５１からの光を均一化する。コンデンサレンズ５２はインテグレータ光学系５０からの照明光を偏光ビームスプリッター５３を介して空間光変調素子４９に集光して照明するためのものである。ここで、空間光変調素子４９は反射型液晶表示パネルとしている。光源５１、インテグレータ光学系５０及びコンデンサレンズ５２は光を集光して空間光変調素子４９を照明する照明装置を構成している。
【００７５】
表示制御手段５４は図９に示す装置における液晶表示パネル４９を除いた部分であり、複数のサブフレームごとに空間光変調素子４９の各画素に偏光ビームスプリッター５３から入射される照明光を変調する。空間光変調素子４９で空間光変調された照明光は画像光として偏光ビームスプリッター５３を介して光路シフト手段５５に入射し、画像光が画素の配列方向（ここでは水平方向）に設定されたシフト量だけシフトされる。駆動手段５６は図９に示す液晶パネル駆動制御部４４からの制御信号ＳＥＬを同期信号として用いて光路シフト手段５５を制御し、制御信号ＳＥＬに同期して光路シフトを行わせる。なお、偏光ビームスプリッター５３は、照明光と画像光を分離するためのである。光路シフト手段５５からの出射光は投射レンズ５７で拡大されてスクリーン５８に投射され、サブフレーム毎の光路の偏向状態に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンがスクリーン５８に表示されることで空間光変調素子４９の見かけ上の画素数が増倍されて表示される。
【００７６】
図１２は本発明の実施形態６の一部を示す。この実施形態６はカラー画像表示装置の一形態である。この実施形態６では、上記実施形態５において、１色分の空間光変調素子４９の代りに３原色分の空間光変調素子４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂが設けられ、この空間光変調素子４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂと偏光ビームスプリッター５３との間にダイクロイックミラー５９が設けられる。
【００７７】
偏光ビームスプリッター５３からの照明光の赤色成分はエアギャップ６０を介してダイクロイックミラー５９のダイクロイック膜５９ａ及び側壁５９ｃにより反射されて空間光変調素子４９Ｒに入射し、偏光ビームスプリッター５３からの照明光の青色成分はエアギャップ６０を介してダイクロイックミラー５９のダイクロイック膜５９ａ、５９ｂを透過して空間光変調素子４９に入射する。偏光ビームスプリッター５３からの照明光の緑色成分はエアギャップ６０を介してダイクロイックミラー５９のダイクロイック膜５９ａを透過した後にダイクロイックミラー５９のダイクロイック膜５９ｂ及び５９ａにより反射されて空間光変調素子４９Ｂに入射し、各空間光変調素子４９Ｒ、４９ｇ、５９Ｂはそれぞれ図示しない表示制御手段により駆動制御されて入射光を変調する。これらの表示制御手段は図９に示す装置における液晶表示パネル４９を除いた部分である。
【００７８】
空間光変調素子４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂで空間光変調された照明光は画像光としてダイクロイックミラー５９を逆に進んで偏光ビームスプリッター５３を透過し、光路シフト手段５５により画素の配列方向（ここでは水平方向）に設定されたシフト量ずつシフトされる。光路シフト手段５５を駆動する駆動手段は図９に示す液晶パネル駆動制御部４４からの制御信号ＳＥＬを同期信号として用いて光路シフト手段５５を制御し、制御信号ＳＥＬに同期して光路シフトを行わせる。
【００７９】
光路シフト手段５５からの出射光は投射レンズ５７で拡大されてスクリーン５８に投射され、サブフレーム毎の光路の偏向状態に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンがスクリーン５８に表示されることで空間光変調素子４９の見かけ上の画素数が増倍されて表示される。
【００８０】
上記実施形態５、６によれば、表示画像データに従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列された空間光変調素子４９または４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂと、この空間光変調素子に光を照明する照明装置５０〜５２と、空間光変調素子４９に表示された画像パターンを観察するための光学装置としてのスクリーン５８と、上記実施形態１または２の画像処理装置における複数の画像処理部１〜４または２３〜２６において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより時分割で空間光変調素子４９または４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂに画像を表示させる駆動手段（表示制御手段）と、空間光変調素子４９または４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂの各画素から上記光学装置への出射光の光路を偏向する光路シフト手段５５とを有し、サブフレーム毎の光路の偏向状態に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示することで、空間光変調素子４９または４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂの見かけ上の画素数を増倍して表示するので、高解像で高品質の画像表示装置を提供することができる。
【００８１】
なお、上記実施形態４〜６では、複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上に水平方向についてのみ時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成して表示したが、複数の画像処理部において生成された複数のサブフレームの表示画像データにより表示画面上の水平方向及び垂直方向に異なる複数の位置に時分割で画像を表示することで１フレーム分の画像を生成して表示するようにしてもよい。例えば上記実施形態５、６において、図１０に示すサブフレームバッファメモリ４５〜４８にそれぞれ画像処理装置３２〜３４からの水平方向および垂直方向に設定量ずつ変位した複数の画像データ（例えば図２に示す画素Ｓ１１〜Ｓ２２のように水平方向および垂直方向に１画素分ずつ変位した４つの画像データ）を一時記憶して選択手段４９にて液晶パネル駆動制御部４４からの信号ＳＥＬに基きサブフレームバッファメモリ４５〜４８からの各画像データを順次に選択するようにしてもよい。
また、上記実施形態５、６において、光路シフト手段５５による光路偏向の回数と上記時分割の回数とを同じ回数としてもよい。この場合、例えば上記実施形態５、６において、図１０に示すサブフレームバッファメモリ４５〜４８にそれぞれ画像処理装置３２〜３４からの水平方向および垂直方向に設定量ずつ変位した複数の画像データ（例えば図２に示す画素Ｓ１１〜Ｓ２２のように水平方向および垂直方向に１画素分ずつ変位した４つの画像データ）を一時記憶して選択手段４９にて液晶パネル駆動制御部４４からの信号ＳＥＬに基きサブフレームバッファメモリ４５〜４８からの各画像データを順次に選択するようにしてもよい。このようにすれば、空間光変調素子４９または４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂの見かけ上の画素数を光路シフト手段５５による光路偏向で増倍するので、空間光変調素子には画素数の少ないものを用いることができてコストを安くでき、高解像で高品質の画像を安価な画像表示装置にて表示することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水平方向だけでなく垂直方向の画素をも含めて画像処理することが可能になってどのような画像処理も可能となり、高解像の画像処理を高速且つ高品質に実現できる。
また、様々な解像度の画像を同一の解像度で且つ高品質での表示を実現できる。
また、外部から入力される原画像データに対しても高品質の画像処理を容易に行うことができる。
【００８３】
また、原画像データが処理に必要な分だけ一度に入力されない場合についても画像処理を行なうことが可能となり、データ転送の負荷を軽減することができ、設計の簡素化を図ることができる。
また、どのような解像度の原画像入力に対しても高品位の画像処理を実現することができる。
【００８４】
また、容易な構成で画像処理装置を実現することができる。
また、座標データ生成手段にて様々な制御も同時に行なうような場合においても、画像処理の負荷を軽減することができてより一層多機能で信頼性の高い動作性能の画像処理装置を実現できる。
【００８５】
また、より一層の高速度処理が可能な画像処理装置を実現できる。
また、画像処理装置にて原画像を高速且つ高品質に処理して高解像の表示画像データを生成することができ、高解像度の動画を高品質で表示可能な画像表示装置を実現できる。
また、高解像で高品質の画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同実施形態１における表示画素とこれに隣接する原画像画素との関係を模式的に示す図である。
【図３】同実施形態１における座標データの一例を示す図である。
【図４】同実施形態１における画像処理部の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図５】同画像処理部における選択手段の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態２を概略的に示すブロック図である。
【図７】同画像処理部２における画像処理部の構成例を示図である。
【図８】本発明の実施形態３を概略的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態４を概略的に示すブロック図である。
【図１０】同実施形態４における画像切替手段の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態５を概略的に示す概略図である。
【図１２】本発明の実施形態６の一部を示す概略図である。
【符号の説明】
１〜４、１３〜２６      画像処理部
５      ビデオアンプ
６      同期クロック再生回路
７      Ａ／Ｄ変換回路
８      原画像サイズ検出手段
９      書込み制御回路
１０      フレームメモリ
１１、２７      読み出し制御回路
１２、２８      座標データ生成手段
１３      シフトレジスタ
１４、１５      ラインバッファ
１６      選択手段
１７      解像度変換処理部
１８      出力アドレス生成部
２９      書込／読出制御回路
３０      座標データ記憶部
３１      比較部
３２〜３４      画像処理装置
３５〜３７      画像合成手段
３８      液晶表示パネル
３９、４４      液晶パネル駆動制御部
４０      Ｄ／Ａ変換器
４１〜４３      画像切替手段
４９、４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ      空間光変調素子
５０      インテグレータ光学系
５１      光源
５２      コンデンサレンズ
５３      偏光ビームスプリッター
５４      表示制御手段
５５      光路シフト手段
５６      駆動手段
５７      投射レンズ
５８      スクリーン
５９      ダイクロイックミラー
【図１】
2004184457.tif 000003
【図２】
2004184457.tif 000004
【図３】
2004184457.tif 000005
【図４】
2004184457.tif 000006
【図５】
2004184457.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004184457.tif 000009
【図８】
2004184457.tif 000010
【図９】
2004184457.tif 000011
【図１０】
2004184457.tif 000012
【図１１】
2004184457.tif 000013
【図１２】
2004184457.tif 000014