(57)【要約】【課題】  インターレース画像に対して、平均輝度の維持、残像感の低減、フリッカーの耐性を同時に可能とする画像処理装置及び画像処理方法を提供する。【解決手段】  それぞれ複数のフィールドをもつトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を与えられ、順次、記憶領域に格納するフレームメモリ部（１）と、トップのフレーム画像信号の各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するトップ用輝度変換部（２）と、ボトムのフレーム画像信号の各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するボトム用輝度変換部（３）と、輝度変換されたトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を合成して出力する合成部（４）をもつ映像信号処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数のフィールドをもつトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を与えられ、順次、記憶領域に格納するフレームメモリ部と、
前記トップのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するトップ用輝度変換部と、
前記ボトムのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するボトム用輝度変換部と、
前記トップ用輝度変換部からの輝度変換されたトップのフレーム画像信号と、前記ボトム用輝度変換部からの輝度変換されたボトムのフレーム画像信号を合成して出力する合成部と、を具備することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ７５％、１００％、７５％、５０％の輝度に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ５０％、１００％、５０％、０％の輝度に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ７５％、１００％、２５％、０％の輝度に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ８５％、１００％、１５％、０％の輝度に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ９５％、１００％、５％、０％の輝度に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
前記フレームメモリ部に供給されるトップのフレーム信号とボトムのフレーム信号は、毎秒３０フレームであり、前記合成部から出力されるフレーム信号は毎秒１２０フレームであることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
前記トップ用輝度変換部及び前記ボトム用輝度変換部は、各フィールドを８つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度を他の値に変換することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
放送信号を受信して出力するチューナ部と、
前記チューナ部からの放送信号をデコードしてフレーム画像信号を前記フレームメモリ部に供給するデコーダ部を更に具備することを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
それぞれ複数のフィールドをもつトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を受信し、
前記トップのフレーム画像信号の各フィールドを４つに時分割して、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換し、
前記ボトムのフレーム画像信号の各フィールドを４つに時分割して、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換し、
前記輝度変換されたトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を合成して出力することを特徴とする画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インターレース画像信号のフィールドを時分割した領域毎に輝度変換する映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、平面ディスプレイの技術が発達・普及することで、ブラウン管に代わって平面ディスプレイが画像表示装置として使用されることとなってきた。しかし、液晶テレビ等では、ホールド特性をもっているため、特に、画像中のテロップ（文字）の移動の場合に、残像が目立ってしまうという不具合がある。
【０００３】
これに対して、特許文献１は、ブラウン管のインパルス特性を模擬して残像を目立たなくするため、１フレーム（frame）を２期間に分割し、第1期間に画像データの値を２倍にした表示を行い、表示レンジを越えた場合にのみ第２期間に残余の画像データを書き込む処理を行なっている。
【特許文献１】特開２００４−２４０３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の従来技術では、残像を目立たなくすることができても、黒挿入（黒画面をフレーム間に挿入する技術）に近い処理となり、画面全体が暗くなったり、フリッカーの目立つ画面となってしまうという不具合がある。
【０００５】
本発明は、インターレース画像に対して、平均輝度の維持、残像感の低減、フリッカーの耐性を同時に可能とする画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するための一実施形態は、
それぞれ複数のフィールドをもつトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号を与えられ、順次、記憶領域に格納するフレームメモリ部（１）と、
前記トップのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するトップ用輝度変換部（２）と、
前記ボトムのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換するボトム用輝度変換部（３）と、
前記トップ用輝度変換部からの輝度変換されたトップのフレーム画像信号と、前記ボトム用輝度変換部からの輝度変換されたボトムのフレーム画像信号を合成して出力する合成部（４）と、を具備することを特徴とする映像信号処理装置である。
【発明の効果】
【０００７】
インターレース画像に対して、各フィールドを４つ等に時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度を適宜、調整的に変換することで、平均輝度の維持性、フリッカーの耐性、残像感の低減性を同時に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
＜本発明の一実施形態である映像信号処理装置の一例＞
（構成及び動作）
図１は、本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の一実施形態である映像信号処理装置１０は、図１に示すように、インターレース画像信号を記憶領域に格納するフレームメモリ部１と、このインターレース画像信号のうちトップのフレーム画像信号の輝度を変換するトップ用輝度変換部２と、このインターレース画像信号のうちボトムのフレーム画像信号の輝度を変換するボトム用輝度変換部３と、輝度変換されたトップ及びボトムのフレーム画像信号を合成して出力する合成部４を有する。
【００１０】
このような映像信号処理装置１０は、６０フィールド／Ｓ（すなわち、３０フレーム／Ｓ）のそれぞれ複数のフィールドをもつトップのフレーム画像信号とボトムのフレーム画像信号であるインターレース画像信号をフレームメモリ部１の記憶領域に格納する。
【００１１】
次に、トップ用輝度変換部２は、トップのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し（又は８つに時分割しても他の数字に時分割することも好適である）、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換する。同様に、ボトム用輝度変換部３は、ボトムのフレーム画像信号を読み出して各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号につき輝度を異なる値に変換する。
【００１２】
ここで、異なる輝度とは、一例として、図２に示すように、期間Ｔ１の輝度を７５％に、期間Ｔ２の輝度を１００％に、期間Ｔ３の輝度を７５％に、期間Ｔ４の輝度を５０％に変更する。又は、図３に示すように、期間Ｔ１の輝度を５０％に、期間Ｔ２の輝度を１００％に、期間Ｔ３の輝度を５０％に、期間Ｔ４の輝度を０％に変更する。
【００１３】
その後、合成部４によりトップ用輝度変換部２からの輝度変換されたトップのフレーム画像信号と、ボトム用輝度変換部３からの輝度変換されたボトムのフレーム画像信号を合成して、例えば、１２０フレーム／Ｓの画像信号として出力する。
【００１４】
なお、このような輝度変更の趣旨は、図４に示すようなインパルス特性を再現するものであるが、インパルス特性を再現するだけであれば、図５に示すような変換特性により変換することが望ましい。しかしながら、ここでインターレース画像信号の映像信号処理装置１０に望まれている特性とは、残像感の低減を目的としたインパルス特性の再現だけではなく、平均輝度の維持、フリッカーの耐性をも同時に要望されているため、後述するような輝度特性が用意され輝度変換が行なわれる。
【００１５】
ここで、図６は、本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が扱う１０８０ｉ映像におけるフィールド及びフレームの定義を示す説明図、図７は、同様に輝度変換処理の一般側を示す説明図である。
【００１６】
図６は、１０８０i映像におけるフィールドおよびフレームの定義を示しており、インターレース画像は、トップおよびボトムの２枚のフィールド映像を用いて１枚のフレーム映像を構成する。一般に、フィールド数を（０からではなく）１から数え始めるため、トップフィールドはOddフィールドとも呼ばれる。
【００１７】
この変換では、図２に示すように、６０フィールド／sec（３０フレーム／sec）の画像が１２０フレーム／secの画像に変換される。すなわち、本発明の一実施形態である映像信号処理装置１０では、動き検出を基にしたＩ／Ｐ変換によるフレーム生成はおこなわず、各フィールドデータを複数段階（１２０フレーム／sec変換時には４段階）で輝度（明るさ、ＹＵＶのＹの値）を変化させるものである。
【００１８】
図２の輝度（輝＃１、輝＃２、輝＃３および輝＃４）は、輝＃１＜輝＃２＜輝＃３＜輝＃４を意味するものではなく、一枚のフィールドデータを時間軸方向に分割して複数段階の輝度調整によって、（インターレース映像が本来有している）インパルス応答を模擬することを示す。
【００１９】
ここで、インターレース画像信号の状態や、ディスプレイの特性によっては、図５の特性を用いる代わりに、先の図２又は図３の特性を用いて輝度変換することが好適となる。
【００２０】
以下、図８乃至図１２に示された変換特性について、各々、説明を行なう。
【００２１】
（第１実施形態）
図８は、第１実施形態における、輝度変換処理の一例（７５％，１００％，７５％，５０％）を示す説明図である。
【００２２】
トップ用輝度変換部２及びボトム用輝度変換部３は、図８に示すように、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ７５％、１００％、７５％、５０％の輝度に変換するものである。
【００２３】
この場合のトップ／ボトムの画面全体の平均輝度は、オリジナル画像の７５％となる。
【００２４】
この結果、画面の平均輝度を高く維持できる。  
そして、フリッカーをかなり低減できる。  
しかし、残像感の解消効果は小さいと言える。
【００２５】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態における、輝度変換処理の一例（５０％，１００％，５０％，０％）を示す説明図である。
【００２６】
トップ用輝度変換部２及びボトム用輝度変換部３は、図９に示すように、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ５０％、１００％、５０％、０％の輝度に変換するものである。
【００２７】
この場合のトップ／ボトムの画面全体の平均輝度は、オリジナル画像の５０％となる。
【００２８】
この結果、画面の平均輝度は、ある程度維持できる。  
そして、フリッカーはある程度、低減できる。  
また、残像感の解消効果はある程度得られる。
【００２９】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態における、輝度変換処理の一例（７５％，１００％，２５％，０％）を示す説明図である。
【００３０】
トップ用輝度変換部２及びボトム用輝度変換部３は、図１０に示すように、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ７５％、１００％、２５％、０％の輝度に変換するものである。
【００３１】
この場合のトップ／ボトムの画面全体の平均輝度は、オリジナル画像の５０％となる。
【００３２】
この結果、画面の平均輝度は、ある程度維持できる。  
そして、フリッカーはある程度、低減できる。  
また、残像感の解消効果はある程度得られる。
【００３３】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態における、輝度変換処理の一例（８５％，１００％，１５％，０％）を示す説明図である。
【００３４】
トップ用輝度変換部２及びボトム用輝度変換部３は、図１１に示すように、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ８５％、１００％、１５％、０％の輝度に変換するものである。
【００３５】
この場合のトップ／ボトムの画面全体の平均輝度は、オリジナル画像の５０％となる。
【００３６】
この結果、画面の平均輝度は、ある程度維持できる。  
そして、フリッカーはある程度、低減できる。  
また、残像感の解消効果はある程度得られる。
【００３７】
（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態における、輝度変換処理の一例（９５％，１００％，５％，０％）を示す説明図である。
【００３８】
トップ用輝度変換部２及びボトム用輝度変換部３は、図１２に示すように、各フィールドを４つに時分割し、各時分割領域のフレーム画像信号の輝度をそれぞれ９５％、１００％、５％、０％の輝度に変換するものである。
【００３９】
この場合のトップ／ボトムの画面全体の平均輝度は、オリジナル画像の５０％となる。
【００４０】
この結果、画面の平均輝度は、ある程度維持できる。  
そして、フリッカーはある程度、低減できる。  
また、残像感の解消効果はある程度得られる。
【００４１】
このように、ユーザは、映像信号処理装置の輝度変換特性を状況に応じて選択することで、平均輝度、フリッカーの解消、残像感の解消をバランスよく実現することができる。
【００４２】
＜本発明の一実施形態である映像信号処理部を適用した放送受信装置＞
次に、本発明の一実施形態である映像信号処理部を実際に使用した場合の実施形態について、図面を用いて説明する。図１３は、映像信号処理部を適用した放送受信装置の一実施形態であるデジタル放送受信装置等の放送受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４３】
（放送受信装置の構成と動作）
放送受信装置１００は、図１３に示すように一例として放送受信装置であり、制御部３０は全体の動作を司るべくデータバスを介して各部に接続されている。放送受信装置１００は、再生側を構成するＭＰＥＧデコーダ部１６と、装置本体の動作を制御する制御部３０とを主たる構成要素としている。放送受信装置１００は、入力側のセレクタ部１４と出力側のセレクタ部２０とを有しており、入力側のセレクタ部１４には、ＢＳ／ＣＳ／地上波デジタルチューナ部１２と、ＢＳ／地上波アナログチューナ部１３が接続される。また、ＬＡＮ等やメール機能をもった通信部１１がデータバスに接続されて設けられている。
【００４４】
放送受信装置１００は、更に、ＢＳ／ＣＳ／地上波デジタルチューナ部１２からの復調信号を一時格納するバッファ部１５と、格納された復調信号であるパケットを種類別に分離する分離部１７と、分離部１７から供給された映像音声用のパケットにＭＰＥＧデコード処理を施し映像音声信号を出力するＭＰＥＧデコーダ部１６と、操作情報等を重畳するための映像信号を生成し映像信号に重畳するＯＳＤ（On Screen Display）重畳部３４を有している。放送受信装置１００は、更に、ＭＰＥＧデコーダ部１６からの音声信号に増幅処理等を施す音声処理部１８と、ＭＰＥＧデコーダ部１６及びＯＳＤ重畳部３４から映像信号を受けて、所望の映像処理を施す映像処理部１９と、音声信号及び映像信号の出力先を選択するセレクタ部２０と、音声処理部１８からの音声信号に応じて音声を出力するスピーカ部２１と、セレクタ部２０に接続されて与えられた映像信号に応じた映像を液晶表示画面等に表示する表示部２２と、外部装置との通信を行うインタフェース部２３を有する。
【００４５】
ここで、映像処理部１９は、インターレース信号の輝度信号を輝度変換する上述した映像信号処理部１０と、スケーリング処理を行なうスケーリング部４３と、映像信号のγ補正を行なうγ補正部４４を有している。
【００４６】
放送受信装置１００は、更に、ＢＳ／ＣＳ／地上波デジタルチューナ部１２及びＢＳ／地上波アナログチューナ部１３からの映像情報等を適宜記録する記憶部３５と、放送信号等から電子番組情報を取得して画面表示等を行なう電子番組情報処理部３６を有しており、これらは、データバスを介して制御部３０に接続されている。放送受信装置１００は、更に、データバスを介して制御部３０に接続されユーザの操作やリモコンＲの操作を受ける操作部３２及び操作信号を表示する表示部３３を有している。ここで、リモコンＲは、放送受信装置１００の本体に設けられる操作部３２とほぼ同等の操作を可能とするものであり、チューナの操作等、各種設定が可能である。
【００４７】
このような構成をもった放送受信装置１００は、放送信号が受信アンテナからＢＳ／ＣＳ／地上波デジタルチューナ部１２等に入力され、ここで選局が行われる。選局され復調されたパケット形式の復調信号は、分離部１７により、種類別のパケットに分離され、音声映像用パケットがＭＰＥＧデコーダ部１６等でデコード処理されて映像音声信号となって、音声処理部１８及び映像処理部１９に供給される。映像処理部１９は、与えられた映像信号について、映像信号処理部１０により輝度信号が変換されてバランスのよい特性をもった映像信号が出力され、スケーリング部４３ではスケーリング処理が施され、γ補正部４４では、映像信号のγ補正が施された後に、セレクタ部２０に供給される。
【００４８】
セレクタ部２０は、制御部３０の制御信号に応じて例えば表示部２２に映像信号を供給し、これにより映像信号に応じた映像が表示部２２に表示される。また、音声処理部１８からの音声信号に応じた音声がスピーカ部２１から出力される。
【００４９】
また、ＯＳＤ重畳部３４で生成された各種の操作情報や字幕情報等が放送信号に応じた映像信号に重畳され、映像処理部１９を経てこれに応じた映像が表示部２２に表示される。
【００５０】
このように、上述した放送受信装置１００では、一例として、映像信号処理部１０により、表示部２２に表示される映像において、平均輝度の維持性、フリッカーの耐性、残像感の低減性を同時にバランスよく実現することができる。
【００５１】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の輝度分布の一例を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の輝度分布の他の一例を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の輝度分布が実現しようとしている輝度特性の一例を示す説明図。
【図５】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の輝度分布の他の一例を示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が扱う１０８０ｉ映像におけるフィールド及びフレームの定義を示す説明図。
【図７】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一般則を示す説明図。
【図８】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一例（７５％，１００％，７５％，５０％）を示す説明図。
【図９】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一例（５０％，１００％，５０％，０％）を示す説明図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一例（７５％，１００％，２５％，０％）を示す説明図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一例（８５％，１００％，１５％，０％）を示す説明図。
【図１２】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置が行なう輝度変換処理の一例（９５％，１００％，５％，０％）を示す説明図。
【図１３】本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置を用いた放送受信装置の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５３】
１…フレームメモリ部、２…トップ用輝度変換部、３…ボトム用輝度変換部、４…合成部、１０…映像信号処理装置。
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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