影像显示装置、影像显示装置的控制方法及影像显示装置的控制程序与流程

以下内容涉及影像显示装置、影像显示装置的控制方法及影像显示装置的控制程序，例如，涉及针对向该影像显示装置的输入影像进行绘制处理的影像显示装置。

背景技术：

影像显示装置是在显示器上显示输出影像的装置。在影像显示装置中，存在对显示前的原始影像进行绘制处理的装置。例如，专利文献1中记载的电视接收装置(影像显示装置)使用几何引擎对原始影像进行绘制处理，从而在显示器上使输出影像倾斜或旋转。

现有技术文献

专利文件

专利文献1：日本公开专利公报“特开2006-41979号公报(2006年2月9日公开)”

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

影像显示装置中存在使显示前的原始影像的分辨率变化的装置。例如，某个影像显示装置将以hd标准生成的原始影像变换为具有超高清标准分辨率的输出影像。在该情况下，用户可能会比具有高清标准分辨率的原始影像的推荐观赏距离(3.0h)靠近显示器而对在显示器上显示的输出影像进行观赏。

在用户的视点位置即用户注视的显示面上的位置接近显示器的显示面的中心的情况下，用户观看显示器角部的视线与显示器的显示面所成的角变小。因此，根据所谓透视法原理，用户看到显示器角部的输出影像畸变。

使用图7的(a)及(b)，说明在用户与原始影像的推荐观赏距离相比接近显示器的情况下用户如何看到输出影像。图7的(a)及(b)分别说明在以往的影像显示装置中，在用户接近显示器的情况下看到输出影像如何畸变的图。图7的(a)是用户在原始影像的推荐观赏距离处观看的输出影像。另外，图7的(b)表示在用户与原始影像的推荐观赏距离相比接近显示器的情况下，用户如何看到图7的(a)所示的输出影像的右下角处的圆形图像。将图7的(a)的输出影像中的圆形图像与图7的(b)的对应图像相比可知，在用户与原始影像的推荐观赏距离相比接近显示器的情况下，用户看到输出影像畸变。实际上，在图7的(b)中，输出影像中的图像与原始影像中的圆形图像相比，沿箭头方向收缩。

本发明的一方案是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于无论用户的视点位置如何均显示畸变小的输出影像。

解决问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明一方案的影像显示装置包括：影像放大部，其使向该影像显示装置输入的输入影像的像素数增加，生成放大该输入影像的输出影像；以及显示部，其显示由上述影像放大部生成的上述输出影像，上述影像放大部在上述显示部上的距离基准位置较近的位置，减小上述输出影像相对于上述输入影像的放大率，在距离上述基准位置较远的位置，增大上述输出影像相对于上述输入影像的放大率，从而使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率在上述显示部上连续变化。

另外，为了解决上述技术问题，本发明一方案的影像显示装置的控制方法包含：影像放大步骤，在该步骤中，使向该影像显示装置输入的输入影像的像素数增加，生成放大该输入影像的输出影像；以及显示步骤，在该步骤中，将在上述影像放大步骤中生成的上述输出影像显示在显示部上，在上述影像放大步骤中，在上述显示部上的距离基准位置较近的位置，使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率较近，在距离上述基准位置较远的位置，使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率较大，从而使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率在上述显示部上连续变化。

发明效果

根据本发明的一方案，无论用户的视点位置如何均能够显示畸变小的输出影像。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的影像显示装置的构成的框图。

图2是表示第一实施方式所涉及的绘制处理的流程的流程图。

图3是在第一实施方式中表示输出影像中的参照像素位置与输入影像中的对应位置间的对应关系的图。

图4的(a)示出在第一实施方式所涉及的影像显示装置的显示部上显示的输出影像的一例，(b)表示用户在从(a)中示出的视点位置观看输出影像的右下角的情况下，如何看到输出影像中的右下角的圆形图像。

图5是表示输入影像信号与输出影像信号间的对应关系的一例的图。

图6是表示在第二实施方式中，输出影像中的参照像素位置与输入影像中的对应位置间的对应关系的图。

图7的(a)及(b)分别是说明在以往的影像显示装置中，在用户靠近显示器的情况下看到输出影像如何畸变的图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下对本发明的第一实施方式进行详细说明。

(影像显示装置1)

使用图1说明影像显示装置1的构成。图1是表示影像显示装置1的构成的框图。如图1所示，影像显示装置1包括影像变换部10、绘制部20(影像放大部)及显示部30。影像显示装置1例如可以是电视接收机、投影仪或个人计算机。显示部30例如可以是液晶显示器或荧光屏(screen)。

影像变换部10从hdd(harddiscdrive：硬盘驱动)记录器、介质再生装置及互联网等获取原始影像数据。其中，hdd记录器及介质再生装置可以包含在影像显示装置1中，也可以与影像显示装置1连接。影像变换部10将获取的原始影像数据的分辨率变换为绘制部20能够处理的形式。影像变换部10将包含生成的输入影像数据的输入影像信号向绘制部20输出。

绘制部20执行针对从影像变换部10输出的输入影像数据的绘制处理(后述)，生成输出影像数据。并且，将生成的输出影像数据向显示部30输出。绘制部20包括临时存储部21、像素信息获取部22、像素参照位置控制部23(像素数据提取部)及插值运算部24(像素数据插值部)。绘制部20各部分的动作在绘制处理的说明中进行说明。

(绘制处理的流程)

使用图2及图3说明绘制部20执行的绘制处理的流程。图2是表示绘制处理流程的流程图。图3是表示参照像素位置(x，y)与对应位置(x，y)间的对应，并且表示基准位置(px，py)与参照像素位置(x，y)间的位置关系的图。在临时存储部21中存储由影像变换部10输出的输入影像数据。

如图2所示，在绘制处理中，首先，像素信息获取部22针对输出影像中的参照像素位置(x，y)即输出影像，确定进行参照像素插值的位置(s1)。

像素参照位置控制部23确定与(x，y)对应的输入影像中的对应位置(x，y)(s3)。例如，像素参照位置控制部23可以按照以下各式，计算与参照像素位置(x，y)对应的对应位置(x，y)。

[式1]

x＝a(x-px)+px

y＝a(y-py)+py

如图3所示，上述算式的基准位置(px，py)例如可以是将用户眼睛的位置(以最短距离)投影到显示部30上的用户的视点位置。在本实施方式中，(px，py)是在显示部30显示的情况下的输出影像的中心。另外，参数a的倒数表示输出影像相对于输入影像的放大率。即像素参照位置控制部23基于放大率，选择与插值到输出影像中的参照像素对应的输入影像的一个或多个像素。

影像显示装置1可以要求用户输入观赏输出影像时的视点位置作为基准位置(px，py)，或者也可以使用显示部30具有的红外线传感器(未图示)，自动检测用户的视点位置。或者，也可以由用户从影像显示装置1的设定菜单输入用户位于从输出影像中心朝向上下左右方向偏移多少的位置。

参数a是输出影像中的参照像素位置(x，y)的函数。参数a优选为参照像素位置(x，y)距离输出影像中心(px，py)越远而越小。在该情况下，(x，y)距离(px，py)越远，则参数a越小(即放大率增大)，因此(x，y)的变化量相对于(x，y)的变化增大。换言之，(x，y)越靠近显示部30的角部，输出影像相对于输入影像的放大率越大。反之，由于(x，y)越靠近输出影像中心(px，py)参数a越大，因此输出影像相对于输入影像的放大率减小。

插值运算部24从临时存储部21获取(x，y)及与其附近的像素对应的输入影像信号i(x，y)。然后，插值运算部24按照后述的算式，根据与对应位置(x，y)附近的像素对应的输入影像信号i(x，y)，计算与参照像素位置(x，y)附近的像素对应的输出影像信号j(x，y)(s4)。并且，其后说明s4中的运算法则的一例。插值运算部24将输出影像信号j(x，y)向显示部30输出(s5)。并且，前述s1至s5与本发明的影像放大步骤对应。

显示部30在显示部30上的参照像素位置(x，y)显示与输出影像信号j(x，y)对应的输出影像(显示步骤)。

(s(x，y)与(x，y)间的对应)

使用图3，说明在前述的绘制处理的s2中，像素参照位置控制部23根据输出影像中的参照像素位置(x，y)计算输入影像中的对应位置(x，y)的算法的详细内容。图3中示出的参数d、l分别按照以下算式计算。

[式2]

在上述算式中，用户眼睛的位置与显示部30间的距离、即表示用户的观赏距离的变量d也可以根据输出影像的画质来设定。例如，在输出影像的画质与shd标准的影像相同的情况下，d可以设定为shd标准的影像的推荐观赏距离0.75h(h为显示部30的高度)。或者，用户可以从影像显示装置1的设定菜单输入d，也可以使用显示部30的红外线传感器等检测用户的观赏距离。

前述的参数a可以按照以下算式计算。

[式3]

根据上述算式可知，参照像素位置(x，y)距离输出影像中心(px，py)越远，即参照像素位置(x，y)越靠近显示部30的角部，输出影像相对于输入影像的放大率越大。即，在显示部30的角部，原始影像被拉伸很大。另外，放大率(即参数a的倒数)依赖于用户眼睛的位置与显示部30间的距离d或d(参照图3)。

图4的(a)表示在显示部30上显示的输出影像的一例。如图4的(a)所示，在用户的观赏距离d接近0且用户的视点位置(px，py)接近输出影像中心的情况下，用户观看显示部30的角部的视线方向与显示部30的显示面接近于平行。

图4的(b)表示用户从图4的(a)所示的位置看到输出影像的右下角的情况，表示图4的(a)中示出的输出影像中的右下角的圆形图像怎样被看到。在显示部30的角部，利用绘制部20将输出影像拉长。另外，利用透视效应，用户能够看到输出影像中的右下角的图像收缩。输出影像的拉长和收缩相互抵消。其结果，用户能够在显示部30的角部看到畸变小的输出影像、即与原始影像接近的输出影像。实际上，将图4的(b)与图7的(b)比较，可知本实施方式的构成中的输出影像的畸变(图4的(b))比以往构成中的输出影像的畸变(图7的(b))小。

(s4：输入影像信号与输出影像信号)

使用图5，在前述的绘制处理的s4中，说明插值运算部24根据输入影像信号i(x，y)生成输出影像信号j(x，y)的算法的详细内容。图5表示输入影像信号i(x，y)与输出影像信号j(x，y)间的对应关系的一例。

如图5所示，输入影像信号i(x，y)可以由多个输入影像信号i(xl，yt)、i(xr，yt)、i(xl，yb)及i(xr，yb)构成。其中，(xl，yt)、(xr，yt)、(xl，yb)、(xr，yb)是输入影像中的位于对应位置(x，y)附近的像素的坐标。输入影像信号i(x，y)可以由与一个或多个像素对应的输入影像信号构成。

输出影像信号j(x，y)例如可以按照以下算式，根据输入影像信号i(xl，yt)、i(xr，yt)、i(xl，yb)及i(xr，yb)计算。

[式4]

wxl＝xr-x,wyt＝yb-y

wxr＝x-xr,wyb＝y-yt

j(x,y)＝wxlwyti(xl,yt)+wxrwyti(xr,yt)+wxlwybi(xl,yb)+wxrwybi(xr,yb)

wxl、wxr、wyt及wyb表示输入影像信号i(xl，yt)、i(xr，yt)、i(xl，yb)及i(xr，yb)的权重。在上述算式中，输入影像信号对应的像素越接近对应位置(x，y)，权重越大。

〔第二实施方式〕

对本发明的第二实施方式说明如下。并且，为了说明方便，对具有与已在所述实施方式中说明的部件相同功能的部件，标注相同的附图标记，省略其说明。

在本实施方式中，说明以与所述第一实施方式不同的算法计算在所述第一实施方式中说明的参数a的方法。

(s2：(x，y)与(x，y)间的对应)

图6是表示输出影像中的参照像素位置(x，y)与输入影像中的对应位置(x，y)间的对应关系的图。图6中示出的参数r、θ、θmax、r表示用户的视点位置(px，py)与输出影像中的参照像素位置(x，y)间的关系。参数r、θ、θmax、r分别按照以下算式计算。

[式5]

θmax＝atan2(r,d)

θ＝atan2(r,d)

在上述算式中，r是用户的视点位置(px，py)与显示部30的角部(0，0)间的距离。r是用户的视点位置(px，py)与输出影像中的参照像素位置(x，y)间的距离。θ是朝向输出影像中心(px、py)的用户的视线与参照像素位置(x，y)所成的角度。θmax是θ的最大值。另外，是矢量(x-px，y-py)与x轴所成的角度。并且，atan2在c语言等程序语言中是计算atan(tan的反函数)的函数。若将atan以atan2的写法表示，则得到上述算式。

在本实施方式中，参数a按照以下算式计算。

[式6]

a＝cos(θ)/cos(θmax)

以本实施方式中说明的算法计算的参数a实质上与在所述第一实施方式中说明的参数a相等。但是，在本实施方式中，参数a由加减计算、相乘及平方和平方根与cos、atan各计算表示。加减计算及相乘均为负荷小的运算。另外，atan的计算及平方和平方根的计算能够使用已有算法较简单地执行。另外，在本实施方式中说明的参数a的计算算法能够以较小的电路实现。

〔第三实施方式〕

对本发明的第三实施方式进行说明如下。并且，为了说明方便，对具有与已在所述实施方式中说明的部件相同功能的部件标注相同的附图标记省略其说明。

输出影像中的参照像素位置(x、y)与输入影像中的对应位置(x，y)间的放大率，只要满足伴随(x，y)的变化而连续变化的条件，就不限定于在所述第一实施方式及第二实施方式中说明的参数a。

在本实施方式中，(x、y)与(x，y)按照以下算式建立对应。

[式7]

参数及θ与在所述第二实施方式中说明的内容相同(参照图6)。本实施方式的放大率由及θ表示。参照图6可知，(x，y)越接近显示部30的角部的坐标，θ及越大，放大率也越大。

θ的变化率由以下算式表示。

[式8]

根据上述算式，在r为0时，θ的变化率最大，在r与r相等时，θ的变化率最小。这表明，在输出影像中心(px，py)，输出影像的拉长最小，随着(x，y)与显示部30的角部接近，输出影像的拉长变大。

本实施方式的参数及θ也与所述第二实施方式的参数a同样地，仅由三角函数、反三角函数及平方和平方根表示。因此能够通过使用已有的算法，以较小的负荷运算处理计算放大率。另外，在本实施方式中说明的放大率的计算算法能够以较小的电路实现。

〔软件的实现例〕

影像显示装置1的控制模块(特别是影像变换部10及绘制部20)可以由在集成电路(ic芯片)等上形成的逻辑电路(硬件)实现，也可以使用cpu(centralprocessingunit：中央处理器单元)通过软件来实现。

在后者的情况下，影像显示装置1包括执行作为实现各功能的软件的程序的命令的cpu、利用计算机(或cpu)以能够读取的方式记录有上述程序及各种数据的rom(readonlymemory：只读存储器)或存储装置(将其称为“记录介质”)、展开上述程序的ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等。并且，通过由计算机(或cpu)从上述记录介质读取上述程序并执行，实现本发明的目的。作为上述记录介质，能够使用“非暂时性的有形介质”，例如，带、盘、卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。另外，上述程序也可以经由能够进行传输的任意传输介质(通信网络或电波等)将该程序向上述计算机供给。并且，本发明也能够以通过电子传输实现上述程序的、载置于输送波中的数据信号的方式来实现。

〔总结〕

本发明第一方案的影像显示装置(1)包括：影像放大部(绘制部20)，其使向该影像显示装置输入的输入影像的像素数增加，生成放大该输入影像的输出影像；以及显示部(30)，其显示由上述影像放大部生成的上述输出影像，上述影像放大部在上述显示部上的距离基准位置较近的位置，减小上述输出影像相对于上述输入影像的放大率，在距离上述基准位置较远的位置，增大上述输出影像相对于上述输入影像的放大率，从而使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率在上述显示部上连续变化。

根据上述构造，输出影像相对于输入影像的放大率在显示部上连续变化。该变化与在从基准位置观看显示部的情况下产生的透视效应抵消。因此，在用户从基准位置附近观看输出影像的情况下，或者对应于用户的视点位置来设定基准位置的情况下，能够显示畸变小的输出影像。

本发明第二方案所涉及的影像显示装置可以是，在上述第一方案中，上述影像放大部包括：(a)临时存储部(21)，其存储上述输入影像的数据；(b)像素数据提取部(像素参照位置控制部23)，其从上述临时存储部存储的上述输入影像的数据中，提取与插值到上述输出影像中的像素对应的上述输入影像的像素的数据；以及(c)像素数据插值部(插值运算部24)，其基于上述像素数据提取部提取的上述输入影像的像素的数据，生成插值到上述输出影像中的像素的数据，上述像素数据提取部也可以基于上述放大率，选择与插值到上述输出影像中的像素对应的上述输入影像的一个或多个像素。

根据上述构造，能够基于输入影像的像素的数据生成插值到输出影像中的像素的数据。

本发明第三方案所涉及的影像显示装置也可以是，在上述第一或第二方案中，上述基准位置为将用户眼睛的位置投影到上述显示部上的位置。

本发明第四方案所涉及的影像显示装置可以是，在上述第一至第三方案中任一项中，上述放大率基于用户眼睛的位置与上述显示部间的距离计算。

根据上述构造，显示部上的位置距离用户眼睛的位置越远，能够使放大率越大。

本发明第五方案所涉及的影像显示装置的控制方法是影像显示装置的控制方法，其包含：影像放大步骤，在该步骤中，使向该影像显示装置输入的输入影像的像素数增加，生成放大该输入影像的输出影像；以及显示步骤，在该步骤中，将在上述影像放大步骤中生成的上述输出影像显示在显示部上，在上述影像放大步骤中，在上述显示部上距离基准位置较近的位置，使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率减小，在距离上述基准位置较远的位置，使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率增大，从而使上述输出影像相对于上述输入影像的放大率在上述显示部上连续变化。

根据上述构造，能够具有与上述第一方案所涉及的影像显示装置相同的效果。

本发明各方案所涉及的影像显示装置也可以通过计算机实现，在该情况下，通过使计算机作为上述影像显示装置所具有的各部分(软件要素)动作，而由计算机实现上述影像显示装置的影像显示装置的控制程序及记录该控制程序的计算机可读取记录介质也包含在本发明范围内。

本发明不限定于上述各实施方式，能够在权利要求范围内进行多种变更，将不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。此外，能够通过将各实施方式分别公开的技术手段组合而形成新的技术特征。

(关联申请的相互参照)

本申请基于2016年6月8日提出的日本专利申请：特愿2016-114833主张优先权，通过参照，其全部内容包含在本说明书中。

附图标记说明

1影像显示装置

20绘制部(影像放大部)

21临时存储部

23像素参照位置控制部(像素数据提取部)

24插值运算部(像素数据插值部)

30显示部