(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記出力部(34)は、前記第1ビット幅の映像信号を前記第2ビット幅の映像信号にフォーマット変換するときに下位ビットを欠落させて変換することを特徴とする請求項1記載の車両用映像処理装置。
前記複数の外部映像機器(10,13)は、ナビゲーション装置(10)及びAVボード(13)によるディジタル映像信号の出力機器を含むことを特徴とする請求項3記載の車両用映像処理装置。
前記クロック出力部(36)は、前記外部映像機器(10,13)から映像信号受信部(8,9)を通じて入力されるクロック信号に代えて、当該入力クロック信号と同一又はその逓倍周波数のクロック信号についてクロック安定回路(37)を用いて生成して出力することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の車両用映像処理装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を車両に搭載される車両用装置に適用した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図2に示すように、車両用装置1は、車両(図示せず)に搭載可能に構成されており、ディジタル基板2と、電源基板3とが組み付けられることにより構成される。この車両用装置1は、車両に固定的に取付けられる装置であっても着脱可能な状態に取付けられる装置であっても良い。ディジタル基板2と電源基板3とは配線を通じて電気的に接続されており、各基板2,3上に搭載される電気的要素間の電力/データ転送を可能としている。
【0013】
以下の説明では、主に映像処理系の信号処理回路の説明を行い、音声処理系の信号処理回路の説明は省略する。ディジタル基板2には、メインCPU4と、このメインCPU4と一対で用いられるPMIC(Power Management Integrated Circuit)5、CGIC(Clock Generate Integrated Circuit)6、メモリ7、などが実装されている。また、このディジタル基板2には、各種の映像系統の映像信号を受信する複数のレシーバ8,9、映像処理用ASIC11,I/O部12、USBハブ14、などが実装されている。
【0014】
メインCPU4は、例えば1GHz〜2GHzの範囲の動作周波数で動作する1コア又は2コアタイプの汎用CPUであり、2次キャッシュが内蔵されている。このメインCPU4は一般に市販されており市場流通性も汎用性も高い。メモリ7は所謂主記憶装置として用いられる。メインCPU4は動作プログラムを実行することで映像処理に関する制御を行う。
【0015】
レシーバ8は、外部に接続されるナビゲーション装置10から1チャンネル(系統)の映像信号を入力する。このとき、ナビゲーション装置10がLVDS(Low Voltage Differential Signaling)によりレシーバ8に出力すると、レシーバ8は当該LVDS信号をDRGBフォーマット(RGB666)の映像信号にパラレル変換し、当該変換信号を映像処理用ASIC11に出力する。
【0016】
なお、このレシーバ8は、外部からの切換信号(例えばメインCPU4による切換信号)に応じてYUVフォーマットの映像信号に変換した変換信号を映像処理用ASIC11に出力可能に構成されているが詳細は省略する。レシーバ8は、RGB666フォーマットで映像処理用ASIC11に出力し、映像処理用ASIC11が1チャンネルを選択してI/O部12に出力するときには、当該映像フォーマットをRGB565化し一部情報を欠落させる。
【0017】
ナビゲーション装置10の映像信号は、このデータ欠落を考慮してもDRGBフォーマットの方がYUVフォーマットより映像劣化が少ないことが確認されている。このため、このレシーバ8は、DRGBフォーマットの映像信号を映像処理用ASIC11に出力するように設定されている。
【0018】
他方、レシーバ9は、外部に接続されるAV(Audio Visual)ボード13から2チャンネルの映像信号をLVDSにより入力すると、当該LVDS信号をパラレル変換し映像処理用ASIC11に出力する。AVボード13は、例えばBlu-ray Disc(登録商標)規格による映像信号を出力する装置であり、この映像信号をレシーバ9に出力すると、レシーバ9はYUV422フォーマットの映像信号にパラレル変換し、当該変換信号を映像処理用ASIC11に出力する。
【0019】
映像処理用ASIC11は、複数のレシーバ8,9から映像信号を受け付けると、これらの複数チャンネル(系統)の映像信号を切換えてI/O部12に出力するが、その詳細は後述する。また、USBハブ14は、外部に接続される外部接続機器15から映像信号を入力し、I/O部12に出力する。
【0020】
I/O部12は、映像処理用ASIC11,USBハブ14などから信号を受け付け入出力制御し、メインCPU4から送信されるコマンド信号に応じてトランスミッタ16にLVDSにより映像信号を出力する。トランスミッタ16は、この映像信号を外部に接続される表示部17にLVDSにより出力し、表示部17が表示処理する。
【0021】
I/O部12とメインCPU4とはPCIExpress×16バスにより接続される。メインCPU4は映像処理用ASIC11からI/O部12を通じて映像信号を入力する。また、メインCPU4は、このバスを使用しSDVO(Serial Digital Video Out)により複数チャンネルの映像信号をメインCPU4からI/O部12に出力できる。
【0022】
メインCPU4はDRGBフォーマットの描画データをデコーダ18に出力する。デコーダ18の処理内容は後述する。I/O部12は、電源基板3に実装されるタッチパネルユニット19に電気的に接続され、タッチ信号を他のハードウェア素子(メインCPU4)に入出力する。
【0023】
他方、電源基板3には、車載バッテリ(図示せず)から供給される電源電圧を入力する電源供給部20が実装される。この電源供給部20はユーザによるACCスイッチ(図示せず)の操作に応じて電源をディジタル基板2、電源基板3内の各電気的要素に動作電源として供給する。電源基板3には、その他、前述のデコーダ18及びタッチパネルユニット19の他、サブマイコン21、フラッシュメモリ22、LEDドライバ23、LCDユニット24、が実装されている。
【0024】
サブマイコン21は、所謂ワンチップマイクロコンピュータでありNOR型のフラッシュメモリ22を外付けして動作する。このサブマイコン21は、主にV−CAN,M−CANによる車両内ネットワークの通信接続を行ったり、LCDユニット24内のバックライトLED25を駆動するためのLEDドライバ23を制御したりする。LEDドライバ23は、LCDユニット24内のバックライトLED25を点灯駆動する。LCDユニット24は、バックライトLED25、LCD制御回路26、液晶表示部27を備える。LCD制御回路26は液晶表示部27に表示制御する。
【0025】
デコーダ18は、外部のリアカメラ28、サイドビューカメラ29、アナログ映像出力機器30による映像信号を入力する。また、デコーダ18は、前記のアナログ映像信号をDRGB変換し、前述のメインCPU4からのDRGBの描画データと、カメラ等28〜30のDRGBフォーマットの映像信号とをメインCPU4又はサブマイコン21の制御信号に応じて選択的にLCDユニット24に出力する。また、デコーダ18は、メインCPU4から送られるDRGBフォーマットの描画データをRGB−YUV変換し、映像処理用ASIC11にYUV422フォーマットで出力する。
【0026】
図1は、映像処理用ASICの内部ブロック図を示す。このASIC11は所謂セレクタ機能を備えるもので、入力スイッチ部31、ゼロ挿入部32、FIFOバッファ33、フォーマット変換部34、逓倍部35、クロックスイッチ36、を備える。
【0027】
ゼロ挿入部32は、3チャンネル入力信号の18ビットの各下位2ビットに0を挿入し、24ビットとして入力スイッチ部31に出力するブロックであり、RGB666フォーマットをRGB888フォーマットに変換しクロック同期出力する。
【0028】
入力スイッチ部31は、1チャンネルの24ビット入力、2チャンネルの24ビット入力、ゼロ挿入部32の24ビット出力、の各チャンネルをメインCPU4からの選択信号VSELに応じて切換え、FIFOバッファ33に出力する。すなわち、入力スイッチ部31の入力には、フォーマットが24ビットに揃えられる。
【0029】
FIFOバッファ33は、入力される複数の24ビットの映像信号をバッファリングし映像信号のリードライトタイミング調整を行う装置である。このFIFOバッファ33は入出力クロックのタイミングずれ(逓倍部35、クロックスイッチ36の処理遅延)やクロックジッタの影響を勘案してバッファ容量が設定されており例えば32ワード分設けられる。逓倍部35は選択信号XSELに応じて同期用のクロック信号を×1〜×4倍(×1、×1.5、×2、×3、×4)しクロックスイッチ36に出力する。
【0030】
また、映像処理用ASIC11内にはインバータG1が設けられており、外付けの水晶振動子37、コンデンサC1,C2などと共に発振回路38が構成されている。これにより、ASIC11は、他の素子のジッタの影響を受けない綺麗なクロック信号を入力可能になっている。この発振回路38は、所定周波数で振動する水晶振動子37を使用してクロック信号を出力する回路であり、1〜3チャンネルのうち選択チャンネルの映像信号に付随するクロック信号のジッタが酷い場合に使用される。発振回路38は生成したクロック信号をクロックスイッチ36に出力する。
【0031】
クロックスイッチ36は、メインCPU4からの選択信号XSELに応じて逓倍部35の出力クロック信号を用いるか、発振回路38の生成クロック信号を用いるか選択し、選択されたクロック信号をフォーマット変換部34に出力する。
【0032】
このフォーマット変換部34は、FIFOバッファ33に蓄積された映像信号をフォーマット変換するブロックとなっている。入力スイッチ部31が、あるチャンネルのDRGBフォーマットの映像信号を切換出力すると、フォーマット変換部34は、選択信号XSELに応じて出力フォーマットの変換を行う。例えば、入力がDRGBフォーマットのときに、DRGBフォーマットをそのまま出力したり一部欠落させて出力したり、RGB−YUV変換しYUVフォーマットに変換出力する。ASIC11はRAW画像でも出力可能になっている。ASIC11は、3チャンネルの映像信号の何れにも対応し、RGBフォーマット、YUVフォーマットなどによって映像信号を出力できる。
【0033】
上記構成の映像処理用ASIC11の動作について説明する。
レシーバ8が、ナビゲーション装置10からRGB信号を18ビットのLVDSにより受信する。このLVDS信号はパラレル変換され、ASIC11の3チャンネルの入力に与えられる。ASIC11のゼロ挿入部32は、RGB666(18ビット)の各下位2ビットに0を挿入しRGB888(24ビット)とし、入力スイッチ部31にクロック同期出力する。ASIC11の1,2チャンネルは24ビット入力可能であり、レシーバ9、デコーダ18から前述したフォーマットで映像信号が入力される。1〜3チャンネルの映像信号は全て24ビットのフォーマットでASIC11に入力される。入力スイッチ部31は、メインCPU4からの選択信号VSELに応じてチャンネル選択し何れか1チャンネルの映像信号をFIFOバッファ33に出力する。
【0034】
FIFOバッファ33はデータを蓄積する。他方、FIFOバッファ33には、入力スイッチ部31の選択チャンネルからクロック信号も同時に入力される。逓倍部35は、その逓倍数を1倍〜4倍のうちのステップ0.5倍で調整可能になっているが、メインCPU4からの選択信号XSELに応じて逓倍数を切換える。逓倍部35は、FIFOバッファ33に出力されるクロック信号をこの設定される逓倍数で逓倍する。この逓倍数は、フォーマット変換部34が出力するフォーマットに応じて予め定められる。
【0035】
クロックスイッチ36は、内部の逓倍クロックをクロック信号として用いるか、外部の水晶振動子37を用いたクロック信号を逓倍後の周波数のクロック信号として用いるか、をメインCPU4からの選択信号XSELに応じて選択し、フォーマット変換部34に出力する。
【0036】
クロック信号を選択可能にしている理由は、前段のレシーバ8,9、デコーダ18から送信されるクロック信号に載るジッタの影響を考慮しているためであり、このクロックジッタの影響が少なければ内部の逓倍クロックをそのまま用いても良いが、ジッタの影響が大きい場合には外部の水晶振動子37を用いて逓倍後の周波数のクロック信号を生成して用いると良い。これにより、システムを構成するチップの性能を勘案して柔軟に対応できる。
【0037】
フォーマット変換部34は、入力スイッチ部31の24ビット出力をクロック信号に同期して入力するが、(1)24ビット入力をスルー出力、(2)24ビット入力のうち定められた8ビット×2をクロック信号×2の周波数のクロック信号に同期して出力、(3)24ビットのうち予め定められた8ビット×3をクロック信号×3の周波数のクロック信号に同期して出力、(4)24ビットのうち予め定められた16ビット×1.5をクロック信号×1.5の周波数のクロック信号に同期して出力、の4パターンによりフォーマット変換する。
【0038】
図3は変換前のナビゲーション装置の映像出力フォーマット、
図4はゼロ挿入部によるゼロ挿入後の映像信号、
図5〜
図6は逓倍数とフォーマット変換部の出力フォーマットの対応関係を示す。例えば、
図3に示すように、ナビゲーション装置10からRGB666の入力を18ビットで入力した場合を例に挙げて説明する。
図4に示すように、ゼロ挿入部32は、RGB666の入力の下位(R1,R0,G1,G0,B1,B0)にゼロを付加して24ビットにする。すると、入力スイッチ部31以降のブロックでは、全て24ビットで内部処理でき内部処理し易くなる。
【0039】
その後、(1)のパターンの場合にはフォーマット変換部34は24ビットをそのまま出力する。(2)のパターンの場合には、
図5に示すように、フォーマット変換部34は逓倍部35にて2逓倍されたクロック信号の最初のクロックに応じてG4〜G2、B7〜B3の信号を出力し、その次のクロックに応じてR7〜R3、G7〜G5の信号を出力する。
【0040】
これによりフォーマット変換部34は、R7〜R3(変換前R5〜R1)、G7〜G2(変換前G5〜G0)、B7〜B3(変換前B5〜B1)によるRGB565のフォーマットによって変換出力できる。このとき、フォーマット変換部34は、RGB565フォーマットに変換しているため、最初の18ビット映像入力と比較すると、レッド(R)の下位1ビット、ブルー(B)の下位1ビットの情報が欠落するが、ナビゲーション装置10の映像特性上、見た目が損なわれないことが確認されている。
【0041】
例えば、この車両用装置1はナビゲーション装置10の映像信号を受信すると、液晶表示部27に静止画を繰り返し表示させることで自位置の周辺地図や目的地までの経路を表示させる。ナビゲーション装置10の出力映像フォーマットとしてYUVを用いると静止画の粗が見えやすくなることが確認されている。そこで、この車両用装置1はDRGB565のフォーマットを用いてナビゲーション装置10の出力映像を液晶表示部27に表示させている。するとナビゲーション装置10の出力映像の見た目が極力損なわれなくなる。
【0042】
また、(3)のパターンの場合には、
図6に示すように、逓倍部35がクロック信号を3逓倍し、当該逓倍クロック信号の最初のクロックに応じてレッド(R)を8ビット出力し、次のクロックに応じてグリーン(G)を8ビット出力し、さらに次のクロックに応じてブルー(B)を8ビット出力する。
【0043】
なお、ASIC11は、AVボード13、デコーダ18からYUV422の映像フォーマットで映像信号を入力したとき、この映像フォーマットの映像信号をそのまま又は波形整形してI/O部12に出力する。
【0044】
これにより、ASIC11は、メインCPU4の入力ビット幅に合わせて適宜変更して出力できる。例えばメインCPU4が8ビット幅入力しか受け付けないのであればASIC11は8ビット出力し、メインCPU4が16ビット幅入力を受付けるのであればASIC11は16ビット出力できる。すなわちメインCPU4の種類に応じて柔軟に対応できる。
【0045】
<他のシステムにおける映像処理用ASIC11の使用方法>
図7は他の使用方法の説明を示す。この
図7に示すように、メインCPU39が映像処理用ASIC11の前段に接続して構成されている。メインCPU39はメインCPU4と同様の機能を備えるものの、24ビットの映像信号を出力できる。
【0046】
すなわち、このシステムでは、メインCPU39がメモリ40を接続して構成され、RGB888の映像信号を24ビット出力し、ASIC11がこの24ビット映像出力を受付け、外付けの発振回路38を使用してクロック信号を波形整形し、映像信号を当該クロック信号と共にトランスミッタ41に出力する。そして、トランスミッタ41がLVDSによりディスプレイ42に映像出力し、ディスプレイ42が表示処理する。
【0047】
このシステムでは、ASIC11の2チャンネル入力及び3チャンネル入力は無効化されている。映像処理用ASIC11は、クロックジッタを解消して映像信号をトランスミッタ41に出力するよう構成されておりクロックの波形整形機能を備えている。このような場合でも、映像処理用ASIC11を用いてシステムを柔軟に構築できる。
【0048】
<本実施形態のまとめ>
ASIC11はナビゲーション装置10からレシーバ8を通じてRGB666の18ビット(第1ビット幅相当)の映像信号を入力し、この18ビットの映像信号をRGB565の8ビット(第2ビット幅相当:8の倍数)×2の映像フォーマットに変換し、2逓倍されたクロック信号と共に出力可能になっている。また、ASIC11はRGB888の8ビット×3の映像フォーマットに変換し3逓倍されたクロック信号と共に出力可能になっている。このため、メインCPU4がRGB666の映像フォーマットの映像信号をそのまま受け付けないような場合であっても、当該RGB666の映像信号を適切に画像処理し、メインCPU4に出力することができる。映像処理用ASIC11は、RGB666をRGB565の映像フォーマットの映像信号にするときに下位ビットを欠落させているため、映像劣化を極力抑制できる。
【0049】
ASIC11内では、ゼロ挿入部32が複数のフォーマットの映像信号のうちの最大ビット数の映像信号に合わせて下位ビットにゼロを挿入しているため内部処理し易くなる。そして、入力スイッチ部31は最大ビット数(24ビット)の映像信号に合わせられた複数の映像フォーマットの映像信号を切換えて出力しているため、24ビットを選択するセレクタ機能により構成できる。これにより入力スイッチ部31を簡単に構成できる。任意のビット幅の複数の映像フォーマットの映像信号を受付けて選択出力することができ柔軟な対応が可能になる。
【0050】
クロックスイッチ36は水晶振動子37を用いた発振回路38のクロック信号を出力可能になっているため、例えばレシーバ8,9から入力されるクロック信号のジッタが酷いものであったとしても当該ジッタの影響を排除できる。
【0051】
また、例えば汎用のメインCPU4の入力映像フォーマットの規格がたとえ制限されていたとしてもASIC11は映像フォーマットを切換えて出力できるため柔軟に対応できる。
【0052】
前述実施形態においては、ASIC11は、AVボード13、デコーダ18からYUV422の映像フォーマットで映像信号を入力し、この映像信号をスルーしてI/O部12に出力する例を示しているが、映像処理用ASIC11は、24ビットの映像信号を入力可能になっているため、YUV444の映像フォーマット、RGB444、RGB888、など各種の映像フォーマット(色空間)の映像信号を受付け、メインCPU4の入力ビット幅に合わせて出力することもできる。
【0053】
前述したような汎用のメインCPU4や、従来から車両制御用途に用いられているカスタムのメインCPUを用いたとしても、ASIC11を用いることで各種様々な映像フォーマットに適合したシステムを柔軟に構築でき、種々様々なシステムに対応できる。