(57)【要約】【課題】移動速度によらず安定して動画解像度を向上することができる動画像表示装置および動画像表示方法を提供する。【解決手段】入力動画像のフィールドを、複数のサブフィールドの発光それぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換手段と、そのフィールドとそれと時間的に連続するフィールドと間で、連続するフィールドにおける各画素の動きベクトルを求める動きベクトル検出手段と、検出した動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御手段と、移動量制御手段が決定した複数のサブフィールドの移動量に基づいて、発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動手段と、移動量制御手段が決定した発光タイミングを用いて、複数のサブフィールドそれぞれの新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2010032562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに時分割して、分割した前記複数のサブフィールドの発光を制御することにより、多階調表示をする動画像表示装置であって、
１フィールド毎に、
前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換手段と、
当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドとの間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトル検出手段が検出した前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御手段と、
前記移動量制御手段が決定した前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動手段と、
前記移動量制御手段が決定した前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御手段とを備える
ことを特徴とする動画像表示装置。
【請求項２】
前記移動量制御手段は、
前記動きベクトル検出手段が検出した前記動きベクトルからの移動量と発光タイミングとの誤差が最小になるように、複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動画像表示装置。
【請求項３】
前記移動量制御手段は、
複数のサブフィールドのうち最大の輝度で発光するサブフィールドを、前記動きベクトルの始点として用いる
ことを特徴とする請求項２記載の動画像表示装置。
【請求項４】
前記移動量制御手段は、さらに、
前記動きベクトルの大きさと、前記複数のサブフィールドの発光タイミングとの対応を保持するテーブルを備え、
前記動きベクトルの大きさをもとに、前記テーブルを参照することで前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項１記載の動画像表示装置。
【請求項５】
前記移動量制御手段は、
１フィールド内に含まれる前記動きベクトルの値の分布に基づいて、前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項１記載の動画像表示装置。
【請求項６】
入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに時分割して、時分割した前記複数のサブフィールドそれぞれの発光を制御することにより、多階調表示をする動画像表示方法であって、
１フィールド毎に、
前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換ステップと、
当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドと間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出ステップと、
前記動きベクトル検出ステップにおいて検出された前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御ステップと、
前記移動量制御ステップにおいて決定された前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動ステップと、
前記移動量制御ステップにおいて決定された前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御ステップとを含む
ことを特徴とする動画像表示方法。
【請求項７】
前移動量制御ステップでは、
前記動きベクトル検出ステップにおいて検出された前記動きベクトルからの移動量と発光タイミングとからの誤差が最小になるように、複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の動画像表示方法。
【請求項８】
前記移動量制御ステップでは、
複数のサブフィールドのうち最大の発光輝度で発光するサブフィールドを、前記動きベクトルの始点として用いる
ことを特徴とする請求項７に記載の動画像表示方法。
【請求項９】
前記移動量制御ステップでは、
前記動きベクトルの大きさと、前記複数のサブフィールドの発光タイミングとの対応を保持するテーブルを参照することで、前記動きベクトルの大きさをもとに、前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項８に記載の動画像表示方法。
【請求項１０】
前記移動量制御ステップでは、
１フィールド内に含まれる前記動きベクトルの値の分布に基づいて、前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する
ことを特徴とする請求項９に記載の動画像表示方法。
【請求項１１】
入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに分割して、時分割した前記複数のサブフィールドそれぞれの発光を制御することにより、多階調表示させる集積回路であって、
１フィールド毎に、
前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換手段と、
当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドと間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトル検出手段が検出した前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御手段と、
前記移動量制御手段が決定した前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動手段と、
前記移動量制御手段が決定した前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御手段とを備える
ことを特徴とする集積回路。
【請求項１２】
入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに時分割して、分割した前記複数のサブフィールドそれぞれの発光を制御することにより、多階調表示をするためのコンピュータプログラムであって、
１フィールド毎に、
前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換ステップと、
当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドと間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出ステップと、
前記動きベクトル検出ステップにおいて検出された前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御ステップと、
前記移動量制御ステップにおいて決定された前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動ステップと、
前記移動量制御ステップにおいて決定された前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間の開始時間を制御する発光制御ステップとを
コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像表示装置、および動画像表示方法に関し、特に、複数のサブフィールドの組合せによって階調表示を行うプラズマディスプレイパネルなどの動画像表示装置において、動画像の表示を行う際に発生する解像度の低下を改善する動画像表示装置、および動画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプラズマディスプレイパネル（以下、単に「ＰＤＰ」と記述する。）などの動画像表示装置は、碁盤目状に配列された画素それぞれを発光または非発光させることで動画像を表示する。ＰＤＰなどの動画像表示装置は、画素毎には発光または非発光の２つの状態しか持たないため、サブフィールド法と呼ばれる駆動方法を用いて画素毎で階調表示を行っている。
【０００３】
サブフィールド法では、１フィールドを、輝度の重みすなわち発光時間の相対比の異なるＳ枚の画面（サブフィールド）で構成し、各々のサブフィールドで画素毎に発光を行うか否かを選択することで階調表示を実現する。例えば６４階調の表示を行う場合（Ｓ＝６の場合）、それぞれ２の０乗（１）、２の１乗（２）、２の２乗（４）、２の３乗（８）、２の４乗（１６）および２の５乗（３２）の重みを持つ６つのサブフィールドを用いる。人の視覚特性では、これら６つのサブフィールドの輝度を累積して感じるため、各画素における各サブフィールドの発光／非発光を、映像信号が示す各画素の輝度に応じて制御することで０から６３の輝度を表示することができる。
【０００４】
図１０は、従来の画像表示装置におけるサブフィールド駆動を説明するための図である。
【０００５】
１フィールドは、図１０に示すように、セットアップ期間Ｐ１と、いくつかのサブフィールドからなる。そして、それぞれのサブフィールドは、書き込み期間Ｐ２および維持期間Ｐ３で構成される。
【０００６】
セットアップ期間Ｐ１においては、維持電極と走査電極とにそれぞれ単一パルスが加えられて全画素で予備放電が行われる。書き込み期間Ｐ２においては、水平方向の走査電極が順次走査され、データ電極からのパルスを受けた画素だけに所定の書き込みが行われる。維持期間Ｐ３においては、各サブフィールドに重み付けされた輝度に応じた数の維持パルスが出力され、書き込み期間Ｐ２で書き込みが行われた画素で発光が行われる。例えば前述のＳ＝６の場合、所定の画素でのそれぞれのサブフィールドに、１回、２回、４回、８回、１６回および３２回の維持パルスが出力されるとすると、輝度１、２、４、８、１６および３２に対応する発光が行われる。
【０００７】
このようなサブフィールドを用いた表示方法は、前述のように人の視覚特性が輝度を累積して感じることを利用している。表示している画像が静止画像であり、視線の移動がない場合には表示された輝度と同じ輝度が知覚される。しかしながら、人の視覚特性では、移動している物体が表示される場合には、視線はその移動物体を追従するように動くことが知られている。すなわち、視線の移動がある場合には、視線が移動する軌跡に沿った輝度の累積が行われ、表示している輝度と異なる輝度が知覚されてしまうこととなる。
【０００８】
図１１は、従来の画像表示装置において移動している物体が表示される場合の視線の移動軌跡を説明するための図である。
【０００９】
図１１では、サブフィールドの数をＳＦ１〜ＳＦ６の６（Ｓ＝６）、横軸を時間、縦軸を画素位置としたとき、所定の画素位置での輝度６３の点（ドット）が１フィールド期間で７画素（７画素位置分）移動した場合の例を示している。この例では、ある時点のフィールド（フィールドＮ）で、画素位置０に存在した点（ＳＦ１〜ＳＦ６）が、次のフィールド（フィールドＮ＋１）で画素位置７に移動している。ここで、各画素は、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６で構成され、サブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５およびＳＦ６にはそれぞれ、３２回、１６回、８回、４回、２回および１回の維持パルスが出力される。そして、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６ではそれぞれ、輝度３２、１６、８、４、２および１に対応する発光が行われる。
【００１０】
この輝度６３の点が、前後のフィールドを含めて均一に移動している場合、視線の移動は、点の移動軌跡と等しく９０１に示す移動軌跡をとる。このとき、輝度の累積は視線の移動軌跡に沿って行われるため、人には本来の輝度とは異なった輝度が知覚されてしまうとともに、図１１中の知覚幅９０２で示す広がりが知覚されてしまうこととなる。すなわち、ＳＦ１からＳＦ６を知覚する時間的な幅が視線の移動により空間的な幅である知覚幅９０２として知覚されるため、結果としてボケ、すなわち解像度が低下して見えることとなる。このような現象は点以外を表示した場合でも同様に発生するものであり、動画像を表示した場合には、静止画の表示に比べて解像度が低下する。
【００１１】
そこで、動画像を表示した場合の解像度（以下、動画解像度と記す。）の低下を抑えるため動画像補正方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【００１２】
特許文献１では、連続するフィールドにおける画素の動きベクトルを検出し、検出したこのベクトルを用いて、その画素のサブフィールドの表示位置を移動させる補正を行うことで、視線の移動軌跡上にサブフィールドを配置する。
【００１３】
図１２は、特許文献１における動画補正方法を概念的に説明するための図である。図１２では、前述同様、大きさ１の点が１フィールド期間で７画素位置を移動する場合の例を示しており、２つめ以降のサブフィールド（ＳＦ２〜ＳＦ６）の表示位置が視線の移動軌跡に沿って移動された状態を示している。
【００１４】
図１２に示すように、特許文献１における動画像補正方法によれば、画素位置０の２つめ以降のサブフィールドすなわちＳＦ２〜ＳＦ６を、それぞれ画素位置２、３、４、５および６の位置に表示するように画素位置を移動する補正を行う。それにより、補正する場合の知覚幅１００１を、図１１に示す補正しない場合の知覚幅９０２と比べて小さくすることができるので、結果として動画解像度の低下を小さくすることができる。
【００１５】
したがって、サブフィールドをフィールド間の動きに応じて移動して表示する補正を行うことで動画解像度の低下を抑えることができる。
【特許文献１】特許第３７５８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来技術では、任意の動きに対して、サブフィールドにおける移動を画素単位で行うため、視線の移動軌跡に対して誤差が発生する。
【００１７】
図１３は、従来の動画補正方法の問題点を概念的に説明するための図である。図１３では、前述同様、大きさ１の点が１フィールド期間で２画素分の位置を移動された場合の例を示している。この場合、従来の動画像補正方法によって２つめ以降のサブフィールド（ＳＦ２〜ＳＦ６）の表示位置が視線の移動軌跡に沿って移動されたとしても、視線の移動軌跡から外れたサブフィールド（ここでは、ＳＦ２およびＳＦ５）が存在するため、知覚幅１００２が大きくなる。つまり、結果として知覚幅が大きくなり、ボケの発生が低減できていない。
【００１８】
したがって、従来の動画像補正方法では、視線の移動に合わせてサブフィールドの表示位置を移動する補正を行ったとしても、移動速度によっては依然としてボケが発生するという課題がある。すなわち、従来の動画像補正方法では、移動するサブフィールドの画素位置が固定であるために、動きベクトルの大きさに依存して誤差が発生し、動画の解像度の改善効果が低下する場合があった。
【００１９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、移動速度によって発生するボケを低減できる、すなわち移動速度によらず安定して動画解像度を向上することができる動画像表示装置および動画像表示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】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明に係る動画像表示装置は、入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに時分割して、分割した前記複数のサブフィールドの発光を制御することにより、多階調表示をする動画像表示装置であって、１フィールド毎に、前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換手段と、当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドとの間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段が検出した前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御手段と、前記移動量制御手段が決定した前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動手段と、前記移動量制御手段が決定した前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、好ましくは、前記移動量制御手段は、前記動きベクトル検出手段が検出した前記動きベクトルからの移動量と発光タイミングとの誤差が最小になるように、複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する。
【００２２】
また、好ましくは、前記移動量制御手段は、複数のサブフィールドのうち最大の輝度で発光するサブフィールドを、前記動きベクトルの始点として用いる。
【００２３】
また、好ましくは、前記移動量制御手段は、さらに、前記動きベクトルの大きさと、前記複数のサブフィールドの発光タイミングとの対応を保持するテーブルを備え、前記動きベクトルの大きさをもとに、前記テーブルを参照することで前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る動画像表示方法は、入力動画像の１フィールドを複数のサブフィールドに時分割して、時分割した前記複数のサブフィールドそれぞれの発光を制御することにより、多階調表示をする動画像表示方法であって、１フィールド毎に、前記入力動画像のフィールドを、前記複数のサブフィールドそれぞれの発光パターンに変換するサブフィールド変換ステップと、当該フィールドと当該フィールドの時間的に連続するフィールドと間で、連続するフィールドにおける各画素の移動方向と移動量とに相当する動きベクトルを求める動きベクトル検出ステップと、前記動きベクトル検出ステップにおいて検出された前記動きベクトルに沿うように、複数のサブフィールドにおける前記画素の移動量と発光タイミングとを決定する移動量制御ステップと、前記移動量制御ステップにおいて決定された前記複数のサブフィールドにおける移動量に基づいて、前記発光パターンから新たな発光パターンを生成するサブフィールド移動ステップと、前記移動量制御ステップにおいて決定された前記サブフィールドの発光タイミングで、前記複数のサブフィールドそれぞれの前記新たな発光パターンにおける所定の発光期間を制御する発光制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、好ましくは、前移動量制御ステップでは、前記動きベクトル検出ステップにおいて検出された前記動きベクトルからの移動量と発光タイミングとからの誤差が最小になるように、複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する。
【００２６】
また、好ましくは、前記移動量制御ステップでは、複数のサブフィールドのうち最大の発光輝度で発光するサブフィールドを、前記動きベクトルの始点として用いる。
【００２７】
また、好ましくは、前記移動量制御ステップでは、前記動きベクトルの大きさと、前記複数のサブフィールドの発光タイミングとの対応を保持するテーブルを参照することで、前記動きベクトルの大きさをもとに、前記複数のサブフィールドにおける移動量と発光タイミングとを決定する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、移動速度によって発生するボケを低減できる、すなわち移動速度によらず安定して動画解像度を向上することができる動画像表示装置および動画像表示方法を実現することができる。具体的には、時間的なフィールド間の動きベクトルをもとに連続するフィールドにおいて各サブフィールドの画素の表示位置を移動することに加えて、視線の移動軌跡との誤差を小さくするように各サブフィールドの画素の発光タイミングを調整する。それにより、移動速度によって発生するボケを低減し、動きベクトルの大きさによらず安定して動画解像度の向上効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態における動画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。図１では、サブフィールド表示に関わる構成を主に示している。
【００３０】
動画像表示装置１００は、図１に示すようにサブフィールド変換部１０１と、サブフィールド移動部１０２と、動き検出部１０３と、移動量制御部１０４と、データ駆動回路１０５と、走査制御回路１０６と、維持パルス制御回路１０７と、プラズマディスプレイパネル１０８と、フィールド遅延部１１０とを備える。
【００３１】
動画像表示装置１００では、プラズマディスプレイパネルで表示するために映像信号１０９が入力され、入力された映像信号１０９は、フィールド遅延部１１０と動き検出部１０３とに入力される。
【００３２】
フィールド遅延部１１０は、入力された映像信号１０９を１フィールド期間遅延させてサブフィールド変換部１０１に出力する。
【００３３】
サブフィールド変換部１０１は、フィールド遅延部１１０から入力された映像信号１０９における各画素の輝度値を、サブフィールドの発光パターンに変換してサブフィールド移動部１０２に出力する。
【００３４】
サブフィールド変換部１０１は、サブフィールド数を６（Ｓ＝６）とし、それぞれのサブフィールドでの輝度の重みを１、２、４、８、１６および３２とした場合、入力された映像信号１０９における輝度値（０〜６３）を、２進数で表したときの各ビットに相当するサブフィールドの発光パターンに変換する。例えば、輝度値が４３の場合、この輝度値を２進数で表した１０１０１１に相当するサブフィールドの発光パターンに変換する。すなわち、輝度の重みが１、２、８および３２のサブフィールドを発光し、輝度の重みが４および１６のサブフィールドを非発光する発光パターンを生成する。生成した発光パターンをサブフィールド移動部１０２に出力する。
【００３５】
動き検出部１０３は、内部にフィールド・メモリを備えている。動き検出部１０３は、入力された映像信号１０９におけるフィールド（現在のフィールドと記載。）と、直前に入力された映像信号１０９におけるフィールド(以下、直前のフィールドと記載。)とを比較することで、連続するフィールドにおける画素毎に動きの方向と大きさ（以下、動きベクトルと記載。）を検出する。動き検出部１０３は、検出した動きベクトルを移動量制御部１０４に出力する。
【００３６】
このとき、動き検出部１０３が検出する動きベクトルは、フィールド・メモリから読み込まれる直前のフィールド（フィールドＮとする。）の画素が、現在のフィールド（フィールドＮ＋１とする。）上のどの位置に移動するかを示している。
【００３７】
ここで、動き検出部１０３は、この動きベクトルを、例えば画素ブロックの比較を用いて検出する。動き検出部１０３は、例えば、フィールドＮの画像から、動きベクトルを求めたい画素を中心とする７画素×７画素の画素ブロックを切り出し、フィールドＮ＋１の中で切り出した画素ブロックと最も相関が大きい画素ブロックの位置を求める。フィールドＮ＋１中での求めた画素ブロックの位置と、フィールドＮでの求めたい画素ブロックとの位置の差分を、この画素ブロックの中心画素、すなわち求める画素の動きベクトルとする。また、この比較の際に使用する画素ブロックの相関の大きさは、輝度値の差分の絶対値和や２乗和などによって求めることができる。
【００３８】
なお、動きベクトルの検出方法は、上記のような画素ブロックの比較を行う方法に限るものではなく、連続するフィールドにおける画素毎に動きの方向と大きさが得られるものであればよい。また、動き検出部１０３が２フィールド分以上のフィールド・メモリを備え、連続するフィールドにおける画素毎に複数のフィールド間で比較することによって時間的な連続性を考慮した動きベクトルを検出してもよい。
【００３９】
移動量制御部１０４は、連続するフィールドにおいて、動き検出部１０３から入力される動きベクトルをもとに、それぞれのサブフィールドの画素の表示位置（画素位置）の移動量を決定するとともに、新たなサブフィールドの画素の表示位置（画素位置）での発光タイミングを決定する。
【００４０】
以下、移動量制御部１０４の処理内容を、図を用いて説明する。
図２は、本発明の実施の形態における移動量制御部１０４の構成を示すブロック図である。ここで、図２は、図１に示す移動量制御部１０４をさらに詳細に示したものである。
【００４１】
移動量制御部１０４は、図２に示すようにベクトル統計処理部２０１と、発光重心決定部２０２と、移動量決定部２０３とを備える。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態におけるサブフィールドの構成を概念的に示す図である。図４は、本発明の実施の形態におけるＳＦ２の発光重心と維持期間との関係を示す図である。
【００４３】
以下の説明においては、サブフィールドの数をＳＦ１〜ＳＦ６の６（Ｓ＝６）とし、サブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、ＳＦ５およびＳＦ６にはそれぞれ、３２回、１６回、８回、４回、２回および１回の維持パルスが出力されるとする。そして、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６でそれぞれ、輝度３２、１６、８、４、２および１に対応する輝度の重みの発光が行われるとする。
【００４４】
すなわち、図３に示すように、１フィールドは、輝度の重みが３２、１６、８、４、２および１の順序でサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６が配置された構成となる。ここで、図３において、時間を横軸、画素位置を縦軸にとって表している。
【００４５】
また、それぞれのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）の発光期間の中心を、以下発光重心と呼ぶ。ここで、発光期間は、それぞれのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）に維持パルスが実際に出力されて、それぞれのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）で輝度の重みの発光が行われる期間を発光期間である。
【００４６】
また、図３において、最大の発光輝度を時間的に先頭に配置されているＳＦ１以外の各サブフィールド（ＳＦ２〜ＳＦ６）の維持期間の長さは、そのサブフィールドの輝度に対応する維持パルスが実際に出力される時間よりも長く設定される。したがって、発光重心の取り得る範囲は、図４に示すようにＳＦ１の発光重心を基準として、最も早く発光を行ったときの発光重心の時間に対応する重心先頭時刻Ｔ１と、最も遅く発光を行ったときの発光重心の時間に対応する重心限界時刻Ｔ２とによって定められる。図４では、ＳＦ２の場合の例を示しているが、ＳＦ３〜ＳＦ６の場合も同様に、発光重心の取り得る範囲は、重心先頭時刻Ｔ１と重心限界時刻Ｔ２とによって定められる。
【００４７】
ベクトル統計処理部２０１は、動き検出部１０３から入力された動きベクトルを解析し、１フィールドの中にほぼ単一の動きのみが存在するか、複数の動きが存在するかを判定する。例えば、画面全体のスクロールや、カメラのパンなどのように、１フィールド内の動きベクトルの９０％以上が同一またはほぼ同一である場合には、ベクトル統計処理部２０１は、そのフィールドには単一の動きベクトルのみが存在すると判定する。また、例えば、静止画像の中で単一の物体が動いている場合や、文字がスクロールしている場合などのように、１種類の動きベクトルを除いてすべてが０（動きなし）を示している場合には、そのフィールドには単一の動きベクトルのみが存在すると判定する。
【００４８】
ベクトル統計処理部２０１は、判定した判定結果と動き検出部１０３から入力された動きベクトルとを発光重心決定部２０２に出力する。
【００４９】
発光重心決定部２０２は、例えばフィールドに単一の動きベクトルのみが存在することを示す判定結果とその単一の動きベクトルとが、ベクトル統計処理部２０１より入力され、入力された単一の動きベクトルをもとに、動きベクトルの軌跡（画素の移動軌跡）を決定する。発光重心決定部２０２は、決定した動きベクトルの軌跡に最も近くなるようなＳＦ２の発光重心の位置を計算する。
【００５０】
発光重心決定部２０２は、決定した動きベクトルの軌跡をもとに計算したＳＦ２の重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲に、整数画素位置が含まれているかを確認する。そして、発光重心決定部２０２は、計算したＳＦ２の重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲に、整数画素位置が含まれていることを確認した場合には、その整数画素位置をＳＦ２のサブフィールドの発光重心であると決定する。また、ＳＦ３〜ＳＦ６についても同様の方法によって、発光重心を決定する。
【００５１】
このようにして、発光重心決定部２０２は、入力された動きベクトルをもとに動きベクトルの軌跡（画素の移動軌跡）を決定し、決定した動きベクトルの軌跡から各サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ６における発光重心をそれぞれ決定する。
【００５２】
発光重心決定部２０２は、決定したサブフィールドすべての発光重心を示す時間を、維持パルス制御移動量決定部２０３に出力する。
【００５３】
移動量決定部２０３は、発光重心決定部２０２が決定したＳＦ２〜ＳＦ６の発光重心が入力される。移動量決定部２０３は、入力されたＳＦ２〜ＳＦ６の発光重心と、連続するフィールドにおけるすべての画素の動きベクトル（画素の移動軌跡）に基づく動きベクトルを用いて、発光重心限界時刻および発光重心先頭時刻と１フィールド期間との時間の比例計算により移動先の画素位置を決定する。このとき、少数の画素位置については四捨五入によって移動先の画素位置を決定する。なお、発光重心決定部２０２で使用したフィールド内に含まれる単一の動きベクトルに関しては、改めて計算する必要はなく、発光重心決定部２０２で求めた画素位置を使用することができる。
【００５４】
図５は、決定した動きベクトルの軌跡からサブフィールドの発光重心を決定する方法を説明するための図である。図６は、決定した動きベクトルの軌跡からサブフィールドの発光重心を決定する場合の例を示す図である。
【００５５】
ここで、図６では、動き検出部１０３で検出された動きベクトルから、発光重心決定部２０２が決定した動きベクトル（画素の移動軌跡）をＶとし、ＳＦ２の重心先頭時刻をＴ１（ＳＦ２）、重心限界時刻をＴ２（ＳＦ２）、また１フィールドの時間をＴｆとする。このとき、ＳＦ２の発光重心の範囲は、時刻Ｔ１（ＳＦ２）と、Ｔ２（ＳＦ２）における発光重心移動位置Ｖ１、Ｖ２を用いて、以下の式（１）および（２）で求めることができる。
【００５６】
Ｖ１＝Ｖ × Ｔ１（ＳＦ２）／ Ｔｆ            式（１）
Ｖ２＝Ｖ × Ｔ２（ＳＦ２）／ Ｔｆ            式（２）
【００５７】
ここで、図６（ａ）で示すように、Ｖ１とＶ２との間に整数画素位置が含まれる場合、この整数画素位置を、移動先のＳＦ２における画素位置（表示位置）として選択し、選択した画素位置（表示位置）に対応する時刻をＳＦ２の発光重心とする。
【００５８】
一方、図６（ｂ）で示すように、Ｖ１とＶ２との間に整数画素位置が含まれない場合、Ｖ１とＶ２とのうち整数画素位置に近い方を、移動先のＳＦ２における画素位置（表示位置）として選択し、選択した画素位置（表示位置）に対応するＴ１（ＳＦ２）またはＴ２（ＳＦ２）をＳＦ２の発光重心とする。
【００５９】
具体的な数値の例を挙げると、１フィールド期間が１６．６ｍｓｅｃ、Ｔ１（ＳＦ２）が７．５ｍｓｅｃ、Ｔ２（ＳＦ２）が８．５ｍｓｅｃであるとすると、動きベクトルが６（１フィールド期間内に６画素を移動）のとき、Ｖ１は２．７１、Ｖ２は３．０７となる。したがって、Ｖ１とＶ２との間に整数画素位置である３が含まれているため、移動先のＳＦ２における画素位置（表示位置）として３が選択されることとなる。選択した画素位置（表示位置）３に対応する発光重心は比例計算により８．３ｍｓｅｃ（＝１６．６×３／６）と決定することができる。
【００６０】
一方、例えば動きベクトルが５（１フィールド期間内に５画素を移動）のときＶ１は２．２６、Ｖ２は２．５６となり、連続するフィールドにおける画素の移動先の画素位置として２が選択されることとなる。選択した画素位置（表示位置）２に対応する発光重心は７．５ｍｓｅｃ（＝Ｔ１（ＳＦ２））と決定することができる。
【００６１】
また、ＳＦ３〜ＳＦ６についても上記と同様の方法によって、発光重心を決定して出力する。
【００６２】
なお、上記の計算は、ベクトルの大きさ等によって一意に決まるものであるため、予め計算を行ってテーブルとして保存しておき、ベクトルの大きさをもとにこのテーブルを参照する構成としてもよい。ここで、図７は、予め計算を行って保存されるテーブルの一例である。図７では、ベクトルの大きさと角度とについて予め計算を行って作成したＳＦ２〜ＳＦ６の発光重心を示している。
【００６３】
ところで、発光重心決定部２０２は、フィールドに複数の動きが存在することを示す判定結果が入力された場合、それぞれのサブフィールドの発光重心を決定する。
【００６４】
ここで、例えばそれぞれのサブフィールドの発光重心として重心先頭時刻Ｔ１と重心限界時刻Ｔ２の中央の値、すなわち（Ｔ１＋Ｔ２）／２を選んでもよい。
【００６５】
また、発光重心決定部２０２は、ベクトル統計処理部２０１より入力される複数の動きベクトルの中から複数の動きベクトルの動きを代表する代表ベクトルを求めて、求めた代表ベクトルをもとに、動きベクトルの軌跡（画素の移動軌跡）を決定し、上記と同様の方法で、それぞれのサブフィールドの発光重心を決定してもよい。ここで、例えば代表ベクトルは、複数のベクトルを平均した平均ベクトルや、複数のベクトルの中でもっとも同一種類の多いベクトルとして求められる。
【００６６】
また、発光重心決定部２０２は、ベクトル統計処理部２０１より入力された１フィールド内の複数の動きベクトルの値の分布に基づいて、各サブフィールドにおける移動量と発光重心とを決定してもよい。また、動きベクトルの値の分布に変えて、例えば、算術平均などの平均に基づいてもよい。その場合、発光重心決定部２０２は、画素毎または複数の画素をまとめたブロック毎の平均をとる方法が考えられる。
【００６７】
図８は、本発明の実施の形態における移動量制御部１０４の処理を説明するためのフローチャートである。
【００６８】
まず、ベクトル統計処理部２０１は、動き検出部１０３から入力された動きベクトルを解析し（Ｓ１０１）、１フィールドの中にほぼ単一の動きベクトルのみが存在するかどうかを判定する（Ｓ１０２）。
【００６９】
ベクトル統計処理部２０１が、１フィールドの中複数の動きが存在すると判定した場合には（Ｓ１０２のＮｏの場合）、複数の動きベクトルの代表ベクトルを求め（Ｓ１０３）、単一の動きベクトルとして、発光重心決定部２０２に出力する。ベクトル統計処理部２０１が、１フィールドの中もほぼ単一の動きベクトルが存在すると判定した場合には（Ｓ１０２のＹｅｓの場合）、その単一の動きベクトルを、発光重心決定部２０２に出力する。
【００７０】
次に、決定した動きベクトルの軌跡をもとに計算したＳＦ２の重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲に、整数画素位置が含まれているかを確認する（Ｓ１０４）。
【００７１】
次に、発光重心決定部２０２は、計算した各サブフィールドの発光重心が、各サブフィールドの発光重心の範囲、すなわち重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲にあるかを判定する（Ｓ１０５）。
【００７２】
発光重心決定部２０２は、計算した重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲に、整数画素位置が含まれていることを確認した場合（Ｓ１０５のＹｅｓの場合）、その整数画素位置をサブフィールドの発光重心であると決定する（Ｓ１０６）。ここで、発光重心決定部２０２は、計算した重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲に、整数画素位置が含まれていない場合（Ｓ１０５のＮｏの場合）、重心先頭時刻Ｔ１から重心限界時刻Ｔ２までの範囲から近い方の整数画素位置をサブフィールドの画素位置であると決定する（Ｓ１０６）。
【００７３】
次に、発光重心決定部２０２は、１フィールドを構成するサブフィールドすべての画素位置が決定したかを確認する（Ｓ１０７）。
【００７４】
発光重心決定部２０２は、サブフィールドすべての画素位置が決定している場合には（Ｓ１０５のＹｅｓ）、決定したサブフィールドすべての画素位置を移動量決定部２０３に出力する。
【００７５】
以上のように、移動量制御部１０４はサブフィールドの画素位置を決定する処理を行う。
【００７６】
移動量制御部１０４は、上記のようにして決定された画素毎の各サブフィールドにおける移動量をサブフィールド移動部１０２に、また画素毎の各サブフィールドの発光重心の時間（発光タイミング）を維持パルス制御回路１０７に出力する。
【００７７】
サブフィールド移動部１０２は、サブフィールド変換部１０１から入力されるサブフィールドの発光パターンと、移動量制御部１０４から入力される各サブフィールドにおける移動量をもとに移動した新たなサブフィールドの画素位置（表示位置）とから、新たに各画素のサブフィールドの発光パターンを生成する。サブフィールド移動部１０２は、生成した各画素の発光パターンをデータ駆動回路１０５と走査制御回路１０６とに出力する。
【００７８】
データ駆動回路１０５と走査制御回路１０６とは、サブフィールド移動部１０２から入力された発光パターン、すなわちサブフィールドにおける移動の結果から生成された新たな各画素のサブフィールドの発光パターンが入力される。データ駆動回路１０５と走査制御回路１０６とは、入力された各画素のサブフィールドの発光パターンに応じて、各画素に対してサブフィールド単位で書き込みを行う。
【００７９】
維持パルス制御回路１０７は、移動量制御部１０４から入力される各サブフィールドの発光重心を示す時間をもとに維持パルスを発生させる。すなわち、プラズマディスプレイパネル１０８には、サブフィールド変換部１０１によって生成され、移動量制御部１０４の指示に基づいてサブフィールド移動部１０２によって移動が行われたサブフィールドの発光パターンが、移動量制御部１０４の指示に基づくタイミングで発光が行われる。
【００８０】
以上のように、連続するフィールドにおいて、サブフィールドにおける画素の画素位置（表示位置）を検出された動きベクトルを使用して移動する際、サブフィールドの発光タイミングを時間的に前後する調整を加えることで、サブフィールドの発光位置およびタイミングと視線の移動軌跡のズレとを小さくすることができる。
【００８１】
図９は、本発明の実施の形態におけるサブフィールドにおける移動の様子を示す図である。
【００８２】
図９（ａ）は、発光タイミングの調整を行わない従来の場合を示し、図９（ｂ）は同じ動きに対して発光タイミングの調整を行った本実施の形態の場合を示している。
【００８３】
このように、発光タイミングを維持期間の範囲で適切に調整することにより、サブフィールドの発光位置およびタイミングと視線の移動軌跡のズレを小さくすることが可能となる。
【００８４】
すなわち、従来、動きベクトルを用いてサブフィールドの表示位置（画素位置）を移動することで動画解像度を改善する動画像表示装置があったが、移動するサブフィールドの画素位置が固定であるために、動きベクトルの大きさに依存して誤差が発生し、動画の解像度の改善効果が低下する場合があった。これに対して、本実施の形態によれば、時間的なフィールド間の動きベクトルをもとに、連続するフィールドにおいて各サブフィールドの画素の表示位置（画素位置）を移動することに加えて、視線の移動軌跡との誤差を小さくするように各サブフィールドの発光タイミングを調整する。それにより、移動速度によって発生するボケを低減し、動きベクトルの大きさによらず安定して動画解像度の向上効果を得ることができる。
【００８５】
以上、本発明によれば、移動速度によって発生するボケを低減できる、すなわち移動速度によらず安定して動画解像度を向上することができる動画像表示装置および動画像表示方法を実現することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、サブフィールドの輝度の重みを大きなものから小さくなる順番で配置する場合について示したが、他の順番であっても構わない。例えば、輝度の重みが最も大きなサブフィールドがフィールド内で最後に配置されている場合、検出するベクトルをフィールドＮからフィールドＮ−１（直前のフィールド）への向きとし、輝度の重みが最も大きなサブフィールド以外のサブフィールドの表示位置を移動する。それにより本実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、最大の発光レベルをもつサブフィールドを始点とした動きベクトルを用いて、画素位置（表示位置）を移動する動画像の補正方法について説明したが、最大の発光レベルをもつサブフィールドを始点とすることに限定されない。
【００８８】
また、本実施の形態では、動画像表示装置としてＰＤＰを例に挙げて、ＰＤＰでのサブフィールドを使用する場合について説明したが、本発明はＰＤＰに限るものではない。同様にサブフィールドを用いて発光を制御する動画像表示装置を含む表示装置、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使用した表示装置等でも使用することができる。
【００８９】
また、本発明は、装置として実現するだけでなく、このような装置が備える処理手段を備える集積回路として実現したり、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、それらプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信媒体を介して配信してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、動画像表示装置、および動画像表示方法に利用でき、特に、サブフィールドを用いて階調表示を行う表示装置、例えばプラズマディスプレイ装置などの動画像表示装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態における動画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における移動量制御部１０４の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるサブフィールドの構成を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるＳＦ２の発光重心と維持期間との関係を示す図である。
【図５】決定した動きベクトルの軌跡からサブフィールドの発光重心を決定する方法を説明するための図である。
【図６】決定した動きベクトルの軌跡からサブフィールドの発光重心を決定する場合の例を示す図である。
【図７】予め計算を行って保存されるテーブルの一例である。
【図８】本発明の実施の形態における移動量制御部１０４の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるサブフィールドにおける移動の様子を示す図である。
【図１０】従来の画像表示装置におけるサブフィールド駆動を説明するための図である。
【図１１】従来の画像表示装置において移動している物体が表示される場合の視線の移動軌跡を説明するための図である。
【図１２】特許文献１における動画補正方法を概念的に説明するための図である。
【図１３】従来の動画補正方法の問題点を概念的に説明するための図である。
【符号の説明】
【００９２】
１００  動画像表示装置
１０１  サブフィールド変換部
１０２  サブフィールド移動部
１０３  動き検出部
１０４  移動量制御部
１０５  データ駆動回路
１０６  走査制御回路
１０７  維持パルス制御回路
１０８  プラズマディスプレイパネル
１０９  映像信号
１１０  フィールド遅延部
２０１  ベクトル統計処理部
２０２  発光重心決定部
２０３  移動量決定部
【図１】
2010032562.tif 000003
【図２】
2010032562.tif 000004
【図３】
2010032562.tif 000005
【図４】
2010032562.tif 000006
【図５】
2010032562.tif 000007
【図６】
2010032562.tif 000008
【図７】
2010032562.tif 000009
【図８】
2010032562.tif 000010
【図９】
2010032562.tif 000011
【図１０】
2010032562.tif 000012
【図１１】
2010032562.tif 000013
【図１２】
2010032562.tif 000014
【図１３】
2010032562.tif 000015