(57)【要約】【課題】  １フレームの画像を最小値フィルタを用いてサブフレーム画像に分割する場合にゴーストを最小化し、画質劣化を低減させる為の技術を提供すること。【解決手段】  合成部１０３は、着目フレーム画像と、着目フレーム画像に最小値フィルタ処理を施した処理済み画像と、を合成して合成画像を生成する。ＬＰＦ処理部１０４は、合成画像にローパスフィルタ処理を施して低周波数成分画像を生成する。差分検出部１０５は、着目フレーム画像と低周波数成分画像との差分画像を生成し、加算器１９９は、差分画像を着目フレーム画像に加算して高周波数成分画像を生成する。合成部１０３は、合成画像における急峻エッジ領域に対応する、高周波数成分画像内の領域を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを用いて合成処理を行う。【選択図】  図１
2010286568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する手段と、
前記着目フレーム画像と前記低周波数成分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記着目フレーム画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分画像を生成する手段と、
前記高周波数成分画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力手段とを備え、
前記合成手段は、
前記着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域を１つ特定する手段と、
前記特定したエッジ領域内の画像を第１の画像、前記エッジ領域に対応する前記処理済み画像内の領域内の画像を第２の画像とし、前記第１の画像と前記第２の画像とを、合成比率ａで合成することで部分合成画像を生成する第１手段と、
前記部分合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分部分画像を生成する第２手段と、
前記第１の画像と前記低周波数成分部分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記第１の画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分部分画像を生成する第３手段と、
前記高周波数成分部分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の前記合成比率ａを求める計算手段とを備え、
前記合成手段は、前記計算手段が求めた合成比率ａで、前記処理済み画像と前記着目フレーム画像とを合成することで前記合成画像を生成する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記着目フレーム画像の代わりに前記高周波数成分画像と前記低周波数成分画像とを順次出力することで倍速表示を可能にすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記計算手段は、
前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段によって求めた前記高周波数成分部分画像を構成する全ての画素の画素値が０以上である場合には、合成比率ａの値から予め定められた値を減じることで合成比率ａを更新し、更新した合成比率ａを用いて再度、前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段、を実行させ、
前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段によって求めた前記高周波数成分部分画像を構成する画素のうち画素値が０より小さい画素が存在する場合には、合成比率ａの値に予め定められた値を加算して合成比率ａを更新し、更新した合成比率ａを前記最小の合成比率ａとする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する第１手段と、
前記着目フレーム画像と前記低周波数成分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記着目フレーム画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分画像を生成する第２手段と、
前記高周波数成分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを求める手段と、
前記合成手段に前記合成比率ａを用いて再度、合成処理を実行させる制御手段と、
前記制御手段により制御された前記合成手段が生成した合成画像を用いて前記第１手段が生成した低周波数成分画像と、当該低周波数成分画像と前記着目フレーム画像とを用いて前記第２手段が生成した高周波数成分画像と、を前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記第２手段が生成した前記高周波数成分画像を構成する全ての画素の画素値が０以上である場合、
前記制御手段は前記合成手段に合成処理を実行させず、
前記出力手段は、前記第１手段が生成した低周波数成分画像と、前記第２手段が生成した高周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、ホールド型の表示装置であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する手段と、
前記低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施すことで、前記低周波数成分画像を更新する更新手段と、
前記更新手段によって更新された前記低周波数成分画像と前記着目フレーム画像との差分画像を生成する手段と、
前記差分画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力手段とを備え、
前記合成手段は、
前記着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域を１つ特定する手段と、
前記特定したエッジ領域内の画像を第１の画像、前記エッジ領域に対応する前記処理済み画像内の領域内の画像を第２の画像とし、前記第１の画像と前記第２の画像とを、合成比率ａで合成することで部分合成画像を生成する第１手段と、
前記部分合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分部分画像を生成する第２手段と、
前記低周波数成分部分画像に対してゲイン補正処理を施すことで前記低周波数成分部分画像を更新し、更新した低周波数成分部分画像と、前記第１の画像と、の差分画像を生成する第３手段と、
前記第３手段が生成した差分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の前記合成比率ａを求める計算手段とを備え、
前記合成手段は、前記計算手段が求めた合成比率ａで、前記処理済み画像と前記着目フレーム画像とを合成することで前記合成画像を生成する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
前記計算手段は、
前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段によって求めた差分画像を構成する全ての画素の画素値が０以上である場合には、合成比率ａの値から予め定められた値を減じることで合成比率ａを更新し、更新した合成比率ａを用いて再度、前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段、を実行させ、
前記第１手段、前記第２手段、前記第３手段によって求めた差分画像を構成する画素のうち画素値が０より小さい画素が存在する場合には、合成比率ａの値に予め定められた値を加算して合成比率ａを更新し、更新した合成比率ａを前記最小の合成比率ａとする
ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成手段と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する第１手段と、
前記低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施すことで、前記低周波数成分画像を更新する更新手段と、
前記更新手段によって更新された前記低周波数成分画像と前記着目フレーム画像との差分画像を生成する第２手段と、
前記差分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを求める計算手段と、
前記合成手段に前記合成比率ａを用いて再度、合成処理を実行させる制御手段と、
前記制御手段により制御された前記合成手段が生成した合成画像を用いて前記第１手段、前記更新手段が生成した低周波数成分画像と、当該低周波数成分画像と前記着目フレーム画像とを用いて前記第２手段が生成した差分画像を、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
前記画像処理装置は、インパルス型の表示装置であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成工程と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する工程と、
前記着目フレーム画像と前記低周波数成分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記着目フレーム画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分画像を生成する工程と、
前記高周波数成分画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力工程とを備え、
前記合成工程は、
前記着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域を１つ特定する工程と、
前記特定したエッジ領域内の画像を第１の画像、前記エッジ領域に対応する前記処理済み画像内の領域内の画像を第２の画像とし、前記第１の画像と前記第２の画像とを、合成比率ａで合成することで部分合成画像を生成する第１工程と、
前記部分合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分部分画像を生成する第２工程と、
前記第１の画像と前記低周波数成分部分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記第１の画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分部分画像を生成する第３工程と、
前記高周波数成分部分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の前記合成比率ａを求める計算工程とを備え、
前記合成工程では、前記計算工程で求めた合成比率ａで、前記処理済み画像と前記着目フレーム画像とを合成することで前記合成画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成工程と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する第１工程と、
前記着目フレーム画像と前記低周波数成分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記着目フレーム画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分画像を生成する第２工程と、
前記高周波数成分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを求める工程と、
前記合成比率ａを用いて再度、前記合成工程を実行する制御工程と、
前記制御工程で制御された前記合成工程で生成した合成画像を用いて前記第１工程で生成した低周波数成分画像と、当該低周波数成分画像と前記着目フレーム画像とを用いて前記第２工程で生成した高周波数成分画像と、を前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１３】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成工程と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する工程と、
前記低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施すことで、前記低周波数成分画像を更新する更新工程と、
前記更新工程で更新された前記低周波数成分画像と前記着目フレーム画像との差分画像を生成する工程と、
前記差分画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力工程とを備え、
前記合成工程は、
前記着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域を１つ特定する工程と、
前記特定したエッジ領域内の画像を第１の画像、前記エッジ領域に対応する前記処理済み画像内の領域内の画像を第２の画像とし、前記第１の画像と前記第２の画像とを、合成比率ａで合成することで部分合成画像を生成する第１工程と、
前記部分合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分部分画像を生成する第２工程と、
前記低周波数成分部分画像に対してゲイン補正処理を施すことで前記低周波数成分部分画像を更新し、更新した低周波数成分部分画像と、前記第１の画像と、の差分画像を生成する第３工程と、
前記第３工程で生成した差分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の前記合成比率ａを求める計算工程とを備え、
前記合成工程では、前記計算工程で求めた合成比率ａで、前記処理済み画像と前記着目フレーム画像とを合成することで前記合成画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成工程と、
前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する第１工程と、
前記低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施すことで、前記低周波数成分画像を更新する更新工程と、
前記更新工程で更新された前記低周波数成分画像と前記着目フレーム画像との差分画像を生成する第２工程と、
前記差分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを求める計算工程と、
前記合成比率ａを用いて再度、前記合成工程を実行する制御工程と、
前記制御工程で制御された前記合成工程で生成した合成画像を用いて前記第１工程、前記更新工程で生成した低周波数成分画像と、当該低周波数成分画像と前記着目フレーム画像とを用いて前記第２工程で生成した差分画像を、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より高いフレームレートに変換するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機に代表される動画像の表示装置として、液晶デバイスを用いた表示装置（ホールド型）やフィールドエミッションタイプの表示装置（インパルス型）が知られている。
【０００３】
また、それらの表示装置の駆動方法として、ホールド型の表示装置においては動きボケ対策として、もしくはインパルス型の表示装置においてはフリッカ対策として、周波数成分によりフレーム画像を２つのサブフレームに分配する方法が知られている。
【０００４】
ホールド型の倍速駆動を実現する方法の一例として、特許文献１に開示されている技術がある。特許文献１に開示されている回路構成の一部を図１０に示す。入力フレーム画像に対し、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理部１０４は、低域成分のみを含むサブフレーム画像を生成する。
【０００５】
差分検出部１０５は、入力フレーム画像と、ＬＰＦ処理部１０４が生成した低域成分のみを含むサブフレーム画像との差分を、高域成分として抽出する。そして後段の加算器１９９によって、差分検出部１０５が求めた高域成分の画像と、入力フレーム画像とを加算することで、高域成分を強調したサブフレーム画像を得ることができる。
【０００６】
切替回路１０７は、低域成分のみを含むサブフレーム画像と、高域成分を強調したサブフレーム画像とを、１２０Ｈｚの周期で切り替えて後段に出力する。高域成分を除いたサブフレーム画像と高域成分を強調したサブフレーム画像とを交互に表示することで、６０Ｈｚの時間周期で見た場合は、元のフレーム画像が再現されていることになる。
【０００７】
しかしながら、２つのサブフレーム画像を交互に表示することであたかもこれら２つの画像が合成されているかのように見えるフレーム画像が、元のフレーム画像と同じにならない場合がある。係る点について図１１を用いて説明する。
【０００８】
図１１（ａ）は、入力フレーム画像の波形例を示している。図１１（ｂ）は、この入力フレーム画像を、ＬＰＦ処理部１０４によって処理した結果の波形を示している。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示した波形の入力フレーム画像と、図１１（ｂ）に示した波形のフレーム画像とを差分検出部１０５に入力した場合に、この差分検出部１０５から出力されるフレーム画像の波形を示している。このフレーム画像は高域成分の画像であるため、その波形は正負の値を取る。図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）に示した波形のフレーム画像と、図１１（ａ）に示した波形のフレーム画像とを加算器１９９に入力した場合に、この加算器１９９から出力されるフレーム画像の波形を示している。
【０００９】
ここで理論上では、１２０Ｈｚの周期で図１１（ｂ）に示した波形と図１１（ｃ）に示した波形とを交互に表示することで、見かけ上の波形は、図１１（ａ）に示した波形と同じになる。しかしながら、図１１（ａ）に示した波形における低輝度レベル部分がゼロ、もしくはそれに近い値である場合、図１１（ｄ）に示した波形は、負の値を持つことになる。負の値の画像を表示することはできないので、実際には、図１１（ｅ）に示すように、負の値はゼロとして表示されることになる。すると、見かけの合成波形は、図１１（ｂ）に示した波形のフレーム画像と図１１（ｅ）に示した波形のフレーム画像とを交互に表示することになるので、図１１（ｆ）に示す波形となる。このような波形のフレーム画像が、例えば、黒の背景に白の文字が配置されているような画像である場合、この文字の輪郭がにじんだ画像として知覚される。このように、入力フレーム画像の波形によっては、分配処理後の画像が元の画像と同じに見えず、それが劣化として知覚される、という問題がある。
【００１０】
このサブフレーム画像の分割時に負値が発生する問題を解決するため、特許文献２では、図１２に示すように、ＬＰＦ処理部１０４の前に最小値フィルタ部１０１を設け、ＬＰＦ処理部１０４による処理対象領域内に対して最小値フィルタ処理を施していた。図１２に示す構成を有する装置によって各段階で得られるフレーム画像の波形を図１３に示す。
【００１１】
図１３（ａ）は入力フレーム画像の波形を示している。最小値フィルタ部１０１がこの入力フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで、図１３（ｂ）に示す波形のフレーム画像が生成される。ＬＰＦ処理部１０４が図１３（ｂ）に示した波形のフレーム画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、図１３（ｃ）に示した波形のフレーム画像を生成する。この波形のフレーム画像は、最小値フィルタによりエッジによる勾配領域が高信号値領域側に半区間長分シフトされるため、勾配の開始点が図１３（ａ）に示した波形のフレーム画像のエッジと一致するという特徴を持つ。
【００１２】
差分検出部１０５は、図１３（ａ）に示した波形のフレーム画像から図１３（ｃ）に示した波形のフレーム画像を減じることで、図１３（ｄ）に示した波形のフレーム画像を生成する。最小値フィルタにより、どの信号領域においても、図１３（ｃ）に示した波形のフレーム画像は図１３（ａ）に示した波形のフレーム画像よりも低い値を取るため、図１３（ｄ）に示した波形のフレーム画像は常に正値をとる。
【００１３】
加算器１９９は、図１３（ａ）に示した波形のフレーム画像に図１３（ｄ）に示した波形のフレーム画像を加えることで、図１３（ｅ）に示した波形のフレーム画像を生成する。
【００１４】
そして、表示においては、図１３（ｅ）に示した波形のフレーム画像と図１３（ｃ）に示した波形のフレーム画像とをサブフレーム画像として時間的に交互に表示させる。これにより、図１３（ｆ）に示した波形のフレーム画像（見かけのフレーム画像）を、図１３（ａ）に示した波形のフレーム画像（入力フレーム画像）と一致させることができる。このように、最小値フィルタには、サブフレーム分割時における負値発生抑止機能があり、これにより画質を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１８４８９６号公報
【特許文献２】特願２００８−１１９０５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、この最小値フィルタの負値発生抑止機能は性能面に課題がある。それは画像の絵柄に依り、最小値フィルタが選択する画素値が低すぎるため、ローパスフィルタによるエッジ領域における画素値の勾配領域が不必要に拡大してしまうことである。
【００１７】
図６を用いてこの課題を説明する。図６（ａ）、（ｂ）は共に、１次元の信号波形で画像情報を示す図で、横軸が画像座標、縦軸が画素値を示しており、図６（ａ）は、最小値フィルタを用いる場合における画像情報、図６（ｂ）は、最小値フィルタを用いない場合における画像情報を示している。また、図６（ａ）、（ｂ）の何れの画像情報にも、画像座標＝１０付近に急峻なエッジがある。
【００１８】
図６（ａ）、（ｂ）に示す如く、低域成分のみを含む信号（ＳＬ）については、最小値フィルタを用いない場合よりも、最小値フィルタを用いた方が、画素値の勾配領域が広がっている。この現象は、絵柄が時間的に変化しない場合は、２つのサブフレーム画像を合成した見かけのフレーム画像が、元のフレーム画像と同じになるため、画質上の問題とならない。しかし、絵柄が時間的に変化する場合には、画質上の副作用となり、ＳＬの画素値の勾配領域がエッジ領域の動きの反対方向にゴーストとして視聴者に知覚される。しかしながら、この副作用はサブフレーム画像分割時における負値発生問題とのトレードオフであるので、負値発生抑止のために許容される。
【００１９】
問題とする点は、最小値フィルタを用いてサブフレーム画像分割を行った場合に、高域成分を含む信号（ＳＨ）の最小値が０よりも大きい値を取っていることである。ＳＬの画素値の勾配領域が大きくなることは、負値発生問題とのトレードオフである以上、ＳＨの最小値を０より大きくする必要はなく、可能であれば０にしてＳＬの画素値の勾配領域を最小化することが最も望ましい。しかしながら、特許文献２が開示する方法および構成では、区間内の画素の最小値を選択する機能しか開示されていないため、それを実現するのは困難である。
【００２０】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、１フレームの画像を最小値フィルタを用いてサブフレーム画像に分割する場合にゴーストを最小化し、画質劣化を低減させる為の技術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】
【００２１】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。即ち、動画像を構成する各フレームの画像を処理する画像処理装置であって、着目フレーム画像と、当該着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで得られる処理済み画像と、を合成することで合成画像を生成する合成手段と、前記合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分画像を生成する手段と、前記着目フレーム画像と前記低周波数成分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記着目フレーム画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分画像を生成する手段と、前記高周波数成分画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目フレーム画像の代わりに出力する出力手段とを備え、前記合成手段は、前記着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域を１つ特定する手段と、前記特定したエッジ領域内の画像を第１の画像、前記エッジ領域に対応する前記処理済み画像内の領域内の画像を第２の画像とし、前記第１の画像と前記第２の画像とを、合成比率ａで合成することで部分合成画像を生成する第１手段と、前記部分合成画像に対してローパスフィルタ処理を施すことで、低周波数成分で構成されている低周波数成分部分画像を生成する第２手段と、前記第１の画像と前記低周波数成分部分画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を前記第１の画像に加算することで、高周波数成分で構成されている高周波数成分部分画像を生成する第３手段と、前記高周波数成分部分画像を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の前記合成比率ａを求める計算手段とを備え、前記合成手段は、前記計算手段が求めた合成比率ａで、前記処理済み画像と前記着目フレーム画像とを合成することで前記合成画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成により、１フレームの画像を最小値フィルタを用いてサブフレーム画像に分割する場合にゴーストを最小化し、画質劣化を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る画像処理において各段階で得られるフレーム画像の波形を示す図。
【図３】ステップＳ５０５における処理の詳細を示すフローチャート。
【図４】ラプラシアンフィルタ構成例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る画像処理装置が行う処理のフローチャート。
【図６】１次元の信号波形で画像情報を示す図。
【図７】第２の実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図８】第２の実施形態に係る画像処理において各段階で得られるフレーム画像の波形を示す図。
【図９】第２の実施形態に係る画像処理装置が行う処理のフローチャート。
【図１０】特許文献１に開示されている回路構成の一部を示す図。
【図１１】２つのサブフレーム画像を交互に表示することであたかもこれら２つの画像が合成されているかのように見えるフレーム画像が、元のフレーム画像と同じにならない場合について説明するための図である。
【図１２】ＬＰＦ処理部１０４を設けた場合の装置構成を示す図。
【図１３】図１２に示す構成を有する装置によって各段階で得られるフレーム画像の波形を示す図。
【図１４】第３の実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１５】第４の実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載の構成の具体的な実施例の１つである。
【００２５】
［第１の実施形態］
本実施形態では、ホールド型の表示装置としての画像処理装置について説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図である。図１に示す如く、本実施形態に係る画像処理装置は、入力端子１５０、最小値フィルタ部１０１、最小値強度制御部１０２、合成部１０３、ＬＰＦ処理部１０４、フレームメモリ１０６、差分検出部１０５、加算器１９９、切替回路１０７、を有する。
【００２６】
入力端子１５０には、動画像を構成する各フレームの画像（フレーム画像）が順次入力される。以下では、入力端子１５０に着目フレーム画像が入力された場合における、各部の動作について説明する。即ち、以下に説明する各部の動作は、各フレーム画像について行われることになる。
【００２７】
入力端子１５０を介して入力された着目フレーム画像は、差分検出部１０５、加算器１９９、最小値強度制御部１０２、最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、に入力される。
【００２８】
最小値フィルタ部１０１は、着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで、処理済み画像を生成し、生成した処理済み画像を最小値強度制御部１０２、合成部１０３に送出する。
【００２９】
ここで最小値フィルタ処理とは周知の通り、画像を構成する各画素について次のような処理を行うことである。即ち、画素Ｐを処理する場合、この画素Ｐを囲む８画素とこの画素Ｐの合計９画素についてそれぞれの画素値を参照し、最小の画素値を特定する。そして画素Ｐの画素値を、この特定した最小の画素値に更新する。従って、このような処理を画像を構成する各画素について行うことで、この画像に対して最小値フィルタ処理を施し、処理済み画像を生成することができる。
【００３０】
ここで、図２は、本実施形態に係る画像処理において各段階で得られるフレーム画像の波形を示す図で、横軸は画像座標、縦軸は画素値を示す。図２（ａ）は、着目フレーム画像の波形を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す波形を有する着目フレーム画像を最小値フィルタ部１０１に与えた場合の、最小値フィルタ部１０１による処理結果としての処理済み画像の波形を示している。最小値フィルタ処理では、高輝度の画素値と低輝度の画素値とが隣接しているエッジ領域では低輝度の画素値に更新されるので、エッジは高輝度領域にブロックの半分の長さだけシフトする。
【００３１】
合成部１０３は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像と、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像とを、合成比率ａに従って合成することで、合成画像を生成する。即ち、処理済み画像をＭ、着目フレーム画像をＡ、合成画像をＣ、とすると、合成部１０３は、下記の式に従って合成画像Ｃを生成する。
【００３２】
Ｃ＝ａ×Ｍ＋（１−ａ）×Ａ
係る式は、処理済み画像Ｍを構成する各画素の画素値をａ倍したものと、着目フレーム画像Ａを構成する各画素の画素値を（１−ａ）倍したものとを加算した値を画素値とする画像を、合成画像Ｃとして生成することを意味している。図２（ｃ）は、合成画像Ｃの波形を示している。
【００３３】
最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａと、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像Ｍとを取得すると、これらを用いて、上記合成比率ａを求める処理を行う。即ち、最小値強度制御部１０２は、合成部１０３において上記合成処理を行う前に合成比率ａを決定し、この決定した合成比率ａを合成部１０３に送出することになる。これにより、合成部１０３は、最小値強度制御部１０２から入力した合成比率ａを用いて上記合成処理を行う。最小値強度制御部１０２の詳細については後述する。
【００３４】
次に、ＬＰＦ処理部１０４は、合成部１０３が生成した合成画像Ｃに対して２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分画像）を生成する。ここで、ローパスフィルタは、特に関数を規定するものではなく、例えばガウス関数でもよいし、移動平均あるいは重み付け移動平均フィルタのようなものでもよい。
【００３５】
図２（ｄ）は、低周波数成分画像の波形を示している。ＬＰＦ処理部１０４から出力された低周波数成分画像は、フレームメモリ１０６に格納されると共に、差分検出部１０５にも出力される。
【００３６】
差分検出部１０５は、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像Ａから、ＬＰＦ処理部１０４から入力された低周波数成分画像を差し引くことで、差分画像を生成する。図２の例では、図２（ａ）に示した波形を有する着目フレーム画像から、図２（ｄ）に示した波形を有する低周波数成分画像を差し引いた結果が、図２（ｅ）に示した波形を有する差分画像となる。差分検出部１０５はこの求めた差分画像を、後段の加算器１９９に送出する。
【００３７】
加算器１９９は、差分検出部１０５から受けた差分画像と、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａと、を合成することで、高周波数成分で構成されている（高周波数成分を強調した）高周波数成分画像を生成する。図２の例では、図２（ａ）に示した波形を有する着目フレーム画像と、図２（ｅ）に示した波形を有する差分画像と、を合成した結果が、図２（ｆ）に示した波形を有する高周波数成分画像となる。そして加算器１９９は、この高周波数成分画像を、後段の切替回路１０７に送出する。
【００３８】
切替回路１０７は、加算器１９９から送出される高周波数成分画像と、フレームメモリ１０６に格納されている低周波数成分画像とを交互に読み出し、読み出した方の画像を表示する。これにより、例えば、６０Ｈｚで各フレームの画像が入力端子１５０に入力される場合、切替回路１０７は１２０Ｈｚで画像（高周波数成分画像と低周波数成分画像とが交互）を表示することになる。なお、切替回路１０７で読み出した画像は表示以外に用いても良く、例えばメモリなどに出力しても良い。
【００３９】
これにより、切替回路１０７によって表示された画像をユーザが見ると、視覚的には、６０Ｈｚ表示におけるフレーム画像の波形（図２（ａ）に示した波形）と同一の波形として知覚することができる。
【００４０】
なお、画像がＲ、Ｇ、Ｂのように１画素が複数の色要素で構成されている場合には、それぞれの色要素について上記処理を行えばよいのであるが、色要素はＲ、Ｇ、Ｂに限定するものではなく、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒであっても良い。また、上記処理は、Ｙのみについて行っても良い。また、Ｒ、Ｇ、ＢからＹを算出し、算出したＹに対して上記処理を行い、その処理結果をＲ、Ｇ、Ｂに当てはめるようにしても良い。
【００４１】
図５は、本実施形態に係る画像処理装置が行う処理のフローチャートである。先ず、ステップＳ５０１では、画像処理装置の不図示の制御部は、後述する各処理で用いる変数やパラメータなどを初期化する。例えば最小値フィルタ部１０１で用いる最小値フィルタのサイズや、ＬＰＦ処理部１０４で用いるローパスフィルタの静的特性などを初期化する。
【００４２】
次に、ステップＳ５０２では、上記制御部は、本処理を終了するか否かを判断する。本処理を終了する為の条件には様々なものがあり、本実施形態では係る点については主要ではないので、これについての言及は省略する。係る判断の結果、終了する場合には、上記制御部は本処理を終了させるための処理を行うし、終了しない場合には処理をステップＳ５０３に勧める。
【００４３】
次に、ステップＳ５０３では、入力端子１５０は、着目フレーム画像Ａを取得し、これを、差分検出部１０５、加算器１９９、最小値強度制御部１０２、最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、に出力する。
【００４４】
次に、ステップＳ５０４では、最小値フィルタ部１０１は、入力端子１５０から入力した着目フレーム画像Ａに対して最小値フィルタ処理を施すことで、処理済み画像Ｍを生成し、生成した処理済み画像Ｍを最小値強度制御部１０２、合成部１０３に送出する。
【００４５】
次に、ステップＳ５０５では、最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａと、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像Ｍとを取得すると、これらを用いて、上記合成比率ａを求める処理を行う。
【００４６】
ここで、ステップＳ５０５における処理の詳細について、図３に示したフローチャートを用いて説明する。図３は、ステップＳ５０５における処理の詳細を示すフローチャートである。なお、図３のフローチャートに従った処理の主体はもちろん最小値強度制御部１０２である。
【００４７】
先ず、ステップＳ３０１では、以下の処理で用いるパラメータなどの初期化処理を行う。例えば、閾値ｔｈ０１、閾値ｔｈ０２にそれぞれ予め定められた値を設定したり、合成比率ａを「１．０」に初期化したりする。
【００４８】
次に、ステップＳ３０２では、入力端子１５０から着目フレーム画像Ａを取得する。次にステップＳ３０３では、処理済み画像Ｍと着目フレーム画像Ａとを合成部１０３において合成した場合に、その合成画像Ｃにおいて最も負の画素値を取りやすいエッジ領域（急峻エッジ領域）を、着目フレーム画像Ａから検出する。
【００４９】
急峻エッジ領域は、着目フレーム画像Ａ内のコンテンツに応じて、唯一に特定できる、複数特定される、特定できない、の何れかのケースが生じる。急峻エッジ領域が唯一に特定できる場合とは、以下の２つの処理工程によって、着目フレーム画像内で、コントラストの変化率が閾値以上のエッジ領域が１つ特定される場合である。
【００５０】
（処理工程１）  着目フレーム画像Ａから検出した１以上のエッジ領域のうち、エッジ領域内のコントラスト変化率が閾値以上（閾値ｔｈ０１以上）を取るエッジ領域を特定する。
【００５１】
（処理工程２）  （処理工程１）で特定されたエッジ領域群のうち、エッジ領域内の最低コントラスト値が閾値以上（閾値ｔｈ０２以上）であるエッジ領域群を特定する。そして、特定したエッジ領域群のうち、最も小さい最低コントラスト値を求めたエッジ領域を急峻エッジ領域として特定する。
【００５２】
なお、エッジ領域の検出技術には、様々な技術を適用することができる。例えば、図４に例示したラプラシアンフィルタを用いてエッジの検出を行っても良い。また、コントラスト変化率を求めるためには、様々な方法を適用することができるが、その一例として、ラプラシアンフィルタを用いた出力結果の総和を用いても良い。
【００５３】
また、急峻エッジ領域が複数特定される場合とは、上記（処理工程１）、（処理工程２）による処理結果として、複数のエッジ領域が特定された場合である。しかし、複数のエッジ領域の何れを用いても後段の処理は同じとなるので、この場合はこの複数のエッジ領域のうち何れか１つを急峻エッジ領域として適当に選択すればよい。
【００５４】
また、急峻エッジ領域が特定できない場合とは、上記（処理工程１）、（処理工程２）による処理結果として、１つもエッジ領域が特定されなかった場合である。この場合、合成比率ａとしてどのような値を設定しても、結果としての画像の画質の差異は微弱であり、その効果は薄い。
【００５５】
次に、ステップＳ３０４では、上記ステップＳ３０３で急峻エッジが特定できなかったか、合成比率ａが決定したか、合成比率ａが０．０（±ε≪０）となったか、を判断する。係る判断の結果、何れか１つの条件が満たされている場合には処理をステップＳ３９０に進める。一方、何れの条件も満たされていない場合には、処理をステップＳ３０６に進める。
【００５６】
ステップＳ３９０では、この時点での合成比率ａを合成部１０３に送出する。ステップＳ３０６では、入力端子１５０からの着目フレーム画像Ａにおける急峻エッジ領域内の画像（第１の画像）と、最小値フィルタ部１０１からの処理済み画像Ｍにおいて急峻エッジ領域に対応する領域内の画像（第２の画像）とを合成比率ａで合成する。この合成処理（第１手段）は、合成部１０３が行うものとして上述した合成処理と同じであるが、画像全体同士の合成処理ではなく、急峻エッジ領域同士の合成処理である点のみが異なる。係る処理によれば、画像全体で合成する処理に比べてより高速に合成処理を行うことができる。
【００５７】
次にステップＳ３０７では、ステップＳ３０６における合成処理で生成された部分合成画像に２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分部分画像）を生成する（第２手段）。
【００５８】
次に、ステップＳ３０９では、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像Ａにおける急峻エッジ領域内の画像（第１の画像）から、ステップＳ３０７で生成した低周波数成分部分画像を差し引くことで、差分画像を生成する。そして、この差分画像と、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａにおける急峻エッジ領域内の画像（第１の画像）と、を合成することで、高周波数成分で構成されている（高周波数成分を強調した）高周波数成分部分画像を生成する（第３手段）。
【００５９】
次に、ステップＳ３１０では、ステップＳ３０９で生成した高周波数成分部分画像を構成する各画素値を参照し、高周波数成分部分画像を構成する全ての画素値が０以上であるか否かを判断する。即ち、アンダーフローが生じているか否かを判断する。係る判断の結果、高周波数成分部分画像を構成する画素のうち画素値が０より小さい画素が存在する場合には、処理をステップＳ３５０に進める。一方、高周波数成分部分画像を構成する全ての画素の画素値が０以上である場合には、処理をステップＳ３１１に進める。
【００６０】
ステップＳ３５０では、合成比率ａの値に予め定められた値ｂ（０＜ｂ≦１）を加算して合成比率ａを更新する。そしてこの更新した合成比率ａを最終結果として確定させる。一方、ステップＳ３１１では、合成比率ａの値から予め定められた値ｂを減じることで合成比率ａを更新する。そしてステップＳ３１１，Ｓ３５０の何れの処理の後も、処理をステップＳ３０４に戻す。
【００６１】
なお、合成比率ａを計算する（求める）ための上記処理は一例であり、同様の目的を達成することができるのであれば、他の方法でもって合成比率ａを求めても良い。即ち、合成画像における急峻エッジ領域に対応する、高周波数成分画像内の領域を構成する全ての画素値が０以上となるような最小の合成比率ａを求めることができるのであれば、他の方法を用いて合成比率ａを求めても良い。
【００６２】
図５に戻って次にステップＳ５０６では、合成部１０３は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａと、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像Ｍとを、上記ステップＳ５０５で求めた合成比率ａに従って合成することで、合成画像Ｃを生成する。
【００６３】
次に、ステップＳ５０７では、ＬＰＦ処理部１０４は、合成部１０３が生成した合成画像Ｃに対して２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分画像）を生成する。この生成された低周波数成分画像は、フレームメモリ１０６に格納されると共に、差分検出部１０５にも出力される。
【００６４】
次に、ステップＳ５０８では、差分検出部１０５は、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像Ａから、ＬＰＦ処理部１０４から入力された低周波数成分画像を差し引くことで、差分画像を生成する。差分検出部１０５は、この求めた差分画像を、後段の加算器１９９に送出する。加算器１９９は、差分検出部１０５から受けた差分画像と、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像Ａと、を合成することで、高周波数成分で構成されている（高周波数成分を強調した）高周波数成分画像を生成する。そして加算器１９９は、この高周波数成分画像を、後段の切替回路１０７に送出する。
【００６５】
次に、ステップＳ５１０では、切替回路１０７は、高周波数成分画像（第２のサブフレーム画像）、低周波数成分画像（第１のサブフレーム画像）の何れを表示するタイミングであるのかを判断する。上述の取り、切替回路１０７は、例えば１２０Ｈｚで第１のサブフレーム画像、第２のサブフレーム画像を交互に表示するので、現タイミングで何れのサブフレーム画像を表示するのかを判断する。そして第１のサブフレーム画像を表示する場合には処理をステップＳ５１１に進めるし、第２のサブフレーム画像を表示する場合には処理をステップＳ５１２に進める。
【００６６】
ステップＳ５１１では切替回路１０７は、第１のサブフレーム画像として低周波数成分画像を表示するし、ステップＳ５１２では切替回路１０７は、第２のサブフレーム画像として高周波数成分画像を表示する。
【００６７】
即ち、切替回路１０７は、着目フレーム画像Ａの代わりに高周波数成分画像と低周波数成分画像とを順次出力することで、倍速表示を可能にしている。ホールド型の表示装置の場合、最初の１／１２０秒の間に第１のサブフレーム画像を表示し、次の１／１２０秒の間に第２のサブフレーム画像を表示することになる。
【００６８】
なお、液晶の応答特性の改善や、バックライトを制御するなどの方法により、１／１２０秒よりも短い時間でサブフレーム画像を表示させることも可能である。しかし、１／６０秒の時間周期で入力と見かけ上同じ波形を生成する、という本実施形態の特徴は何ら変わるものではない。
【００６９】
以上の説明により、本実施形態によれば、最小値フィルタを用いて駆動分配処理（倍速表示）した場合でも、絵柄が動いているときにゴーストを最小化することにより画質劣化を低減することができる。
【００７０】
［第２の実施形態］
本実施形態では、インパルス型の表示装置としての画像処理装置について説明する。図７は、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図である。なお、図７と図１とで同じ構成要素については同じ参照番号を付している。また、本実施形態において、特に説明しない点については、第１の実施形態と同じ若しくは同様であるとする。入力端子１５０を介して入力された着目フレーム画像は、差分検出部１０５、最小値強度制御部１０２、最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、に入力される。
【００７１】
最小値フィルタ部１０１は、着目フレーム画像に対して第１の実施形態と同様の最小値フィルタ処理を施すことで、処理済み画像を生成し、生成した処理済み画像を最小値強度制御部１０２、合成部１０３に送出する。
【００７２】
ここで、図８は、本実施形態に係る画像処理において各段階で得られるフレーム画像の波形を示す図で、横軸は画像座標、縦軸は画素値を示す。図８（ａ）は、着目フレーム画像の波形を示し、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す波形を有する着目フレーム画像を最小値フィルタ部１０１に与えた場合の、最小値フィルタ部１０１による処理結果としての処理済み画像の波形を示している。最小値フィルタ処理では、高輝度の画素値と低輝度の画素値とが隣接しているエッジ領域では低輝度の画素値に更新されるので、エッジは高輝度領域にブロックの半分の長さだけシフトする。
【００７３】
合成部１０３は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像と、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像とを、合成比率ａに従って合成することで、合成画像を生成する。係る合成処理については第１の実施形態で説明したとおりである。図８（ｃ）は、合成画像の波形を示している。
【００７４】
最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像と、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像とを取得すると、これらを用いて、上記合成比率ａを求める処理を行う。本実施形態では、最小値強度制御部１０２の動作が第１の実施形態とは若干異なる。
【００７５】
先ず最小値強度制御部１０２は、以下の処理で用いるパラメータなどの初期化処理を行う。例えば、閾値ｔｈ０１、閾値ｔｈ０２にそれぞれ予め定められた値を設定したり、合成比率ａを「１．０」に初期化したりする。
【００７６】
次に、最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から着目フレーム画像を取得し、この着目フレーム画像から上記急峻エッジ領域を、第１の実施形態と同様にして取得する。
【００７７】
次に、最小値強度制御部１０２は、急峻エッジが特定できなかったか、合成比率ａが決定したか、合成比率ａが０．０（±ε≪０）となったか、を判断し、何れか１つの条件が満たされている場合には、この時点での合成比率ａを合成部１０３に送出する。一方、何れの条件も満たされていない場合には、入力端子１５０からの着目フレーム画像における急峻エッジ領域内の画像と、最小値フィルタ部１０１からの処理済み画像において急峻エッジ領域に対応する領域内の画像とを合成比率ａで合成する。
【００７８】
次に、最小値強度制御部１０２は、この合成処理で生成された部分合成画像に２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分部分画像）を生成する。
【００７９】
次に、最小値強度制御部１０２は、この低周波数成分部分画像を構成する各画素の輝度値を下げる（例えば５０％下げる）ことで、この低周波数成分部分画像を更新する。次に、最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像における急峻エッジ領域内の画像から、上記更新した低周波数成分部分画像を差し引くことで、差分画像を生成する。
【００８０】
次に、最小値強度制御部１０２は、この差分画像を構成する各画素値を参照し、差分画像を構成する全ての画素値が０以上であるか否かを判断する。即ち、アンダーフローが生じているか否かを判断する。係る判断の結果、差分画像を構成する画素のうち画素値が０より小さい画素が存在する場合には、合成比率ａの値に予め定められた値ｂ（０＜ｂ≦１）を加算して合成比率ａを更新する。そしてこの更新した合成比率ａを最終結果として確定させる。一方、差分画像を構成する全ての画素の画素値が０以上である場合には、合成比率ａの値から予め定められた値ｂを減じることで合成比率ａを更新する。そして合成比率ａが確定していない限りは、この更新した合成比率ａを用いて、上記部分合成画像を作成する以降の処理を繰り返す。これにより、合成比率ａを確定させる。
【００８１】
もちろん、本実施形態においても、合成比率ａを求めるための上記処理は一例であり、同様の目的を達成することができるのであれば、他の方法でもって合成比率ａを求めても良い。
【００８２】
そして最小値強度制御部１０２は、このようにして確定させた合成比率ａを、第１の実施形態と同様に、合成部１０３に設定する。次に、ＬＰＦ処理部１０４は、合成部１０３が生成した合成画像に対して２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分画像）を生成する。ここで、ローパスフィルタは、特に関数を規定するものではなく、例えばガウス関数でもよいし、移動平均あるいは重み付け移動平均フィルタのようなものでもよい。
【００８３】
図８（ｄ）は、低周波数成分画像の波形を示している。ＬＰＦ処理部１０４から出力された低周波数成分画像は、ゲイン補正部７０６に出力される。ゲイン補正部７０６は、ＬＰＦ処理部１０４から送出された低周波数成分画像を構成する各画素の輝度値を下げる（例えば５０％下げる）ことで、この低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施し、この低周波数成分画像を更新する。図８（ｅ）は、図８（ｄ）に示した波形を有する低周波数成分画像を構成する各画素の画素値に０．５を乗じて得た画像の波形を示している。なお、ゲイン補正部７０６により得られる更新済みの低周波数成分画像を第１のサブフレーム画像と呼称する場合がある。そしてゲイン補正部７０６は、この求めた第１のサブフレーム画像を後段の切替回路１０７に送出する。
【００８４】
一方、差分検出部１０５は、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像から、ゲイン補正部７０６によって得られた第１のサブフレーム画像を差し引くことで、この差分画像を第２のサブフレーム画像として求める。図８（ｆ）は、図８（ａ）に示した波形を有する着目フレーム画像Ａから、図８（ｅ）に示した波形を有する更新済みの低周波数成分画像を差し引くことで得られる第２のサブフレーム画像の波形を示している。そして差分検出部１０５は、この求めた第２のサブフレーム画像を後段の切替回路１０７に送出する。
【００８５】
切替回路１０７では、所望のタイミング、例えば入力６０Ｈｚの場合、１２０Ｈｚの周期で、２つのサブフレーム（第１のサブフレーム画像、第２のサブフレーム画像）を交互に表示する。図８（ｆ）に示した波形を有するサブフレーム画像と、図８（ｅ）に示した波形を有するサブフレーム画像とを高速に交互表示すると、視覚的には６０Ｈｚ表示における入力フレーム画像（図８（ａ））と同一の波形として知覚することができる。
【００８６】
このように、ホールド型とインパルス型とでは、サブフレーム画像の生成形態が異なるが、入力フレーム画像から低域成分のみを含むサブフレーム画像を減じた場合に、負値を取らないという点が、共通する処理である。
【００８７】
図９は、本実施形態に係る画像処理装置が行う処理のフローチャートである。先ず、ステップＳ９０１では、画像処理装置の不図示の制御部は、後述する各処理で用いる変数やパラメータなどを初期化する。例えば最小値フィルタ部１０１で用いる最小値フィルタのサイズや、ＬＰＦ処理部１０４で用いるローパスフィルタの静的特性や、ゲイン補正部７０６で用いるゲイン補正量、などを初期化する。
【００８８】
次に、ステップＳ９０２では、上記制御部は、本処理を終了するか否かを判断する。本処理を終了する為の条件には様々なものがあり、本実施形態では係る点については主要ではないので、これについての言及は省略する。係る判断の結果、終了する場合には、上記制御部は本処理を終了させるための処理を行うし、終了しない場合には処理をステップＳ９０３に勧める。
【００８９】
次に、ステップＳ９０３では、入力端子１５０は、着目フレーム画像を取得し、取得した着目フレーム画像を、差分検出部１０５、最小値強度制御部１０２、最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、に出力する。
【００９０】
次に、ステップＳ９０４では、最小値フィルタ部１０１は、入力端子１５０から入力した着目フレーム画像に対して最小値フィルタ処理を施すことで、処理済み画像を生成し、生成した処理済み画像を最小値強度制御部１０２、合成部１０３に送出する。
【００９１】
次に、ステップＳ９０５では、最小値強度制御部１０２は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像と、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像とを取得すると、これらを用いて、上記合成比率ａを求める処理を行う。
【００９２】
次に、ステップＳ９０６では、合成部１０３は、入力端子１５０から受けた着目フレーム画像と、最小値フィルタ部１０１から受けた処理済み画像とを、上記ステップＳ９０５で求めた合成比率ａに従って合成することで、合成画像を生成する。
【００９３】
次に、ステップＳ９０７では、ＬＰＦ処理部１０４は、合成部１０３が生成した合成画像に対して２次元のローパスフィルタ処理を施し、低周波数成分で構成されている（低周波数成分のみを含む）画像（低周波数成分画像）を生成する。この生成された低周波数成分画像は、ゲイン補正部７０６に出力される。
【００９４】
次に、ステップＳ９０８では、ゲイン補正部７０６は、ＬＰＦ処理部１０４から送出された低周波数成分画像を構成する各画素の輝度値を下げる（例えば５０％下げる）ことで、この低周波数成分画像に対してゲイン補正処理を施す。これにより、この低周波数成分画像を第１のサブフレーム画像として更新する。
【００９５】
次に、ステップＳ９０９では、差分検出部１０５は、入力端子１５０から入力された着目フレーム画像から、ゲイン補正部７０６によって得られた第１のサブフレーム画像を差し引くことで、この差分画像を第２のサブフレーム画像として求める。
【００９６】
次に、ステップＳ９１０では、切替回路１０７は、高周波数成分画像（第２のサブフレーム画像）、低周波数成分画像（第１のサブフレーム画像）の何れを表示するタイミングであるのかを判断する。上述の取り、切替回路１０７は、例えば１２０Ｈｚで第１のサブフレーム画像、第２のサブフレーム画像を交互に表示するので、現タイミングで何れのサブフレーム画像を表示するのかを判断する。そして第１のサブフレーム画像を表示する場合には処理をステップＳ９１１に進めるし、第２のサブフレーム画像を表示する場合には処理をステップＳ９１２に進める。
【００９７】
ステップＳ９１１では切替回路１０７は、第１のサブフレーム画像として低周波数成分画像を表示するし、ステップＳ９１２では切替回路１０７は、第２のサブフレーム画像として高周波数成分画像を表示する。
【００９８】
第１のサブフレーム画像のエッジ勾配領域とエッジにおけるゲイン差が最小化されている点が、本実施形態の特徴部分である。インパルス型の表示装置の場合、最初の１／１２０秒の瞬間に第１のサブフレーム画像を表示し、次の１／１２０秒の瞬間に第２のサブフレーム画像を表示することになる。１／６０秒の時間平均での見かけの波形は、入力フレーム画像と同じ波形となる。
【００９９】
［第３の実施形態］
本実施形態では、ホールド型の表示装置としての画像処理装置について説明する。なお、本実施形態は第１の実施形態と類似しているため、本実施形態において第１の実施形態と同じ部分についてはその説明を省略する。
【０１００】
図１４は、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図である。なお、図１４と図１とで同じ構成要素については同じ参照番号を付けており、その説明は省略する。
【０１０１】
合成部１０３では第１の実施形態と同様、最小値フィルタ部１０１が生成した処理済み画像と、着目フレーム画像とを、合成比率ａに基づいて合成するが、この合成比率ａが０．０に初期化されているものとする。また、この合成比率ａは、この後、最小値強度制御部２２０２によって更新されうるのであるが、最小値強度制御部２２０２で用いる合成比率ａは０．０に初期化されているものとする。
【０１０２】
合成比率ａを０．０に初期化して最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、ＬＰＦ処理部１０４、差分検出部１０５、加算器１９９を動作させると、フレームメモリ１０６には低周波数成分画像が格納されることになる。更に、最小値強度制御部２２０２には加算器１９９から高周波数成分画像が入力されることになる。
【０１０３】
最小値強度制御部２２０２は、加算器１９９から高周波数成分画像を受けると、この高周波数成分画像を構成する各画素値を参照し、０より小さい画素値を有する画素が存在するか否かを判断する。存在しない場合には、加算器１９９から受けた高周波数成分画像をそのまま後段の切替回路１０７に送出する。一方、存在する場合には、最小値強度制御部２２０２に設定されている合成比率ａの値に予め定められた値ｂ（０＜ｂ≦１）を加算して合成比率ａを更新する。そしてこの更新した合成比率ａを最終結果として確定させ、この確定させた合成比率ａを合成部１０３に設定する。そして最小値強度制御部２２０２は、この新たに設定した合成比率ａを用いて再度、合成処理を合成部１０３に実行させる。
【０１０４】
もちろん、ＬＰＦ処理部１０４は、この合成部１０３が再度実行した合成処理（最小値強度制御部２２０２によって更新された合成比率ａを用いた合成処理）によって生成された合成画像を用いて低周波数成分画像を新たに生成する。また、差分検出部１０５は、加算器１９９は、この新たに生成された低周波数成分画像と着目フレーム画像とを用いて新たに高周波数成分画像を生成する。そして最小値強度制御部２２０２は、この新たに生成された高周波数成分画像を後段の切替回路１０７に送出する。
【０１０５】
係る構成により、切替回路１０７から出力され、表示される画像をユーザが見た場合、視覚的には、６０Ｈｚ表示における入力フレーム画像の波形（図３（ａ））と同一の波形として知覚させることができる。
【０１０６】
本実施形態が第１の実施形態と大きく異なるのは、第１の実施形態では、着目フレーム画像を解析して合成比率ａを算出するのに対し、本実施形態では、高周波数成分画像を解析して合成比率ａを算出する点にある。換言すると、第１の実施形態に係る画像処理装置は、フィードフォワード制御を行っているのに対し、本実施形態に係る画像処理装置は、フィードバック制御を行っている。また、本実施形態では、最小値強度制御部２２０２で行う処理は第１の実施形態に比べて簡素であるため、画像処理装置全体の構成をより簡素に構成することができる。
【０１０７】
［第４の実施形態］
本実施形態では、インパルス型の表示装置としての画像処理装置について説明する。なお、本実施形態は第２の実施形態と類似しているため、本実施形態において第２の実施形態と同じ部分についてはその説明を省略する。
【０１０８】
図１５は、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図である。なお、図１５と図１、７とで同じ構成要素については同じ参照番号を付けており、その説明は省略する。
【０１０９】
合成部１０３では第１の実施形態と同様、最小値フィルタ部１０１が生成した処理済み画像と、着目フレーム画像とを、合成比率ａに基づいて合成するのが、この合成比率ａが０．０に初期化されているものとする。また、この合成比率ａは、この後、最小値強度制御部２３０２によって更新されうるのであるが、最小値強度制御部２３０２で用いる合成比率ａは０．０に初期化されているものとする。
【０１１０】
合成比率ａを０．０に初期化して最小値フィルタ部１０１、合成部１０３、ＬＰＦ処理部１０４、ゲイン補正部７０６、差分検出部１０５、を動作させると、ゲイン補正部７０６からは低周波数成分画像が出力されることになる。更に、差分検出部１０５からは最小値強度制御部２３０２に対して差分画像が入力されることになる。
【０１１１】
最小値強度制御部２３０２は、差分検出部１０５から差分画像を受けると、この差分画像を構成する各画素値を参照し、０より小さい画素値を有する画素が存在するか否かを判断する。存在しない場合には、差分検出部１０５から受けた差分画像をそのまま後段の切替回路１０７に送出する。一方、存在する場合には、最小値強度制御部２３０２に設定されている合成比率ａの値に予め定められた値ｂ（０＜ｂ≦１）を加算して合成比率ａを更新する。そしてこの更新した合成比率ａを最終結果として確定させ、この確定させた合成比率ａを合成部１０３に設定する。そして最小値強度制御部２３０２は、この新たに設定した合成比率ａを用いて再度、合成処理を合成部１０３に実行させる。
【０１１２】
もちろん、ＬＰＦ処理部１０４は、この合成部１０３が再度実行した合成処理（最小値強度制御部２３０２によって更新された合成比率ａを用いた合成処理）によって生成された合成画像を用いて低周波数成分画像を新たに生成する。また、差分検出部１０５は、この新たに生成された低周波数成分画像と着目フレーム画像とを用いて新たに差分画像を生成する。そして最小値強度制御部２３０２は、この新たに生成された差分画像を後段の切替回路１０７に送出する。
【０１１３】
係る構成により、切替回路１０７から出力され、表示される画像をユーザが見た場合、視覚的には、６０Ｈｚ表示における入力フレーム画像の波形（図３（ａ））と同一の波形として知覚させることができる。
【０１１４】
本実施形態が第２の実施形態と大きく異なるのは、第２の実施形態では、着目フレーム画像を解析して合成比率ａを算出するのに対し、本実施形態では、差分画像を解析して合成比率ａを算出する点にある。換言すると、第２の実施形態に係る画像処理装置は、フィードフォワード制御を行っているのに対し、本実施形態に係る画像処理装置は、フィードバック制御を行っている。また、本実施形態では、最小値強度制御部２３０２で行う処理は第２の実施形態に比べて簡素であるため、画像処理装置全体の構成をより簡素に構成することができる。
【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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【図１４】
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【図１５】
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