(57)【要約】【課題】従来の「空間周波数分離方式」を用いて動画を倍速表示する際に生じる動き部分の残像（影）を、従来の「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」で要求されるよりも少ない量の計算で減らす。【解決手段】入力画像と後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める。複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、入力画像中の画素位置Ｐから動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定する。特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対してフィルタを適用することで得られる値で複製画像中の画素位置Ｐにおける画素値を更新するする。この処理を複製画像中の各画素位置について行うことで、低周波強調画像を生成する。【選択図】  図１
2010278995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続するフレーム画像から成る動画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像を入力画像として、当該着目フレーム画像に隣接して後続するフレーム画像を後続画像として、取得する手段と、
前記入力画像から、Ｎ個の複製画像を複製する手段と、
低周波数成分を強調するためのフィルタを用いて、前記複製画像から、低周波数成分を強調した低周波強調画像を生成する生成手段と、
前記低周波強調画像と前記複製画像とから、高周波数成分を強調した高周波強調画像を生成する減算手段と、
前記高周波強調画像と前記低周波強調画像とを所定の比率で合成した高周波出力画像を生成する合成手段と、
前記複製画像の代わりに、前記低周波強調画像、前記高周波出力画像の何れかを選択して出力する処理を、それぞれの複製画像について行う出力手段とを備え、
前記生成手段は、
前記入力画像と、前記後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める手段と、
前記複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、前記入力画像中の画素位置Ｐから前記動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定し、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値で前記複製画像中の前記画素位置Ｐにおける画素値を更新する処理を、前記複製画像中の各画素位置について行うことで、前記低周波強調画像を生成するフィルタ手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記減算手段は、前記入力画像の各画素値から、前記低周波強調画像の対応する位置の画素値を減算して得た画像を、前記高周波強調画像として生成し、
前記合成手段は、前記出力手段が１個の入力画像に対してａ個の前記高周波出力画像とＮ−ａ個の前記低周波強調画像を出力する場合に、前記低周波強調画像の各画素値に、前記高周波強調画像の対応する画素値の（Ｎ−ａ）／ａ倍を乗算した値を加算して得た画像を、前記高周波出力画像として生成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】
前記フィルタ手段は、１個の入力画像に対するｉ個目の複製画像を処理する場合に、
前記画素位置Ｐの動きを示す動きベクトルを取得し、当該動きベクトルの値をＮで除し、（−（ｉ−１））を乗算した値を持つベクトルを移動量として取得し、前記画素位置Ｐから当該移動量だけ移動した位置を画素位置Ｑとして特定することを特徴とする、請求項１又は２の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記フィルタ手段は、前記フィルタの各係数値を与えるフィルタ関数を、前記移動量だけ移動することによりフィルタ係数を取得し、当該フィルタ係数を前記画素位置Ｐを中心とする領域内の画素群に対して適用することで、前記画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値を取得することを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
連続するフレーム画像から成る動画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像を入力画像として、当該着目フレーム画像に隣接して後続するフレーム画像を後続画像として、取得する手段と、
前記入力画像から、Ｎ個の複製画像を複製する手段と、
高周波数成分を強調するためのフィルタを用いて、前記複製画像から、高周波数成分を強調した高周波強調画像を生成する代替生成手段と、
前記高周波強調画像と前記複製画像とから、低周波数成分を強調した低周波強調画像を生成する手段と、
前記高周波強調画像と前記低周波強調画像とを所定の比率で合成した高周波出力画像を生成する手段と、
前記複製画像の代わりに、前記低周波強調画像、前記高周波出力画像の何れかを選択して出力する処理を、それぞれの複製画像について行う手段とを備え、
前記代替生成手段は、
前記入力画像と、前記後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める手段と、
前記複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、前記入力画像中の画素位置Ｐから前記動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定し、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値で前記複製画像中の前記画素位置Ｐにおける画素値を更新する処理を、前記複製画像中の各画素位置について行うことで、前記高周波強調画像を生成する手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
連続するフレーム画像から成る動画像を処理するための手段を備える画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像を入力画像として、当該着目フレーム画像に隣接して後続するフレーム画像を後続画像として、取得する工程と、
前記入力画像から、Ｎ個の複製画像を複製する工程と、
低周波数成分を強調するためのフィルタを用いて、前記複製画像から、低周波数成分を強調した低周波強調画像を生成する生成工程と、
前記低周波強調画像と前記複製画像とから、高周波数成分を強調した高周波強調画像を生成する工程と、
前記高周波強調画像と前記低周波強調画像とを所定の比率で合成した高周波出力画像を生成する工程と、
前記複製画像の代わりに、前記低周波強調画像、前記高周波出力画像の何れかを選択して出力する処理を、それぞれの複製画像について行う出力工程とを備え、
前記生成工程は、
前記入力画像と、前記後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める工程と、
前記複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、前記入力画像中の画素位置Ｐから前記動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定し、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値で前記複製画像中の前記画素位置Ｐにおける画素値を更新する処理を、前記複製画像中の各画素位置について行うことで、前記低周波強調画像を生成するフィルタ工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
連続するフレーム画像から成る動画像を処理するための手段を備える画像処理装置が行う画像処理方法であって、
着目フレーム画像を入力画像として、当該着目フレーム画像に隣接して後続するフレーム画像を後続画像として、取得する工程と、
前記入力画像から、Ｎ個の複製画像を複製する工程と、
高周波数成分を強調するためのフィルタを用いて、前記複製画像から、高周波数成分を強調した高周波強調画像を生成する代替生成工程と、
前記高周波強調画像と前記複製画像とから、低周波数成分を強調した低周波強調画像を生成する工程と、
前記高周波強調画像と前記低周波強調画像とを所定の比率で合成した高周波出力画像を生成する工程と、
前記複製画像の代わりに、前記低周波強調画像、前記高周波出力画像の何れかを選択して出力する処理を、それぞれの複製画像について行う工程とを備え、
前記代替生成工程は、
前記入力画像と、前記後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める工程と、
前記複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、前記入力画像中の画素位置Ｐから前記動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定し、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値で前記複製画像中の前記画素位置Ｐにおける画素値を更新する処理を、前記複製画像中の各画素位置について行うことで、前記低周波強調画像を生成する工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置が有する各手段として機能させるための、コンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画解像度を改善する画像表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン等の動画表示装置として、ＣＲＴをはじめ、所謂液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＦＥＤディスプレイ等が実用化され、様々な方式の動画表示装置が混在する状況となった。また、夫々の動画表示装置において、入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍化（１フレームをＮ個のサブフレームに分割すること）して表示することによって、動きぼけやフリッカーを低減する工夫が行なわれている。
【０００３】
動きぼけは、例えばホールド型表示装置のように、フレーム時間内のほとんどの時間において発光する表示装置において、相対的に大きく観測される。追従視（動画像において、動く部分を視線で追いかける見方）を行うと、フレーム内の発光期間の長さに応じて大きな動きぼけが観測される。フリッカーは、例えばインパルス型表示装置のように、フレーム時間内で発光する時間が非常に短く光強度の時間的偏りが大きい表示装置において、フレームに同期したフリッカーとして観測されやすい。
【０００４】
これに対して、例えば６０Ｈｚの入力画像信号のフレーム周波数を２倍化（Ｎ＝２、所謂倍速化）して１２０Ｈｚにして表示をした場合、１個の倍速フレームにおける発光時間は半分になり、従って動きぼけも半分程度になる。またフリッカーに関しても、フレーム周波数を倍速化して１２０Ｈｚにすることにより、フレームに同期するフリッカーの周波数を人間の目の応答特性の範囲外に追いやることができ、フリッカーは観測され難くなる。
【０００５】
フレーム周波数を倍速化する方法には主なものとして２つある。第１の方法は、もとの画像のオブジェクトの動きベクトルを検出して２つのフレーム間の画像を推定算出する方法である。一般に動き補償による中間画像作成方法等と呼ばれ、例えば特許文献１に開示の方法がある。以下、第１の方法を「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」と表現する。
【０００６】
第２の方法は、入力画像に対してフレーム毎にフィルター処理を行い、動きぼけに大きく関与する空間周波数高周波成分と、フリッカーに大きく関与する空間周波数低周波成分を分離する。空間周波数高周波成分を一方のサブフレーム（元のフレームに対応する２つの倍速フレームの一方）に集中させ、空間周波数低周波成分を一方若しくは両方のサブフレームに分配して表示する。例えば、特許文献２〜４に開示の方法がある。本明細書においてはこの第２の方式を「画像を空間周波数で分離してそれぞれの周波数成分毎に一つ又は複数のサブフレームに再配分して表示する方式」と表現し、以下略して「空間周波数分離方式」とする。
【０００７】
特許文献２に記載の方法では、図１３に示すように、入力されるフィールド画像を切り替えながら２つのフィールドメモリに一時的に保存し、２つの倍速サブフレームとする。このサブフレームをスイッチＳＷ０によって入力周波数の倍の速度で交互に切り替えることにより、元の信号を倍速化する。この時、一方の倍速サブフレームに対して、空間周波数の高周波成分を抑圧する処理を行う。この結果、高周波成分を抑圧する処理を行った倍速サブフレーム（図中ＳＬで表現）には相対的に空間的高周波成分が少なく、また他方の倍速サブフレーム（図中ＳＨで表現）には相対的に空間的高周波成分が多いこととなる。よって、出力画像において一方の倍速サブフレームに空間的高周波成分を局在させることができる。
【０００８】
特許文献３に記載の方法では、図１４に示すように、入力される画像をフレームコンバータで倍速化し、更にフィルタＬＰＦ／ＨＰＦによって画像を空間的低周波成分Ｌｏｗと空間的高周波成分Ｈｉｇｈとに分離する。更にＨｉｇｈには倍速サブフレーム毎にゲインαを掛ける。とりわけ、一方の倍速サブフレームにおいてαを正とし他方の倍速サブフレームにおいてαを負として、倍速サブフレームごとにαの極性が変わるようにする。また、更に画像の動きが大きいと判断される時にαの絶対値を大きくする場合もある。このようにすることにより一方の倍速サブフレームＳＨに空間的高周波成分が局在させることができる。
【０００９】
特許文献４に記載の方法では、図１５に示すように、入力画像にフィルタＨＰＦをかけて空間的高周波成分データＨを生成する。更に入力画像に空間的高周波成分データＨを加算した高周波出力画像データＳＨと、入力画像Ａから空間的高周波成分データＨを減算した低周波画像データＳＬを生成する。そして、これらをスイッチＳＷ０によって入力画像のフレーム周波数の倍の頻度で切り替えることにより、一方の倍速サブフレームに空間的高周波成分を集中させた倍速画像を出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１５９２９４号公報
【特許文献２】特開平６−７０２８８号公報
【特許文献３】特開２００２−３５１３８２号公報
【特許文献４】米国特許出願公開２００６／０２２７２４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、第１の方法「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」には、近隣フレームの画像データを用いて中間画像を生成する処理が必要な為、計算量が大きくなるという課題があった。また、第２の方法「空間周波数分離方式」には、第１サブフレームと第２サブフレームの表示画像が互いの表示時間差を正しく反映していないことによって、動き部分に残像（影）が生じるという課題があった。
【００１２】
本発明は、従来の「空間周波数分離方式」を用いて動画を倍速表示する際に生じる動き部分の残像（影）を、従来の「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」で要求されるよりも少ない量の計算で減らすことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。すなわち、
連続するフレーム画像から成る動画像を処理する画像処理装置であって、
着目フレーム画像を入力画像として、当該着目フレーム画像に隣接して後続するフレーム画像を後続画像として、取得する手段と、
前記入力画像から、Ｎ個の複製画像を複製する手段と、
低周波数成分を強調するためのフィルタを用いて、前記複製画像から、低周波数成分を強調した低周波強調画像を生成する生成手段と、
前記低周波強調画像と前記複製画像とから、高周波数成分を強調した高周波強調画像を生成する減算手段と、
前記高周波強調画像と前記低周波強調画像とを所定の比率で合成した高周波出力画像を生成する合成手段と、
前記複製画像の代わりに、前記低周波強調画像、前記高周波出力画像の何れかを選択して出力する処理を、それぞれの複製画像について行う出力手段とを備え、
前記生成手段は、
前記入力画像と、前記後続画像とを用いて、それぞれの画像中に映っているオブジェクトの動きベクトルを求める手段と、
前記複製画像中の画素位置Ｐの画素を処理対象とする場合に、前記入力画像中の画素位置Ｐから前記動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定し、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対して前記フィルタを適用することで得られる値で前記複製画像中の前記画素位置Ｐにおける画素値を更新する処理を、前記複製画像中の各画素位置について行うことで、前記低周波強調画像を生成するフィルタ手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、従来の「空間周波数分離方式」を用いて動画を倍速表示する際に生じる動き部分の残像（影）を、従来の「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」で要求されるよりも少ない量の計算で減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態で使用するフィルタ関数の一例を説明する為の図。
【図３】第１の実施形態で使用するフィルタ係数の一例。
【図４】第１の実施形態における２倍速（Ｎ＝２）のサブフレーム画像表示順の例。
【図５】第１の実施形態で用いる動きベクトルを説明する為の図。
【図６】第１の実施形態で使用するフィルタ関数の一例。
【図７】第１の実施形態で使用するフィルタ係数の一例。
【図８】第１の実施形態で使用するフィルタ関数の一例。
【図９】第１の実施形態で使用するフィルタ係数の一例。
【図１０】第１の実施形態の処理を示すフローチャート。
【図１１】第１の実施形態の効果を説明する為の図。
【図１２】第３の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図。
【図１３】従来の画像表示装置を概略的に示すブロック図。
【図１４】従来の画像表示装置を概略的に示すブロック図。
【図１５】従来の画像表示装置を概略的に示すブロック図。
【図１６】第４の実施形態に係るコンピュータの電気的構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、発明の範囲は以下の形態に限定されるものではない。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置の構成図である。図１において、１００はフレームレート変換処理部を示す。１０１はローパスフィルタ（以下ＬＰＦ）を示す。１０２は減算器を示す。１０３は乗算器を示す。１０４は加算器を示す。１０５は切り替えスイッチ部を示す。１０６は動きベクトル検出部を示す。１０７はフィルタ係数生成部を示す。１０８は出力部を示す。
【００１７】
フレームレート変換処理部１００は、１つのフレーム単位で取得する動画像データからＮ個のサブフレーム画像を生成するＮ倍速処理を行なう。具体的には、フレームレート変換処理部１００は図示しないフレームメモリを備え、入力される動画像データをフレーム単位で入力画像として格納する。そして、１個の着目フレーム画像を入力画像として取得し、入力画像を取得した動画像データのＮ倍のクロック周波数でＮ回読み出すことによって、Ｎ個のサブフレーム画像を複製画像として生成する。ここで、フレームレート変換処理部１００が生成する１つのサブフレーム画像をＡとする。フレームレート変換処理部１００は、サブフレーム画像Ａを、順次ＬＰＦ１０１、減算器１０２、及び加算器１０４へと出力する。サブフレーム画像数を規定する係数Ｎは、予め決定されていて本実施形態に係る装置に組み込まれていても良いし、装置の外部から取得しても良い。
【００１８】
ＬＰＦ１０１は、２次元のローパスフィルタである。ＬＰＦ１０１は、フレームレート変換処理部１００が生成したサブフレーム画像Ａに対してフィルタを用いて処理を行うことによって、上限空間周波数をカットオフ（濾波）し、低周波数成分を強調した低周波強調画像Ｌを生成する。使用するフィルタの係数）は、フィルタ係数生成部１０７から取得する。
【００１９】
本実施形態では、ローパスフィルタとしてガウス関数をベースにしたフィルタ関数を用いる。ただし、ベースとなるフィルタの種類は特に限定されず、例えばガウス関数でも良いし、移動平均あるいは重み付けした移動平均を与えるフィルタでも良い。図２は、ＬＰＦ１０１が用いるフィルタ関数の一例を説明するための図である。図２は、ガウス関数をベースに作成したフィルタ関数を模式的に示しており、基準点を重みの中心とした正規分布を描く。
【００２０】
以下、ＬＰＦ１０１の動作を詳細に示す。図３は、ＬＰＦ１０１が用いるフィルタ係数の一例であり、フィルタサイズ（所謂カーネルサイズ）を７×７画素としたものである。ただし、フィルタサイズ及びフィルタ係数は一例にすぎず、どのようなものであっても良い。ここでいうフィルタ係数とは、所謂正規化前のカーネル値である。
【００２１】
まず、サブフレーム画像中の１つの着目画素に対するフィルタ処理について説明する。ここで、１個のフレーム画像から生成したｉ個目のサブフレーム画像における、座標（ｘ，ｙ）の画素値Ａを、Ａｉ（ｘ，ｙ）と表わすこととする。この時、着目画素の座標をＡｉ（０，０）とする。図３に示すフィルタ係数によって、サブフレーム画像をＬＰＦ１０１がフィルタ演算するが、図３のフィルタ係数を用いる例では、式（１）に基づいて着目画素のＬＰＦ出力値ＬＰＦ（Ａｉ（０，０））を決定する。
【数１】
2010278995.tif 000003
【００２２】
１個のサブフレーム画像を構成する画素に順次着目し、上記の式（１）に従って１つの着目画素毎に順次ＬＰＦ出力値を求める。ＬＰＦ出力値でサブフレーム画像の着目画素値を更新し、画素値を更新した画像を低周波強調画像として取得する。ここで、着目する画素は、サブフレーム画像の全ての画素でも良いし、サブフレーム画像の一部の画素でも良い。本実施形態では、サブフレーム画像の全ての画素に対してフィルタ処理を行うものとして説明する。このため、後述する動きベクトル検出部１０６及びフィルタ係数生成部１０７がフィルタ係数を生成する処理においても、画像の全ての画素に着目するものとする。ＬＰＦ１０１がフィルタ処理を行う画素が画像の一部である場合は、動きベクトル検出部１０６及びフィルタ係数生成部１０７の処理でも画像の一部に注目すれば良い。
【００２３】
動きベクトル検出部１０６は、フレームレート変換処理部１００から入力画像を取得する。また、フレームレート変換処理部が格納している、入力画像に隣接して後続するフレームの画像を、後続画像として取得する。そして、入力画像と後続画像とから、入力画像と後続画像とのそれぞれに映っているオブジェクトの動きベクトルを求める。最後に、入力画像に対応する動きベクトルを入力画像の画素毎に推定し、入力画像のそれぞれの画素に対応する動きベクトルをフィルタ係数生成部１０７へ出力する。
【００２４】
フィルタ係数生成部１０７は、動きベクトルを用いてフィルタ係数を入力画像の画素毎に生成し、ＬＰＦ１０１へと出力する。本実施形態では、フィルタ係数生成部１０７がフィルタ関数を移動することによりフィルタ係数を取得する。この処理により、複製画像中の着目画素位置Ｐに対応する入力画像中の画素位置Ｐから動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対してフィルタを適用する処理を実現する。動きベクトル検出部１０６、及びフィルタ係数生成部１０７についての詳細は後述する。
【００２５】
減算器１０２は、式（２）に従って入力画像の各画素値からＬＰＦ１０１が生成した低周波強調画像Ｌの各画素値を差し引くことにより、高周波数成分を強調した高周波強調画像Ｈを新たに生成する。
Ｈ＝Ａ−Ｌ  …（２）
乗算器１０３は、各サブフレーム画像に分配する高周波成分量を決定する。具体的には、高周波強調画像Ｈの各画素値を、（Ｎ−ａ）／ａ倍とする演算を行って、高周波分配画像ＤＨを生成し、加算器１０４へと出力する。前述の通り、係数Ｎは１個のフレーム画像から生成するサブフレーム画像の数である。また、係数ａは高周波強調画像Ｈを局在させるサブフレーム画像数を示す。すなわち、本実施形態に係る装置は、１枚の入力画像に対応してａ個の高周波強調画像を出力する。係数ａは、予め決定されていて本実施形態に係る装置内に組み込まれていても良いし、外部から取得しても良い。
【００２６】
加算器１０４は、乗算器１０３が生成した高周波分配画像ＤＨの各画素値を入力画像の各画素値に加算し、新たに高周波出力画像ＳＨを生成する。加算器１０４の演算は、式（３）に示される。
ＳＨ＝Ａ＋｛（Ｎ−ａ）／ａ｝Ｈ＝Ｌ＋（Ｎ／ａ）Ｈ  …（３）
乗算器１０３及び加算器１０４が行う処理によって、加算器１０４の出力する高周波出力画像ＳＨは、低周波強調画像に対して、高周波強調画像を所定の比率（Ｎ／ａ）で加え、合成した画像となる。
【００２７】
切り替えスイッチ部１０５は、ＬＰＦ１０１が生成する低周波強調画像Ｌと、加算器１０４が生成する高周波出力画像ＳＨとの何れかを選択し、複製画像の代わりに出力する。図４は、本実施形態における２倍速（Ｎ＝２）のサブフレーム画像の表示順を説明する為の図である。ｍ番目のフレームＦｍにおけるフレーム画像を２倍（Ｎ＝２）のサブフレーム画像へと変換し、高周波強調画像Ｈを１つのサブフレーム画像に局在（ａ＝１）させる場合を例として示す。
【００２８】
図４に示すように、切り替えスイッチ部１０５は、第１サブフレーム画像として高周波出力画像ＳＨｍを、第２サブフレーム画像として低周波強調画像Ｌｍを出力する。切り替えスイッチ部１０５が低周波強調画像Ｌ又は高周波出力画像ＳＨとの一方を選択するための方法は、特に限定されない。低周波強調画像Ｌ及び高周波出力画像ＳＨのそれぞれの出力間隔が均一となるように選択しても良い。また、高周波出力画像ＳＨをａ回続けて選択した後に、低周波強調画像Ｌを（Ｎ−ａ）回続けて選択しても良い。
【００２９】
以下、動きベクトル検出部１０６、及びフィルタ係数生成部１０７について、詳細に説明する。動きベクトル検出部１０６は、ｍ番目のフレーム画像Ｆｍのに映っているオブジェクトが、ｍ＋１番目のフレーム画像Ｆｍ＋１において、どれだけ動いているかを推定する。そして、フレーム画像Ｆｍを構成するそれぞれの画素についての動きベクトルを取得する。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る動きベクトルを説明する為の図であり、ｍ番目のフレーム画像Ｆｍにおける、ある着目画素（図５中のＰで表記）を中心とした１１×１１画素の画像を示している。着目画素（図５中のＰで表記）が、ｍ＋１番目の入力フレームデータＦｍ＋１において、図５に示すＱの座標（（ｘ，ｙ）＝（３，−４））に動いたと推測した場合、Ｐの動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）は、（＋３，−４）となる。Ｖｘ＝＋３はｘ方向の動きベクトル、Ｖｙ＝−４はｙ方向の動きベクトルをそれぞれ示す。
【００３１】
Ｖｘの符号が“＋”の場合は、図５におけるｘ軸正方向への移動を示すもので、“−“の場合はｘ軸正方向とは反対方向への移動を示す。Ｖｙの符号については、“＋”の場合は、図５におけるｙ軸正方向への移動を示すもので、“−“の場合はｙ軸正方向とは反対方向への移動を示す。各々の数値の絶対値が移動量（移動画素数）を示す。
【００３２】
着目画素が示すオブジェクトに動きがないと推定した場合には、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（０，０）を出力する。フレーム間でシーンチェンジが発生する場合も同様に、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（０，０）を出力することが望ましい。ここで示した動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）の定義は一例に過ぎない。着目画素が入力フレーム間でおおよそどちらの方向にどれだけの量（画素数）動いたかを示す情報を含む限り、動きベクトルはどのようなものであってもよい。
【００３３】
動きベクトル検出部１０６は、フレーム画像Ｆｍの各画素に順次着目し、着目画素に対する動きベクトルを順次取得する。本実施形態の説明では、着目画素の座標が（（ｘ，ｙ）＝（０，０））となるように座標系を逐次変換することで、動きベクトルと座標情報との関係を分かりやすく表現している。動きベクトル検出部１０６が求めた動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）は、フィルタ係数生成部１０７が取得する。
【００３４】
フィルタ係数生成部１０７は、ＬＰＦ１０１がフィルタ演算において使用するフィルタ係数を生成し、ＬＰＦ１０１へ出力する。フィルタ係数生成部１０７は、ベクトル検出部１０６が求めた動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）と、１個のフレーム画像に対するサブフレーム画像数Ｎ、及びフィルタ演算を行うサブフレーム画像番号ｉに基づいて、フィルタ係数を生成する。フィルタ係数生成部１０７は、ＬＰＦ１０１が処理するサブフレーム画像の１画素に対して用いる１組の数値セットを、サブフレーム画像の画素数分用意し、フィルタ係数として出力する。以下、この処理について詳細に述べる。
【００３５】
サブフレーム画像番号ｉとは、サブフレーム画像の表示順に番号を付けたものである。例えば図４に示すように倍速化（Ｎ＝２）した場合では、１番目に表示されるサブフレーム画像がｉ＝１、２番目に表示されるサブフレーム画像がｉ＝２となる（１≦ｉ≦Ｎ）。前述のとおり、例えばガウス関数をベースに作成したフィルタ関数では、基準点を重みの中心とした正規分布を描く。本実施形態においてフィルタ係数生成部１０７は、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）、サブフレーム画像数Ｎ、及びサブフレーム画像番号ｉに基づいて基準点を決定する。
【００３６】
ここで、サブフレーム画像の１画素に着目する。フィルタ係数生成部１０７は、式（４）に基づいて、着目画素に適用するフィルタ関数の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）を算出する。
Ｘ  ＝  （ｉ−１）  ×  （（−Ｖｘ）／Ｎ）
Ｙ  ＝  （ｉ−１）  ×  （（−Ｖｙ）／Ｎ）      …（４）
この時、フィルタ関数における座標（０，０）はフィルタ関数の中心座標である。また、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）のｘ成分をＶｘ、ｙ成分をＶｙとする。
【００３７】
例えば、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋３，−６）、Ｎ＝２の場合、式（４）に適用すると、第１サブフレーム画像（ｉ＝１）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）、第２サブフレーム画像（ｉ＝２）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（−１．５，３）となる。また、例えば、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋３，−６）、Ｎ＝３の場合を考える。すると、第１サブフレーム画像（ｉ＝１）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）、第２サブフレーム画像（ｉ＝２）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（−１，２）、第３サブフレーム画像（ｉ＝３）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（−２，４）となる。
【００３８】
では、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋２，＋２）、Ｎ＝２の場合について、更に詳細に説明する。式（４）を適用すると、第１サブフレーム画像（ｉ＝１）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）、第２サブフレーム画像（ｉ＝２）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（−１，−１）となる。以下、図６〜図９を用いて、第１サブフレーム画像及び第２サブフレーム画像に用いるフィルタ係数の算出について説明する。
【００３９】
図６は、本実施形態に係るフィルタ関数の一例であり、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋２，＋２）、Ｎ＝２の場合の第１サブフレーム画像（ｉ＝１）におけるフィルタ関数を模式的に示したものである。また、図７は、本実施形態におけるフィルタ係数の一例であり、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋２，＋２）、Ｎ＝２の場合の第１サブフレーム画像（ｉ＝１）におけるフィルタ係数を示す。
【００４０】
フィルタ係数生成部１０７は、図６、図７に示すように、第１サブフレーム画像に対するフィルタ係数を、式（４）に従って基準点の座標（Ｘ，Ｙ）が（０，０）となるように生成し、ＬＰＦ１０１へと出力する。本実施形態の例においては、予め装置が保持している、又は外部から取得した２次元ガウス関数に対して、フィルタ係数の各座標を代入して、各座標における係数値を取得してフィルタ係数とすれば良い。
【００４１】
フィルタ係数生成部１０７は、動きベクトル検出部１０６が入力画像の各画素に対して推定した動きベクトルを用いて、以上の処理を繰り返してフィルタ係数を求める。すなわち、サブフレーム画像の各画素に対して、フィルタ係数を求める。ＬＰＦ１０１は、フィルタ係数生成部１０７から、第１サブフレーム画像に対するフィルタ係数を取得する。ＬＰＦ１０１は、取得したフィルタ係数を用いて、第１サブフレーム画像（ｉ＝１）の各画素に対して順次フィルタ演算を行い、低周波強調画像Ｌを生成する。
【００４２】
図８は、本実施形態におけるフィルタ関数の一例であり、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋２，＋２）、Ｎ＝２の場合の第２サブフレーム画像（ｉ＝２）におけるフィルタ関数を模式的に示したものである。また、図９は、本実施形態におけるフィルタ係数の一例であり、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）＝（＋２，＋２）、Ｎ＝２の場合の第２サブフレーム画像（ｉ＝２）におけるフィルタ係数を示す。
【００４３】
フィルタ係数生成部１０７は、図８、図９に示すように、第２サブフレーム画像に対するフィルタ係数を、式（４）に従って基準点の座標（Ｘ，Ｙ）が（−１，−１）となるように生成し、ＬＰＦ１０１へと出力する。本実施形態の例においては、フィルタ係数生成部１０７は、予め装置が保持している、又は外部から取得した２次元ガウス関数を、Ｘ軸方向に−１、Ｙ軸方向に−１平行移動する。そして、フィルタ係数の各座標を平行移動したガウス関数に代入して、各座標における係数値を取得してフィルタ係数とすれば良い。
【００４４】
フィルタ係数生成部１０７は、第１サブフレーム画像の場合と同様に、動きベクトル検出部１０６が入力画像の各画素に対して推定した動きベクトルのそれぞれに対して、以上の処理を繰り返してフィルタ係数を求める。すなわち、入力画像、及び入力画像を複製した第２サブフレーム画像の各画素に対して、フィルタ係数を求める。ＬＰＦ１０１は、フィルタ係数生成部１０７から、第２サブフレーム画像に対するフィルタ係数を取得する。ＬＰＦ１０１は、取得したフィルタ係数を用いて、第２サブフレーム画像（ｉ＝２）の各画素に対して順次フィルタ演算を行い、低周波強調画像Ｌを生成する。
【００４５】
以下、図１０のフローチャートを参照して、第１の実施形態における処理を示す。まず、フレームレート変換処理部１００は、動画像データに含まれるフレーム画像を入力画像として取得し（ステップＳ１００１）、入力画像の次フレームの画像を後続画像として取得する（ステップＳ１００２）。
【００４６】
動きベクトル検出部１０６は、フレームレート変換処理部１００から入力画像と後続画像とを取得し、入力画像の各画素が示すオブジェクトの、入力画像と後続画像との間の移動量を検出する。移動量は、入力画像の各画素に対する動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）として生成する（ステップＳ１００３）。ステップＳ１００３の処理では、複数のフレーム画像を用いて移動量を推定しても良いし、サブフレーム画像を用いて推定しても良い。
【００４７】
続いてフレームレート変換処理部１００は、動画像データのＮ倍のクロックで、取得した入力画像を読み出して、サブフレーム番号ｉと共にサブフレーム画像として出力する（ステップＳ１００４）。フィルタ係数生成部１０７は、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）と、サブフレーム画像数Ｎ、及びサブフレーム画像番号ｉに基づいて、ＬＰＦ１０１におけるフィルタ演算で使用するフィルタ係数を生成する（ステップＳ１００５）。サブフレーム画像数Ｎは前述の通り装置に予め記憶されていても良く、外部から入力されても良い。サブフレーム画像番号ｉはフレームレート変換処理部１００から取得する。
【００４８】
ＬＰＦ１０１は、フレームレート変換処理部１００が出力したサブフレーム画像の１画素に着目する（ステップＳ１００６）。ＬＰＦ１０１は、着目画素の画素値に対して、フィルタ係数生成部１０７から取得したフィルタ係数を用いてフィルタ演算を行ない、画素値を変換する（ステップＳ１００７）。ＬＰＦ１０１は次に、ステップＳ１００６でフレームレート変換処理部１００が出力したサブフレーム画像の全ての画素に着目したかどうかを判断する（ステップＳ１００８）。全ての画素に着目していない場合は、ステップＳ１００６に戻って次の画素に着目する。全ての画素に着目している場合は、ステップＳ１００９に進む。ステップＳ１００６〜Ｓ１００８の処理で、ＬＰＦ１０１はフィルタ演算と画素値の変換の結果、低周波強調画像Ｌを生成する。
【００４９】
減算器１０２は、ＬＰＦ１０１から低周波強調画像Ｌを取得し、式（２）に従って高周波強調画像Ｈを生成する（ステップＳ１００９）。乗算器１０３は、減算器１０２から取得した高周波強調画像の各画素値に（（Ｎ−ａ）／ａ）倍の乗算処理を行い、処理を行った画像を出力する（ステップＳ１０１０）。
【００５０】
加算器１０４は、乗算器１０３が処理を行った画像を取得し、またフレームレート変換処理部１００がステップＳ１００４で出力したサブフレーム画像を取得する。そして加算器１０４は、式（３）に従って空間的高周波成分を強調した高周波出力画像ＳＨを生成する（ステップＳ１０１１）。
【００５１】
切り替えスイッチ部１０５は、高周波出力画像を選択するか、それとも低周波強調画像を選択するかを判断する（ステップＳ１０１２）。判断基準は前述の通り特に限定されず、低周波強調画像と高周波出力画像とが交互となるように選択しても、高周波出力画像を連続してａ枚選択し、続けて低周波強調画像をＮ−ａ枚選択しても良い。ステップＳ１００４〜Ｓ１０１５の繰り返しの中で、ａ枚の高周波出力画像とＮ−ａ枚の低周波強調画像とを選択するようにすれば良い。ステップＳ１０１２で低周波強調画像を選択した場合は、切り替えスイッチ部１０５はＬＰＦ１０１から低周波強調画像Ｌを取得して出力する（ステップＳ１０１３）。ステップＳ１０１２で高周波出力画像を選択した場合は、切り替えスイッチ部１０５は加算器１０４から高周波出力画像ＳＨを取得して出力する（ステップＳ１０１４）。
【００５２】
最後にフレームレート変換処理部１００は、取得画像に対してＮ枚のサブフレーム画像を出力したか否かを判断する（ステップＳ１０１５）。Ｎ枚のサブフレーム画像を出力していない場合はステップＳ１００４に戻る。Ｎ枚のサブフレーム画像を出力している場合は、取得画像の倍速処理を終了する。
【００５３】
以上説明したように、フィルタ係数生成部１０７は、第２サブフレーム画像以降のフィルタ処理において、検出した動き方向に対して真逆の方向にフィルタ関数の基準点を移動した、フィルタ係数を生成している。このフィルタ係数を用いることによって、第２の方法「空間周波数分離方式」において生じる動き部分の残像（影）を低減することが可能となる。
【００５４】
図１１は、本実施形態における効果を説明する為の図である。図中（ａ）は、フレーム間でｘ方向右に２画素、「２３４５６７８９」という数字からなる画像が移動している様子を模式的に示している。説明のために、各画素が１つの数字を表すものとし、各画素に画素番号番号（ＩＩからＸ）を割り当てている。一方、図中（ｂ）は、図中（ａ）の各フレーム画像をフレームレート変換処理において２倍速（Ｎ＝２）した各サブフレーム画像を示している。また、図中（ｂ）は、灰色で塗られた画素を着目画素とした場合の、本実施形態に基づいて生成したフィルタ関数の一例を示している。図１１では、説明を簡略化する為に１次元の画像を示している。
【００５５】
図１１において、フレーム画像ｍの着目画素（画素番号ＶＩ）の、フレーム画像ｍ＋１への動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）は、（＋２，０）である。この場合、式（４）を適用すると、第１サブフレーム画像（ｉ＝１）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）、第２サブフレーム画像（ｉ＝２）の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）＝（−１，０）となる。
【００５６】
フレーム画像ｍの第１サブフレーム画像の、画素番号ＶＩに適用するフィルタ係数は、画素番号ＶＩの画素値に重みを置いたフィルタ関数になっている。また、フレーム画像ｍの第２サブフレーム画像の、画素番号ＶＩに適用するフィルタ係数は、画素番号Ｖの画素値に重みを置いたフィルタ関数になっている。また、フレームｍ＋１の第１サブフレーム画像の、画素番号ＶＩに適用するフィルタ係数は、式（４）に従って（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）となる為、画素番号ＶＩに重みを置いたフィルタ関数となる。
【００５７】
フレーム画像ｍの第２サブフレーム画像は、フレーム画像ｍの第１サブフレーム画像と、フレーム画像ｍ＋１の第１サブフレーム画像との中間に表示される。このため、フレーム画像ｍの第２サブフレーム画像は、フレーム画像ｍの第１サブフレーム画像と、フレーム画像ｍ＋１の第１サブフレーム画像との中間的な画像であることが好ましい。
【００５８】
従来例のように、第２サブフレーム画像に対しても第１サブフレーム画像と同じフィルタ関数を適用して低周波強調画像を生成する場合を考える。フレームｍの第２サブフレーム画像を生成するために用いる低周波強調画像は、フレームｍの第１サブフレーム画像を生成するために用いる低周波強調画像と同一である。すなわち、強調された周波数成分は異なるとはいえ、フレームｍの第１サブフレーム画像と同じ画像が、フレームｍとフレームｍ＋１との中間にもう一度、遅れて表示されることとなる。このため、フレームｍの第２サブフレーム画像は、フレームｍの第１サブフレーム画像の残像（影）として視覚されてしまう。
【００５９】
例えば、図１１において画素番号ＩＶの画素にフィルタ処理を行う場合を説明する。フレーム画像ｍの第１サブフレーム画像及び第２サブフレーム画像からは、画素番号ＩＶの画素値に重みを置いたフィルタ関数を使用するため、双方で数値「６」に重みを置いた画素値をフィルタ処理により生成して、低周波強調画像Ｌを生成する。一方、フレーム画像ｍ＋１の第１サブフレーム画像からも、画素番号ＩＶに重みを置いたフィルタ関数を使用するため、数値「４」に重みを置いた画素値をフィルタ処理により生成して、低周波強調画像Ｌを生成する。ところが、フレーム画像ｍの第２サブフレーム画像が表示されるフレームｍとフレームｍ＋１の中間においては、数値「６」と数値「４」の間に存在する数値「６」に重みを置いてフィルタ処理を行うことが好ましい。
【００６０】
本実施形態によれば、フレームｍの第２サブフレーム画像では、画素番号Ｖの画素値、すなわち数値「５」に重みを置いたフィルタ関数を使用して、着目画素のフィルタ処理を行なうことができる。つまり、動きに適応しての残像（影）を低減することが可能となる。第２の方法「空間周波数分離方式」では、動きぼけに大きく関与する空間周波数高周波成分を、複数のサブフレームのうちの一方に集約させる。また、動きぼけに大きくは関与しない空間周波数低周波数成分を、もう一方若しくは複数のサブフレームに分配して表示する。こうして、視聴者が認識する動画において動きぼけを低減することが可能であるが、一方で、各サブフレームが互いの表示時間差を正しく反映していないことによって、動き部分に残像（影）が生じる。上述したように、本実施形態によれば、動きベクトルを用いて各サブフレームの周波数成分を生成する。よって、表示時間差を反映したサブフレームの生成が可能となり、第２の方法「空間周波数分離方式」において生じる動き部分の残像（影）を低減することが可能となる。
【００６１】
本実施形態では、特に低周波強調画像が表示時間差を反映するようにする。よって、１つのフレームから生成される複数のサブフレームについて、より早く表示されるサブフレームには高周波強調画像（高周波出力画像）が多く、より後に表示されるサブフレームには低周波強調画像が多く選択される場合に、よりよい結果が得られる。例えば２倍速表示なら１番目のサブフレームに高周波出力画像を、２番目のサブフレームに低周波強調画像を表示すればよい。また、４倍速表示なら１番目が高周波出力画像で２〜４番目が低周波強調画像でもよいし、１〜２番目が高周波出力画像で３〜４番目が低周波強調画像でもよい。
【００６２】
また、本実施形態の方法は、ＬＰＦ１０１が用いるフィルタ係数を変更しながらフィルタ処理を行えば、後は単純な加減乗算のみでサブフレーム画像を生成することができる。そのため、例えば第１の方法「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」のように、近隣フレームの画像データを用いて中間画像を生成する処理が必要なく、少ない計算量でサブフレーム画像を生成することが可能である。
【００６３】
＜変形例＞
第１の実施形態では、フィルタ係数生成部１０７がフィルタ係数を生成し、フィルタ係数に基づいてＬＰＦ１０１がフィルタ処理を行った。すなわち、フィルタ係数生成部１０７はフィルタ関数を移動することによりフィルタ係数を取得した。このフィルタ係数を使用することで、複製画像中の着目画素位置Ｐに対応する入力画像中の画素位置Ｐから動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対してフィルタを適用する処理を実現した。
【００６４】
しかし、サブフレーム画像中（複製画像中）の着目画素位置Ｐに対応する入力画像の画素位置Ｐから、動きベクトルとは逆の方向に所定距離離間した画素位置Ｑを特定することが可能である。そして、フィルタ係数を用いなくても、特定した画素位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対してフィルタを適用することは可能である。すなわち、フィルタ関数の基準点の座標として算出した座標をフィルタを適用する画素群の中心座標として使用する。
【００６５】
本変形例を以下で詳しく述べる。本変形例の構成は第１の実施形態と概ね同一であるが、フィルタ係数生成部１０７を有しない。動きベクトル検出部は動きベクトルを直接ＬＰＦ１０１へと入力し、ＬＰＦ１０１は動きベクトルに応じてフィルタをかける範囲を変更する。ＬＰＦ１０１は、第１の実施形態でフィルタ係数生成部１０７が生成したのと同じように、基準点の座標を式（４）に従って算出する。第１の実施形態では、算出した基準点をフィルタ関数の基準点として用いたが、本変形例では算出した基準点をフィルタを適用する画素群の中心点を求めるために利用する。
【００６６】
ＬＰＦ１０１は、処理対象とするサブフレーム画像の１画素に着目し、その画素位置をＰとする。サブフレーム画像の画素位置Ｐに対応する入力画像の画素位置Ｐを原点とした時に、算出した基準点を座標位置Ｑとして特定する。例えば、基準点の座標（Ｘ，Ｙ）が（−１，２）である場合は、画素位置ＰからＸ軸負方向に２、Ｙ軸正方向に１移動した点を座標位置Ｑとして特定する。そして、座標位置Ｑを中心とする領域内の画素群に対してフィルタを適用する。本変形例ではフィルタ関数を移動してフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部を用いず、複数の着目位置において同じフィルタを適用する。具体的には、式（１）に従ってＬＰＦ出力値を決定するが、この時座標位置Ｑの座標をＡｎ（０，０）としてＬＰＦ出力値を求め、求めたＬＰＦ出力値をサブフレーム画像の着目画素（画素位置Ｐ）の画素値として更新する。この処理をサブフレーム画像中の各画素について行うことで、低周波強調画像を得ることができる。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、フィルタ係数生成部１０７は、式（４）に従って基準点の座標（Ｘ，Ｙ）を算出したが、基準点の求め方はこれに限られない。動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）の各成分の絶対値がフィルタ関数のフィルタサイズ（カーネルサイズ）を大幅に越える場合がある。動きベクトルの各成分の絶対値が大きい場合、基準点の移動によって、例えば回路上でフィルタサイズ（カーネルサイズ）の最大サイズに制限がある等の理由で、フィルタ形状がアンバランスになることが考えられる。フィルタ形状がアンバランスになるとは、例えば、フィルタ関数の中心を基準として、フィルタサイズがｘ方向左右で非対称になることである。この場合、非対称のままの関数を使用しても良いが、基準点の移動量に制限を加えても良い。
【００６８】
第２の実施形態における基準点の移動量の絶対値が、第１の実施形態における基準点の移動量の絶対値よりも小さくなる方法であれば、どのような方法で移動量に制限を加えても良い。すなわち、以下の式（５）に従うように移動量を決定すれば良い。
｜Ｘ｜  ≦  ｜（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｘ）／Ｎ）｜
｜Ｙ｜  ≦  ｜（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｙ）／Ｎ）｜  …（５）
この時、フィルタ関数における座標（０，０）はフィルタ関数の中心座標である。また、動きベクトルＶ（ｘ，ｙ）のｘ成分をＶｘ、ｙ成分をＶｙとする。｜Ｘ｜、｜Ｙ｜、｜（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｘ）／Ｎ）｜及び｜（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｙ）／Ｎ）｜は、Ｘ、Ｙ、（（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｘ）／Ｎ））及び（（ｉ−１）  ×  （（−Ｖｙ）／Ｎ））それぞれの絶対値を示す。
【００６９】
例えば、式（４）に従って求めた座標値を単純に半分にしても良いし、式（４）に従って求めた座標値の絶対値を平方根を取ることで小さくしても良い。その他の方法として、フィルタサイズを小さくすることで、フィルタ形状のアンバランスを改善しても良い。例えば、式（５）に従うように基準点の移動量を制限した後に、回路上のフィルタサイズに応じて、例えばフィルタ関数の分散値を変更する等、適応的にフィルタ関数を変更しても良い。
【００７０】
本実施形態のように、式（４）を適用するのではなく、例えば式（５）に従って基準点を設定したとしても、第１の実施形態と同じく、第２の方法「空間周波数分離方式」において生じる動き部分の残像（影）を低減することが可能である。第１の方法「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」のように、近隣フレームの画像データを用いて中間画像を生成する処理が必要なく、少ない計算量でサブフレーム画像を生成することが可能であることも、第１の実施形態と同様である。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態及び第２の実施形態では、空間的周波数成分の分離をＬＰＦ１０１で行ったが、第３の実施形態では、空間的周波数成分の分離手段をハイパスフィルタ（以下ＨＰＦ）で行う。ＨＰＦとは、例えば、空間２次微分値に基づいてフィルタ係数を決定するラプラシアンフィルタに代表されるフィルタ関数である。
【００７２】
図１２は、第３の実施形態に係る画像表示装置の構成図である。第１の実施形態における構成と同じ構成要素については図１と同一符号を付している。第３の実施形態において、フレームレート変換処理部１００、動きベクトル検出部１０６、及び出力部１０８の動作は第１の実施形態と同様である。
【００７３】
フィルタ係数生成部１０７は、第１の実施形態とは異なり、ＨＰＦが用いるフィルタ係数を出力する。フィルタ係数生成部１０７は、ベースとなるフィルタ関数として低周波をカットオフ（濾波）するフィルタを用いてフィルタ係数を求める。しかし、フィルタ係数生成部１０７が、ベースとなるフィルタ関数を動きベクトル検出部１０６から取得した動きベクトルに従って平行移動してフィルタ係数を求めることは、第１の実施形態と同様である。具体的には第１の実施形態に係る式（４）又は第２の実施形態に係る式（５）に従って、フィルタ関数の基準点の座標（Ｘ，Ｙ）を算出し、ベースとなるフィルタ関数を基準点の座標に従って平行移動してフィルタ係数を求める。
【００７４】
ＨＰＦ１２０１（代替生成手段）は、フレームレート変換処理部１００から取得したサブフレーム画像Ａに対し、フィルタ係数生成部１０７が生成したフィルタ係数を用いて、下限空間周波数をカットオフ（濾波）することで、高周波強調画像Ｈを生成する。１２０２は減算器であり、式（６）に従ってサブフレーム画像ＡからＨＰＦ１２０１が生成した高周波強調画像Ｈを差し引くことにより低周波強調画像Ｌを算出する。
Ｌ＝Ａ−Ｈ    …（６）
低周波成分画像Ｌと高周波出力画像Ｈとを用いた、乗算器１０３、加算器１０４、切り替えスイッチ部１０５の動作は第１の実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じく、第２の方法「空間周波数分離方式」において生じる動き部分の残像（影）を低減することが可能となる。第１の方法「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」のように、近隣フレームの画像データを用いて中間画像を生成する処理が必要なく、少ない計算量でサブフレーム画像を生成することが可能であることも、他の実施形態と同様である。
【００７６】
＜第４の実施形態＞
上述の各実施形態では、図１又は図１２に示した各装置を構成する各部はハードウェアで実装しているものとしているが、ソフトウェアで実装しても良い。この場合、係るソフトウェアは、コンピュータが有する各種記憶装置内に保持されており、ＣＰＵがこのソフトウェアを実行することで、コンピュータは、図１又は図１２に示した各部の機能を実現することになる。
【００７７】
図１６は、本実施形態適用可能なコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。コンピュータ１６０１は、一般に普及しているパーソナルコンピュータ等の汎用の情報処理装置である。コンピュータ１６０１の内部では、バス１６０７により後述する各ブロックが接続され、種々のデータの受け渡しが可能である。
【００７８】
なお、本コンピュータ１６０１を適用する装置によっては、図１６に示した全ての構成要素は必須なものではないので、適宜省略しても良い。また、同種の機能を有するハードウェアで置換しても良いし、複数のコンピュータ機体によってコンピュータ１６０１が構成されていても良い。
【００７９】
図１６において１６０２はＣＰＵで、主記憶装置１６０３にロードされているコンピュータプログラムやデータを用いて本コンピュータ１６０１全体の制御を行うと共に、本コンピュータ１６０１を適用した画像処理装置が行う上述の各処理を実行する。１６０３はＲＡＭに代表される主記憶装置である。主記憶装置１６０３は、各種記憶装置から読み込んだプログラムやデータを一時的に記憶する為のエリアを有する。記憶装置には、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１６０４、ＣＤドライブ１６０９、ＤＶＤドライブ１６１０、ＦＤＤ（フロッピー（登録商標）ディスクドライブ）１６１１等を含む。更に主記憶装置１６０３は、スキャナ１６１７から、Ｉ／Ｆ（インターフェース）２１５を介して取得した画像のデータを一時的に記憶するためのエリアも有する。更に主記憶装置１６０３は、ＣＰＵ１６０２が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアも有する。以上を含め、主記憶装置１６０３は、各種の情報記録場所を適宜提供することができる。
【００８０】
１６０４はＨＤＤで、ここにはＯＳ（オペレーティングシステム）や、各種の画像（文書画像を含む）を保持している。更にＨＤＤ１６０４には、図１６が示す各部の機能をＣＰＵ１６０２に制御させるための、あるいはコンピュータ１６０１を適用した装置が行う上述の各処理をＣＰＵ１６０２に実行させるためのプログラムやデータも保存されている。ＨＤＤ１６０４が保持しているプログラムやデータは、ＣＰＵ１６０２による制御に従って主記憶装置１６０３に適宜ロードされ、ＣＰＵ１６０２による処理対象となる。なお、主記憶装置１６０３に記憶するものとして説明した情報の幾つかについてはＨＤＤ１６０４に保存するようにしても良い。
【００８１】
１６０５はビデオコントローラで、主記憶装置１６０３やＨＤＤ１６０４等から受けた画像データや文字データといった表示データを信号としてモニタ１６０６に送出するものである。モニタ１６０６はＣＲＴや液晶画面等により構成されており、ビデオコントローラ１６０５から受けた信号に基づいた画像や文字等を表示する。
【００８２】
１６０８は、コンピュータ１６０１にプリンタ１６１６を接続するためのＩ／Ｆである。コンピュータ１６０１はこのＩ／Ｆ１６０８を介してプリンタ１６１６に対して印刷データを送信し、プリンタ１６１６が送信するプリンタ１６１６の状態情報を受信できる。１６０９はＣＤドライブで、記憶媒体としてのＣＤに記録されているプログラムやデータを読み出し、読み出したプログラムやデータをＨＤＤ１６０４や主記憶装置１６０３等に送出する。
【００８３】
１６１０はＤＶＤドライブで、記憶媒体としてのＤＶＤに記録されているプログラムやデータを読み出し、読み出したプログラムやデータをＨＤＤ１６０４や主記憶装置１６０３等に送出する。１６１１はＦＤＤで、記憶媒体としてのフロッピー（登録商標）ディスクに記録されているプログラムやデータを読み出し、読み出したプログラムやデータをＨＤＤ１６０４や主記憶装置１６０３等に送出する。
【００８４】
１６１３、１６１４はそれぞれ、操作入力装置としてのマウス、キーボードである。本コンピュータ１６０１のユーザは、このマウス１６１３やキーボード１６１４を操作することで、各種の指示をＣＰＵ１６０２に対して入力することができる。１６１２は、キーボード１６１４、マウス１６１３をバスに接続するためのＩ／Ｆである。マウス１６１３やキーボード１６１４からユーザが入力した操作指示は信号としてＩ／Ｆ１６１２を介してＣＰＵ１６０２に送出される。
【００８５】
１６１５は、原稿やフィルム等を読み取ることで画像データを生成するスキャナ１６１７を本コンピュータ１６０１に接続するためのものである。スキャナ１６１７が生成した画像データはこのＩ／Ｆ１６１５を介してＨＤＤ１６０４や主記憶装置１６０３等に送出される。１６１８は、他のコンピュータ等の電子機器との情報をやりとりするためのＩ／Ｆである。ＣＰＵ１６０２の指示によりネットワーク１６１９から取得された画像データを含む情報は、このＩ／Ｆ１６１８を介してＨＤＤ１６０４や主記憶装置１６０３等に送出される。
【００８６】
＜その他の実施形態＞
以上３つの実施形態について説明をしたが、前述した実施形態において、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を行なっても良い。特にフィルタ関数については、ガウス関数をベースとして説明を行なったが、どのようなフィルタ関数を用いても良い。ベースとなるフィルタ関数を、式（４）又は式（５）に従って平行移動することにより、フィルタ係数を取得すれば良い。
【００８７】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（又は記録媒体）を、システム又は装置に供給する。そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等が実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８９】
以上記述したように、本発明による画像表示装置は、第２の方法「空間周波数分離方式」において生じる動き部分の残像（影）を低減することが可能である。また、第１の方法「動き補償によるフレーム（フィールド）補間方式」のように、近隣フレームの画像データを用いて中間画像を生成する処理が必要なく、少ない計算量でサブフレーム画像を生成することが可能である。
【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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【図１６】
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