(57)【要約】  サブピクセル構造を有する画像表示装置においてフリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させることが可能な画像処理装置を提供する。また、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、フリッカ感の低減と動画応答性の向上とを両立させることが可能な画像処理装置を提供する。また、フリッカ感を低減しつつ動画応答性を効果的に向上させることが可能な画像処理装置を提供する。各画素２０内でサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２が互いに異なる表示輝度をなすように、サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２ごとに適応階調変換を行う。また、検出された動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤoutにおける時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに判定する。また、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定し、その状態遷移モードに応じたオーバードライブ量ＯＤoutを、適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対して画素単位で付加する。
2008114658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成された画像表示装置に適用される画像処理装置であって、
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
入力映像の輝度信号のうちの前記検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と
を備え、
前記階調変換手段は、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記階調変換手段は、画素単位で構成された入力映像の輝度信号を、空間積分値を保ちつつ前記サブ画素単位の輝度信号に変換すると共に、これらサブ画素単位の輝度信号に対してそれぞれ前記適応階調変換を行う
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】
前記階調変換手段は、入力映像の輝度信号に対して前記適応階調変換を行うと共に、変換後の画素単位の輝度信号を、空間積分値を保ちつつ前記サブ画素単位の輝度信号に変換する
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４】
各画素内におけるサブ画素からの表示輝度の空間積分値がその画素における前記入力映像の輝度信号に基づく設定輝度と略一致するように、各サブ画素の階調変換特性が設定されている
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５】
各画素内におけるサブ画素間での表示輝度の差が所定の閾値よりも大きくなるように、各サブ画素の階調変換特性が設定されている
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６】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
入力映像の輝度信号のうちの前記検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と、
各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成され、前記階調変換手段による適応階調変換後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段と
を備え、
前記階調変換手段は、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行う
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成された画像表示装置に適用される画像処理方法であって、
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、
入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換ステップと
を含み、
前記階調変換ステップにおいて、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行う
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定する判定手段と、
前記判定手段によって動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合に、それらの不連続性が解消されるように前記動き度およびエッジ度を画素ごとに補正する補正手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
前記補正手段による補正後の動き度およびエッジ度に基づき、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記動き度のサブフレーム間の差分値および前記エッジ度のサブフレーム間の差分値をそれぞれ画素ごとに算出すると共に、それらの差分値が所定の閾値以上である場合に前記動き度またはエッジ度に不連続性があると判定し、
前記補正手段は、各画素での差分値が前記閾値よりも小さくなるように補正することにより、前記不連続性を解消させる
ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記不連続性があると判定されたサブフレームの前後のサブフレームでの動き度またはエッジ度の平均値を画素ごとに算出すると共に、算出した平均値を補正後の動き度またはエッジ度として出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記不連続性があると判定されたサブフレームの直前のサブフレームでの動き度またはエッジ度を複製すると共に、複製した動き度またはエッジ度を補正後の動き度またはエッジ度として出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記動き度およびエッジ度のうちの一方のみに不連続性があると判定された場合にはその不連続性が解消されるように補正を行う一方、前記動き度およびエッジ度の両方に不連続性があると判定された場合には補正を行わない
ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定する判定手段と、
前記判定手段によって動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合に、それらの不連続性が解消されるように前記動き度およびエッジ度を画素ごとに補正する補正手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
前記補正手段による補正後の動き度およびエッジ度に基づき、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と、
前記階調変換手段による適応階調変換後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、
検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定する判定ステップと、
動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合に、それらの不連続性が解消されるように前記動き度およびエッジ度を画素ごとに補正する補正ステップと、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、
補正後の動き度およびエッジ度に基づき、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
入力映像の輝度信号のうちの前記検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と、
もとの輝度信号による通常輝度状態、前記高輝度期間の状態である高輝度状態、および前記低輝度期間の状態である低輝度状態の間での複数の状態遷移モードのうち、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定する判定手段と、
判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を、前記階調変換手段により適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加する付加手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
前記判定手段は、前記検出手段による検出結果および前記階調変換手段により適応階調変換を行う際の輝度信号に基づき、前記状態遷移モードを判定する
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記判定手段は、前記検出手段により検出された入力映像の動き度またはエッジ度の大きさに基づき、前記通常輝度状態と前記高輝度状態または前記低輝度状態との間の複数の状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているのかを画素単位で判定すると共に、前記適応階調変換を行う際の輝度信号が前記高輝度状態および前記低輝度状態のうちのどちらの状態にあるかを画素単位で判定し、これにより前記通常輝度状態、前記高輝度状態および前記低輝度状態の間の複数の状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で最終判定する
ことを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記付加手段は、各状態遷移モードごとに、サブフレーム間の輝度信号の階調レベル差と付加すべきオーバードライブ量とを関連付けたルックアップテーブルを有すると共に、前記判定手段により判定された状態遷移モードに応じて各ルックアップテーブルにより規定されるオーバードライブ量のうちから１つを選択することにより、前記適応階調変換後の輝度信号に対して付加するオーバードライブ量を決定する
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記付加手段は、各状態遷移モードごとに、サブフレーム間の輝度信号の階調レベル差とオーバードライブ量付加後の輝度信号の階調レベルとを関連付けたルックアップテーブルを有すると共に、前記判定手段により判定された状態遷移モードに応じて各ルックアップテーブルにより規定されるオーバードライブ量付加後の輝度信号の階調レベルのうちから１つを選択することにより、前記適応階調変換後の輝度信号に対して付加するオーバードライブ量を決定する
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
前記複数の状態遷移モードとして、前記通常輝度状態同士間での状態遷移モード、前記通常輝度状態から前記低輝度状態への状態遷移モード、前記低輝度状態から前記高輝度状態への状態遷移モード、前記高輝度状態から前記低輝度状態への状態遷移モード、および前記高輝度状態から前記通常輝度状態への状態遷移モードという５つの状態遷移モードが設定されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記複数の状態遷移モードとして、前記通常輝度状態同士間での状態遷移モード、前記通常輝度状態から前記高輝度状態への状態遷移モード、前記高輝度状態から前記低輝度状態への状態遷移モード、前記低輝度状態から前記高輝度状態への状態遷移モード、および前記低輝度状態から前記通常輝度状態への状態遷移モードという５つの状態遷移モードが設定されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記複数の状態遷移モードとして、前記通常輝度状態同士間での状態遷移モード、前記通常輝度状態から前記低輝度状態への状態遷移モード、前記通常輝度状態から前記高輝度状態への状態遷移モード、前記低輝度状態から前記高輝度状態への状態遷移モード、前記高輝度状態から前記低輝度状態への状態遷移モード、前記高輝度状態から前記通常輝度状態への状態遷移モード、および前記低輝度状態から前記通常輝度状態への状態遷移モードという７つの状態遷移モードが設定されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項２３】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、
入力映像の輝度信号のうちの前記検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換手段と、
もとの輝度信号による通常輝度状態、前記高輝度期間の状態である高輝度状態、および前記低輝度期間の状態である低輝度状態の間での複数の状態遷移モードのうち、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定する判定手段と、
判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を、前記階調変換手段により適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加する付加手段と、
前記付加手段によるオーバードライブ量付加後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２４】
入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、
入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、
入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行う階調変換ステップと、
もとの輝度信号による通常輝度状態、前記高輝度期間の状態である高輝度状態、および前記低輝度期間の状態である低輝度状態の間での複数の状態遷移モードのうち、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定する判定ステップと、
判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加する付加ステップと
を含む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、ホールド型の画像表示装置または各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成された画像表示装置に好適に用いられる画像処理装置および画像処理方法、ならびにそのような画像処理装置を備えた画像表示示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールド型表示を行う画像表示装置（例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display））を擬似的にインパルス表示させて動画応答性の改善を行うための手段として、黒フレーム挿入やバックライトブリンキングといった黒挿入技術が市販のＬＣＤで広く使われている。しかし、これらの技術は黒挿入率を上げて動画応答改善効果を上げているため、黒挿入率を上げるにつれて表示輝度が低下してしまうという問題点がある。【０００３】
そこで、例えば特許文献１には、表示輝度を犠牲にせずに動画応答性の改善を可能とした擬似インパルス表示方法（以下、改善擬似インパルス駆動という）が提案されている。これは、入力階調（映像信号の輝度階調レベル）が例えば図３９に示したように時間的に変化している場合（タイミングｔ１００〜ｔ１０５）に、映像信号の単位フレーム期間を２つのサブフレーム期間に分割する（例えば、通常の表示フレームレートである６０Ｈｚの単位フレーム期間を、２倍である１２０Ｈｚのフレームレートである２つのサブフレーム期間に分割する）と共に、例えば図４０に示した（入出力）階調変換特性γ１００が、サブフレーム期間１に対応する階調変換特性γ１０１Ｈと、サブフレーム期間２に対応する階調変換特性γ１０１Ｌとに分割されるように適応階調変換を行うようにしたものである。そして階調変換の前後で単位フレーム期間内の平均輝度（輝度の時間積分値）が保たれるようにすれば、例えば図４１に示したように（タイミングｔ２００〜ｔ２１０）、表示輝度を犠牲にせずに擬似的なインパルス駆動を行うことができ、ホールド型表示に起因した低動画応答性が改善されるようになっている。【０００４】
一方、これとは別の技術として、上記特許文献１にはまた、画像表示装置における視野角特性向上のために、各画素を複数のサブピクセルにより構成するようにしたサブピクセル構造の画像表示装置が提案されている。【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／００９１０６号パンフレット
【発明の開示】
【０００６】
ここで、このようなサブピクセル構造の画像表示装置においても、動画応答性向上のため、上記特許文献１のように改善擬似インパルス駆動を行うことが考えられる。
【０００７】
ところが、この改善擬似インパルス駆動では、擬似インパルス駆動に対応して液晶の透過率が例えば図４２に示したように変化するため（タイミングｔ３００〜ｔ３１０）、このような液晶の透過率の変化があたかも通常のフレームレートのように見え、通常フレームレートのフリッカが見えてしまうという問題点があった。
【０００８】
そこで、このような改善擬似インパルス駆動に起因したフリッカ感を低減するため、例えば図４０中に示した階調変換特性γ１０２Ｈ，γ１０２Ｌのように、階調変換特性をもとの線形性の階調変換特性γ１００に近づけるようにすることが考えられる。しかしながら、そのような階調変換特性γ１０２Ｈ，γ１０２Ｌでは、階調変換特性γ１０１Ｈ，γ１０１Ｌと比べ、液晶の応答も擬似インパルス応答からホールド応答の方向へと戻ることになるため、改善擬似インパルス駆動の本来の効果である動画応答改善効果も低減してしまう。すなわち、フリッカ感の低減と動画応答性の改善とは、トレードオフの関係にある。また、特に映像信号がＰＡＬ（Phase Alternation Line）等の低フレームレートの信号の場合にはフリッカ感が顕著に現れるため、フリッカ感を完全に解消することができる階調変換特性を選択すると、動画応答性の改善効果はほとんど認識することができない程度のものとなってしまう。さらに、そのようにもとの線形性の階調変換特性γ１００に近づける、サブピクセル構造による効果（広範な視野角特性）も薄れてしまうことになる。
【０００９】
このように従来の技術では、サブピクセル構造に改善擬似インパルス構造を適用する場合において、フリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させるのは困難であった。
【００１０】
また、上記したように、この改善擬似インパルス駆動では、擬似インパルス駆動に対応して液晶の透過率が変化すると、液晶の透過率の変化があたかも通常のフレームレートのように見え、通常フレームレートのフリッカが見えてしまうという問題点があった。
【００１１】
そこで、上記のような改善擬似インパルス駆動を画面全体で一律に適用するのではなく、動画応答性を特に向上させたい部分（例えば、動画のエッジ部分）に対して選択的に適用するということが考えられる。そしてそのような場合、画素ごとに動き情報やエッジ情報を検出し、その検出結果を基に選択的に改善擬似インパルス駆動を行うという構成が考えられる。
【００１２】
ところが、そのような構成において、処理対象の映像において変則的な動きをしていたり、映像信号に過大なノイズ成分が重畳していたりすると、動き情報やエッジ情報の強度に時間的な不連続性が発生してしまうおそれがある。そしてそのような不連続性が発生すると、改善擬似インパルス駆動における明暗の階調の組み合わせによる階調表現のバランスが崩れてしまい、その結果、表示映像にノイズやフリッカが発生して画質が劣化してしまうおそれがある。
【００１３】
さらに、上記したように、この改善擬似インパルス駆動では、擬似インパルス駆動に対応して液晶の透過率が変化すると、液晶の透過率の変化があたかも通常のフレームレートのように見え、通常フレームレートのフリッカが見えてしまうという問題点があった。
【００１４】
そこで、上記したように、改善擬似インパルス駆動を画面全体で一律に適用するのではなく、動画応答性を特に向上させたい部分（例えば、動画のエッジ部分）に対して選択的に適用するということが考えられる。
【００１５】
ここで、このように構成した場合、通常の駆動を行っているサブフレーム期間と改善擬似インパルス駆動を行っているサブフレーム期間とでは、もとの映像信号の輝度レベルが同じであっても適応階調変換後の輝度レベルが互いに異なることとなるため、駆動方式間の遷移モードに応じて画素ごとに適切なオーバードライブ量を設定し、遷移モードによらずに最適なオーバードライブを行う（最適なオーバーシュートを生じさせる）ことが望まれる。オーバードシュート量が適切に設定されていないとその画素での液晶の応答が遅くなるため、改善擬似インパルス駆動による動画応答性の改善効果を十分に発揮できなくなってしまうからである。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、サブピクセル構造を有する画像表示装置において、フリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させることが可能な画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第２の目的は、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、フリッカ感の低減と動画応答性の向上とを両立させることが可能な画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の第３の目的は、フリッカ感を低減しつつ動画応答性を効果的に向上させることが可能な画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第１の画像処理装置は、各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成された画像表示装置に適用されるものであって、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、階調変換手段とを備えたものである。ここで、この階調変換手段は、入力映像の輝度信号のうちの検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うものであり、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行うようにしたものである。
【００２０】
本発明の第１の画像表示装置は、上記検出手段と、上記分割手段と、上記階調変換手段と、各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成され、階調変換手段による適応階調変換後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段とを備えたものである。
【００２１】
本発明の第１の画像処理方法は、各画素が複数のサブ画素を含むようにして構成された画像表示装置に適用されるものであって、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、階調変換ステップとを含むようにしたものである。ここで、この階調変換ステップは、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたものであり、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行うようにしたものである。
【００２２】
本発明の第１の画像処理装置、第１の画像表示装置および第１の画像処理方法では、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方が画素ごとに検出されると共に、入力映像の単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間に分割される。そして入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値が保たれつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き度またはエッジ度が大きい画素領域の輝度信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上すると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感が低減する。また、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換がなされるため、各サブ画素の異なる表示輝度に適合した適応階調変換が可能となる。
【００２３】
本発明の第１の画像処理装置では、上記階調変換手段が、画素単位で構成された入力映像の輝度信号を、空間積分値を保ちつつサブ画素単位の輝度信号に変換すると共に、これらサブ画素単位の輝度信号に対してそれぞれ適応階調変換を行うように構成することが可能である。また、逆に、上記階調変換手段が、入力映像の輝度信号に対して適応階調変換を行うと共に、変換後の画素単位の輝度信号を、空間積分値を保ちつつサブ画素単位の輝度信号に変換するようにしてもよい。後者のように構成した場合、入力映像の輝度信号に対して適応階調変換がなされた後にサブ画素単位の輝度信号に変換されるため、逆に入力映像の輝度信号がサブ画素単位の輝度信号に変換された後にそれぞれのサブ画素ごとに適用階調変換がなされる前者と比べ、装置構成が簡素化する。
【００２４】
本発明の第１の画像処理装置では、各画素内におけるサブ画素間での表示輝度の差が所定の閾値に近づくように各サブ画素の階調変換特性を設定するのが好ましい。このように構成した場合、サブ画素間での表示輝度の差が大きくなるのに従って、視野角特性がより向上する。
【００２５】
本発明の第２の画像処理装置は、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定する判定手段と、この判定手段によって動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合にそれらの不連続性が解消されるように動き度およびエッジ度を画素ごとに補正する補正手段と、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、階調変換手段とを備えたものである。ここで、この階調変換手段は、補正手段による補正後の動き度およびエッジ度に基づき、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたものである。
【００２６】
本発明の第２の画像表示装置は、上記検出手段と、上記判定手段と、上記補正手段と、上記フレーム分割手段と、上記階調変換手段と、この階調変換手段による適応階調変換後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段とを備えたものである。
【００２７】
本発明の第２の画像処理方法は、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定する判定ステップと、動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合にそれらの不連続性が解消されるように動き度およびエッジ度を画素ごとに補正する補正ステップと、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、階調変換ステップとを含むようにしたものである。ここで、この階調変換ステップは、補正後の動き度およびエッジ度に基づき、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うものである。
【００２８】
本発明の第２の画像処理装置、第２の画像表示装置および第２の画像処理方法では、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方が画素ごとに検出されると共に、入力映像の単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間に分割される。そして入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値が保たれつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き度またはエッジ度が大きい画素領域の輝度信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上すると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感が低減する。また、検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無がそれぞれ画素ごとに判定されると共に、動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合にはそれらの不連続性が解消されるように動き度およびエッジ度が画素ごとに補正されるため、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、動き度またはエッジ度における時間軸に沿った連続性が保たれる。
【００２９】
本発明の第２の画像処理装置では、上記補正手段が、動き度およびエッジ度のうちの一方のみに不連続性があると判定された場合にはその不連続性が解消されるように補正を行う一方、動き度およびエッジ度の両方に不連続性があると判定された場合には補正を行わないようにするのが好ましい。このように構成した場合、ノイズ等に起因して動き度およびエッジ度のうちの一方のみに不連続性がある場合であっても、誤って補正してしまうのが回避される。すなわち、動き度やエッジ度に本当に補正すべき不連続性が発生しているのか否かの判断が可能となるため、不連続性の判定精度が向上する。
【００３０】
本発明の第３の画像処理装置は、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出手段と、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割手段と、階調変換手段と、判定手段と、付加手段とを備えたものである。ここで、上記階調変換手段は、入力映像の輝度信号のうちの検出手段によって所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うものである。また、上記判定手段は、もとの輝度信号による通常輝度状態、上記高輝度期間の状態である高輝度状態、および上記低輝度期間の状態である低輝度状態の間での複数の状態遷移モードのうち、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定するものである。また、上記付加手段は、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を、階調変換手段により適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加するものである。
【００３１】
本発明の第３の画像表示装置は、上記検出手段と、上記フレーム分割手段と、上記階調変換手段と、上記判定手段と、上記付加手段と、この付加手段によるオーバードライブ量付加後の輝度信号に基づいて映像を表示する表示手段とを備えたものである。
【００３２】
本発明の第３の画像処理方法は、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出する検出ステップと、入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム分割ステップと、階調変換ステップと、判定ステップと、付加ステップとを含むようにしたものである。ここで、上記階調変換ステップは、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつもとの輝度信号よりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間ともとの輝度信号よりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うものである。また、上記判定ステップは、もとの輝度信号による通常輝度状態、上記高輝度期間の状態である高輝度状態、および上記低輝度期間の状態である低輝度状態の間での複数の状態遷移モードのうち、どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定するものである。また、上記付加ステップは、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加するものである。
【００３３】
本発明の第３の画像処理装置、第３の画像表示装置および第３の画像処理方法では、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方が画素ごとに検出されると共に、入力映像の単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間に分割される。そして入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値が保たれつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き度またはエッジ度が大きい画素領域の輝度信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上すると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感が低減する。また、複数の状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているかが画素単位で逐次判定されると共に、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量が適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加されるため、状態遷移モードに応じた適切なオーバードライブ量の付加が可能となる。
【００３４】
本発明の第１の画像処理装置、第１の画像表示装置または第１の画像処理方法によれば、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出すると共に入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、各画素内で複数のサブ画素が互いに異なる表示輝度をなすようにサブ画素ごとに適応階調変換を行うようにしたので、各サブ画素の異なる表示輝度に適合した適応階調変換が可能となり、視野角特性も向上させることが可能となる。よって、サブピクセル構造を有する画像表示装置において、フリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させることが可能となる。
【００３５】
また、本発明の第２の画像処理装置、第２の画像表示装置または第２の画像処理方法によれば、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出すると共に入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、検出された動き度およびエッジ度における時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定すると共に、動き度またはエッジ度に不連続性があると判定された場合にはそれらの不連続性が解消されるように動き度およびエッジ度を画素ごとに補正するようにしたので、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、動き度またはエッジ度における時間軸に沿った連続性を保つことができる。よって、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、フリッカ感の低減と動画応答性の向上とを両立させることが可能となる。
【００３６】
また、本発明の第３の画像処理装置、第３の画像表示装置または第３の画像処理方法によれば、入力映像の動き度およびエッジ度のうちの少なくとも一方を画素ごとに検出すると共に入力映像の単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、入力映像の輝度信号のうちの所定の閾値よりも大きい動き度またはエッジ度が検出された画素領域の輝度信号に対し、単位フレーム期間内の輝度信号の時間積分値を保ちつつ高輝度期間と低輝度期間とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、複数の状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定すると共に、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を適応階調変換後の輝度信号に対して画素単位で付加するようにしたので、状態遷移モードに応じて適切なオーバードライブ量を付加することができ、状態遷移モードによらずに最適なオーバードライブを行うことが可能となる。よって、フリッカ感を低減しつつ動画応答性を効果的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置を備えた画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示したサブピクセル駆動変換の際の輝度γ特性を説明するための特性図である。
【図３】図２に示したサブピクセル１における階調変換の際の輝度γ特性を説明するための特性図である。
【図４】図２に示したサブピクセル２における階調変換の際の輝度γ特性を説明するための特性図である。
【図５】各サブピクセルにおける輝度γ特性の調整方法を表す流れ図である。
【図６】図１に示したサブピクセル駆動変換部の動作を説明するためのタイミング波形図である。
【図７】図１に示した処理領域検出部の動作を説明するための模式図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる駆動方法と輝度信号の変換方法との関係をまとめて表した図である。
【図９】図１に示した各階調変換部の動作を説明するためのタイミング波形図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置を備えた画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかる駆動方法と輝度信号の変換方法との関係をまとめて表した図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置を備えた画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図１３】図１２に示した階調変換部による階調変換の際の輝度γ特性を表す特性図である。
【図１４】図１２に示した不連続検出補正部の詳細構成を表すブロック図である。
【図１５】図１２に示した処理領域検出部の基本動作を説明するための模式図である。
【図１６】階調変換前の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図１７】階調変換後の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図１８】第３の実施の形態の比較例に係る画像処理装置を備えた画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図１９】第３の実施の形態の比較例において動き情報およびエッジ情報に不連続性が検出された場合の態様を説明するためのタイミング図である。
【図２０】不連続検出補正部の動作について説明するためのタイミング図である。
【図２１】不連続検出補正部による不連続性解消効果の一例を表すタイミング図である。
【図２２】不連続検出補正部による不連続性解消効果の他の例を表すタイミング図である。
【図２３】第３の実施の形態の変形例に係る動画情報およびエッジ情報における不連続性検出結果と補正の有無との関係について説明するための図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置を備えた画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２５】図２４に示した階調変換部による階調変換の際の輝度γ特性を表す特性図である。
【図２６】階調変換前の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図２７】階調変換後の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図２８】第４の実施の形態に係る状態遷移モードについて説明するための模式図である。
【図２９】オーバードライブ補正の基本処理について説明するためのタイミング波形図である。
【図３０】図２４に示したオーバードライブ補正部の詳細構成を表すブロック図である。
【図３１】図３０に示した各ＬＵＴ処理部において用いられるルックアップテーブル（ＬＵＴ）の一例を表す図である。
【図３２】図２４に示した処理領域検出部の動作を説明するための模式図である。
【図３３】図３０に示したセレクタで用いられる真理値表の一例を表す図である。
【図３４】第４の実施の形態に係る輝度信号の状態遷移の一例を表すタイミング波形図である。
【図３５】第４の実施の形態の変形例に係る状態遷移モードについて説明するための模式図である。
【図３６】第４の実施の形態の他の変形例に係る状態遷移モードについて説明するための模式図である。
【図３７】図３５に示した変形例に係る輝度信号の状態遷移の一例を表すタイミング波形図である。
【図３８】図３６に示した変形例に係る輝度信号の状態遷移の一例を表すタイミング波形図である。
【図３９】従来の画像処理方法による階調変換前の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図４０】従来の画像処理方法に係る階調変換の際の輝度γ特性を表す特性図である。
【図４１】従来の画像処理方法による階調変換後の輝度信号の入出力特性を表すタイミング波形図である。
【図４２】従来の画像処理方法による階調変換後の液晶表示パネルの透過率の時間変化を表すタイミング波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。【００３９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置（画像処理部４）を備えた画像表示装置（液晶表示装置１）の全体構成を表すものである。この液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、バックライト部３と、画像処理部４と、映像メモリ６２と、Ｘドライバ５１およびＹドライバ５２と、タイミング制御部６１と、バックライト制御部６３とを含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は本実施の形態の画像処理装置によって具現化されるので、以下併せて説明する。【００４０】
液晶表示パネル２は、後述するＸドライバ５１およびＹドライバ５２から供給される駆動信号によって映像信号Ｄinに基づく映像表示を行うものであり、マトリクス状に配置された複数の画素２０を含んで構成されている。また、各画素２０は２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２を含んで構成され、これにより詳細は後述するが、液晶表示装置１の視野角特性が向上するようになっている。なお、これら２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２はそれぞれ、互いに異なる液晶の視覚特性を有するように構成されている。【００４１】
バックライト部３は、液晶表示パネル２に対して光を照射する光源であり、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成される。【００４２】
画像処理部４は、外部からの映像信号Ｄin（輝度信号）に対して後述する所定の画像処理を施すことにより、各画素２０のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の映像信号Ｄout1，Ｄout2をそれぞれ生成するものであり、フレームレート変換部４１と、サブピクセル駆動変換部４２と、変換領域検出部４３と、２つの階調変換部４４，４５とを有している。【００４３】
フレームレート変換部４１は、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）をより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換するものである。具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）を複数（例えば２つ）のサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割することにより、例えば２つのサブフレーム期間により構成された映像信号Ｄ１（輝度信号）を生成するものである。なお、このようなフレームレート変換による映像信号Ｄ１の生成方法としては、例えば動き検出によって補間フレームを作成する方法や、単にもとの映像信号Ｄinの複製によって補間フレームを生成する方法が考えられる。【００４４】
サブピクセル駆動変換部４２は、フレームレート変換部４１から供給された映像信号Ｄ１を、表示輝度の空間積分値を保ちつつ、２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号（輝度信号）Ｄ２１，Ｄ２２に階調変換するものである。具体的には、例えば映像信号Ｄ１の（入出力）階調変換特性（輝度γ特性）が図２に示した輝度γ特性γ０（例えば、γ２．２の非線形曲線）となっている場合に、この輝度γ特性γ０を２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の２つの輝度γ特性γ１，γ２に分割するようにして階調変換を行うものである。なお、これらサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２での輝度γ特性の詳細については、後述する。【００４５】
変換領域検出部４３は、フレームレート変換部４１から供給された映像信号Ｄ１における動き情報（動き度）ＭＤおよびエッジ情報（エッジ度）ＥＤを画素２０単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、動き検出部４３１と、エッジ情報検出部４３２と、検出合成部４３３とを有している。動き検出部４３１は、映像信号Ｄ１における動き情報ＭＤを画素２０単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、エッジ検出部４３２は、映像信号Ｄ１におけるエッジ情報を画素２０単位でサブフレーム期間ごとに検出するものである。また、検出合成部４３３は、動き検出部４３１により検出された動き情報ＭＤおよびエッジ検出部４３２により検出されたエッジ情報ＥＤを合成すると共に各種の調整処理（検出領域広げ処理や、検出領域丸め処理、孤立点検出処理など）を行うことにより、検出合成結果信号ＤＣＴを生成・出力するものである。なお、動き検出部４３１による動き検出の方法としては、例えば、ブロックマッチング法を用いた動きベクトル検出方法や、サブフレーム間の差分信号を用いたサブフレーム間の動きベクトル検出方法などが挙げられる。また、エッジ検出部４３２によるエッジ検出の方法としては、各サブフレーム期間において、ある画素とその周辺画素との輝度レベル（階調）差が所定の閾値よりも大きい画素領域を検出することによりエッジ検出を行う方法などが挙げられる。このような変換領域検出部４３による検出動作の詳細については、後述する。【００４６】
階調変換部４４は、変換領域検出部４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに応じて、入力されたサブピクセルＳＰ１用の映像信号Ｄ２１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域の映像信号（輝度信号）に対し、後述する適応階調変換を選択的に行うものであり、２つの適応階調変換部４４１，４４２と、選択出力部４４３とを有している。具体的には、例えば図３に示したように、映像信号Ｄ２１の輝度γ特性γ１を、適応階調変換部４４１，４４２によってそれぞれ、もとの輝度よりも高輝度側の輝度γ特性γ１Ｈともとの輝度よりも低輝度側の輝度γ特性γ１Ｌとに階調変換すると共に、選択出力部４４３によってこれら２つの輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌに基づく映像信号（輝度信号）Ｄ３１Ｈ，Ｄ３１Ｌをサブフレーム期間ごとに交互に選択して出力することにより、映像信号（輝度信号）Ｄout1を生成・出力するようになっている。【００４７】
階調変換部４５は、変換領域検出部４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに応じて、入力されたサブピクセルＳＰ２用の映像信号Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域の映像信号（輝度信号）に対し、後述する適応階調変換を選択的に行うものであり、２つの適応階調変換部４５１，４５２と、選択出力部４５３とを有している。具体的には、例えば図４に示したように、映像信号Ｄ２２の輝度γ特性γ２を、適応階調変換部４５１，４５２によってそれぞれ、もとの輝度よりも高輝度側の輝度γ特性γ２Ｈともとの輝度よりも低輝度側の輝度γ特性γ２Ｌとに階調変換すると共に、選択出力部４５３によってこれら２つの輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌに基づく映像信号（輝度信号）Ｄ３２Ｈ，Ｄ３２Ｌをサブフレーム期間ごとに交互に選択して出力することにより、映像信号（輝度信号）Ｄout2を生成・出力するようになっている。【００４８】
映像メモリ６２は、画像処理部４により適応階調変換がなされた映像信号Ｄout1，Ｄout2をそれぞれサブフレーム単位で画素２０ごとに記憶するフレームメモリである。タイミング制御部（タイミング・ジェネレータ）６１は、映像信号Ｄout1，Ｄout2に基づき、Ｘドライバ５１、Ｙドライバ５２およびバックライト駆動部６３の駆動タイミングを制御するものである。Ｘドライバ（データドライバ）５１は、液晶表示パネル２の各画素２０内のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２へそれぞれ、映像信号Ｄout1，Ｄout2に基づく駆動電圧を供給するものである。Ｙドライバ（ゲートドライバ）５２は、タイミング制御部６１によるタイミング制御に従って、液用表示パネル２内の各画素２０を図示しない走査線に沿って線順次駆動するものである。バックライト駆動部６３は、タイミング制御部６１によるタイミング制御に従って、バックライト部３の点灯動作を制御するものである。【００４９】
ここで、液晶表示パネル２およびバックライト部３が本発明における「表示手段」の一具体例に対応し、２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２が本発明における「複数のサブ画素」の一具体例に対応する。また、フレームレート変換部４１が本発明における「フレーム分割手段」の一具体例に対応し、変換領域検出部４３が本発明における「検出手段」の一具体例に対応する。また、サブピクセル駆動変換部４２および階調変換部４４，４５が、本発明における「階調変換手段」の一具体例に対応する。【００５０】
次に、図５を参照して、図２〜図４に示した、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２における輝度γ特性（ルックアップテーブル）の設定および調整方法の詳細について説明する。なお、このような輝度γ特性の設定および調整は、画像処理部４による画像処理を行う前に予め行われるものである。【００５１】
まず、サブピクセル駆動変換部４２によって２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用への階調変換（分割）を行うための各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の輝度γ特性γ１，γ２の設定を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、このような輝度γ特性により、擬似インパルス駆動による動画応答性改善効果を優先するのか、あるいはサブピクセル構造による視野角向上効果を優先するのか、を決定し、これにより図２に示した２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２に対応する輝度γ特性γ１，γ２の特性曲線を設定する。より具体的には、画像表示装置１における（中間輝度レベルでの）視野角特性を向上させるためには、各画素２０におけるサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２での表示輝度の差がなるべく大きくなるように（所定の閾値よりも大きくなるように）、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の階調変換特性γ１，γ２を設定するようにする。なお、これら輝度γ特性γ１，γ２はそれぞれ、サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の面積や形状、配向特性などを考慮して設定される。【００５２】
次に、図２中の輝度γ特性γ０のように、輝度γ特性γ１，γ２の目標となる入出力輝度γ特性の設定を行う（ステップＳ１０２）。ここでは、この目標となる入出力輝度γ特性は、フレームレート変換後のもとの映像信号Ｄ１の輝度γ特性γ０となる。具体的には、各画素２０内のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２からの表示輝度の空間積分値が、その画素における映像信号Ｄ１（輝度γ特性γ０）に基づく設定輝度と略一致するように、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の輝度γ特性γ１，γ２が設定される。【００５３】
次に、液晶の透過率を考慮したシミュレーションを行うことにより、図３および図４中の輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌ，γ２Ｈ，γ２Ｌ、すなわち改善擬似インパルス駆動の明側および暗側の特性を設定する（ステップＳ１０３）。なお、各画素２０における液晶の透過率は、サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２における透過率の合計値を用いて算出するようにする。【００５４】
最後に、ステップＳ１０３において設定した輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌ，γ２Ｈ，γ２Ｌに基づく改善擬似インパルス駆動による輝度特性（表示輝度の特性）が、ステップＳ１０２において設定した目標の入出力輝度特性（輝度γ特性γ０）となるように、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌ，γ２Ｈ，γ２Ｌの特性曲線の微調整を行う（ステップＳ１０４）。すなわち、もとの輝度特性γ０に基づく通常駆動による輝度特性と、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌ，γ２Ｈ，γ２Ｌに基づく改善擬似インパルス駆動による輝度特性とが略一致するように調整を行う。このようにして、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２における輝度γ特性（ルックアップテーブル）の設定および調整が終了となる。【００５５】
次に、このような構成からなる本実施の形態の画像処理部４および液晶表示装置１全体の動作について、詳細に説明する。【００５６】
本実施の形態の液晶表示装置１全体では、図１に示したように、外部から供給された映像信号Ｄinが画像処理部４により画像処理がなされ、サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の２つの映像信号Ｄout1，Ｄout2が生成される。そしてこれら映像信号Ｄout1，Ｄout2に基づいてＸドライバ５１およびＹドライバ５２から出力される各画素２０内のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２への駆動電圧（画素印加電圧）によって、バックライト部３からの照明光が液晶表示パネル２により変調され、表示光として液晶表示パネル２から出力される。このようにして、映像信号Ｄinに基づく表示光により、映像表示がなされる。【００５７】
ここで、図１〜図４に加えて図６〜図９を参照して、本発明の特徴部分の１つである画像処理部４による画像処理動作について詳細に説明する。【００５８】
本実施の形態の画像処理部４では、まずフレームレート変換部４１によって、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）がより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換される。具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）が２つのサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割され、これにより２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２により構成された映像信号Ｄ１が生成される。【００５９】
次に、サブピクセル駆動変換部４２では、フレームレート変換部４１から供給された映像信号Ｄ１が、表示輝度の空間積分値を保ちつつ、２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２に階調変換される。言い換えると、例えば図２に示したように、映像信号Ｄ１における輝度γ特性γ０が、サブピクセルＳＰ１用（映像信号Ｄ２１用）の輝度γ特性γ１と、サブピクセルＳＰ２用（映像信号Ｄ２２用）の輝度γ特性γ２とに階調変換される。したがって例えば入力階調（映像信号Ｄ１の階調レベル）が５０ＩＲＥの場合、図２および図６に示したように、出力階調（映像信号Ｄ２１，Ｄ２２の輝度レベル）はそれぞれｓ１，ｓ２となり、もとの映像信号Ｄ１（輝度γ特性γ０）による輝度と比べ、それぞれ高輝度側または低輝度側にシフトすることになる。【００６０】
一方、変換領域検出部４３では、例えば図７に示したようにして動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの検出がなされると共に、これらの情報に基づいて変換領域が検出される。具体的には、例えば図７（Ａ）に示したような表示映像の基となる映像信号Ｄ１（映像信号Ｄ１（２−０），Ｄ１（１−１），Ｄ１（２−１））が入力すると、動き検出部４３１によって、例えば図７（Ｂ）に示したような動き情報ＭＤ（動き情報ＭＤ（１−１），ＭＤ（２−１））がそれぞれ検出されると共に、エッジ検出部４３２によって、例えば図７（Ｃ）に示したようなエッジ情報ＥＤ（エッジ情報ＥＤ（１−１），ＥＤ（２−１））がそれぞれ検出される。そしてこのようにして検出された動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤに基づき、検出合成部４３３によって、例えば図７（Ｄ）に示したような検出合成結果信号ＤＣＴ（検出合成結果信号ＤＣＴ（１−１），ＤＣＴ（２―１））がそれぞれ生成され、これにより階調変換部４４，４５における階調変換の対象領域（変換領域）、すなわち動画応答性低下の原因となる動画におけるエッジ領域が特定される。【００６１】
次に、階調変換部４４，４５では、サブピクセル駆動変換部４２から供給されるサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２および変換領域検出部４３から供給される検出結果合成信号ＤＣＴに基づき、映像信号Ｄ２１，Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域；具体的には、例えば動画におけるエッジ領域）の映像信号に対しては、図３および図４に示した輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌ，γ２Ｈ，γ２Ｌを用いた適応的階調変換（改善擬似インパルス駆動に対応する階調変換）がなされる一方、映像信号Ｄ２１，Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも小さい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域以外の画素領域）の映像信号に対しては適応階調変換がなされず、輝度γ特性γ１，γ２を用いた映像信号Ｄ２１，Ｄ２２がそのまま出力される。すなわち、映像信号Ｄ２１，Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが大きい画素領域の映像信号に対して、それぞれ選択的に適応階調変換がなされ、擬似的インパルス駆動が行われるようになっている。【００６２】
具体的には、階調変換部４４では、例えば図３に示したように、適応階調変換部４４１によって、輝度γ特性γ１Ｈに基づき映像信号Ｄ２１が映像信号Ｄ３１Ｈに適応階調変換されると共に、適応階調変換部４４２によって、輝度γ特性γ１Ｌに基づき映像信号Ｄ２１が映像信号Ｄ３１Ｌに適応階調変換され、選択出力部４４３によって、これら２つの映像信号Ｄ３１Ｈ，Ｄ３１Ｌがサブフレーム期間ごとに交互に選択出力され、これにより映像信号Ｄout1が生成・出力される。また、同様に階調変換部４５では、例えば図４に示したように、適応階調変換部４５１によって、輝度γ特性γ２Ｈに基づき映像信号Ｄ２２が映像信号Ｄ３２Ｈに適応階調変換されると共に、適応階調変換部４５２によって、輝度γ特性γ２Ｌに基づき映像信号Ｄ２２が映像信号Ｄ３２Ｌに適応階調変換され、選択出力部４５３によって、これら２つの映像信号Ｄ３２Ｈ，Ｄ３２Ｌがサブフレーム期間ごとに交互に選択出力され、これにより映像信号Ｄout2が生成・出力される。【００６３】
より具体的には、例えば図８に示したように、検出領域以外の画素領域では、Ｘドライバ５１およびＹドライバ５２によって通常駆動（改善擬似インパルス駆動ではない駆動方法）がなされるため、例えば映像信号Ｄ１の階調（輝度レベル）が５０ＩＲＥの場合、サブピクセル駆動変換部４２から出力されたサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２（輝度レベルがそれぞれ、ｓ１，ｓ２）は、適応階調変換部４４，４５によって適応階調変換がなされず、サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２とも輝度レベルｓ１，ｓ２のままで映像信号Ｄout1，Ｄout2として出力される。一方、検出領域では、Ｘドライバ５１およびＹドライバ５２によって改善擬似インパルス駆動がなされるため、例えば映像信号Ｄ１の階調（輝度レベル）が５０ＩＲＥの場合、サブピクセル駆動変換部４２から出力されたサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２用の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２（輝度レベルがそれぞれ、ｓ１，ｓ２）は、適応階調変換部４４，４５によって適応階調変換がなさることにより、サブピクセルＳＰ１用の映像信号Ｄout1では、サブフレーム期間ＳＦ１の輝度レベルがｈ１となると共にサブフレーム期間ＳＦ２の輝度レベルがｌ１となる一方、サブピクセルＳＰ２用の映像信号Ｄout2では、サブフレーム期間ＳＦ１の輝度レベルがｈ２となると共にサブフレーム期間ＳＦ２の輝度レベルがｌ２となる。したがって、この検出領域では、階調変換後の映像信号Ｄout1，Ｄout2はそれぞれ、例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示したように（タイミングｔ０〜ｔ６）、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ、もとの映像信号Ｄ２１，Ｄ２２の輝度レベルｓ１，ｓ２よりも高輝度側の輝度レベルｈ１，ｈ２をなす高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と、もとの映像信号Ｄ２１，Ｄ２２の輝度レベルｓ１，ｓ２よりも低輝度側の輝度レベルｌ１，ｌ２をなす低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが、単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように、選択的な適応階調変換が行われる。【００６４】
なお、このようにして階調変換がなされた映像信号Ｄout1，Ｄout2はそれぞれ、映像メモリ６２およびタイミング制御部６１へ供給され、これら映像信号Ｄout1，Ｄout2に基づく映像表示が液晶表示パネル２においてなされるようになっている。【００６５】
このようにして本実施の形態の画像処理部４では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割されて映像信号Ｄ１にフレームレート変換されると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが画素２０ごとに検出される。そしてこの映像信号Ｄ１に基づく映像信号Ｄ２１，Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが大きい画素領域（検出領域）の映像信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、図８に示したように、この検出領域では擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上する一方、検出領域以外の画素領域では通常駆動によってフリッカ感が低減する。したがって、従来のように全画素領域の映像信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、高い動画応答性が保たれつつフリッカ感が低減する。また、各画素２０内でサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２が互いに異なる表示輝度をなすようにサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２ごとに適応階調変換がなされるため、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の異なる表示輝度に適合した適応階調変換が可能となる。【００６６】
以上のように本実施の形態では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割して映像信号Ｄ１にフレームレート変換すると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤを画素２０ごとに検出し、この映像信号Ｄ１に基づく映像信号Ｄ２１，Ｄ２２のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値を保ちつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、各画素２０内でサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２が互いに異なる表示輝度をなすようにサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２ごとに適応階調変換を行うようにしたので、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の異なる表示輝度に適合した適応階調変換が可能となり、視野角特性も向上させることが可能となる。よって、サブピクセル構造を有する画像表示装置において、フリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させることが可能となる。【００６７】
具体的には、画素単位で構成された映像信号Ｄ１を、サブピクセル駆動変換部４２によって輝度の空間積分値を保ちつつサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２に変換すると共に、これらの映像信号Ｄ２１，Ｄ２２に対して階調変換部４４，４５によってそれぞれ適応階調変換を行うようにしたので、上記のような作用および効果を得ることが可能となる。【００６８】
また、各画素２０内のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２からの表示輝度の空間積分値が、その画素における映像信号Ｄ１（輝度γ特性γ０）に基づく設定輝度と略一致するように、各サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２の輝度γ特性γ１，γ２を設定するようにしたので、もとの映像信号Ｄ１と適応階調変換後の映像信号Ｄout1，Ｄout2との間で表示輝度を略一致させつつ、上記のような効果を得ることが可能となる。【００６９】
さらに、各画素２０におけるサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２での表示輝度が所定の階調変換特性γ１，γ２となるように設定したので、サブピクセルＳＰ１，ＳＰ２での表示輝度が理想的ＳＰＶＡ駆動に近づくのに従って、画像表示装置１における（中間輝度レベルでの）視野角特性をより向上させることが可能となる。【００７０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、本実施の形態に係る画像処理方法についても本実施の形態の画像処理装置によって具現化されるため、以下併せて説明する。【００７１】
図１０は、本実施の形態に係る画像処理装置（画像処理部４Ａ）を備えた画像表示装置（液晶表示装置１Ａ）の全体構成を表したものである。図１に示した第１の実施の形態の画像表示装置１と異なるのは、画像処理部４の代わりに画像処理部４Ａを設けるようにした点である。【００７２】
この画像処理部４Ａは、画像処理部４における２つの階調変換部４４，４５の代わりに１つの階調変換部４６を設けると共にサブピクセル駆動変換部４２の代わりにサブピクセル駆動変換部４７を設け、さらに階調変換部とサブピクセル駆動変換部との配置関係を逆にしたものである。具体的には、第１の字氏の形態の画像処理部４では、フレームレート変換部４１と階調変換部４４，４５との間にサブピクセル変換部４２を設けていたのに対し、本実施の形態の画像処理部４Ａでは、フレームレート変換部４１とサブピクセル変換部４７との間に階調変換部４６を設けるようにしている。【００７３】
階調変換部４６は、変換領域検出部４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに応じて、入力された映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、例えば図１１に示したような適応階調変換を選択的に行うものであり、映像信号Ｄ４Ｈ，Ｄ４Ｌをそれぞれ生成する適応階調変換部４６１，４６２と、これらの映像信号Ｄ４Ｈ，Ｄ４Ｌのうちの一方をサブフレーム期間ごとに選択し、映像信号Ｄ４として出力する選択出力部４６３とを有している。また、サブピクセル駆動変換部４７は、階調変換部４６から供給された映像信号Ｄ４を、例えば図１１に示したように、表示輝度の空間積分値を保ちつつ、２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄout1，Ｄout2に階調変換して出力するものである。【００７４】
したがって、図８および図１１を比較すると分かるように、本実施の形態の画像処理部４Ａにおいても、最終的には第１の実施の形態の画像処理部４と同様のサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄout1，Ｄout2が生成・出力される。よって、第１の実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。すなわち、サブピクセル構造を有する画像表示装置において、フリッカ感を低減しつつ視野角特性の広範化と動画応答性の向上とを両立させることが可能となる。【００７５】
また、本実施の形態の画像処理部４Ａでは、第１の実施の形態とは逆に、画素単位で構成された映像信号Ｄ１に対して階調変換部４６によって適応階調変換を行うと共に、変換後の画素単位の映像信号Ｄ４を、空間積分値を保ちつつサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄout1，Ｄout2に変換するようにしたので、映像信号Ｄ１がサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２単位の映像信号Ｄ２１，Ｄ２２に変換された後にそれぞれのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２ごとに適用階調変換がなされる第１の実施の形態の画像処理部４と比べ、装置構成を簡素化することができる。よって、第１の実施の形態における効果に加え、装置構成の小型化（薄型化）や製造コストの低減を図ることも可能となる。【００７６】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。【００７７】
例えば、上記第１および第２の実施の形態では、動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの両方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにした場合で説明したが、より一般的には、動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの少なくとも一方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにしてもよい。【００７８】
また、上記第１および第２の実施の形態では、階調変換部による適応階調変換処理を、変換領域検出部４３による検出結果（検出合成結果信号ＤＣＴ）に応じて選択的に行う場合について説明したが、場合によっては、サブピクセル駆動変換部４２によるサブピクセル駆動変換処理についても、変換領域検出部４３による検出結果（検出合成結果信号ＤＣＴ）に応じて選択的に行うようにしてもよい。【００７９】
また、上記第１および第２の実施の形態では、１つの単位フレーム期間を２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２によって構成した場合について説明したが、フレームレート変換部４１が、１つの単位フレーム期間が３つ以上のサブフレーム期間によって構成されるようにフレームレート変換を行うようにしてもよい。【００８０】
また、上記第１および第２の実施の形態では、各画素２０が２つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２によって構成されている場合について説明したが、各画素２０が３つ以上のサブピクセルによって構成されているようにしてもよい。【００８１】
さらに、上記第１および第２の実施の形態では、画像表示装置の一例として、液晶表示パネル２およびバックライト部３を有する液晶表示装置１について説明したが、本発明の画像処理装置は、他の画像表示装置、すなわち、例えばプラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）やＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置にも適用することが可能である。【００８２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。【００８３】
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置（画像処理部２００４）を備えた画像表示装置（液晶表示装置１００１）の全体構成を表すものである。この液晶表示装置１００１は、液晶表示パネル１００２と、バックライト部１００３と、画像処理部１００４と、映像メモリ１０６２と、Ｘドライバ１０５１およびＹドライバ１０５２と、タイミング制御部１０６１と、バックライト制御部１０６３とを含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は本実施の形態の画像処理装置によって具現化されるので、以下併せて説明する。【００８４】
液晶表示パネル１００２は、後述するＸドライバ１０５１およびＹドライバ１０５２から供給される駆動信号によって映像信号Ｄinに基づく映像表示を行うものであり、マトリクス状に配置された複数の画素（図示せず）を含んで構成されている。【００８５】
バックライト部３は、液晶表示パネル１００２に対して光を照射する光源であり、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成される。【００８６】
画像処理部１００４は、外部からの映像信号Ｄin（輝度信号）に対して後述する所定の画像処理を施すことにより、映像信号Ｄoutを生成するものであり、フレームレート変換部１０４１と、変換領域検出部１０４３と、階調変換部１０４４とを有している。【００８７】
フレームレート変換部１０４１は、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）をより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換するものである。具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）を複数（例えば２つ）のサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割することにより、例えば２つのサブフレーム期間により構成された映像信号Ｄ１（輝度信号）を生成するものである。なお、このようなフレームレート変換による映像信号Ｄ１の生成方法としては、例えば動き検出によって補間フレームを作成する方法や、単にもとの映像信号Ｄinの複製によって補間フレームを生成する方法が考えられる。【００８８】
変換領域検出部１０４３は、フレームレート変換部１０４１から供給された映像信号Ｄ１における動き情報（動き度）ＭＤinおよびエッジ情報（エッジ度）ＥＤinを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、動き検出部１４３１と、エッジ情報検出部１４３２と、不連続検出補正部１４３４と、検出合成部１４３３とを有している。【００８９】
動き検出部１４３１は、映像信号Ｄ１における動き情報ＭＤinを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、エッジ検出部１４３２は、映像信号Ｄ１におけるエッジ情報ＥＤinを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものである。不連続検出補正部１４３４は、動き検出部１４３１により検出された動き情報ＭＤinおよびエッジ検出部１４３２により検出されたエッジ情報ＥＤinにおける時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに検出（判定）すると共に、動き情報ＭＤinまたはエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判定された場合にはその不連続性が解消されるように動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinを画素ごとに補正し、動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutを出力するものである。検出合成部１４３３は、不連続検出補正部１４３４から供給される動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutを合成すると共に各種の調整処理（検出領域広げ処理や、検出領域丸め処理、孤立点検出処理など）を行うことにより、検出合成結果信号ＤＣＴを生成・出力するものである。不連続検出補正部１４３４の構成の詳細および変換領域検出部４３による検出動作の詳細については、後述する。【００９０】
なお、動き検出部１４３１による動き検出の方法としては、例えば、ブロックマッチング法を用いた動きベクトル検出方法や、サブフレーム間の差分信号を用いたサブフレーム間の動きベクトル検出方法などが挙げられる。また、エッジ検出部１４３２によるエッジ検出の方法としては、各サブフレーム期間において、ある画素とその周辺画素との輝度レベル（階調）差が所定の閾値よりも大きい画素領域を検出することによりエッジ検出を行う方法などが挙げられる。【００９１】
階調変換部１０４４は、変換領域検出部１０４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに応じて、入力された映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが検出された画素領域の映像信号（輝度信号）に対し、後述する適応階調変換を選択的に行うものであり、２つの適応階調変換部１４４１，１４４２と、選択出力部１４４３とを有している。具体的には、例えば図１３に示したように、映像信号Ｄ１の（入出力）階調変換特性（輝度γ特性）γ０を、適応階調変換部１４４１，１４４２によってそれぞれ、もとの輝度よりも高輝度側の輝度γ特性γ１Ｈともとの輝度よりも低輝度側の輝度γ特性γ１Ｌとに階調変換すると共に、選択出力部４４３によってこれら２つの輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌに基づく映像信号（輝度信号）Ｄ２１Ｈ，Ｄ２１Ｌをサブフレーム期間ごとに交互に選択して出力することにより、映像信号（輝度信号）Ｄoutを生成・出力するようになっている。【００９２】
なお、映像信号Ｄ１の輝度γ特性γ０を、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌの代わりに、例えば図１３中の輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌを用いて適応階調変換を行うようにしてもよい。ただし、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いて適応階調変換を行ったほうが輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌを用いて適応階調変換を行う場合よりも動画応答性の改善効果が大きいので、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いたほうが好ましい。また、図１３では輝度γ特性γ０が線形性の直線となっているが、例えばこの輝度γ特性γ０を、γ２．２の非線形曲線などとしてもよい。【００９３】
映像メモリ１０６２は、画像処理部１００４により適応階調変換がなされた映像信号Ｄoutを、サブフレーム単位で画素ごとに記憶するフレームメモリである。タイミング制御部（タイミング・ジェネレータ）１０６１は、映像信号Ｄoutに基づき、Ｘドライバ１０５１、Ｙドライバ１０５２およびバックライト駆動部１０６３の駆動タイミングを制御するものである。Ｘドライバ（データドライバ）１０５１は、液晶表示パネル１００２の各画素へそれぞれ、映像信号Ｄoutに基づく駆動電圧を供給するものである。Ｙドライバ（ゲートドライバ）１０５２は、タイミング制御部１０６１によるタイミング制御に従って、液用表示パネル１００２内の各画素を図示しない走査線に沿って線順次駆動するものである。バックライト駆動部１０６３は、タイミング制御部１０６１によるタイミング制御に従って、バックライト部１００３の点灯動作を制御するものである。【００９４】
次に図１４を参照して、不連続検出補正部１４３４の詳細構成について説明する。図１４は、この不連続検出補正部１４３４のブロック構成を表したものである。【００９５】
不連続検出補正部１４３４は、動き検出部１４３１により検出された動き情報ＭＤinにおける時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに検出（判定）すると共に、動き情報ＭＤinに不連続性があると判定された場合にはその不連続性が解消されるように動き情報ＭＤinを画素ごとに補正して動き情報ＭＤoutを出力する不連続動き情報検出補正部１００７と、エッジ検出部１４３２により検出されたエッジ情報ＥＤinにおける時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに検出（判定）すると共に、エッジ情報ＥＤinに不連続性があると判定された場合にはその不連続性が解消されるようにエッジ情報ＥＤinを画素ごとに補正してエッジ情報ＥＤoutを出力する不連続エッジ情報検出補正部１００８とを有している。また、不連続動き情報検出補正部１００７は、動き情報ＭＤinにおける時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに検出（判定）して判定信号Ｊout1を出力する不連続検出部１０７１と、この判定信号Ｊout1により動き情報ＭＤinに不連続性があると判定された場合に、その不連続性が解消されるように動き情報ＭＤinを画素ごとに補正して動き情報ＭＤoutを出力する不連続補正部１０７２とを有している。また、不連続エッジ情報検出補正部１００８は、エッジ情報ＥＤinにおける時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに検出（判定）して判定信号Ｊout2を出力する不連続検出部１０８１と、この判定信号Ｊout2によりエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判定された場合に、その不連続性が解消されるようにエッジ情報ＥＤinを画素ごとに補正してエッジ情報ＥＤoutを出力する不連続補正部１０８２とを有している。【００９６】
不連続検出部１０７１は、動き検出部１４３１から供給される動き情報ＭＤinを複数（例えば、３つ）のサブフレーム期間分保持するフレームメモリ１７１１と、このフレームメモリ１７１２に保持されている複数のサブフレーム期間分の動き情報ＭＤinに基づきサブフレーム間の動き情報ＭＤinの差分値ＭＤ１を画素ごとに算出するフレーム間差分算出部１７１２と、この算出された差分値ＭＤ１を所定の閾値（後述する閾値Ｍth）と比較することにより動き情報ＭＤinの時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに判定し、判定信号Ｊout1を出力する不連続判定部１７１３とを有している。また、不連続検出部１０８１も同様に、エッジ検出部１４３２から供給されるエッジ情報ＥＤinを複数（例えば、３つ）のサブフレーム期間分保持するフレームメモリ１８１１と、このフレームメモリ１８１１に保持されている複数のサブフレーム期間分のエッジ情報ＥＤinに基づきサブフレーム間のエッジ情報ＥＤinの差分値ＥＤ１を画素ごとに算出するフレーム間差分算出部１８１２と、この算出された差分値ＥＤ１を所定の閾値（後述する閾値Ｅth）と比較することによりエッジ情報ＥＤinの時間軸に沿った不連続性の有無を画素ごとに判定し、判定信号Ｊout2を出力する不連続判定部１８１３とを有している。なお、不連続判定部１７１３と不連続判定部１８１３とは互いに判定情報Ｊout1，Ｊout2を交換するようにしているが、このことによる作用および効果については、後述する。【００９７】
不連続補正部１０７２は、不連続判定部１７１３から供給される判定信号Ｊout1に基づいて動き情報ＭＤinに時間軸に沿った不連続性があると判断された場合に、フレームメモリ１７１１に保持されている動き情報ＭＤinに対して画素ごとに所定の補間処理を行うことにより、不連続性が解消されるように補正された動き情報ＭＤ１を生成する補間処理部１７２１と、不連続判定部１７１３から供給される判定信号Ｊout1に従い、もとの動き情報ＭＤinおよび補正後の動き情報ＭＤ２のうちの一方を選択的に出力するセレクタ１７２２とを有している。また、不連続補正部１０８２も同様に、不連続判定部１８１３から供給される判定信号Ｊout2に基づいてエッジ情報ＥＤinに時間軸に沿った不連続性があると判断された場合に、フレームメモリ１８１１に保持されているエッジ情報ＥＤinに対して画素ごとに所定の補間処理を行うことにより、不連続性が解消されるように補正されたエッジ情報ＥＤ１を生成する補間処理部１８２１と、不連続判定部１８１３から供給される判定信号Ｊout2に従い、もとのエッジ情報ＥＤinおよび補正後のエッジ情報ＥＤ２のうちの一方を選択的に出力するセレクタ１８２２とを有している。【００９８】
なお、補間処理部１７２１，１８２１による補間処理方法としては、例えば以下の２つの方法などが考えられる。これら２つの方法のうちでは、２．の方法ほうが、人間の目にとって自然である（連続性がよい）と共に補間処理の負担が小さい（処理が簡単）ため、好ましい。
１．不連続性があると判定されたサブフレーム期間の前後のサブフレーム期間での動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinの平均値を画素ごとに算出すると共に、算出した平均値を補正後の動き情報ＭＤ２やエッジ情報ＥＤ２として出力する方法
２．不連続性があると判定されたサブフレーム期間の直前のサブフレーム期間での動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinを複製（コピー）すると共に、複製した動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinを補正後の動き情報ＭＤ２やエッジ情報ＥＤ２として出力する方法【００９９】
ここで、液晶表示パネル１００２およびバックライト部１００３が、本発明における「表示手段」の一具体例に対応する。また、フレームレート変換部１０４１が本発明における「フレーム分割手段」の一具体例に対応し、階調変換部１０４４が本発明における「階調変換手段」の一具体例に対応する。また、動き検出部１４３１およびエッジ検出部１４３２が本発明における「検出手段」の一具体例に対応し、不連続検出部１０７１，１０８１が本発明における「判定手段」の一具体例に対応し、不連続補正部１０７２，１０８２が本発明における「補正手段」の一具体例に対応する。【０１００】
次に、このような構成からなる本実施の形態の画像処理部１００４および液晶表示装置１００１全体の動作について、詳細に説明する。【０１０１】
まず、図１２〜図１７を参照して、画像処理部１００４および液晶表示装置１００１全体の基本動作について説明する。【０１０２】
本実施の形態の液晶表示装置１００１全体では、図１２に示したように、外部から供給された映像信号Ｄinが画像処理部４により画像処理がなされ、これにより映像信号Ｄoutが生成される。【０１０３】
具体的には、まずフレームレート変換部１０４１によって、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）がより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換される。より具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）が２つのサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割され、これにより２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２により構成された映像信号Ｄ１が生成される。【０１０４】
次に、変換領域検出部１０４３では、例えば図１５に示したようにして動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinの検出がなされると共に、これらの情報に基づいて変換領域が検出される。具体的には、例えば図１５（Ａ）に示したような表示映像の基となる映像信号Ｄ１（映像信号Ｄ１（２−０），Ｄ１（１−１），Ｄ１（２−１））が入力すると、動き検出部１４３１によって、例えば図１５（Ｂ）に示したような動き情報ＭＤin（動き情報ＭＤin（１−１），ＭＤin（２−１））がそれぞれ検出されると共に、エッジ検出部１４３２によって、例えば図１５（Ｃ）に示したようなエッジ情報ＥＤin（エッジ情報ＥＤin（１−１），ＥＤin（２−１））がそれぞれ検出される。そしてこのようにして検出された動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinを基に不連続検出補正部１４３４から供給される動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutに基づき、検出合成部１４３３によって、例えば図１５（Ｄ）に示したような検出合成結果信号ＤＣＴ（検出合成結果信号ＤＣＴ（１−１），ＤＣＴ（２―１））が、それぞれ生成される。これにより、階調変換部１０４４における階調変換の対象領域（変換領域）、すなわち動画応答性低下の原因となる動画におけるエッジ領域が特定される。【０１０５】
次に、階調変換部１０４４では、フレームレート変換部１０４１から供給される映像信号Ｄ１および変換領域検出部１０４３から供給される検出結果合成信号ＤＣＴに基づき、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが検出された画素領域（検出領域；具体的には、例えば動画におけるエッジ領域）の映像信号に対しては、例えば図１３に示した輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いた適応的階調変換（改善擬似インパルス駆動に対応する階調変換）がなされる一方、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも小さい動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが検出された画素領域（検出領域以外の画素領域）の映像信号に対しては適応階調変換がなされず、輝度γ特性γ０を用いた映像信号Ｄ１がそのまま出力される。すなわち、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが大きい画素領域の映像信号に対して、それぞれ選択的に適応階調変換がなされ、擬似的インパルス駆動が行われる。【０１０６】
したがって、適応階調変換がなされる画素領域（検出領域）では、映像信号Ｄ１の輝度階調レベル（入力階調）が例えば図１６に示したように時間的に変化している場合（タイミングｔ１００１〜ｔ１００５）、適応階調変換後の映像信号Ｄoutの輝度階調レベル（入力階調）は、例えば図１７に示したように（タイミングｔ１０１０〜ｔ１０２０）、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ、もとの映像信号Ｄ１の輝度レベルよりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と、もとの映像信号Ｄ１の輝度レベルよりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが、単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように、選択的な適応階調変換が行われる。すなわち、表示輝度を犠牲にせずに擬似的なインパルス駆動がなされ、ホールド型表示に起因した低動画応答性が改善される。【０１０７】
次に、このようにして階調変換がなされた映像信号（輝度信号）Ｄoutに基づいてＸドライバ１０５１およびＹドライバ１０５２から出力される各画素への駆動電圧（画素印加電圧）によって、バックライト部１００３からの照明光が液晶表示パネル１００２により変調され、表示光として液晶表示パネル１００２から出力される。このようにして、映像信号Ｄinに基づく表示光により、映像表示がなされる。【０１０８】
次に、図１２〜図１７に加えて図１８〜図２２を参照して、本発明の特徴的部分の１つである、不連続検出補正部１４３４の動作について詳細に説明する。ここで図１８は、比較例に係る画像表示装置（画像表示装置１１０１）の全体構成をブロック図で表したものであり、また、図１９は、この比較例に係る動き情報ＭＤおよびエッジ情報の時間変化の一例を表したものである。また、図２０は、本実施の形態の不連続検出補正部１４３４の動作をタイミング図で表したものであり、図２１および図２２は、不連続検出補正部１４３４による不連続性解消効果の一例をタイミング図で表したものである。【０１０９】
まず、比較例に係る画像表示装置１１０１では、変換領域検出部１１４３において、動き検出部１４３１により検出された動き情報ＭＤおよびエッジ検出部１４３２により検出されたエッジ情報ＥＤがそのまま検出合成部１４３３へ供給され、検出合成部１４３３ではこれらの動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤを基に検出合成結果信号ＤＣＴが生成・出力される。したがって、例えば処理対象の映像において変則的な動きをしていたり、映像信号Ｄinや映像信号Ｄ１に過大なノイズ成分が重畳していたりすると、例えば図１９（Ａ），（Ｂ）中の符号Ｐ１１０１で示したように、動き情報ＭＤやエッジ情報ＥＤの強度に時間軸に沿った不連続性が発生してしまう場合がある（図中に示した各サブフレーム期間の「強」や「弱」は、そのサブフレーム期間での動き情報ＭＤやエッジ情報ＥＤの強度（大きさ）を示している。）。そしてそのような不連続性が発生すると、改善擬似インパルス駆動における明暗の階調の組み合わせによる階調表現のバランスが崩れてしまい、その結果、表示映像にノイズやフリッカが発生して画質が劣化してしまうおそれがある。具体的には、改善擬似インパルス駆動では、例えば図１３中の輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌの組み合わせ（または輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌの組み合わせなど）により階調表現がされているが、上記のように動き情報ＭＤやエッジ情報ＥＤの強度に時間軸に沿った不連続性が発生した場合、一瞬、輝度γ特性γ１Ｈ，γ０の組み合わせや輝度γ特性γ１Ｌ，γ０の組み合わせとなってしまう場合があり、その場合には本来の輝度よりも明るくなったり暗くなったりしてしまい、表示映像にノイズやフリッカが発生してしまうのである。【０１１０】
そこで本実施の形態の画像表示装置１００１では、映像信号Ｄ１が例えば図２０に示したように供給された場合（映像信号Ｄ１（１−０），Ｄ１（２−０），Ｄ１（１−１），Ｄ１（２−１），…）において、動き検出部４３１およびエッジ検出部１４３２によりサブフレーム期間ごとに図に示したような動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinが検出された（動き情報ＭＤin（２−０），ＭＤin（１−１），ＭＤin（２−１），…、およびエッジ情報ＥＤin（２−０），ＥＤin（１−１），ＥＤin（２−１），…）とすると、不連続検出部１０７１，１０８１内のフレーム間差分算出部１７１２，１８１２によって、サブフレーム間の動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinの差分値ＭＤ１，ＥＤ１（ＭＤ１（１），ＭＤ１（２），…、およびＥＤ１（１），ＥＤ１（２），…）が画素ごとに算出されると共に、これら差分値ＭＤ１，ＥＤ１に基づき、不連続判定部１７１３，１８１３によって、動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinの時間軸に沿った不連続性が画素ごとに判定される。具体的には、差分値ＭＤ１，ＥＤ１（の絶対値）がそれぞれ所定の閾値Ｍth，Ｅth以上である場合には不連続性があると判定される一方、差分値ＭＤ１，ＥＤ１（の絶対値）がそれぞれ閾値Ｍth，Ｅth未満である場合には不連続性がない（連続性が保たれている）と判定される。なお、これらの閾値Ｍth，Ｅthはそれぞれ、予め手動で設定しておくようにしてもよいし、自動で設定されるようにしてもよい。【０１１１】
次に、不連続補正部１０７２，１０８２内の補間処理部１７２１，１８２１では、不連続判定部１７１３，１８１３からの判定信号Ｊout1，Ｊout2に基づいて動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判断した場合には、前述した所定の補間処理によって不連続性が解消されるように（差分値ＥＤ１，ＥＤ１（の絶対値）がそれぞれ閾値Ｍth，Ｅth未満となるように）補正された動き情報ＭＤ２やエッジ情報ＥＤ２が出力される一方、判定信号Ｊout1，Ｊout2に基づいて動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinに不連続性がないと判断した場合には、そのような補間処理がなされない。そしてセレクタ１７２２，１８２２では、不連続判定部１７１３，１８１３からの判定信号Ｊout1，Ｊout2に基づいて動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判断した場合には、補正後の動き情報ＭＤ２やエッジ情報ＥＤ２が動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutとして選択的に出力される一方、不連続判定部１７１３，１８１３からの判定信号Ｊout1，Ｊout2に基づいて動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinに不連続性がないと判断した場合には、もとの動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinがそのまま動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutとして選択的に出力される。【０１１２】
したがって、本実施の形態の画像処理部１００４では、動き検出部１４３１やエッジ検出部１４３２によって、例えば図２１（Ａ）中の符号Ｐ１００１や図２２（Ａ）中の符号Ｐ１００２で示したように時間軸に沿った不連続性を有する動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinが検出された場合であっても、不連続検出補正部１４３４によって、図２１（Ｂ）中の符号Ｐ１００１や図２２（Ｂ）中の符号Ｐ１００２に示したように、そのような不連続性が解消された（連続性が保たれるように補正された）動き情報ＭＤoutやエッジ情報ＥＤoutが生成され、検出合成部１４３３へ供給される。そして検出合成部１４３３では、これら動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutに基づいて検出合成結果信号ＤＣＴが生成され、適応階調変換部１４４１，１４４２へそれぞれ供給される。【０１１３】
このようにして本実施の形態の画像処理部１００４では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割されて映像信号Ｄ１にフレームレート変換されると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報およびエッジ情報が画素ごとに検出される。そしてこの映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが大きい画素領域（検出領域）の映像信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、この検出領域では擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上する一方、検出領域以外の画素領域では通常駆動によってフリッカ感が低減する。したがって、従来のように全画素領域の映像信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、高い動画応答性が保たれつつフリッカ感が低減する。【０１１４】
また、不連続検出補正部１４３４において、検出された動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤoutにおける時間軸に沿った不連続性の有無がそれぞれ画素ごとに判定されると共に、動き情報ＭＤinまたはエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判定された場合にはそれらの不連続性が解消されるように動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinが画素ごとに補正され、動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutとして出力されるため、映像の内容（映像信号Ｄin）やノイズ成分の有無によらず、動き情報またはエッジ情報における時間軸に沿った連続性が保たれる。【０１１５】
以上のように本実施の形態では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割して映像信号Ｄ１にフレームレート変換すると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報およびエッジ情報を画素ごとに検出し、この映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値を保ちつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、不連続検出補正部１４３４により、検出された動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤoutにおける時間軸に沿った不連続性の有無をそれぞれ画素ごとに判定すると共に、動き情報ＭＤinまたはエッジ情報ＥＤinに不連続性があると判定された場合にはそれらの不連続性が解消されるように動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinを画素ごとに補正し、動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutとして出力するようにしたので、映像の内容（映像信号Ｄin）やノイズ成分の有無によらず、動き情報またはエッジ情報における時間軸に沿った連続性を保つことができる。よって、映像の内容やノイズ成分の有無によらず、フリッカ感の低減と動画応答性の向上とを両立させることが可能となる。【０１１６】
以上、第３の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。【０１１７】
例えば、上記第３の実施の形態では、不連続検出部１７１３，１８１３による判定結果である判定信号Ｊout1，Ｊout2に従って、不連続動き情報検出補正部１００７および不連続エッジ情報検出補正部１００８がそれぞれ別個に最終的な判定を行い補正する場合について説明したが、例えば図１４に示したように不連続判定部１７１３と不連続判定部１８１３とが互いに判定情報Ｊout1，Ｊout2を交換し、相補的に最終判定を行うようにしてもよい。具体的には、例えば図２３に示したように、不連続判定部１７１３，１８１３において、動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinのうちの一方のみに不連続性があると判定された場合（差分値ＭＤ１，ＥＤ１のうちの一方のみが閾値Ｍth，Ｅth以上の値となり、判定信号Ｊout1，Ｊout2の一方のみが不連続性がある旨の判定を示している場合）には、不連続判定部１７１３，１８１３が、本当に補正すべき不連続性が発生しているので補正をすべきであると最終判定を行うことにより、上記第３の実施の形態で説明したようにその不連続性が解消されるように補正を行う一方、動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinの両方に不連続性があると判定された場合（差分値ＭＤ１，ＥＤ１の両方が閾値Ｍth，Ｅth以上の値となり、判定信号Ｊout1，Ｊout2の両方が不連続性がある旨の判定を示している場合）には、不連続判定部１７１３，１８１３が、ノイズ等に起因して不連続性が発生しているので補正をすべきではないと最終判定を行うことにより、上記第３の実施の形態で説明した補正を行わないようにする。このように構成した場合、ノイズ等に起因して動き情報ＭＤinおよびエッジ情報ＥＤinのうちの一方のみに不連続性がある場合であっても、誤って補正してしまうのが回避される。すなわち、動き情報ＭＤinやエッジ情報ＥＤinに本当に補正すべき不連続性が発生しているのか否かの判断が可能となるため、上記第３の実施の形態における効果に加え、不連続性の判定精度を向上させることが可能となる。【０１１８】
また、上記第３の実施の形態では、動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutの両方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにした場合で説明したが、より一般的には、動き情報ＭＤoutおよびエッジ情報ＥＤoutの少なくとも一方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにしてもよい。【０１１９】
また、上記第３の実施の形態では、１つの単位フレーム期間を２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２によって構成した場合について説明したが、フレームレート変換部１０４１が、１つの単位フレーム期間が３つ以上のサブフレーム期間によって構成されるようにフレームレート変換を行うようにしてもよい。【０１２０】
さらに、上記第３の実施の形態では、画像表示装置の一例として、液晶表示パネル１００２およびバックライト部１００３を有する液晶表示装置１００１について説明したが、本発明の画像処理装置は、他の画像表示装置、すなわち、例えばプラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）やＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置にも適用することが可能である。【０１２１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。【０１２２】
図２４は、本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置（画像処理部２００４）を備えた画像表示装置（液晶表示装置２００１）の全体構成を表すものである。この液晶表示装置２００１は、液晶表示パネル２００２と、バックライト部２００３と、画像処理部２００４と、映像メモリ２０６２と、Ｘドライバ２０５１およびＹドライバ２０５２と、タイミング制御部２０６１と、バックライト制御部２０６３とを含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は本実施の形態の画像処理装置によって具現化されるので、以下併せて説明する。【０１２３】
液晶表示パネル２００２は、後述するＸドライバ２０５１およびＹドライバ２０５２から供給される駆動信号によって映像信号Ｄinに基づく映像表示を行うものであり、マトリクス状に配置された複数の画素（図示せず）を含んで構成されている。【０１２４】
バックライト部２００３は、液晶表示パネル２００２に対して光を照射する光源であり、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成される。【０１２５】
画像処理部２００４は、外部からの映像信号Ｄin（輝度信号）に対して後述する所定の画像処理を施すことにより、映像信号Ｄoutを生成するものであり、フレームレート変換部２０４１と、変換領域検出部２０４３と、階調変換部２０４４と、オーバードライブ処理部２０４５とを有している。【０１２６】
フレームレート変換部２０４１は、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）をより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換するものである。具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）を複数（例えば２つ）のサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割することにより、例えば２つのサブフレーム期間により構成された映像信号Ｄ１（輝度信号）を生成するものである。なお、このようなフレームレート変換による映像信号Ｄ１の生成方法としては、例えば動き検出によって補間フレームを作成する方法や、単にもとの映像信号Ｄinの複製によって補間フレームを生成する方法が考えられる。【０１２７】
変換領域検出部２０４３は、フレームレート変換部２０４１から供給された映像信号Ｄ１における動き情報（動き度）ＭＤおよびエッジ情報（エッジ度）ＥＤを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、動き検出部２４３１と、エッジ情報検出部２４３２と、検出合成部２４３３とを有している。【０１２８】
動き検出部２４３１は、映像信号Ｄ１における動き情報ＭＤを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものであり、エッジ検出部２４３２は、映像信号Ｄ１におけるエッジ情報ＥＤを画素単位でサブフレーム期間ごとに検出するものである。検出合成部２４３３は、動き検出部２４３１により検出された動き情報ＭＤおよびエッジ検出部２４３２により検出されたエッジ情報ＥＤを合成すると共に各種の調整処理（検出領域広げ処理や、検出領域丸め処理、孤立点検出処理など）を行うことにより、検出合成結果信号ＤＣＴを生成・出力するものである。変換領域検出部２０４３による検出動作の詳細については、後述する。【０１２９】
なお、動き検出部２４３１による動き検出の方法としては、例えば、ブロックマッチング法を用いた動きベクトル検出方法や、サブフレーム間の差分信号を用いたサブフレーム間の動きベクトル検出方法などが挙げられる。また、エッジ検出部２４３２によるエッジ検出の方法としては、各サブフレーム期間において、ある画素とその周辺画素との輝度レベル（階調）差が所定の閾値よりも大きい画素領域を検出することによりエッジ検出を行う方法などが挙げられる。【０１３０】
階調変換部２０４４は、変換領域検出部２０４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに応じて、入力された映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域の映像信号（輝度信号）に対し、後述する適応階調変換を選択的に行うものであり、２つの適応階調変換部２４４１，２４４２と、選択出力部２４４３とを有している。具体的には、例えば図２５に示したように、映像信号Ｄ１の（入出力）階調変換特性（輝度γ特性）γ０を、適応階調変換部２４４１，２４４２によってそれぞれ、もとの輝度よりも高輝度側の輝度γ特性γ１Ｈともとの輝度よりも低輝度側の輝度γ特性γ１Ｌとに階調変換すると共に、選択出力部２４４３によってこれら２つの輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌに基づく映像信号（輝度信号）Ｄ２１Ｈ，Ｄ２１Ｌをサブフレーム期間ごとに交互に選択して出力することにより、映像信号（輝度信号）Ｄ２を生成・出力するようになっている。したがって、映像信号Ｄ１の輝度階調レベル（入力階調）が例えば図２６に示したように時間的に変化している場合（タイミングｔ２００１〜ｔ２００５）、適応階調変換後の映像信号Ｄ２の輝度階調レベル（入力階調）は、例えば図２７に示したように（タイミングｔ２０１０〜ｔ２０２０）なり、高輝度側の輝度γ特性γ１Ｈに基づく映像信号Ｄ２１Ｈが出力される高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と、低輝度側の輝度γ特性γ１Ｌに基づく映像信号Ｄ２１Ｌが出力される低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とがフレーム期間単位で交互に割り当てられるようになっている。【０１３１】
なお、映像信号Ｄ１の輝度γ特性γ０を、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌの代わりに、例えば図２５中の輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌを用いて適応階調変換を行うようにしてもよい。ただし、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いて適応階調変換を行ったほうが輝度γ特性γ２Ｈ，γ２Ｌを用いて適応階調変換を行う場合よりも動画応答性の改善効果が大きいので、輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いたほうが好ましい。また、図２５では輝度γ特性γ０が線形性の直線となっているが、例えばこの輝度γ特性γ０を、γ２．２の非線形曲線などとしてもよい。【０１３２】
オーバードライブ処理部２０４５は、変換領域検出部２０４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴおよび階調変換部２０４４から取得する信号（後述する選択信号ＨＬ）に基づいて、後述する複数の状態遷移モードのうち、現在どの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定すると共に、判定した状態遷移モードに応じたオーバードライブ量を階調変換部２０４４から供給される映像信号Ｄ２に対して画素単位で付加することにより、映像信号Ｄoutを生成・出力するものであり、状態遷移判定部２４５１と、Ｈ／Ｌ判定部２４５２と、オーバードライブ補正部２４５３とを有している。【０１３３】
状態遷移判定部２４５１は、変換領域検出部２０４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに基づいて、例えば図２８に示したように、改善擬似インパルス駆動を行わない通常の駆動状態（Ｎ状態）２０８０と、改善擬似インパルス駆動状態（Ｄ状態；高輝度状態を表す改善擬似インパルス駆動Ｈ側（明側）状態（ＤＨ状態）または低輝度状態を表す改善擬似インパルス駆動Ｌ側（暗側）状態（ＤＬ状態））２０８１Ｈ，２０８１Ｌとの間の複数の状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているのかを画素ごとに判定することにより、判定信号Ｊout1を出力するものである。具体的には、Ｎ状態からＤ状態への状態遷移モード（Ｎ／Ｄ遷移；図中のＮ／ＤＬ遷移Ｍ２またはＮ／ＤＨ遷移Ｍ４）と、Ｄ状態からＮ状態への状態遷移モード（Ｄ／Ｌ遷移；図中のＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１またはＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３）と、Ｄ状態からＤ状態への状態遷移モード（Ｄ／Ｄ遷移；図中のＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５またはＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６）と、通常駆動状態でのサブフレーム間の輝度レベル変動を表すＮ状態からＮ状態への状態遷移モード（Ｎ／Ｎ遷移；図中のＮ／Ｎ遷移Ｍ７）との間での４つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているのかを画素ごとに判定をするようになっている。【０１３４】
Ｈ／Ｌ判定部２４５２は、階調変換部２０４４内の選択出力部２４４３から選択信号ＨＬ（現在、映像信号Ｄ２Ｈおよび映像信号Ｄ２Ｌのうちのどちらの映像信号を選択出力しているのかを、例えばそれぞれ「Ｈ」または「Ｌ」により示す信号）を取得することにより、適応階調変換を行う際の映像信号が高輝度状態（ＤＨ状態）および低輝度状態（ＤＬ状態）のうちのどちらの状態にあるのかを画素ごとに判定し、判定信号Ｊout2を出力するものである。【０１３５】
オーバードライブ補正部２４５３は、状態遷移判定部２４５１から供給される判定信号Ｊout1およびＨ／Ｌ判定部２４５２から供給される判定信号Ｊout2に基づき、例えば図２８に示したＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１、Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７という７つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているのかを画素ごとに最終判定すると共に、後述するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を利用して、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量（例えば、図２９（Ａ），（Ｂ）中の符号Ｐ２０１１，Ｐ２０１２，Ｐ２０２１，Ｐ２０２２で示したようなオーバードライブ量）を階調変換部２０４４から供給される階調変換後の映像信号Ｄ２に対して画素単位で付加することにより、映像信号（輝度信号）Ｄoutを生成・出力するものである。なお、オーバードライブ補正部２４５３の詳細構成およびオーバードライブ処理部４５による動作の詳細については、後述する。【０１３６】
映像メモリ２０６２は、画像処理部２００４から供給されるオーバードライブ量付加後の映像信号Ｄoutを、サブフレーム単位で画素ごとに記憶するフレームメモリである。タイミング制御部（タイミング・ジェネレータ）２０６１は、映像信号Ｄoutに基づき、Ｘドライバ２０５１、Ｙドライバ２０５２およびバックライト駆動部２０６３の駆動タイミングを制御するものである。Ｘドライバ（データドライバ）２０５１は、液晶表示パネル２００２の各画素へそれぞれ、映像信号Ｄoutに基づく駆動電圧を供給するものである。Ｙドライバ（ゲートドライバ）２０５２は、タイミング制御部２０６１によるタイミング制御に従って、液用表示パネル２００２内の各画素を図示しない走査線に沿って線順次駆動するものである。バックライト駆動部２０６３は、タイミング制御部２０６１によるタイミング制御に従って、バックライト部２００３の点灯動作を制御するものである。【０１３７】
次に図２６〜図３１を参照して、オーバードライブ補正部２４５３の詳細構成について説明する。ここで図３０は、このオーバードライブ補正部２４５３のブロック構成を表したものである。【０１３８】
オーバードライブ補正部２４５３は、適応階調変換前のもとの映像信号Ｄ１および適応階調変換後の映像信号Ｄ２のうちの少なくとも一方を現在とその直前の２サブフレーム期間分取得すると共に、例えば図３１に示したように、サブフレーム間の映像信号の階調レベル差（現在のサブフレームの映像信号（輝度信号）の階調と、過去（１つ前）のサブフレームの輝度信号の階調との階調レベル差）と付加すべきオーバードライブ量ＯＤとを上記７つの状態遷移モードごとに関連付けたＬＵＴ２０９１を保有する各ＬＵＴ処理部を有している。具体的には、Ｎ状態とＤ状態との間の状態遷移モード用のＬＵＴを保有するＤ／Ｎ間ＬＵＴ処理部２０７１と、ＤＨ状態とＤＬ状態との間の状態遷移モード用のＬＵＴを保有するＤ／Ｄ間ＬＵＴ処理部２０７２と、Ｎ状態間での状態遷移モード用のＬＵＴを保有するＮ／Ｎ用ＬＵＴ処理部２０７３とを有している。なお、これらの各ＬＵＴは、図３１に示したＬＵＴ２０９１のように、サブフレーム間の映像信号の階調レベル差が０のときは、付加すべきオーバードライブ量ＯＤ＝０であると共に、図中の矢印Ｐ２０３１，Ｐ２０３２で示したように階調レベル差が大きくなるのに従って付加すべきオーバードライブ量ＯＤも大きくなるように、各状態遷移モードごとに予め設定されるようになっている。また、Ｎ状態間でのＬＵＴよりも、Ｎ状態とＤ状態との間でのＬＵＴや、ＤＨ状態とＤＬ状態との間でのＬＵＴのほうが、付加すべきオーバードライブ量ＯＤが大きくなるように設定されている。【０１３９】
Ｄ／Ｎ間ＬＵＴ処理部２０７１は、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ１，Ｄ２をＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１用のＬＵＴに適用することにより、ＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ１を出力するＤＬ／Ｎ用ＬＵＴ処理部２７１１と、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ１，Ｄ２をＮ／ＤＬ遷移Ｍ２用のＬＵＴに適用することにより、Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ２を出力するＮ／ＤＬ用ＬＵＴ処理部２７１２と、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ１，Ｄ２をＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３用のＬＵＴに適用することにより、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ３を出力するＤＨ／Ｎ用ＬＵＴ処理部２７１３と、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ１，Ｄ２をＮ／ＤＨ遷移Ｍ４用のＬＵＴに適用することにより、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ４を出力するＮ／ＤＨ用ＬＵＴ処理部２７１４とを有している。また、Ｄ／Ｄ間ＬＵＴ処理部２０７２は、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ２をＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５用のＬＵＴに適用することにより、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ５を出力するＤＨ／ＤＬ用ＬＵＴ処理部２７２１と、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ２をＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６用のＬＵＴに適用することにより、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ６を出力するＤＬ／ＤＨ用ＬＵＴ処理部２７２２とを有している。また、Ｎ／Ｎ用ＬＵＴ処理部２０７３は、前後する２つのサブフレームでの映像信号Ｄ１をＮ／Ｎ遷移Ｍ７用のＬＵＴに適用することにより、Ｎ／Ｎ遷移Ｍ７の際に付加すべきオーバーシュート量ＯＤ７を出力するものである。【０１４０】
オーバードライブ補正部２４５３はまた、セレクタ２０７４と、オーバードライブ付加部２０７５とを有している。セレクタ２０７４は、状態遷移判定部２４５１から供給される判定信号Ｊout1およびＨ／Ｌ判定部２４５２から供給される判定信号Ｊout2を後述する予め定められた真理値表に適用することによって、７つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードにあるのかを最終判定し、これにより各状態遷移モードに応じて各ＬＵＴ処理部から出力されるオーバードライブ量ＯＤ１〜ＯＤ７のうちの１つのオーバーシュート量を決定し、付加すべきオーバードライブ量ＯＤoutとして選択出力するものである。【０１４１】
オーバードライブ付加部２０７５は、階調変換部２０４４から供給される適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対し、セレクタ２０７４から選択出力されるオーバードライブ量ＯＤoutを画素単位で付加することにより、映像信号Ｄoutとして出力するものである。【０１４２】
ここで、液晶表示パネル２００２およびバックライト部２００３が、本発明における「表示手段」の一具体例に対応する。また、フレームレート変換部２０４１が本発明における「フレーム分割手段」の一具体例に対応し、変換領域検出部２０４３が本発明における「検出手段」の一具体例に対応し、階調変換部２０４４が本発明における「階調変換手段」の一具体例に対応する。また、オーバードライブ処理部２０４５が、本発明における「判定手段」および「付加手段」の一具体例に対応する。【０１４３】
次に、このような構成からなる本実施の形態の画像処理部２００４および液晶表示装置２００１全体の動作について、詳細に説明する。【０１４４】
まず、図２４〜図２７および図３２を参照して、画像処理部４および液晶表示装置２００１全体の基本動作について説明する。【０１４５】
本実施の形態の液晶表示装置２００１全体では、図２４に示したように、外部から供給された映像信号Ｄinが画像処理部２００４により画像処理がなされ、これにより映像信号Ｄoutが生成される。【０１４６】
具体的には、まずフレームレート変換部２０４１によって、映像信号Ｄinのフレームレート（例えば、６０Ｈｚ）がより高速のフレームレート（例えば、１２０Ｈｚ）に変換される。より具体的には、映像信号Ｄinの単位フレーム期間（例えば、（１／６０）秒）が２つのサブフレーム期間（例えば、（１／１２０）秒）に分割され、これにより２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２により構成された映像信号Ｄ１が生成される。【０１４７】
次に、変換領域検出部２０４３では、例えば図３２に示したようにして動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの検出がなされると共に、これらの情報に基づいて変換領域が検出される。具体的には、例えば図３２（Ａ）に示したような表示映像の基となる映像信号Ｄ１（映像信号Ｄ１（２−０），Ｄ１（１−１），Ｄ１（２−１））が入力すると、動き検出部２４３１によって、例えば図３２（Ｂ）に示したような動き情報ＭＤ（動き情報ＭＤ（１−１），ＭＤ（２−１））がそれぞれ検出されると共に、エッジ検出部２４３２によって、例えば図３２（Ｃ）に示したようなエッジ情報ＥＤ（エッジ情報ＥＤ（１−１），ＥＤ（２−１））がそれぞれ検出される。そしてこのようにして検出された動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤに基づき、検出合成部２４３３によって、例えば図３２（Ｄ）に示したような検出合成結果信号ＤＣＴ（検出合成結果信号ＤＣＴ（１−１），ＤＣＴ（２―１））が、それぞれ生成される。これにより、階調変換部２０４４における階調変換の対象領域（変換領域）、すなわち動画応答性低下の原因となる動画におけるエッジ領域が特定される。【０１４８】
次に、階調変換部２０４４では、フレームレート変換部２０４１から供給される映像信号Ｄ１および変換領域検出部２０４３から供給される検出結果合成信号ＤＣＴに基づき、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域；具体的には、例えば動画におけるエッジ領域）の映像信号に対しては、例えば図２５に示した輝度γ特性γ１Ｈ，γ１Ｌを用いた適応的階調変換（改善擬似インパルス駆動に対応する階調変換）がなされる一方、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも小さい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域以外の画素領域）の映像信号に対しては適応階調変換がなされず、輝度γ特性γ０を用いた映像信号Ｄ１がそのまま出力される。すなわち、映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが大きい画素領域の映像信号に対して、それぞれ選択的に適応階調変換がなされ、擬似的インパルス駆動が行われる。【０１４９】
したがって、適応階調変換がなされる画素領域（検出領域）では、映像信号Ｄ１の輝度階調レベル（入力階調）が例えば図２６に示したように時間的に変化している場合（タイミングｔ２００１〜ｔ２００５）、適応階調変換後の映像信号Ｄ２の輝度階調レベル（入力階調）は、例えば図２７に示したように（タイミングｔ２０１０〜ｔ２０２０）、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ、もとの映像信号Ｄ１の輝度レベルよりも高輝度側の輝度レベルをなす高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と、もとの映像信号Ｄ１の輝度レベルよりも低輝度側の輝度レベルをなす低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが、単位フレーム期間内で各サブフレーム期間に割り当てられることとなるように、選択的な適応階調変換が行われる。すなわち、表示輝度を犠牲にせずに擬似的なインパルス駆動がなされ、ホールド型表示に起因した低動画応答性が改善される。【０１５０】
そしてこのようにして階調変換がなされた映像信号（輝度信号）Ｄ２を基に画像処理部２００４から出力される映像信号（輝度信号）Ｄoutに基づいて、Ｘドライバ２０５１およびＹドライバ２０５２から各画素へ駆動電圧（画素印加電圧）が供給され、これによりバックライト部２００３からの照明光が液晶表示パネル２００２により変調され、表示光として液晶表示パネル２００２から出力される。このようにして、映像信号Ｄinに基づく表示光により、映像表示がなされる。【０１５１】
次に、図２４〜図３４を参照して、本発明の特徴的部分の１つである、オーバードライブ処理部２０４５の動作について詳細に説明する。ここで図３４（Ａ）〜（Ｃ）は、画面上の各位置における映像信号Ｄ２（Ｄ２（２−０），Ｄ２（１−１），Ｄ２（２−１））の時間変化をサブフレーム期間ごとに表したものである。【０１５２】
本実施の形態のオーバードライブ処理部２０４５では、まず、状態遷移判定部２４５１において、変換領域検出部２０４３から供給される検出合成結果信号ＤＣＴに基づき、例えば図２８に示したような複数の状態遷移モードが設定されている場合において、Ｎ／Ｄ遷移（図中のＮ／ＤＬ遷移Ｍ２またはＮ／ＤＨ遷移Ｍ４）、Ｄ／Ｌ遷移（図中のＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１またはＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３）、Ｄ／Ｄ遷移（図中のＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５またはＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６）およびＮ／Ｎ遷移（図中のＮ／Ｎ遷移Ｍ７）の間での４つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているのかが画素ごとに判定され、これにより判定結果を示す判定信号Ｊout1が出力される。一方、Ｈ／Ｌ判定部２４５２では、選択出力部２４４３から選択信号ＨＬを取得することにより、適応階調変換を行う際の映像信号が高輝度状態（ＤＨ状態）および低輝度状態（ＤＬ状態）のうちのどちらの状態にあるのかが画素ごとに判定され、これにより判定信号Ｊout2が出力される。【０１５３】
次に、オーバードライブ補正部２４５３内の各ＬＵＴ処理部２７１１〜２７１４，２７２１，２７２２，２７２３では、適応階調変換前のもとの映像信号Ｄ１および適応階調変換後の映像信号Ｄ２のうちの少なくとも一方が現在とその直前の２サブフレーム期間分供給され、それらの映像信号が各状態遷移モードに応じて設定されたＬＵＴ（図３１参照）に適用されることにより、各状態遷移モードの際に付加すべきオーバードライブ量ＯＤ１〜ＯＤ７がそれぞれ出力される。【０１５４】
次に、セレクタ２０７４では、状態遷移判定部２４５１から供給される判定信号Ｊout1およびＨ／Ｌ判定部２４５２から供給される判定信号Ｊout2が、例えば図３３に示したような真理値表２０９２に適用されることにより、７つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードにあるのかが最終判定され、これにより各ＬＵＴ処理部から出力されるオーバードライブ量ＯＤ１〜ＯＤ７のうち、最終判定された状態遷移モードに対応する１つのオーバーシュート量が、付加すべきオーバードライブ量ＯＤoutとして選択出力される。具体的には、判定信号Ｊout1が「Ｎ／Ｄ遷移」である旨を示している場合、判定信号Ｊout2が「Ｌ」のときは「Ｎ／ＤＬ遷移」であると最終判定される一方、判定信号Ｊout2が「Ｈ」のときは「Ｎ／ＤＨ遷移」であると最終判定される。また、判定信号Ｊout1が「Ｄ／Ｎ遷移」である旨を示している場合、判定信号Ｊout2が「Ｌ」のときは「ＤＬ／Ｎ遷移」であると最終判定される一方、判定信号Ｊout2が「Ｈ」のときは「ＤＨ／Ｎ遷移」であると最終判定される。また、判定信号Ｊout1が「Ｄ／Ｄ遷移」である旨を示している場合、現在の判定信号Ｊout2が「Ｌ」のときは「ＤＨ／ＤＬ遷移」であると最終判定される一方、現在の判定信号Ｊout2が「Ｈ」のときは「ＤＬ／ＤＨ遷移」であると最終判定される。また、判定信号Ｊout1が「Ｎ／Ｎ遷移」である旨を示している場合、判定信号Ｊout2の値によらず、「Ｎ／Ｎ遷移」であると最終判定される。【０１５５】
次に、オーバードライブ付加部２０７５では、階調変換部２０４４から供給される適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対し、セレクタ２０７４から選択出力されるオーバードライブ量ＯＤoutが画素単位で付加され、これにより映像信号Ｄoutが出力される。そしてこのオーバードライブ量ＯＤout付加後の映像信号Ｄoutは、映像メモリ２０６２およびタイミング制御部２０６１へ供給され、これによりオーバードライブ量ＯＤoutに基づくオーバードライブが液晶表示パネル２００２内の各画素単位でなされる。【０１５６】
したがって、例えば図３４（Ａ）〜（Ｃ）に示した映像信号Ｄ２（２−０），Ｄ２（１−１），Ｄ２（２−１）のように、サブフレーム期間ごとに動画像のエッジ領域（図中の「ＤＬ状態領域」や「ＤＨ状態領域」のことであり、変換領域検出部２０４３において変換領域として検出された画像領域）が画面上で移動していくような場合を考えると、図中に示したように、ＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１、Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７の７つの状態遷移モードが出現しているが、それらの状態遷移モードに応じて画素単位で適切なオーバードライブがなされる（図２９参照）ため、例えば図２９（Ａ），（Ｂ）中の矢印Ｐ２０１３，Ｐ２０２３で示したように、各画素において液晶の動画応答性がより向上することになる。【０１５７】
このようにして本実施の形態の画像処理部２００４では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間が複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割されて映像信号Ｄ１にフレームレート変換されると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報およびエッジ情報が画素ごとに検出される。そしてこの映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値が保たれつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるよう、選択的な適応階調変換が行われる。このように所定の閾値よりも動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが大きい画素領域（検出領域）の映像信号に対して選択的に適応階調変換がなされるため、この検出領域では擬似的なインパルス駆動によって動画応答性が向上する一方、検出領域以外の画素領域では通常駆動によってフリッカ感が低減する。したがって、従来のように全画素領域の映像信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、高い動画応答性が保たれつつフリッカ感が低減する。【０１５８】
また、オーバードライブ補正部２４５３において、７つの状態遷移モード（ＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１、Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７）のうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているかが画素単位で逐次判定されると共に、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量ＯＤoutが適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対して画素単位で付加されるため、状態遷移モードに応じた適切なオーバードライブ量の付加が可能となる。【０１５９】
以上のように本実施の形態では、入力映像信号Ｄinの単位フレーム期間を複数のサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に分割して映像信号Ｄ１にフレームレート変換すると共に、この映像信号Ｄ１の動き情報およびエッジ情報を画素ごとに検出し、この映像信号Ｄ１のうちの所定の閾値よりも大きい動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤが検出された画素領域（検出領域）の映像信号に対し、単位フレーム期間内の輝度の時間積分値を保ちつつ高輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ１）と低輝度期間（サブフレーム期間ＳＦ２）とが単位フレーム期間内で各サブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２に割り当てられることとなるように選択的に適応階調変換を行うようにしたので、擬似的なインパルス駆動によって動画応答性を向上させることができると共に、従来のように全画素領域の輝度信号に対して適応階調変換を行う場合と比べ、フリッカ感を低減することが可能となる。また、７つの状態遷移モードのうちのどの状態遷移モードに移行しようとしているかを画素単位で逐次判定すると共に、判定された状態遷移モードに応じたオーバードライブ量ＯＤoutを適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対して画素単位で付加するようにしたので、状態遷移モードに応じた適切なオーバードライブ量を付加することができ、状態遷移モードによらずに最適なオーバードライブを行うことが可能となる。よって、フリッカ感を低減しつつ動画応答性を効果的に向上させることが可能となる。【０１６０】
また、各状態遷移モードごとに、サブフレーム間の映像信号の階調レベル差と付加すべきオーバードライブ量ＯＤとを関連付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を予め用意しておくと共に、判定された状態遷移モードに応じて各ＬＵＴにより規定されるオーバードライブ量ＯＤ１〜ＯＤ７のうちから１つを選択することによって応階調変換後の映像信号に対して付加するオーバードライブ量ＯＤoutを決定するようにしたので、簡易に適切なオーバードライブ量を決定することが可能となる。【０１６１】
以上、第４の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。【０１６２】
例えば、上記第４の実施の形態では、複数の状態遷移モードとして７つの状態遷移モード（ＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１、Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７）が設定されている場合について説明したが、状態遷移モードの数はこれには限られず、例えば図３５に示したように、複数の状態遷移モードとして５つの状態遷移モード（Ｎ／ＤＬ遷移Ｍ２、ＤＨ／Ｎ遷移Ｍ３、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７）が設定されているようにしたり、例えば図３６に示したように、複数の状態遷移モードとして他の組み合わせによる５つの状態遷移モード（ＤＬ／Ｎ遷移Ｍ１、Ｎ／ＤＨ遷移Ｍ４、ＤＨ／ＤＬ遷移Ｍ５、ＤＬ／ＤＨ遷移Ｍ６およびＮ／Ｎ遷移Ｍ７）が設定されているようにしてもよい。これらのように構成した場合、上記第４の実施の形態と比べて状態遷移モードの数が２つ減ることになるため、上記第４の実施の形態と比べてオーバードライブ処理部２０４５の構成を簡略化することが可能となると共に、オーバードライブ処理部２０４５での処理負担も軽減することが可能となる。なお、これらの場合、例えば図３４に示した動画エッジ領域の画面上の移動は、図３５の場合では例えば図３７に示したような移動となり、図３６の場合では例えば図３８に示したような移動となる。すなわち、一部のサブフレーム間（図３７の場合では映像信号Ｄ２（２−０），Ｄ２（１−１）が示すサブフレーム間、図３８の場合では映像信号Ｄ２（１−１），Ｄ２（２−１）が示すサブフレーム間）での動画エッジ領域の移動を制限するようにすればよい。【０１６３】
また、上記第４の実施の形態では、各状態遷移モードごとにサブフレーム間の映像信号の階調レベル差と付加すべきオーバードライブ量ＯＤとを関連付けたＬＵＴを設ける共に、判定された状態遷移モードに応じて各ＬＵＴにより規定されるオーバードライブ量ＯＤ１〜ＯＤ７のうちから１つを選択することにより、適応階調変換後の映像信号Ｄ２に対して付加するオーバードライブ量ＯＤoutを決定する場合について説明したが、例えば、各状態遷移モードごとに、サブフレーム間の映像信号の階調レベル差とオーバードライブ量付加後の映像信号Ｄoutの階調レベルとを関連付けたＬＵＴを設けると共に、判定された状態遷移モードに応じて各ＬＵＴにより規定されるオーバードライブ量付加後の輝度信号Ｄoutの階調レベルのうちから１つを選択することにより、適応階調変換後の映像信号に対して付加するオーバードライブ量を決定するようにしてもよい。このように構成した場合、セレクタ２０７４から選択出力される信号がそのままオーバードライブ量付加後の映像信号Ｄoutとなるため、オーバードライブ付加部２０７５が不要となり、上記第４の実施の形態と比べて装置構成を簡略化することが可能となる。【０１６４】
また、上記第４の実施の形態では、記実施の形態では、動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの両方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにした場合で説明したが、より一般的には、動き情報ＭＤおよびエッジ情報ＥＤの少なくとも一方が所定の閾値よりも大きい画素領域を、変換処理領域（検出領域）として選択的に適応階調変換を行うようにしてもよい。【０１６５】
また、上記第４の実施の形態では、１つの単位フレーム期間を２つのサブフレーム期間ＳＦ１，ＳＦ２によって構成した場合について説明したが、フレームレート変換部２０４１が、１つの単位フレーム期間が３つ以上のサブフレーム期間によって構成されるようにフレームレート変換を行うようにしてもよい。【０１６６】
さらに、上記第４の実施の形態では、画像表示装置の一例として、液晶表示パネル２００２およびバックライト部２００３を有する液晶表示装置２００１について説明したが、本発明の画像処理装置は、他の画像表示装置、すなわち、例えばプラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）やＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置にも適用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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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