(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波画像を得るために入力画像に対してローパスフィルタ処理をするフィルタ手段と、
前記ローパスフィルタ処理によって得られた前記低周波画像に対して所定の比率を乗じる乗算手段と、
前記乗算手段により前記所定の比率が乗じられた乗算済み低周波画像を前記入力画像から減算することで高周波画像を得る減算手段と、
前記乗算済み低周波画像及び前記高周波画像をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記乗算手段により前記所定の比率が乗じられた前記乗算済み低周波画像と、前記減算手段により得られた前記高周波画像とを前記記憶手段から交互に読み出して表示する表示手段と、
前記表示手段での表示により知覚されるフリッカのレベルが、前記入力画像をフィルム映画として上映した場合に知覚されるフリッカのレベルになるように、前記低周波画像に対して乗算する前記所定の比率を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記表示手段の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率、及び、前記フィルム映画の上映時における発光期間と非発光期間との長さに応じた比率に基づいて、前記所定の比率を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記所定の比率をα、前記表示手段の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt、前記フィルム映画の上映時の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt0とした場合に、
(1-2α)*(0.5/Dt)*SIN(π*Dt)/SIN(π*Dt0)=1
を満たすαの値を前記所定の比率として決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
視聴環境の明るさを検出する環境光センサと、
前記環境光センサにより検出された視聴環境の明るさに基づいて前記所定の比率を補正する補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
ユーザと前記画像表示装置との距離を検出する距離センサと、
前記距離センサにより検出された距離に基づいて前記所定の比率を補正する補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
ユーザがフリッカの強弱を示すフリッカ値を指定するためのユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェースを介して指示された前記フリッカ値に基づいて前記所定の比率を補正する補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
画像表示装置の制御方法であって、
低周波画像を得るために入力画像に対してローパスフィルタ処理をするフィルタ工程と、
前記ローパスフィルタ処理によって得られた前記低周波画像に対して所定の比率を乗じる乗算工程と、
前記乗算工程により前記所定の比率が乗じられた乗算済み低周波画像を前記入力画像から減算することで高周波画像を得る減算工程と、
前記乗算済み低周波画像及び前記高周波画像をそれぞれ一時的に記憶手段に記憶させる記憶工程と、
前記乗算工程により前記所定の比率が乗じられた前記乗算済み低周波画像と、前記減算工程により得られた前記高周波画像とを前記記憶手段から交互に読み出して表示手段で表示させる表示工程と、
前記表示工程での表示により知覚されるフリッカのレベルが、前記入力画像をフィルム映画として上映した場合に知覚されるフリッカのレベルになるように、前記低周波画像に対して乗算する前記所定の比率を決定する決定工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記決定工程は、前記表示工程の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率、及び、前記フィルム映画の上映時の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率に基づいて、前記所定の比率を決定することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記決定工程は、前記所定の比率をα、前記表示手段の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt、前記フィルム映画の上映時の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt0とした場合に、
(1-2α)*(0.5/Dt)*SIN(π*Dt)/SIN(π*Dt0)=1
を満たすαの値を前記所定の比率として決定することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
低周波画像を得るために入力画像に対してローパスフィルタ処理をするフィルタ手順と、
前記ローパスフィルタ処理によって得られた前記低周波画像に対して所定の比率を乗じる乗算手順と、
前記乗算手順により前記所定の比率が乗じられた乗算済み低周波画像を前記入力画像から減算することで高周波画像を得る減算手順と、
前記乗算済み低周波画像及び前記高周波画像をそれぞれ一時的に記憶手段に記憶させる記憶手順と、
前記乗算手順により前記所定の比率が乗じられた前記乗算済み低周波画像と、前記減算手順により得られた前記高周波画像とを前記記憶手段から交互に読み出して表示手段で表示させる表示手順と、
前記表示手順での表示により知覚されるフリッカのレベルが、前記入力画像をフィルム映画として上映した場合に知覚されるフリッカのレベルになるように、前記低周波画像に対して乗算する前記所定の比率を決定する決定手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
前記決定手順は、前記表示手順の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率、及び、前記フィルム映画の上映時の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率に基づいて、前記所定の比率を決定することを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記決定手順は、前記所定の比率をα、前記表示手段の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt、前記フィルム映画の上映時の発光期間と非発光期間との長さに応じた比率をDt0とした場合に、
(1-2α)*(0.5/Dt)*SIN(π*Dt)/SIN(π*Dt0)=1
を満たすαの値を前記所定の比率として決定することを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像のフリッカを適切に制御するための画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの映画コンテンツはフレーム周波数24Hzで製作されている。しかしながら、この映画コンテンツをそのまま24Hz周期で表示すると、この24Hzと同じ周期の点滅すなわち24Hzのフリッカが非常に強く感じられ、映像の品位を損なうとともに疲労感を伴う。
【０００３】
このため、従来よりフィルム上の同フレームに対して、等間隔で２回ずつ投影光を当てることにより同一画像が等間隔で２回ずつ表示され、かつ、その２回の表示が等間隔になるよう表示されるので、その結果、48Hz周期の映像表示が得られる。
【０００４】
これらの動作は、いわゆるGENEVAメカニズムによって実現される。GENEVAメカニズムは、フレームごとに一旦停止するフィルム送りと、それに同期した、+2回点灯用の円盤シャッターにより構成されている（例えば特許文献１，２）。これにより、上記24Hzのフリッカは観測されなくなる。
【０００５】
一方、その代わりに48Hzのフリッカが新たに感じられるようになる。24Hzのフリッカをなくして48Hzのフリッカとすることにより、視聴者の疲労感や苦痛は大幅に改善されているが、48Hzのフリッカがまだ残されていることおり、それをほとんどの人が認知していることも事実である。
【０００６】
さて、一方、テレビ放送を映すことを主目的とした電子ディスプレイは、テレビ放送のフレーム周波数に表示のフレーム周波数を合わせることを前提として進化してきた。すなわちNTSCを採用している地域ではフレーム周波数は60Hzであり、PAL/SECAMを採用している地域では50Hzである。
【０００７】
ここで、映画コンテンツをテレビ方法で送る場合、映画コンテンツの多くは24Hzであるため、フレーム周波数が異なり、うまく行かない。これを解消するために、例えばNTSC地域では、24Hzの周期の映像を、3-2プルダウンという方法で、60Hz周期の映像に置き換えて放送し、そのまま60Hz周期の電子ディスプレイで表示するということが行われている。
【０００８】
さらに、DVDやVideoCDなどにおいても、この3-2プルダウンした映像を供給し、これを電子ディスプレイで60Hz周期の画像として表示している。
【０００９】
一方、近年、24Hzの映画の雰囲気をそのまま伝えるために、24Hz周期を前提に作成された、DVD、ブルーレイディスクなどもある。この方法によれば、映像情報として供給する際に、3-2プルダウンしたものを提供するよりも24Hzの原映像を提供し再生時に3-2プルダウンする方が記録メディアとしての保存効率がよい。さらに、この方法は、24Hzのコンテンツを24Hzのままで再現する（実際には映画館におけるのと同じように48Hz化して再現する）ときに適している。
【００１０】
本発明は、後者のように24Hzのコンテンツを48Hz化して電子ディスプレイで表示する際に、映画館において映写機で表示する場合とできるだけ近い雰囲気で表示するための手法を提案するものである。
【００１１】
従来、この種の方法には例えば次のようなものがある。
（１）ホールド型の液晶ディスプレイなどでは、24Hzのフレームレートで24Hzの映画コンテンツをそのまま表示する。
（２）例えば、インパルス型では、24Hzを単純に倍速化してフレームレート48Hzで表示する。
（３）単純に４倍速化してフレームレート96Hzで表示する。
以下では、これらをそれぞれ、従来表示方法（１）、（２）、（３）と表現する。
【００１２】
しかしながら、通常であれば弊害であるようなフリッカや２重像は、古くから、いわゆるフィルム映画の表示方法としてすでに定着し、その弊害そのものが映画の雰囲気として、視聴者に受け入れられている状況である。また、このような表現を考慮したうえで映像が創造されている場合もある。
【００１３】
このような背景によって、フリッカや２重像を適切に再現する手法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６１８３０８７号
【特許文献２】米国特許第６５１３９３２号
【特許文献３】特開２００２−３５１３８２号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０２２７２４９号
【特許文献５】特開２００６−１８４８９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述の従来表示方法（１）、（２）、（３）では、映画館におけるフィルム映画上映と必ずしも同じ雰囲気で表示することはできない。ここで言う同じ雰囲気とは、先に述べた48Hzフリッカが適度に再現できるか、追従視を行った場合の２重像を映画らしく再現できるかということである。
【００１６】
また、映画らしい適度なフリッカを、例えば映画館とはスクリーンサイズ、画角、周辺の明るさなどが異なる一般の視聴環境（リビングルーム等）で再現するためには、少なくともフリッカレベルを画像処理で調整変更する必要がある。
【００１７】
従来表示方法（１）では、24Hzフリッカ、48Hzフリッカともに、基本的に発生しないか、あるいは非常に少ない。従って、映画館の雰囲気を適度に再現しているとは言えない。
【００１８】
従来表示方法（２）では、単純倍速して48Hzで表示するという点では映画館で投影する場合と同じである。しかしながら、映画館での上映では表示デューティは上述したように50％程度であるにもかかわらず、インパルス型では例えば10％以下であることなども多い。このような場合、例えば平均的な輝度が同じになるように振幅を調整した場合に、48Hz基本波成分の振幅は50％の場合に比べて1.5倍以上の大きさになり、48Hzのフリッカは同じく1.5倍以上になる。すなわち、従来表示方法（２）では、48Hzのフリッカが大きすぎて映画館の雰囲気を再現しているとは言えない。
【００１９】
従来表示方法（３）では、フレームレートを96Hzとし、フリッカの周波数成分を人間の目で検知できる範囲外に追い出している。このためフリッカはまったく感じられなくなる。これは一般的には歓迎すべきことではあるが、映画館のフリッカ感を再現するという意味では、不適切である。また、単純に４倍速化しているので、追従視した場合に、映画館における表示のように２重像が見えるのではなく、４重像が見えることとなる。これも映画館の上映の雰囲気を再現するという意味では不適切である。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、映画館とは異なった環境においても、映画館で上映されるフィルム映画と同じ雰囲気の映像を再現できる画像表示装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一側面によれば、低周波画像を得るために入力画像に対してローパスフィルタ処理をするフィルタ手段と、前記ローパスフィルタ処理によって得られた前記低周波画像に対して所定の比率を乗じる乗算手段と、前記乗算手段により前記所定の比率が乗じられた乗算済み低周波画像を前記入力画像から減算することで高周波画像を得る減算手段と、前記乗算済み低周波画像及び前記高周波画像をそれぞれ記憶する記憶手段と、前記乗算手段により前記所定の比率が乗じられた前記乗算済み低周波画像と、前記減算手段により得られた前記高周波画像とを前記記憶手段から交互に読み出して表示する表示手段と、前記表示手段での表示により知覚されるフリッカのレベルが、前記入力画像をフィルム映画として上映した場合に知覚されるフリッカのレベルになるように、前記低周波画像に対して乗算する前記所定の比率を決定する決定手段とを備えることを特徴とする画像表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、映画館とは異なった環境においても、映画館で上映する場合と同じようなフリッカ感、又は同じような追従視に伴う２重像を再現することができる。すなわち、映画館で上映されるフィルム映画と同じ雰囲気の映像を提供することができる。あるいは、映画館において電子ディスプレイを用いる場合（すなわちデジタルシネマ）においても、フィルム映画を映写する場合に近い雰囲気の映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態における画像表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】従来の映画上映に用いられるシャッターの構成を示す図。
【図３】ジニーバ・メカニズムによって投影される場合の表示波形の例を示す図。
【図４】インパルス型で倍速表示(48Hz表示)する場合の表示波形の例を示す図。
【図５】インパルス型で４倍速駆動(96Hz表示)する場合の表示波形の例を示す図。
【図６】実施形態における表示波形の例を示す図。
【図７】（ａ）は48Hzフリッカ相対強度の特性を示す図、（ｂ）は１-αと｜Fnd_s_relative｜の関係を示す図。
【図８】実施形態におけるフリッカ制御回路の構成を示すブロック図。
【図９】実施形態におけるフリッカ制御回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１０】実施形態における表示波形の例を示す図。
【図１１】実施形態におけるフリッカ制御回路の構成を示すブロック図。
【図１２】実施形態における表示波形の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決手段として必須のものであるとは限らない。
【００２５】
（第１実施形態）
＜画像表示装置の構成＞
図１は、本実施形態における画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、10は映像入力部、100はフリッカ制御回路である。12は処理対象となる画像の処理結果とＯＳＤを合成する画像合成部である。13は表示部であり、例えばインパルス型表示装置である。
【００２６】
14はＣＰＵである。19は表示部13が設置されている環境の明るさを検出する環境光センサである。20はユーザと表示部13との距離を検出する距離センサである。18はリモコン等のユーザインタフェース（ユーザＩＦ）である。状態メモリ15は、ユーザがユーザＩＦ18を介して設定した設定情報と、環境光センサ19及び距離センサ20の検出値を記憶する。初期状態メモリ16は、環境光レベル及び距離の初期状態、並びに計算処理のためのコード等を記憶している。グラフィックメモリ17は、ＯＳＤとして表示する画像を制御するグラフィックメモリである。
【００２７】
ユーザは、表示部13に表示される画像の状態を見て、パラメータを変更するための操作をユーザＩＦ18を介して行うことができる。
【００２８】
ＣＰＵ14は、例えば、環境光センサ19によって得られる環境光レベル、距離センサ20によって得られる視聴距離情報、によって、フリッカを制御するパラメータを決定し、フリッカ制御回路100を制御する。この他、ユーザＩＦ18によって得られるユーザの意図、初期状態メモリ16に保存されている画面サイズ情報等によって制御することもできる。
【００２９】
＜従来のフィルム映画の表示方法＞
本実施形態の画像処理を説明する前に、映画館でフィルム映画のコンテンツを上映する際に、従来はどのような表示条件でなされているかを説明しておく。
【００３０】
多くの映画コンテンツはフレーム周波数24Hzで製作されている。
【００３１】
しかしながら、この映画コンテンツをそのまま24Hz周期で表示すると、24Hz周期の点滅すなわち24Hzのフリッカが非常に強く感じられ、映像の品位を損なうとともに疲労感を伴う。
【００３２】
このため、従来よりフィルム上の同一画像に対して、等間隔で２回ずつ投影光を当てる。このようにすることにより、同一画像が等間隔で２回ずつ表示され、その結果48Hz周期の表示となる。
【００３３】
ジニーバ・メカニズム（GENEVA MECHANISM）によるフィルムの間欠送りと、それに同期した開口と遮光を２周期行うように作られた円盤シャッターにより、このような動作が実現される（特許文献１，２）。
【００３４】
このようにすることにより24Hzのフリッカは観測されなくなる。一方、その代わりに48Hzのフリッカが新たに感じられるようになる。24Hzのフリッカを無くして48Hzのフリッカとすることにより、視聴者の疲労感や苦痛は大幅に改善されている。
【００３５】
ジニーバ・メカニズムにおいては、まずモータの回転力がカムを介してスターホイールに伝達される。スターホイールによって回転運動は所定の間欠的な回転運動に変換される。この間欠的な回転運動をスプロケットに伝えることにより、映画用のフィルムを間欠的に送ることができる。
【００３６】
また、この間欠的なフィルム送りに同期して、投影光を遮光する円盤によって投影光のシャッターが切られる。シャッターによって投影光が遮光されている間にフィルムが送られる。逆に、フィルムが静止しているときにシャッターが開き、フレームごとにフィルムに焼き付けられた画像が投影される。フィルムが一回、間欠送りされる間に２回ずつ全体として等間隔なタイミングになるようにシャッターが開くことにより、48Hzの同一画像二回表示、すなわち単純倍速表示が実現される。
【００３７】
シャッターは図２に示すような円盤で構成され、この円盤は1/24秒で一回転する。この円盤には、図示のように、点対称な形で２箇所にスリット状の開口部（窓部）が形成されている。開口部の角度はそれぞれ全角度の約1/4すなわち（約90度）である。
【００３８】
このような、円盤をシャッターとして用いることにより、投影光は1/24秒ごとに等間隔で２回すなわち、48Hzで投光される。また、この投光時間のデューティは約50％である。
【００３９】
図２は、窓部が投影光通過部分に差し掛かった直後を表している。すなわち、図２は、１つの投光パルスの先頭部分にくる瞬間の回転位置を表している。
【００４０】
このように48Hz周期で点灯するような表示をするので、48Hzのフリッカが観測される。また、単純倍速表示であるので動いている部分を追従視すると２重像が観測される。
【００４１】
しかしながら、通常であれば弊害であるような、48Hzのフリッカ、あるいは、動いている部分を追従視するときの２重像は、古くから、いわゆるフィルム映画の表示方法としてすでに定着している。そして、その容認の範囲内の弊害そのものが映画の雰囲気として、視聴者に受け入れられている状況である。また、このような表現をすることを前提としてフィルム映画のコンテンツが創作されている場合もある。
【００４２】
このような背景を鑑み、本発明は、あえて、従来の映画館で表現されていた倍速周波数（48Hz）のフリッカ感や２重像を、家庭やデジタルシアターにおける電子ディスプレイにおいて適切に再現する手法を提案する。
【００４３】
＜フリッカの制御方法＞
以下、図３乃至図６を用いて本実施形態におけるフリッカの制御方法を説明する。図３乃至図６において、それぞれ縦軸は光強度（または、それに対応する信号強度）、横軸は時間を表す。
【００４４】
図３はジニーバ・メカニズムによって投影される場合、図４はインパルス型で倍速表示(48Hz表示)する場合、図５はインパルス型で４倍速駆動(96Hz表示)する場合、の表示波形を示している。図６（ａ）、図６（ｂ）は本実施形態の画像処理後の表示波形を示す。
【００４５】
図３において、光の振幅をA0、１回のパルス幅の時間をTp0、表示デューティをDt0とする。表示デューティDt0は次式で表される。
【００４６】
Dt0=Tp0*2/T24          （式0-0）
ただし、T24は1/24秒を意味する。
【００４７】
図４において、光の振幅をA1、１回のパルス幅の時間をTp1、表示デューティをDt1とする。表示デューティDt0は次式で表される。
【００４８】
Dt1=Tp1*2/T24          （式0-1）
【００４９】
図５において、光の振幅をA2、１回のパルス幅の時間をTp2とする。図６（ａ）において、光の振幅をAs、１回のパルス幅の時間をTpsとする。また、図６（ｂ）において、光の振幅を｜ΔL｜（ ＝｜L1 − L2｜）、１回のパルス幅の時間をTps、表示デューティをDtsとする。表示デューティDtsは次式で表される。
【００５０】
Dts=Tps*2/T24          （式0-3）
【００５１】
また、本実施形態では、
Tps=Tp1=Tp2          （式0-4）
Dts=Dt1              （式0-5）
とする。
【００５２】
図６（ｃ）は、図３、図４、図５の場合を一般化した表示波形を示す。光の振幅をA、１回のパルス幅の時間をTp、表示デューティをDtとする。表示デューティDtは次式で表される。
【００５３】
Dt=Tp*2/T24          （式0-6）
【００５４】
図３は、一般に映画館でフィルム映画コンテンツが上映される場合の表示の仕方、すなわち光強度の変化を示している。上述のように、多くの場合、フィルム映画を上映する場合の表示デューティは50％前後であるので、本実施形態（図３の例）ではデューティを50％とする。このとき、この投影における48Hz成分の振幅（peak to peak）は投影の光強度の振幅をA0とすると、A0*4/πである。
【００５５】
本発明は、図３に示すような表示の仕方と同じフリッカ感と追従視時の同じ２重像感を再現する方法を提案するものである。
【００５６】
まず、図３に示す、従来の映画館における表示方法は、上述のように、多くの場合デューティが50％前後である。図３の破線は、この表示方法の基本波成分すなわち48Hz成分を示す。この48Hz成分が48Hzフリッカ量を表し、映画館のフリッカ感を定量的に表すと考えてよい。
【００５７】
図３における48Hz基本波成分の振幅を｜Fnd_0｜と表現し、Dt0＝0.5とすると、該振幅は次式で表される。
【００５８】
｜Fnd_0｜＝A0*4/π          （式1-1）
【００５９】
以下、それぞれの場合の48Hz基本波成分をFnd＊＊と表す。
【００６０】
図４は、インパルス型で図３と同様に元の信号を単純倍速化して48Hzで２回表示した場合である。これは上述した従来表示方法（２）である。この場合の48Hzの基本波成分を｜Fnd_1｜とすると、｜Fnd_1｜は｜Fnd_0｜の1.56倍程度になる、すなわち図３の場合に比べてフリッカ量が大である。
【００６１】
図５は、インパルス型で単純に４倍速化してフレームレート96Hzで表示する場合である。この場合、48Hzのフリッカはほぼゼロになるため、映画館の48Hzフリッカを再現するという意味では不適切である。なお、この場合フリッカの基本波は96Hzになるが、人間の目は96Hzの点滅には応答できないので実質的にフリッカは実感されなくなる。また、追従視する場合に２重像は見えなくなり、そのかわりの多重像として４重像が見えるようになる。この面でも映画館の上映方法の再現としては必ずしも適切ではない。
【００６２】
図６（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態による表示波形である。本発明は、上記した特許文献３乃至５等の技術の改良である。これらの技術を「空間周波数分離サブフレーム配分方式」と称する。あるいは、省略して「空間周波数分離方式」とも称す。
【００６３】
「空間周波数分離方式」では、入力画像データＡを低周波成分画像データＬと高周波成分画像データＨに分離する。そして、それを基に高周波強調画像ＳＨ＝Ａ+Ｈ＝Ｈ+Ｌ/2、高周波成分抑圧画像ＳＬ＝Ｌ/2を作成する。そしてこれらをサブフレームごとに交互に表示することにより、元の画像はそのまま再現し、かつ、フリッカの抑圧と動きぼけ（ホールド型）ないし２重ぼけ（インパルス型）の改善を両立する。
【００６４】
「空間周波数分離方式」でフリッカを完全に抑圧するためには、ＳＨに含まれる低周波成分とＳＬが含む低周波成分を同じレベルにすればよい。また、この２つの低周波成分レベルの比率を意図的に変えることにより、他の画質の変化なしに意図したフリッカを実現することができる。
【００６５】
以下、図６（ａ）に示すように、第１サブフレーム（高周波強調画像SH）の低周波成分をＬ1、第２サブフレーム（高周波抑圧画像SL）の低周波成分をＬ2とする。フリッカに関与するのは、主として空間的低周波成分であるので、まずLの値の変動のみで決まると考えてよい。すなわち、Lの値の変動によって、図６（ａ）のフリッカの48Hz基本波波成分の大きさ｜Fnd_s｜が決まると考えてよい。
【００６６】
｜Fnd_s｜を求めるには、図６（ｂ）のように、図６（ｂ）の、それぞれのパルスのLからＬ2を差し引いた波形すなわち、ΔL＝L1-L2が偶数番目にのみ存在する波形を考えればよい。
【００６７】
本発明では、Ｌ1とＬ2の関係（具体的にはL1-L2）を制御することにより、フリッカを制御し、図３に示す表示方法と同じフリッカを再現する。また、このフリッカ制御は２重像とは無関係に行うことができるため、例えばフリッカを大小させても２重像の様子は不変である。
【００６８】
さらに、フリッカ量の制御範囲は、最大が図４の場合であり、最小がゼロである。従って、その調整範囲の中に図３に等しい条件は必ず存在する。
【００６９】
＜フリッカ制御回路の構成と動作＞
図８は、本実施形態におけるフリッカ制御回路100の構成を示すブロック図である。フリッカ制御回路100は、従来の「空間周波数分離サブフレーム再配分方式」を改善したものである。
【００７０】
図８の上側の流れは、入力画像Ａから高周波強調画像ＳＨを作成する流れである。下側の流れは、入力画像Ａから低周波画像（高周波抑圧画像）ＳＬを作成する流れである。101は入力画像Ａから空間周波数を限定した低周波成分画像Ｌを得るためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。102は低周波成分画像に所定の比率αを乗じる乗算器である。103は乗算器102の出力を、入力画像から減算する減算器である。BUF104は、SHを一時的に記憶するバッファメモリである。BUF105は、SLを一時的に記憶するバッファメモリである。SW106はBUF104、BUF105からデータを所定のタイミングで読み出すためのスイッチである。
【００７１】
図９は、本実施形態におけるフリッカ制御回路100の動作を示すタイミングチャートである。SW106のタイミングにおけるT1、T2は同じ時間長であるとする。従って、フレーム周波数を24HzとするとSW106は48Hz周期で（すなわちT1+T2＝1/48秒）で切り替わることとなる。
【００７２】
本実施形態におけるフリッカ制御回路100は、乗算器102のゲインαの値を変えることにより外部制御される。図９において、Param_SETは、乗算器102にゲインのパラメータを設定するタイミングを表す。ReadAはフレームごとに入力画像Ａを読み出すタイミングを表す。Calc_SH_SLは、ＬＰＦ101、乗算器102、及び減算器103が演算を実行するタイミングを表している。Write_Buf_1_2は、ＳＨがＢＵＦ104に、ＳＬがＢＵＦ105に書き込まれるタイミングを表している。
【００７３】
図９のＳＷは図８のＳＷ106が切り替わるタイミングを表す。ＳＷ＝ＨｉｇｈのときＳＷ106は1）に側に接続され、ＳＷ＝ＬＯＷのとき0）の側に接続される。この接続によって、ＢＵＦ104、ＢＵＦ105のデータを交互に読み出して表示する表示制御が行われる。
【００７４】
これらの動作によりフリッカ制御回路100の出力はＳ1⇒Ｓ2⇒Ｓ3⇒Ｓ4の順で出力される。
【００７５】
このように構成することにより、下記の式2-1〜2-6で示される演算処理が実行される。
【００７６】
Ｌ＝ＬＰＦ（Ａ）        （式2-1）
ＳＨ＝Ａ-α*Ｌ          （式2-2）
ＳＬ＝αＬ              （式2-3）
Ａ＝Ｈ+Ｌ              （式2-4）
従って、
ＳＨ＝Ｈ+（1-α）Ｌ      （式2-5）
【００７７】
また、ＳＨの低周波成分L1とＳＬの低周波成分のL2との差ΔＬは、
ΔＬ＝（1-2*α）*Ｌ          （式2-6）
である。
【００７８】
例えば、α＝0.5のとき、ＳＨ＝Ｈ+0.5Ｌ、ＳＬ＝0.5Ｌ、ΔL＝0である。すなわちＳＨとＳＬの低周波成分は等しい値となり、フリッカは存在しない。また、α＝0のとき、SH＝H+L、SL＝0、ΔL＝Lとなり、フリッカは最大値となる。
【００７９】
＜表示デューティとフリッカ値の関係＞
次に、具体的なフリッカ制御量決定の方法を示す。
【００８０】
まず、図６（ｃ）のように、振幅がＡの矩形波で、表示デューティがDt=Tp*2/T24のとの基本波成分の振幅を、｜Fnd(A,Dt)｜とすると、フーリエ級数の公式より次式が成り立つ。
【００８１】
｜Fnd(A , Dt)｜ = A * 4/π* SIN(π * Dt)        （式3-1）
(  Dt＝Tp*2/T24  ）                          （式3-2)
【００８２】
式3-1に図３の場合（映画館の表示条件）を代入すると、図３の場合は、A＝A0、Dt0＝0.5なので、次式のようになる。
【００８３】
｜Fnd_0(A=A0, Dt=0.5)｜ ＝ A0 * 4/π * SIN(π* 0.5) = A0 * 4/π    （式3-3）
【００８４】
ここで、本発明においては、表示のデューティが異なっても輝度のレベルが同じになるように設定するのが前提である（すなわち、デューティが小さい場合にはその分、光強度の瞬時値は大きくなり、デューティが大きいときには小さくなる。）。具体的には、振幅Aがデューティに略反比例するようにする。例えば、常にデューティがDtの場合の振幅Aを図３の場合と同じ輝度になるように設定するには、Dt0 = 0.5であるから、次式のようになる。
【００８５】
A = A0 * ( Dt0 / Dt ) = A0 * ( 0.5 / Dt )        （式3-4）
【００８６】
すなわち、このような条件の下では、式3-1は次式にように置き換えることができる。
【００８７】
｜Fnd( Dt )｜ = A0 * ( 0.5 / Dt ) * 4/π* SIN(π * Dt )      （式3-5）
【００８８】
すなわち、輝度レベルを一定にすることにより、｜Fnd｜は、Dtによって一意に決まることとなる。
【００８９】
さらに、図３の場合に対する相対値として、
｜FND_relativ(Dt)｜ = ｜Fnd( Dt )｜ / ｜Fnd_0(A=A0, Dt=0.5)｜    （式3-6）
を定義すると、次式が得られる。
｜FND_relativ(Dt)｜ = (0.5/Dt) * SIN(π*Dt)      （式3-7）
【００９０】
式3-7は、光強度の振幅をデューティに反比例させた場合の、48Hzフリッカ相対強度をDtの関数として表現したものである。式3-7の特性を図７（ａ）に示す。
【００９１】
これに基づいて計算すると、図４のようなインパルス型で表示した場合に、図３の場合より相対的にフリッカレベルは大きくなる。多くのインパルス型の場合、Tp1=1msec以内である。従って、図４、図６（ａ）の場合の表示パルス幅を仮にTp＝0.5msとする。このとき、式3-2より次式が得られる。
【００９２】
Dt1＝(0.5msec)*2/(1/24 sec)=0.048        （式3-8）
【００９３】
これを式3-7にあてはめた場合を｜FND_1_relativ(Dt＝Dt1)｜とすると、
｜FND_1_relativ(Dt＝Dt1)｜＝1.565          （式3-9）
となる。すなわち、図３の場合に比べて図４の場合は、1.565倍のフリッカであることがわかる。
【００９４】
＜フリッカ制御量の決定1（基本的な制御量）＞
図６（ａ）に示した本実施形態における表示波形は、図４の場合と同じデバイスによる表示駆動を想定しており、表示のデューティは同じである（Tps ＝ Tp1）。
【００９５】
本実施形態では、図４のようなデューティで表示することで図３に比べ1.565倍に大きくなったフリッカ値を、図６（ａ）のような空間周波数分離方式におけるパラメータを適切な値にすることによって減少させ、図３の場合に近いものにする。
【００９６】
本実施形態による波形、図６（ａ）の｜Fnd_s｜は、先にも説明したように、図６（ｂ）の｜Fnd_s｜を求めるのと同じことである。
【００９７】
図６（ｂ）の元のレベル（図３、４のＡに相当）は、L1とL2との差ΔLの絶対値である。
【００９８】
フリッカを決定するのは主として低周波成分であるから、第１サブフレームと第２サブフレームの画像レベルの差として低周波成分レベルの差を用いても問題ない。すなわち図３、４の場合のＡの代わりに｜ΔL｜を用いる。ここで、L1=αL、L1+L2=L、ΔL = L1-L2、であるから、ΔLは次式で表される。
【００９９】
ΔL = (1-α)L-αL = (1-2α)L          （式3-11）
【０１００】
本発明においては、図６（ｂ）のような表示波形に対応して、αを制御することにより、図６（ａ）のFND値（Fnd_S）を図３の場合と同じにする。
【０１０１】
式3-1より、
｜Fnd_ｓ｜ = ｜ΔL｜ * 4/π* SIN(π * Dts )        （式3-12）
式3-11より、
｜Fnd_s｜ = (1-2α)L * 4/π* SIN(π * Dts)        （式3-13）
【０１０２】
また、式3-6と同様に、
｜FND_s_relative｜ = ｜Fnd_s｜/ ｜Fnd_0(A=A0, Dt=0.5)｜    （式3-14）
と定義すると、本実施形態においては、｜FND_s_relative｜ = 1であり、
｜FND_s_relative｜
= (1-2α)* L * 4/π* SIN(π* Dts) / (A0 * 4 /π)
= (1-2α)* L * SIN(π* Dts ) / A0                  （式3-14-2）
となる。
【０１０３】
式3-4は、Aと同様にLにも適用でき、L＝A0*(0.5/Dts)であるから、次式が得られる。
【０１０４】
｜FND_s_relative｜ = (1-2α)* (0.5/ Dts) * SIN(π* Dts)
【０１０５】
Dts=Dt1としているので、これは、
｜FND_s_relative｜= (1-2α)* (0.5/ Dt1) * SIN(π* Dt1)      （式3-15）
となる。
【０１０６】
上述より、Dt1=0.048のとき、(0.5/ Dt1) * SIN(π* Dt1)＝1.565であったから、
｜FND_s_relative｜ = (1-2α)* 1.565        （式3-16）
となる。
【０１０７】
ここで、FND_s_relative = 1になるようなαをα0とすると、
｜FND_s_relative｜ = (1-2α0) * 1.565 = 1
従って、
α0＝0.1805                                （式3-17）
L1 : L2 = １-α0：α ＝ 0.8195 : 0.1805      （式3-18）
である。
【０１０８】
従って、図６（ａ）の表示の仕方において、L1とL2の比率が、0.8195 : 0.1805 のときに、本実施形態の図６（ｂ）と図３とでフリッカが同じになる。
【０１０９】
再度、一般化して表現すると、L1:L2＝1-α：αとしたとき、
FND_s_relative = ｜Fnd_s｜/ ｜ Fnd_0(Dt0) ｜＝1、
すなわち、
(1-2α)*(0.5/Dt)* SIN(π* Dt)/ SIN(π*Dt0)=1        （式3-16）
を満足するようなαとDtの組み合わせであれば、FND_s_relativ＝1となる。
【０１１０】
＜フリッカの制御量の決定２（制御量の補正）＞
本実施形態では、フリッカ制御回路を図８に示したように構成し、式3-16を満たすようなαとDtの組み合わせによって、電子ディスプレイで映画館のフィルム映画のフリッカを再現できる。しかしながら、例えば映画館とリビングルームでは大きく環境が異なる。第１に周辺の明るさ、第２に画角の違いである。実際にはこれらの要因を考慮して補正を行わなければならない。
【０１１１】
まず、周辺の明るさの違いであるが、映画館においてはほぼ真っ暗な状態にて映画が上映される。一方、例えばリビングルームにおいては、通常何らかの光があり、一般的には映画館よりも耀と言える。従って、フリッカが等価になるような表示を行ってもフリッカ感は不足していて、いくらかフリッカを強くして表示する必要がある。本実施形態では、環境光センサ19を用いて視聴環境の明るさを検出しこれに応じてフリッカの制御量を制御することができる。
【０１１２】
次に、画角の違いである。映画館で推奨される画角は、多くの場合45度が推奨される。従って画角45度の位置が映画館では最も良い席とされ、また、コンテンツも概ねそれを前提に製作されている。一方、電子ディスプレイにおいては、例えば1920*1080のフルＨＤにおいては、3Ｈの視聴環境が推奨されている。このときの画角は約35度である、そのため、仮にこの距離で視聴する場合は、画角が小さくなり、フリッカを感じる度合いは小さくなる、従って、この点においても、少しフリッカを強めにして表示する必要がある。本実施形態では、距離センサ20を用いてユーザと表示部13との距離を検出しこれに応じてフリッカの制御量を制御することができる。
【０１１３】
さらに第３の補正要因として、電子ディスプレイの表示輝度の設定レベルがある。一般に設定レベルが大きい場合はフリッカは少なめに補正し、設定レベルが小さいときには大きめに設定する。
【０１１４】
さらに第４の補正要因として、個人差がある。本発明は、電子ディスプレイのフリッカ感を映画館の上映時のフリッカ感にあわせることが目的であるため、基本的に個人差は少ない。しかしながら、もともとフリッカに対する感受性が高い人は、フリッカを少なめにすることを望むであろうし、そのような感受性が低い人は、フリッカを多めにすることにより、映画館の上映に近いことをより強く実感する。本実施形態ではユーザはユーザＩＦ18を介してフリッカの強弱を示すフリッカ値を指定することができる。そして、フリッカ制御回路100はその指定に応じてフリッカの制御量を制御することができる。
【０１１５】
このため、もともとα0に設定すればよいと考えられたものを、上記４つの要因を考慮して新たにαを設定値とする。このとき、α0、α、及びそれぞれの要因は、次式のような関係となる。
【０１１６】
1-α =（1-α0）*(1+k1 * Env/Ldisp +k2*Ldisp+k3*AngleCinema/AngleDisp +k4*Prsnl)      （式４）
ここで、
Envは環境光レベル、Ldispは表示輝度設定レベルである。AngleDispは電子ディスプレイの画角を表すパラメータ、AngleCinemaは映画館での画角を表すパラメータである。Prsnlは個人の好みによる強弱を表すパラメータである。また、k1,k2,k3,k4は正の比例係数である。
【０１１７】
図７（ｂ）に、１-αと｜Fnd_s_relative｜の関係を示す。図中、四角印のプロット位置が、α＝α0、すなわち、上記補正を特に加えない条件であり、｜Fnd_s_relative｜＝１になる位置である。
【０１１８】
これに式４で表現されるような補正を加えることにより、αの値がα0に比較して大きくなったり小さくなったりする。すなわち、図７（ｂ）において、実際のαによって決まる位置が、矢印のように上側にシフトしたり、下側にシフトしたりする。
【０１１９】
これに伴って、FND_s_relativの値も上下に変わる。すなわち、これにより、電子ディスプレイにおける｜FND_s_relativ｜の値がそれぞれの環境の影響を含めて、映画の上映と同じフリッカ感が得られるような値に調整されることとなる。
【０１２０】
なお、本実施形態においては、偶数番目の信号と奇数番目の信号の順番を入れ替えてもその効果には差が無く、同一の効果が得られる。
【０１２１】
（第２実施形態）
第２実施形態は、ホールド型の場合である。図１０（ａ），（ｂ）に本実施形態による表示波形を示す。
【０１２２】
図１０（ａ）は第１実施形態における図６（ａ）に対応するものである。図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、第１サブフレームと第２サブフレームの時間長を同一にせず、第１サブフレームの時間長をより長く、第２サブフレームの時間長を短くしている。以下第１サブフレームの時間長の全体に対する比率すなわちデューティをDtH、第２サブフレームのそれをDtLと表現する。
【０１２３】
本実施形態における画像表示装置の全体構成、フリッカ制御回路の構成、フリッカ制御回路の動作タイミングは、第１実施形態と共通である（図１、図８、図９参照）。本実施形態では、図８に示したフリッカ制御回路からシーケンシャルに出力されるS1、S2、S3、S4を一旦バッファリングしてデバイスの駆動を行う。この際に、第１サブフレームと第２サブフレームの時間長が異なるような制御タイミングでデバイスを駆動する。それぞれの時間長の全体に対する比率が、デューティDtHないしデューティDtLである。
【０１２４】
なお、本実施形態は、DtH ＜ DtLの場合を例に説明するが、通常の倍速駆動、すなわちDtH＝DtLの場合でも本発明の効果は得られる。ただし、DtH ＜ DtLとした方がフリッカの最大値が大きくなるためフリッカの調整レンジが大きくなり本発明の効果がより明確になる。
【０１２５】
本実施形態も、第１実施形態と同様に、「空間周波数分離方式」を用いて第１サブフレームの低周波成分と第２サブフレームの低周波成分の比率を制御することにより、意図したレベルの48Hzフリッカを再現する。
【０１２６】
本実施形態においては、図１０（ａ）のＬ1とＬ2の関係を制御することにより、フリッカを制御し、図３に示す表示と同じフリッカを再現する（図１０（ｂ））。また、このフリッカ制御は第１実施形態と同様に２重像とは無関係に行うことができる、すなわちフリッカを大小変化させても２重像の様子は不変である。
【０１２７】
＜フリッカの調整レンジ＞
本実施形態におけるフリッカの調整レンジはDtH、DtLの比で決まる。以下、第１サブフレームの表示デューティがDtHのときの調整レンジを求める。
【０１２８】
所定のデューティのときに最もフリッカが大きくなるのは、第１の実施形態と同様、α＝1の場合である。このときの、光強度のすべてが、デューティDtHで第１サブフレームに配分される。
【０１２９】
従って、このときの48Hzの基本波成分は、式3-7にDt＝DtHを代入したものである。従って、次式が得られる。
【０１３０】
｜Fnd_4_relativ_MAX｜ = ( 0.5 / DtH ) * SIN(π * DtH)      （式5-1）
【０１３１】
ここで例えば、現実的な値として、DtH = 0.3とすると、次のようになる。
【０１３２】
｜Fnd_4_relativ_MAX｜ = (0.5 / 0.3) * SIN(π * 0.3)＝1.19    （式5-2）
【０１３３】
これが、相対的フリッカ値の最大値である。
【０１３４】
第１実施形態でも説明したように、αの値によって、相対的フリッカ値は調整可能であり、図７（ｂ）に示すように、α＝0のとき1-α＝1で最大値、すなわち式5-2の値であり、
｜Fnd_4_relativ｜＝｜Fnd_4_relativ_MAX｜＝1.19
となる。同様に図７（ｂ）に示すように、α＝0.5のとき1-α＝0.5で最小値、すなわち、
｜Fnd_4_relativ｜＝0
となる。
【０１３５】
このようにすることにより、αの値によって｜Fnd_4_relativ｜を 0〜1.19まで制御することができる。すなわち、フリッカのレベルとして、ゼロから図３の場合に比較して、その最大1.19倍までのフリッカを実現することができ、この範囲において第１実施形態と同様に式４で示すように、外部要因に基づく補正制御を行うことができる。
【０１３６】
なお、本実施形態においては、偶数番目の信号と奇数番目の信号の順番を入れ替えてもその効果には差が無く、同一の効果が得られる。
【０１３７】
（第３実施形態）
第３実施形態における画像表示装置の全体構成は、第１、第２実施形態と共通である（図１）。図１１に本実施形態のフリッカ制御回路のブロック図を示す。また、図１２に本実施形態による表示波形を示す。
【０１３８】
本実施形態においては、上述の「空間周波数分離方式」のような空間周波数に関する処理は行わない。図１２におけるS1,S2,S3,S4は、同一の空間周波数成分であり、振幅のみが異なる信号波形である。
【０１３９】
図１１において、上側の流れは、奇数番目のサブフレームに対応する画像S_odd を生成する流れである。下側の流れは、偶数番目のサブフレームに対応する画像S_evenを生成する流れである。
【０１４０】
201は入力画像データAsに所定の比率αを乗じて第１の画像データを得る乗算器である。この乗算器201の出力である第１の画像データがS_evenである。これを減算器203で入力信号Asから減じることにより、第２の画像データであるS_oddが生成される。
【０１４１】
従って、S_odd及びS_evenは次式で表される。
【０１４２】
S_odd  = As * (1 - α)          （式6-1）
S_even = As * α              （式6-2）
【０１４３】
本実施形態において、第１実施形態における｜ΔL｜に相当するデータは、
｜S_odd − S_even｜
である。式6-1、6-2より、
｜S_odd − S_even｜ =（1 - 2α）*As          （式6-3）
が成り立つ。
【０１４４】
従って、本実施形態における１つのパルス幅Tpsによって決まるデューティをDt5とすると（すなわち、Dt5＝Tps*2/T24とすると）、図１２に示す表示方法の48Hz基本波成分は、式3-13と同様に、次式のようになる。
【０１４５】
｜Fnd_ｓ｜ = (1-2α) As * 4/π* SIN(π * Dt5)      （式6-4）
【０１４６】
従って、本実施形態の第１、第２サブフレームのデューティをDt5とすると、このとき48Hz基本波成分の図３の表示方法に対する相対値は、次のようになる。
【０１４７】
｜FND_s_relative｜ = ｜Fnd_s｜/ ｜Fnd_0｜
= (1-2α)* As * 4/π* SIN(π* Dts) / (A0 * 4 /π)
= (1-2α)* As * SIN(π* Dts) / A0              （式6-5）
【０１４８】
また、
As＝A0*Dt0/Dts＝A0*0.5/Dts          （式6-6）
であるから、αとの関係は、式3-15と同じ結果、すなわち、次式で表される。
【０１４９】
｜FND_s_relative｜ = (1-2α)* (0.5/ Dts) * SIN(π* Dts)      （式6-6）
【０１５０】
すなわち、本実施形態においては、αとDtsにおいて、第１実施形態とまったく同じ制御が可能である。ただし、本実施形態においては、フリッカの調整値の大小によって追従視時の多重像の出方が第１実施形態とは異なる。すなわち、フリッカが最大（すなわちα＝0）のとき、第１実施形態と同じ、あるいは図３の表示方法と同じ２重像である。一方、フリッカの調整値を小さく設定するほど、４重像に近いものとなる。
【０１５１】
本実施形態は、映画館の上映を再現するという意味では、２重像がスポイルされるためパフォーマンスは低いが、ローパスフィルタが不要であるなど回路規模が小さくなるなどコスト的なメリットがある。
【０１５２】
なお、本実施形態においては、偶数番目の信号と奇数番目の信号の順番を入れ替えてもその効果には差が無く、同一の効果が得られる。
【０１５３】
（他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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