(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力フレームをサブフレームに分割して出力することによりフレームレートを変換する画像処理装置であって、
入力フレームにおいて、処理対象画素の周辺画素のうち最小の画素値により該処理対象画素の画素値を置換する前処理を行う前処理手段と、
前記前処理が行われた入力フレームに対して、ローパスフィルタ処理を行って、第１サブフレームを生成するローパスフィルタ処理手段と、
前記第１サブフレームと前記入力フレームとから第２サブフレームを生成する生成手段と、
前記第１サブフレームと第２サブフレームとを所定のタイミングで切り替えて出力する切替手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ローパスフィルタ処理手段は、ローパスフィルタ処理の結果のフレームに対して前記第１のサブフレームと前記第２のサブフレームとの明るさの差が無くなるような分配比率を乗じて前記第１サブフレームを生成し、
前記生成手段は、前記入力フレームから前記第１サブフレームを減算して前記第２サブフレームを生成する
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】
前記周辺画素は、前記ローパスフィルタ処理におけるタップ数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ローパスフィルタ処理における垂直方向のタップ数を自然数Ｎ、水平方向のタップ数を自然数Ｍとすると、前記周辺画素は前記処理対象画素を中心とした垂直方向に自然数Ｎ'、水平方向に自然数Ｍ'の領域内の画素であって、
前記自然数Ｎ'は自然数Ｎ以上であって、かつ、前記自然数Ｍ'は前記自然数Ｍ以上であ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】
前記ローパスフィルタ処理における垂直方向のタップ数を自然数Ｎ、水平方向のタップ数を自然数Ｍとすると、前記周辺画素は前記処理対象画素を中心とした垂直方向に自然数Ｎ'、水平方向に自然数Ｍ'の領域内の画素であって、
前記自然数Ｎ'が自然数Ｎ未満であるか、前記自然数Ｍ'が前記自然数Ｍ未満であるか、或いは、前記自然数Ｎ'、Ｍ'がそれぞれ自然数Ｎ、Ｍ未満であ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６】
入力フレームをサブフレームに分割して出力することによりフレームレートを変換する画像処理装置における画像処理方法であって、
前処理手段が、入力フレームにおいて、処理対象画素の周辺画素のうち最小の画素値により該処理対象画素の画素値を置換する前処理を行う前処理工程と、
ローパスフィルタ処理手段が、前記前処理が行われた入力フレームに対して、ローパスフィルタ処理を行って、第１サブフレームを生成するローパスフィルタ処理工程と、
生成手段が、前記第１サブフレームと前記入力フレームとから第２サブフレームを生成する生成工程と、
切替手段が、前記第１サブフレームと第２サブフレームとを所定のタイミングで切り替えて出力する切替工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
前記ローパスフィルタ処理工程では、ローパスフィルタ処理の結果のフレームに対して前記第１のサブフレームと前記第２のサブフレームとの明るさの差が無くなるような分配比率を乗ずることで前記第１サブフレームが生成され、
前記生成工程では、前記入力フレームから前記第１サブフレームを減算することで前記第２サブフレームが生成される
ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記周辺画素は、前記ローパスフィルタ処理におけるタップ数に基づいて決定されることを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記ローパスフィルタ処理における垂直方向のタップ数を自然数Ｎ、水平方向のタップ数を自然数Ｍとすると、前記周辺画素は前記処理対象画素を中心とした垂直方向に自然数Ｎ'、水平方向に自然数Ｍ'の領域内の画素であって、
前記自然数Ｎ'は自然数Ｎ以上であって、かつ、前記自然数Ｍ'は前記自然数Ｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記ローパスフィルタ処理における垂直方向のタップ数を自然数Ｎ、水平方向のタップ数を自然数Ｍとすると、前記周辺画素は前記処理対象画素を中心とした垂直方向に自然数Ｎ'、水平方向に自然数Ｍ'の領域内の画素であって、
前記自然数Ｎ'が自然数Ｎ未満であるか、前記自然数Ｍ'が前記自然数Ｍ未満であるか、或いは、前記自然数Ｎ'、Ｍ'がそれぞれ自然数Ｎ、Ｍ未満であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
コンピュータを請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置の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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームレートを変換する動画像処理であって、特に、６０Ｈｚの画像を１２０Ｈｚの画像に変換するような、より高フレームレートへの変換処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機に代表される動画像の表示装置には、ＣＲＴが長年用いられてきたが、近年では液晶デバイスを用いたパネルが主流となりつつある。図１０を用いて液晶デバイスの特徴を説明する。図１０の横軸は時間を、縦軸は画素の明るさを示している。ここでのフレームレートは、６０ｚである。この図が示すように、液晶デバイスの場合は、６０分の１秒の間発光を持続し、そのため、「ホールド型」のデバイスと呼ばれている。
【０００３】
ホールド型のデバイスは、動きに対し、ボケを生じやすいという欠点を有している。図１１はその説明図である。図１１の横軸は画面上の位置を、縦軸は時間を示している。この図は矩形の波形が画面の左から右に動く例である。このような動きを眼で追う場合、眼が追従する動きに対して、６０分の１秒の間画素が同じ位置に留まった状態が、動きに対する相対的な遅れとなる。ホールド時間が長いと、この遅れの幅が広くなり、画面上では、動きのボケとして知覚されることとなる。図１１の一番下の図形１１０１は、追従視している時の見え方を示したものであり、エッジ部分で、ある幅をもったボケが検知されることを示している。
【０００４】
動きボケ対策の一例として、駆動周波数を上げ、ホールド時間を短くする方法がある。図１２は、倍の１２０Ｈｚで表示する例である。図１２において横軸は時間を示し、縦軸は画素の明るさを示している。このように倍のフレームレートにする方法として、入力画像を高域成分を含む画像と低域成分のみを含む画像とに時間方向に分割して表示する手法が知られている。図１３は、この方法により駆動分配した画像の動特性である。図１１と同様に図１３においても横軸は画面上の位置を示し、縦軸は時間を示している。図１３の一番下の図形１３０１は、追従視している時の見え方を示したものである。図１１の図形１１０１と比較してわかるように、図１３の図形１３０１では動きボケが大幅に低減されている。
【０００５】
また、ＣＲＴと同様な発光特性をもつデバイスとして、フィールドエミッションタイプの表示装置の開発も進んでいる。図１４は、これらのデバイスの発光特性を説明するための図である。図１０と同様、横軸が時間、縦軸が画素の明るさを示している。このタイプの表示装置は、６０分の１秒のうちの一瞬だけ発光するので、「インパルス型」と呼ばれている。
【０００６】
インパルス型のデバイスは、６０分の１秒の周期で、発光の有無を繰り返すので、この点滅をフリッカとして知覚しやすいという欠点を有している。フリッカは面積が大きくなるほど目立ちやすいという特性があるため、近年の表示装置の大画面化の流れの中では、特に問題となりやすい。
【０００７】
図１５は、インパルス型デバイスの動特性を示している。図１５において、横軸は画面上の位置を示し、縦軸は時間を示している。ホールド型の特性と違い、残像となるような動きボケが発生しないことが最大の特徴となっている。
【０００８】
フリッカ対策の一例としても、駆動周波数を上げることが考えられる。図１６は、倍の１２０Ｈｚで表示する例である。図１６において横軸は時間を示し、縦軸は画素の明るさを示している。インパルス型の場合は、１回の明るさの半分のレベルを２回表示することで、同等の明るさを得ることができる。
【０００９】
図１７は、入力画像を高域成分を含む画像と低域成分のみを含む画像とで時間方向に分割して表示する場合の動特性である。単純に２回ずつ同じフレームを表示すると２重写りとなってしまうが、高域側は１回しか表示されないので、低域成分に起因するボケのみで、視覚的な劣化は抑制される。
【００１０】
このように、ホールド型の表示装置における動きボケ対策として、もしくはインパルス型の表示装置におけるフリッカ対策として、周波数成分によりフレーム画像を２つのサブフレームに分割する方法は、効果的である。
【００１１】
特許文献１はホールド型の倍速駆動を実現する方法を記載している。特許文献１における回路構成の一部は図１８に示す通りである。
【００１２】
回路への入力画像であるところの入力フレーム１８０１は、ローパスフィルタ処理部１８０２と差分検出部１８０３、加算回路１８０５に入力される。ローパスフィルタ処理部１８０２では、入力フレーム１８０１の低域成分のみを含むサブフレームを生成する。差分検出部１８０３では、入力フレーム１８０１とローパスフィルタ処理部１８０２で生成した低域成分のみを含むサブフレームとの差分を検出し、高域成分を抽出する。抽出された高域成分と入力フレーム１８０１とを加算回路１８０５で加算することにより、高域成分が強調されたサブフレームを得ることができる。切替回路１８０６では、低域成分のみを含むサブフレームと高域成分を強調したサブフレームとを、１２０Ｈｚの周期で切り替えて出力フレーム１８０７として後段の処理に送る。後段の処理では、高域成分を除いたサブフレームと高域成分を強調したサブフレームを交互に表示することで、６０Ｈｚの時間周期で見た場合に元のフレーム画像が再現される。
【特許文献１】特開２００６−１８４８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図１８に示す回路を用いた倍速駆動方法では、２つのサブフレームを合成した見かけのフレーム画像が元のフレーム画像と同じにならない場合がある。以下、図１９を用いて説明する。波形１９０１は入力フレーム画像の波形例を示している。波形１９０２は、入力フレーム画像の波形１９０１に図１８のＬＰＦ処理部１８０２においてローパスフィルタ処理を施して得られる出力波形である。波形１９０３は、図１８の差分検出部１８０３において差分検出を行って得られる出力波形である。この波形１９０３は高域成分であるため正負の値を取る。波形１９０４は、元の入力波形１９０１に高域成分の波形１９０３を足し合わせた波形である。
【００１４】
理論上は、１２０Ｈｚの周期で波形１９０２と波形１９０３とを交互に表示することで、見かけ上の波形は、波形１９０１と同じになるである。しかしながら、波形１９０１の低輝度レベル部分がゼロ、もしくはそれに近い値である場合、波形１９０４は負の値を持つことになる。
【００１５】
負の値の画像を表示することはできないので、実際には、波形１９０５のように負の値はゼロとして表示されることになる。すると、見かけの合成波形は、波形１９０２と波形１９０５とを交互表示することになるので、波形１９０６のような波形となる。これは、黒の背景に白の文字があるような場合に、文字の輪郭がにじんだ画像として知覚される。このように入力画像の波形によっては、分配処理後の画像が元の画像と同じに見えず、それが劣化として知覚される問題がある。
【００１６】
そこで本発明は、駆動分配処理した場合でも、静止画表示時に画質劣化を生じない動画像処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明は、入力フレームをサブフレームに分割して出力することによりフレームレートを変換する画像処理装置であって、
入力フレームにおいて、処理対象画素の周辺画素のうち最小の画素値により該処理対象画素の画素値を置換する前処理を行う前処理手段と、
前記前処理が行われた入力フレームに対して、ローパスフィルタ処理を行って、第１サブフレームを生成するローパスフィルタ処理手段と、
前記第１サブフレームと前記入力フレームとから第２サブフレームを生成する生成手段と、
前記第１サブフレームと第２サブフレームとを所定のタイミングで切り替えて出力する切替手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、駆動分配して表示した静止画像が画質劣化を生じず、元の入力画像と同じ画質を得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付する図面を参照して発明の実施形態を説明する。
【００２０】
[第１の実施形態]
発明の第１の実施形態を図１のブロック図と図２の処理波形の例を用いて説明する。図１は、発明の第１の実施形態に対応する、ホールド型の表示装置において倍速駆動を行うための画像処理装置の一例を示す図である。図２は、発明の第１の実施形態に対応する処理波形を説明するための図である。
【００２１】
本実施形態では、液晶表示装置のようなホールド型の表示装置に好適な例を説明する。図１において、入力画像である入力フレーム１０１は、低域成分のみを含む第１サブフレームと、高域成分を含む第２サブフレームを生成するため２つに分配される。ここではまず、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成方法から説明する。
【００２２】
最小値フィルタ部１０２は、ローパスフィルタ処理部１０３におけるローパスフィルタ処理の前処理として、ブロック内の画素の最小値を選択する最小値フィルタ処理を行う。この処理では、入力フレーム１０１の処理対象画素について、所定サイズ（例えば、９×９）のブロックを設定する。そして、該ブロック内の処理対象画素の周辺画素のうち画素値が最小のものを選択し、処理対象画素の画素値と置換する。
【００２３】
図２において波形２０１は入力波形の一例を示す。波形２０２は、入力波形２０１に対して最小値フィルタ部１０２で最小値フィルタ処理を施した結果得られる波形を示している。入力フレーム１０１において高輝度の画素値と低輝度の画素値が隣接している境界部分では、低輝度の画素値が選ばれることになるので、結果としてエッジの境界は、波形２０２に示すように高輝度領域の内側に狭められることになる。
【００２４】
次にこの高輝度領域が狭められたサブフレームに対し、ローパスフィルタ処理部１０３で２次元のローパスフィルタ処理を施す。ローパスフィルタは、特に関数を規定するものではなく、例えばガウス関数でもよいし、移動平均あるいは重み付け移動平均フィルタのようなものでもよい。波形２０３は、波形２０２にローパスフィルタ処理を施した結果として得られる波形を示している。
【００２５】
以上のようにして入力フレーム１０１に対して最小値フィルタ処理とローパスフィルタ処理とを行うことで、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成が完了する。この第１サブフレームは、フレームメモリ１０５に一時保存される。フレームメモリ１０５は、第１サブフレームを一時的に保存するためのバッファとして機能するが、独立して存在していなくてもよく、例えば切替回路１０７に包含されていてもよい。
【００２６】
次に高域成分を含む第２サブフレームの生成方法を説明する。差分検出部１０４には、入力フレーム１０１とローパスフィルタ処理部１０３からの第１サブフレームとが入力される。差分検出部１０４は、入力フレーム１０１から低域成分のみを含む第１サブフレームを減じることで差分画像を得る。
【００２７】
図２では、波形２０１から波形２０３を減じた結果として得られる波形２０４が差分画像である。差分検出部１０４の出力である波形２０４の差分画像と波形２０１の入力フレーム１０１とを加算回路１０６で加算することにより、高域成分を含む第２サブフレームの生成が完了する。図２の波形２０５は、高域成分を含む第２サブフレームを示している。
【００２８】
切替回路１０７では、所望のタイミング、例えば入力６０Ｈｚの場合であれば１２０Ｈｚの周期で、第１サブフレームと第２サブフレームとを切り替えて出力フレームとして後段の処理回路に出力する。なお、切替回路１０７は入力されるサブフレームを、各出力タイミングが到来するまで一時的に保持しておくバッファ回路を含んでいてもよい。
【００２９】
これにより、第１サブフレームと第２サブフレームとが交互に表示されることとなる。図２の波形２０３の第１サブフレームと波形２０５の第２サブフレームとを高速に交互表示すると、視覚的には波形２０６のように見える。よって、６０Ｈｚ表示における入力フレーム１０１の波形２０１と同一の波形として知覚することができる。カラー画像の処理は、Ｒ，Ｇ，ＢやＹ，Ｃｂ，Ｃｒといった３種類の画像データに分けて処理することが多いが、本発明の一連の処理は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれに対して行ってもよいし、Ｙに対してのみ行ってもよい。また、Ｒ，Ｇ，ＢからＹを算出し、結果をＲ，Ｇ，Ｂに当てはめることも、もちろん可能である。
【００３０】
次に、以上の本実施形態に対応する処理を図３のフローチャートを更に参照して説明する。
【００３１】
まず、ステップＳ３０１では、必要な初期設定を行う。ここでは、最小値フィルタにおけるフィルタサイズや、ローパスフィルタの静的特性などが設定される。続くステップＳ３０２では、フレーム画像１０１が入力される。図２の例では、波形２０１が入力される。次にステップＳ３０３では、最小値フィルタ部１０２が最小値フィルタ処理を入力フレーム１０１に対して施す。最小値フィルタ処理では、フィルタ領域内の最小の値が選択される。図２の例では、波形２０２が最小値フィルタ処理後の結果を示しており、破線が元の入力波形２０１である。
【００３２】
続いてステップＳ３０４では、最小値フィルタ部１０２から出力されたフレーム画像に対してローパスフィルタ処理部１０３がローパスフィルタ処理を施す。図２の例では波形２０３が、波形２０２にローパスフィルタ処理を施した結果の波形である。以上により、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成が完了する。
【００３３】
続いてステップＳ３０５では、差分検出部１０４が入力フレーム１０１から第１サブフレームを減算して差分を検出する。図２では波形２０４が、差分波形を示している。本実施形態では、ステップＳ３０３で最小値フィルタを適用することにより、差分波形２０４に負の値が生じない点が大きな特徴である。
【００３４】
続くステップＳ３０６では、加算回路１０６が入力フレーム１０１と差分検出部１０４からの出力との加算処理を行う。これは、第１サブフレームにおいて失われた高域成分を入力フレーム１０１に付加することにより、高域成分を補償するために行われる。加算回路１０６からは高域成分を含んだ第２サブフレームが出力される。図２の例では、波形２０５が第２サブフレームを示している。
【００３５】
続くステップＳ３０７では、切替回路１０７がフレームの出力タイミングを判定し、第１サブフレームの出力タイミングであれば（ステップＳ３０７において「ＹＥＳ」）、ステップＳ３０８に移行する。ステップＳ３０８では、第１サブフレームを出力する。なお、第１サブフレームは、フレームメモリ１０５か、或いは、切替回路１０７内のバッファ回路内に一時的に保持されており、出力のタイミングにおいて切替回路１０７から出力フレーム１０８として出力される。
【００３６】
第１サブフレームを出力後にステップＳ３０９では、第２サブフレームの出力タイミングを判定する。出力タイミングであれば（ステップＳ３０９において「ＹＥＳ」）、ステップＳ３１０にて第２サブフレームを出力する。なお、第２サブフレームは、切替回路１０７内のバッファ回路内に一時的に保持されてもよく、出力のタイミングにおいて切替回路１０７から出力フレーム１０８として出力される。
【００３７】
その後、全てのフレームについて処理が完了した場合には（ステップＳ３１１において「ＹＥＳ」）、本処理を終了する。未処理フレームがある場合には（ステップＳ３１１において「ＮＯ」）、ステップＳ３０２に戻って処理を繰り返す。
【００３８】
なお、図３のフローチャートで説明したサブフレームの出力順序は、あくまで一例であってこれに限定されるものではなく、第２サブフレームを出力した後に第１サブフレームを出力してもよい。また、２つのサブフレームを作成した後に出力タイミングを判定しているが、発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ３０４におけるローパスフィルタ処理が完了した時点で第１サブフレームの出力タイミングを判定し、出力した後に差分値検出処理を行って第２サブフレームを生成してもよい。
【００３９】
以上によれば、ホールド型の表示装置の場合、最初の１２０分の１秒の間に第１サブフレームを表示し、次の１２０分の１秒の間に第２サブフレームを表示することになる。６０分の１秒の時間平均での見かけの波形は、図２の波形２０６のようになり、入力フレーム２０１と同じ波形となる。なお、液晶の応答特性の改善や、バックライトを制御するなどの方法により、１２０分の１秒よりも、短い時間でサブフレームを表示させることも可能である。その場合であっても、６０分の１秒の時間周期で入力と見かけ上同じ波形を生成する、という本発明の特徴は何ら変わるものではない。
【００４０】
［第２の実施形態］
以下、発明の第２の実施形態を図４のブロック図と図５の処理波形の例を用いて説明する。図４は、発明の第２の実施形態に対応する、インパルス型の表示装置において倍速駆動を行うための画像処理装置の一例を示す図である。図５は、発明の第２の実施形態に対応する処理波形を説明するための図である。
【００４１】
本実施形態では、フィールドエミッションタイプの表示装置のようなインパルス型の表示装置に好適な例を説明する。図４では、図１の画像処理装置に含まれる処理ブロックと同様の機能を果たす処理ブロックについては、同一番号を付している。
【００４２】
図４において、入力画像である入力フレーム１０１は、第１の実施形態と同様に低域成分のみを含む第１サブフレームと高域成分を含む第２サブフレームとを生成するため２つに分配される。ここではまず、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成方法から説明する。
【００４３】
最小値フィルタ部１０２は、ローパスフィルタ処理部１０３におけるローパスフィルタ処理の前処理として、ブロック内の画素の最小値を選択する最小値フィルタ処理を行う。この処理は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図５において波形５０１は入力波形の一例を示す。波形５０２は、入力波形５０１に対して最小値フィルタ部１０２で最小値フィルタ処理を施した結果得られる波形を示している。入力フレーム１０１において高輝度の画素値と低輝度の画素値が隣接している境界部分では、低輝度の画素値が選ばれることになるので、結果としてエッジの境界は、波形５０２に示すように高輝度領域の内側に狭められることになる。
【００４５】
次にこの高輝度領域が狭められたサブフレームに対し、ローパスフィルタ処理部１０３で２次元のローパスフィルタ処理を施す。ローパスフィルタは、特に関数を規定するものではなく、例えばガウス関数でもよいし、移動平均あるいは重み付け移動平均フィルタのようなものでもよい。波形５０３は、波形５０２にローパスフィルタ処理を施した結果として得られる波形を示している。
【００４６】
次に分配比率処理部４０１は、２つのサブフレームを発光させる割合を決定する。フリッカを知覚しにくくするためには、２つのサブフレームの明るさの差が少ない方が望ましい。したがって、本実施形態では５０％ずつに分配する例で説明する。図５の波形２０４は、波形２０３に０．５を乗じて得られた波形である。ここでは、これを低域成分のみを含む第１サブフレームとする。
【００４７】
以上のようにして入力フレーム１０１に対して最小値フィルタ処理とローパスフィルタ処理とを行い、分配比率を適用することで、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成が完了する。このサブフレームは、切替回路１０７に出力される。
【００４８】
次に高域成分を含む第２サブフレームの生成方法を説明する。差分検出部１０４では、入力フレーム１０１から第１サブフレームを減じ、その差分出力を第２サブフレームとする。図５の波形５０５は、この第２サブフレームの波形を示している。
【００４９】
切替回路１０７では、所望のタイミング、例えば入力６０Ｈｚの場合であれば１２０Ｈｚの周期で、２つのサブフレームを切り替えて出力フレームとして後段の処理回路に出力する。なお、切替回路１０７は入力されるサブフレームを、各出力タイミングが到来するまで一時的に保持しておくバッファ回路を含むことができる。
【００５０】
図５の波形５０４の第１サブフレームと波形５０５の第２サブフレームとを高速に交互表示すると、視覚的には波形５０６のように見える。よって、６０Ｈｚ表示における入力フレーム１０１の波形５０１と同一の波形として知覚することができる。カラー画像の処理については第１の実施形態と同様である。
【００５１】
このように、ホールド型とインパルス型では、サブフレームの生成形態が異なるが、入力フレームから低域成分のみを含むサブフレームを減じた場合に、負値を取らないという点は共通している。
【００５２】
次に、以上の本実施形態に対応する処理を図６のフローチャートを更に参照して説明する。
【００５３】
まず、ステップＳ６０１からステップＳ６０４までの処理は、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０１からステップＳ３０４までの処理と同様であるので、説明は省略する。
【００５４】
続くステップＳ６０５では、分配比率処理部４０１が分配処理を行う。この分配処理は、低域成分のみからなるサブフレームを全体の何％にするかという、分配比率を決定する処理である。本実施形態では画素値に関係なく一律５０％とする。図５の例では、ローパスフィルタ処理の結果得られた波形５０３に０．５を乗じて、半分の明るさに減じた波形５０４が得られる。以上により、低域成分のみを含む第１サブフレームの生成が完了する。
【００５５】
次に、ステップＳ６０６では、差分検出部１０４が入力フレーム１０１から生成された第１サブフレームを減算した差分画像として、第２サブフレームを算出する。図５の例では、波形５０５が差分波形を示しており、これが高域成分を含む第２サブフレームとなる。最小値フィルタの適用により、この差分波形５０５は、負の値を生じないという点が本発明の特徴部分である。
【００５６】
これ以降、ステップＳ６０７からステップＳ６１１における処理は、図３のステップＳ３０７からステップＳ３１１における処理と同様であるので、説明は省略する。
【００５７】
なお、図６のフローチャートで説明したサブフレームの出力順序は、あくまで一例であってこれに限定されるものではなく、第２サブフレームを出力した後に第１サブフレームを出力してもよい。また、２つのサブフレームを作成した後に出力タイミングを判定しているが、発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ６０５におけるローパスフィルタ処理が完了した時点で第１サブフレームの出力タイミングを判定し、出力した後に差分画像生成処理を行って第２サブフレームを生成してもよい。
【００５８】
以上によれば、インパルス型の表示装置の場合、最初の１２０分の１秒の瞬間に第１サブフレームを表示し、次の１２０分の１秒の瞬間に第２サブフレームを表示することになる。６０分の１秒の時間平均での見かけの波形は、図５の波形５０６のようになり、入力フレームと同じ波形となる。
【００５９】
［第２の実施形態の変形例］
以下、図７から図９を参照して、第２の実施形態における変形例を説明する。
【００６０】
まず、図７は、最小値フィルタ及びローパスフィルタの特性を図５と異なる形状に変えて適用した例を示している。図７の波形７０１は、図５の波形５０１と同じ入力波形であるが、図７では波形７０２で示すように、図５の場合（波形５０２）よりも適用範囲の広い最小値フィルタを用いている。これは、その後に行われるローパスフィルタ処理のフィルタ特性を考慮したものである。つまり、ローパスフィルタの影響の及ぶ範囲が広いため、それに合わせて最小値フィルタの範囲も広げているものである。
【００６１】
図７の波形７０３は、なだらかな特性をもつローパスフィルタを波形７０２に適用した結果得られる波形である。以下の処理は図５の場合と同様であり、波形７０４が、波形７０３を５０％にレベルを下げた第１サブフレームを示す。また、波形７０５は入力フレーム１０１から波形７０４を減じた第２サブフレームを示す。さらに波形７０６は、見かけの合成波形であり、波形７０１と一致した結果を得る。
【００６２】
このように、最小値フィルタの影響範囲は、ローパスフィルタの影響範囲と同じにするか、もしくはより広く設定することにより、第２サブフレーム生成時における負の値の発生を防ぐことができる。
【００６３】
これらの関係をより詳細に図９を参照して説明する。ここでは、フィルタの影響の及ぶ範囲をタップ長を使って説明する。フィルタ特性図９０１は、図５の波形５０３を生成するために使用されるローパスフィルタの特性を示している。ここで、点線で示す波形は入力波形を示し、実線で示す波形は入力波形に対してフィルタ処理を施した場合に得られる波形を示している。サンプル点図９０２は、画素のサンプル点を示しており、ここでは水平方向に５画素の範囲でフィルタの効果が及んでいる。即ち、このときのローパスフィルタの水平方向のタップ長は５である。ローパスフィルタが対称性を有するものと考えると、フィルタ特性図９０３に示すように最小値フィルタのタップ長を５とすることで、ローパスフィルタの影響の及ぶ範囲が点線で示す入力波形の高輝度側からはみ出すことはなくなる。
【００６４】
同様に、フィルタ特性図９０４、サンプル点図９０５から分かるように、ローパスフィルタのタップ長が９である場合を考える。この場合は、最小値フィルタのタップ長も９以上にすれば、フィルタ特性図９０６に示すように、低域成分が入力波形の高輝度側からはみ出すことはない。
【００６５】
このように最小値フィルタのタップ長を少なくともローパスフィルタのタップ長と同じか、それ以上の値とすることで、入力フレームからローパスフィルタ処理後の信号を差し引いた際に負の値を生じさせないようにすることができる。尚、上記では簡単のために水平方向のタップ数（タップ長）について説明したが、フィルタ処理をブロックについて行う場合には該ブロックの大きさに基づいてタップ数を決定することができる。
【００６６】
実際の最小値フィルタ処理及びローパスフィルタ処理では、垂直方向にもタップ数が設定されることが考えられる。ここで、ローパスフィルタ処理の垂直方向のタップ数を自然数Ｎ、水平方向のタップ数を自然数Ｍとする。ＮとＭは同一の値をとっても良いし、異なる値であってもよい。例えば、（Ｎ、Ｍ）＝（５、５）、（７、５）、（５、７）のように設定してもよい。
【００６７】
また、最小値フィルタのタップ数を垂直方向を自然数Ｎ’、水平方向を自然数Ｍ’とする。この場合、周辺画素は処理対象画素を中心とした垂直方向に自然数Ｎ’、水平方向に自然数Ｍ’の領域内の画素となり、最小値フィルタ処理では該領域内の画素のうち最小の画素値を有するものが決定される。なお、自然数Ｎ’は自然数Ｎ以上であり、かつ、自然数Ｍ’は自然数Ｍ以上であればよい。以上のタップ数に関する考え方は、第１の実施形態における最小値フィルタ処理とローパスフィルタ処理にも同様に適用されるものである。
【００６８】
その一方で、実際の製品の形態よっては、必ずしも最小値フィルタのタップ長をローパスフィルタのタップ長以上としなくてもよい場合がある。以下では、その場合について説明する。
【００６９】
図９のフィルタ特性図９０７は、ローパスフィルタのタップ長が９の場合に、最小値フィルタのタップ数を２低い７とした場合を示している。この場合、高輝度から低輝度に移り変わるエッジ部分において１画素の幅ではみ出し生じる場合が考えられる。ただし、１画素幅のはみ出しを許容しても、視覚的には問題ない場合も考えられる。
【００７０】
図８は、１画素幅のはみ出しが発生した場合の実際の見え方を説明するための図である。図８の波形８０１は、これまでの説明と同様の入力波形である。波形８０２は、７タップの最小値フィルタを適応した波形である。波形８０３は、９タップのローパスフィルタ処理をした結果であり、１画素分入力波形の低輝度側にはみ出しが生じている。波形８０４は、波形８０３を５０％にレベルを下げた第１サブフレームである。波形８０５は、入力波形８０１から波形８０４の第１サブフレームを減じたものとなるが、はみ出した部分に関しては、負の値が取れないため、ゼロとなる。したがって、見かけの合成画像は波形８０４と波形８０５の和である波形８０６となり、波形８０１とは同じにはならず、低輝度側に１画素分の幅で本来の値より高い値を持つことになる。
【００７１】
この場合でも、やはりタップ数は垂直方向、水平方向の２次元で考えることができる。そして上記の例では、自然数Ｎ’を自然数Ｎ未満とするか、自然数Ｍ’を自然数Ｍ未満とするか、或いは、自然数Ｎ’、Ｍ’をそれぞれ自然数Ｎ、Ｍ未満とすることができる。なお、画素幅のはみ出しを最小限にするためには、Ｎ’＝Ｎ−２、Ｍ’＝Ｍ−２とすることが好ましい。
【００７２】
この例を黒の背景に白の文字と仮定すると、白文字の周り（エッジ部）がわずかににじんだように見えることとなるが、画面を構成する画素数や画面サイズによっては、知覚できない場合も多い。このように、静止時のボケを理論的に発生させないような設計だけでなく、視覚的にはほとんど感じられないわずかなボケを許容するような設計も、実際の製品の形態に応じて自由に設計することも可能である。
【００７３】
［第３の実施形態］
図２０は、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態を実現するための画像処理装置としてのコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【００７４】
図２０において、ＣＰＵ２００１は、外部記憶装置（ハードディスク）２００７に格納されているＯＳ、アプリケーションプログラム等を実行して画像処理装置２０００の動作を制御する。なお、ＣＰＵ２００１は、対応する処理プログラムを実行することにより、図１の最小値フィルタ部１０２、ローパスフィルタ処理部１０３、差分検出部１０４、図４の分配比率処理部として機能し、図３や図６における処理を実現する。また、ＲＡＭ２００３にプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する制御を行う。また、ＲＡＭ２００３の動作をＣＰＵ２００１が制御することにより、図１の切替回路１０７を実現することができる。
【００７５】
ＲＯＭ２００２は、基本Ｉ／Ｏプログラム等のプログラムが記憶されている。ＲＡＭ２００３は、ＣＰＵ２００１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）２００４は、ＬＡＮ、ＷＡＮに接続して外部装置と通信するためのインタフェースである。
【００７６】
入力装置２００５は、ユーザからの入力を受け付けるマウス、キーボードの他、被写体の画像を撮影して画像入力を行うための撮像装置を含むことができる。当該撮像装置を有することにより、画像処理装置２０００はデジタルカメラ、或いは、デジタルビデオカメラとして機能することができる。
【００７７】
出力装置２００６は、液晶ディスプレイのようなホールド型の表示装置や、フィールドエミッションタイプの表示装置のようなインパルス型の表示装置である。外部記憶装置２００７は、アプリケーションプログラム、ドライバプログラム、ＯＳ、制御プログラム、本実施形態に対応する処理を実行するための処理プログラム等を格納している。システムバス２００８は、装置内のデータの流れを司る。
【００７８】
［その他の実施形態］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００７９】
また、本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムの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）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。
【００８０】
さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。
【００８１】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】発明の第１の実施形態に対応する、ホールド型の表示装置において倍速駆動を行うための画像処理装置の一例を示す図である。
【図２】発明の第１の実施形態に対応する処理波形を説明するための図である。
【図３】発明の第１の実施形態に対応する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】発明の第２の実施形態に対応する、インパルス型の表示装置において倍速駆動を行うための画像処理装置の一例を示す図である。
【図５】発明の第２の実施形態に対応する処理波形を説明するための図である。
【図６】発明の第２の実施形態に対応する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】発明の第２の実施形態の変形例に対応する他の処理波形を説明するための図である。
【図８】発明の第２の実施形態の変形例に対応するさらに他の処理波形を説明するための図である。
【図９】発明の第２の実施形態に対応するローパスフィルタ及び最小値フィルタのタップ数の関係を説明するための図である。
【図１０】ホールド型表示装置の発光時間を説明するための図である。
【図１１】ホールド型表示装置の動特性を説明するための図である。
【図１２】ホールド型表示装置の倍速駆動における発光時間を説明するための図である。
【図１３】ホールド型表示装置の倍速駆動における動特性を説明するための図である。
【図１４】インパルス型表示装置の発光時間を説明するための図である。
【図１５】インパルス型表示装置の動特性を説明するための図である。
【図１６】インパルス型表示装置の倍速駆動における発光時間を説明するための図である。
【図１７】インパルス型表示装置の倍速駆動における動特性を説明するための図である。
【図１８】従来の回路構成を説明するための図である。
【図１９】従来方法による処理波形を説明するための図である。
【図２０】発明の実施形態に対応する画像処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０１  入力フレーム
１０２  最小値フィルタ部
１０３  ローパスフィルタ部
１０４  差分検出部
１０５  フレームメモリ
１０６  切替処理部
４０１  分配比率処理部
【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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