(57)【要約】【課題】  「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、各周波数成分の表示時間差によって生じる尾引き現象を改善する為の技術を提供すること。さらには、「空間周波数分離方式」を適用した際の電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制すること。【解決手段】  各フレームの画像を入力画像として取得する。該入力画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成すると共に、入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像とを合成した合成画像を生成し、該合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する。そして、高周波数成分強調画像と低周波数成分画像とを交互に、入力画像のサブフレームの画像として出力する。【選択図】  図１
2014011501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各フレームの画像を入力画像として取得する取得手段と、
前記入力画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成手段と、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像とを合成した合成画像を生成し、該合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成手段と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを交互に、前記入力画像のサブフレームの画像として出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記低周波数成分画像、前記高周波数成分強調画像、の順に出力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】
各フレームの画像を入力画像として取得する取得手段と、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを第１の合成比で合成した第１の合成画像、第２の合成比で合成した第２の合成画像、を生成する第１の合成手段と、
前記第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成手段と、
前記第２の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成手段と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを第３の合成比で合成した第３の合成画像、第４の合成比で合成した第４の合成画像、を生成する第２の合成手段と、
前記第３の合成画像と前記第４の合成画像とを交互に、前記入力画像のサブフレームの画像として出力する出力手段と、
前記第１乃至４の合成比をフレームごとに調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記第１の合成比を、
連続する複数フレームの期間の両端フレームでは、前記入力画像と前記過去入力画像とが同比率で合成されるように調整し、該期間の中央フレームでは、前記入力画像が前記第１の合成画像となるように調整し、前記両端フレームと前記中央フレームとの間のフレームでは、前記両端フレームにおける前記第１の合成比と前記中央フレームにおける前記第１の合成比との間を補間した合成比に調整する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記第２の合成比を、
前記期間の開始から途中フレームまでは、前記入力画像が前記第２の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記過去入力画像が前記第２の合成画像となるように調整し、前記途中フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記途中フレームにおける前記第２の合成比と前記終端フレームにおける前記第２の合成比との間を補間した合成比に調整する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前記第３の合成比を、
前記期間の開始フレームでは、前記低周波数成分画像が前記第３の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記高周波数成分強調画像が前記第３の合成画像となるように調整し、前記開始フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記開始フレームにおける前記第３の合成比と前記終端フレームにおける前記第３の合成比との間を補間した合成比に調整する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記第４の合成比を、
前記期間の開始フレームでは、前記高周波数成分強調画像が前記第４の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記低周波数成分画像が前記第４の合成画像となるように調整し、前記開始フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記開始フレームにおける前記第４の合成比と前記終端フレームにおける前記第４の合成比との間を補間した合成比に調整する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
各フレームの画像を入力画像として取得する取得手段と、
前記入力画像に対する複数枚のサブフレームの画像を生成する生成手段と、
前記サブフレームの画像を出力する手段とを備え、
前記生成手段は、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを、着目サブフレーム用に調整された第１の合成比で合成した第１の合成画像を生成する第１の合成手段と、
前記第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成手段と、
前記第１の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成手段と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目サブフレーム用に調整された第２の合成比で合成した第２の合成画像を、前記着目サブフレームの画像として生成する第２の合成手段と、
前記第１の合成比及び前記第２の合成比をサブフレームごとに調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記調整手段は、
前記生成手段が前記入力画像に対する第１サブフレームの画像及び第２サブフレームの画像を生成する場合における該第１サブフレーム用の前記第１の合成比を、
連続する複数フレームの期間の両端フレームでは、前記入力画像と前記過去入力画像とが同比率で合成されるように調整し、該期間の中央フレームでは、前記過去入力画像が前記第１の合成画像となるように調整し、前記両端フレームと前記中央フレームとの間のフレームでは、前記両端フレームにおける前記第１の合成比と前記中央フレームにおける前記第１の合成比との間を補間した合成比に調整し、
前記第２サブフレーム用の前記第１の合成比を、
前記期間の開始から途中フレームまでは、前記入力画像が前記第１の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記入力画像と前記過去入力画像とが同比率で合成されるように調整し、前記途中フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記途中フレームにおける前記第１の合成比と前記終端フレームにおける前記第１の合成比との間を補間した合成比に調整する
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１０】
前記調整手段は、
前記第１サブフレーム用の前記第２の合成比を、
前記期間の開始フレームでは、前記低周波数成分画像が前記第２の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記高周波数成分強調画像が前記第２の合成画像となるように調整し、前記開始フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記開始フレームにおける前記第２の合成比と前記終端フレームにおける前記第２の合成比との間を補間した合成比に調整し、
前記第２サブフレーム用の前記第２の合成比を、
前記期間の開始フレームでは、前記高周波数成分強調画像が前記第２の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、前記低周波数成分画像が前記第２の合成画像となるように調整し、前記開始フレームと前記終端フレームとの間のフレームでは、前記開始フレームにおける前記第２の合成比と前記終端フレームにおける前記第２の合成比との間を補間した合成比に調整する
ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
各フレームの画像を入力画像として取得する取得手段と、
前記入力画像に対する複数枚のサブフレームの画像を生成する生成手段と、
前記サブフレームの画像を出力する手段とを備え、
前記生成手段は、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像との間のフレーム位置の補間画像を生成する手段と、
前記補間画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成手段と、
前記補間画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成手段と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを、設定された合成比で合成した合成画像を、前記サブフレームの画像として生成する手段と、
前記フレーム位置と前記合成比とをサブフレームごとに調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の取得手段が、各フレームの画像を入力画像として取得する取得工程と、
前記画像処理装置の第１の生成手段が、前記入力画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成工程と、
前記画像処理装置の第２の生成手段が、前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像とを合成した合成画像を生成し、該合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成工程と、
前記画像処理装置の出力手段が、前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを交互に、前記入力画像のサブフレームの画像として出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１３】
画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の取得手段が、各フレームの画像を入力画像として取得する取得工程と、
前記画像処理装置の第１の合成手段が、前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを第１の合成比で合成した第１の合成画像、第２の合成比で合成した第２の合成画像、を生成する第１の合成工程と、
前記画像処理装置の第１の生成手段が、前記第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成工程と、
前記画像処理装置の第２の生成手段が、前記第２の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成工程と、
前記画像処理装置の第２の合成手段が、前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを第３の合成比で合成した第３の合成画像、第４の合成比で合成した第４の合成画像、を生成する第２の合成工程と、
前記画像処理装置の出力手段が、前記第３の合成画像と前記第４の合成画像とを交互に、前記入力画像のサブフレームの画像として出力する出力工程と、
前記画像処理装置の調整手段が、前記第１乃至４の合成比をフレームごとに調整する調整工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の取得手段が、各フレームの画像を入力画像として取得する取得工程と、
前記画像処理装置の生成手段が、前記入力画像に対する複数枚のサブフレームの画像を生成する生成工程と、
前記画像処理装置の出力手段が、前記サブフレームの画像を出力する工程とを備え、
前記生成工程は、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを、着目サブフレーム用に調整された第１の合成比で合成した第１の合成画像を生成する第１の合成工程と、
前記第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成工程と、
前記第１の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成工程と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを、前記着目サブフレーム用に調整された第２の合成比で合成した第２の合成画像を、前記着目サブフレームの画像として生成する第２の合成工程と、
前記第１の合成比及び前記第２の合成比をサブフレームごとに調整する調整工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の取得手段が、各フレームの画像を入力画像として取得する取得工程と、
前記画像処理装置の生成手段が、前記入力画像に対する複数枚のサブフレームの画像を生成する生成工程と、
前記画像処理装置の出力手段が、前記サブフレームの画像を出力する工程とを備え、
前記生成工程は、
前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像との間のフレーム位置の補間画像を生成する工程と、
前記補間画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成工程と、
前記補間画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成工程と、
前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを、設定された合成比で合成した合成画像を、前記サブフレームの画像として生成する工程と、
前記フレーム位置と前記合成比とをサブフレームごとに調整する調整工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
コンピュータを請求項１乃至１１の何れか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、画像表示のための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＶの受像機やＰＣのモニタをはじめとして、液晶表示デバイスなどの様々な表示デバイスを備えた画像表示装置が実用化されている。一般に液晶表示デバイスは、画素電極と対向電極との間に直流電圧が長時間にわたり印加され続けると、電荷の偏りが発生して階調特性を再現できなくなる、所謂“焼付き”が発生する。
【０００３】
このため、液晶表示デバイスでは、電荷の偏りが生じないように、例えばフレームレート６０Ｈｚの入力画像信号を、倍の１２０Ｈｚとしてサブフレーム化する。そしてサブフレーム毎に液晶に印加する信号電圧の極性を、共通電極（ＶＣＯＭ）電圧に対して周期的に反転するという駆動を行っている。ここでは、サブフレーム毎に液晶に印加する信号電圧の極性を反転する駆動のことをサブフレーム反転交流駆動と呼ぶ。
【０００４】
一方、液晶表示装置に代表されるホールド型表示装置において、動物体の追従視（動画表示において、動物体を視線で追いかける見方）を行なった場合、光出力期間に応じた動きぼけが観測される。このような動きぼけを低減する為の技術として、「空間周波数分離方式」が提案されている。「空間周波数分離方式」とは、動きぼけに関与する画像の空間的高周波数成分を、サブフレームの一方に集中させ、もう一方は減少させて表示する方法である。これにより、出力画像において一方のサブフレームに空間的高周波数成分が局在することとなり、動きぼけを改善することができる。
【０００５】
しかしながら、「空間周波数分離方式」は、サブフレーム間で印加する電圧が異なるため、一方の極性に印加電圧が偏り、長時間駆動した場合に焼付きが発生する可能性があった。このため、各サブフレームの差分の累積値すなわち電荷蓄積量に応じて、「空間周波数分離方式」における駆動波形を補正することで電荷蓄積の増大を低減し、さらに動きぼけを改善する技術が開示されている（特許文献１）。また、極性反転駆動周期をサブフレーム単位からフレーム単位に拡張することで、印加電圧の偏りを防止する技術が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０４２４８１号公報
【特許文献２】特開２００８−０６４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術は、各サブフレームの差分の累積値を記憶する為に、精度の高い電荷蓄積量の見積もりが可能な一方で、フレームメモリが必要となることから、メモリ帯域が制限されたシステムにおいては実現することが難しい。
【０００８】
また、特許文献２に開示された極性反転周期を拡張する方法では、極性反転周期が長くなることによりフリッカが視認されやすくなるという課題がある。また、「空間周波数分離方式」は空間的な周波数成分を時間的に分割して各サブフレームで表示するので、その表示時間差によって、動きが早い動画表示においては、高周波数成分に対して、低周波数成分が時間的にずれて尾引き現象として視認される場合がある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、各周波数成分の表示時間差によって生じる尾引き現象を改善する為の技術を提供することを目的とする。さらには、「空間周波数分離方式」を適用した際の電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制することを更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の画像処理装置は、各フレームの画像を入力画像として取得する取得手段と、前記入力画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する第１の生成手段と、前記入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像とを合成した合成画像を生成し、該合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する第２の生成手段と、前記高周波数成分強調画像と前記低周波数成分画像とを交互に、前記入力画像のサブフレームの画像として出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成により、「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、各周波数成分の表示時間差によって生じる尾引き現象を改善することができる。また、「空間周波数分離方式」を適用した際の電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る画像処理方法を説明する図。
【図３】画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図４】表示順序を入れ替える方法を説明する図。
【図５】画像処理装置が行う処理のフローチャート。
【図６】画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【図７】合成比率ｂ、ｃの調整について説明する図。
【図８】画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載の構成の具体的な実施例の１つである。
【００１４】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る画像処理装置は、入力される各フレームの画像を２つのサブフレーム画像に分解し、１フレーム期間内に２枚のサブフレーム画像を出力することで、入力フレームレートの２倍の出力フレームレートを得る。そしてその際に、「空間周波数分離方式」において、動きぼけに関与する高周波数成分を一方のサブフレームに局在させることで、動きぼけを改善する。一方、空間的な周波数成分を時間的に分割して各サブフレームで表示することで、その表示時間差によって、動きが早い動画表示においては、高周波数成分に対して、低周波数成分が時間的にずれて視認される場合がある。ここでは、低周波数成分が時間的にずれて視認される現象を尾引き現象と呼ぶこととする。本実施形態では、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減する為に、フレーム間で画像を合成した後に低周波数成分画像を生成する。先ず、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について、図１のブロック図を用いて説明する。
【００１５】
フレームレート変換部１０１には、動画像を構成する各フレームの画像が順次入力される。フレームレート変換部１０１は、入力された各フレームの画像を入力画像として取得し、該取得した入力画像をフレームメモリ１０２に格納すると共に、該フレームメモリ１０２から入力フレームレートの２倍の速度で入力画像を読み出す。
【００１６】
以下の説明では、フレームレート変換部１０１が、ｉ番目のフレームの画像Ｆ［ｉ］と、（ｉ−１）番目のフレームの画像Ｆ［ｉ−１］と、を読み出した場合について説明する。ここで、Ｆ［ｉ］は、フレームレート変換部１０１にｉ番目に入力された画像（ｉ番目のフレームの画像）を示している。然るに、以下に説明する各処理をｉ＝２，３，…について行うことで、各フレームのサブフレーム画像を生成して出力することができる。
【００１７】
そしてフレームレート変換部１０１は、画像Ｆ［ｉ］を高周波画像生成部１０３及び第１の画像合成部１０６に対して送出すると共に、画像Ｆ［ｉ−１］を第１の画像合成部１０６に対して送出する。
【００１８】
第１の画像合成部１０６は、以下の式１に従って、画像Ｆ［ｉ］と、画像Ｆ［ｉ−１］と、を合成比率ａ（０≦ａ≦１）で合成することにより、合成画像Ａ［ｉ］を生成する。
【００１９】
Ａ［ｉ］＝Ｆ［ｉ］×ａ＋Ｆ［ｉ−１］×（１−ａ）  …  （１）
係る式は、画像Ｆ［ｉ］を構成する各画素の画素値をａ倍したものと、画像Ｆ［ｉ−１］を構成する各画素の画素値を（１−ａ）倍したものと、を加算した値を画素値とする画像を、合成画像Ａ［ｉ］として生成することを意味している。なお、この合成比率ａは、予め設定されたものであっても良いし、ユーザが不図示の操作部などを用いて適宜設定したものであっても良い。そして第１の画像合成部１０６は、生成した合成画像Ａ［ｉ］を低周波画像生成部１０４に対して送出する。
【００２０】
低周波画像生成部１０４は、合成画像Ａ［ｉ］中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）として生成する。本実施形態では、低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）は、合成画像Ａ［ｉ］に対してローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いたフィルタ処理を行うことで生成する。しかし、低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）の生成方法やローパスフィルタの構成については特定の生成方法、特定の構成に限るものではない。そして低周波画像生成部１０４は、生成した低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を、選択部１０５に対して送出する。
【００２１】
高周波画像生成部１０３は、画像Ｆ［ｉ］中（入力画像中）の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）として生成する。高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）の生成方法については、特定の生成方法に限るものではないが、例えば、以下の式２に従って生成することができる。
【００２２】
ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）＝２×Ｆ［ｉ］−ＬＰＦ（Ｆ［ｉ］）  …  式２
係る式は、画像Ｆ［ｉ］を構成する各画素の画素値を２倍したものから、画像Ｆ［ｉ］に対してローパスフィルタ処理を行った画像を構成する各画素の画素値を差し引いた値を画素値とする画像を、高周波数成分強調画像として生成することを意味している。そして高周波画像生成部１０３は、生成した高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）を選択部１０５に対して送出する。
【００２３】
選択部１０５は、高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）と低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）とを、サブフレームとして順次選択して出力する。選択部１０５は、低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）が高周波成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）より時間的に先頭のサブフレーム（ここでは第１サブフレームと呼ぶ）で選択して出力するよう切り替えることが望ましい。
【００２４】
以上説明した各部の動作により、「空間周波数分離方式」において、動きぼけに関与する高周波数成分を一方のサブフレームに局在させて表示することが可能となる。次に、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減する為に、フレーム間で画像を合成する方法について説明する。
【００２５】
図２は、第１の実施形態における画像処理方法を説明する為の図である。例えば６０Ｈｚのフレームレートで入力された画像が２倍の１２０Ｈｚのフレームレートに変換され、フレームレート変換部１０１において画像Ｆ［ｉ］（図２における２０１）と画像Ｆ［ｉ−１］（図２における２０２）がそれぞれ出力される。その後、合成比率ａ＝０．５として、画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］を合成する。図２における符号２０３は、合成比率ａ＝０．５であることを示しており、符号２０４は、画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］の平均画像である合成画像を示している。
【００２６】
画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］の平均画像である合成画像Ａ［ｉ］に基づいて低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を生成し、画像Ｆ［ｉ］に基づいて高周波成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）を生成する。そして、第１サブフレームとして低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を表示し、第２サブフレームとして高周波成分強調画像ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）を表示する。
【００２７】
本実施形態では、尾引き現象を改善する為に、時間的な重心のずれが低減するよう予めフレーム間で画像を合成した後に低周波数成分画像を生成する。図２に示すように、２つのサブフレームに分割して表示をする場合は、合成比率ａ＝０．５として、画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］の平均画像を合成画像とすることで、時間的な重心のずれをよく改善し、尾引き現象による画像の歪みを低減することができる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減することが可能となる。
【００２９】
なお、合成画像は、着目フレームと該着目フレームよりも１フレーム前のフレームとから生成することに限定するものではなく、着目フレームと該着目フレームよりも過去のフレームとから生成しても良い。これは以降の実施形態においても同様である。
【００３０】
［第２の実施形態］
第１の実施形態に係る「空間周波数分離方式」は、サブフレーム毎に異なる画像を表示する。一方、”焼付き”を改善する為にサブフレーム反転交流駆動を行なう液晶表示デバイスにおいて、「空間周波数分離方式」を適用すると、一方の極性に印加電圧が偏る可能性があり、電極間にかかる電荷の偏りをキャンセルすることができない場合がある。
【００３１】
本実施形態では、「空間周波数分離方式」をサブフレーム反転交流駆動を行う液晶表示デバイスに適用した際の、電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制する画像処理装置、及び画像処理方法について説明する。
【００３２】
具体的には、低周波数成分画像と高周波成分強調画像の表示順序をある一定期間毎に入れ替えて表示することで電荷の偏りを改善する。またその際、複数フレーム期間で段階的に入れ替えることによって入れ替え時の動画歪みを改善する。
【００３３】
先ず、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について、図３のブロック図を用いて説明する。なお、図３において、図１に示した機能部と同じ機能部には同じ参照番号を付しており、この機能部に係る説明は省略する。
【００３４】
第２の画像合成部３０２は、以下の式３に従って、画像Ｆ［ｉ］と、画像Ｆ［ｉ−１］と、を合成比率ｂ（０≦ｂ≦１）で合成することによって、合成画像Ｂ［ｉ］を生成する。
【００３５】
Ｂ［ｉ］＝Ｆ［ｉ］×ｂ＋Ｆ［ｉ−１］×（１−ｂ）  …  （３）
係る式は、画像Ｆ［ｉ］を構成する各画素の画素値をｂ倍したものと、画像Ｆ［ｉ−１］を構成する各画素の画素値を（１−ｂ）倍したものと、を加算した値を画素値とする画像を、合成画像Ｂ［ｉ］として生成することを意味している。本実施形態では、第１の画像合成部１０６で用いる合成比率ａや、第２の画像合成部３０２で用いる合成比率ｂは、合成比率調整部３０１によって調整される。その調整方法について詳しくは後述する。そして第２の画像合成部３０２は、生成した合成画像Ｂ［ｉ］を高周波画像生成部１０３に対して送出する。
【００３６】
高周波画像生成部１０３は、合成画像Ｂ［ｉ］中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）として生成する。高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）の生成方法については、特定の生成方法に限るものではないが、例えば、以下の式４に従って生成することができる。
【００３７】
ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）＝２×Ｂ［ｉ］−ＬＰＦ（Ｂ［ｉ］）  …  式４
係る式は、画像Ｂ［ｉ］を構成する各画素の画素値を２倍したものから、画像Ｂ［ｉ］に対してローパスフィルタ処理を行った画像を構成する各画素の画素値を差し引いた値を画素値とする画像を、高周波数成分強調画像として生成することを意味している。そして高周波画像生成部１０３は、生成した高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）を、第３の画像合成部３０４及び第４の画像合成部３０３に対して送出する。一方、低周波画像生成部１０４は、生成した低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を、第３の画像合成部３０３及び第４の画像合成部３０４に対して送出する。
【００３８】
第３の画像合成部３０３は、以下の式５に従って、高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）と低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）とを合成比率ｃ（０≦ｃ≦１）で合成することで合成画像Ｃ［ｉ］を生成する。
【００３９】
Ｃ［ｉ］＝ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）×ｃ＋ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）×（１−ｃ）  …  （５）
係る式は、ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）を構成する各画素の画素値をｃ倍したものと、ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を構成する各画素の画素値を（１−ｃ）倍したものと、を加算した値を画素値とする画像を、合成画像Ｃ［ｉ］として生成することを意味している。そして第３の画像合成部３０３は、生成した合成画像Ｃ［ｉ］を選択部１０５に対して送出する。
【００４０】
第４の画像合成部３０４は、以下の式６に従って、高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）と低周波数成分画像ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）とを合成比率ｄ（０≦ｄ≦１）で合成することで合成画像Ｄ［ｉ］を生成する。
【００４１】
Ｄ［ｉ］＝ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）×ｄ＋ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）×（１−ｄ）  …  （６）
係る式は、ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）を構成する各画素の画素値をｄ倍したものと、ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）を構成する各画素の画素値を（１−ｄ）倍したものと、を加算した値を画素値とする画像を、合成画像Ｄ［ｉ］として生成することを意味している。そして第４の画像合成部３０４は、生成した合成画像Ｄ［ｉ］を選択部１０５に対して送出する。
【００４２】
本実施形態では、第３の画像合成部３０３で用いる合成比率ｃや、第４の画像合成部３０４で用いる合成比率ｄは、合成比率調整部３０１によって調整される。その調整方法について詳しくは後述する。
【００４３】
選択部１０５は、合成画像Ｃ［ｉ］と合成画像Ｄ［ｉ］とを、サブフレームとして順次選択して出力する。選択部１０５は、合成画像Ｃ［ｉ］が合成画像Ｄ［ｉ］より時間的に先頭のサブフレーム（ここでは第１サブフレームと呼ぶ）で選択して出力するよう切り替えることが望ましい。
【００４４】
合成比率調整部３０１は、上記の通り、合成比率ａ、合成比率ｂ、合成比率ｃ、合成比率ｄ、をフレーム単位で調整する。ここで、これらの合成比率を調整することで、低周波数成分画像と高周波成分強調画像の表示順序を入れ替える方法について、図４を用いて説明する。以下では、各フレーム期間における表示順について説明する。
【００４５】
＜フレーム期間Ｔ０＞
まず、図４においてフレーム期間Ｔ０に着目する。図４では、合成比率調整部３０１は、フレーム期間Ｔ０で合成比率ａ、合成比率ｂ、合成比率ｃ、合成比率ｄ、の各合成比率を以下のように設定している。
【００４６】
合成比率ａ＝０．５（符号４０１）
合成比率ｂ＝１．０（符号４０２）
合成比率ｃ＝０．０（符号４０３）
合成比率ｄ＝１．０（符号４０４）
このように各合成比率を設定すると、フレーム期間Ｔ０で表示する各サブフレームの画像は以下の通り表すことができ、これは、各サブフレームの表示画像が第１の実施形態と同一であることを意味している。
【００４７】
第１サブフレーム（符号４０５）＝ＬＰＦ（Ａ［ｉ］）＝ＬＰＦ（Ｆ［ｉ］×０．５＋Ｆ［ｉ−１］×０．５）
第２サブフレーム（符号４０６）＝ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）＝ＨＰＦ（Ｆ［ｉ］）
これにより、フレーム期間Ｔ０においては第１の実施形態と同様、高周波数成分を第２サブフレームに局在させることで、動きぼけを改善する効果を得ることができる。さらに低周波成分画像は画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］の平均画像に基づいており、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減することができる。
【００４８】
＜フレーム期間Ｔ６＞
次に、図４においてフレーム期間Ｔ６に着目する。図４では、合成比率調整部３０１は、フレーム期間Ｔ６で合成比率ａ、合成比率ｂ、合成比率ｃ、合成比率ｄ、の各合成比率を以下のように設定している。
【００４９】
合成比率ａ＝０．５（符号４１１）
合成比率ｂ＝０．０（符号４１２）
合成比率ｃ＝１．０（符号４１３）
合成比率ｄ＝０．０（符号４１４）
このように各合成比率を設定すると、フレーム期間Ｔ６で表示する各サブフレームの画像は以下の通り表すことができる。
【００５０】
第１サブフレーム（符号４１５）＝ＨＰＦ（Ｂ［ｉ＋６］）＝ＨＰＦ（Ｆ［ｉ＋５］）
第２サブフレーム（符号４１６）＝ＬＰＦ（Ａ［ｉ＋６］）＝ＬＰＦ（Ｆ［ｉ＋６］×０．５＋Ｆ［ｉ＋５］×０．５）
フレーム期間Ｔ６では、画像Ｆ［ｉ＋５］における高周波数成分を第１サブフレームに局在させており、また、第２サブフレームに表示する低周波成分画像は、画像Ｆ［ｉ＋６］と画像Ｆ［ｉ＋５］の平均画像に基づいている。つまり高周波数成分を第１サブフレームに局在させることで、動きぼけを改善する一方で、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減することができる。
【００５１】
但し、フレーム期間Ｔ６では、フレーム期間Ｔ０と比較して各サブフレームで表示する高周波成分強調画像と低周波成分画像の表示順序が逆である。フレーム期間Ｔ０における各合成比率と、フレーム期間Ｔ６における各合成比率と、を所定の時間毎に切り替えて画像表示を行うことで、サブフレーム反転交流駆動を行う際に、一方の極性に印加電圧が偏り続ける現象の改善が可能となる。例えば、第１サブフレームをプラス極性で駆動し、第２サブフレームをマイナス極性で駆動する場合、高周波成分強調画像は、フレーム期間Ｔ０においてマイナス極性で表示し、フレーム期間Ｔ６においてプラス極性で表示することになる。このように各周波数成分画像の表示極性を所定の時間毎に切り替えて表示することで、印加電圧の偏りを改善することができる。
【００５２】
一方、フレーム期間Ｔ０とフレーム期間Ｔ６を連続するフレームで切り替えると、例えば、スクロール画像のような動画を表示した際に、動画の不連続が動画歪みとして視認される場合がある。この場合、例えば、切り替えるタイミングを静止画像表示時やシーンチェンジ時と同期して実施することで、動画歪みの視認程度は改善することができる。しかしここでは、連続した動画表示期間中であっても、切り替え時の動画の不連続による動画歪みを改善する方法について説明する。具体的にはフレーム期間Ｔ０とフレーム期間Ｔ６の間に位置するフレーム期間Ｔ３において、「空間周波数分離方式」を実施しない場合に相当する画像を表示する。そしてフレーム期間Ｔ０、Ｔ３、Ｔ６のそれぞれの間に位置するフレームについては、それぞれ段階的に画像が切り替わるように制御する。
【００５３】
＜フレーム期間Ｔ３＞
次に、図４においてフレーム期間Ｔ３に着目する。図４では、合成比率調整部３０１は、フレーム期間Ｔ３で合成比率ａ、合成比率ｂ、合成比率ｃ、合成比率ｄ、の各合成比率を以下のように設定している。
【００５４】
合成比率ａ＝１．０（符号４２１）
合成比率ｂ＝１．０（符号４２２）
合成比率ｃ＝０．５（符号４２３）
合成比率ｄ＝０．５（符号４２４）
この時、Ａ［ｉ＋３］＝Ｆ［ｉ＋３］、Ｂ［ｉ＋３］＝Ｆ［ｉ＋３］となり、Ａ［ｉ＋３］とＢ［ｉ＋３］とは同一画像となる。また、フレーム期間Ｔ３で表示する各サブフレームの画像は以下の通り表すことができる。
【００５５】
第１サブフレーム（符号４２５）＝ＬＰＦ（Ａ［ｉ＋３］）×０．５＋ＨＰＦ（Ｂ［ｉ＋３］）×０．５
第２サブフレーム（符号４２６）＝ＨＰＦ（Ｂ［ｉ＋３］）×０．５＋ＬＰＦ（Ａ［ｉ＋３］）×０．５
ここで、Ａ［ｉ＋３］＝Ｆ［ｉ＋３］、Ｂ［ｉ＋３］＝Ｆ［ｉ＋３］であるので、次式の通り、第１サブフレームと第２サブフレームの表示画像は同一画像であるといえる。
第１サブフレーム（符号４２５）＝第２サブフレーム（符号４２６）＝ＨＰＦ（Ｆ［ｉ＋３］）×０．５＋ＬＰＦ（Ｆ［ｉ＋３］）×０．５
また、式（４）に基づくと、第１サブフレームと第２サブフレームの表示画像はいずれもＦ［ｉ＋３］と表すことができ、入力フレームと同等の画像である。つまり、フレーム期間Ｔ３における表示画像は「空間周波数分離方式」を実施しない場合と同等であることを意味する。
【００５６】
＜フレーム期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５＞
フレーム期間Ｔ１、Ｔ２では、フレーム期間Ｔ０における合成比率とフレーム期間Ｔ３における合成比率との間を補間するような（連続的に変化するような）合成比率を設定する。例えば、合成比率ａは、フレーム毎に逓増するように、フレーム期間Ｔ１における合成比率ａは”０．８”、フレーム期間Ｔ２における合成比率ａは”０．９”と設定する。
【００５７】
また、フレーム期間Ｔ４、Ｔ５では、フレーム期間Ｔ３における合成比率とフレーム期間Ｔ６における合成比率との間を補間するような（連続的に変化するような）合成比率を設定する。例えば、合成比率ａは、フレーム毎に逓減するように、フレーム期間Ｔ４における合成比率ａは”０．９”、フレーム期間Ｔ５における合成比率ａは”０．８”と設定する。また、合成比率ｂも、フレーム毎に逓減するように、フレーム期間Ｔ４における合成比率ｂは”０．８”、フレーム期間Ｔ５における合成比率ｂは”０．４”と設定する。
【００５８】
合成比率ｃ、合成比率ｄについても同様に設定する。即ち、合成比率ｃは、フレーム期間Ｔ１からＴ３、及びＴ３からＴ６の期間において逓増するように設定し、合成比率ｄは逓減するように設定する。
【００５９】
なお、図４では説明上、フレーム数を７フレームとしているがこれに限らない。連続するＮ（Ｎは２以上の整数）フレームからなるフレーム群を第１フレーム群とすると、第１フレーム群において、合成比率ａが逓増するように設定する。また、第１フレーム群より後で連続するＮフレーム群を第２フレーム群とすると、第２フレーム群において、合成比率ａ及び合成比率ｂが逓減するように設定する。また、第１フレーム群及び第２フレーム群の間では、合成比率ｃは逓増するように設定し、合成比率ｄは逓減するように設定する。
【００６０】
フレーム期間Ｔ０からフレーム期間Ｔ６への段階的な入れ替えが終了し、所定の時間が経過した後は、同様にフレーム期間Ｔ６からフレーム期間Ｔ０への段階的な入れ替えを実施する。第１フレーム群及び第２フレーム群は、フレームレート６０Ｈｚの画像入力に対して３０から１８００フレーム（０．５秒から３０秒）の期間とすると、切り替え時の動画の不連続が視認され難いことが確認されている。また、図４のフレーム期間Ｔ３で示したように、入れ替えシーケンスの中間付近に、「空間周波数分離方式」を実施しない場合と同等の画像を表示することが望ましい。また、合成比率ａは、第１フレーム群において逓減するように設定することで、フレーム期間Ｔ３において「空間周波数分離方式」を実施しない場合と同等の画像を表示し、第２フレーム群において逓増するように設定しても同様の効果が得られる。
【００６１】
また、各画像合成部、高周波画像生成部、低周波画像生成部では、ディスプレイのガンマ特性を考慮して、ディスプレイに表示した際の輝度特性にリニアな空間で各種演算処理を実施することが望ましい。
【００６２】
以上説明したように、サブフレームで表示順序を入れ替える際に、入れ替え後の表示順序を目的として複数フレーム間で段階的に各合成比率を設定することで、切り替え時の動画の不連続による動画歪みを改善することが可能となる。
【００６３】
次に、本実施形態に係る画像処理装置の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１では、画像処理装置の不図示の制御部は、カウンタｍの値を０に初期化する。
【００６４】
ステップＳ２では、上記の各処理により、第１サブフレームとして低周波数成分画像を出力し、第２サブフレームとして高周波数成分強調画像を出力するように動作する。このような動作モードをドライブモード１と呼称する。このドライブモード１は、例えば、図４中のフレーム期間Ｔ０における表示を行うモードである。ステップＳ２の処理を行うたびに、上記制御部はカウンタｍを１つインクリメントする。
【００６５】
ステップＳ３では、上記制御部は、カウンタｍの値が規定値に達したか否かを判断する。この判断の結果、規定値に達した場合には、表示順序の入れ替えシーケンスを開始するものと判断し、処理はステップＳ４に進む。一方、規定値に達していない場合には、処理はステップＳ２に戻る。
【００６６】
ステップＳ４では、合成比率調整部３０１は、各合成比率を上記の如く、中間目標値まで段階的に逓増、または逓減処理する。中間目標値は、例えば図４中のフレーム期間Ｔ３における各合成比率の値であって、「空間周波数分離方式」を実施しない場合と同等の画像を得るための合成比率である。
【００６７】
次にステップＳ５では、合成比率調整部３０１は、ドライブモード２において表示する内容と等しくなるように、各合成比率を、段階的に逓増、または逓減処理する。ドライブモード２とは、例えば、図４中のフレーム期間Ｔ６における表示を行うためのモードであって、第１サブフレームが高周波成分強調画像、第２サブフレームが低周波数成分画像である。
【００６８】
なお、ステップＳ４、ステップＳ５で各合成比率を変化させる処理と並行して、該合成比率に応じて第１サブフレーム及び第２サブフレームを生成して出力する処理は行われる。段階的な逓増、または逓減処理が終了した後、ステップＳ６では、上記制御部は、カウンタｍの値を０に初期化する。
【００６９】
ステップＳ７では、上記の各処理により、第１サブフレームとして高周波数成分強調画像を出力し、第２サブフレームとして低周波数成分画像を出力するように動作する。このような動作モードをドライブモード２と呼称する。ステップＳ７の処理を行うたびに、上記制御部はカウンタｍを１つインクリメントする。
【００７０】
ステップＳ８では、上記制御部は、カウンタｍの値が規定値に達したか否かを判断する。この判断の結果、規定値に達した場合には、表示順序の入れ替えシーケンスを開始するものと判断し、処理はステップＳ９に進む。一方、規定値に達していない場合には、処理はステップＳ７に戻る。
【００７１】
ステップＳ９では、合成比率調整部３０１は、ドライブモード１において表示する内容と等しくなるように、各合成比率を、段階的に逓増、または逓減処理する。なお、ステップＳ９で各合成比率を変化させる処理と並行して、該合成比率に応じて第１サブフレーム及び第２サブフレームを生成して出力する処理は行われる。
【００７２】
以上のように、本実施形態によれば、「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減することが可能となる。さらに、「空間周波数分離方式」をサブフレーム反転交流駆動を行う液晶表示デバイスに適用した際に、サブフレームで表示順序を入れ替えることにより、電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制することが可能である。また、表示順序を入れ替える際に、入れ替え後の表示順序を目的として複数フレーム間で段階的に入れ替えることで、動画の不連続による動画歪みを改善することが可能となる。
【００７３】
なお、第２の実施形態として説明した上記の構成には様々な変形例が考えられるが、何れも以下の構成の一例に過ぎない。即ち、各フレームの画像を入力画像として取得し、該入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを第１の合成比で合成した第１の合成画像、第２の合成比で合成した第２の合成画像、を生成する（第１の合成）。そして、第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する（第１の生成）と共に、第２の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する（第２の生成）。
【００７４】
そして、高周波数成分強調画像と低周波数成分画像とを第３の合成比で合成した第３の合成画像、第４の合成比で合成した第４の合成画像、を生成し（第２の合成）、第３の合成画像と第４の合成画像とを交互に、入力画像のサブフレームの画像として出力する。その際、第１乃至４の合成比をフレームごとに調整する。
【００７５】
この調整では、第１の合成比を、連続する複数フレームの期間の両端フレームでは、入力画像と過去入力画像とが同比率で合成されるように調整し、該期間の中央フレームでは、入力画像が第１の合成画像となるように調整する。また、両端フレームと中央フレームとの間のフレームでは、両端フレームにおける第１の合成比と中央フレームにおける第１の合成比との間を補間した合成比に調整する。
【００７６】
第２の合成比は、上記期間の開始から途中フレームまでは、入力画像が第２の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、過去入力画像が第２の合成画像となるように調整する。また、途中フレームと終端フレームとの間のフレームでは、途中フレームにおける第２の合成比と終端フレームにおける第２の合成比との間を補間した合成比に調整する。
【００７７】
第３の合成比は、上記期間の開始フレームでは、低周波数成分画像が第３の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、高周波数成分強調画像が第３の合成画像となるように調整する。また、開始フレームと終端フレームとの間のフレームでは、開始フレームにおける第３の合成比と終端フレームにおける第３の合成比との間を補間した合成比に調整する。
【００７８】
第４の合成比は、上記期間の開始フレームでは、高周波数成分強調画像が第４の合成画像となるように調整し、該期間の終端フレームでは、低周波数成分画像が第４の合成画像となるように調整する。また、開始フレームと終端フレームとの間のフレームでは、開始フレームにおける第４の合成比と終端フレームにおける第４の合成比との間を補間した合成比に調整する。
【００７９】
［第３の実施形態］
第２の実施形態は、各合成比率をフレームごとに切り替える実施形態の一例であった。本実施形態では、各合成比率をサブフレームごとに切り替える一例について説明する。先ず、本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について、図６のブロック図を用いて説明する。なお、図６において、図１，３に示した機能部と同じ機能部には同じ参照番号を付しており、この機能部に係る説明は省略する。
【００８０】
第２の画像合成部３０２は、合成比率調整部６０１によって指定された合成比率ｂを用いて、第２の実施形態と同様にして合成画像Ｂ［ｉ］を生成する。そして第２の画像合成部３０２は、生成した合成画像Ｂ［ｉ］を高周波画像生成部１０３及び低周波画像生成部１０４に対して送出する。
【００８１】
高周波画像生成部１０３は、第２の実施形態と同様にして、高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）を生成し、生成した高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）を第３の画像合成部３０３に対して送出する。
【００８２】
低周波画像生成部１０４は、合成画像Ｂ［ｉ］中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像ＬＰＦ（Ｂ［ｉ］）として生成する。生成方法は第１の実施形態で説明したとおりである。そして低周波画像生成部１０４は、生成した低周波数成分画像ＬＰＦ（Ｂ［ｉ］）を、第３の画像合成部３０３に対して送出する。
【００８３】
第３の画像合成部３０３は、高周波数成分強調画像ＨＰＦ（Ｂ［ｉ］）と、低周波数成分画像ＬＰＦ（Ｂ［ｉ］）と、から、合成比率調整部６０１によって指定された合成比率ｃを用いて、第２の実施形態と同様にして合成画像Ｃ［ｉ］を生成する。
【００８４】
合成比率調整部６０１による合成比率ｂ、ｃの調整について、図７を用いて説明する。合成比率調整部６０１は、上記の如く、サブフレーム毎に合成比率ｂと合成比率ｃを設定する。
【００８５】
例えば、合成比率ｂは、第１フレーム群（図７におけるフレーム期間Ｔ０〜Ｔ３）において第１サブフレームでは０．５から逓減するように設定し（第１サブフレーム用）、第２サブフレームでは１．０のまま変化させていない（第２サブフレーム用）。また、合成比率ｂは、第２フレーム群（図７におけるフレーム期間Ｔ４〜Ｔ６）において第１サブフレームでは０．０のまま変化させず（第１サブフレーム用）、第２サブフレームでは１．０からから逓減するように設定する（第２サブフレーム用）。
【００８６】
即ち、第１サブフレームについては、第１フレーム群の期間では合成対象の２フレームのうち過去のフレームに対する合成比率を逓増させ、第２フレーム群の期間では、該２フレームのうち該過去のフレームが採用されるようにしている。第２サブフレームについては、第１フレーム群の期間では該２フレームのうち最近フレームが採用されるようにし、第２フレーム群の期間では該過去のフレームに対する合成比率を逓増させる。
【００８７】
また例えば、合成比率ｃは、第１フレーム群及び第２フレーム群において第１サブフレームでは０．０から逓増するように設定し、第２サブフレームでは１．０から逓減するように設定する。
【００８８】
即ち、第１フレーム群及び第２フレーム群の期間において、第１サブフレームについては、低周波数成分画像ＬＰＦに対する合成比率を逓減させ、第２サブフレームについては、高周波数成分強調画像ＨＰＦに対する合成比率を逓減させる。
【００８９】
いずれも、入れ替え後の表示順序を目的として、また中間のフレーム（図７におけるＴ３）において「空間周波数分離方式」を実施しない場合と同等の画像を表示するものとして、各合成比率をサブフレーム毎に設定する。これによって、段階的な表示順序の入れ替えが可能となる。
【００９０】
以上、本実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、「空間周波数分離方式」によって動きぼけを改善する一方で、表示における時間的な重心のずれによって視認される尾引き現象を低減することが可能となる。さらに、「空間周波数分離方式」をサブフレーム反転交流駆動を行う液晶表示デバイスに適用した際に、サブフレームで表示順序を入れ替えることにより、電荷の偏りによって生じる焼付き等の画質劣化を抑制することが可能である。また、表示順序を入れ替える際に、入れ替え後の表示順序を目的として複数フレーム間で段階的に入れ替えることで、動画の不連続による動画歪みを改善することが可能となる。また、各画像合成比率をサブフレーム毎に切り替えて設定するので、画像合成部の実装総数を第２の実施形態と比較をして削減することが可能となる。
【００９１】
なお、第３の実施形態として説明した上記の構成には様々な変形例が考えられるが、何れも以下の構成の一例に過ぎない。即ち、各フレームの画像を入力画像として取得し、該入力画像に対する複数枚のサブフレームの画像を生成し、該サブフレームの画像を出力するのであるが、サブフレームの生成は、次のようにして行う。
【００９２】
先ず、入力画像と該入力画像よりも過去のフレームの入力画像である過去入力画像とを、着目サブフレーム用に調整された第１の合成比で合成した第１の合成画像を生成する（第１の合成）。そして、第１の合成画像中の高周波数成分を強調した画像を高周波数成分強調画像として生成する（第１の生成）と共に、第１の合成画像中の低周波数成分から成る画像を低周波数成分画像として生成する（第２の生成）。
【００９３】
そして、高周波数成分強調画像と低周波数成分画像とを、着目サブフレーム用に調整された第２の合成比で合成した第２の合成画像を、着目サブフレームの画像として生成（第２の合成）し、第１の合成比及び第２の合成比をサブフレームごとに調整する。
【００９４】
［第４の実施形態］
第１乃至３の実施形態では、「空間周波数分離方式」での表示における時間的な重心のずれを改善する為に、連続する２フレームの合成画像を用いて低周波数成分画像を生成している。本実施形態は、「空間周波数分離方式」での表示における時間的な重心のずれを改善する為に、連続する２フレーム間の画像としての補間画像を用いて低周波数成分画像を生成する場合に適した実施形態の一例である。
【００９５】
本実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について、図８のブロック図を用いて説明する。なお、図８において、図１，３に示した機能部と同じ機能部には同じ参照番号を付しており、この機能部に係る説明は省略する。
【００９６】
補間画像生成部８０１は、フレームレート変換部１０１から２倍のフレームレートでフレームメモリ１０２から読み出された画像Ｆ［ｉ］と画像Ｆ［ｉ−１］とを受け取ると、この２フレーム間の画像としての補間画像を生成する。補間画像は、画像中のオブジェクトの動きベクトルを検出して推定した画像である。
【００９７】
ここで補間画像生成方法の一例を示す。まず、基準とする画像Ｆ［ｉ］を複数の画素ブロックに分割する。そして、画像Ｆ［ｉ−１］中の各画素ブロックに対して、最も相関の高い画像Ｆ［ｉ］中の画素ブロックを求め、動きベクトルを推定する。相関の高いブロックを求める処理には、例えば、ブロックマッチングのアルゴリズムを用いることができる。推定した動きベクトルに応じて、フレーム間の中間位置に該ブロックが移動するように補間画像を生成して出力する。
【００９８】
例えば、第１サブフレームとして低周波数成分画像を表示し、第２サブフレームとして高周波数成分強調画像を表示するとする。この場合、補間画像生成部８０１は、第１サブフレームとして、Ｆ［ｉ］及びＦ［ｉ−１］から補間画像を生成して出力し、第２サブフレームとして、Ｆ［ｉ］をそのまま出力する。また、逆に、第１サブフレームとして高周波数成分強調画像を表示し、第２サブフレームとして低周波数成分画像を表示するとする。この場合、補間画像生成部８０１は、第１サブフレームとして、Ｆ［ｉ−１］をそのまま出力し、第２サブフレームとして、Ｆ［ｉ−１］及びＦ［ｉ］から補間画像を生成して出力する。
【００９９】
ここで、動きベクトル量を補間比率調整部８０２で生成する補間比率ｖ（０≦ｖ≦１）で表現すると、例えば各フレーム間の中間位置（補間するフレーム位置）に補間画像を生成する場合、補間比率ｖ＝０．５と表現することができる。一方、サブフレームで表示順序を段階的に入れ替える場合は、上記の実施形態と同じく補間比率ｖをサブフレーム毎に段階的に逓増、または逓減処理すればよい。
【０１００】
例えば、画像Ｆ［ｉ］において、補間比率ｖ＝０の場合は画像Ｆ［ｉ−１］に相当、補間比率ｖ＝１の場合は画像Ｆ［ｉ］に相当する。また、補間比率ｖ＝０．５の場合は画像Ｆ［ｉ−１］と画像Ｆ［ｉ］の中間位置に相当する補間画像とすると、図７における合成比率ｂをそのまま補間比率ｖとして適用することで、サブフレームで表示順序を段階的に入れ替えることが可能となる。この時、補間比率調整部８０２において設定する合成比率ｃについても、図７における合成比率ｃをそのまま適用すればよい。
【０１０１】
以上、本実施形態によれば、「空間周波数分離方式」での表示における時間的な重心のずれを改善する為に、フレーム間の補間画像を用いて低周波数成分画像を生成する場合であっても、表示順序を段階的に入れ替えることが可能となる。
【０１０２】
補間画像は、動きベクトルを推測してフレーム間の中間位置に相当するように生成されるので、補間画像に基づいて低周波数成分画像（補間画像中の低周波数成分から成る画像）を生成することで時間的な重心のずれを改善することができる。一方、補間画像は、動きベクトルの推測結果に基づくので、常に理想とする中間位置に画像が生成できるものではないが、低周波数成分画像で所謂ぼかして表示することで、生成ミスを補うことが可能となる。
【０１０３】
［第５の実施形態］
前述までの実施形態では、フレームレート変換部１０１において、入力される各フレームの画像を２つのサブフレーム画像に分解し、１フレーム期間内に２枚のサブフレーム画像を出力する場合について説明したが、これに限らない。即ち、１フレーム期間内にＭ（Ｍ≧２）枚のサブフレーム画像を出力するものであればよい。例えば、各フレームの画像を４つのサブフレーム画像に分解して出力した場合においても、高周波数成分強調画像を駆動する極性を入れ替えるように表示順序を入れ替えればよい。その際、入れ替え後の表示画像を目標とする画像として各サブフレームの各合成比率、及び補間比率を段階的に逓増、または逓減処理すればよい。さらに上記で説明した各合成比率の値域（０〜１）は、これに限ったものではなく、例えば１以上に設定したとしてもよい。さらに、「空間周波数分離方式」における適用のみならず、サブフレーム反転交流駆動において異なる画像を各サブフレームに表示する場合に対して同様に適用できる。
【０１０４】
また、図１，３，６，８に示した各部はハードウェアで構成しても良いが、フレームメモリ１０２以外の各部はソフトウェア（コンピュータプログラム）で構成しても良い。例えば、一般のＰＣ（パーソナルコンピュータ）が有するハードディスクにこのコンピュータプログラムをインストールしておくと共に、各フレームの画像をこのハードディスクに格納する。そしてこのＰＣのＣＰＵがこのコンピュータプログラムをハードディスクからＲＡＭに読み出して実行することで、このＰＣは上記の各画像処理装置として機能することになる。また、第１乃至４の実施形態は適宜組み合わせて用いても良く、組み合わせる技術は一部だけであっても良いし、全部であっても良い。
【０１０５】
（その他の実施例）
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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