(57)【要約】  本発明の画像信号処理装置は、映像の動き度合いを検出する基本動き度合い計算部（１１１）と、一つのフレーム期間を、サブフレームＡおよびＢ期間とを含んだ複数の期間に分けるタイミングコントローラ（１１０）と、上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施すサブフレームＡ画像信号生成部（１０７）と、上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施すサブフレームＢ画像信号生成部１０８と、現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記サブフレームＡ画像信号生成部（１０７）及び／または上記サブフレームＢ画像信号生成部（１０８）に適用する適用動き度合いを算出する適用動き度合い計算部（１１２）とを備えている。
2010021180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置に備えられた画像信号処理装置において、
現フレームにおける画像信号と、該現フレームの一つ前の前フレーム期間における画像信号とを比較することにより映像の動き度合いを検出する動き度合い検出部と、
一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部と、
上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施す第１の画像処理部と、
上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理部と、
上記動き度合い検出部によって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出する適用動き度合い算出部と、
を備えていることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
上記適用動き度合い算出部によって算出された適用動き度合いを保持する保持部を備え、
上記適用動き度合い算出部は、
上記保持部に保持された適用動き度合いを前フレーム期間における映像の動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部は、上記適用動き度合い算出部によって算出された適用動き度合いに応じた処理強度で各処理を施すことを特徴とする請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
上記適用動き度合い算出部は、
現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ＜Ｍｈのとき、
上記Ｍｃと上記Ｍｈの単純平均もしくは加重平均した値を適用動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部に提供することを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
上記適用動き度合い算出部は、
現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ≧Ｍｈのとき、
上記Ｍｃを適用動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部に提供することを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置に備えられ画像信号処理装置において、
一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部と、
上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して平滑化処理を施す第１の画像処理部と、
上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して強調処理を施す第２の画像処理部とを備え、
上記第１の画像処理部は、
平滑化処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項７】
上記第２の画像処理部は、
入力画像信号に対して、上記第１の画像処理部と同様の平滑化処理を行うことで強調処理を施した信号として上記画像表示装置に提供するとき、
強調処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする請求項６に記載の画像信号処理装置。
【請求項８】
画像信号処理装置内の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
上記第１の画像処理部は、
上記温度検出部により検出された温度が、予め設定した設定温度よりも低い程、
小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする請求項６または７に記載の画像信号処理装置。
【請求項９】
画像信号処理装置内の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
上記第２の画像処理部は、
上記温度検出部により検出された温度が、予め設定した設定温度よりも低い程、
小さくなるように設定された変移幅で強調処理を施すことを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理装置。
【請求項１０】
一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいた画像を画像表示装置に表示するための画像信号処理方法において、
現フレームにおける画像信号と、該現フレームの一つ前の前フレーム期間における画像信号とを比較することにより映像の動き度合いを検出する動き度合い検出ステップと、
一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割ステップと、
上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施す第１の画像処理ステップと、
上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理ステップと、
上記動き度合い検出ステップによって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理ステップ及び／または上記第２の画像処理ステップにおいて適用される適用動き度合いを算出する適用動き度合い算出ステップと、
を含むことを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項１１】
上記適用動き度合い算出ステップにおいて算出された適用動き度合いを保持部に保持する保持ステップをさらに含み、
上記適用動き度合い算出ステップは、
上記保持部に保持された適用動き度合いを前フレーム期間における映像の動き度合いとして、上記第１の画像処理ステップ及び／または上記第２の画像処理ステップにおいて適用される適用動き度合いを算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像信号処理方法。
【請求項１２】
上記第１の画像処理ステップ及び上記第２の画像処理ステップは、上記適用動き度合い算出ステップによって算出された適用動き度合いに応じた処理強度で各処理を施すことを特徴とする請求項１１に記載の画像信号処理方法。
【請求項１３】
上記適用動き度合い算出ステップは、
現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ＜Ｍｈのとき、
上記Ｍｃと上記Ｍｈの単純平均もしくは加重平均した値を適用動き度合いとして、上記第１の画像処理ステップ及び上記第２の画像処理ステップに提供することを特徴とする請求項１２に記載の画像信号処理方法。
【請求項１４】
上記適用動き度合い算出ステップは、
現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ≧Ｍｈのとき、
上記Ｍｃを適用動き度合いとして、上記第１の画像処理ステップ及び上記第２の画像処理ステップに提供することを特徴とする請求項１２に記載の画像信号処理方法。
【請求項１５】
一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいた画像を画像表示装置に表示するための画像信号処理装置において、
一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割ステップと、
上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して平滑化処理を施す第１の画像処理ステップと、
上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して強調処理を施す第２の画像処理ステップとを備え、
上記第１の画像処理ステップは、
平滑化処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項１６】
上記第２の画像処理ステップは、
入力画像信号に対して、上記第１の画像処理ステップと同様の平滑化処理を行うことで強調処理を施した信号として上記画像表示装置に提供するとき、
強調処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする請求項１５に記載の画像信号処理方法。
【請求項１７】
上記画像表示装置内の温度を検出する温度検出ステップをさらに含み、
上記第１の画像処理ステップは、
上記温度検出ステップにより検出された温度が、予め設定した設定温度よりも低い程、小さくなるように設定された上記変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする請求項１６に記載の画像信号処理方法。
【請求項１８】
請求項１〜９の何れか１項に記載の画像信号処理装置を備えた画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像表示装置を備えたテレビジョン受像機。
【請求項２０】
請求項１８に記載の画像表示装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などホールド型表示装置を使用した画像表示装置における動画品質を向上させるための画像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置などホールド型表示装置を使用した画像表示装置においては動画品質の劣化（エッジぼけ）が発生するという問題点がある。【０００３】
従来のホールド型表示装置における動画品質の劣化（エッジぼけ）について、図２に示すように画像信号の輝度レベル２５％の背景上を画像信号の輝度レベル７５％の領域が水平方向に動く場合を例として説明する。【０００４】
図１３は上記のような画像表示の際にあるフレームに入力された画像信号１画面内の１水平ライン上各画素に対する入力画像信号の輝度レベルの分布である。【０００５】
このような画像が水平方向に動くときの従来のホールド型表示装置における表示輝度分布の時間推移を図１４に示す。一般に画面を注視する観察者は水平に動く物体を目で追うため、矢印の方向に表示輝度レベルを積分した積分量を目で感じる輝度レベルとして認知する。【０００６】
物体（輝度レベル７５％の領域）の動く速度が８ピクセル／フレームの場合に矢印の方向に各時間における輝度レベルを積算して平均した値が輝度レベルの積分量として観察者の目で感じる輝度の分布となる。上述の輝度レベルの分布をグラフ化した場合、輝度レベル２５％の領域と輝度レベル７５％の領域の境界付近において傾斜をもった線分で接続されるような輝度レベルの分布になっており、この傾斜を持った線分の水平位置方向の幅がエッジぼけとして認知され、これがホールド型表示装置の動画品質低下の要因である。【０００７】
上記エッジぼけを軽減する最も単純な方法としては、表示１フレーム期間の一部に最小輝度レベル（黒）表示期間を設ける方法がある。しかしながらこのような方法では、１フレームの周期毎に画面全体で明暗の状態を繰り返すことになり、フリッカを発生することになる。また入力画像信号が最大の場合においても１フレーム期間内にかならず最小輝度レベル表示期間を有するため、輝度レベルが低下するという問題もある。【０００８】
また、図４に示すような、輝度レベル２５％の背景上における１フレーム期間の移動量よりも、輝度レベル７５％の領域の幅の小さい場合について説明する。【０００９】
図１５は図４に示すような画像表示の際にあるフレームに入力された画像信号１画面内の１水平ライン上各画素に対する入力画像信号の輝度レベルの分布である。このような画像が水平方向に動くときの従来のホールド型表示装置における表示輝度分布の時間推移を図１６に示す。【００１０】
物体（輝度レベル７５％の領域）の動く速度が８ピクセル／フレームの場合に矢印の方向に各時間における輝度レベルを積算して平均した値が輝度レベルの積分量として観察者の目で感じる輝度の分布となる。【００１１】
図１７に示すように、上述ような大きなエッジぼけは発生しない反面、本来輝度レベル７５％で動く物体の輝度レベルが４４％に大きく輝度が低下している。つまり、動く物体が本来よりもかなり暗く見えるという事であり、これも動画品質の低下要因となっている。【００１２】
また、上述の例とは逆に背景の輝度レベルが高く、移動する領域の輝度レベルが低い場合にも同様の理由により動く領域の輝度が上昇して見えてしまう現象があり、動画品質の低下要因となる。【００１３】
フリッカを発生せずにエッジぼけを軽減する方法としては、特許文献１のような方法が提案されている。これは、図１７に示すように、連続する２フレームの時間的中間にあたる仮想フレーム画像を推定して生成し、連続する２つのフレームの間に挿入することで上記エッジぼけを軽減し、動画品質の劣化を抑える方法である。【００１４】
しかしながら、特許文献１のような方法においては２つのフレーム間の画像信号を完全に正確に推定することは難しく、推定ミスによるエラーを発生する可能性がある。【００１５】
図２のような輝度レベル２５％の背景上を輝度レベル７５％の物体が水平方向に移動する場合の画面内の１水平ラインについて注目すると、例えば第（Ｎ−１）フレームの入力画像信号の輝度レベル分布は図１８の（ａ）、第Ｎフレームの入力画像信号の輝度レベル分布は図１８の（ｂ）のようになる。このとき、第（Ｎ−１）フレームと第Ｎフレームの時間的中間の仮想フレームが正確に推定して生成できた場合、図１８の（ｃ）のように、輝度レベル７５％の領域が第（Ｎ−１）フレームと第Ｎフレームの中間にくるような輝度レベル分布となる。ところが２つのフレーム間の画像信号を完全に正確に推定することは難しく、推定ミスによるエラーを発生することがある。エラーを含んだ時間的中間の仮想フレームは例えば図１８の（ｄ）のようになる。矢印で示すように本来輝度レベル７５％の位置に輝度２５％の画素が発生している。【００１６】
一方、特許文献２には、高空間周波数を取り除いた画像と、強調した画像を繰り返し表示することにより、動きぼけを防止するという技術が開示されている。しかしながら、この特許文献２では、いずれのフレーム画像も同一の入力画像から生成しているため、画面上を動く表示物を目で追う観察者に対する時空間と輝度重心の関係がずれるために、表示物の前端と後端とで観測される積分輝度の分布を適切に保つことができないという問題がある。また、高空間周波数成分を正値で取り除いているため、強調フレームの輝度が常に高く、全面フリッカを発生する、という問題もある。【００１７】
上記の特許文献１および特許文献２が有する問題は、次に示す特許文献３に開示された技術によって解決することができる。【００１８】
本発明者による、特許文献３では、一つのフレーム期間を、サブフレーム期間Ａとサブフレーム期間Ｂとに分け、サブフレーム期間Ａにおいてぼかし処理を行ない、サブフレーム期間Ｂにおいて強調処理を行なうことにより、動画品質の向上を図り、上記特許文献１の課題の解決を図っている。【００１９】
さらに、特許文献３では、ぼかしフレーム画像を生成し、最新フレームと１フレーム前の前フレームとの平均値を用いるという技術を開示している。従って、特許文献３では、画面上を動く表示物を目で追う観察者に対する時空間と輝度重心の関係が適正になり、表示物の前端と後端とで観察される積分輝度の分布を適正に保つことができる。さらに、特許文献３によれば、ぼかしフレームと強調フレームとの広域輝度が同じであり、全面フリッカを発生しない。【００２０】
上記の特許文献３以外にも、フリッカを抑制する技術としては、特許文献４，５，６等を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】日本国特許公報「特許第３２９５４３７号公報（２００２年６月２４日  発行）」
【特許文献２】米国公開特許公報「ＵＳ２００６／０２２７２４９号（２００６年１０月１２日  公開）」
【特許文献３】国際公開特許公報「ＷＯ２００７／０５２４４１号公報（２００７年５月１０日  国際公開）」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２００２−３５１３８２号公報（２００２年１２月６日  公開）」
【特許文献５】日本国公開特許公報「特開２００６−１８４８９６号公報（２００６年７月１３日  公開）」
【特許文献６】日本国公開特許公報「特開２００７−３０４２０４号公報（２００７年１１月２２日  公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところが、特許文献３〜６に開示された技術では、フリッカの発生を抑制することが可能であるものの、以下に示すような問題が生じる。【００２３】
すなわち、強調処理を行なう際に、もともと外部から入力される強調処理前の入力画像信号が表示し得る最小の画像信号レベル、または、最大の画像信号レベルに近い場合には、それ以上の強調ができないので、十分な強調処理ができずに、本来表示されるべき輝度と比較して時間積分輝度が不足したりオーバーしたりしてしまうために、不正な輝度表示として認識され、動画品質を低下させるという問題が生じる。【００２４】
従って、従来の何れの技術をもってしても、動画品質を十分に改善し得るものではない。【００２５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示装置などホールド型表示装置を使用した画像表示装置において、動画品質を十分に改善し得る画像信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係る画像信号処理装置は、上記課題を解決するために、一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置に備えられ画像信号処理装置において、現フレームにおける画像信号と、該現フレームの一つ前の前フレーム期間における画像信号とを比較することにより映像の動き度合いを検出する動き度合い検出部と、一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部と、上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施す第１の画像処理部と、上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理部と、上記動き度合い検出部によって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出する適用動き度合い算出部とを備えていることを特徴としている。【００２７】
上記の構成によれば、一つのフレーム期間を少なくとも一つのサブフレームＡ期間と少なくとも一つのサブフレームＢ期間とに分ける分割部と、上記サブフレームＡ期間において各画素の画像信号に対し、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施す第１の画像処理部と、上記サブフレームＢ期間において各画素の画像信号に対し、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理部とを備えていることで、映像の動き度合いに応じて、一方のサブフレーム期間において平滑化処理を行なうことにより目的の画素と周辺の画素との画像信号レベルの差を小さくし、他方のサブフレーム期間において強調処理を行なうことにより目的の画素と周辺の画素との画像信号レベルの差を大きくしたりできる。【００２８】
しかも、動き度合い検出部によって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出する適用動き度合い算出部を備えることにより、連続したフレーム間において、常に、平滑化処理及び強調処理が行われることになるので、スロー再生時等、複数フレームの静止画像を周期的に表示する場合のように、平滑化処理および強調処理が行われないフレーム期間が周期的に存在する場合において懸念されるフリッカの発生を抑制することができる。【００２９】
従って、以上の構成によれば、動画品質を十分に改善することができるという効果を奏する。【００３０】
また、上記適用動き度合い算出部によって算出された適用動き度合いを保持する保持部を備え、上記適用動き度合い算出部は、上記保持部に保持された適用動き度合いを前フレーム期間における映像の動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出するようにしてもよい。【００３１】
この場合、装置の内容に上記の保持部を持っているので、動き度合いの比較および適用処理を迅速に行うことができる。【００３２】
さらに、上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部は、上記適用度合い算出部によって算出された適用動き度合いに応じた処理強度で各処理を施すようにしてもよい。【００３３】
具体的には、以下のような処理を行う。【００３４】
上記適用動き度合い算出部は、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ＜Ｍｈのとき、上記Ｍｃと上記Ｍｈの単純平均もしくは加重平均した値を適用動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部に提供する。【００３５】
また、上記適用動き度合い算出部は、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ≧Ｍｈのとき、上記Ｍｃを適用動き度合いとして、上記第１の画像処理部及び上記第２の画像処理部に提供する。【００３６】
以上のように、適用動き度合い算出部において、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記保持部に保持されている動き度合いをＭｈを考慮して、適用動き度合いを算出することにより、上記第１の画像処理部における平滑化処理および第２の画像処理部における強調処理が各フレームにおいて適切に行えるので、フリッカの発生をさらに抑制することが可能となる。【００３７】
ところで、入力される入力画像信号が最大の画像信号レベルまたは最小の画像信号レベルに近い場合に、強調処理を施そうとしても、最大の画像信号レベルよりも高い画像信号レベルにすることができず、かつ、最小の画像信号レベルよりも小さい画像信号レベルにすることができないので、強調処理ができず、動画品質の改善を行なうことができない、という問題がある。【００３８】
これに対して、本発明では、十分に強調処理を行うための構成として、以下の構成の画像信号処理装置を提案する。【００３９】
すなわち、本発明の画像信号処理装置は、一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置に備えられ画像信号処理装置において、一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部と、上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、所定の変移幅で平滑化処理を施す第１の画像処理部と、上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して強調処理を施す第２の画像処理部とを備え、上記第１の画像処理部は、平滑化処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された上記変移幅で平滑化処理を施すことを特徴とする。【００４０】
これにより、第２の画像処理部において画像信号の信号レベルが大きすぎたり、小さすぎたりして十分に強調できない場合であっても、第１の画像処理部は、平滑化処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示装置における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された上記変移幅で平滑化処理を施すことにより、適切な輝度表示にすることができる。【００４１】
従って、以上の構成によれば、動画品質を十分に改善することができるという効果を奏する。【００４２】
また、画像信号処理装置内の温度を検出する温度検出部をさらに備え、上記第１の画像処理部は、上記温度検出部により検出された温度が、予め設定した設定温度よりも低い程、小さくなるように設定された上記変移幅で平滑化処理を施すようにしてもよい。【００４３】
これにより、画像信号処理装置を提供する画像表示装置が、温度低下に伴って応答速度が低下する液晶表示装置であっても適切な平滑化処理および強調処理を施すことができるので、動画品質の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る画像信号処理装置は、以上のように、一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置に備えられ画像信号処理装置において、現フレームにおける画像信号と、該現フレームの一つ前の前フレーム期間における画像信号とを比較することにより映像の動き度合いを検出する動き度合い検出部と、一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部と、上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理を施す第１の画像処理部と、上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理部と、上記動き度合い検出部によって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理部及び／または上記第２の画像処理部に適用する適用動き度合いを算出する適用動き度合い算出部とを備えていることで、フリッカの発生を抑制し、動画品質を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の画像表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】画像信号の輝度レベル２５％の背景上を画像信号の輝度レベル７５％の領域が水平方向に動く様子を示す図である。
【図３】各フレームにおける、各水平画素位置の輝度レベルを示す図である。
【図４】画像信号の輝度レベル２５％の背景上を画像信号の輝度レベル７５％の領域が水平方向に動く様子を示しており、輝度レベル２５％の背景上における１フレーム期間の移動量よりも輝度レベル７５％の領域の幅の小さい場合について示す図である。
【図５】各フレームにおける、各水平画素位置の輝度レベルを示す図である。
【図６】画像表示装置においてスロー再生された場合の入力画像の状態を示す図である。
【図７】図６に示す入力画像において、動き度合いが検出されたフレームのみが平滑化処理と強調処理とを行った結果を示す図である。
【図８】図６に示す入力画像において、各フレームにおいて平滑化処理と強調処理とを行った結果を示す図である。
【図９】現フレームにおいて、前フレームの入力画像を考慮して平滑化処理を行った場合のサブフレームＡにおける画像信号の分布と、強調処理を行った場合のサブフレームＢにおける画像信号の分布とを示す図である。
【図１０】理想的な強調処理を行った場合の画像信号レベルと、画像表示部で表示可能な最大レベルおよび最小レベルとの関係を説明する図である。
【図１１】本発明による平滑化処理を施した場合のサブフレームＡおよびサブフレームＢにおける画像信号の分布を示す図である。
【図１２】液晶テレビジョン受像機として動作する画像表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１３】各水平画素位置の輝度レベルを示す図である。
【図１４】画像が水平方向に動く場合の表示輝度分布の時間推移を示す図である。
【図１５】各水平画素位置の輝度レベルを示す図である。
【図１６】画像が水平方向に動く場合の表示輝度分布の時間推移を示す図である。
【図１７】画像が水平方向に動く場合の表示輝度分布の時間推移を示す図である。
【図１８】各フレームにおける、各水平画素位置の輝度レベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
〔実施の形態〕
本実施の形態では、一画面分の画像信号に対応するフレーム期間ごとに、各画素の画像信号に基づいて画像を表示する液晶表示装置などのホールド型表示装置を使用した画像表示装置に備えられた画像信号処理装置を前提として、以下の処理を行うことを特徴としている。
【００４７】
すなわち、本実施の形態に係る画像信号処理装置は、第Ｎフレームの表示を行なう場合に、第（Ｎ−１）フレームと第Ｎフレーム、つまり、連続する２フレームの画像信号から、両フレームの各画素に対する画像信号レベルを平均した画像信号レベルを対応する各画素の画像信号レベルとする仮想サブフレームＱを生成する。
【００４８】
また、１フレーム期間を、期間長の等しい２つのサブフレーム期間に時分割する。
【００４９】
時分割した一方のサブフレームＡ期間においては、仮想サブフレームＱの目的の画素を含む周辺一定範囲（参照範囲）内の画素の画像信号を平均（加重平均、または、単純平均）した画像信号をサブフレームＡ画像信号として出力する。
【００５０】
一方、他方のサブフレームＢ期間においては、仮想サブフレームＱの目的の画素を含む参照範囲内の画素に対する第Ｎフレーム入力画像信号の平均（加重平均、または、単純平均）に対して、強調処理を行った画像信号を出力して、目的の画素の入力画像信号の高低差を強調する画像信号をサブフレームＢ画像信号として出力する。
【００５１】
端的に言えば、本実施の形態に係る画像信号処理装置では、サブフレームＡ期間において平均化処理（平滑化処理）を行ない、サブフレームＢ期間において強調処理を行なうことができる構成となっている。
【００５２】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置を示す概略図である。
【００５３】
この画像表示装置は、同図に示すように、画像信号処理装置としてのコントローラＬＳＩ１００を備え、このコントローラＬＳＩ１００が、液晶パネルなどの画像表示部２００、前フレームメモリ３００、および表示フレームメモリ４００と接続されて構成されている。
【００５４】
上記コントローラＬＳＩ１００は、画像信号事前変換部（変換部）１０１、前フレームメモリコントローラ１０２、時間平均画像信号レベル生成部１０３、表示フレームメモリコントローラ１０４、サブフレームＡ用マルチラインメモリ１０５、サブフレームＢ用マルチラインメモリ１０６、サブフレームＡ画像信号生成部１０７、サブフレームＢ画像信号生成部１０８、データセレクタ１０９、タイミングコントローラ（分割部）１１０、基本動き度合い計算部（動き度合い検出部）１１１、適用動き度合い計算部（適用動き度合い算出部）１１２、動き度合い保持部１１３、および温度センサ（温度検出部）１１４を備えている。
【００５５】
上記画像信号事前変換部１０１は、外部から入力される入力画像信号に所定の変換処理を施し、出力する。より具体的には、画像信号事前変換部１０１は、入力画像信号が、所定の上限規定値と所定の下限規定値との間に収まるように変換する。この変換は、ユーザーの好みもしくは製品開発者の設計目標に応じて行なうことができる。具体的な変換処理の態様、およびこれによる動画品質向上の効果については、後述する。
【００５６】
上記タイミングコントローラ１１０は、一つのフレーム期間を、少なくとも一つのサブフレームＡ期間と、少なくとも一つのサブフレームＢ期間とを含んだ複数の期間に分ける分割部としての機能を有している。さらに、上記タイミングコントローラ１１０は、６０Ｈｚの入力フレーム期間を２つに時分割したサブフレームＡ期間およびサブフレームＢ期間のタイミングを生成する。
【００５７】
また、上記タイミングコントローラ１１０は、前フレームメモリコントローラ１０２、表示フレームメモリコントローラ１０４、およびデータセレクタ１０９とを制御する。
【００５８】
上記前フレームメモリコントローラ１０２は、（１）６０Ｈｚの入力画像信号を前フレームメモリ３００に書き込むとともに、（２）前フレームメモリ３００に書き込まれている、表示フレームメモリコントローラ１０４が読みだすフレームの１つ前のフレーム画像信号を、サブフレームＡ期間のタイミングに合わせて順次読出し、時間平均画像信号レベル生成部１０３へ転送する。前フレームメモリコントローラ１０２は、以上（１）（２）の動作を時分割で並行に行なう。
【００５９】
上記表示フレームメモリコントローラ１０４は、（３）６０Ｈｚの入力画像信号を表示フレームメモリ４００に書き込むとともに、（４）表示フレームメモリ４００に書き込こまれている、前フレームメモリコントローラ１０２が読みだすフレームの１つ後のフレーム画像信号を、サブフレームＡ期間およびサブフレームＢ期間のタイミングに合わせて、同一フレームの画像信号を２周づつ読み出し、時間平均画像信号レベル生成部１０３、サブフレームＢ用マルチラインメモリ１０６、および基本動き度合い計算部１１１へ転送する。表示フレームメモリコントローラ１０４は、以上（３）（４）の動作を時分割で並行に行なう。
【００６０】
上記時間平均画像信号レベル生成部１０３は、目的の画素に対する前フレームの画像信号レベルと、この目的の画素に対する表示フレーム（現フレーム）の画像信号レベルの平均値を、演算回路やソフトウェアによって演算し、この平均値を画像信号レベルとする仮想サブフレームＱを生成するものである。
【００６１】
上記基本動き度合い計算部１１１は、現フレームにおける画像信号と、該現フレームの一つ前の前フレーム期間における画像信号とを比較することにより映像の動き度合いを検出する動き度合い検出部として機能する。具体的には、上記基本動き度合い計算部１１１は、前フレームの画像信号と、現フレームの画像信号と、の比較から映像の動き度合い（動きの度合い）を数値化し、この数値（計算結果）に応じて、後述するサブフレームＡ画像信号あるいは、サブフレームＢ画像信号と、目的の画素に対する前記事前変換された画像信号との差を制限するようになっている。
【００６２】
具体的には、目的の画素を中心とする水平Ｘピクセル、垂直Ｙラインの範囲（参照範囲）の、前フレームと現フレームとにおける同位置の画素の画像信号の差があらかじめ定めた所定値以上である画素数を動き度合いとしている。その他、水平、垂直の各々方向について目的の画素から参照する画素までの距離が近いほど、大きな重み係数を掛けて積算し、得られた数値を動き度合いとする方法や、画素移動量（動きベクトル量）を推定して動き度合いとする方法などを用いることができる。
【００６３】
上記画素移動量を推定する方法としては、例えば、現フレームにおいて目的の画素を中心とする一定範囲領域の画像信号と、前フレーム内の複数の一定範囲領域の画像信号とを順次比較してゆき、現フレームの一定範囲領域の画像信号とのレベル差の総和が少ない前フレーム内の一定範囲領域の中心画素が、現フレームの目的の画素へ移動したものと推定しこれを目的の画素の移動量とする。各画素について、このような移動量の推定を行った後、目的の画素の移動量（即ち動きベクトルの絶対値）をそのまま当該画素の動き度合とするか、もしくは、目的の画素を中心とする周辺画素の移動量の総和を当該画素の動き度合いとするか、もしくは、当該画素に近いほど大きな重みづけを行ないつつ、積算した値を当該画素の動き度合いとする。当該画素のみでなく周辺画素の移動量も積算する方法により、少々の異常なベクトル検出が発生しても適正な信号処理が行える半面、制御部のコスト増加を伴う。
【００６４】
そして、上記基本動き度合い計算部１１１によって算出された基本動き度合いを示す数値は、後段の適用動き度合い計算部１１２に転送される。この適用動き度合い計算部１１２についての詳細は後述する。
【００６５】
また、上記サブフレームＡ／Ｂ用マルチラインメモリ１０５・１０６は、表示走査中の水平ラインを中心にＹライン分の画像信号を保持しておく。
【００６６】
上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７は、上記サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて平滑化処理（ぼかし処理）を施す第１の画像処理部として機能する。ここでの映像の動き度合いとは、後述する適用動き度合い計算部１１２によって算出された適用動き度合いを示す。
【００６７】
具体的には、上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７は、上記適用動き度合い計算部１１２によって求めた数値が、ある条件を満たした場合、仮想サブフレームＱ内における目的の画素を中心とする水平Ｘピクセル、垂直Ｙライン分の画像信号をサブフレームＡ用マルチラインメモリ１０５より入力する。その後、サブフレームＡ画像信号生成部１０７は、Ｘ×Ｙピクセル範囲（参照範囲）内の各画素の画像信号に、重み係数を掛けて積算し、積算の総量を参照範囲内の各画素に対する重み係数の総量で割った値を、サブフレームＡ画像信号とする。つまり、サブフレームＡ画像信号は、サブフレームＡ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合い（適用動き度合い）に応じて平滑化処理（ぼかし処理）を施した画像信号となる。なお、上記の重みづけは、参照範囲の各画素の重みづけを一律として（同じ重み係数を用いて）行ってもよいし、目的の画素に近いほど大きい重み係数を掛けて行ってもよい。
【００６８】
従って、上記第１の画像処理部として機能するサブフレームＡ画像信号生成部１０７は、後述する上記適用動き度合い算出部１１２によって算出された適用動き度合いに応じた処理強度で各処理を施すようになっている。
【００６９】
サブフレームＢ画像信号生成部１０８は、適用動き度合い計算部１１２によって求めた数値がある条件を満たした場合、目的の画素を中心とする参照範囲内の各画素の画像信号を、サブフレームＢ用マルチラインメモリ１０６より入力する。その後、サブフレームＢ画像信号生成部１０８は、参照範囲に対して、サブフレームＡ画像信号を生成するのと同様の演算を行なう。つまり、サブフレームＢ画像信号生成部１０８は、サブフレームＡ画像信号生成部１０７と同様に、画像信号を平滑化する機能を有しており、参照範囲における画像信号に対して、サブフレームＡ画像信号と同様の平滑化処理を行う。
【００７０】
次に、サブフレームＢ画像信号生成部１０８は、上記サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合いに応じて強調処理を施す第２の画像処理部として機能する。ここでの映像の動き度合いとは、後述する適用動き度合い計算部１１２によって算出された適用動き度合いを示す。
【００７１】
具体的には、上記サブフレームＢ画像信号生成部１０８は、上記平滑化処理が施された画像信号、すなわち演算結果の画像信号と、サブフレームＢ画像信号からなる仮想１フレーム期間の表示輝度の時間積分量が、目的の画素に対する事前変換された画像信号で静止している場合の輝度レベルに一致するように、目的の画素に対するサブフレームＢ画像信号を生成する。従って、サブフレームＢ画像信号は、サブフレームＢ期間において各画素の入力画像信号に対して、映像の動き度合い（適用動き度合い）に応じて強調処理を施した画像信号となる。つまり、サブフレームＢ画像信号は、１フレーム期間における各画素の輝度レベルの時間積分量が、目的の画素に対する事前変換後の画像信号で静止している場合の輝度レベルに一致するように、定めた画像信号である。
【００７２】
具体的には、画像表示パネル（画像表示部２００）の応答速度性能から演算により算出する方法や、あらかじめ各画像信号に対する輝度測定を行ない、入力画像信号と、上記演算結果の画像信号と、の各組み合わせに対して適正なサブフレームＢ画像信号を出力するような変換テーブルを備えておく方法などがある。
【００７３】
従って、上記第２の画像処理部として機能するサブフレームＢ画像信号生成部１０８は、後述する上記適用動き度合い算出部１１２によって算出された適用動き度合いに応じた処理強度で各処理を施すようになっている。
【００７４】
上記データセレクタ１０９は、現在の表示サブフレームフェイズに応じてサブフレームＡ画像信号もしくはサブフレームＢ画像信号を選択して、画像表示部２００へ伝送する。
【００７５】
ここで、本発明においては、上述したサブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８において行う処理を動画品質を低下させることなく適切に行うために、基本動き度合い計算部１１１のほかに、適用動き度合い計算部１１２および動き度合い保持部１１３を備えている。これら部材の詳細については後述する。
【００７６】
ここで、上記構成の画像表示装置における動画表示時の水平画素位置と輝度レベルとの関係について以下に簡単に説明する。
【００７７】
図２に示すように、輝度レベル２５％の背景上を、１フレーム期間の移動量よりも領域の幅が大きい輝度レベル７５％の物体が水平方向に移動する場合の画面内の１水平ラインに注目する。すなわち、輝度レベル２５％の背景上を、輝度レベル７５％の物体が水平方向に移動する場合であって、移動する上記物体の１フレーム期間での移動量よりも当該物体の領域の幅（移動方向への長さ）が大きいときの画面内の１水平ラインに注目する。
【００７８】
そうすると、例えば、第（Ｎ−１）フレームの入力画像信号の輝度レベル分布は、図３の（ａ）、第Ｎフレームの入力画像信号の輝度レベル分布は、図３の（ｂ）のようになる。このとき、各画素に対する第Ｎフレームと第（Ｎ−１）フレームの変換後の入力画像信号レベルの中間値を画像信号レベルとする仮想サブフレームＱの１水平ライン上の輝度レベル分布は、図３の（ｃ）のようになる。
【００７９】
次に、図４に示すような、輝度レベルが２５％の背景上を、１フレーム期間の移動量よりも領域の幅の小さい輝度レベル７５％の物体が水平方向に移動する場合の画面内の１水平ラインに注目する。すなわち、輝度レベル２５％の背景上を、輝度レベル７５％の物体が水平方向に移動する場合であって、移動する上記物体の１フレーム期間での移動量よりも当該物体の領域の幅（移動方向への長さ）が小さいときの画面内の１水平ラインに注目する。
【００８０】
そうすると、例えば、第（Ｎ−１）フレームの入力画像信号の輝度レベル分布は、図５の（ａ）、第Ｎフレームの入力画像信号の輝度レベル分布は、図５の（ｂ）のようになる。このとき、各画素に対する第Ｎフレームと第（Ｎ−１）フレームの入力画像信号を平均した画像信号レベルで構成される仮想サブフレームＱの１水平ライン上の輝度レベル分布は、図５の（ｃ）のようになる。
【００８１】
ところで、映画等の低フレームレートの映像を、よりフレームレートの高い一般的なテレビ等の映像に変換された映像や、ＤＶＤプレーヤ等によるスロー再生時等においては、画像が更新された１フレームの後に複数フレームの同一画像が続くような画像が繰り返される場合がある。このような映像の一例としてＤＶＤプレーヤ等でスロー再生された場合の入力画像の状態を図６に示す。図６では、通常の再生速度の１／３の速度でスロー再生される場合を想定している。
【００８２】
図６の（ａ）段は（１）（２）…の順に入力画像のフレームを示す。暗い背景上を明るい矩形ブロックが左へ移動するような映像だが、１／３倍でスロー再生されているため、（１）〜（３）および（４）〜（６）は３フレームずつ同じ画像が入力されている。
【００８３】
このとき、上記画像処理装置の基本動き度合い計算部１１１において、前フレームと最新フレーム（現フレーム）が異なる（１）、（４）、（７）の各フレームでは、基本動き度合いが発生する一方、前フレームと最新フレームが同一である（２）、（３）、（５）、（６）の各フレームでは基本動き度合いは０である。動く矩形ブロックのエッジ付近に対応する画素において算出される基本動き度合いの変化を図６の（ｂ）段に示す。
【００８４】
このようにして算出された基本動き度合いに基づいて平滑化と強調化の処理を行って出力される画像信号の分布を、画面上の１水平ライン上の各画素に注目して図示すると図７のようになる。基本動き度合いが発生する（１）および（４）の入力フレームに対応する各２つの出力サブフレームについてのみぼかし、強調処理が行われている。図７において、実線が処理を施した場合の波形、破線が処理前の波形を示している。
【００８５】
図７のように、ぼかし、強調処理が行われない表示フレームが存在するため、ぼかし、強調処理が行われる周期が長くなると、画面を見る人間にはフリッカが見えてしまうという問題がある。
【００８６】
このようなフリッカの発生を抑えるために本実施形態では、上述した基本動き度合い計算部１１１、適用動き度合い計算部１１２、および動き度合い保持部１１３が設けられている。
【００８７】
上記適用動き度合い計算部１１２は、上記基本動き度合い検出部１１１によって検出された現フレーム期間における映像の動き度合いと、前フレーム期間における映像の動き度合いとから、上記第１の画像処理部を備えたサブフレームＡ画像信号生成部１０７及び／または上記第２の画像処理部を備えたサブフレームＢ画像信号生成部１０８に適用する適用動き度合いを算出するようになっている。
【００８８】
すなわち上記適用動き度合い計算部１１２では、基本動き度合い計算部１１１で算出された基本動き度合いと、前回の処理によって上記動き度合い保持部１１３に保持されている、１つ前の入力フレームに対応する２つのサブフレームで平滑化と強調化に適用された動き度合いとを比較して、保持されていた動き度合いが基本動き度合いよりも大きい場合については、保持されていた動き度合いと基本動き度合いの平均値（単純平均もしくは加重平均）を、適用動き度合いとして採用する一方、保持されていた動き度合いが基本動き度合いと同じか小さい場合には、基本動き度合いを適用動き度合いとして採用する。
【００８９】
このように定めた適用動き度合いに基づいてサブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８にて平滑化および強調化に使用する。また算出されたこの適用動き度合いは、次の画像表示に備えて動き度合い保持部１１３に書き込んでおく。
【００９０】
具体的には、上記適用動き度合い計算部１１２は、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記動き度合い保持部１１３に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ＜Ｍｈのとき、上記Ｍｃと上記Ｍｈの単純平均もしくは加重平均した値を適用動き度合いとして、上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７及び上記サブフレームＢ画像信号生成部１０８に提供するようになっている。
【００９１】
また、上記適用動き度合い計算部１１２は、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃ、上記動き度合い保持部１１３に保持されている動き度合いをＭｈとして、Ｍｃ≧Ｍｈのとき、上記Ｍｃを適用動き度合いとして、上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７及び上記サブフレームＢ画像信号生成部１０８に提供するようになっている。
【００９２】
以上の適用動き度合い計算部１１２における計算では、現フレーム期間における映像の動き度合いＭｃと、上記動き度合い保持部１１３に保持されている動き度合いをＭｈとの大小を単純に比較したものであるが、より適切な処理を行うためには、動き度合い保持部１１３に保持されている動き度合いをＭｈに対して予め設定した閾値Ｔを加えるか減じたものと、上記Ｍｃを比較するのが好ましい。
【００９３】
これは外部からの放送波や映像信号伝送路等でノイズが乗ったような場合に、実際はほぼ静止画であるにも関わらず、前フレームと現フレームに差分が生じて動き度合いが増加もしくは減少したと判断されるような場合において、動き度合いの変動が一定の範囲においては変動が無い場合と同様の処理を行うためである。
【００９４】
このような処理を行った場合の動く矩形ブロックのエッジ付近に対応する画素において算出される適用動き度合いの変化を図６の（ｃ）段に示すと、前フレームと最新フレームが異なる（１）、（４）、（７）では保持されていた動き度合いが基本動き度合いより小さくなるため、基本動き度合いが適用動き度合いとなり、図６の（ｂ）段と同等の大きさとなる。一方、（２）、（３）、（５）、（６）では保持されていた動き度合いが基本動き度合いより大きくなるため、保持されていた動き度合いと基本動き度合いの平均値（単純平均もしくは加重平均）が適用動き度合いとなり、図６の（ｂ）段に示す基本動き度合いよりも大きい値となる。
【００９５】
このようにして算出された基本動き度合いに基づいて平滑化と強調化の処理を行って出力される画像信号の分布を、画面上の１水平ライン上の各画素に注目して図示すると図８のようになる。図８において、実線が処理を施した場合の波形、破線が処理前の波形を示している。
【００９６】
基本動き度合いをそのまま使用した図７と比較して、図８では、（２Ａ）〜（３Ｂ）のサブフレーム表示においても、ぼかし、強調の程度は弱くなるものの完全になくなるわけではない。このように表示する事によってフリッカが見えてしまう問題を回避する事ができる。
【００９７】
ところで、上記構成の画像表示装置は、サブフレームＡ画像信号生成部１０７で生成される画像信号と、サブフレームＢ画像信号生成部１０８で生成される画像信号が連続して表示される場合の表示輝度の時間積分量を本来の表示輝度に合せる事で、輝度の過不足が観察者に見えないようにしている。
【００９８】
図９に２つの階調領域（前フレーム、現フレームの画像信号）の境界付近において本発明のぼかし／強調処理が行われた場合の画像信号の分布を示す。サブフレームＡがぼかし処理（平滑化処理）、サブフレームＢが強調処理が施された画像信号の分布を示している。
【００９９】
次に、この２つの階調領域が一方は画像表示部２００で表示可能な最大レベルに近く、他方は画像表示部２００で表示可能な最小レベルに近いような場合のサブフレームＢにおける強調信号について図１０に示す。ここでは理想的な強調信号が、画像表示部で表示可能な最大レベルを上回る部分（破線の部分）や、画像表示部２００で表示可能な最小レベルを下回る部分が発生している。実際には画像表示部２００で表示可能な範囲で表示せざるを得ないため、このような場合には、サブフレームＡにおけるぼかし画像との繰返しで画像を見る観察者に対して、本来表示されるべき輝度と比較して時間積分輝度が不足したりオーバーしてしまうために、不正な輝度表示として認識されるという問題が発生する。
【０１００】
このような現象を軽減、回避するために画像信号が画像表示部２００で表示可能な最大もしくは最小レベルに近い場合には、サブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８における、前段から受け取った信号からの変移幅に制限を設ける事が考えられる。
【０１０１】
例えば、上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８において、平滑化処理を施す前の画像信号の信号レベルが、上記画像表示部２００における表示可能な画像信号の信号レベルの最大値または最小値に近い程、小さくなるように設定された変移幅で平滑化処理を施すようにする。
【０１０２】
画像信号の強調処理の方法として、サブフレームＢ画像信号生成部１０８の内部でまずサブフレームＡ画像信号生成部１０７で行われるのと同様の平滑化処理を行い、そこで得られた画像信号と共に、交互に画像表示部に繰返し表示した場合の時間積分輝度が、目的の画素に対する本来の輝度に一致するような画像信号を選択して、強調信号として出力する方法がある。
【０１０３】
このような方法で強調信号を生成する場合には、サブフレームＡ画像信号生成部１０７における平滑化処理に対して設定する変移幅制限と同様の変移幅制限の設定を、サブフレームＢ画像信号生成部１０８の内部でまず行われる平滑化処理に対しても行っておく事で、サブフレームＡ画像信号生成部１０７で得られた画像信号とサブフレームＢ画像信号生成部１０８で得られた画像信号を繰返し表示した場合の時間積分輝度を、目的の画素の本来の輝度に一致させる事ができる。ただし、制御回路部のコストを抑制するために、サブフレームＡ画像信号生成部１０７においてのみ変移幅制限を行っても一定の効果は得られる。
【０１０４】
例えば、上記サブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８において、前段から受け取った画像信号をＬｓ、画像表示部２００で表示可能な最大レベルをＬｍａｘ、画像表示部２００で表示可能な最小レベルをＬｍｉｎのとき、平滑化処理による変移幅の制限をＷとすると、以下の式（１）を満たすＷの範囲に上記変移幅を制限する。
【０１０５】
Ｗ＝ｍｉｎ（Ｃ０＋｜Ｌｓ−Ｌｍｉｎ｜×Ｋ０，Ｃ１＋｜Ｌｍａｘ−Ｌｓ｜×Ｋ１）
・・・・・・・・（１）
ここで、ｍｉｎ（Ｘ，Ｙ）はＸ，Ｙのいずれか小さい方を選択する関数であり、Ｃ０，Ｃ１は制限幅の定数値、Ｋ０，Ｋ１は各々最小レベルおよび最大レベルと元の信号値との差分に対する制限幅の比例係数である。
【０１０６】
例えば、Ｌｍａｘ＝１００、Ｌｍｉｎ＝０、Ｃ０＝０、Ｃ１＝５、Ｋ０＝Ｋ１＝０．２５の場合、Ｌｓ＝９０であれば、Ｗ＝ｍｉｎ（０＋９０×０．２５＝２２．５，５＋１０×０．２５＝７．５）＝７．５となり、サブフレームＡおよびサブフレームＢ画像信号生成部における信号平滑化処理による変移幅は７．５に制限される。即ち平滑化処理を行っても９０−７．５＝８２．５より小さい値は取らないように制限され、その結果この平滑値に対応する強調処理信号の理想値もＬｍａｘ＝１００を大きく超える事がなくなり、理想値がＬｍａｘを超えた場合に強調処理信号を１００として表示した場合の本来の時間積分量との誤差を所望の範囲に抑える事ができる。
【０１０７】
このような方法によって得られる画像信号を図１１に示す。サブフレームＡにおいて、破線は、変移幅を制限する前の平滑化処理された画像信号の波形を示す。つまり、本実施の形態によって得られる画像信号は、サブフレームＡにおける、水平画素位置Ｘ、Ｙにおいて、変移幅の制限を受けていることが分かる。
【０１０８】
このように、サブフレームＡにおける画像信号の変移幅が制限されるため、サブフレームＢにおける画像信号が画像表示可能な最大レベルと最小レベルの範囲内であっても、時間積分輝度が大幅に不足したりオーバーすることがなく不正な輝度表示として認識されるという問題が回避できる。
【０１０９】
上記構成の画像表示装置において、画像表示部２００を液晶表示パネルで構成した場合、装置内部の温度が下がれば、液晶の応答が悪くなり、それまでと同じ平滑化処理および強調処理を行っていたのでは、本来の表示輝度との誤差が大きくなり画質劣化の要因となる。
【０１１０】
そこで、図１に示すコントローラＬＳＩ１００では、内部に温度センサ（温度検出部）１１４を備え、該温度センサ１１４によって検出された温度データをサブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８に出力するようになっている。
【０１１１】
サブフレームＡ画像信号生成部１０７およびサブフレームＢ画像信号生成部１０８では、入力された温度データが予め設定した設定温度より低い程、小さくなるように設定された上記変移幅で平滑化処理を施すようになっている。
【０１１２】
これにより、液晶の応答性に応じた処理を適切に行うことができるので、動画像の劣化を抑制することができる。
【０１１３】
また、本発明の画像表示装置は、図１２に示すように、例えば、液晶テレビジョン受像機１５として構成することができる。すなわち、チューナ部としてチャネルを選択してテレビジョン放送を受信し、当該テレビジョン放送によって伝送された映像を示す映像信号を入力画像信号としてコントローラＬＳＩ１００へ入力するような受像部１４を設けた構成とすることができる。そして、画像表示部２００は、液晶パネルからなっており、上記映像信号に基づいてコントローラＬＳＩ１００から送られてくる出力画像信号に基づいて画像を表示するような構成とすることができる。
【０１１４】
これにより、動きの早い動画像はもとより、動きの遅いあるいは静止している画像においても表示品位の高い映像を表示できるテレビジョン受像機を提供することができる。
【０１１５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の画像表示装置、および画像表示方法は、液晶、有機ＥＬや電子ペーパー、ホールドモード表示を行なう表示デバイスを応用した画像表示モジュールや動画表示対応機器類。ＴＶ、ＰＣモニタ、モニタ付ＤＶＤプレーヤ、ゲーム機、カーナビ、携帯型ビデオプレーヤ、携帯電話等の電子機器に用いることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  コントローラＬＳＩ
１０１  画像信号事前変換部
１０２  前フレームメモリコントローラ
１０３  時間平均画像信号レベル生成部
１０４  表示フレームメモリコントローラ
１０５  サブフレームＡ用マルチラインメモリ
１０６  サブフレームＢ用マルチラインメモリ
１０７  サブフレームＡ画像信号生成部（第１の画像処理部）
１０８  サブフレームＢ画像信号生成部（第２の画像処理部）
１０９  データセレクタ
１１０  タイミングコントローラ（分割部）
１１１  基本動き度合い計算部（動き度合い検出部）
１１２  適用動き度合い計算部（適用動き度合い検出部）
１１３  動き度合い保持部
１１４  温度センサ（温度検出部）
２００  画像表示部
３００  前フレームメモリ
４００  表示フレームメモリ
【図１】
2010021180.tif 000003
【図２】
2010021180.tif 000004
【図３】
2010021180.tif 000005
【図４】
2010021180.tif 000006
【図５】
2010021180.tif 000007
【図６】
2010021180.tif 000008
【図７】
2010021180.tif 000009
【図８】
2010021180.tif 000010
【図９】
2010021180.tif 000011
【図１０】
2010021180.tif 000012
【図１１】
2010021180.tif 000013
【図１２】
2010021180.tif 000014
【図１３】
2010021180.tif 000015
【図１４】
2010021180.tif 000016
【図１５】
2010021180.tif 000017
【図１６】
2010021180.tif 000018
【図１７】
2010021180.tif 000019
【図１８】
2010021180.tif 000020
【国際調査報告】
2010021180.tif 000021
2010021180.tif 000022
2010021180.tif 000023
2010021180.tif 000024