(57)【要約】【課題】簡単な処理によって動きぼけを低減することが可能な、画像表示方法を提供する。【解決手段】入力された画像信号５２，５４のフレーム周波数を整数倍し、増加したフレームに新たな画像信号６４を生成し、入力画像信号５２，５４および生成画像信号６４を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、連続する入力画像信号５２，５４の線形和を取って第１次中間画像信号を生成する工程と、第１次中間画像信号をローパスフィルタで処理して第２次中間画像信号を生成する工程と、連続する入力画像信号５２，５４の変動領域に対応する第２次中間画像信号のみを抽出して、第３次中間画像信号６２を生成する工程と、連続する入力画像信号５２，５４の非変動領域における画像信号のみを抽出して、共通画像信号６０を生成する工程と、第３次中間画像信号６２および共通画像信号６０を合成して、生成画像信号６４を生成する工程と、を有する。【選択図】図４
2006259689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号のフレーム周波数を増加し、増加したフレームに新たな画像信号を生成し、前記入力画像信号および前記生成画像信号を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、
前記生成画像信号は、画像信号の高周波成分を減少させたものであることを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
前記生成画像信号は、ローパスフィルタで処理して生成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項３】
連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第１次中間画像信号を生成する工程と、
前記第１次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、前記生成画像信号を生成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項４】
前記生成画像信号は、前後の前記入力画像信号の非変動領域における画像信号をそのまま備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項５】
連続する前記入力画像信号の変動領域において画像信号の高周波成分を減少させた第２次中間画像信号を生成する工程と、
前記変動領域に対応する前記第２次中間画像信号のみを抽出して、第３次中間画像信号を生成する工程と、
前記連続する入力画像信号の非変動領域における画像信号のみを抽出して、共通画像信号を生成する工程と、
前記第３次中間画像信号および前記共通画像信号を合成して、前記生成画像信号を生成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項６】
連続する前記入力画像信号の差分に基づいて、高周波成分を減少させた画像信号の適用率を決定し、前記生成画像信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項７】
連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第１次中間画像信号を生成する工程と、
前記第１次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、第２次中間画像信号を生成する工程と、
前記連続する入力画像信号の差分に基づいて、前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程と、
決定された適用率にしたがって、前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号と前記第２次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項８】
前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程は、前記連続する入力画像信号の差分と前記第２次中間画像信号の適用率との関係が記述されたテーブルを参照して行うことを特徴とする請求項７に記載の画像表示方法。
【請求項９】
前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程では、算出された前記差分が大きいほど前記第２次中間画像信号の適用率を大きくする第１マスクを生成するとともに、算出された前記差分が小さいほど前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率を大きくする第２マスクを生成し、
前記生成画像信号を生成する工程では、前記第２次中間画像信号を前記第１マスクで処理して第３次中間画像信号を生成するとともに、前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号を前記第２マスクで処理して第４次中間画像信号を生成し、さらに前記第３次中間画像信号と前記第４次中間画像信号とを合成して、前記生成画像信号を生成する、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像表示方法。
【請求項１０】
前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率が記述された前記第２マスクは、前記第２次中間画像信号の適用率が記述された前記第１マスクを反転させて生成することを特徴とする請求項９に記載の画像表示方法。
【請求項１１】
前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程では、前記連続する入力画像信号から抽出した明るさ情報を比較して、前記連続する入力画像信号の差分を算出することを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項１２】
予め前記入力画像信号の明るさ情報を抽出し、
抽出された前記入力画像信号の明るさ情報に基づいて、前記生成画像信号の明るさ情報を生成し、
生成された前記生成画像信号の明るさ情報に、前記入力画像信号の色情報を合成して、前記生成画像信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項１３】
前記明るさ情報は、輝度情報であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の画像表示方法。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の画像表示方法を使用して画像表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示方法、画像表示装置およびプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン等の画像表示装置では、フレームごとに画像表示を行っている。例えば、フレーム周波数を６０Ｈｚとして、各フレームにおいて物体の画像を少しずつ異なる位置に表示することにより、その物体の移動を内容とする動画を構成することができる。
【０００３】
図７（ａ）ないし図１０（ａ）は、移動物体の動画における各フレームの表示画像であり、縦軸には時間をとっている。また、図７（ｂ）ないし図１０（ｂ）は、その移動物体に視線を追従させた場合の見え方である。
図７は、ＣＲＴ等の瞬間型画像表示装置の場合である。瞬間型画像表示装置では、図７（ａ）に示すように、１Ｆ（フレーム）ごとに移動物体の画像が瞬間的に表示される。そのため、図７（ｂ）に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
図８は、液晶等の持続型画像表示装置の場合である。持続型画像表示装置では、図８（ａ）に示すように、１フレームの間移動物体の画像が持続的に表示される。この場合、移動物体の輪郭７２が背景と足し合わされるため、図８（ｂ）に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ７０が大きくなる。
【０００４】
自然界では、移動物体に視線を追随させた場合には輪郭の動きぼけが小さくなり、視線を追随させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、液晶等の持続型画像表示装置においても、図７のような視覚特性の実現が望まれている。
【０００５】
この対策として、（１）持続型画像表示装置においても瞬間型画像表示装置と同様に間欠的に画像表示を行う方法、（２）入力画像信号のフレーム周波数を２倍にし、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して画像表示を行う方法（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
図９は、持続型画像表示装置において間欠的に画像表示を行う場合である。この場合、図９（ａ）に示すように各フレームに黒表示期間を設ける。これにより、図９（ｂ）に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
図１０は、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して画像表示を行う場合である。この場合、図１０（ａ）に示すように、連続する入力画像信号の中間的な生成画像信号を両信号の間に挿入する。これにより、移動物体の輪郭位置７２のフレーム間の変動が小さくなり、図１０（ｂ）に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
【特許文献１】特開２００２−３５１３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、（１）持続型画像表示装置においても間欠的に画像表示を行う方法では、黒表示期間が存在するため、従来の持続型画像表示装置より画像が暗くなるという問題がある。また、画像が明滅するため観察者が目を傷めるおそれがある。
一方、（２）入力画像信号のフレーム周波数を２倍にし、生成画像信号を挿入して画像表示を行う方法では、移動物体の運動を的確に捉え動きベクトル等を算出して新たな画像信号を生成するため、演算処理回路の負担が大きくなるという問題がある。しかも、生成された画像に誤差があるとフリッカーが発生するため、新たな画像信号を高精度に生成する必要がある。
【０００７】
上述したように、液晶等の持続型画像表示装置には、自然界と同様の視覚特性の実現が求められている。（１）および（２）の方法では、移動物体に視線を追随させた場合の輪郭の動きぼけは小さくなるが、上記のような問題点を解決することが困難である。また、いずれの方法でも、視線を追随させなかった場合に移動物体の輪郭が見えてしまい、不自然な表示になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、自然界と同様の視覚特性を実現することが可能な画像表示方法の提供を目的とする。
また、表示品質に優れた画像表示装置およびプロジェクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の画像表示方法は、入力された画像信号のフレーム周波数を増加し、増加したフレームに新たな画像信号を生成し、前記入力画像信号および前記生成画像信号を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、前記生成画像信号は、画像信号の高周波成分を減少させたものであることを特徴とする。
この構成によれば、持続的に画像表示を行うので、画像の明るさを確保することができる。また、画像信号の高周波成分を減少させることにより、画像の輪郭をぼかすことができる。そして、輪郭をぼかした画像を増加したフレームに挿入して画像表示を行うことにより、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけを小さくすることができる。また、視線を追従させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
【００１０】
また、前記生成画像信号は、ローパスフィルタで処理して生成することが望ましい。
この構成によれば、高周波成分を減少させた生成画像信号を簡単に生成することができる。
【００１１】
また、連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第１次中間画像信号を生成する工程と、前記第１次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、前記生成画像信号を生成する工程と、を有していてもよい。
この構成によれば、連続する入力画像信号の変動領域において画像信号の高周波成分を減少させることになり、前後の入力画像信号との間で連続性を有する生成画像信号を、簡単なアルゴリズムで生成することができる。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
【００１２】
また、前記生成画像信号は、前後の前記入力画像信号の非変動領域における画像信号をそのまま備えていることが望ましい。
この構成によれば、静止画像の輪郭をぼかすことなく、そのまま維持することができる。また、動画像の輪郭を必要以上にぼかすことがないので、移動物体の輪郭の動きぼけを抑制することができる。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
【００１３】
また、連続する前記入力画像信号の変動領域において画像信号の高周波成分を減少させた第２次中間画像信号を生成する工程と、前記第２次中間画像信号の前記変動領域における画像信号のみを抽出して、第３次中間画像信号を生成する工程と、前記連続する入力画像信号の非変動領域における画像信号を抽出して、共通画像信号を生成する工程と、前記第３次中間画像信号および前記共通画像信号を合成して、前記生成画像信号を生成する工程と、を有していてもよい。
この構成によれば、簡単なアルゴリズムで上述した生成画像信号を生成することができる。
【００１４】
また、連続する前記入力画像信号の差分に基づいて、高周波成分を減少させた画像信号の適用率を決定し、前記生成画像信号を生成することが望ましい。
具体的には、連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第１次中間画像信号を生成する工程と、前記第１次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、第２次中間画像信号を生成する工程と、前記連続する入力画像信号の差分に基づいて、前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程と、決定された適用率にしたがって、前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号と前記第２次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を有することが望ましい。
これらの構成によれば、入力画像信号の差分が大きい領域から小さい領域まで連続的に変化する生成画像信号を生成することができる。したがって、自然な画像表示を実現することができる。
【００１５】
また、前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程は、前記連続する入力画像信号の差分と前記第２次中間画像信号の適用率との関係が記述されたテーブルを参照して行うことが望ましい。
この構成によれば、簡単かつ一律に第２次中間画像信号の適用率を決定することができる。
【００１６】
また、前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程では、算出された前記差分が大きいほど前記第２次中間画像信号の適用率を大きくする第１マスクを生成するとともに、算出された前記差分が小さいほど前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率を大きくする第２マスクを生成し、前記生成画像信号を生成する工程では、前記第２次中間画像信号を前記第１マスクで処理して第３次中間画像信号を生成するとともに、前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号を前記第２マスクで処理して第４次中間画像信号を生成し、さらに前記第３次中間画像信号と前記第４次中間画像信号とを合成して、前記生成画像信号を生成する、ことが望ましい。
この構成によれば、連続する静止画像信号の信号レベルがノイズ等によりわずかに異なる場合に、高周波成分を減少させた第２次中間画像信号の適用率を小さくするとともに、入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率を大きくして生成画像信号が生成される。これにより、静止画像の輪郭を大きくぼかすことがなくなり、的確な画像表示を実現することができる。
【００１７】
また、前記入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率が記述された前記第２マスクは、前記第２次中間画像信号の適用率が記述された前記第１マスクを反転させて生成することが望ましい。
この構成によれば、第２マスクを簡単に生成することができる。
【００１８】
また、前記第２次中間画像信号の適用率を決定する工程では、前記連続する入力画像信号から抽出した明るさ情報を比較して、前記連続する入力画像信号の差分を算出することが望ましい。
この構成によれば、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号に対して、一律に差分を算出することができる。したがって、高周波成分を減少させた画像信号の適用率が色光ごとに異なるのを防止することができる。
【００１９】
また、予め前記入力画像信号の明るさ情報を抽出し、抽出された前記入力画像信号の明るさ情報に基づいて、前記生成画像信号の明るさ情報を生成し、生成された前記生成画像信号の明るさ情報に、前記入力画像信号の色情報を合成して、前記生成画像信号を生成する、ことが望ましい。
この構成によれば、高周波成分を減少させた画像信号の適用率が色光ごとに異なるのを防止することができる。また、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号に対して、生成画像信号の生成回路を共用化することが可能になり、製造コストを低減することができる。
【００２０】
また、前記明るさ情報は、輝度情報であることが望ましい。
この構成によれば、画像の輪郭を輝度情報で知覚するという人間の視覚特性に適応させることが可能になり、自然な画像表示を実現することができる。
【００２１】
一方、本発明の画像表示装置は、上述した画像表示方法を使用して画像表示を行うことを特徴とする。
この構成によれば、自然界と同様の視覚特性を備えた画像表示を行うことが可能になり、表示品質に優れた画像表示装置を提供することができる。
【００２２】
一方、本発明のプロジェクタは、上述した画像表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れた画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、入力された画像信号のフレーム周波数を２倍にして画像表示を行う場合を例にして説明するが、３倍以上の整数倍にして画像表示を行うことも可能である。またフレーム周波数を整数倍することには限らず、フレーム周波数を１．５倍にする等、フレーム周波数が増加していれば良く、そのような構成にも本願発明を適用することができる。
【００２４】
（画像表示装置）
図１は、画像表示装置のブロック図である。画像表示装置は、液晶装置１００および表示制御回路２９０を主として構成されている。液晶装置１００には、液晶パネル１１０を駆動する駆動回路１１０Ｄが設けられている。この駆動回路１１０Ｄは、液晶パネル１１０に直接実装された半導体ＩＣチップや、液晶パネル１１０に導電接続された回路基板に実装された半導体ＩＣチップなどによって構成されている。なお駆動回路１１０Ｄには、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路が含まれている。
【００２５】
また表示制御回路２９０は、表示情報出力源２９１、表示情報処理回路２９２、電源回路２９３、およびタイミングジェネレータ２９４を主として構成されている。
表示情報出力源２９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２９４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号の形で表示情報を表示情報処理回路２９２に供給するように構成されている。
【００２６】
表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路や増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力された画像信号に各種処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１１０Ｄへ供給するようになっている。また電源回路２９３は、上述の各構成要素に所定の電圧を供給するものである。
【００２７】
図２は、第１実施形態に係る処理回路のブロック図である。なお図２には、処理回路のうち本発明の特徴的部分のみを示している。
入力画像信号は、フレームダブラー１２に入力されるようになっている。フレームダブラー１２は、入力画像信号のフレーム周波数を２倍にするものである。なおフレームダブラー１２に代えて、フレーム周波数を３倍以上の整数倍に変換する手段を配設することも可能である。
【００２８】
フレームダブラー１２には、メモリコントローラ１４が接続されている。本実施形態では、連続して入力される画像信号から生成画像信号を生成するので、後の入力画像信号が入力されるまで先の入力画像信号を記憶しておく必要がある。そこで、メモリコントローラ１４にフレームメモリ１６が接続されている。これにより、メモリコントローラ１４は、フレームダブラー１２から入力された先の入力画像信号をフレームメモリ１６に書き出し、後の入力画像信号が入力された時点で先の入力画像信号をフレームメモリ１６から読み込むことが可能になる。その結果、連続する入力画像信号を同時にメモリコントローラ１４から出力しうるようになっている。
【００２９】
メモリコントローラ１４には、線形和演算部２２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４、マスク処理部２６、および合成部２８が順次接続されている。
線形和演算部２２は、連続する入力画像信号の線形和演算を行って、第１次中間画像信号を生成するものである。本実施形態では、フレーム周波数を２倍にするので、連続する入力画像信号を平均化して第１次中間画像信号を生成するようになっている。
ＬＰＦ２４は、第１次中間画像信号の高周波帯域をカットして、第２次中間画像信号を生成するものである。高周波帯域をカットすることにより、画像信号の輪郭成分を鈍らせて、画像の明暗境界部をぼかすことができる。なおＬＰＦ２４として、高周波帯域をカットするバンドパスフィルタを用いてもよい。
【００３０】
一方、前述したメモリコントローラ１４には、差分演算部３２が接続されている。差分演算部３２は、連続する入力画像信号の差分演算を行って差分が存在する部分を把握し、差分が存在する部分のみにつき画像信号を透過する第１マスク（フィルタ）を生成するものである。
差分演算部３２は、マスク処理部２６に接続されている。マスク処理部２６は、ＬＰＦ２４から入力された第２次中間画像信号を、差分演算部３２から入力された第１マスクで処理して、第３次中間画像信号を生成するものである。
【００３１】
一方、前述したメモリコントローラ１４および差分演算部３２には、共通信号生成部３４が接続されている。共通信号生成部３４は、差分演算部３２から入力された第１マスクの透過・非透過を反転させて、連続する入力画像信号の差分が存在しない部分のみにつき画像信号を透過する第２マスク（フィルタ）を生成する。さらに、メモリコントローラ１４からの入力画像信号を第２マスクで処理して、共通画像信号を生成するものである。
共通信号生成部３４は、合成部２８に接続されている。この合成部２８では、マスク処理部２６から入力された第３次中間画像信号と、共通信号生成部３４から入力された共通画像信号とを合成して、最終的な生成画像信号を生成するものである。
【００３２】
合成部２８にはフレーム選択部４０が接続され、生成画像信号がフレーム選択部４０に入力されるようになっている。また、前述したフレームダブラー１２は、遅延回路１８を介してフレーム選択部４０に接続されている。遅延回路１８は、各入力画像信号の出力タイミングを生成画像信号の生成時間に応じて遅延させた上で、各入力画像信号をフレーム選択部４０に出力するものである。
フレーム選択部４０は、２倍化されたフレーム周波数にしたがって、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入する。そして、各画像信号を所定のタイミングで順次、液晶装置の駆動回路に出力するようになっている。
【００３３】
（画像表示方法）
次に、上記画像表示装置を使用した画像表示方法について説明する。
図３および図４は、本実施形態に係る画像表示方法の説明図である。この図３および図４は、各工程で生成される画像信号を表したものであり、横軸に画像の領域をとり縦軸に電圧レベルをとっている。なお、この電圧レベルがローレベルの場合に黒の画像表示が行われ、ハイレベルの場合に白の画像表示が行われる。また、これらの中間レベルでは、中間階調表示が行われるようになっている。
【００３４】
図２に示すフレームダブラー１２には、図３に示す入力画像信号５２，５４が連続して入力される。この連続する入力画像信号５２，５４は動画用の画像信号であり、後の入力画像信号５４におけるハイレベルの領域が、先の入力画像信号５２におけるハイレベルの領域に対して右側にずれている。この画像信号によれば、黒い画面上で白い物体が左から右に移動する画像表示が行われることになる。
【００３５】
図２に戻り、フレームダブラー１２に入力された入力画像信号は順次、遅延回路１８に出力される。遅延回路１８では、生成画像信号の生成時間に応じて入力画像信号の出力タイミングを遅延させた上で、各入力画像信号をフレーム選択部４０に出力する。
【００３６】
また、フレームダブラー１２に入力された入力画像信号は順次、メモリコントローラ１４に出力される。連続する入力画像信号のうち先の入力画像信号がメモリコントローラ１４に入力されると、メモリコントローラ１４はその入力画像信号をフレームメモリ１６に書き出す。後の入力画像信号がメモリコントローラ１４に入力されると、メモリコントローラ１４は先の画像信号をフレームメモリ１６から読み込む。そして、メモリコントローラ１４は連続する入力画像信号を同時に、線形和演算部２２および差分演算部３２に出力する。ここで、次回の生成画像信号の生成に使用するため、後の入力画像信号をフレームメモリ１６に上書きしておく。
【００３７】
図３に戻り、入力画像信号５２，５４を用いて、線形和演算部では第１次中間画像信号５６を生成する。本実施形態ではフレーム周波数を２倍にするので、連続する入力画像信号５２，５４の間に増加したフレーム数は一つであり、生成すべき生成画像信号も一つである。そこで、連続する入力画像信号５２，５４の線形和演算として平均化を行うことにより、第１次中間画像信号５６を生成する。なお、フレーム周波数を３倍以上の整数倍にして、連続する入力画像信号５２，５４の間に複数の中間画像信号を生成する場合には、連続する入力画像信号５２，５４の線形和をとって複数の第１次中間画像信号を生成する。これにより、前後の入力画像信号５２，５４との間で連続性を有する第１次中間画像信号５６を、簡単なアルゴリズムで生成することができる。
【００３８】
この第１次中間画像信号５６をＬＰＦに通して、第２次中間画像信号５８を生成する。一般に、一つの画像信号においてレベルが変化する領域は、画像における明暗境界部となって輪郭を構成する。画像信号のレベル変化が急峻な場合には画像における輪郭がシャープになり、画像信号のレベル変化が緩慢な場合には画像における輪郭がぼやけることになる。そして、画像信号のレベル変化が急峻な部分には高周波成分が多く含まれ、レベル変化が緩慢な部分には高周波成分はあまり含まれていない。そこで、第１次中間画像信号５６をＬＰＦに通すことにより、レベル変化の急峻な部分に含まれる高周波成分をカットして、レベル変化を緩慢化した第２次中間画像信号５８を生成する。なお、第１次中間画像信号５６をＬＰＦに通すことにより、第２次中間画像信号５８を簡単に生成することができる。
【００３９】
ところで、上述したレベル変化の緩慢化工程では、連続する入力画像信号５２，５４の電圧レベルの非変動領域（差分が存在しない領域、あるいは人間の目には判断できないような所定値以下の差分であり差分が存在しないに等しい領域）においても、レベル変化を緩慢化させる。この場合、静止画像の輪郭がぼやけることになる。また、図３に示す第２次中間画像信号５８では、連続する入力画像信号５２，５４の電圧レベルの変動領域（差分が存在する領域）におけるレベル変化の緩慢化の影響が、隣接する非変動領域にまで及んでいる。この第２次中間画像信号５８を最終的な生成画像信号として使用すると、動画像の輪郭が必要以上にぼやけて、輪郭の動きぼけが大きくなってしまう。
【００４０】
そこで、まず差分演算部において、連続する入力画像信号５２，５４の変動領域のみにつき画像信号を透過する第１マスク(フィルタ)５０を生成する。第１マスク５０の生成は、連続する入力画像信号５２，５４の差分演算を行って、有意な差分が存在する領域を把握することによって行う。
次に、マスク処理部において、第２次中間画像信号５８を第１マスク５０に通すことにより、連続する入力画像信号５２，５４の変動領域に対応する第２次中間画像信号５８のみを抽出する。これにより、第３次中間画像信号６２が生成される。
【００４１】
一方、共通信号生成部では、連続する入力画像信号５２，５４の非変動領域における画像信号のみを抽出して、図４に示す共通画像信号６０を生成する。共通画像信号６０の生成は、まず第１マスクの透過・非透過を反転させて、連続する入力画像信号の非変動領域のみにつき画像信号を透過する第２マスク(フィルタ)を形成する。次に、入力画像信号を第２マスクに通すことにより、共通画像信号６０を生成する。なお、メモリコントローラから出力された連続する入力画像信号のうち、いずれを第２マスクに通してもよい。
次に、合成部において、第３次中間画像信号６２と共通画像信号６０とを合成する。これにより、最終的な生成画像信号６４を生成する。
【００４２】
このように生成された生成画像信号６４は、連続する入力画像信号５２，５４の非変動領域における画像信号をそのまま備えているので、静止画像の輪郭をぼかすことなく、そのまま維持することができる。また、動画像の輪郭を必要以上にぼかすことがないので、移動物体の輪郭の動きぼけを抑制することができる。
【００４３】
そして、合成部で生成した生成画像信号６４を、フレーム選択部に出力する。フレーム選択部では、２倍化されたフレーム周波数にしたがって、連続する入力画像信号５２，５４の間に生成画像信号６４を挿入する。そして、各画像信号を所定のタイミングで順次液晶装置の駆動回路に出力する。以上により、画像表示を行うことができる。
【００４４】
図５（ａ）は、本実施形態の画像表示方法を用いた画像表示例であって、縦軸には時間をとっている。図４に示す入力画像信号５２、生成画像信号６４、および入力画像信号５４により、それぞれ図５（ａ）に示す第１画像５２ａ、第２画像６４ａ、および第３画像５４ａが表示される。生成画像信号に対応する第２画像６４ａは、物体の移動方向における輪郭がぼかされている。特に、第１画像５２ａと第３画像５４ａとの変動領域全体がぼかされている。
このように、輪郭をぼかした生成画像を入力画像の間に挿入して画像表示を行うことにより、図５（ｂ）に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ７０を小さくすることができる。また、視線を追従させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。また、持続的に画像表示を行うので、図９に示すように間欠的に画像表示を行う場合に比べて、画像の明るさを向上させることができる。
【００４５】
また、図５（ａ）に示すように、第１画像５２ａと第３画像５４ａとの非変動領域では、第２画像６４ａにおいても同じ表示がなされている。例えば、第１画像５２ａおよび第３画像５４ａに共通する白表示領域では、第２画像６４ａにおいても白表示がなされている。そして、第１画像５２ａと第３画像５４ａとの変動領域全体にわたって、第２画像６４ａの輪郭がぼかされている。これにより、第２画像６４ａにおける白表示面積が、第１画像５２ａおよび第３画像５４ａと同等になる。したがって、図１０に示すように入力画像と同様の生成画像を入力画像の間に挿入して画像表示を行う場合と比べて、同等の画像の明るさを確保することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の画像表示方法では、上記のように生成画像信号を簡単なアルゴリズムで生成することができる。この点、図１０のように画像表示を行う場合には、移動物体の運動を的確に捉え動きベクトル等を算出して生成画像信号を生成するため、移動物体の動き先を判断するアルゴリズムが必要になり、演算処理回路の負担が大きくなる。しかも、生成された生成画像信号に誤差があるとフリッカーが発生するため、生成画像信号を高精度に生成する必要がある。このように、生成画像信号の生成が困難である。これに対して、本実施形態の画像表示方法では、連続する入力画像信号を用いて簡単なアルゴリズムで、何ら判断を要することなく生成画像信号を生成することができる。また、移動物体の輪郭をぼかすので、生成画像信号の生成に高い精度が要求されない。したがって、生成画像信号を簡単に生成することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態につき、図１１ないし図１３を用いて説明する。
図１１は、第２実施形態に係る処理回路のブロック図である。なお図１１には、図１に示す処理回路２９２のうち、本発明の特徴的部分のみを示している。第２実施形態に係る画像表示方法は、連続する前記入力画像信号の差分に基づいて、前記第２次中間画像信号の適用率および前記第１次中間画像信号の適用率を決定する工程と、決定された適用率にしたがって、前記第２次中間画像信号と前記第１次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を有するものである。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
（画像表示装置）
図１１に示すように、メモリコントローラ１４には、マスク生成部３０が接続されている。マスク生成部３０は、各画像領域における第２次中間画像信号の適用率が記述された第１マスクおよび各画像領域における第１次中間画像信号の適用率が記述された第２マスクを生成するものである。なお後述するように、第２次中間画像信号を第１マスクで処理して第３次中間画像信号が生成され、第１次中間画像信号を第２マスクで処理して第４次中間画像信号が生成されることになる。
【００４９】
このマスク生成部には、連続する入力画像信号の明るさ抽出部３１ａ，３１ｂが設けられている。この明るさ抽出部３１ａ，３１ｂは、明るさ情報と色情報とを含んで構成された入力画像信号から、明るさ情報のみを抽出するものである。これにより、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号につき、一律に差分を算出して第２次中間画像信号の適用率を決定することができる。その結果、第２次中間画像信号の適用率が色ごとに異なるのを防止することができる。特に、明るさ情報として輝度情報を抽出すれば、画像の輪郭を輝度情報で知覚するという人間の視覚特性に適応させることが可能になり、自然な画像表示を実現することができる。
【００５０】
また、明るさ抽出部３１ａ，３１ｂには差分演算部３２が接続されている。この差分演算部３２は、各画像領域において、連続する入力画像信号の明るさ情報の差分演算を行うものである。また、差分演算部３２にはＬＵＴ（Look Up Table）３３が接続されている。
図１２は、ＬＵＴの説明図である。このＬＵＴには、算出された差分と第２次中間画像信号の適用率との関係が記述されている。具体的には、算出された差分が大きいほど第２次中間画像信号の適用率が大きくなっている。このＬＵＴに基づいて、各画像領域における第２次中間画像信号の適用率を計算し、第１マスクが形成されるようになっている。
【００５１】
図１１に戻り、ＬＵＴ３３にはマスク反転部３６が接続されている。このマスク反転部３６は、第２次中間画像信号の適用率が記述された第１マスクを反転させて、第１次中間画像信号の適用率が記述された第２マスクを生成するものである。すなわち、ある画像領域における第２次中間画像信号の適用率をｘとしたときに、当該画像領域における第１次中間画像信号の適用率を１−ｘとして、全ての画像領域につき第２マスクを生成する。
【００５２】
そして、図１１に示すＬＰＦ２４には第１マスク処理部２６が接続されている。この第１マスク処理部は、ＬＰＦ２４を通して生成された第２次中間画像信号を、マスク生成部３０において生成された第１マスクで処理して、第３次中間画像信号を生成するものである。また、図１１に示す線形和演算部２２には第２マスク処理部２７が接続されている。この第２マスク処理部は、線形和演算部２２において生成された第１次中間画像信号を、マスク生成部３０において生成された第２マスクで処理して、第４次中間画像信号を生成するものである。
【００５３】
さらに、第１マスク処理部２６および第２マスク処理部２７には、合成部２８が接続されている。この合成部２８は、第３次中間画像信号と第４次中間画像信号とを合成して、最終的な生成画像信号を生成するものである。
第２実施形態に係る処理回路は、以上のように構成されている。
【００５４】
（画像表示方法）
次に、上述した処理回路を含む画像表示装置を使用した画像表示方法について説明する。
図１３は、第２実施形態に係る画像表示方法の説明図である。第２実施形態でも、先の入力画像信号５２の明表示（ハイレベル）領域に対して、後の入力画像信号５４の明表示領域が右側にずれている。これに加えて、第２実施形態では、先の入力画像信号５２の明表示領域における信号レベルに対して、後の入力画像信号５４の明表示領域における信号レベルが低下している。これらの入力画像信号によれば、暗い画面上で明るい物体が左から右に移動しつつ、その明るさが減少するような画像表示が行われることになる。
【００５５】
まず、第１実施形態と同様に連続する入力画像信号５２，５４の線形和演算を行って、第１次中間画像信号５６を生成する。第２実施形態では、連続する入力画像信号５２，５４の信号レベルが異なっているので、連続する入力画像信号５２，５４の共通明表示領域（以下、単に「共通明表示領域」という。）Ｒにおける第１次中間画像信号５６の信号レベルは、これらの中間的な値となっている。また、第１次中間画像信号５６の共通明表示領域の周辺領域（以下、単に「周辺領域」という。）Ｓ，Ｔにおける信号レベルも、共通明表示領域Ｒの左右で大きさが異なっている。
次に、第１実施形態と同様に第１次中間画像信号５６をＬＰＦに通して、レベル変化を緩慢化した第２次中間画像信号５８を生成する。
【００５６】
一方、第１次中間画像信号５６および第２次中間画像信号５８の生成と並行して、連続する入力画像信号５２，５４の差分演算を行う。第２実施形態では、連続する入力画像信号５２，５４の明表示領域における信号レベルが異なっているので、共通明表示領域Ｒにおける差分５１はゼロになっていない。また、共通明表示領域Ｒの周辺領域Ｓ，Ｔにおける差分５１も、共通明表示領域Ｒの左右で大きさが異なっている。
【００５７】
次に、算出された差分５１から、第１マスク５０ａを生成する。具体的には、図１２に示すＬＵＴを参照して、各画像領域における第２次中間画像信号の適用率を計算する。ＬＵＴを参照することにより、簡単かつ一律に第２次中間画像信号の適用率を決定することができる。
このＬＵＴでは、算出された差分が大きいほど第２次中間画像信号の適用率が極端に大きくなり、算出された差分が小さいほど第２次中間画像信号の適用率が極端に小さくなっている。そのため、図１３に示すように、差分５１が小さい共通明表示領域Ｒでは、第１マスク５０ａにおける第２次中間画像信号の適用率がほとんど０になっている。また差分５１が大きい周辺領域Ｓ，Ｔでは、第１マスク５０ａにおける第２次中間画像信号の適用率が１に近くなっている。
【００５８】
次に、第２次中間画像信号５８を第１マスク５０ａで処理して、第３次中間画像信号６２を生成する。第１マスク５０ａの共通明表示領域Ｒでは、第２次中間画像信号の適用率がほとんど０になっているので、第３次中間画像信号６２の共通明表示領域Ｒでは、画像信号のレベルが非常に小さくなっている。また第１マスク５０ａの周辺領域Ｓ，Ｔでは、第２次中間画像信号の適用率が１に近くなっているので、第３次中間画像信号６２の周辺領域Ｓ，Ｔでは、レベル変化が緩慢化された第２次中間画像信号をほとんどそのまま備えている。
【００５９】
一方、第２次中間画像信号の適用率が記述された第１マスク５０ａを反転させて、第１次中間画像信号の適用率が記述された第２マスク５０ｂを生成する。具体的には、ある画像領域における第２次中間画像信号の適用率をｘとしたときに、当該画像領域における第１次中間画像信号の適用率を１−ｘとして、全ての画像領域につき第２マスク５０ｂを生成する。そのため、第２マスク５０ｂの共通明表示領域Ｒでは、第１次中間画像信号の適用率が１に近くなっている。また第２マスク５０ｂの周辺領域Ｓ，Ｔでは、第１次中間画像信号の適用率が０に近くなっている。このように、第１マスク５０ａを反転させれば、第２マスク５０ｂを簡単に生成することができる。しかも、次述するように第２マスクを第１次中間画像信号に適用するので、連続する入力画像信号の中間的な信号レベルを有する生成画像信号を生成することが可能になり、自然な画像表示を実現することができる。
【００６０】
次に、第１次中間画像信号５６を第２マスク５０ｂで処理して、第４次中間画像信号６３を生成する。第２マスク５０ｂの共通明表示領域Ｒでは、第１次中間画像信号の適用率が１に近くなっているので、第４次中間画像信号６３の共通明表示領域Ｒでは、第１次中間画像信号の共通明表示領域における画像信号のレベルをほとんどそのまま備えている。また第２マスク５０ｂの周辺領域Ｓ，Ｔでは、第１次中間画像信号の適用率が０に近くなっているので、第４次中間画像信号６３の周辺領域Ｓ，Ｔでは、画像信号のレベルが０に近くなっている。
【００６１】
そして、第３次中間画像信号６２と、第４次中間画像信号６３とを合成して、最終的な生成画像信号６４を生成する。その後、この生成画像信号６４を入力画像信号５２，５４の間に挿入して画像表示を行う。以上のように、第２実施形態でも、簡単なアルゴリズムによって生成画像信号６４を生成することができる。
【００６２】
この生成画像信号６４の周辺領域Ｓ，Ｔでは、レベル変化が緩慢化されているので、輪郭をぼかした画像表示を行うことができる。このように輪郭をぼかした生成画像を入力画像の間に挿入して画像表示を行うことにより、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけを小さくすることができる。また、視線を追従させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、第１実施形態と同様に、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
【００６３】
加えて第２実施形態では、連続する入力画像信号の差分に基づいて、第２次中間画像信号の適用率を決定し、生成画像信号を生成する構成とした。この構成によれば、差分の大きい領域から小さい領域まで連続的に変化する生成画像信号を生成することができる。したがって、自然な画像表示を実現することができる。また、連続する静止画像信号の信号レベルがノイズ等によりわずかに異なる場合には、高周波成分を減少させた第２次中間画像信号の適用率を小さくするとともに、入力画像信号または前記第１次中間画像信号の適用率を大きくして生成画像信号が生成される。これにより、静止画像の輪郭を大きくぼかすことがなくなり、的確な画像表示を実現することができる。
【００６４】
なお、上述した第２実施形態では、第２マスクを第１次中間画像信号に適用して第４次中間画像信号を生成したが、第２マスクを入力画像信号に適用して第４次中間画像信号を生成してもよい。この場合、連続する入力画像信号のうちいずれの入力画像信号に適用することも可能である。ただし、第２マスクを第１次中間画像信号に適用すれば、連続する入力画像信号の中間的な信号レベルを有する生成画像信号を生成することが可能になり、自然な画像表示を実現することができる。
【００６５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態につき、図１４を用いて説明する。
図１４は、第３実施形態に係る処理回路のブロック図である。なお図１４には、図１に示す処理回路２９２のうち、本発明の特徴的部分のみを示している。第３実施形態に係る画像表示方法は、予め入力画像信号の明るさ情報を抽出し、抽出された入力画像信号の明るさ情報に基づいて生成画像信号の明るさ情報を生成し、生成された前記生成画像信号の明るさ情報に前記入力画像信号の色情報を合成して前記生成画像信号を生成する点で、第２実施形態と異なっている。なお第２実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
図１４に示すように、第３実施形態では、フレームダブラー１２とメモリコントローラ１４との間に、明るさ抽出部１３が接続されている。この明るさ抽出部１３は、入力画像信号から明るさ情報として輝度情報を抽出するものである。なお、マスク生成部３０には明るさ抽出部が設けられていない。一方、合成部２８とフレーム選択部４０との間には、色合成部２９が接続されている。この色合成部２９は、合成部２８で生成された生成画像信号の明るさ情報に、色情報を合成して、最終的な生成画像信号を生成するものである。
【００６７】
ところで、前述した第２実施形態では、マスク生成部において入力画像信号から明るさ情報を抽出し、その明るさ情報の差分に基づいて第１マスク等を形成したが、中間画像信号および生成画像信号の生成については、明るさ情報および色情報を含んだままの入力画像信号を処理することにより行っていた。
【００６８】
これに対して第３実施形態では、予め入力画像信号の明るさ情報を抽出し、抽出された入力画像信号の明るさ情報に基づいて生成画像信号の明るさ情報を生成し、生成された生成画像信号の明るさ情報に入力画像信号の色情報を合成して最終的な生成画像信号を生成する構成とした。なお、第１マスク等の生成も明るさ情報の差分に基づいて行うことは言うまでもない。この構成によれば、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号に対して、生成画像信号の明るさ情報の生成回路（処理回路）を共用化することが可能になり、回路規模を小さくすることができる。したがって、製造コストを低減することができる。
【００６９】
（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器の具体例であるプロジェクタにつき、図６を用いて説明する。図６は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、図１に示す液晶装置１００を、光変調手段として備えたものである。
【００７０】
図６において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。
【００７１】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【００７２】
各光変調手段により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００７３】
ここで、各光変調手段８２２、８２３、８２４は、上述した実施形態の画像表示方法によって駆動される液晶装置で構成されている。これにより、自然界と同様の視覚特性を実現することができるとともに、表示画像の輝度を低下させることがない。したがって、明るく表示品質に優れたプロジェクタを提供することができる。
【００７４】
また、本発明の画像表示方法は、上述したプロジェクタ等の投射型表示装置以外の、直視型表示装置にも適用することが可能である。直視型表示装置として、液晶表示装置等の電気光学装置が挙げられる。この電気光学装置には、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有する装置の他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換する装置等も含まれる。すなわち、本発明の画像表示方法は、上述した透過型の液晶表示装置だけでなく、反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、登録商標）等に対しても適用することができる。さらに、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置や無機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）などの発光装置等に対しても、広く適用することが可能である。
【００７５】
このような直視型表示装置を備えた電子機器の具体例として、携帯電話を挙げることができる。また、その他の電子機器として、たとえばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
【００７６】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。さらに、フレーム周波数を整数倍することには限らず、フレーム周波数を１．５倍にする等、フレーム周波数が増加していれば良く、そのような構成にも本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】画像表示装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る処理回路のブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る画像表示方法の説明図である。
【図４】第１実施形態に係る画像表示方法の説明図である。
【図５】第１実施形態の画像表示方法を用いた画像表示例である。
【図６】投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。
【図７】ＣＲＴ等の瞬間型画像表示の例である。
【図８】液晶等の持続型画像表示の例である。
【図９】間欠的な画像表示の例である。
【図１０】連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して行う画像表示の例である。
【図１１】第２実施形態に係る処理回路のブロック図である。
【図１２】ＬＵＴの説明図である。
【図１３】第２実施形態に係る画像表示方法の説明図である。
【図１４】第３実施形態に係る処理回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
５２‥入力画像信号  ５４‥入力画像信号  ６０‥共通画像信号  ６２‥第３次中間画像信号  ６４‥生成画像信号
【図１】
2006259689.tif 000003
【図２】
2006259689.tif 000004
【図３】
2006259689.tif 000005
【図４】
2006259689.tif 000006
【図５】
2006259689.tif 000007
【図６】
2006259689.tif 000008
【図７】
2006259689.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006259689.tif 000011
【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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