(57)【要約】【課題】外部入力のフィールド信号がなく、かつ、追い越しが発生する場合であっても、ＩＰ変換を正常に実施できる技術を提供する。【解決手段】車載表示システムにおいては、時間連続する複数の入力画像を比較した結果に基づいて、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号を生成する。このため、追い越しにより同一内容の入力画像の連続数が３つとなる場合であっても、グループの切り替え時に正しいフィールド信号を発生できる。これにより、外部入力のフィールド信号がなくとも、動き適応ＩＰ変換を正常に実施することができる。【選択図】図７
2011055021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログレッシブ画像を生成する画像生成装置であって、
インターレース画像をフィールド間補間することで生成された第１プログレッシブ画像を入力画像として時間連続して入力する入力手段と、
前記入力画像それぞれを、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれかのインターレース画像として用いてＩＰ変換を行って、第２プログレッシブ画像を生成する画像変換手段と、
時間連続して入力された複数の前記入力画像を比較した結果に基づいて、前記入力画像のそれぞれが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのいずれであるかを前記画像変換手段に示すフィールド信号を生成する信号生成手段と、
を備えることを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成装置において、
前記信号生成手段は、
時間連続して入力された２つの前記入力画像が同一である場合に、
当該２つの前記入力画像のうちの後のものとその次に入力される前記入力画像との一部領域のみを比較した結果に基づいて前記フィールド信号を生成することを特徴とする画像生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像生成装置において、
同一内容で連続する２つの入力画像における前側のフィールドが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのうちの一方、
同一内容で連続する２つの入力画像における後側のフィールドが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのうちの他方と定められ、
前記信号生成手段は、前記一部領域のみを比較した結果が同一であれば、前記後側のフィールドを示すフィールド信号を生成することを特徴とする画像生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像生成装置において、
前記信号生成手段は、前記入力画像の比較対象となる領域に含まれる各画素の値を加算した結果を比較することを特徴とする画像生成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の画像生成装置と、
前記画像生成装置によって生成された前記第２プログレッシブ画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする表示システム。
【請求項６】
入力画像からプログレッシブ画像を生成する画像生成方法であって、
インターレース画像をフィールド間補間することで生成された第１プログレッシブ画像を入力画像として時間連続して入力する入力工程と、
前記入力画像それぞれを、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれかのインターレース画像として用いてＩＰ変換を行って、第２プログレッシブ画像を生成する画像変換工程と、
時間連続して入力された複数の前記入力画像を比較した結果に基づいて、前記入力画像のそれぞれが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号を生成する信号生成工程と、
を備えることを特徴とする画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログレッシブ画像を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶パネルディスプレイなどの表示装置においては、一般に、走査方式としてプログレッシブ方式が採用されている。一方で、表示装置への表示対象となる映像ソースの画像信号は、インターレース方式に対応していることが一般的である。インターレース方式に対応した画像信号では、偶数ラインのみの画像である偶数フィールドと、奇数ラインのみの画像である奇数フィールドとが繰り返される。このため、プログレッシブ方式の表示装置に画像を表示するシステムにおいては、インターレース方式に対応した一つおきに水平ラインを有する画像（以下、「インターレース画像」という。）から、プログレッシブ方式に対応した全ての水平ラインを有する画像（以下、「プログレッシブ画像」という。）を生成するＩＰ変換（インターレース・プログレッシブ変換）がなされている。
【０００３】
このようなＩＰ変換の技術としては、フィールド内補間とフィールド間補間とが一般に知られている。フィールド内補間は、一つのフィールドのみを用いて、存在していないラインの画素を上下のラインの画素に基づいて補間してプログレッシブ画像を生成するものである。一方、フィールド間補間は、時間連続する偶数フィールド及び奇数フィールドを単純に重ねることでプログレッシブ画像を生成するものである。フィールド内補間は、画像の解像感が低くなるという短所がある。一方で、フィールド間補間は、画像中の動体の領域にノイズが発生するという短所がある。
【０００４】
このため、近年では、これら双方の短所を解決するために、動き適応ＩＰ変換が提案されている。動き適応ＩＰ変換では、画像中の動体の領域と静止体の領域とを判別し、動体の領域についてはフィールド内補間、静止体の領域についてはフィールド間補間を行うことで、動体の領域のノイズを抑制しつつ画像全体の解像感を向上できる（例えば、引用文献１参照。）。ただし、動き適応ＩＰ変換はロジック回路の規模が比較的大きくなるため、コストが高くなる。このため、ＩＰ変換のアルゴリズムとして、コスト低減のために、ロジック回路の規模が極めて小さくてよい単純なフィールド間補間が採用されることも多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プログレッシブ方式の表示装置に画像を表示する場合に、入力画像が既にプログレッシブ画像に変換されている場合がある。ただし、このようなプログレッシブ画像がフィールド間補間によってなされたもの（フルインターレース画像）である場合には、画像中の動体についてはノイズが多いままである。このことから、この入力画像を偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれかのインターレース画像として用いて、再度、動き適応ＩＰ変換を行うことで、画像中の動体のノイズを抑制することが検討されている。
【０００７】
このようなＩＰ変換を実施するためには、変換元となる入力画像が奇数フィールドであるか偶数フィールドであるかを示すフィールド信号が必要となる。しかし、入力画像がインターレース画像であればフィールド信号が同時に入力されることが一般的であるが、入力画像が既にプログレッシブ画像であればこのようなフィールド信号は同時に入力されない。このため、上記のような再度のＩＰ変換を実施するに際しては、フィールド信号を生成する必要がある。
【０００８】
この場合の入力画像の信号においては、通常、同一内容の入力画像が２つ連続し、これが繰り返されている。したがって、時間連続する入力画像の相互間を示す垂直同期信号ごとに反転する信号をフィールド信号として採用して、時間連続する同一内容の２つ入力画像のうちの前方を偶数フィールド、後方を奇数フィールドとそれぞれ指定することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、映像ソースの同期周波数と表示装置の同期周波数とが異なる場合には、いわゆる追い越しが発生して、同一内容の入力画像が３つ連続することがある。この場合に、垂直同期信号ごとに反転する信号をフィールド信号として採用すると、同一内容の入力画像が３つ連続した場合は、それ以降において実際の入力画像とフィールド信号とのずれが生じ、ＩＰ変換を正常に行うことができない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外部入力のフィールド信号がなく、かつ、追い越しが発生する場合であっても、ＩＰ変換を正常に実施できる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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、プログレッシブ画像を生成する画像生成装置であって、インターレース画像をフィールド間補間することで生成された第１プログレッシブ画像を入力画像として時間連続して入力する入力手段と、前記入力画像それぞれを、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれかのインターレース画像として用いてＩＰ変換を行って、第２プログレッシブ画像を生成する画像変換手段と、時間連続して入力された複数の前記入力画像を比較した結果に基づいて、前記入力画像のそれぞれが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのいずれであるかを前記画像変換手段に示すフィールド信号を生成する信号生成手段と、を備えている。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像生成装置において、前記信号生成手段は、時間連続して入力された２つの前記入力画像が同一である場合に、当該２つの前記入力画像のうちの後のものとその次に入力される前記入力画像との一部領域のみを比較した結果に基づいて前記フィールド信号を生成する。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の画像生成装置において、同一内容で連続する２つの入力画像における前側のフィールドが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのうちの一方、同一内容で連続する２つの入力画像における後側のフィールドが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのうちの他方と定められ、前記信号生成手段は、前記一部領域のみを比較した結果が同一であれば、前記後側のフィールドを示すフィールド信号を生成する。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像生成装置において、前記信号生成手段は、前記入力画像の比較対象となる領域に含まれる各画素の値を加算した結果を比較する。
【００１５】
また、請求項５の発明は、表示システムであって、請求項１ないし４に記載の画像生成装置と、前記画像生成装置によって生成された前記第２プログレッシブ画像を表示する表示手段と、を備えている。
【００１６】
また、請求項６の発明は、入力画像からプログレッシブ画像を生成する画像生成方法であって、インターレース画像をフィールド間補間することで生成された第１プログレッシブ画像を入力画像として時間連続して入力する入力工程と、前記入力画像それぞれを、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれかのインターレース画像として用いてＩＰ変換を行って、第２プログレッシブ画像を生成する画像変換工程と、時間連続して入力された複数の前記入力画像を比較した結果に基づいて、前記入力画像のそれぞれが前記偶数フィールド及び前記奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号を生成する信号生成工程と、を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし６の発明によれば、時間連続する複数の入力画像を比較した結果に基づいて、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号を生成するため、追い越しにより同一内容の入力画像の連続数が２つでない場合であっても、内容の更新後に正しいフィールド信号を発生できる。これにより、外部入力のフィールド信号がなくとも、ＩＰ変換を正常に実施できる。
【００１８】
また、特に請求項２の発明によれば、時間連続する２つの入力画像が同一である場合は、当該２つの入力画像のうちの後のものとその次に入力される入力画像との一部領域のみを比較するため、同一内容の入力画像の連続数が２つを超えたことを比較対象となる一部領域が入力された時点で判断できる。その結果、早いタイミングで正しいフィールド信号を生成でき、同一内容の入力画像のうちの３番目のものにおいてもＩＰ変換を正常に実施できる。
【００１９】
また、特に請求項３の発明によれば、同一内容の入力画像のうちの３番目の入力画像を後側のフィールドとするため、動体の動きが戻る現象を防止できる。
【００２０】
また、特に請求項４の発明によれば、各画素の値を加算した結果を比較することにより、単純に画素同士を比較するよりも演算量を大幅に低減でき、入力画像の比較を簡便に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、車載表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、映像提供部のＩＰ変換部によるＩＰ変換処理を説明する図である。
【図３】図３は、表示制御部のＩＰ再変換部が、プログレッシブ画像をインターレース画像として用いることを説明する図である。
【図４】図４は、動静判定部による動静判定処理の内容を説明する図である。
【図５】図５は、表示制御部のＩＰ再変換部によるＩＰ変換処理を説明する図である。
【図６】図６は、垂直同期信号ごとに反転する信号をフィールド信号とする場合のタイムチャートである。
【図７】図７は、第１の実施の形態の信号生成部の処理を説明するためのタイムチャートである。
【図８】図８は、同一内容の入力画像が３つ連続する場合を示す図である。
【図９】図９は、同一内容の入力画像が３つ連続する場合を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態の信号生成部の処理を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成＞
図１は、第１の実施の形態の車載表示システム１の構成を示すブロック図である。車載表示システム１は、例えば、自動車などの車両用のナビゲーションシステムとして構成されており、車両に搭載されて各種の映像ソースの画像を車室内のユーザに表示する機能を有している。例えば、車載表示システム１は、ルート案内用の地図画像の他、アンテナ９１で受信したテレビジョン放送信号に基づく画像、車載カメラ９２で撮影された車両の周辺を示す画像、及び、映像ディスク９３を読み取った画像などを表示可能である。
【００２４】
図１に示すように、車載表示システム１は、各種の映像ソースの画像を提供する映像提供部２と、映像提供部２から入力された画像を表示用に処理する表示制御部３と、表示制御部３で処理された画像を表示する表示装置４とを備えている。表示装置４は、例えば横８００×縦４８０に配列された複数の画素で構成された画面を有する液晶パネル４１を備えている。液晶パネル４１の走査方式としてはプログレッシブ方式が採用されている。このため、液晶パネル４１の表示には、全ての水平ラインを有するプログレッシブ画像が必要となる。この液晶パネル４１の画面がユーザである車両の乗員から視認できるように、車載表示システム１は車両のインストルメントパネルなどに設置される。
【００２５】
映像提供部２は、表示装置４に表示するための映像ソースの画像を提供するものであり、例えば、ナビゲーション基板として構成されている。映像提供部２は、映像ソースを提供する処理部として、放送受信部２１、カメラ入力部２２、ディスク読取部２３、及び、ルート案内部２４を備えている。放送受信部２１は、車両に搭載されたアンテナ９１で受信したテレビジョン放送やデータ放送などの放送信号をデコードして、その放送内容を示す画像を取得する。カメラ入力部２２は、車両に搭載された車載カメラ９２と接続され、車載カメラ９２で撮影された車両の周辺を示す画像を取得する。ディスク読取部２３は、ＤＶＤなどの映像ディスク９３の読み取り装置として構成され、映像ディスク９３の記録内容を示す画像を取得する。また、ルート案内部２４は、ナビゲーションのルート案内用の地図画像などを提供する。
【００２６】
映像提供部２は、これらの映像ソースを提供する処理部からの画像を扱う処理部として、ＩＰ変換部２５と周波数変換部２６とを備えている。ＩＰ変換部２５には、放送受信部２１、カメラ入力部２２、ディスク読取部２３、及び、ルート案内部２４から提供される映像ソースの画像が、ユーザの指示に基づいて選択的に入力される。映像ソースを提供する処理部からの画像は、一つおきに水平ラインを有するインターレース画像となっている。ＩＰ変換部２５に入力された画像は、以降、表示装置４に表示すべき画像として処理される。
【００２７】
ＩＰ変換部２５は、映像ソースのインターレース画像を、プログレッシブ画像に変換するＩＰ変換を行う。ＩＰ変換部２５のＩＰ変換のアルゴリズムとしては、時間連続する偶数フィールド及び奇数フィールドを単純に重ねるフィールド間補間が採用されている。
【００２８】
周波数変換部２６は、表示装置４への表示に適するように画像信号の同期周波数を変換するものである。周波数変換部２６は、映像ソースの同期周波数となっている画像信号の同期周波数を、表示装置４の同期周波数にあわせる。本実施の形態では、表示装置４の同期周波数は、映像ソースの同期周波数よりも高くなっている。このため、同期周波数を変換する際に、画像を記憶するメモリから同一の画像が二重に読み出される現象（いわゆる追い越し）が発生して、変換後の画像信号においてその画像が繰り返される場合がある。
【００２９】
これらのＩＰ変換部２５及び周波数変換部２６の処理により、映像提供部２からは、フィールド間補間することで生成されたプログレッシブ画像（フルインターレース画像）で構成され、表示装置４の同期周波数にあわせた画像信号が出力されることになる。また、映像提供部２からは、画像信号の画像が切り替わるタイミングを示す垂直同期信号も、画像信号と同時に出力される。しかしながら、画像信号の各画像が偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号は出力されない。
【００３０】
表示制御部３は、この映像提供部２から出力された画像信号及び垂直同期信号を入力し、画像に対して表示装置４に表示するために各種の画像処理を行う。表示制御部３は、画像入力部３１と、信号生成部３２と、ＩＰ再変換部３４と、画像補正部３６と、画像出力部３７とを備えている。
【００３１】
画像入力部３１は、映像提供部２から出力された画像信号とともに垂直同期信号を入力する。すなわち、画像入力部３１は、フィールド間補間で生成されたプログレッシブ画像を入力画像として時間連続して入力する。入力画像及び垂直同期信号は、画像入力部３１から信号生成部３２とＩＰ再変換部３４とにそれぞれ入力される。
【００３２】
ＩＰ再変換部３４は、入力画像（すなわち、映像提供部２で生成されたプログレッシブ画像）をインターレース画像として用いて、再度のＩＰ変換を行って、別のプログレッシブ画像を生成する。ＩＰ再変換部３４は、画像中の動いている動体と背景などの静止体とを判定する動静判定部３５を備えている。ＩＰ再変換部３４は、この動静判定部３５の判定結果に基づいた動き適応ＩＰ変換を行う。ＩＰ再変換部３４がプログレッシブ画像を生成するため、表示制御部３はプログレッシブ画像を生成する画像生成装置であるともいえる。
【００３３】
信号生成部３２は、入力画像のそれぞれが偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれであるかをＩＰ再変換部３４に示すフィールド信号を生成する。信号生成部３２は、入力画像の画素値を加算する加算部３３を備えている。加算部３３は、２つのバッファメモリ（第１バッファ、第２バッファ）を備えており、同時に２つの入力画像について画素値を加算した結果を保持することが可能である。信号生成部３２は、この加算部３３の加算結果を用いることで時間連続して入力された２つの入力画像を比較し、その比較結果に基づいてフィールド信号を生成する。このような信号生成部３２の処理については、後に詳述する。
【００３４】
画像補正部３６は、ＩＰ再変換部３４で生成されたプログレッシブ画像に対してコントラスト補正、明るさ補正、輪郭補正などの各種の画像補正を行う。画像出力部３７は、画像補正部３６で補正された画像を、垂直同期信号に従って表示装置４に出力する。出力された画像は、表示装置４の液晶パネル４１に表示される。
【００３５】
また、車載表示システム１は、システム全体を制御するシステム制御部１０を備えている。システム制御部１０は、上述した各部と電気的に接続されており、各部の動作を統括的に制御する。システム制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを備えたコンピュータとして構成され、所定のプログラムに従ってＣＰＵが演算処理を行うことで各種の制御機能が実現される。このようにして実現されるシステム制御部１０の機能には、映像提供部２における映像ソースの選択を制御する機能などが含まれている。
【００３６】
さらに、車載表示システム１は、ユーザから各種の指示を受け付ける操作部１１を備えている。操作部１１での操作内容は信号としてシステム制御部１０に入力される。システム制御部１０は、この信号を受け付けてユーザ操作に応じた制御を行う。ユーザは、操作部１１を操作することで、表示装置４で表示すべき映像ソースを切り替える指示などを行うことが可能である。
【００３７】
＜１−２．ＩＰ変換＞
上記のように車載表示システム１では、映像提供部２、及び、表示制御部３の双方が、インターレース画像をプログレッシブ画像に変換するＩＰ変換機能を有している。
【００３８】
映像提供部２のＩＰ変換部２５は、時間連続する偶数フィールド及び奇数フィールドを単純に重ねるフィールド間補間を行う。このため、このＩＰ変換では画像中の動体は考慮されておらず、画像中の動体についてはノイズが多くなってしまう。これに対応するため、表示制御部３のＩＰ再変換部３４は、映像提供部２で生成されたプログレッシブ画像をインターレース画像として用いて、画像中の動体を考慮した動き適応ＩＰ変換を行って、別のプログレッシブ画像を生成する。これにより、変換後のプログレッシブ画像における動体のノイズが大きく抑制される。以下、図面を用いてこのような映像提供部２及び表示制御部３の双方のＩＰ変換についてより詳細に説明する。
【００３９】
図２は、映像提供部２のＩＰ変換部２５によるＩＰ変換処理を説明する図である。図中の上部の画像５０ａ〜５０ｄは変換元となる映像ソースのインターレース画像を示しており、図中の下部の画像５１ａ〜５１ｄはＩＰ変換後のプログレッシブ画像を示している。図中において右側ほど時間が経過していることを示している。すなわち、図中左側ほど先に入力される画像であり、右側ほど後に入力される画像となる（以降の図でも同様。）。画像５０ａ〜５０ｄは、画像５０ａ，画像５０ｂ，画像５０ｃ，画像５０ｄの順で入力されることになる。
【００４０】
これらの画像５０ａ〜５０ｄには、円形の物体Ｓ１と、三角形の物体Ｓ２とがそれぞれ含まれている。円形の物体Ｓ１は動体であり、４つの画像５０ａ〜５０ｄを比較して分かるように右上から左下の方向へ移動している。一方、三角形の物体Ｓ２は静止体であり、その位置は一定となっている。
【００４１】
映像ソースの画像信号においては、時間連続する２つのフィールド（インターレース画像）で１つのフレームＦを形成している。各フレームＦにおいて、偶数ラインのみの偶数フィールドが前側のフィールド、奇数ラインのみの奇数フィールドが後側のフィールドとなっている。すなわち、各フレームＦに含まれる２つのフィールドの順は、偶数フィールド、奇数フィールドの順となる。図２の例では、画像５０ａ，５０ｃが偶数フィールド、画像５０ｂ，５０ｄが奇数フィールドとなっている。
【００４２】
ＩＰ変換に際しては、同一のフレームＦに含まれる偶数フィールド及び奇数フィールドを単純に重ね合わせるフィールド間補間により、２つのプログレッシブ画像を生成する。これにより、一のフレームＦから、同一内容の２つのプログレッシブ画像が生成される。したがって、変換後の画像信号においては、同一内容のプログレッシブ画像が２つ連続し、これが繰り返される。図２の例では、画像５１ａと画像５１ｂとが同一内容となり、画像５１ｃと画像５１ｄとが同一内容となる。以下、このように時間連続する同一内容の複数の画像の群を「グループ」Ｇという。
【００４３】
ＩＰ変換のアルゴリズムにフィールド間補間が採用されているため、変換後の画像５１ａ〜５１ｄにおいては、静止体Ｓ２を含む静止領域については解像感が高くなるものの、動体Ｓ１の領域については、動体Ｓ１の動きに起因してラインごとに凸凹するようなノイズが発生してしまう。表示制御部３のＩＰ再変換部３４のＩＰ変換処理は、このような動体に係るノイズを抑制するために行われる。
【００４４】
図３ないし図５は、表示制御部３のＩＰ再変換部３４によるＩＰ変換処理を説明する図である。
【００４５】
図３に示す画像５２ａ〜５２ｄは、ＩＰ再変換部３４への入力画像となるプログレッシブ画像、すなわち、映像提供部２でＩＰ変換部２５で生成されたプログレッシブ画像を示している。ＩＰ再変換部３４は、このプログレッシブ画像をインターレース画像として用いる。具体的には、同一グループＧに含まれる２つのプログレッシブ画像のうちの前側を偶数フィールド、後側を奇数フィールドとして用いる。プログレッシブ画像を偶数フィールドとして用いる際には画像中の偶数ラインのみを利用し、奇数フィールドとして用いる際には画像中の奇数ラインのみを用いる。
【００４６】
図３の例では、画像５２ａ，５２ｂが同一グループＧであり、画像５２ａが偶数フィールド、画像５２ｂが奇数フィールドとしてそれぞれ用いられる。同様に、画像５２ｃ，５２ｄが同一グループＧであり、画像５２ｃが偶数フィールド、画像５２ｄが奇数フィールドとしてそれぞれ用いられる。図中では、ＩＰ変換に使用しないライン（無視するライン）をハッチングで示している。
【００４７】
ＩＰ再変換部３４の動静判定部３５は、このようにフィールドとして用いる時間連続する複数の入力画像に基づいて、画像中の動体と静止体とを判定する動静判定処理を行う。図４は、ＩＰ再変換部３４の動静判定部３５による動静判定処理の内容を説明する図である。図中の３つの画像５３ａ〜５３ｃのうち、画像５３ｃが動静判定処理の判定対象のフィールドである。
【００４８】
動静判定部３５は、入力画像を記憶する画像メモリを備えており、直近の偶数フィールドと奇数フィールドとを記憶し、判定対象のフィールドと比較できるようになっている。動静判定処理では、判定対象のフィールドが同一属性の直近過去のフィールドと比較される。すなわち、判定対象のフィールドが偶数フィールドであれば直近過去の偶数フィールドの画像と比較され、判定対象のフィールドが奇数フィールドであれば直近過去の奇数フィールドの画像と比較される。これは、偶数フィールドと奇数フィールドとでは、存在するラインの位置が異なることから同じ位置同士で画像中の物体の比較ができない。このことから、偶数フィールドと奇数フィールドとで比較すると動体の判定の精度が低下するためである。図４の例では、判定対象の画像５３ｃが偶数フィールドであるため、２つ前の偶数フィールドの画像５３ａと比較される。
【００４９】
そして、このような比較によって異なる物体が存在している領域は動体の領域、同じ物体が存在している領域は静止体の領域と判断される。図４の例では、画像５３ｃと画像５３ａとで物体Ｓ１の位置が異なることから、物体Ｓ１の領域は動体の領域と判断される。一方、画像５３ｃと画像５３ａとで物体Ｓ２の位置は同一であることから、物体Ｓ２の領域は静止体の領域と判断される。
【００５０】
ＩＰ再変換部３４は、この動静判定部３５の判定結果に基づき、動体の領域と静止体の領域とで異なる処理を行う動き適応ＩＰ変換を実施する。図５は、動き適応ＩＰ変換の処理の内容を説明する図である。図５中において、画像５３ｃがＩＰ変換の変換対象のフィールドである。
【００５１】
動き適応ＩＰ変換では、動体の領域に関しては、変換対象のフィールドのみを利用して、存在していないラインの画素を上下のラインの画素に基づいて補間するフィールド内補間が行われる。一方、動体の領域以外の領域は、異なる属性の直近過去のフィールドを用いて、存在していないラインの画素を補間するフィールド間補間が行われる。
【００５２】
図５の例では、動体Ｓ１の周辺の領域Ａ１は動体の領域であるため、領域Ａ１に関しては、変換対象のフィールドである画像５３ｃのみを用いるフィールド内補間が採用される。これにより、変換後のプログレッシブ画像５４においては、動体Ｓ１の動きに起因したノイズの発生が抑制される。一方、静止体Ｓ２の周辺の領域Ａ２など動体の領域以外の領域については、変換対象のフィールドである画像５３ｃと１つ前の画像５３ｂとでフィールド間補間が行われる。これにより、変換後のプログレッシブ画像５４においては、静止体Ｓ２の解像感を向上できる。
【００５３】
上記のようなＩＰ再変換部３４による動き適応ＩＰ変換処理において、変換元の入力画像であるプログレッシブ画像を、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれとして用いるかは、フィールド信号に基づいて判断される。車載表示システム１では、映像提供部２からフィールド信号が出力されないため、表示制御部３の信号生成部３２がこのフィールド信号を発生する。
【００５４】
動き適応ＩＰ変換を正常に行うためには、フィールド信号は、同一グループに含まれる同一内容の入力画像に関して、前側のフィールドを偶数フィールド、後側のフィールドを奇数フィールドとして示すことが必要である。これは、映像ソースの画像信号において、偶数フィールドが前側のフィールド、奇数フィールドが後側のフィールドと定められていることに起因する。
【００５５】
ここで仮に、時間連続する入力画像の相互間を示す垂直同期信号ごとに反転する信号をフィールド信号として採用することを検討する。図６は、この場合における入力画像のグループと、フィールド信号との関係を示すタイムチャートである。図中において、Ｇ１〜Ｇ４は各入力画像が属するグループを示している。また、本実施の形態においては、フィールド信号の”Ｌ”は偶数フィールドを示し、”Ｈ”は奇数フィールドを示す。フィールド信号は、垂直同期信号が入力されるごとに反転するため、垂直同期信号の１つおきに”Ｌ”（偶数フィールド）に切り替えられる。図中では、時点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４において”Ｌ”（偶数フィールド）に切り替えられている。したがって、このタイミングで同時にグループも切り替わることが望ましい。
【００５６】
前述のように、ＩＰ再変換部３４に入力される画像信号においては、通常、同一グループに含まれる同一内容の入力画像が２つ連続し、これが繰り返される。しかしながら、表示装置４の同期周波数が映像ソースの同期周波数よりも高いため、周波数変換部２６が画像信号の同期周波数を変換する場合に生じる追い越しによって、同一グループに含まれる同一内容の入力画像が３つ連続する場合がある。
【００５７】
図６においては、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ４においてはそれぞれ２つの画像が含まれており、同一内容の入力画像が２つ連続していることになる。しかしながら、グループＧ３においては３つの画像が含まれ、同一内容の入力画像が３つ連続している。
【００５８】
時点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３では、フィールド信号が”Ｌ”（偶数フィールド）に切り替えられると同時に、グループが切り替わるため正常動作する。しかしながら、時点Ｔ４では、フィールド信号が”Ｌ”（偶数フィールド）に切り替えられるが、グループＧ３の３番目の入力画像が入力されており、グループが切り替わっていない。
【００５９】
そして、時点Ｔ５において、フィールド信号が”Ｈ”（奇数フィールド）に切り替えられると同時に、グループＧ３からグループＧ４に切り替わる。このため、グループＧ４に関しては、前側のフィールドが奇数フィールド、後側のフィールドが偶数フィールドとして示されてしまう。これはグループＧ４以降のグループについても同様である。このため、グループＧ４以降のグループではＩＰ変換を正常に行うことができない。
【００６０】
本実施の形態の車載表示システム１では、表示制御部３の信号生成部３２が時間連続して入力された複数の入力画像を比較した結果に基づいてフィールド信号を生成することで、この問題を解消するようにしている。以下、この詳細について説明する。
【００６１】
＜１−３．フィールド信号生成処理＞
図７は、信号生成部３２の処理を説明するためのタイムチャートである。図７においても、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ４においてはそれぞれ２つの画像が含まれており同一内容の入力画像が２つ連続しているが、グループＧ３においては３つの画像が含まれ同一内容の入力画像が３つ連続している。
【００６２】
図７に示すように、信号生成部３２の処理においては、加算部３３のバッファメモリ（第１バッファ、第２バッファ）が用いられ、垂直同期信号ごとに入力される入力画像それぞれの画素値が加算部３３により加算される。画素値が例えばＲＧＢの場合は、加算する画素値としてＲ，Ｇ，Ｂすべての値を用いてもよく、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかのみを用いてもよい。また、画素値が例えば輝度Ｙと色差Ｃとで示される場合、加算する画素値として輝度Ｙ及び色差Ｃの双方を用いてもよく、いずれかのみを用いてもよい。
【００６３】
加算部３３が加算を行う際には、２つのバッファメモリ（第１バッファ、第２バッファ）が交互に用いられる。これにより、直近２つの入力画像の加算結果が取得される。この直近２つの入力画像の加算結果（第１バッファ及び第２バッファそれぞれに記憶された加算結果）が垂直同期信号ごとに比較され、比較結果が同一であれば”Ｈ”、比較結果が異なれば”Ｌ”を示すイコール信号が生成される。そして、このイコール信号を反転した信号が、フィールド信号として用いられる。
【００６４】
このフィールド信号は、直近２つの入力画像の加算結果が同一であれば”Ｌ”（偶数フィールド）となる。すなわち、同一グループに通常通り２つの入力画像が含まれていれば、グループが切り替わると同時にフィールド信号は”Ｌ”（偶数フィールド）となる。
【００６５】
図中では、時点Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４において”Ｌ”（偶数フィールド）となっている。このうち、時点Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３では、フィールド信号が”Ｌ”（偶数フィールド）になると同時に、正常にグループが切り替わっている。これに対し、時点Ｔ１４ではグループＧ３の３番目の入力画像が入力されておりグループが切り替わっていない。しかしながら、次の垂直同期信号が入力される時点Ｔ１５においても、直近２つの入力画像の加算結果が同一となるため、フィールド信号は”Ｌ”（偶数フィールド）となる。すなわち、グループＧ３からグループＧ４に切り替わる際にも、フィールド信号は”Ｌ”（偶数フィールド）となる。したがって、グループＧ４においても、前側のフィールドが偶数フィールド、後側のフィールドが奇数フィールドとして正常に示される。その結果、グループＧ４以降のグループにおいても、ＩＰ変換を正常に行うことが可能となる。
【００６６】
なお、連続してイコール信号＝”Ｈ”となるときには（図中の時点Ｔ１５）、同一内容の入力画像が３つ連続したことになる。この場合は、グループの切り替えの際に処理をリセットするため、第２バッファをクリアするとともに第１バッファを用いた加算を行うようにすればよい。
【００６７】
以上のように、本実施の形態の車載表示システム１においては、時間連続する複数の入力画像を比較した結果に基づいて、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれであるかを示すフィールド信号を生成する。このため、追い越しにより同一内容の入力画像の連続数が３つとなる場合であっても、グループの切り替え時に正しいフィールド信号を発生できる。これにより、外部入力のフィールド信号がなくとも、動き適応ＩＰ変換を正常に実施することができる。
【００６８】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、図８に示すように、同一グループＧに３つの入力画像５５ａ〜５５ｃが含まれ、同一内容の入力画像が３つ連続した場合には、３番目の入力画像５５ｃに関してはフィールド信号は”Ｌ”（偶数フィールド）となっていた。すなわち、同一内容で時間連続する２つの入力画像における前側のフィールドを偶数フィールド、後側のフィールドを奇数フィールドと示すことと定められているが、３番目の入力画像に関しては偶数フィールド（前側のフィールド）として示されることになる。
【００６９】
このように同一グループに３つの入力画像が含まれる場合に３番目の入力画像が偶数フィールド（前側のフィールド）として示されると、表示する際に画像中に含まれる動体の動きが逆方向に戻るといった現象が発生する。例えば、図８に示す３つの入力画像５５ａ〜５５ｃにおいては動体Ｓ１が含まれているが、偶数フィールドとして扱われる１番目の画像５５ａに対して、奇数フィールドとして扱われる２番目の画像５５ｂにおいては、動体Ｓ１が左下側へ移動している。しかしながら、３番目の画像５５ｃが偶数フィールドとして扱われると、３番目の画像５５ｃの動体Ｓ１の位置が１番目の画像５５ａと同じ位置となる。このため、２番目の画像５５ｂに対して３番目の画像５５ｃでは動体Ｓ１が右上側へ戻ることになる。
【００７０】
この現象を回避するためには、図９に示すように、同一グループＧに３つの入力画像が含まれる場合の３番目の入力画像５５ｃを奇数フィールド（後側のフィールド）として示すことが必要である。このようにすれば、３番目の画像５５ｃの動体Ｓ１の位置が２番目の画像５５ｂと同じ位置となり、動体の動きが逆方向に戻るといった現象は生じない。
【００７１】
このため、第２の実施の形態では、同一グループに３つの入力画像が含まれる場合に、３番目の入力画像を奇数フィールド（後側のフィールド）として示すフィールド信号を発生するようになっている。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７２】
本実施の形態の車載表示システム１の構成は、図１に示すものと同様である。ただし、信号生成部３２の加算部３３が、４つのバッファメモリ（第１バッファ、第２バッファ、第３バッファ、第４バッファ）を備えている。
【００７３】
図１０は、第２の実施の形態の信号生成部３２の処理を説明するためのタイムチャートである。図１０においても、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ４においてはそれぞれ２つの画像が含まれており同一内容の入力画像が２つ連続しているが、グループＧ３においては３つの画像が含まれ同一内容の入力画像が３つ連続している。
【００７４】
加算部３３の第１バッファ及び第２バッファを利用した加算、及び、比較は第１の実施の形態と同様である。すなわち、第１バッファ、第２バッファが用いられ、垂直同期信号ごとに入力画像それぞれの画素値が加算部３３により加算される。加算に際しては第１バッファ及び第２バッファが交互に用いられ、直近２つの入力画像の加算結果が取得される。垂直同期信号ごとに第１バッファ及び第２バッファそれぞれに記憶された加算結果が比較され（第１比較）、比較結果が同一であれば”Ｈ”、比較結果が異なれば”Ｌ”を示す第１イコール信号が生成される。そして、この第１イコール信号を反転した反転信号が生成される。反転信号は、第１の実施の形態におけるフィールド信号と同じ信号である。
【００７５】
一方で、第３バッファ及び第４バッファが用いられ、垂直同期信号ごとに入力画像それぞれの画素値が加算部３３により加算される。ただし、第３バッファ及び第４バッファを用いた加算においては、入力画像それぞれの一部の上部領域（データとして先行する最初の１０〜２０ライン）のみが加算対象とされる。加算に際しては第３バッファ及び第４バッファが交互に用いられる。
【００７６】
そして、上記の第１比較において時間連続して入力済の２つの入力画像が同一である場合、すなわち、第１フィールド信号が”Ｈ”の場合（図中の時点Ｔ２１，Ｔ２３，Ｔ２５，Ｔ２７，Ｔ２９）は、次に入力される入力画像の加算対象となる上部領域が入力されたタイミング（図中の時点Ｔ２２，Ｔ２４，Ｔ２６，Ｔ２７，Ｔ２８，Ｔ３０）で、第３バッファ及び第４バッファそれぞれに記憶された加算結果が比較される（第２比較）。
【００７７】
この比較結果が同一であれば”Ｈ”、比較結果が異なれば”Ｌ”を示す第２イコール信号が生成される。この比較結果が同一であるということは、同一グループに３つの入力画像が含まれる場合であって、３番目の入力画像が入力中であるということになる。図中においても、グループＧ３の３番目の入力画像が入力中であるときのみ（時点Ｔ２８〜Ｔ２９）、第２イコール信号が”Ｈ”となっている。なお、第２イコール信号は、垂直同期信号で”Ｌ”にされる。
【００７８】
この第２イコール信号と反転信号との論理和（ＯＲ）が、第２の実施の形態のフィールド信号として生成される。これにより、同一グループに３つの入力画像が含まれる場合に、３番目の入力画像を奇数フィールド（後側のフィールド）として示すフィールド信号を発生できる。その結果、動体の動きが逆方向に戻るといった現象の発生が抑制される。なお、入力画像の加算対象となる上部領域が入力されるまでは（時点Ｔ２７〜Ｔ２８）、３番目の入力画像が偶数フィールド（前側のフィールド）として示されるが、上部領域は最初の１０〜２０ラインであるため、例えば４８０ライン存在する画像全体としては大きく影響を与えることはない。
【００７９】
連続して第１イコール信号＝”Ｈ”となるときには（図中の時点Ｔ２９）、同一内容の入力画像が３つ連続したことになる。この場合は、グループの切り替えの際に処理をリセットするため、第２，第４バッファをクリアするとともに第１，第３バッファを用いた加算を行うようにすればよい。
【００８０】
以上のように、本実施の形態の車載表示システム１においては、時間連続する２つの入力画像が同一である場合は、当該２つの入力画像のうちの後のものとその次に入力される入力画像との一部領域のみを比較するため、同一内容の入力画像の連続数が２つを超えたことを比較対象となる一部領域が入力された時点で判断できる。その結果、早いタイミングで正しいフィールド信号を生成でき、同一内容の入力画像のうちの３番目のものにおいてもＩＰ変換を正常に実施できる。また、同一内容の入力画像のうちの３番目の入力画像を後側のフィールドとするため、動体の動きが戻る現象を防止できる。
【００８１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。もちろん、以下で説明する形態を適宜に組み合わせてもよい。
【００８２】
上記実施の形態では、同一内容で時間連続する２つの入力画像における前側のフィールドを偶数フィールド、後側のフィールドを奇数フィールドとそれぞれ定められていた。これとは逆に、同一内容で時間連続する２つの入力画像における前側のフィールドを奇数フィールド、後側のフィールドを偶数フィールドとそれぞれ定められていてもよい。
【００８３】
上記実施の形態では、入力画像の画素値を加算した結果を比較することで、時間連続する入力画像を比較してそれらの入力画像が同一か否かの判定を行うようになっていたが、これ以外の手法で時間連続する入力画像を比較するようにしてもよい。例えば、時間連続する入力画像の対応する画素同士の差分をとり、差分がなければ入力画像が同一と判定することもできる。ただし、演算量を低減するという観点からは、上記実施の形態のように、入力画像の比較対象となる領域に含まれる各画素の値を加算した結果を比較することが望ましい。
【００８４】
また、表示装置４の同期周波数と映像ソースの同期周波数とが同じで追い抜きなどが発生しない場合は、上記実施の形態で説明したフィールド信号の発生手法に代えて、垂直同期信号ごとに反転する信号をフィールド信号とする手法（図６の手法）が、レジスタ設定などにより選択できるようになっていてもよい。
【００８５】
また、外部からフィールド信号が入力できる場合においては、上記実施の形態で説明したフィールド信号と、外部入力のフィールド信号とのいずれを用いるかを、レジスタ設定などにより選択できるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１    車載表示システム
２    映像提供部
２５    ＩＰ変換部
２６    周波数変換部
３    表示制御部
３１    画像入力部
３２    信号生成部
３３    加算部
３４    ＩＰ再変換部
４    表示装置
Ｇ    グループ
【図１】
2011055021.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011055021.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011055021.tif 000008
【図７】
2011055021.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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