(57)【要約】【課題】残光時間の異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを用いた画像表示装置においても、残光の色を原画像と同じにして画質を向上させる。【解決手段】残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイス１２を有し、少なくとも残光時間の短い発光材料に対応する画像信号に対して擬似残光信号を作成し、現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加する画像信号処理方法であって、前記現フィールド画像信号の色度情報、表示画像中の物体の移動速度情報、表示画像中の物体の移動方向情報、前記現フィールド画像信号と前フィールド画像信号とのフィールド差分情報、現フィールド画像信号の空間周波数情報及びカラー画像表示デバイスの発光輝度情報の少なくとも１つの情報を検出し、前記情報に応じて前記擬似残光信号の強度を調整することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを有し、少なくとも残光時間の短い発光材料に対応する画像信号に対して擬似残光信号を作成し、現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加する画像信号処理方法であって、前記現フィールド画像信号の色度情報、表示画像中の物体の移動速度情報、表示画像中の物体の移動方向情報、前記現フィールド画像信号と前フィールド画像信号とのフィールド差分情報、現フィールド画像信号の空間周波数情報及びカラー画像表示デバイスの発光輝度情報の少なくとも１つの情報を検出し、前記情報に応じて前記擬似残光信号の強度を調整することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項２】
前記現フィールド画像信号のうち、残光時間の長い発光材料に対応する画像信号のレベルが高い画像部分ほど前記擬似残光信号の強度を強くすることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項３】
前記現フィールド画像信号内の前記移動速度が遅い画像部分は前記擬似残光の強度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項４】
前記表示画像中の物体が残光時間の短い発光材料が使用された方向に移動する際には前記擬似残光信号の強度を強くし、残光時間の長い発光材料が使用された方向に移動する際には前記擬似残光信号の強度を弱くすることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項５】
前記フィールド差分が大きい画像部分ほど前記擬似残光の強度を強くすることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項６】
前記空間周波数が高い画像部分は前記擬似残光の強度を弱めることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項７】
前記発光輝度が大きい場合に前記擬似残光の強度を弱めることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
【請求項８】
残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスと、少なくとも残光時間の短い発光材料に対応する画像信号に対して擬似残光信号を作成する擬似残光作成部と、現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加する擬似残光付加部と、前記現フィールド画像信号の色度情報、表示画像中の物体の移動速度情報、表示画像中の物体の移動方向情報、前記現フィールド画像信号と前フィールド画像信号とのフィールド差分情報、現フィールド画像信号の空間周波数情報及びカラー画像表示デバイスの発光輝度情報の少なくとも１つの情報を検出する画像情報検出部と、前記画像情報検出部で検出した情報に応じた強度の擬似残光が付加されるように前記擬似残光信号のレベルを制御する残光強度調整部とを有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項９】
前記残光強度調整部は、前記色度検出部の検出結果に基づき、残光時間の長い発光材料に対応する画像信号のレベルが高い画像部分ほど強い擬似残光が付加されるように擬似残光信号のレベルを調整する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】
前記残光強度調整部は、前記移動速度検出部の検出結果に基づき前記移動速度が遅い画像部分は擬似残光の強度を小さくなるように擬似残光信号のレベルを調整する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１１】
残光時間の短い発光材料が使用された方向に移動する際には前記擬似残光の強度を強くし、残光時間の長い発光材料が使用された方向に移動する際には前記擬似残光の強度を弱くするように調整する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１２】
前記残光強度調整部は、前記フィールド差分が大きい画像部分ほど強い擬似残光が付加されるように擬似残光信号のレベルを調整する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１３】
前記残光強度調整部は、前記空間周波数が高い画像部分は擬似残光の強度を弱めるように擬似残光信号のレベルを調整する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１４】
前記残光強度調整部は、前記発光輝度が大きい場合に擬似残光の強度を弱めるように擬似残光信号のレベルを調整することを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを駆動するための画像信号処理方法および画像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面のカラー画像表示デバイスとして注目されるＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、紫外線励起で発光する緑、赤、青の３色の蛍光体を発光材料として用いている。しかし、発光強度や色純度等の諸条件を満たす蛍光体材料は限られており、全ての条件を満足する緑、赤、青の蛍光体材料の組が得られていないのが現状である。
【０００３】
諸条件の中でも、蛍光体の残光特性は発光色によって大きく異なり、特に青と緑との差が大きい。残光時間を１／１０残光時間で定義した場合、例えば、青の代表的蛍光体であるＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕの残光時間が数μｓであるのに対し、緑の蛍光体であるＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎの残光時間は長く、１フィールド期間（約１６．７ｍｓ）に近い値をもっている。このような残光時間の差異によって、動画表示の際に原画像には無かった色が現れることがある。例えば、明点が移動する画像において明点の後ろに緑色の尾引きが生じたり、暗転場面において緑色の像が残ったりする。特に、人物画像の肌の部分に比視感度の高い緑色の尾引きが発生すると非常に見苦しく、画質が著しく劣化する。
【０００４】
これら残光に伴う画質劣化を改善するために、残光時間の短い蛍光体の発光色に対応する画像信号に対して、現フィールドの画像信号に前フィールドの画像信号を一定の割合で重畳することにより、擬似的に残光色を原画像と同じにして、不自然な発色を防ぎ違和感を無くす方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、残光時間が短い発光材料に対応する画像信号に擬似残光信号を付加するために、現フィールド画像信号に特性の異なる複数の低域濾波を並列に施し、それらを合成することにより擬似残光信号を含む伸長画像信号を作成し、現フィールド画像信号と伸長画像信号を合成して必要な部分にのみ擬似残光信号を付加する方法も提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４６４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１２０４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、上述のように、現フィールドの画像信号に前フィールドの画像信号を一定の割合で重畳する方法においては、例えば、暗い背景の中を明るい白色のウインドウパターンが移動している場合、残光の発生している領域の内部に色差が発生し、違和感を増大させてしまう場合がある。これは、本来の残光はウインドウパターンから遠ざかるにつれて指数関数的に減少するように見えるのに対し、現フィールド画像信号に前フィールド画像信号を重畳すると、擬似的な残光がウインドウパターンからの距離に依存しなくなるためと考えられる。
【０００７】
また、現フィールド画像信号に低域濾波を施すことにより自然な残光に近い形状の擬似残光を作成して付加する方法においては、映像信号の信号レベルによって一意的に擬似残光の強さが決まってしまうため、表示される画像に対して最適な擬似残光とはならない場合がある。
【０００８】
本発明は残光時間の異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを用いた画像表示装置において、残光の色を原画像と同じにして画質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを有し、少なくとも残光時間の短い発光材料に対応する画像信号に対して擬似残光信号を作成し、現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加する画像信号処理方法であって、前記現フィールド画像信号の色度情報、表示画像中の物体の移動速度情報、表示画像中の物体の移動方向情報、前記現フィールド画像信号と前フィールド画像信号とのフィールド差分情報、現フィールド画像信号の空間周波数情報及びカラー画像表示デバイスの発光輝度情報の少なくとも１つの情報を検出し、前記情報に応じて前記擬似残光信号の強度を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスと、少なくとも残光時間の短い発光材料に対応する画像信号に対して擬似残光信号を作成する擬似残光作成部と、現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加する擬似残光付加部と、前記現フィールド画像信号の色度情報、表示画像中の物体の移動速度情報、表示画像中の物体の移動方向情報、前記現フィールド画像信号と前フィールド画像信号とのフィールド差分情報、現フィールド画像信号の空間周波数情報及びカラー画像表示デバイスの発光輝度情報の少なくとも１つの情報を検出する画像情報検出部と、前記画像情報検出部で検出した情報に応じた強度の擬似残光が付加されるように前記擬似残光信号のレベルを制御する残光強度調整部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、残光時間の異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを用いた画像表示装置において、表示される映像信号に対して最適な強さの擬似残光を付加することができるので、残光の色を原画像と同じにして画質を向上させる画像信号処理方法および画像信号処理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】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態による画像信号処理方法および画像信号処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、ＰＤＰに用いられている蛍光体と同様に、発光材料である緑の蛍光体の残光時間が最も長く、続いて赤の蛍光体の残光時間が長く、青の蛍光体の残光時間だけが極めて短いものと仮定して説明する。以下の説明で、緑、赤の蛍光体による残光を自然残光と呼び、信号処理で青に対して付加した残光を擬似残光と呼ぶ。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態による画像信号処理装置の構成図である。図１において、１は入力された映像信号のうちＢ（青）の信号に対して低域濾波器などを用いて擬似残光信号を作成する擬似残光作成部、２は入力されたＲＧＢ映像信号の空間周波数情報を検出する空間周波数検出部、３は入力されたＲＧＢ映像信号の色度情報を検出する色度検出部、４は入力されたＲＧＢ映像信号から移動速度情報を検出する移動速度検出部、５は入力されたＲＧＢ映像信号から移動方向情報を検出する移動方向検出部、６はカラー画像表示デバイス１２の発光輝度を制御する駆動制御部、７はこの駆動制御部６が発生する駆動情報から発光輝度情報を検出する発光輝度検出部、８は入力されたＲＧＢ映像信号を１フィールド遅延させるフィールド遅延部、９は入力された現フィールド画像信号であるＲＧＢ映像信号とフィールド遅延部８で遅延された前フィールドの画像信号であるＲＧＢ映像信号とからフィールド差分情報を検出するフィールド差分検出部、１０は空間周波数検出部２と色度検出部３と移動速度検出部４と移動方向検出部５と発光輝度検出部７とフィールド差分検出部９の出力から擬似残光作成部１で作成された擬似残光の強度を調整する残光強度調整部、１１は入力された映像信号（Ｂ）に残光強度調整部１０で強度を調整された擬似残光を付加する擬似残光付加部、１２は上述したように残光時間が異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスである。
【００１４】
以上の構成において、図２（ａ）のような映像信号が入力された場合、擬似残光作成部１で図２（ｂ）のような擬似残光が作成され、さらに残光強度調整部１０によって図２（ｃ）のように強度を調整された後、もとの映像信号に付加され、最終的に図２（ｄ）のような信号がカラー画像表示デバイス１２で表示される。
【００１５】
次に、上記各ブロックについて詳細に説明する。
【００１６】
まず、空間周波数検出部２に関して説明すると、一般的に空間周波数が高い映像信号では、自然残光による不自然な着色が目立ちにくい。また、動き検出で誤検出する可能性が高く、動き検出で誤検出が発生した場合、後述の動き検出による残光強度調整が失敗し、不必要に強い残光が付加されるために、かえって映像を劣化させてしまうことがある。したがって、本実施の形態における空間周波数検出部２は映像信号の空間周波数が高い画像部分では擬似残光の強度を弱めるように残光強度調整部１０を制御し、擬似残光信号のレベルを調整するものである。
【００１７】
次に、色度検出部３に関して説明すると、図３（ａ）に示す入力映像信号のように、ＲＧＢ３色の信号レベルがそろっている場合にはＲとＧの自然残光を打ち消すため、Ｂには擬似残光作成部１で作成した擬似残光をそのまま付加すればよい。また、図３（ｂ）に示す入力信号のように、Ｒだけレベルが低くＧとＢの信号レベルがそろっている場合にも、Ｇの自然残光を打ち消すため、Ｂには擬似残光作成部１で作成した擬似残光をそのまま付加すればよい。図３（ｃ）に示す入力信号のように、ＲとＧのレベルがＢのレベルに比べて高い場合、ＲとＧの自然残光を打ち消すためにＢの擬似残光を強める必要があるが、本来の映像信号よりも擬似残光のほうが強くなる部分が発生し、かえって違和感が増すし、ＲとＧが優勢な入力映像信号において黄色の残光は発生することに特に違和感はないため、この場合は擬似残光作成部１で作成された擬似残光をそのまま付加する。
【００１８】
しかし、図３（ｄ）に示す入力信号のように、ＲとＧのレベルがＢのレベルに比べて低い場合にはＲとＧの自然残光を打ち消せるだけの擬似残光だけをＢに付加すればよいので、擬似残光作成部１で作成した擬似残光の強度（図３（ｄ）の点線で示す擬似残光）を残光強度調整部１０で弱める（図３（ｄ）の実線で示す擬似残光）。
【００１９】
このように、色度検出部３の検出結果に基づき、残光時間の長い発光材料に対応する画像信号のレベルが高い画像部分ほど強い擬似残光が付加されるように残光強度調整部１０を制御し、擬似残光信号のレベルを調整する。
【００２０】
次に、移動速度検出部４に関して説明すると、入力映像信号中の物体の動きは速い場合には自然残光による着色が顕著であるので、擬似残光作成部１で作成された擬似残光をそのまま映像信号に付加すればよいが、物体の動きが遅くなった場合には自然残光による着色が急速に目立たなくなることが発明者らの実験によりわかっているので、この場合は擬似残光が不要になる。
【００２１】
したがって、移動速度検出部４においては、入力映像信号中の物体の動きが遅い場合に擬似残光の強度が小さくなるように残光強度調整部１０を制御し、擬似残光信号のレベルを調整するものである。
【００２２】
次に、移動方向検出部５に関して説明すると、カラー画像表示デバイス１２の単位画素において図４（ａ）のような配置で蛍光体が塗布されている場合に、このカラー画像表示デバイス１２上を白の点が移動する場合を考える。
【００２３】
この点が図４（ｂ）のように右へ移動する場合、自然残光は暗い背景中に発生するため非常によく目立つ。これに対し、この点が図４（ｃ）のように左へ移動する場合、発生した自然残光はＲとＢの発光のためにほとんど目立たない。
【００２４】
このように、自然残光による着色の発生は、動きの方向と単位画素における蛍光体の配置に依存する。したがって、本実施の形態の移動方向検出部５は、入力映像信号中の物体が残光時間の短い発光材料の蛍光体が塗布された方向に移動する場合には擬似残光作成部１で作成した擬似残光信号の強度を強くして映像信号に付加し、入力映像信号中の物体が残光時間の長い発光材料の蛍光体が塗布された方向に移動する場合には擬似残光作成部１で作成した擬似残光信号の強度を弱くして映像信号に付加するように、残光強度調整部１０を制御する。
【００２５】
次に、発光輝度検出部７に関して説明すると、ＰＤＰなどのカラー画像表示デバイスは、図５に示すように入力映像信号の平均信号レベル（ＡＰＬ）が大きい場合、すなわち全体的に明るい画像では発光輝度を下げ、逆にＡＰＬが小さい場合は発光輝度をあげることで、消費電力を小さく抑えつつメリハリのある映像を実現している。
【００２６】
このようにカラー画像表示デバイス１２は入力信号レベルが同じであっても、ＡＰＬに応じて輝度が変動する。表示デバイスの輝度が大きい場合は、自然残光による着色が顕著であるが、カラー画像表示デバイス１２の輝度が小さくなると、自然残光による着色が急速に目立たなくなることが発明者らの実験でわかっている。したがって本実施の形態の発光輝度検出部７は、駆動制御部６からカラー画像表示デバイス１２の発光輝度情報を取得し、発光輝度が大きい場合には擬似残光の強度を弱めるように、残光強度調整部１０を制御する。
【００２７】
次に、フィールド差分検出部９に関して説明すると、図６（ａ）に示すように暗い背景中を明るいウインドウが移動する場合には、自然残光が発生する部分では大きなフィールド差分が発生している。これに比べて、図６（ｂ）に示すように暗い背景中を暗いウインドウが移動する場合や、図６（ｃ）に示すように明るい背景中を明るいウインドウが移動する場合は自然残光が発生する部分には小さなフィールド差分しか発生していない。本発明者らの実験により、図６（ａ）の場合に比べて図６（ｂ）、図６（ｃ）の場合には発生する自然残光が目立ちにくいことがわかった。
【００２８】
したがって、本実施の形態のフィールド差分検出部９は、フィールド差分が大きい場合ほど強い擬似残光が入力映像信号に付加されるように擬似残光信号のレベルを残光強度調整部１０により調整し、フィールド差分が小さい場合ほど弱い擬似残光が入力映像信号に付加されるように擬似残光信号のレベルを残光強度調整部１０により調整する。
【００２９】
以上のように、残光強度調整部１０はさまざまな条件により制御されるが、各検出部からの制御方向に矛盾があった場合は擬似残光信号を弱める方向への制御を優先する。たとえば、色度検出部３からの検出信号が擬似残光信号作成部１で作成された擬似残光をそのまま映像信号に付加させようとするものであっても、移動方向検出部５からの検出信号が擬似残光を弱めようとするものであれば、残光強度調整部１０は擬似残光信号を弱めるように制御する。このため、各検出部は、擬似残光作成部１で作成した擬似残光をそのまま付加しようとする場合は「１」、弱めようとする場合は「１未満０以上」を出力し、残光強度調整部１０では、各検出部からの出力の積をとった値を擬似残光信号に乗じる、または、各検出部からの出力の最小値を選択して擬似残光信号に乗じるなどとすればよい。
【００３０】
以上の構成により、入力映像信号に最適な強さの擬似残光が入力映像信号に付加されることとなる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、入力されたＲＧＢ映像信号から種々の情報を検出していたが、色度検出部以外では、ＲＧＢ信号から変換された輝度信号を用いてもよい。また、本発明においては、本実施の形態で示した、空間周波数検出部２、色度検出部３、移動速度検出部４、移動方向検出部５、発光輝度検出部７、フィールド差分検出部９のすべてが必ずしも必要なわけではなく、このうちから必要なものを少なくとも１つ選択して使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように本発明は、残光時間の異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを用いた画像表示装置においても、残光の色を原画像と同じにできるので、ＰＤＰ等の残光時間の異なる複数の発光材料を有するカラー画像表示デバイスを用いた駆動装置の表示品質を向上させる上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態による画像表示装置の構成図
【図２】本発明の装置の動作を説明するための説明図
【図３】色度検出部の動作を説明するための説明図
【図４】移動方向検出部の動作を説明するための説明図
【図５】発光輝度検出部、駆動制御部の動作を説明するための説明図
【図６】フィールド差分検出部の動作を説明するための説明図
【符号の説明】
【００３４】
１  擬似残光作成部
２  空間周波数検出部
３  色度検出部
４  移動速度検出部
５  移動方向検出部
６  駆動制御部
７  発光輝度検出部
８  フィールド遅延部
９  フィールド差分検出部
１０  残光強度調整部
１１  擬似残光付加部
１２  カラー画像表示デバイス
【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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