(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に使用する画像信号処理方法であって、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、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、こ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ように構成した。【選択図】図１
2005141204.tif 000002
【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に使用する画像信号処理方法であって、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、折れ線状に輝度が変化する擬似残光信号を現フィールド画像信号から作成し、前記現フィールド画像信号に前記擬似残光信号を付加することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項２】
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に使用する画像信号処理方法であって、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、現フィールド画像信号を複数に分岐しそれぞれを異なる特性で低域濾波した後、合成することにより伸長画像信号を作成し、現フィールド画像信号より前の前フィールド画像信号が前記現フィールド画像信号より大きい領域に対して、前記現フィールド画像信号と前記伸長画像信号とを合成することにより擬似残光信号を前記現フィールド画像信号に付加することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項３】
伸長画像信号は、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定し、前記タップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波し、前記複数の低域濾波器からの出力のうち最も大きいものを選択することにより作成することを特徴とする請求項２記載の画像信号処理方法。
【請求項４】
タップ数Ｔは、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号に基づき動き領域を検出し、前記動き領域に基づき画像パターンの動き速度を算出し、前記動き速度に基づき前記タップ数Ｔに変換することにより決定することを特徴とする請求項３記載の画像信号処理方法。
【請求項５】
タップ数Ｔは、０または２のべき乗であることを特徴とする請求項３記載の画像信号処理方法。
【請求項６】
動き領域は、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号を発光材料の残光特性により決まるしきい値に基づいて２値化することにより求めることを特徴とする請求項４記載の画像信号処理方法。
【請求項７】
低域濾波器は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素とに対応する現フィールド画像信号に所定の値を乗じたものの平均を算出するものであることを特徴とする請求項３記載の画像信号処理方法。
【請求項８】
圧縮定数ｎは、２のべき乗または２のべき乗分の１となるように設定されていることを特徴とする請求項７記載の画像信号処理方法。
【請求項９】
伸長画像信号と現フィールド画像信号とを比較した結果に基づいて前記伸長画像信号と前記現フィールド画像信号とのいずれかを出力することにより、前記現フィールド画像信号と前記伸長画像信号とを合成することを特徴とする請求項２記載の画像信号処理方法。
【請求項１０】
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装置であって、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擬似残光信号を付加するための擬似残光付加手段を備え、前記擬似残光付加手段は、現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波しその出力を合成することにより前記擬似残光信号を含む伸長画像信号を作成する伸長画像作成手段と、前フィールド画像信号が前記現フィールド画像信号より大きい領域に対して前記現フィールド画像信号と前記伸長画像信号とを合成し前記擬似残光信号を前記現フィールド画像信号に付加する画像合成手段とを有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項１１】
伸長画像作成手段は、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定するタップ数決定部と、前記タップ数決定部により決定された前記タップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を低域濾波する特性の異なる複数の低域濾波部と、前記複数の低域濾波部からの出力のうち最も大きいものを選択する濾波選択部とを有することを特徴とする請求項１０記載の画像信号処理装置。
【請求項１２】
タップ数決定部は、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号に基づき動きのある部分である動き領域を検出する動き領域検出部と、前記動き領域に基づき画像パターンの動き速度を算出する動き速度算出部と、前記動き速度算出部によって算出された前記動き速度を所定の規則でタップ数Ｔに変換するタップ数変換部とを有することを特徴とする請求項１１記載の画像信号処理装置。
【請求項１３】
タップ数変換部は、タップ数Ｔが０または２のべき乗となるように変換するものであることを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装置。
【請求項１４】
動き領域検出部は、画像信号を１フィールド分遅延し前フィールド画像信号を作成する１フィールド遅延部と、前記前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号を求める差分画像部と、前記差分信号を前記発光材料の残光特性により決まるしきい値に基づいて２値化することにより、前記差分信号が前記しきい値以上となる動き領域を検出する２値化部とを有することを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装置。
【請求項１５】
低域濾波部は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、タップ数Ｔに前記圧縮定数ｎを乗ずるタップ数乗算部と、現フィールド画像信号に所定の値を乗ずる画像乗算部と、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素に対応する画像乗算部からの出力信号の平均を算出する濾波部とを有することを特徴とする請求項１１記載の画像信号処理装置。
【請求項１６】
圧縮定数ｎは、２のべき乗または２のべき乗分の１に設定することを特徴とする請求項１５記載の画像信号処理装置。
【請求項１７】
画像合成手段は、伸長画像信号と現フィールド画像信号とを比較する信号比較部と、前記信号比較部の出力に基づき伸長画像信号と前記現フィールド画像信号とのいずれかを選択する信号選択部とを有することを特徴とする請求項１０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）。
【特許文献１】特開２００２−１４６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、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ように構成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
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も、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】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、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に使用する画像信号処理方法であって、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、折れ線状に輝度が変化する擬似残光信号を現フィールド画像信号から作成し、現フィールド画像信号に擬似残光信号を付加することを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、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に使用する画像信号処理方法であって、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、現フィールド画像信号を複数に分岐しそれぞれを異なる特性で低域濾波した後、合成することにより伸長画像信号を作成し、現フィールド画像信号より前の前フィールド画像信号が現フィールド画像信号より大きい領域に対して、現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成することにより擬似残光信号を現フィールド画像信号に付加することを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２において、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定し、タップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波し、複数の低域濾波器からの出力のうち最も大きいものを選択することにより伸長画像信号を作成することを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３において、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号に基づき動き領域を検出し、動き領域に基づき画像パターンの動き速度を算出し、動き速度に基づきタップ数Ｔに変換することを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３において、タップ数Ｔが、０または２のべき乗であることを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項４において、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号を発光材料の残光特性により決まるしきい値に基づいて２値化することにより動き領域を求めることを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項３において、低域濾波器は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素とに対応する現フィールド画像信号に所定の値を乗じたものの平均を算出するものであることを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７において、圧縮定数ｎが、２のべき乗または２のべき乗分の１となるように設定されていることを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項２において、伸長画像信号と現フィールド画像信号とを比較した結果に基づいて伸長画像信号と現フィールド画像信号とのいずれかを出力することにより、現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成することを特徴とする画像信号処理方法である。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、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装置であって、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擬似残光信号を付加するための擬似残光付加手段を備え、擬似残光付加手段は、現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波しその出力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する伸長画像作成手段と、前フィールド画像信号が現フィールド画像信号より大きい領域に対して現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成し擬似残光信号を現フィールド画像信号に付加する画像合成手段とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、伸長画像作成手段は、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定するタップ数決定部と、タップ数決定部により決定されたタップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を低域濾波する特性の異なる複数の低域濾波部と、複数の低域濾波部からの出力のうち最も大きいものを選択する濾波選択部とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、タップ数決定部は、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号に基づき動きのある部分である動き領域を検出する動き領域検出部と、動き領域に基づき画像パターンの動き速度を算出する動き速度算出部と、動き速度算出部によって算出された動き速度を所定の規則でタップ数Ｔに変換するタップ数変換部とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２１】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１２において、タップ数変換部は、タップ数Ｔが０または２のべき乗となるように変換するものであることを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２２】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１２において、動き領域検出部は、画像信号を１フィールド分遅延し前フィールド画像信号を作成する１フィールド遅延部と、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号を求める差分画像部と、差分信号を発光材料の残光特性により決まるしきい値に基づいて２値化することにより、差分信号がしきい値以上となる動き領域を検出する２値化部とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２３】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１１において、低域濾波部は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、タップ数Ｔに圧縮定数ｎを乗ずるタップ数乗算部と、現フィールド画像信号に所定の値を乗ずる画像乗算部と、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素に対応する画像乗算部からの出力信号の平均を算出する濾波部とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２４】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１５において、圧縮定数ｎを、２のべき乗または２のべき乗分の１に設定することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１０において、画像合成手段は、伸長画像信号と現フィールド画像信号とを比較する信号比較部と、信号比較部の出力に基づき伸長画像信号と現フィールド画像信号とのいずれかを選択する信号選択部とを有することを特徴とする画像信号処理装置である。
【００２６】
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。
【００２７】
図１は本発明における画像信号処理装置の擬似残光付加の方法について説明するための図である。図１における（ａ）に示すように、例えば白色のウインドウパターンが右に移動すると、ウインドウパターンの左側に黄色く尾を引くように残光が発生する。したがって、残光色を原画像と同じ白色にするために、本実施の形態では青の画像信号に擬似残光信号を付加する。
【００２８】
以下、擬似残光信号を付加する基本的な考え方について説明する。通常のテレビジョン放送においては、一般的に走査線方向、すなわち水平方向の動きが、垂直方向の動きに比べて圧倒的に多いことが知られている。したがって本実施の形態においては、回路を簡素化するために、水平方向の動きのみに着目する。
【００２９】
最初に、付加すべき擬似残光の尾引きの長さを算出する。尾引きの長さは画像の動き速度に依存するので、まず動き領域の検出を行う。現フィールドより前の前フィールドでは明るく、かつ現フィールドで暗くなっている部分が残光の発生する領域である。しかし、前フィールドの輝度Ｌｆ−１と現フィールドの輝度Ｌｆとの差ΔＬ（＝（Ｌｆ−１）−Ｌｆ）が、発光材料の残光特性により決まるしきい値Ｌｔｈ以下の場合には残光に伴う画質劣化は小さいので、実質的には、（Ｌｆ−１）−Ｌｆ＞Ｌｔｈを満たす画素の領域にのみ擬似残光を付加すればよい。
【００３０】
このため、図１における（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号を求め、この差分信号がしきい値Ｌｔｈ以上となる領域を動き領域とする。そして、動き領域の水平方向の幅を検出し、この幅を動き速度とする。
【００３１】
例えば図２における（ａ）のように白色ウインドウが１フィールドで４画素右へ移動した場合、図２における（ｂ）で示す領域が動き領域となる。この場合は水平方向の幅が４画素となっている。したがって、図２における（ｂ）の動き領域における動き速度は全画素にわたって「４」である。仮に動き領域の形状が図２における（ｄ）のようであれば、動き領域の各画素における動き速度は図２における（ｅ）のようになる。
【００３２】
このようにして得られた動き速度を擬似残光の尾引きの長さとしても良いが、動き速度が大きい場合は残光が２フィールド以上にまたがるので、この場合は擬似残光の尾引きの長さが実際の残光の尾引きの長さとは異なってしまう。そこで、動き速度を実際の残光の尾引きの長さに対応する数（以下、「タップ数」と呼称する）Ｔに変換する。図３は、動き速度からタップ数Ｔへの変換の一例を示す図である。このタップ数Ｔが最終的な擬似残光の尾引きの長さに対応する。ここで、タップ数Ｔが「０」または「２」のべき乗になるように設定すればビットシフトのみで除算を行うことができるので、後述する演算回路を簡素化することができる。このように、動き領域に基づき算出した画像パターンの動き速度を、蛍光体の残光特性にあわせるようにタップ数Ｔに変換する。
【００３３】
次に、擬似残光信号を作成する。本発明の実施の形態においては、図１における（ｃ）に示した現フィールド画像信号に所定の倍率を乗じた後、特性の異なる３つの低域濾波器ＬＰＦ１、ＬＰＦ２、ＬＰＦ３により低域濾波を施し、それらを組み合わせることで擬似残光信号を含む画像信号である伸長画像信号を作成する。図１における（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に低域濾波器ＬＰＦ１、ＬＰＦ２、ＬＰＦ３のそれぞれの出力を示す。そしてこれらの出力のうち最大であるものを選択することにより、図１における（ｈ）に示す伸長画像信号を作成する。
【００３４】
本実施の形態における低域濾波器は、注目画素の右側および左側に隣接する所定数の画素に対する画像信号の平均値を求めることにより低域濾波を行う。このとき各低域濾波器の特性に差を与えるために、注目画素の右側および左側で平均をとる画素の数をそれぞれ、上記で求めたタップ数Ｔに所定の定数（以下、「圧縮定数」と呼ぶ）ｎを乗じたものＴ×ｎとしている。図４は低域濾波器の動作を説明するための図である。Ｔ×ｎ＝４のとき、例えば注目画素のタップ数Ｔが「４」、圧縮定数ｎが「１」のときは、図４における（ａ）に斜線で示した注目画素の左右４画素、合計８画素に対応する画像信号の平均を注目画素に対応する画像信号として出力し、Ｔ×ｎ＝４のとき、例えば注目画素に対応するタップ数Ｔが「２」、圧縮定数ｎが「１」のときは、図４における（ｂ）に斜線で示した注目画素の左右２画素、合計４画素に対応する画像信号の平均を注目画素に対応する画像信号として出力する。また、図４における（ｃ）のように、注目画素に対応するタップ数Ｔが「０」のときは注目画素に対応する画像信号をそのまま出力する。
【００３５】
このように、低域濾波器は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素とに対応する現フィールド画像に所定の値を乗じたものの平均を算出するものである。このような低域濾波器によれば、各画素に特殊な重み付けをすることが無いので乗算器等が不要となり、さらに平均化する画素の数を「２」のべき乗に設定すれば、除算をビットシフトのみで行えるので演算回路を簡単に構成することができる。
【００３６】
図５は特性の異なる低域濾波器の例を説明するための図である。低域濾波器ＬＰＦ１は圧縮定数ｎが「１」であり、画像信号としては現フィールドの画像信号に０．５を乗じた画像信号を入力する。ここで、例えば現フィールド画像信号が図５における（ａ）に示す信号であり、そのときのタップ数Ｔが図５における（ｂ）に示す値であると仮定すると、まず、現フィールドの画像信号に０．５を乗じ、タップ数「４」をもつ画素の左右４画素ずつ、合計８画素に対応する画像信号の平均値を注目画素の画像信号として出力する。図５における（ｃ）はこうして得られた画像信号を示している。
【００３７】
低域濾波器ＬＰＦ２は圧縮定数が「０．５」であり、画像信号としては現フィールドの画像信号をそのまま入力する。そしてタップ数「４」をもつ画素の左右２画素ずつ、合計４画素に対応する画像信号の平均値を注目画素の画像信号として出力する。図５における（ｄ）はこうして得られた画像信号を示している。低域濾波器ＬＰＦ３は圧縮定数が「０．２５」であり、画像信号としては現フィールドの画像信号に２を乗じた信号を入力する。そしてタップ数「４」をもつ画素の左右１画素ずつ、合計２画素に対応する画像信号の平均値を注目画素の画像信号として出力する。図５における（ｅ）はこうして得られた画像信号を示している。
【００３８】
そして、各低域濾波器ＬＰＦ１〜ＬＰＦ３の出力のうち最大であるものを選択することにより図５における（ｆ）に示した伸長画像を得ることができる。
【００３９】
このように伸長画像信号は、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定し、タップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波し、それら複数の低域濾波器からの出力のうち最も大きいものを選択することにより作成する。
【００４０】
ここで、圧縮定数ｎを２のべき乗または２のべき乗分の１とすることにより平均演算での除算をビットシフトのみで行うことができるので、演算回路を簡素化することができる。また、各低域濾波器ＬＰＦ１〜ＬＰＦ３は単純な移動平均演算しか行わないため、図５における（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）のように出力画像の伸長された部分は直線的に変化するだけである。しかし特性の異なる複数の低域濾波器の出力を合成することにより、複雑な係数行列をもつ低域濾波器や巡回型ローパスフィルタを用いなくとも、図５における（ｆ）のように指数関数的に輝度変化する擬似残光を作成することができる。これにより単純な回路で自然な残光に近い擬似残光を作成することができる。この方法によれば指数関数を折れ線で近似しているが、画像表示上は折れ線であることはほとんど認識されない。また、低域濾波器として複雑な係数行列をもつローパスフィルタを用いた場合には、係数行列を可変にすると回路規模がさらに大きくなってしまうが、本実施の形態における低域濾波器は比較的単純に構成できるため、動き速度に応じてタップ数を画素毎に変化させることができる。これにより、速く動いている部分では擬似残光は長く尾を引き、遅く動いている部分では短く尾を引くといった自然な残光に近い擬似残光を含む伸長画像を作成することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、低域濾波器ＬＰＦ１は圧縮定数を１として現フィールド画像信号を０．５倍した画像信号を入力し、低域濾波器ＬＰＦ２では圧縮定数を０．５として現フィールド画像信号を１倍した画像信号を入力し、低域濾波器ＬＰＦ３では圧縮定数を０．２５として現フィールド画像信号を２倍した画像信号を入力するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蛍光体の残光特性に応じて設定することが望ましい。例えば低域濾波器ＬＰＦ１では圧縮定数を１として現フィールド画像信号を０．２５倍した画像信号を入力し、低域濾波器ＬＰＦ２では圧縮定数を０．５として現フィールド画像信号を０．５倍した画像信号を入力し、低域濾波器ＬＰＦ３では圧縮定数を０．２５として現フィールド画像信号を１倍した画像信号を入力する方が良い場合もある。また、本実施の形態においては低域濾波器を３つ用いた場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、低域濾波器が２つ以上あれば自然な擬似残光信号を含む伸長画像信号を作成することができる。
【００４２】
次に、擬似残光信号を前フィールド画像信号に付加する。本実施の形態においては、現フィールド画像が前フィールド画像より暗くなっている領域において、伸長画像信号が現フィールド画像信号よりも大きい場合に現フィールド画像信号を伸長画像信号に置き換えることにより、擬似残光を付加した画像信号が得られる。図１における（ｉ）に擬似残光信号を付加した画像信号を示す。このように、伸長画像信号と現フィールド画像信号とを比較した結果に基づいて、伸長画像信号または現フィールド画像信号のいずれかを出力することにより現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成し、擬似残光を付加した画像信号を作成する。
【００４３】
以上のように本発明の実施の形態における画像信号処理方法は、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、折れ線状に輝度が変化する擬似残光信号を現フィールド画像信号から作成し、現フィールド画像信号に擬似残光信号を付加するものである。また、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、現フィールド画像信号を複数に分岐しそれぞれを異なる特性で低域濾波した後、合成することにより擬似残光を含む伸長画像信号を作成し、前フィールド画像信号が現フィールド画像信号より大きい領域に対して、現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成することにより擬似残光信号を現フィールド画像信号に付加するものである。
【００４４】
図６は、本実施の形態における画像信号処理装置１の機能ブロック図である。画像信号処理装置１は、擬似残光信号を付加するための擬似残光付加手段２と、擬似残光付加手段２における処理時間と等しい時間だけ遅延する遅延手段４Ｇ、４Ｒとを備え、残光時間の短い発光材料である青の蛍光体に対応する青の画像信号３Ｂは擬似残光付加手段２に入力される。一方、緑の画像信号３Ｇおよび赤の画像信号３Ｒは、遅延手段４Ｇ、４Ｒにそれぞれ入力される。
【００４５】
図７は擬似残光付加手段２の構成を示す機能ブロック図である。擬似残光付加手段２は、入力された画像信号３から擬似残光信号を含む伸長画像信号６を作成する伸長画像作成手段５と、画像信号３と伸長画像信号６とを切り換えて合成し画像信号３に擬似残光信号を付加する画像合成手段７を備えている。図８は伸長画像作成手段５の詳細を示す機能ブロック図である。伸長画像作成手段５は、低域濾波する際のタップ数Ｔ（Ｔは整数）を画素毎に決定するタップ数決定部１１と、タップ数決定部１１により決定されたタップ数Ｔに基づいて現フィールド画像信号を低域濾波する特性の異なる複数の低域濾波部１２、１３（上述の低域濾波器ＬＰＦ１〜ＬＰＦ３に対応）と、複数の低域濾波部からの出力のうち最も大きいものを選択する濾波選択部１４とを備えている。
【００４６】
タップ数決定部１１は、前フィールド画像信号と現フィールド画像信号との差分信号に基づき動き領域を検出する動き領域検出部８と、動き領域に基づき画像パターンの動き速度を算出する動き速度算出部９と、動き速度算出部９によって算出された動き速度を所定の規則でタップ数Ｔに変換するタップ数変換部１０とを備えている。そして、動き速度算出部９において動き領域の水平幅を測定し、図２における（ｃ）のように各画素における動き速度を求める。求められた動き速度は、タップ数変換部１０において図３のようにタップ数に変換される。ここで、タップ数変換部１０は、タップ数Ｔが「０」または「２」のべき乗となるように変換する。
【００４７】
動き領域検出部８は、現フィールド画像信号３を１フィールド分遅延し前フィールド画像信号を作成する１フィールド遅延部８１と、１フィールド遅延部８１で遅延された前フィールド画像信号と現フィールド画像信号３との差分信号を求める差分画像部８２と、差分信号を発光材料の残光特性により決まるしきい値Ｌｔｈに基づいて２値化することにより、差分信号がしきい値Ｌｔｈ以上となる動き領域を検出する２値化部８３とを備えている。本実施の形態においては、２５６階調の画像信号に対しＬｔｈ＝１００と設定したが、この値は画像表示装置に用いられる蛍光体の残光特性や駆動タイミング等の条件に合わせて実験的に求めたものである。
【００４８】
低域濾波部１２、１３は、圧縮定数ｎ（ｎは定数）を設定し、タップ数Ｔに圧縮定数ｎを乗ずるタップ数乗算部と、現フィールド画像信号に所定の値を乗ずる画像乗算部と、注目画素の右側に隣接するＴ×ｎ個の画素と注目画素の左側に隣接するＴ×ｎ個の画素に対応する画像乗算部からの出力信号の平均値を算出する濾波部とを備えている。そして低域濾波部１２、１３は、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す。ここで、圧縮定数ｎは、２のべき乗か、または２のべき乗分の１に設定される。
【００４９】
濾波選択部１４は、複数の低域濾波部１２、１３からの出力を画素単位で比較し、最大のものを選択して伸長画像信号６として出力する。
【００５０】
図９は画像合成手段７の詳細を示す機能ブロック図である。画像合成手段７は、伸長画像信号６と現フィールドの画像信号３とを比較する信号比較部１５と、信号比較部１５の出力に基づき伸長画像信号６と現フィールド画像信号３とのいずれかを選択する信号選択部１６とを備えている。そして、信号比較部１５で伸長画像信号６と画像信号３を比較し、大きいほうの信号を信号選択部１６で選択する。また、画像信号３と、これを１フィールド遅延部１７で遅延した前フィールドの画像信号を信号比較部１８で比較し、前フィールドの画像信号が大きければ信号選択部１６の出力を、それ以外の場合は画像信号３を信号選択部１９で選択して出力する。なお、１フィールド遅延部１７と１フィールド遅延部８１とを共用することにより、回路構成の簡素化を図ることができる。
【００５１】
以上のように擬似残光付加手段２により擬似残光を付加した画像を得ることができる。なお、実用上はこれらの機能ブロックを実現するための回路構成例として、デジタル信号処理集積回路（ＬＳＩ）を用いて構成してもよい。
【００５２】
図１０は、本実施の形態の画像信号処理装置を用いたＰＤＰ駆動装置の回路ブロック図の一例である。ＡＤ変換器２０は、緑、赤、青の各画像信号２１をアナログデジタル変換（ＡＤ変換）する。ＬＳＩ２２内部のデジタルデータ処理部２２１は内部メモリ２２２および外部メモリ２３を用いて、緑、赤の画像信号に対しては遅延処理、青の画像信号に対しては擬似残光を付加する処理を行った後、必要なデータ処理を行い、ＰＤＰドライバ２４に出力する。ＰＤＰドライバ２４はＰＤＰ２５を駆動し画像表示を行う。
【００５３】
以上のように、本発明の実施の形態における画像信号処理装置は、残光時間の短い青の蛍光体に対応する青の画像信号に対して擬似残光信号を付加するための擬似残光付加手段を備え、擬似残光付加手段は、現フィールド画像信号を特性の異なる複数の低域濾波器により低域濾波しその出力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する伸長画像作成手段と、前フィールド画像信号が現フィールド画像信号より大きい領域に対して現フィールド画像信号と伸長画像信号とを合成し擬似残光信号を現フィールド画像信号に付加する画像合成手段とを備えた画像信号処理装置である。そして、青の画像信号に対して折れ線状に減少する擬似残光を付加することによって、視覚的には、緑、赤、青の各画像の残光が等しくなり、その結果残光の色が原画像と同じになるので違和感を解消することができる。
【００５４】
なお、ＰＤＰ等のように、１フィールドを重み付けの異なる複数のサブフィールドに分割して表示する場合には、目の積分作用によって動画部分に本来とは異なる階調が観測される現象、いわゆる動画擬似輪郭が発生することがある。これを防ぐために、擬似的に残光を付加した領域に対しては、動画擬似輪郭が発生しない階調のみを使用する等、動画擬似輪郭の発生しない、あるいは発生しても無視できる駆動方法を併用することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態における擬似残光付加の方法について説明するための図
【図２】本発明の実施の形態における動き領域と動き速度との関係を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態における動き速度からタップ数への変換を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態における低域通過フィルタの動作を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態における特性の異なる低域通過フィルタの例を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態における画像信号処理装置の機能ブロック図
【図７】同画像信号処理装置の擬似残光付加手段の機能ブロック図
【図８】同画像信号処理装置の伸長画像作成手段の機能ブロック図
【図９】同画像信号処理装置の画像合成手段の機能ブロック図
【図１０】同画像信号処理装置の回路の一例を示すブロック図
【符号の説明】
【００５７】
１    画像信号処理装置
２    擬似残光付加手段
３，３Ｇ，３Ｒ，３Ｂ    画像信号
４Ｇ，４Ｒ    遅延手段
５    伸長画像作成手段
６    伸長画像信号
７    画像合成手段
８    動き領域検出部
９    動き速度算出部
１０    タップ数変換部
１１    タップ数決定部
１２，１３    低域濾波部
１４    濾波選択部
８１    １フィールド遅延部
８２    差分画像部
８３    ２値化部
【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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【図９】
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【図１０】
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