(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線順次走査により１フレームの画像を形成し、該１フレーム期間のうち画素が走査された期間だけ、該画素に画像が表示され、走査直後から該画素の輝度が低下するインパルス型画像表示装置であって、
第１フレーム周波数の画像信号を該第１フレーム周波数よりも高い第２フレーム周波数の画像信号に変換するフレーム周波数変換回路と、
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく１より小さい第１の階調変換比率で変換する第１の階調変換回路と、
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく前記第１の階調変換比率よりも小さい第２の階調変換比率で変換する第２の階調変換回路と、
前記第１の階調変換回路の出力画像信号と前記第２の階調変換回路の出力画像信号とをそれぞれ周期的に選択する選択回路とを有することを特徴とするインパルス型画像表示装置。
【請求項２】
前記第２フレーム周波数の画像信号は、前記第１フレーム周波数の１つの画像信号から生成されるオリジナル画像信号と該第１フレーム周波数の複数の画像信号から生成される補間画像信号とからなり、
前記第１の階調変換回路は、前記オリジナル画像信号の階調を変換し、前記第２の階調変換回路は、前記補間画像信号の階調を変換することを特徴とする請求項１に記載のインパルス型画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の階調変換回路の出力画像信号の階調と前記第２の階調変換回路の出力画像信号の階調との和は、前記第１フレーム周波数の画像信号の階調に等しいことを特徴とする請求項１記載のインパルス型画像表示装置。
【請求項４】
前記第１の階調変換比率に対する前記第２の階調変換比率は、前記第２フレーム周波数の画像信号の階調によらずに一定であることを特徴とする請求項１に記載のインパルス型画像表示装置。
【請求項５】
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調が第１階調であるときの該第１の階調変換比率に対する該第２の階調変換比率の割合は、該第２フレーム周波数の画像信号の階調が前記第１階調よりも大きい第２階調であるときの該第１の階調変換比率に対する該第２の階調変換比率の割合よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のインパルス型画像表示装置。
【請求項６】
前記第１の階調変換比率に対する前記第２の階調変換比率の割合は、２５％以上６７％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインパルス型画像表示装置。
【請求項７】
線順次走査により１フレームの画像を形成し、該１フレーム期間のうち画素が走査された期間だけ、該画素に画像が表示され、走査直後から該画素の輝度が低下するインパルス型画像表示装置であって、
第１フレーム周波数の画像信号を該第１フレーム周波数よりも高い第２フレーム周波数の画像信号に変換するフレーム周波数変換回路と、
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく１より小さい階調変換比率であって、少なくとも２つの異なる階調変換比率で変換する階調変換回路と、
前記少なくとも２つの異なる階調変換比率で変換されたそれぞれの画像信号を、周期的に選択する選択回路とを有することを特徴とするインパルス型画像表示装置。
【請求項８】
線順次走査により１フレームの画像を形成し、該１フレーム期間のうち画素が走査された期間だけ、該画素に画像が表示され、走査直後から該画素の輝度が低下するインパルス型画像表示装置の駆動方法であって、
第１フレーム周波数の画像信号を該第１フレーム周波数よりも高い第２フレーム周波数の画像信号に変換するステップと、
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく１より小さい第１の階調変換比率で変換するステップと、
前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく前記第１の階調変換比率よりも小さい第２の階調変換比率で変換するステップと、
前記第１の階調変換比率で変換された画像信号と前記第２の階調変換比率で変換された画像信号とをそれぞれ周期的に選択するステップと、
を有することを特徴とするインパルス型画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその駆動方法に関する。特に、ＣＲＴやＦＥＤ等のインパルス型の画像表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置を動画表示の観点から分類した場合、ホールド型画像表示装置とインパルス型画像表示装置に分類することができる。
【０００３】
ホールド型画像表示装置は、１フレーム期間に同じ画像を表示し続けるものである。ホールド型画像表示装置としては、ＴＦＴを用いた液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイ等が知られている。
【０００４】
これに対し、インパルス型画像表示装置は、１フレーム期間のうち走査された期間だけ画素に画像が表示され、走査直後から画素の輝度が低下するものである。インパルス型画像表示装置としては、ＣＲＴやＦＥＤ等が知られている。
【０００５】
インパルス型画像表示装置は、ホールド型画像表示装置に比べて動画視認性がよいという利点を有する。しかしながら、インパルス型画像表示装置は、フリッカーというちらつき感の問題が生じることがある。
【０００６】
周波数が低い方形波の光刺激を観察するとフリッカーが知覚される。この周波数を徐々に上げていくとフリッカーが知覚されなくなる。フリッカーがちょうど知覚されなくなる周波数は、臨界融合周波数（ＣＦＦ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と呼ばれている。ＣＦＦよりも高い周波数の光刺激は、輝度を時間平均した強さの光として知覚されることが知られている（Ｔａｌｂｏｔ−Ｐｌａｔｅａｕ則）。また、ＣＦＦは視標の平均輝度の対数に比例することが知られている（Ｆｅｒｒｙ−Ｐｏｒｔｅｒ則）。更に、ＣＦＦは視標の面積の対数に比例することが知られている（Ｇｒａｎｉｔ−Ｈａｒｐｅｒ則）。これらのことから、フレーム周波数が低い場合、輝度が高い場合、表示面積が広い場合にはフリッカーが知覚されやすくなるといえる。
【０００７】
フリッカーの妨害感を十分なレベルまで低下させるフレーム周波数として、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚが実用的には用いられている。しかし、近年の大画面高輝度ディスプレイにおいては、これらの周波数ではフリッカーが知覚される可能性もある。
【０００８】
そこで、フリッカーが知覚されにくくするために、例えば６０Ｈｚの映像フレームを単純に２回表示して１２０Ｈｚの映像として表示する技術が知られている。
【０００９】
また、フレーム周波数を倍にするとともに、画像の高周波成分を取り除く処理を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−７０２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
インパルス型画像表示装置のフリッカーを知覚されにくくするためにフレーム周波数を高くすると、インパルス型画像表示装置のメリットである画像の輝き感や生き生き感、存在感や質感、立体感などが減少することがわかった。
【００１１】
本発明は、フリッカーが知覚されにくく、かつ、画像の輝き感などの低減を抑制する画像表示装置及びその駆動方法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】
【００１２】
本発明のインパルス型画像表示装置は、線順次走査により１フレームの画像を形成し、該１フレーム期間のうち画素が走査された期間だけ、該画素に画像が表示され、走査直後から該画素の輝度が低下するインパルス型画像表示装置であって、第１フレーム周波数の画像信号を該第１フレーム周波数よりも高い第２フレーム周波数の画像信号に変換するフレーム周波数変換回路と、前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく１より小さい第１の階調変換比率で変換する第１の階調変換回路と、前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく前記第１の階調変換比率より小さい第２の階調変換比率で変換する第２の階調変換回路と、前記第１の階調変換回路の出力画像信号と前記第２の階調変換回路の出力画像信号とをそれぞれ周期的に選択する選択回路とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のインパルス型画像表示装置は、フレーム周波数が７５Ｈｚ以上である画像信号の階調を変換する複数の階調変換回路と、前記複数の階調変換回路の出力画像を周期的に選択する選択回路と、を有し、前記複数の階調変換回路のうち少なくとも１つの階調変換回路の階調変換比率と他の階調変換回路の階調変換比率とは異なることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のインパルス型画像表示装置の駆動方法は、線順次走査により１フレームの画像を形成し、該１フレーム期間のうち画素が走査された期間だけ、該画素に画像が表示され、走査直後から該画素の輝度が低下するインパルス型画像表示装置の駆動方法であって、第１フレーム周波数の画像信号を該第１フレーム周波数よりも高い第２フレーム周波数の画像信号に変換するステップと、前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく１より小さい第１の階調変換比率で変換するステップと、前記第２フレーム周波数の画像信号の階調を、ゼロより大きく前記第１の階調変換比率より小さい第２の階調変換比率で変換するステップと、前記第１の階調変換比率で変換された画像信号と前記第２の階調変換比率で変換された画像信号とをそれぞれ周期的に選択するステップとを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のインパルス型画像表示装置の駆動方法は、フレーム周波数が７５Ｈｚ以上である画像信号の階調を異なる階調変換比率で周期的に変換する階調変換工程を有することを特徴とする。
【００１６】
なお、本発明において「フレーム周波数」とは、プログレッシブ走査を行う場合に１秒あたりに表示される画像（フレーム）の数を意味し、インターレース走査を行う場合は１秒あたりに表示される画像（フィールド）の数を意味する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フリッカーが知覚されにくく、かつ、画像の輝き感などの低減を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
点滅刺激の見え方に関して、見かけ上はちらつきを感じないが、見かけの明るさ知覚に影響を及ぼす点滅周波数が存在することが知られている。図１（ａ）のような刺激条件で別の光刺激を加え、輝度弁別閾値を定常光と点滅光で測定した結果が図１（ｂ）である。低い点滅周波数では点滅光の方が定常光より明るく見えるため、閾値の光量は少なくなる。しかし、ＣＦＦ近傍では点滅光の方が不安定に見えて閾値は上昇する。更に点滅周波数を高くすると、定常光での閾値とほぼ等しくなる。このように、定常光での表示状態と同じように見える点滅周波数はＳＦＦ（Ｓｔａｂｌｅ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と呼ばれている。ここで、ＳＦＦの方がＣＦＦよりも高いことが知られている。
【００１９】
このようにＣＦＦとＳＦＦとが異なることは、この２つが異なる生体反応に起因するものであることを示している。この点について、視覚系を簡単に説明した図２を用いて説明する。
【００２０】
まず、網膜から第１次視覚中枢に信号を伝達する視神経においては、粗密波にて信号を伝達している。そして、第１次視覚中枢においては、あるインターバル期間中に到達した信号を積分して、画像処理を行なうことがわかっている。粗密波のパルス間隔および視覚中枢での画像処理インターバルは、両方とも周波数に関係した定数であり、その定数により信号を伝達する周波数の上限が決まる。粗密波の周波数の方が視覚中枢での画像処理インターバルの周波数よりも高い。これより、視神経内の粗密波のパルス間隔がＳＦＦを決めるものであり、視覚中枢での画像処理インターバルがＣＦＦを決めるものであると考えられている。
【００２１】
次に、視神経内の粗密波とＳＦＦとの関係について説明する。図３は、視神経内の粗密波を模式的に示す図である。５０Ｈｚの光信号の伝達パルスと比べて、７０Ｈｚの光信号の伝達パルスの方が粗密波が均等になっていることが分かる。このように、光信号の周波数が高くなると粗密波が次第に均等になり、ＳＦＦに相当する周波数において粗密波がほとんど均等になると考えられる。
【００２２】
次に、第１次視覚中枢における粗密波のパルス数と画像処理インターバルの相互作用について、図４を用いて説明する。
【００２３】
上述したように、粗密波のパルス数は、光信号の周波数によって変わる。本図においては、画像処理インターバルが約２０Ｈｚの場合を示した。
【００２４】
図に示した例の場合、画像処理インターバルあたりの伝達パルス数は、５０Ｈｚの光信号の場合、３５本、３３本、３２本のように異なっている。これに対し、７０Ｈｚの光信号の場合、３９本、３９本、３９本となり、画像処理インターバルあたりの伝達パルス数が等しくなっている。このように５０Ｈｚの場合は、画像処理インターバルあたりの伝達パルス数にうなりのような数値のぶれが生じるが、７０Ｈｚの場合はこのような数値のぶれは生じない。
【００２５】
画像処理インターバルには個人差があり、光信号の周波数を６０Ｈｚにすると、インターバルの短い人はうなりを感じるが、インターバルの長い人はうなりを感じない。また、画像処理インターバルは輝度によっても異なる。輝度が高い場合はインターバルが短くなり、輝度が低い場合はインターバルが長くなることが知られている。そこで、光信号の周波数を６０Ｈｚにし、輝度が高くなりインターバルが短くなるとうなりを感じ、輝度が低くなりインターバルが長くなるとうなりを感じなくなる。このことは、フリッカーを感じる周波数であるＣＦＦが輝度によって異なるという実験結果とも一致する。
【００２６】
以上より、ＣＦＦとＳＦＦとの間の周波数においては、周波数がＣＦＦ以上であるためうなりを感じることはない。しかし、周波数がＳＦＦ以下であるため、光刺激は視神経を通過して第１次視覚中枢に到達し、その光刺激の変動は、第１次視覚中枢内の画像処理に影響を与え得る。そして、この第１次視覚中枢内の画像処理への影響が、生き生き感や立体感、輝き感などに影響していると考えられる。
【００２７】
ここで、フリッカーが知覚されにくく、かつ、画像の輝き感などの低減を抑制するために、例えば、６０Ｈｚの画像をＣＦＦとＳＦＦとの間のフレーム周波数（例えば、７２Ｈｚ）に変換する構成を採用することも考えられる。しかし、これを実現しようとすると、フレーム補間画像の生成の負荷が増大したり、連続するフレームにおけるフレーム補間画像の比率が増大し画質が悪化するという問題が生じる。
【００２８】
本発明は、上述したような生体における影響が輝き感の原因であることに着目し、画像のフレーム周波数をＣＦＦとＳＦＦとの間の周波数に直接変換する以外の手段により、ＣＦＦとＳＦＦとの間のフレーム周波数と同様の画像表示を行うものである。より詳細には、フレーム周波数を少しずらしてＣＦＦとＳＦＦとの間の周波数にするのではなく、フレーム周波数をＮ倍や１．５倍などの作りやすい周波数に変換した後に、フレームの明暗比を調整する。これにより、Ｎ倍や１．５倍などの周波数からＣＦＦとＳＦＦとの間の周波数に周波数を下げることと同じ影響を視覚効果として与えるものである。
【００２９】
以下、本発明の画像表示装置の具体的な構成について説明する。
【００３０】
＜第１の実施形態＞
図５は、本発明の第１の実施形態における周波数と階調変換比率の関係を示す模式図である。横軸は時間を示し、縦軸は輝度を示す。
【００３１】
図５（ａ）は、６０Ｈｚのフレーム周波数の画像をそのままインパルス駆動したものである。図５（ｂ）は、補間フレーム画像を作成し、元画像の倍のフレーム周波数（１２０Ｈｚ）でインパルス駆動したものである。図５（ｃ）は、更に階調変換を施してオリジナルフレーム画像と補間フレーム画像の輝度を異なるものとしてインパルス駆動したものである。
【００３２】
本実施形態では、フレーム周波数を２倍とする例を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。整数倍や１より大きい半整数倍のフレーム周波数は特に周波数の変換を行いやすい。
【００３３】
本実施形態では、元画像のフレーム周波数がＣＦＦ以下であり、周波数変換した後のフレーム周波数がＳＦＦ以上となるように周波数変換を行う。上述した通り、ＣＦＦとＳＦＦは人や輝度によって異なるが、本実施形態では、ＣＦＦ＝６５Ｈｚ、ＳＦＦ＝７５Ｈｚと仮定してフレーム周波数の変換を行った。
【００３４】
次に、階調変換処理を行い、図５（ｃ）に示すように、オリジナルフレーム画像と補間フレーム画像の輝度が周期的に変わるようインパルス駆動されるようにした。
【００３５】
図６は、本実施形態により表示される表示画像を示す模式図である。
【００３６】
元画像８１から、元画像の半分の輝度のオリジナルフレーム画像８２と補間フレーム画像８３を生成する。そして、オリジナルフレーム画像８２と補間フレーム画像８３のそれぞれについて、階調変換によって輝度を変更し、明るいメインフレーム画像（Ｍ１）８４と暗いサブフレーム画像（Ｓ１）８５を生成する。
【００３７】
メインフレーム画像の階調数とサブフレーム画像の階調数を足し合わせて、元画像と同一の階調数にする場合、メインフレーム画像の階調数は元画像の階調数の半分以上となり、サブフレーム画像の階調数は元画像の階調数の半分以下となる。
【００３８】
なお、階調変換を行った後の画像の輝度は、必ずしも元画像の輝度と同一にする必要はない。すなわち、変換階調変換を行った後の画像を元画像より明るくしたり暗くしたりしてもよい。また、ガンマ特性を変えたりしても良い。
【００３９】
次に、本実施形態の駆動を行うための回路構成について、図７を用いて説明する。
【００４０】
図中、９１はフレーム周波数変換回路、９２は逆ガンマ変換回路である。画像の階調を逆ガンマ変換することで、ガンマ系画像からリニア系画像に変換し、階調の演算処理を行いやすくなる。９３、９４は階調変換回路である。特に、９３はメインフレーム用階調変換回路（本発明の「第１の階調変換回路」に相当）、９４はサブフレーム用階調変換回路（本発明の「第２の階調変換回路」に相当）である。９５はメインフレーム用階調変換回路９３の出力画像とサブフレーム用階調変換回路９４の出力画像とを切り替えるセレクタ（本発明の「選択回路」に相当）である。本実施形態では、セレクタ９５は、メインフレーム用階調変換回路９３の出力とサブフレーム用階調変換回路９４の出力とを交互に選択する。９６は階調変換回路９３、９４に対しゲインまたはゲインテーブルを設定するコントローラである。９７はガンマ変換回路である。ガンマ変換回路９７からの出力がインパルス型表示パネル９８に入力される。これらの構成により本実施形態のインパルス型画像表示装置９０が構成されている。
【００４１】
ここで、フレーム周波数変換回路９１について、より詳しく説明する。
【００４２】
フレーム周波数変換回路９１には、チューナーなどの映像入力装置からの元画像が入力される。本実施形態では、この元画像のフレーム周波数を６０Ｈｚとする。この元画像のフレーム周波数は、本発明の第１フレーム周波数に相当する。続いて、フレーム周波数変換回路９１は、元画像よりも高い周波数の画像に変換する。本実施形態では、１２０Ｈｚに変換する。変換後のフレーム周波数は、本発明の第２フレーム周波数に相当する。これによって、変換後のフレーム周波数がＳＦＦ以上（７５Ｈｚ以上）の周波数となる。図６で説明したように、周波数変換後のフレームであるオリジナルフレーム画像８２と補間フレーム画像８３をそれぞれ元画像の半分の輝度としてもよい。しかし、このように同じ画像を２度表示すると動画ブレと呼ばれる２重線状の妨害が発生することがある。そのため、図８に示すように、元画像のフレーム画像１０１とその次のフレーム画像１０２から、動きベクトル検知などを行い、補間フレーム画像１０３を形成する構成を採用することもできる。補間フレーム画像１０３の作成方法としては、動きベクトル検知などの公知の技術を採用することができる。
【００４３】
図９は、本実施形態の階調変換回路９３、９４が行う階調変換を示す図である。横軸は階調変換処理前の階調を示し、縦軸は階調変換処理後の階調を示す。階調１．０は最大階調を、階調０は最小階調を示す。階調変換処理前の階調に対する階調変換処理後の階調の比率を、階調変換比率とする。
【００４４】
図中、１１１はメインフレーム画像（Ｍ１）への階調変換比率（本発明の「第１の階調変換比率」に相当）を決める直線グラフである。１１２はサブフレーム画像（Ｓ１）への階調変換比率（本発明の「第２の階調変換比率」に相当）を決める直線グラフである。１１３はメインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の合計を示すグラフである。図から明らかなように、本実施形態では、メインフレーム画像の階調変換比率に対するサブフレーム画像の階調変換比率が、階調によらずに一定となっている。
【００４５】
メインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の合計を示すグラフ１１３が、４５度の直線になるように階調変換１１１と１１２を決めると、元画像の輝度と階調変換後の輝度を等しくすることができる。元画像の輝度と階調変換後の輝度を等しくする必要がない場合は、メインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の合計を示すグラフ１１３が４５度の直線となる必要はない。
【００４６】
本実施形態では、メインフレーム画像（Ｍ１）の階調変換比率を３分の２、サブフレーム画像（Ｓ１）の階調変換比率を３分の１とした。
【００４７】
メインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の階調変換比率は、以下のような条件を満たす必要がある。
【００４８】
１つ目の条件として、メインフレーム画像とサブフレーム画像を交互に表示した時に、フリッカーが激しく知覚されるほど、メインフレーム画像とサブフレーム画像の輝度比を大きくしないようにする必要がある。そのため、メインフレーム画像の輝度はサブフレーム画像の輝度の４倍を超えないようにする必要がある。
【００４９】
２つ目の条件として、メインフレーム画像とサブフレーム画像を交互に表示した時に、輝き感などがなくなるほど輝度比を小さくしないようにする必要がある。そのため、メインフレーム画像の輝度はサブフレーム画像の輝度の１．５倍以上である必要がある。
【００５０】
メインフレーム画像の輝度がサブフレーム画像の輝度の４倍となるのは、メインフレーム画像とサブフレーム画像の輝度比が４：１となるときである。また、メインフレーム画像の輝度がサブフレーム画像の輝度の１．５倍となるのは、メインフレーム画像とサブフレーム画像の輝度比が３：２となるときである。これは、メインフレーム画像の輝度に対するサブフレーム画像の輝度が２５％以上６７％以下となる条件ということもできる。
【００５１】
上述したような階調変換を行った画像をインパルス型画像表示装置に表示してみたところ、１２０Ｈｚで表示している画像にも関わらず、６０Ｈｚで表示した場合のように、輝き感や生き生き感、質感や立体感などを感じられることが確認できた。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
本実施形態は、階調変換回路９３、９４の特性が第１の実施形態と異なる。それ以外の点については、第１の実施形態と同様である。
【００５３】
図１０は、本実施形態の階調変換回路９３、９４が行う階調変換を示す図である。
【００５４】
図中、１２１はメインフレーム画像（Ｍ１）への階調変換比率を示す曲線グラフ、１２２はサブフレーム画像（Ｓ１）への階調変換比率を示す曲線グラフ、１２３はメインフレーム画像とサブフレーム画像の合計を示す直線グラフである。
【００５５】
メインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の合計を示すグラフ１２３が、４５度の直線になるように階調変換１２１と１２２を決めると、元画像の輝度と階調変換後の輝度を等しくすることができる。元画像の輝度と階調変換後の輝度を等しくする必要がない場合は、メインフレーム画像（Ｍ１）とサブフレーム画像（Ｓ１）の合計を示すグラフ１２３が４５度の直線となる必要はない。
【００５６】
本実施形態では、低階調領域ではメインフレーム画像（Ｍ１）の階調変換比率に対するサブフレーム画像（Ｓ１）の階調変換比率の割合が小さい。一方、高階調領域ではメインフレーム画像（Ｍ１）の階調変換比率に対するサブフレーム画像（Ｓ１）の階調変換比率の割合が大きくなる。
【００５７】
階調変換比率を本実施形態のような特性にすることによって、フリッカーが知覚されにくい低階調領域では、メインフレーム画像のみの表示に近くなり、画質がよくなる。また、フリッカーが知覚されやすい高階調領域では、メインフレーム画像とサブフレーム画像の輝度が近づき、フリッカーを知覚されにくくすることができる。
【００５８】
＜第３の実施形態＞
本実施形態は、逆ガンマ変換回路及びガンマ変換回路を設けない点が上述した実施形態と異なる。また、階調変換回路９３、９４の特性が上述した実施形態と異なる。それ以外の点については、上述した実施形態と同様である。
【００５９】
図１１は、本実施形態の階調変換回路９３、９４が行う階調変換を示す図である。
【００６０】
図中、１３１はメインフレーム画像（Ｍ１）への階調変換比率を示すグラフ、１３２はサブフレーム画像（Ｓ１）への階調変換比率を示すグラフ、１３３はメインフレーム画像とサブフレーム画像の合計を示すグラフである。横軸は階調変換処理前の階調を示し、縦軸は階調変換処理後の階調を示す。縦軸、横軸ともにガンマ系の階調で目盛となっている。
【００６１】
このように、階調変換をガンマ系で行なうと、逆ガンマ変換回路９２およびガンマ変換回路９７を省略することが出来る。
【００６２】
＜第４の実施形態＞
本実施形態では、フレーム周波数変換前の６０Ｈｚの１つの画像信号からオリジナルフレーム画像８２（本発明の「オリジナル画像信号」に相当）を作成する。また、フレーム周波数変換前の６０Ｈｚの２つの画像信号から補間フレーム画像８３（本発明の「補間画像信号」に相当）を作成する。補間フレーム画像の作成方法としては、動きベクトル検知などの公知の技術を採用することができる。
【００６３】
本実施形態では、オリジナルフレーム画像の階調変換比率を補間フレーム画像の階調変換比率よりも高くした。
【００６４】
これにより、オリジナルフレーム画像に比べて画質の劣る補間フレーム画像の輝度が低くなるため、映像全体の画質を全体的に向上させることができる。
【００６５】
＜第５の実施形態＞
上述した実施形態では、階調変換回路が複数の場合の一例として、階調変換回路が２つの場合を説明したが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。すなわち、階調変換回路が３つ以上の場合であっても、本発明を適用することができる。本実施形態では、階調変換回路が５つの場合について説明する。
【００６６】
図１２は、本実施形態における周波数と階調変換比率の関係を示す模式図である。横軸は時間を示し、縦軸は輝度を示す。
【００６７】
図１２（ａ）は、映画などの２４Ｐ画像が２−３プルダウン等の変換によって放送信号に変換された映像である６０Ｉ画像や５０Ｉ画像から、２４Ｐ画像を抜き出し、そのまま２４Ｐでインパルス駆動したものである。この表示は動きがスムーズであるが、周波数が低いので輝度を上げると激しいフリッカーが発生する。４０Ｃｄ／ｍ２以下の暗いシアタールームでの表示に向いた表示方法である。
【００６８】
図１２（ｂ）は、リビング照度で表示を見てもフリッカーが知覚されないように１２０Ｐで表示するものである。２４Ｐ画像から１２０Ｐ画像を作るために、同じ画像を５回表示することになる。その結果、動きボケが発生するとともに、生き生き感や立体感、輝き感が失われる。
【００６９】
本実施形態では、図１２（ｃ）に示すように、階調変換処理を行い、輝度を順に下げながら同じ画像を５回表示した。これにより、動きボケを低減するとともに、生き生き感や立体感、輝き感を残すことができる。
【００７０】
具体的な回路構成としては、階調変換比率の異なる階調変換回路を５つ設け、セレクタが５つの階調変換回路を階調変換比率の高い順に周期的に選択するような構成とすればよい。
【００７１】
なお、本実施形態では輝度を順に下げながら同じ画像を５回表示する構成を用いたが、５つの階調変換回路の全ての階調変換特性が等しくなければよい。例えば、５つの階調変換回路のうちの４つの階調変換回路が同じ階調変換特性を有していてもよい。
【００７２】
＜第６の実施形態＞
上述した実施形態は、フレーム周波数変換回路により６０Ｈｚの元画像を１２０Ｈｚに変換する例について説明した。しかし、本発明はかかる構成に限定されるものではない。すなわち、元画像のフレーム周波数が１２０Ｈｚである場合のように、元画像のフレーム周波数がＳＦＦ以上である場合にも本発明を適用することができる。この場合、上述したフレーム周波数変換回路は不要となる。
【００７３】
本実施形態によれば、１２０Ｈｚの元画像をそのまま表示する場合と比較して、輝き感や生き生き感、質感や立体感などを感じられることが確認できた。
【００７４】
＜第７の実施形態＞
本実施形態は、階調変換回路の階調変換比率をユーザが調整することができるようにしたものである。
【００７５】
図１３は、視聴者が設定する画面と、階調変換比率の対応を示した模式図である。図中１５１はリモコンなどの調整手段により調整される調整用バーグラフであり、１５２は現在の設定値を示すカーソルである。カーソル位置による設定値が１５３に表示され、その値によって階調変換比率が決まる。例えば、設定値が０であれば１５３のように階調変換比率はＭ：Ｓ＝１：１とする。設定値が５０であれば１５４のように階調変換比率はＭ：Ｓ＝２：１とする。設定値が１００であれば１５５のように階調変換比率はＭ：Ｓ＝１：０とする。設定値０〜１００の間の値はリニアに設定することができる。なお、Ｍはメインフレーム画像の階調変換比率を、Ｓはサブフレーム画像の階調変換比率を示している。メインフレーム画像の階調変換比率は５０％〜１００％、サブフレーム画像の階調変換比率は０％〜５０％の間で、任意に調整可能とする構成とすることができる。
【００７６】
また、上述したような設定値を視聴者が調整する構成ではなく、例えば、「あざやかモード」や「映画モード」などのように、モードの切り替えが出来る構成とすることも好ましい。この場合、各モードにおいて表示輝度が異なり、フリッカーの知覚されやすさも異なる。そこで、各モードに対して予め階調変換比率を決めておき、モードの選択することにより、階調変換比率を設定し直す構成とすることもできる。
【００７７】
このように視聴者が階調変換比率を調整可能な構成とすることにより、フリッカーを知覚しにくい視聴者はメインフレーム画像の階調変換比率とサブフレーム画像の階調変換比率とを大きく異ならせることで、輝き感のある画像を表示させることができる。一方、フリッカーを知覚しやすい視聴者はメインフレーム画像の階調変換比率とサブフレーム画像の階調変換比率とを近づけることで、フリッカーを知覚されにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】点滅光刺激がみかけの明るさ知覚に及ぼす影響を調べた実験とその結果を示す図である。
【図２】視覚系を模式的に示す図である。
【図３】視神経内の粗密波を模式的に示す図である。
【図４】第１次視覚中枢における粗密波のパルス数と画像処理インターバルの関係を示す図である。
【図５】第１の実施形態における周波数と変換比率の関係を示す図である。
【図６】第１の実施形態により表示される表示画像を示す模式図である。
【図７】第１の実施形態の回路構成を示す図である。
【図８】補間フレーム画像の形成方法の１例を示す図である。
【図９】第１の実施形態の階調変換回路の機能を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の階調変換回路の機能を示す図である。
【図１１】第３の実施形態の階調変換回路の機能を示す図である。
【図１２】第５の実施形態における周波数と変換比率の関係を示す図である。
【図１３】第７の実施形態の階調変換比率を調整する構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
８１  元画像
８２  オリジナルフレーム画像
８３  補間フレーム画像
８４  メインフレーム画像
８５  サブフレーム画像
９１  フレーム周波数変換回路
９３、９４  階調変換回路
９５  セレクタ
【図１】
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【図２】
0004587186.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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