(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示ディスプレイに入力される画像データに対して、所定の閾値で量子化した量子化データを出力する量子化手段と、
前記画像データが前記閾値の近傍であるか否かを判定し、閾値近傍判定データとして出力する閾値近傍判定手段と、
現フレームの前記量子化データ及び前記閾値近傍判定データと、前フレームの前記量子化データ及び前記閾値近傍判定データとに基づいて、現フレームの前記画像データが静止画であるか動画であるかを判定する動画静止画判定手段と、
前記動画静止画判定手段が動画と判定した場合に、オーバードライブ処理した前記画像データを出力するオーバードライブ処理手段とを備える画像処理回路。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理回路であって、
前記オーバードライブ処理手段は、所定のルックアップテーブルに基づいて前記画像データのオーバードライブ処理を行い、前記動画静止画判定手段が動画と判定した場合にオーバードライブ処理後の前記画像データを選択し、前記動画静止画判定手段が静止画と判定した場合にオーバードライブ処理前の前記画像データを選択することを特徴とする画像処理回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の画像処理回路であって、
前記閾値近傍判定手段は、
前記閾値より所定の階調分小さい範囲を閾値近傍判定範囲とし、前記画像データが前記閾値近傍判定範囲内にある場合、前記画像データが前記閾値の近傍であると判定し、
前記動画静止画判定手段は、
前フレームの前記量子化データと現フレームの前記画像データとが同じ量子化値の場合に静止画と判定し、
前フレームの前記量子化データから現フレームの前記画像データへ量子化値が１増加し、且つ前フレームの前記閾値近傍判定データが前記閾値の近傍で現フレームの前記閾値近傍判定データが前記閾値の近傍外の場合に静止画と判定し、
前フレームの前記量子化データから現フレームの前記画像データへ量子化値が１減少し、且つ現フレームの前記閾値近傍判定データが前記閾値の近傍で前フレームの前記閾値近傍判定データが前記閾値の近傍外の場合に静止画と判定し、
その他の場合に動画と判定することを特徴とする画像処理回路。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理回路であって、
前記閾値及び前記閾値近傍判定範囲、前記ルックアップテーブルを任意に設定可能なことを特徴とする画像処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理回路に係る発明であって、特に、液晶表示ディスプレイに用いられる画像処理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示ディスプレイは、様々な分野に利用され、ＰＣモニター以外にＴＶ用途にも利用されている。しかし、液晶表示ディスプレイは応答速度が遅いため、ＴＶ用途のような動画が中心の表示の場合、残像等が生じ表示品位が低下する問題があった。そこで、液晶表示ディスプレイでは、オーバードライブ処理方式を採用して応答速度を速めることが行われていた。オーバードライブ処理とは、画像データが動画の場合、液晶に印加される電圧を、前フレームから現フレームへのデータ変化方向が正方向の場合、通常の場合に比べて高くし、前フレームから現フレームへのデータ変化方向が負方向の場合、通常の場合に比べて低くする処理方法である。この方法により、動画の表示品位を高めることができる。
【０００３】
液晶表示ディスプレイに適用される一般的なオーバードライブ処理としては、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いてオーバードライブ量を算出する方法がある。ただ、画像データの階調数に対応してＬＵＴを設ける必要があるため、階調数が多いとデータ量が大きくなる問題があった。そこで、画像データを所定の閾値で量子化し、この量子化データに対してＬＵＴを適用することで、ＬＵＴのデータ量を低く抑えていた。
【０００４】
また、液晶表示ディスプレイにオーバードライブ処理を適用する場合、表示される画像データが動画である場合に、オーバードライブ処理を行うため、表示される画像データが静止画であるか動画であるかを判定する必要があった。なお、画像データの画像処理に関しては、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３４８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
背景技術で説明したように画像データが所定の閾値で量子化された場合、画像データが動画であるか、静止画であるかの判定に量子化データが用いられる。このとき、前フレームの画像データに対して現フレームの画像データとの差分が大きい場合（数階調以上の変化）には、問題なく動画と判定されオーバードライブ処理が行われる。
【０００７】
また、前フレームの画像データに対して現フレームの画像データが１階調程度の変化であるが、その変化が量子化の閾値をまたぐの場合には、量子化値が異なるため動画と判定されオーバードライブ処理が行われる。この１階調程度の変化は、疑似階調表現であるＦＲＣ（Frame Rate Control）による処理やノイズによっても生じてしまう。そのため、本来は静止画であった画像データが動画と判定されてしまい、不要なオーバードライブ処理が行われる問題があった。
【０００８】
本来は静止画でオーバードライブ処理が必要がない画像データに対してオーバードライブ処理を行った場合、ＦＲＣによる処理が強調され画質が劣化したり、ノイズが強調され画質が劣化することになる。
【０００９】
そこで、本発明は、画像データが静止画であるか動画であるかを適切に判定し、オーバードライブ処理を行うことができる画像処理回路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】
【００１０】
本発明に係る解決手段は、液晶表示ディスプレイに入力される画像データに対して、所定の閾値で量子化した量子化データを出力する量子化手段と、画像データが閾値の近傍であるか否かを判定し、閾値近傍判定データとして出力する閾値近傍判定手段と、現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとに基づいて、現フレームの画像データが静止画であるか動画であるかを判定する動画静止画判定手段と、動画静止画判定手段が動画と判定した場合に、オーバードライブ処理した画像データを出力するオーバードライブ処理手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に記載の画像処理回路は、現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとに基づいて、現フレームの画像データが静止画であるか動画であるかを判定するので、画像データが静止画であるか動画であるかを適切に判定し、オーバードライブ処理を行うことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態）
ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いてオーバードライブ処理を行う場合、背景技術で説明したように、画像データは所定の閾値で量子化され、量子化データが求められる。画像データの量子化方法の具体例を図１に示す。図１では、６ｂｉｔ（６４階調数）の画像データが、７つの閾値（８階調目、１６階調目、２４階調目、３２階調目、４０階調目、４８階調目、５６階調目）により３ｂｉｔの量子化データに量子化される様子を示している。例えば、０階調目から７階調目までの画像データは、量子化データ”０００”（２進数）と表現される。
【００１３】
このように量子化された量子化データに基づいて、画像データの動画／静止画判定を行う場合、図２に示すフローチャートのように行われることが一般的である。図２では、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとを比較して同じであれば、静止画と判定し、異なれば動画と判定する。
【００１４】
そして、画像データが動画であると判定されれば、図３に示すようなＬＵＴを用いてオーバードライブ処理が行われる。図３に示すＬＵＴでは、縦方向が前フレームの量子化データで、横方向が現フレームの量子化データである。例えば、前フレームの量子化データが”０００”（２進数）＝０（１０進数）で、現フレームの量子化データが”０１０”（２進数）＝２（１０進数）の場合は、図２のフローチャートで動画と判定され、図３に示すＬＵＴの縦方向の”０”（１０進数）と横方向の”２”（１０進数）とが交叉する欄のデータがオーバードライブ量として選択される。なお、図３に示すＬＵＴの各欄に格納される値は、液晶に通常印加されるデータとの差分であっても良いし、オーバードライブ処理後に液晶に印加されるデータであっても良い。
【００１５】
次に、本実施の形態に係る画像処理回路のブロック図を図４に示す。図４に示す画像処理回路では、入力画像データが量子化閾値近傍判定回路１に入力される。量子化閾値近傍判定回路１では、まず入力された所定の閾値データに基づいて入力画像データを量子化し、量子化データを出力する。なお、量子化の方法は、図１で示したような方法を採用する。
【００１６】
さらに、量子化閾値近傍判定回路１では、閾値近傍判定範囲データに基づいて入力画像データが閾値近傍であるか否かを判定し、閾値近傍判定データとして出力する。ここで、閾値近傍判定範囲データとは、閾値近傍判定範囲（例えば、閾値よりも所定の階調分小さい範囲）を設定するためのデータである。具体的に説明すると、閾値よりも２階調分少ない範囲（閾値が８階調目の場合、６階調目、７階調目）が閾値近傍判定範囲データとして入力されれば、６階調目の入力画像データが閾値近傍と判定され、５階調目の入力画像データが閾値近傍外と判定される。
【００１７】
上述のように本実施の形態に係る量子化閾値近傍判定回路１は、入力画像データを量子化する量子化手段と、閾値近傍の判定を行う閾値近傍判定手段とを有している。そして、量子化閾値近傍判定回路１の出力は、量子化データと閾値近傍判定データとが出力される。具体的に、例えば６階調目の入力画像データが量子化閾値近傍判定回路１に入力され図１の方法で量子化されると、出力される量子化データは”０００”（２進数）となる。そして、量子化閾値近傍判定回路１に上述した閾値近傍判定範囲データが設定されれば、６階調目の入力画像データは閾値近傍と判定され、閾値近傍判定データが”１”となる。なお、閾値近傍判定データは、閾値近傍であれば”１”を、閾値近傍外であれば”０”を返すものとする。従って、量子化閾値近傍判定回路１の出力は、３ｂｉｔの量子化データと１ｂｉｔの閾値近傍判定データとをあわせ計４ｂｉｔである。
【００１８】
本実施の形態では、現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとを比較することで動画／静止画の判定を行っている。そのため、図４に示すように、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データを記憶しておく、フレームメモリ２が設けられている。
【００１９】
フレームメモリ２に記憶された前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと、量子化閾値近傍判定回路１から出力された現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとは、動画静止画判定手段である動画／静止画判定回路３に入力される。なお、動画／静止画判定回路３に、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとが所定のタイミングで入力されるように、量子化閾値近傍判定回路１と動画／静止画判定回路３との間にディレイ回路４が設けられている。
【００２０】
動画／静止画判定回路３では、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとに基づいて、入力画像データが動画であるか、静止画であるかを判定する。なお、当該判定方法については後述する。
【００２１】
また、本実施の形態では、入力画像データに対してオーバードライブ処理が行われる。図４に示す画像処理回路では、ＬＵＴ５が設けられており、前フレームの量子化データと現フレームの量子化データとに基づいて、オーバードライブ量が決定される。ＬＵＴ５は、例えば図３に示した構成と同じであり、前フレームの量子化データと現フレームの量子化データとに対応する欄の値がオーバードライブ量として選択される。選択されたオーバードライブ量に基づいてオーバードライブ処理された入力画像データがＬＵＴ５から出力される。
【００２２】
さらに、図４に示す画像処理回路には、動画／静止画処理回路６が設けられている。この動画／静止画処理回路６は、動画／静止画判定回路３での判定が動画の場合、ＬＵＴ５から出力されたオーバードライブ処理された入力画像データを出力画像データとして出力し、動画／静止画判定回路３での判定が静止画の場合、入力画像データをそのまま出力画像データとして出力する。
【００２３】
なお、図４に示す画像処理回路では、入力画像データが閾値近傍での変化であるか否かにかかわらず、全ての入力画像データに対してオーバードライブ処理を行う構成である。しかし、本発明はこれに限られず、動画／静止画判定回路３で動画と判定された入力画像データに対してのみ、オーバードライブ処理を行う構成であっても良い。
【００２４】
次に、動画／静止画判定回路３において、入力画像データが動画であるか、静止画であるかを判定する方法について説明する。図５に、動画／静止画判定回路３の動画／静止画判定フローチャートを示す。まず、図５に示すフローチャートでは、Ｓｔｅｐ１で、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとが同じであるか否かを判断する（現フレームの量子化データと前フレームの量子化データの差が０であるか否かを判断する）。Ｓｔｅｐ１で、Ｙｅｓと判断されれば入力画像データは静止画と判断され、Ｎｏと判断されればＳｔｅｐ２に進む。
【００２５】
Ｓｔｅｐ２では、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとの差の絶対値が２以上であるか否かを判断する。Ｓｔｅｐ２で、Ｙｅｓと判断されれば入力画像データは動画と判断され、Ｎｏと判断されればＳｔｅｐ３に進む。Ｓｔｅｐ３では、現フレームの量子化データから前フレームの量子化データを引いた差が＋１（前フレームの量子化データから現フレームの量子化データへ量子化値が１増加）であるか否かを判断する。Ｓｔｅｐ３で、Ｙｅｓと判断されればＳｔｅｐ４に進み、Ｎｏと判断されればＳｔｅｐ５に進む。
【００２６】
Ｓｔｅｐ４では、現フレームの閾値近傍判定データが”０”（閾値近傍外）で、且つ前フレームの閾値近傍判定データが”１”（閾値近傍）であるか否かを判断する。Ｓｔｅｐ４で、Ｙｅｓと判断されれば入力画像データは静止画と判断され、Ｎｏと判断されれば入力画像データは動画と判断される。
【００２７】
Ｓｔｅｐ５では、現フレームの量子化データから前フレームの量子化データを引いた差が−１（前フレームの量子化データから現フレームの量子化データへ量子化値が１減少）であるか否かを判断する。Ｓｔｅｐ５で、Ｙｅｓと判断されればＳｔｅｐ６に進む。Ｓｔｅｐ６では、現フレームの閾値近傍判定データが”１”（閾値近傍）で、且つ前フレームの閾値近傍判定データが”０”（閾値近傍外）であるか否かを判断する。Ｓｔｅｐ６で、Ｙｅｓと判断されれば入力画像データは静止画と判断され、Ｎｏと判断されれば入力画像データは動画と判断される。
【００２８】
次に、図５で示したフローチャートを具体的に説明する。図６（ａ）（ｂ）に、動画／静止画を判定を説明するための図を示す。図６（ａ）は、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が階調が増加する方向に変化（正方向の変化）する場合である。逆に、図６（ｂ）は、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が階調が減少する方向に変化（負方向の変化）する場合である。また、図６（ａ）（ｂ）では、閾値ａから閾値ｄが図示され、閾値ｂ及び閾値ｃ，閾値ｄから所定の階調分小さい範囲に閾値近傍判定範囲が設定されている。
【００２９】
まず、図６（ａ）に示す例（１）では、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｂを越えていないので、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとが同じであり静止画と判定される。同様に、図６（ａ）に示す例（２）でも、現フレームの画像データＤｃは閾値ｂを越えていないので、静止画と判定される。次に、図６（ａ）に示す例（３）では、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｂ及び閾値ｃを越えているので、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとの差が２となり動画と判定される。
【００３０】
図６（ａ）に示す例（４）から例（７）は、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｂを越えている。しかし、例（４）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲内（閾値近傍判定データが”１”）で、現フレームの画像データＤｃが閾値近傍判定範囲外（閾値近傍判定データが”０”）であるので静止画と判断される。その他、例（５）から例（７）は、動画と判定される。なお、例（５）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲内で、現フレームの画像データＤｃも閾値近傍判定範囲内である。例（６）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲外で、現フレームの画像データＤｃも閾値近傍判定範囲外である。例（７）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲外で、現フレームの画像データＤｃが閾値近傍判定範囲内である。
【００３１】
次に、図６（ｂ）に示す負方向の変化について説明する。まず、図６（ｂ）に示す例（８）では、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｃを越えていないので、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとが同じであり静止画と判定される。次に、図６（ｂ）に示す例（９）では、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｃ及び閾値ｂを越えているので、現フレームの量子化データと前フレームの量子化データとの差が２となり動画と判定される。
【００３２】
図６（ｂ）に示す例（１０）から例（１３）は、前フレームの画像データＤｐから現フレームの画像データＤｃへの変化が閾値ｃを越えている。しかし、例（１０）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲外（閾値近傍判定データが”０”）で、現フレームの画像データＤｃが閾値近傍判定範囲内（閾値近傍判定データが”１”）であるので静止画と判断される。その他、例（１１）から例（１３）は、動画と判定される。なお、例（１１）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲外で、現フレームの画像データＤｃも閾値近傍判定範囲外である。例（１２）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲内で、現フレームの画像データＤｃも閾値近傍判定範囲内である。例（１３）は、前フレームの画像データＤｐが閾値近傍判定範囲内で、現フレームの画像データＤｃが閾値近傍判定範囲外である。
【００３３】
以上のように、本実施の形態に係る画像処理回路は、現フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データと、前フレームの量子化データ及び閾値近傍判定データとに基づいて、現フレームの画像データが静止画であるか動画であるかを判定するので、閾値をまたぐノイズ等が存在しても適切に動画／静止画を判定することができ、ＦＲＣによる処理が強調され画質が劣化したり、ノイズが強調され画質が劣化することを防止することができる。なお、本実施の形態では、オーバードライブ処理方法にＬＵＴ５を用いる方法で説明したが、本発明はこれに限られず、上述した動画／静止画判定方法を用いて動画と判定された画像データに対して、他のオーバードライブ処理方法を適用する構成であっても良い。
【００３４】
また、本発明では、上述の閾値及び閾値近傍判定範囲、ＬＵＴ５を任意に設定することができる。そのため、液晶表示ディスプレイの用途や環境等に応じて、画像処理回路を容易に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】量子化方法を説明する図である。
【図２】動画／静止画を判定する方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＬＵＴを説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像処理回路のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像処理回路の動画／静止画を判定するフローチャート図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像処理回路の動画／静止画の判定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  量子化閾値近傍判定回路、２  フレームメモリ、３  動画／静止画判定回路、４  ディレイ回路、５  ＬＵＴ、６  動画／静止画処理回路。
【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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