(57)【要約】【課題】本発明は、入力映像の種類やユーザーの希望に応じてフレーム補間を行う画像表示装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の画像表示装置は、外部から入力された入力映像信号のフレームレート判定とプルダウン検出を行うフレームレート判定部５と、入力映像信号が、２４フレーム／秒の映像信号から２−３プルダウン処理されたプログレッシブ信号であるとフレームレート判定部５で判定された場合に、前記プログレッシブ信号にプルダウン逆変換を行って２４フレーム／秒の逆変換映像信号を出力するプルダウン逆変換部２と、外部操作入力に従い、前記入力映像信号と前記逆変換映像信号のいずれかを選択するセレクタ９と、前記セレクタ９が選択した映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入してフレームレートを向上するフレーム補間部４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力された入力映像信号のフレームレート判定とプルダウン検出を行うフレームレート判定部と、
前記入力映像信号が、２４フレーム／秒の映像信号から２−３プルダウン処理されたプログレッシブ信号であると前記フレームレート判定部で判定された場合に、前記プログレッシブ信号にプルダウン逆変換を行って２４フレーム／秒の逆変換映像信号を出力するプルダウン逆変換部と、
外部操作入力に従い、前記入力映像信号と前記逆変換映像信号のいずれかを選択するセレクタと、
前記セレクタが選択した映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入してフレームレートを向上するフレーム補間部とを備える、
画像表示装置。
【請求項２】
前記フレーム補間部は外部操作入力に応じて、各前記元フレームを所定回数繰り返して前記補間フレームを作成するか、前後の前記元フレームを基に中間フレームを作成して前記補間フレームとするか、のいずれかを選択して実行する、
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記フレーム補間部は、各前記元フレームを所定回数繰り返したフレームと、前後の前記元フレームを元に作成した中間フレームを組み合わせて前記補間フレームとし、前記補間フレームにおける前記中間フレームの割合を外部操作入力に応じて制御する、
請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置に関し、特に１２０フレーム／秒や２４０フレーム／秒などの高速駆動で映像信号を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、従来６０フレーム／秒で駆動していたが、最近では１２０フレーム／秒（倍速）や２４０フレーム／秒（４倍速）で駆動するものが登場している。そこで、プロジェクターなどの画像表示装置もこれに対応することが求められ、例えば連続したフレーム映像から中間フレーム画像の生成、すなわちフレーム補間を行って、１２０フレーム／秒の信号や２４０フレーム／秒の信号を生成している。
【０００３】
入力映像信号の各画像フレーム間に中間画像フレームを補間する方法として、例えば特許文献１では、黒フレームを挿入する黒挿入処理や、隣り合う２つの画像フレームＦ１，Ｆ２を基に中間画像フレーム（Ｆ１＋Ｆ２）／２を生成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５８７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２４フレーム／秒のフィルム映像を３０フレーム（６０フィールド）／秒の動画像に２−３プルダウンしたプログレッシブ信号が入力映像となる場合、画像処理で隣り合う２つの画像フレームを基に補間を行うと、元の２４フレーム／秒で記録された動画像の動きを損なうことがある。つまり、フィルム映像特有のカタカタした動きが平均化されて失われてしまう。
【０００６】
また、隣り合う２つのフレームを元に中間フレームを生成するためには、一旦メモリに映像を格納した後、映像処理を行う必要があるため、入力信号と表示映像との間に遅延が発生する。例えばシューティングゲームや遠隔操作のような、映像を視認した後に即時操作が必要なコンテンツにおいて、上述のように遅延が生じることは致命的な問題である。
【０００７】
本発明は上述の問題点に鑑み、入力映像の種類やユーザーの希望に応じてフレーム補間を行う画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像表示装置は、外部から入力された入力映像信号のフレームレート判定とプルダウン検出を行うフレームレート判定部と、前記入力映像信号が、２４フレーム／秒の映像信号から２−３プルダウン処理されたプログレッシブ信号であるとフレームレート判定部で判定された場合に、前記プログレッシブ信号にプルダウン逆変換を行って２４フレーム／秒の逆変換映像信号を出力するプルダウン逆変換部と、外部操作入力に従い、前記入力映像信号と前記逆変換映像信号のいずれかを選択するセレクタと、セレクタが選択した映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入してフレームレートを向上するフレーム補間部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像表示装置は、前記入力映像信号が２４フレーム／秒の映像信号から２−３プルダウン処理されたプログレッシブ信号であるとフレームレート判定部で判定された場合に、前記プログレッシブ信号にプルダウン逆変換を行って２４フレーム／秒の逆変換映像信号を出力するプルダウン逆変換部と、外部操作入力に従い、前記入力映像信号と前記逆変換映像信号のいずれかを選択するセレクタと、セレクタが選択した映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入してフレームレートを向上するフレーム補間部とを備えるので、通常の変換を行うか、映画フィルムの映像感を保持した変換を行うかを、ユーザーの希望に応じて選択することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】プルダウン変換された入力映像信号のフレームレート変換処理を示す概念図である。
【図３】２４ｆｐｓの入力映像信号のフレームレート変換処理を示す概念図である。
【図４】６０ｆｐｓから１２０ｆｐｓへの倍速変換処理を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、本発明の画像表示装置の構成を示すブロック図である。この画像表示装置１は、外部から映像信号が入力される映像入力部１０の他、プルダウン逆変換部２、セレクタ９、フレーム補間部４、フレームメモリ３、フレームレート判定部５、制御部６、画像表示部７、操作部８を備えている。
【００１２】
プルダウン逆変換部２は、映像入力部１０から受けた映像信号をフレームメモリ３に一旦記憶する。フレームレート判定部５では、フレームメモリ３に記憶された映像信号に対して、フレームレートの判定とプルダウンの検出を行う。すなわち、毎秒２４フレームの映像信号が２−３プルダウンされた映像信号か否かが判定され、その判定結果は制御部６に出力される。制御部６はフレームレート判定部５の判定結果に基づきプルダウン逆変換部２とセレクタ９を制御する。制御部６は操作部８の指示を受け、プルダウン逆変換部２、セレクタ９、フレーム補間部４の制御を同期して、もしくは独立して行うことが可能である。
【００１３】
フレームレート判定部５において、フレームメモリ３に記憶された映像信号が、毎秒２４フレームの映像信号から２−３プルダウンされた映像信号であると判定されると、プルダウン逆変換部２はフレームメモリ３から当該映像信号を読み出し、映像信号のフレームレートをプルダウン前の状態に逆変換する。この動作は、フレームレート判定部５の判定結果を受けた制御部６の制御により行われている。
【００１４】
逆変換された映像信号（逆変換映像信号）は、プルダウン逆変換部２からセレクタ９に送られる。さらに、セレクタ９には映像入力部１０から入力映像信号が直接送られており、セレクタ９は逆変換映像信号と入力映像信号の何れか一方を選択してフレーム補間部４に送る。ここで、セレクタ９は、操作部８からのユーザー操作を受けた制御部６に制御されており、ユーザーは操作部８に指示を入力することによって、セレクタ９に所望の映像信号を選択させることが可能である。
【００１５】
フレーム補間部４では、映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入して、フレームレートを１２０フレーム／秒、あるいは２４０フレーム／秒に向上する。ここで、どのような補間フレームを挿入するかは、操作部８からのユーザー操作を受けた制御部６に制御されており、ユーザーは操作部８に指示を入力することによって、フレーム補間部４に所望の補間動作を実行させることが可能である。
【００１６】
フレーム補間部４で所定のフレームレートに向上した映像信号は画像表示部７に送られ、画像が表示される。
【００１７】
＜動作＞
図２（１）には、通常のテレビ放送に用いられる毎秒３０フレーム（６０フィールド）の映像信号を示している。図では１／６０秒間隔で配置された、ＡからＦまでの６つのフィールドを示している。
【００１８】
これに対し、映画フィルムなどでは毎秒２４コマで映像が記録されており、こうした映画信号では図２（２）に示すように、１／２４秒間隔でフレームＡ，Ｂ，Ｃ，・・・が配置される。この映像信号に２−３プルダウン処理を施して毎秒３０フレームのインタレース信号に変換し、さらにプログレッシブ変換した映像信号を図２（３）に示す。図に示すように、３フレーム目がＡとＢから構成されており、このように、５フレームに１フレームの割合で異なる２枚のフィールド（元は連続した２コマ）が交じり合って１フレームが構成されてしまう。
【００１９】
そのため、このようなプルダウン処理がなされた映像信号において、前後の隣接フレームから補間フレームを形成して毎秒１２０フレームへ倍速フレーム変換を行うと、図２（４）に示すように４番目のフレームから６番目のフレームにかけてＡとＢが混合される。その結果、フレームＡからフレームＢへの切り替わりが元の映像信号とは異なり、映画独特の映像感が失われることになる。
【００２０】
そこで、本実施の形態の画像表示装置１では、入力映像信号が毎秒２４フレームの映像信号から２−３プルダウンされたプログレッシブ信号（毎秒６０フレーム）である場合、プルダウン逆変換部２で図２（２）に示す２−３プルダウン前の毎秒２４フレームの映像信号に戻した上で、フレーム補間部４でフレーム補間を行う。元フレームを４回繰り返して作成した毎秒１２０フレームの映像信号を図２（５）に示す。これにより、映画コンテンツの動きを忠実に再現しつつ倍速変換をすることが出来る。毎秒２４０フレームに変換する場合は、フレームの繰り返し回数を２倍にする。
【００２１】
なお、入力映像信号が毎秒２４フレームの映像信号から２−３プルダウンされたプログレッシブ信号であっても、ユーザーの希望に応じてそのまま図２（５）に示すフレーム補間を行っても良い。この場合は、操作部８にユーザーの操作が入力されると、その操作に応じて制御部６がセレクタ９を制御し、セレクタ９が映像入力部１０からの入力映像信号を選択してフレーム補間部５に送る。
【００２２】
入力映像信号が２−３プルダウンされた信号以外の場合は、プルダウン逆変換部２は動作せず、セレクタ９は制御部６の制御に従い入力映像信号を選択し、フレーム補間部４にてフレーム補間を行う。
【００２３】
次に、フレーム補間の例を示す。図３（１）は毎秒２４フレームの映像信号を示しており、これを図３（２）に示すように、元フレームを４回繰り返すことにより毎秒１２０フレームにすることが出来る。この方法で補間すれば、後のフレームを参照して補間フレームを作成する必要がないため、入力映像に対する表示映像の遅延を抑制することが出来る。
【００２４】
また別の方法として図３（３）に示すように、フレームＡとフレームＢに中間フレームＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈを挿入しても良い。ここで中間フレームＥ，Ｆ，Ｇ，ＨはフレームＡ，Ｂから作成する。この場合、図３（１）の方法に比べて表示映像の遅延が発生するものの、滑らかな映像を得ることができる。
【００２５】
フレーム補間部４において、図３（２）に示す方法と図３（３）に示す方法のいずれによってフレーム補間を行うかは、操作部８におけるユーザーの操作入力によって選択することが出来る。操作部８におけるユーザーの入力情報に従い、制御部６がフレーム補間部４を制御して上記選択を行う。こうして、ユーザーは遅延のない映像を表示させるか、滑らかな映像を表示させるかを選択することが可能である。
【００２６】
映像の動きが大きい場合や、映像内の動きのある部分（動画部分）が小さいために動きベクトルの検出ができなかった場合には、中間フレームＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈを適切に作成することが出来ず、映像の動きに違和感を生じる、映像の静止部分までがぼけて見えるといった弊害を生じることがある。このような場合、ユーザーが操作部８において、補間フレーム数を減らすことや、各保管フレームへの補間量を調整する指示を入力することにより、制御部６がフレーム補間部４を制御して、前述の弊害を回避もしくは緩和することが可能である。図３（４）は元フレームＡを３回繰り返した後に中間フレームＭを挿入し、元フレームＢを３回繰り返した後に中間フレームＮを挿入する例を示している。このように、元フレームの繰り返しと中間フレームを組み合わせて補間フレームとし、中間フレームの比率を制御することにより、動きベクトルの検出ができない場合にも違和感なくフレームレート変換を行う事ができる。
【００２７】
図４（１）は、通常のテレビ放送に用いられる毎秒６０フレームの映像信号を示している。この映像信号そのものがセレクタ９で選択される場合において、フレーム補間部４で同じフレームを２度繰り返すことにより、図４（２）に示す毎秒１２０フレームの映像信号を作成することができる。この方法で補間すれば、後のフレームを参照して補間フレームを作成する必要がないため、入力映像に対する表示映像の遅延を抑制することが出来る。
【００２８】
なお、本明細書では２−３プルダウンを例にして説明したが、２−３−３−２プルダウンなど他のプルダウン処理により、２４ｆｐｓから３０ｆｐｓに変換された映像信号が入力となる場合にも、同様の処理を行う。
【００２９】
＜効果＞
本発明の画像表示装置は、外部から入力された入力映像信号のフレームレート判定とプルダウン検出を行うフレームレート判定部５と、前記入力映像信号が、２４フレーム／秒の映像信号から２−３プルダウン処理されたプログレッシブ信号であると前記フレームレート判定部で判定された場合に、前記プログレッシブ信号にプルダウン逆変換を行って２４フレーム／秒の逆変換映像信号を出力するプルダウン逆変換部２と、外部操作入力に従い、前記入力映像信号と前記逆変換映像信号のいずれかを選択するセレクタ９と、前記セレクタ９が選択した映像信号の元フレーム間に補間フレームを挿入してフレームレートを向上するフレーム補間部４とを備える。これにより、ユーザーの希望に応じて、通常のフレームレート変換を行うか、逆変換映像信号にフレームレート変換を行うことにより映画信号の映像感を保持したフレームレート変換を行うかを選択することが出来る。
【００３０】
また、本発明の画像表示装置において、フレーム補間部４は外部操作入力に応じて、各元フレームを所定回数繰り返して補間フレームを作成するか、前後の元フレームを基に中間フレームを作成して補間フレームとするか、のいずれかを選択して実行するので、ユーザーの好みに応じて、動画ボケのないクリアな映像となるように補間するか、やや動画ボケを残しつつ補間するかを選択することが出来る。
【００３１】
また、本発明の画像表示装置において、フレーム補間部４は、各元フレームを所定回数繰り返したフレームと、前後の元フレームを元に作成した中間フレームを組み合わせて補間フレームとし、補間フレームにおける中間フレームの割合を外部操作入力に応じて制御するので、動き検出が困難な映像に対しても違和感のないフレームレート変換が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  画像表示装置、２  プルダウン逆変換部、３  フレームメモリ、４  フレーム補間部、５  フレームレート判定部、６  制御部、７  画像表示部、８  操作部、９  セレクタ、１０  映像入力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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