(57)【要約】【課題】ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制する映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供する。【解決手段】映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍ（＜ｎ）ビットデータに変換して表示する映像信号処理装置１０であって、ディザリングのパターンを示すパターンデータを記憶する記憶部１１と、映像信号における動き情報を取得し、取得した動き情報に従って記憶部１１に記憶されているパターンデータを変更する調整部１２と、調整部１２で変更されたパターンデータを用いて映像信号をディザリングするディザリング部１３とを備える。【選択図】図４
2016071155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍ（＜ｎ）ビットデータに変換する映像信号処理装置であって、
前記ディザリングのパターンを示すパターンデータを記憶する記憶部と、
前記映像信号における動き情報を取得し、取得した前記動き情報に従って前記記憶部に記憶されている前記パターンデータを変更する調整部と、
前記調整部で変更された前記パターンデータを用いて前記映像信号をディザリングするディザリング部と
を備える映像信号処理装置。
【請求項２】
前記パターンデータは、前記映像信号が示すフレームの画素毎に対応付けられた値であって、前記ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出すことで前記ｎビットデータから前記ｍビットデータに変換する第１変換を行うか、又は、前記ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出した値に１を加算することで前記ｎビットデータから前記ｍビットデータに変換する第２変換を行うかを決定するのに用いられる値であるディザリング値の集まりであり、
前記調整部は、前記パターンデータにおいて、前記動き情報によって特定される動きがあった画素に対応する前記ディザリング値を、前記動き情報によって特定される動き量だけ移動させて上書きすることで、前記パターンデータを変更する
請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記ディザリング部は、前記フレームの画素毎に、前記ｎビットデータの下位（ｎ−ｍ）ビットの値と、前記映像信号を構成するフレーム列における当該フレームの位置と、前記ディザリング値とに依存して、前記第１変換又は前記第２変換を行う
請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記ディザリング値は、０以上３６０未満の値、又は、前記値に対応する値である
請求項２又は３記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記ディザリング部は、２ｋの画素、及び、２ｋの連続する前記映像信号が示すフレームを単位として、ｎビットデータを（ｎ−ｋ）ビットデータに変換するディザリングをする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍ（＜ｎ）ビットデータに変換して表示する映像信号処理方法であって、
前記映像信号における動き情報を取得し、取得した前記動き情報に従って記憶部に記憶されているディザリングのパターンを示すパターンデータを変更する調整ステップと、
前記調整ステップで変更された前記パターンデータを用いて前記映像信号をディザリングするディザリングステップと
を含む映像信号処理方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置と
前記映像信号処理装置でｎビットデータをｍビットデータに変換された映像信号を表示する表示部と
を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディザリングを行う映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般的な平面テレビの仕様は、例えば、解像度が１９２０（水平画素）×１０８０（垂直画素）、リフレッシュレートが１２０Ｈｚ（Ｈｅｒｔｚ）となっており、１画素は８ビットで表される。このようなテレビでは、ＳＤ−ＩＣ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｄｒｉｖｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を８個搭載している場合、Ｔ−ｃｏｎ（Ｔｉｍｉｎｇ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とＳＤ−ＩＣとの間の伝送速度が０．７５Ｇｂｐｓ（ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）の伝送速度で映像信号を伝送できるインターフェースが必要となる。また、近年、解像度が３８４０（水平画素）×２１６０（垂直画素）である４ｋテレビが市場に出てきている。４ｋテレビでは、Ｔ−ｃｏｎとＳＤ−ＩＣとの間を３Ｇｂｐｓの伝送速度で映像信号を伝送できるインターフェースが必要となる。しかし、現在、一般的に使われているシリアルインターフェースでは必要とする伝送速度を満足させることができないため、複数のシリアルインターフェースが使われることで、Ｔ−ｃｏｎとＳＤ−ＩＣとの間の伝送が行われている。例えば、２．５Ｇｂｐｓのシリアルインターフェースであれば、２系統のシリアルインターフェースが使われることで伝送が行われている。
【０００３】
そこで、少ないビット数のデータを時空間的に散らして多くのビット数と同等の階調表現を行う、ディザリングが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ディザリングにより、多くのビット数のデータが少ないビット数のデータで表現され伝送速度を遅くすることができるため、現在、一般的に使われているインターフェースで必要とする伝送速度を満足させることができる。
【０００４】
また、ディザリングを採用することにより、扱われるビット数が削減されるため、ＳＤ−ＩＣに内蔵されているＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）のビット数が小さくなり、ＳＤ−ＩＣのコストダウンを図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８４５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ディザリングされた映像において動きがない静止画の場合には問題なく所望の階調で見ることができるが、動きがある動画の場合には物体等の動きに人の目が追従するため、動いている物体等に画質の劣化が発生するという課題がある。
【０００７】
本発明は、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制する映像信号処理装置及び映像信号処理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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る映像信号処理装置は、映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍ（＜ｎ）ビットデータに変換する映像信号処理装置であって、前記ディザリングのパターンを示すパターンデータを記憶する記憶部と、前記映像信号における動き情報を取得し、取得した前記動き情報に従って前記記憶部に記憶されている前記パターンデータを変更する調整部と、前記調整部で変更された前記パターンデータを用いて前記映像信号をディザリングするディザリング部とを備える。
【０００９】
これによれば、映像信号における動き情報に従って変更されたパターンデータを用いてディザリングされるので、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制することができる。
【００１０】
また、前記パターンデータは、前記映像信号が示すフレームの画素毎に対応付けられた値であって、前記ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出すことで前記ｎビットデータから前記ｍビットデータに変換する第１変換を行うか、又は、前記ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出した値に１を加算することで前記ｎビットデータから前記ｍビットデータに変換する第２変換を行うかを決定するのに用いられる値であるディザリング値の集まりであり、前記調整部は、前記パターンデータにおいて、前記動き情報によって特定される動きがあった画素に対応する前記ディザリング値を、前記動き情報によって特定される動き量だけ移動させて上書きすることで、前記パターンデータを変更してもよい。
【００１１】
これによれば、映像信号における動き情報に従ってディザリング値が変更されたパターンデータを用いてディザリングされるので、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制することができる。
【００１２】
また、前記ディザリング部は、前記フレームの画素毎に、前記ｎビットデータの下位（ｎ−ｍ）ビットの値と、前記映像信号を構成するフレーム列における当該フレームの位置と、前記ディザリング値とに依存して、前記第１変換又は前記第２変換を行ってもよい。
【００１３】
これによれば、ｎビットデータの下位（ｎ−ｍ）ビットの値と、映像信号を構成するフレーム列におけるフレームの位置と、ディザリング値とに依存して、ディザリングすることができる。
【００１４】
また、前記ディザリング値は、０以上３６０未満の値、又は、前記値に対応する値であってもよい。
【００１５】
これによれば、ディザリング値を位相のように周期的に繰り返す値として扱うことができる。
【００１６】
また、前記ディザリング部は、２ｋの画素、及び、２ｋの連続する前記映像信号が示すフレームを単位として、ｎビットデータを（ｎ−ｋ）ビットデータに変換するディザリングをしてもよい。
【００１７】
これによれば、映像信号を空間的に２ｋの画素、時間的に２ｋの連続するフレームに散らしてディザリングすることができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る映像信号処理方法は、映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍ（＜ｎ）ビットデータに変換して表示する映像信号処理方法であって、前記映像信号における動き情報を取得し、取得した前記動き情報に従って記憶部に記憶されているディザリングのパターンを示すパターンデータを変更する調整ステップと、前記調整ステップで変更された前記パターンデータを用いて前記映像信号をディザリングするディザリングステップとを含む。
【００１９】
これによれば、映像信号における動き情報に従って変更されたパターンデータを用いてディザリングされるので、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る表示装置は、上記映像信号処理装置と前記映像信号処理装置でｎビットデータをｍビットデータに変換された映像信号を表示する表示部とを備える。
【００２１】
これによれば、映像信号における動き情報に従って変更されたパターンデータを用いてディザリングされるので、ディザリングにおける動画の画質の劣化が抑制された映像信号を表示することができる。
【００２２】
なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理をステップとする方法として実現することもできる。また、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することも、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体として実現することもできる。また、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現することもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。更に、本発明を適用した映像信号自体をそのまま記録媒体に保存してもよく、また、映像配信してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、ディザリングにより８ビットデータを６ビットデータで表現する方法を示す図である。
【図２】図２は、時間とともにディスプレイに映る物体が動いている様子を示す図である。
【図３】図３は、ディザリングにおける動画の画質の劣化を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態における表示装置の構成図である。
【図５】図５は、実施の形態における動画でのディザリングの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態におけるパターンデータを示す図である。
【図７】図７は、実施の形態における動画でのディザリングの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（本発明の基礎となった知見）
まず、物体等の動きがない静止画の映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示す８ビットデータを６ビットデータに変換する動作を説明する。なお、図１では時間的及び空間的にディザリングされるが、時間及び空間の少なくとも１つでディザリングされてもよい。
【００２６】
図１は、ディザリングにより８ビットデータを６ビットデータで表現する方法を示す図である。
【００２７】
図１では、４つの画素、及び、４つの連続するフレームを単位として、ｎビットデータを（ｎ−２）ビットデータに変換するディザリングが行われる。ここではｎ＝８として、８ビットデータを６ビットデータに変換するディザリングが行われる。
【００２８】
図１では、４つの画素が１つの単位として扱われる。ここで、４つの画素の単位を画素単位とする。例えば、解像度が１９２０×１０８０のテレビでは、９６０×５４０個の画素単位がある。また、第１フレームから第４フレームの４つの連続するフレームが１つの単位として扱われる。ここで、第１フレームから第４フレームの４つの連続するフレームをフレーム単位とする。図１では、フレーム単位の各フレームにおける１つの画素単位のパターンデータと画素値とが示されている。図１では、ディザリングのパターンを示すパターンデータは、各フレームの画素単位に対応付けられるディザリング値０及び１の集まりである。ディザリング値が０の場合、対応する画素は、８ビットデータの上位６ビットだけを取り出して６ビットデータに変換する第１変換が行われる。ディザリング値が１の場合、対応する画素は、８ビットデータの上位６ビットだけを取り出した値に１を加算して６ビットデータに変換する第２変換が行われる。図１では、パターンデータは、フレーム単位の各フレームそれぞれに決められる。時間平均した画素値は、フレーム単位の各フレームにおける画素単位の画素値を時間平均した時の画素値を示す。例えば、８ビット信号の下位２ビットが０１の場合、左上の画素は第１フレームでは画素値１３２、第２フレームでは画素値１２８、第３フレームでは画素値１２８、第４フレームでは画素値１２８となり、これらをフレーム単位で時間平均すると画素値１２９となる。右上、左下及び右下の画素も同様にフレーム単位で時間平均すると１２９となる。
【００２９】
８ビットデータでは１〜２５６までの２５６段階の画素値で階調が表現されるが、８ビットデータの上位６ビットでは４、８、１２、・・・、２５６の６４段階のみの画素値で階調が表現される。つまり、６４段階の階調表現では、例えば画素値１２８と１３２との間の１２９、１３０及び１３１の階調が表現できない。しかし、図１の時間平均した画素値に示されるように、８ビットデータで表現される１２９、１３０及び１３１の画素値が、８ビットデータの上位６ビットで表現される１２８及び１３２の画素値で表現されている。
【００３０】
図１に示される８ビット信号の下位２ビットである０１、１０及び１１はそれぞれ、１２９を２進数で表した１００００００１、１３０を２進数で表した１０００００１０、及び、１３１を２進数で表した１０００００１１の下位２ビットのことである。
【００３１】
８ビット信号の下位２ビットが０１の場合には、画素値１２９が、１２９（１００００００１）の上位６ビットだけを取り出した１２８及び上位６ビットに１を加算した１３２で表現される。具体的には、以下のようにして８ビットデータが６ビットデータで表現される。
【００３２】
第１フレームでは、左上の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位のパターンデータが決められる。このパターンデータにより、左上の画素は第２変換が行われ、その他の画素は第１変換が行われる。つまり、左上の画素の画素値は、画素値１２９から、１２９の上位６ビットに１を加算した画素値１３２に変換される。その他の画素の画素値は、画素値１２９から、１２９の上位６ビットである画素値１２８に変換される。
【００３３】
第２フレームでは、右下の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位のパターンデータが決められる。つまり、右下の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１３２に変換される。その他の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１２８に変換される。
【００３４】
第３フレームでは、右上の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位のパターンデータが決められる。つまり、右上の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１３２に変換される。その他の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１２８に変換される。
【００３５】
第４フレームでは、左下の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位のパターンデータが決められる。つまり、左下の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１３２に変換される。その他の画素の画素値は、画素値１２９から、画素値１２８に変換される。
【００３６】
そして、フレーム単位の各フレームにおける画素単位の画素値を時間平均すると、画素単位の各画素の画素値は１２９となる。このようにフレーム単位で時間平均することで、画素単位の画素値は人の目からは時間平均的に８ビットデータの画素値である１２９の階調として見られる。
【００３７】
同様に、８ビット信号の下位２ビットが１０の場合、画素値１３０が、１３０（１０００００１０）の上位６ビットである１２８及び上位６ビットに１を加算した１３２で表現される方法が示される。８ビット信号の下位２ビットが１１の場合、画素値１３１が、１３１（１０００００１１）の上位６ビットである１２８及び上位６ビットに１を加算した１３２で表現される方法が示される。このように、６ビットデータ（１２８及び１３２）で８ビットデータ（１２９〜１３１）の階調が表現される。
【００３８】
次に、物体等の動きがない静止画の映像信号をディザリングする場合と同じように、物体等の動きがある動画の映像信号をディザリングする場合の画質の劣化について説明する。
【００３９】
図２は、時間とともにディスプレイに映る物体が右に動いている様子を示す図である。例えば、１フレームに１画素の速度で物体が右に動いているとする。この物体を見ている人の視線が物体とともに動くことにより、物体は画質が劣化して見られる。ディザリングにおける物体等の動きがある動画の画質の劣化について、具体的には図３で示される。
【００４０】
図３は、ディザリングにおける動画の画質の劣化を示す図である。図３では、１フレームに１画素の速度で右に動いている物体を表示する画素のうち４つの画素に注目したときの、ディザリングにおける動画の画質の劣化の様子が示される。図３のフレーム単位の各フレームにおけるパターンデータは、図１の８ビット信号の下位２ビットが０１の場合と同じように、８ビットの画素値１２９が、６ビットの画素値１２８及び１３２で表現されるように決められる。つまり、第１フレームでは、左上の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位が並べられたパターンデータが決められる。第２フレームでは、右上の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位が並べられたパターンデータが決められる。第３フレームでは、左下の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位が並べられたパターンデータが決められる。第４フレームでは、右下の画素にディザリング値１、その他の画素にディザリング値０が対応付けられた画素単位が並べられたパターンデータが決められる。物体等の動きがない静止画の場合に、パターンデータにより決定された画素値で表示されたフレーム単位の各フレームにおける４つの画素が図３のように静止画時の視線で見られると、フレーム単位で時間平均した４つの画素は問題なく所望の階調（画素値１２９）として見られる。しかし、物体等の動きがある動画の場合に、４つの画素が図３のように動画時の視線で見られると（つまり、４つの画素を見る視線がフレーム毎に１画素ずつ右にずれると）、フレーム単位で時間平均した４つの画素のうちの左側の２つの画素は画素値１３０となり、右側の２つの画素は画素値１２８となる。つまり、人の視線からは、物体を表示する画素の階調はばらつき、画質が劣化して見られる。
【００４１】
なお、パターンデータを、物体等が１フレームに１画素の速度で右に動いても正常に見られるように変更することができるが、物体等が違う動き（例えば、１フレームに２画素の速度で右に動く、または、下に動く等）をする場合に同様の問題が発生するため、本質的な解決にはならない。
【００４２】
そこで、本発明は、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制する映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供する。
【００４３】
以下、本発明の一態様に係る映像信号処理装置及び映像信号処理方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００４４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００４５】
なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４６】
（実施の形態）
［１．表示装置の全体構成］
図４は、実施の形態における表示装置の構成図である。
【００４７】
本実施の形態における表示装置１は、画質の劣化を抑制しながら、ｎビットの映像信号をｎビットと同等の階調で表現されるｍ（＜ｎ）ビットの映像信号に変換して表示する表示装置であり、映像信号処理装置１０、動き検出部２０、フレーム記憶部３０、フレームカウンター４０及び表示部５０を備える。
【００４８】
映像信号処理装置１０は、映像信号を時空間的にディザリングすることで映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍビットデータに変換する映像信号処理装置であり、記憶部１１、調整部１２及びディザリング部１３を備える。本実施の形態では、映像信号処理装置１０は、８ビットデータを６ビットデータに変換する（ｎ＝８、ｍ＝６）。なお、本実施の形態では時間的及び空間的にディザリングされるが、時間及び空間の少なくとも１つでディザリングされてもよい。
【００４９】
記憶部１１は、ディザリングのパターンを示すパターンデータを記憶する、例えば揮発性メモリである。パターンデータは、映像信号が示すフレームの画素毎に対応付けられた値であって、第１変換又は第２変換を行うかを決定するのに用いられる値であるディザリング値の集まりである。本実施の形態におけるディザリング値については後述する。第１変換では、ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出すことでｎビットデータをｍビットデータに変換する。第２変換では、ｎビットデータの上位ｍビットだけを取り出した値に１を加算することでｎビットデータをｍビットデータに変換する。本実施の形態では、第１変換では、８ビットデータの上位６ビットだけを取り出すことで８ビットデータを６ビットデータに変換する。第２変換では、８ビットデータの上位６ビットだけを取り出した値に１を加算することで８ビットデータを６ビットデータに変換する（ｎ＝８、ｍ＝６）。
【００５０】
調整部１２は、映像信号における動き情報を後述する動き検出部２０から取得し、取得した動き情報に従って記憶部１１に記憶されているパターンデータを変更する。具体的には、調整部１２は、パターンデータにおいて、動き情報によって特定される動きがあった画素に対応するディザリング値を、動き情報によって特定される動き量だけ移動させて上書きすることで、パターンデータを変更する。本実施の形態におけるパターンデータについては後述する。
【００５１】
ディザリング部１３は、調整部１２で変更されたパターンデータを用いてｎビットの映像信号をディザリングしてｍビットの映像信号に変換する。ディザリング部１３は、フレームの画素毎に、ｎビットデータの下位（ｎ−ｍ）ビットの値と、映像信号を構成するフレーム列における現在のフレームの位置と、ディザリング値とに依存して、第１変換又は第２変換を行う。本実施の形態では、ディザリング部１３は、フレームの画素毎に、８ビットデータの下位（８−６）ビットの値と、映像信号を構成するフレーム列における現在のフレームの位置と、ディザリング値とに依存して、第１変換又は第２変換を行う（ｎ＝８、ｍ＝６）。また、ディザリング部１３は、２ｋの画素、及び、２ｋの連続するフレームを単位として、ｎビットデータを（ｎ−ｋ）ビットデータに変換するディザリングをする。本実施の形態では、ディザリング部１３は、４つの画素、及び、４つの連続するフレームを単位として、８ビットデータを６ビットデータに変換するディザリングをする（ｎ＝８、ｋ＝２）。つまり、ディザリング部１３は、少ないビット数のデータを、空間的に４つの画素、時間的に４つの連続するフレームに散らして多くのビット数と同等の階調表現を行う。本実施の形態では、４つの画素を画素単位、４つの連続するフレームをフレーム単位とする。
【００５２】
動き検出部２０は、映像信号の現在のフレームと後述するフレーム記憶部３０に記憶された現在のフレームの１つ前のフレームとの間の動き量を測定し、動き情報を生成する。
【００５３】
フレーム記憶部３０は、映像信号から動き検出部２０が動き情報を生成するために必要な前フレームを記憶する、例えば揮発性メモリである。
【００５４】
フレームカウンター４０は、映像信号を構成するフレーム列における現在のフレームの位置を判定するために、フレーム数をカウントする。本実施の形態では、現在のフレームがフレーム単位のうちのどのフレームであるかを判定するために、フレームカウンター４０は、フレーム数をカウントする。
【００５５】
表示部５０は、映像信号処理装置１０で映像信号に含まれる画素値を示すｎビットデータをｍビットデータに変換された映像信号を表示する。本実施の形態では、表示部５０は、映像信号処理装置１０で映像信号に含まれる画素値を示す８ビットデータを６ビットデータに変換された映像信号を表示する（ｎ＝８、ｍ＝６）。
【００５６】
なお、本実施の形態では、表示装置１は、映像信号処理装置１０、動き検出部２０、フレーム記憶部３０、フレームカウンター４０及び表示部５０を備えるが、これに限らない。例えば、表示装置１は、少なくとも映像信号処理装置１０及び表示部５０を備えればよい。
【００５７】
［２．動画でのディザリングの動作］
以上のように構成された本実施の形態における表示装置１について、その動作を以下に説明する。
【００５８】
図５は、実施の形態における動画でのディザリングの動作を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、動き検出部２０は、映像信号の現在のフレームと、フレーム記憶部３０に記憶された現在のフレームの１つ前のフレームとの間の動き量を測定し、動き情報を生成する（Ｓ１）。
【００６０】
次に、調整部１２は、パターンデータにおいて、動き情報によって特定される動きがあった画素に対応するディザリング値を、動き情報によって特定される動き量だけ移動させて上書きすることで、パターンデータを変更する（Ｓ２）。つまり、ディスプレイ等に映る物体が動くことにより、物体を表示している画素に対応するディザリング値は物体が動いた量に合わせて変更される。ここで、パターンデータ及びディザリング値について図６を用いて説明する。
【００６１】
図６は、実施の形態におけるパターンデータを示す図である。図６に示されるように、１つの画素は、２つのディザリング値が対応付けられる。ここで、１つの画素に対応付けられる２つのディザリング値のうち、図６に示されるように、上部のディザリング値をｘ  ｐｈａｓｅとし、下部のディザリング値をｙ  ｐｈａｓｅとする。本実施の形態では、ディザリング値であるｘ  ｐｈａｓｅ及びｙ  ｐｈａｓｅは、０以上３６０未満の値、又は、０以上３６０未満の値に対応する値である。０以上３６０未満の値は位相のように扱われ、例えば、２７０は−９０に対応する値となる。図６に示されるように、点線で囲まれて例示された４つの画素が画素単位として扱われ、画素単位が繰り返し並べられるパターンデータにおいて、ディザリング値は位相のように周期的に繰り返す値として扱われる。本実施の形態では、画素毎にｘ  ｐｈａｓｅは水平方向に０、１８０、０・・・と繰り返し、ｙ  ｐｈａｓｅは垂直方向に０、１８０、０、・・・と繰り返す。つまり、水平方向及び垂直方向の画素に１８０を加算していくことで、画素単位が繰り返し並べられるパターンデータが生成される（ｘ  ｐｈａｓｅ及びｙ  ｐｈａｓｅは位相のように扱われるので、１８０に１８０を加算すると０となる）。従って、簡単にディザリング値（ｘ  ｐｈａｓｅ及びｙ  ｐｈａｓｅ）は画素に対応付けられる。例えば、本実施の形態では、画素単位の左上の画素に、ｘ  ｐｈａｓｅ０とｙ  ｐｈａｓｅ０とが対応付けられる。画素単位の右上の画素には、ｘ  ｐｈａｓｅ１８０とｙ  ｐｈａｓｅ０とが対応付けられる。画素単位の左下の画素には、ｘ  ｐｈａｓｅ０とｙ  ｐｈａｓｅ１８０とが対応付けられる。画素単位の右下の画素には、ｘ  ｐｈａｓｅ１８０とｙ  ｐｈａｓｅ１８０とが対応付けられる。このようにして、パターンデータは決められ、記憶部１１に記憶される。次にパターンデータの変更について図７の（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
【００６２】
図７は、実施の形態における動画でのディザリングの動作を示す図である。図７の（ａ）は、４画素の大きさの物体が１フレームに１画素の速度で右に動いている様子を示す図である。動き検出部２０は、フレーム間の動き量を測定し、４画素の大きさの物体が１フレームに１画素の速度で右に動いているという動き情報を生成する。図７（ｂ）は、動き情報により変更されるパターンデータを示す図である。調整部１２は、記憶部１１に記憶された図６に示されるパターンデータにおいて、図７の（ａ）に示される動き情報によって特定される動きがあった画素に対応するディザリング値を、動き情報によって特定される動き量だけ移動させて上書きする。つまり、図７の（ｂ）に示されるように、第２フレームにおいて、第１フレームで４画素の大きさの物体を表示している画素単位に対応するディザリング値は、第１フレームから右に１画素ずれた４つの画素に対応するディザリング値を上書きする。同様に、第３フレームにおいて、画素単位に対応するディザリング値は第２フレームから右に１画素ずれた４つの画素に対応するディザリング値を上書きする。第４フレームにおいても、画素単位に対応するディザリング値は第３フレームから右に１画素ずれた４つの画素に対応するディザリング値を上書きする。このように、動きがあった４つの画素に対応するディザリング値は、常に同じディザリング値となるように、画素単位に対応するディザリング値に上書きされて変更される。また、物体が通過した後の画素に対応するディザリング値は、物体が移動してくる前のディザリング値に戻される。これにより、物体が通過したあとの画素は、物体の動きがない静止画におけるディザリングがされるようになる。なお、本実施の形態では、物体の大きさは４画素としたが、これに限らない。４画素よりも大きい、例えば１６画素の大きさの物体でもよく、１６画素の大きさの物体を表示する４個の画素単位に対応するディザリング値が移動後の各画素に対応するディザリング値を上書きすればよい。
【００６３】
次に、ディザリング部１３は、調整部１２で変更されたパターンデータを用いて８ビットの映像信号をディザリングして６ビットの映像信号に変換する（Ｓ３）。このとき、ディザリング部１３は、フレームの画素毎に、８ビットデータの下位２ビットの値と、映像信号を構成するフレーム列における現在のフレームの位置と、ディザリング値とに依存して、第１変換又は第２変換を行う。本実施の形態では、８ビットデータの下位２ビットの値は０１、１０又は１１である。また、映像信号を構成するフレーム列における現在のフレームの位置は第１フレーム〜第４フレームのいずれかである。また、ディザリング値を（ｘ  ｐｈａｓｅ，ｙ  ｐｈａｓｅ）として、ディザリング値は、図６に示されるように（０，０）、（１８０，０）、（０，１８０）又は（１８０，１８０）である。
【００６４】
８ビットデータの下位２ビットが０１であるときに、ディザリング値が以下の条件である画素は、以下のフレームで第２変換が行われる。
【００６５】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第１フレームで第２変換が行われる。
【００６６】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第２フレームで第２変換が行われる。
【００６７】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第３フレームで第２変換が行われる。
【００６８】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第４フレームで第２変換が行われる。
【００６９】
また、８ビットデータの下位２ビットが１０であるときに、ディザリング値が以下の条件である画素は、以下のフレームで第２変換が行われる。
【００７０】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第１フレーム及び第３フレームで第２変換が行われる。
【００７１】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第１フレーム及び第３フレームで第２変換が行われる。
【００７２】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第２フレーム及び第４フレームで第２変換が行われる。
【００７３】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第２フレーム及び第４フレームで第２変換が行われる。
【００７４】
また、８ビットデータの下位２ビットが１１であるときに、ディザリング値が以下の条件である画素は、以下のフレームで第２変換が行われる。
【００７５】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第２フレーム、第３フレーム及び第４フレームで第２変換が行われる。
【００７６】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第１フレーム、第２フレーム及び第４フレームで第２変換が行われる。
【００７７】
ディザリング値が９０＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦２７０、かつ、−９０（２７０）＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦９０である画素は、第１フレーム、第３フレーム及び第４フレームで第２変換が行われる。
【００７８】
ディザリング値が−９０（２７０）＜ｘ  ｐｈａｓｅ≦９０、かつ、９０＜ｙ  ｐｈａｓｅ≦２７０である画素は、第１フレーム、第２フレーム及び第３フレームで第２変換が行われる。
【００７９】
また、第１変換は、第２変換が行われないときに行われる。
【００８０】
このように、第１変換又は第２変換が行われるフレームと画素とが決められる。
【００８１】
なお、第１フレーム〜第４フレームで第２変換が行われる画素に対応するディザリング値の条件は、以上のように決められたが、これに限らない。例えば、８ビットデータの下位２ビットが０１である場合に、画素単位の各画素に対応するディザリング値は、フレーム単位のうちの１つのフレームのみで第２変換が行われるように決められてもよい。また８ビットデータの下位２ビットが１０である場合に、画素単位の各画素に対応するディザリング値は、フレーム単位のうち２つのフレームで第２変換が行われるように決められてもよい。また８ビットデータの下位２ビットが１１である場合に、画素単位の各画素に対応するディザリング値は、フレーム単位のうちの３つのフレームのみで第２変換が行われるように決められてもよい。
【００８２】
ディザリング部１３は、図７の（ｂ）に示されるように調整部１２で変更されたパターンデータを用いて、第１変換又は第２変換が行われるフレームと画素とに応じてディザリングする。
【００８３】
フレームカウンター４０は、フレーム数をカウントし、現在のフレームがフレーム単位のうちのどのフレームであるかを判定する。これにより、ディザリング部１３は、現在のフレームがフレーム単位のうちのどのフレームであるかわかり、現在のフレームに応じて画素毎に第１変換又は第２変換を行うことができる。
【００８４】
図７の（ｃ）は、ディザリングの結果を示す図である。図７の（ｄ）は時間平均したときの動いている物体の画素値を示す。本実施の形態では、８ビットデータで表現される１２９（２進数で１００００００１となり下位２ビットが０１）の画素値が、８ビットデータの上位６ビットで表現される１２８及び１３２の画素値で表現される。図７の（ｂ）に示されるように、物体の動きに応じて変更されたパターンデータによりディザリングが行われるため、図７の（ｃ）では、動いている物体を表示する画素は、図１の８ビット信号の下位２ビットが０１の場合と同じ画素値が得られる。従って、図７の（ｄ）に示されるように、物体に動きのある動画においても４つの画素は問題なく所望の階調（画素値１２９）として見られる。同様に、８ビットデータで表現される下位２ビットが１０及び１１の画素値についても、８ビットデータの上位６ビットで表現される画素値で表現される。このように、ディザリング部１３は、８ビットの映像信号をディザリングして６ビットの映像信号に変換する。
【００８５】
最後に、表示部５０は、映像信号処理装置１０で映像信号に含まれる画素値を示す８ビットデータを６ビットデータに変換された映像信号を表示する。
【００８６】
［３．効果］
このようにして、本実施の形態における表示装置１では、映像信号における動き情報に従って変更されたパターンデータを用いてディザリングが行われるので、ディザリングにおける動画の画質の劣化を抑制できる。
【００８７】
（実施の形態の変形例）
以上、本発明の映像信号処理装置及び映像信号処理方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００８８】
例えば、本実施の形態では、ディザリング部１３は、少ないビット数のデータを、空間的に４つの画素、時間的に４つの連続するフレームに散らして多くのビット数と同等の階調表現を行ったが、これに限らない。例えば、少ないビット数のデータを空間的に散らさずに、時間的にのみ散らすことで、多くのビット数と同等の階調表現が行われてもよい。また、少ないビット数のデータを空間的に４つの画素よりも多い、例えば１６個の画素に散らすことで、多くのビット数と同等の階調表現が行われてもよい。また、時間的に４つの連続するフレームよりも多い、例えば１６個の連続するフレームに散らすことで、多くのビット数と同等の階調表現が行われてもよい。
【００８９】
また、本実施の形態では、８ビットデータは、８ビットデータよりも２ビット少ない６ビットデータに変換されたが、これに限らない。例えば、８ビットデータは、８ビットデータよりも４ビット少ない（１６分の１の大きさの）４ビットデータに変換されてもよい。ここで、４ビットデータは、空間的に１６個の画素、時間的に１６個の連続するフレームに散らされてもよく、１６個の画素、及び、１６個の連続するフレームが１つの単位として扱われてもよい。例えば、１６（４×４）個の画素が画素単位として扱われる場合に、画素毎にｘ  ｐｈａｓｅは水平方向に０、９０、１８０、２７０、０、９０、・・・と繰り返し、ｙ  ｐｈａｓｅは垂直方向に０、９０、１８０、２７０、０、９０、・・・と繰り返してもよい。つまり、水平方向及び垂直方向の画素に９０を加算していくことで、画素単位が繰り返し並べられるパターンデータが生成されてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態では、８ビットデータが６ビットデータに変換されたが、これに限らない。８ビットデータより小さい、例えば６ビットデータが４ビットデータに変換されてもよく、また、８ビットデータより大きい、例えば１０ビットデータが８ビットデータに変換されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、例えばテレビやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣ、スマートフォンのディスプレイ等に利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１    表示装置
１０  映像信号処理装置
１１  記憶部
１２  調整部
１３  ディザリング部
２０  動き検出部
３０  フレーム記憶部
４０  フレームカウンター
５０  表示部
【図１】
2016071155.tif 000003
【図２】
2016071155.tif 000004
【図３】
2016071155.tif 000005
【図４】
2016071155.tif 000006
【図５】
2016071155.tif 000007
【図６】
2016071155.tif 000008
【図７】
2016071155.tif 000009