(57)【要約】【課題】階調値を補正する回路において、画質を維持しつつメモリの容量を削減する【解決手段】画像間変化検出部は、入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する。階調予測部は、過去画素の階調値から現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する。選択部は、検出結果に基づいて現在画素の階調値と予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる。帰還側圧縮部は、帰還値を非可逆圧縮する。保持部は、非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する。帰還側伸長部は、保持された画素の階調値を伸長して新たな過去画素の階調値として供給する。階調補正部は、入力画素の階調値と過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により入力画素の階調値を補正して出力する。【選択図】図２
2017041740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部と
を具備する補正回路。
【請求項２】
前記選択部は、前記現在画像データと前記過去画像データとの間に変化が無いと連続して検出された検出回数が所定回数を超える場合には前記現在画素の階調値を選択し、前記検出回数が前記所定回数を超えない場合には前記予測値を選択する
請求項１記載の補正回路。
【請求項３】
前記画像間変化検出部は、前記現在画素の階調値と前記現在画素に対応する前記過去画素の階調値との差分絶対値の合計が所定の閾値を超えるか否かにより前記現在画像データと前記過去画像データとの間の変化の有無を検出する
請求項１記載の補正回路。
【請求項４】
前記現在画素の階調値を非可逆圧縮する入力側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された前記現在画素の階調値を伸長して前記画像間変化検出部と前記階調予測部と前記階調補正部とに供給する入力側伸長部と
をさらに具備する請求項１記載の補正回路。
【請求項５】
前記階調補正部は、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに前記現在画素の補正後の階調値である出力値を対応付けて保持する階調補正テーブルと、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記出力値を前記階調補正テーブルから読み出して出力する出力値読出し部と
を備える請求項１記載の補正回路。
【請求項６】
前記階調補正テーブルは、前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに前記出力値を対応付けて保持し、
前記出力値読出し部は、前記現在画素および前記過去画素の少なくとも一方の階調値が前記特定の代表値に該当しない場合には前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記出力値を前記保持された出力値に基づいて補間する請求項５記載の補正回路。
【請求項７】
前記階調予測部は、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに前記予測値を対応付けて保持する階調予測テーブルと、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記予測値を前記階調予測テーブルから読み出して出力する予測値読出し部と
を備える請求項１記載の補正回路。
【請求項８】
前記階調予測テーブルは、前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに前記予測値を対応付けて保持し、
前記予測値読出し部は、前記現在画素および前記過去画素の少なくとも一方の階調値が前記特定の代表値に該当しない場合には前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記予測値を前記保持された出力値に基づいて補間する請求項７記載の補正回路。
【請求項９】
前記現在画素の階調値と前記過去画素の階調値との間の変化の有無を検出して検出結果を生成する画素間変化検出部をさらに具備し、
前記選択部は、前記画像間変化検出部および前記画素間変化検出部の両方の前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択する
請求項１記載の補正回路。
【請求項１０】
入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部と、
前記現在画像データを表示する表示部と、
前記補正された階調値に応じた電圧により表示部を駆動させるドライバと
を具備する表示装置。
【請求項１１】
入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出手順と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測手順と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択手順と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮手順と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持手順と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長手順と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正手順と
を具備する補正回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、補正回路、表示装置、および、補正回路の制御方法に関する。詳しくは、画素の階調値を補正する補正回路、表示装置、および、補正回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶分子の配列を電圧により制御して輝度を変化させる液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置では、画素データの階調の変化に応答して液晶分子の配列が変化するまでに若干の時間を要する。この時間は、応答時間または応答速度と呼ばれる。液晶表示装置では、この応答速度を速くする目的で、ドライバの前段にオーバードライブ回路が設けられることが多い。このオーバードライブ回路は、動画において時間の経過とともに階調値が変化する際に階調値を補正して、補正前の階調値に対応する電圧よりも高い（または低い）電圧をドライバに印加させる回路である。例えば、あるフレームの画素の階調値Ｐ_nowが前のフレームの階調値Ｐ_pastより大きい場合に、オーバードライブ回路は、その階調値Ｐ_nowを補正して、補正前の階調値Ｐ_nowに対応する電圧より高い電圧を印加させる。逆に、階調値Ｐ_nowが前のフレームより小さい場合には、その階調値Ｐ_nowに対応する電圧より低い電圧が印加される。液晶分子の配列が変化するまでの時間（応答速度）は、印加する電圧の高さに依存するため、補正前と比較して高い（または低い）電圧の印加により、補正しない場合よりも応答速度が短くなる。
【０００３】
上述のオーバードライブ回路に、フレームメモリ、ＯＤ（Over Drive）処理部および予測値処理部を設けた液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このオーバードライブ回路において、予測値処理部は、現在の階調値と、フレームメモリに保持させた過去の階調値とから、階調値の補正により変化する液晶表示装置の実際の輝度を予測して、その予測値をフレームメモリに帰還させる。また、ＯＤ処理部は、現在の階調値Ｐ_nowと、フレームメモリ内の過去の階調値Ｐ_pastとの差分が大きいほど、大きな補正量により階調値Ｐ_nowを補正する。この補正により、補正前の階調値Ｐ_nowに対応する電圧よりも高い（または低い）電圧が印加され、応答速度が速くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４０９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、フレームメモリの容量を削減することが困難である。フレームメモリの容量を削減するには、フレームメモリの前段に非可逆圧縮を行う圧縮部を設け、後段に伸長を行う伸長部を設ける方法がある。ただし、この方法では、非可逆圧縮の際に生じる量子化誤差により予測値に誤差が生じ、その誤差がさらにフレームメモリにフィードバックされて、時間の経過とともに誤差が大きくなってしまう。その結果、画質が低下するおそれがある。また、画像データの解像度を低下させる方法もあるが、この方法でも、画質が低下してしまう。このように、画質を維持しつつ、フレームメモリの容量を削減することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、階調値を補正する回路において、画質を維持しつつメモリの容量を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、上記過去画素の階調値から上記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、上記検出結果に基づいて上記現在画素の階調値と上記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、上記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、上記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、上記保持された画素の階調値を伸長して新たな上記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、上記入力画素の階調値と上記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により上記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部とを具備する補正回路、および、その制御方法である。これにより、現在画像データおよび過去画像データの間の変化の有無に基づいて現在画素の階調値と予測値とのいずれかが選択されるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記選択部は、上記現在画像データと上記過去画像データとの間に変化が無いと連続して検出された検出回数が所定回数を超える場合には上記現在画素の階調値を選択し、上記検出回数が上記所定回数を超えない場合には上記予測値を選択してもよい。これにより、現在画像データと過去画像データとの間に変化が無いと連続して検出された検出回数が所定回数を超える場合に現在画素の階調値が選択されるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記画像間変化検出部は、上記現在画素の階調値と上記現在画素に対応する上記過去画素の階調値との差分絶対値の合計が所定の閾値を超えるか否かにより上記現在画像データと上記過去画像データとの間の変化の有無を検出してもよい。これにより、差分絶対値の合計が所定の閾値を超えるか否かにより現在画像データと過去画像データとの間の変化の有無が検出されるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記現在画素の階調値を非可逆圧縮する入力側圧縮部と、上記非可逆圧縮された上記現在画素の階調値を伸長して上記画像間変化検出部と上記階調予測部と上記階調補正部とに供給する入力側伸長部とをさらに具備してもよい。これにより、現在画素の階調値が非可逆圧縮および伸長されるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記階調補正部は、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに上記現在画素の補正後の階調値である出力値を対応付けて保持する階調補正テーブルと、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する上記出力値を上記階調補正テーブルから読み出して出力する出力値読出し部とを備えてもよい。これにより、記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する出力値が階調補正テーブルから読み出されるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記階調補正テーブルは、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに上記出力値を対応付けて保持し、上記出力値読出し部は、上記現在画素および上記過去画素の少なくとも一方の階調値が上記特定の代表値に該当しない場合には上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する上記出力値を上記保持された出力値に基づいて補間してもよい。これにより、現在画素および過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する出力値が、保持された出力値に基づいて補間されるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記階調予測部は、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに上記予測値を対応付けて保持する階調予測テーブルと、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する上記予測値を上記階調予測テーブルから読み出して出力する予測値読出し部とを備えてもよい。これにより、現在画素および過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する予測値が階調予測テーブルから読み出されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記階調予測テーブルは、上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに上記予測値を対応付けて保持し、上記予測値読出し部は、上記現在画素および上記過去画素の少なくとも一方の階調値が上記特定の代表値に該当しない場合には上記現在画素および上記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する上記予測値を上記保持された出力値に基づいて補間してもよい。これにより、現在画素および過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する予測値が、保持された予測値に基づいて補間されるという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、上記現在画素の階調値と上記過去画素の階調値との間の変化の有無を検出して検出結果を生成する画素間変化検出部をさらに具備し、上記選択部は、上記画像間変化検出部および上記画素間変化検出部の両方の上記検出結果に基づいて上記現在画素の階調値と上記予測値とのいずれかを選択してもよい。これにより、画像間変化検出部および画素間変化検出部の両方の検出結果に基づいて現在画素の階調値と予測値とのいずれかが選択されるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本技術の第２の側面は、入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、上記過去画素の階調値から上記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、上記検出結果に基づいて上記現在画素の階調値と上記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、上記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、上記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、上記保持された画素の階調値を伸長して新たな上記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、上記入力画素の階調値と上記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により上記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部と、上記現在画像データを表示する表示部と、上記補正された階調値に応じた電圧により表示部を駆動させるドライバとを具備する表示装置である。これにより、現在画像データおよび過去画像データの間の変化の有無に基づいて現在画素の階調値と予測値とのいずれかが選択されるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１７】
本技術によれば、階調値を補正する回路において、画質を維持しつつメモリの容量を削減することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態における画像表示システムの全体図の一例である。
【図２】第１の実施の形態におけるオーバードライブ回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態における階調補正部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態におけるオーバードライブテーブルの一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における階調予測部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態における階調予測テーブルの一例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態における切替制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図８】第１の実施の形態における予測値の生成方法を説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態における出力値の生成方法を説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態における階調値および輝度の変動の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】比較例における階調値および輝度の変動の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】第１の実施の形態における液晶表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第１の実施の形態における階調補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施の形態における比較例の画像データの一例を示す図である。
【図１５】第１の実施の形態の変形例におけるオーバードライブ回路の一構成例を示すブロック図である。
【図１６】第２の実施の形態における画像表示システムの全体図の一例である。
【図１７】第２の実施の形態におけるフレーム補間前後の動画データの一例を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態における画像間変化検出部の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（現在画素の階調値と予測値とのいずれかを選択する例）
２．第２の実施の形態（画像間に変化が無いと連続して判定された回数に基づいて現在画素の階調値と予測値とのいずれかを選択する例）
【００２０】
＜１．第１の実施の形態＞
［画像表示システムの構成例］
図１は、第１の実施の形態における画像表示システムの全体図の一例である。この画像表示システムは、再生機器１００および液晶表示装置２００を備える。
【００２１】
再生機器１００は、動画データを再生するものである。この動画データは、複数の画像データ（フレーム）を時系列順に含む。また、画像データのそれぞれは、二次元格子状に配列された複数の画素データを含む。そして、画素データのそれぞれは、例えば、画素の階調値を示すデータと色差情報とを含む。階調値は、例えば、「０」から「１０２３」までのいずれかの値であり、１０ビットのデータにより表される。再生機器１００は、垂直同期信号とともに画像データのそれぞれを順に、信号線１０９を介して液晶表示装置２００へ供給する。
【００２２】
液晶表示装置２００は、垂直同期信号に同期して画像データを表示するものである。この液晶表示装置２００は、オーバードライブ回路３００、タイミング制御回路２１０、ドライバ２２０および液晶パネル２３０を備える。なお、液晶表示装置２００は、特許請求の範囲に記載の表示装置の一例である。
【００２３】
オーバードライブ回路３００は、画素データのそれぞれについて階調値を補正する処理をオーバードライブ処理として行うものである。このオーバードライブ回路３００は、補正後の画素データのそれぞれを順にタイミング制御回路２１０に供給する。なお、オーバードライブ回路３００は、特許請求の範囲に記載の補正回路の一例である。
【００２４】
タイミング制御回路２１０は、垂直同期信号に同期してドライバ２２０を制御するものである。
【００２５】
ドライバ２２０は、タイミング制御回路２１０の制御に従って、補正後の階調値に応じた駆動電圧を印加して液晶パネル２３０を駆動するものである。
【００２６】
液晶パネル２３０は、画像データを表示するものである。この液晶パネル２３０は、二次元格子状に配列された複数の画素（不図示）を備える。画素のそれぞれには、その画素の補正後の階調値に応じた駆動電圧がドライバ２２０により印加される。この駆動電圧により、画素内の液晶分子の配列が変化する。この配列の変化によりバックライト光の透過率が変わり、画素の輝度が階調値に応じた値に制御される。なお、液晶パネル２３０は、特許請求の範囲に記載の表示部の一例である。
【００２７】
ここで、画素データの階調値が変化した際に、その変化に応じて液晶パネル２３０の対応する画素の明るさ（輝度）が切り替わるまでの時間は、一般に応答速度と呼ばれる。応答速度の単位は、例えば、ミリ秒（ｍｓ）である。オーバードライブ回路３００がオーバードライブ処理を行うことにより、オーバードライブ処理を行わない場合よりも応答速度を速くすることができる。
【００２８】
また、駆動電圧は、例えば、階調値が大きいほど高い値に制御されるものとする。具体的には、ある座標の画素データの階調値が「０」から「１００」などに変化した場合、オーバードライブ回路３００が、その階調値を、より大きな値（「１２０」など）に補正する。そして、ドライバ２２０は、その座標の駆動電圧を階調値「０」に対応するＶ０から、「１２０」に対応するＶ１２０に高くする。この駆動電圧Ｖ１２０は、補正前の階調値「１００」に対応する駆動電圧Ｖ１００よりも高い。このように、階調値を「０」から「１００」などに大きくする際には、オーバードライブ回路３００が階調値をより大きな値（「１２０」など）に補正して、駆動電圧を高くすることにより応答速度を速くすることができる。逆に階調値を小さくする際には、オーバードライブ回路３００が階調値をより小さな値に補正して、駆動電圧を低くすることにより、応答速度を速くすることができる。
【００２９】
［オーバードライブ回路の構成例］
図２は、第１の実施の形態におけるオーバードライブ回路３００の一構成例を示すブロック図である。このオーバードライブ回路３００は、圧縮部３１１および３１２と、伸長部３２１および３２２と、フレームメモリ３３０と、階調補正部３４０と、階調予測部３５０と、セレクタ３６０と、切替制御部３７０とを備える。
【００３０】
圧縮部３１１は、再生機器１００から入力された画素データを順に非可逆圧縮するものである。非可逆圧縮では、可逆圧縮を行う場合よりも高い圧縮率で画素データを圧縮することができる。可逆圧縮の圧縮率は、例えば、最大で１／２程度であるが、非可逆圧縮では、それよりも圧縮率を高くすることができる。このため、可逆圧縮を行う場合よりも、フレームメモリ３３０の容量を小さくすることができる。入力された画素データを以下、「現在画素データ」と称し、二次元格子状に配列された複数の現在画素データからなる画像データを以下、「現在画像データ」と称する。この現在画素データは、階調値Ｐ_nowを含む。圧縮部３１１は、例えば、離散コサイン変換を行う圧縮アルゴリズムにより現在画素データを非可逆圧縮する。離散コサイン変換では、一定サイズ（８画素×８画素など）のブロックごとに演算が行われる。このため、そのブロックのサイズに応じたライン数のデータを保持するラインバッファが圧縮部３１１内に設けられる。８画素×８画素のブロックごとの演算を行う際は、例えば、少なくとも８ラインのデータを保持するラインバッファが設けられる。圧縮部３１１は、圧縮後の現在画素データのそれぞれを伸長部３２１に供給する。
【００３１】
なお、圧縮部３１１は、離散コサイン変換以外の方式の非可逆圧縮を行ってもよい。また、圧縮部３１１は、非可逆圧縮に加え、エントロピー符号化や算術符号化などの可逆圧縮を行ってもよい。また、圧縮部３１１は、特許請求の範囲に記載の入力側圧縮部の一例である。
【００３２】
伸長部３２１は、圧縮アルゴリズムに対応する伸長アルゴリズムにより、圧縮された現在画素データのそれぞれを順に伸長するものである。例えば、現在画素データは逆離散コサイン変換により伸長される。伸長部３２１は、伸長した現在画素データのそれぞれを順に階調補正部３４０、階調予測部３５０、セレクタ３６０および切替制御部３７０に供給する。この伸長後の現在画素データは、伸長値Ｐ_nowdを含む。なお、伸長部３２１は、特許請求の範囲に記載の入力側伸長部の一例である。
【００３３】
圧縮部３１１では非可逆圧縮を行ったため、伸長部３２１で伸長した後の階調値Ｐ_nowdは、非可逆圧縮前の階調値Ｐ_nowと異なる値になることがある。このように非可逆圧縮により生じた誤差は、量子化誤差と呼ばれる。ここで、仮に圧縮部３１１が可逆圧縮を行う構成にすると、量子化誤差が生じなくなるものの、非可逆圧縮の場合よりも圧縮率を高くすることができず、フレームメモリ３３０の容量を十分に小さくすることができない。
【００３４】
圧縮部３１２は、セレクタ３６０から帰還した画素データのそれぞれを順に、圧縮部３１１と同様の圧縮アルゴリズム（離散コサイン変換など）を使用して非可逆圧縮するものである。この圧縮部３１２は、圧縮後の画素データをフレームメモリ３３０に保持させる。なお、圧縮部３１２は、特許請求の範囲に記載の帰還側圧縮部の一例である。
【００３５】
フレームメモリ３３０は、圧縮された画素データからなる画像データ（フレーム）を圧縮過去画像データとして保持するものである。なお、フレームメモリ３３０は、特許請求の範囲に記載の保持部の一例である。
【００３６】
伸長部３２２は、フレームメモリ３３０に保持された画素データのそれぞれを順に、逆離散コサイン変換などにより伸長するものである。この伸長部３２２は、伸長した画素データを階調補正部３４０、階調予測部３５０および切替制御部３７０に供給する。この伸長後の階調画素データを以下、「過去画素データ」と称し、二次元格子状に配列された複数の過去画素データからなる画像データを以下、「過去画像データ」と称する。この過去画素データは、階調値Ｐ_pastを含む。なお、伸長部３２２は、特許請求の範囲に記載の帰還側伸長部の一例である。
【００３７】
階調補正部３４０は、現在画素データのそれぞれの階調値Ｐ_nowdを順に補正するものである。この階調補正部３４０は、現在画素データの階調値Ｐ_nowdと、その現在画素データに対応する過去画素データの階調値Ｐ_pastとの差が大きいほど大きな補正量により階調値Ｐ_nowdを補正する。そして、階調補正部３４０は、補正後の画素データのそれぞれを順にタイミング制御回路２１０に出力する。この補正後の画素データは、出力値Ｐ_outを階調値として含む。
【００３８】
階調予測部３５０は、過去画素データの階調値Ｐ_pastから、現在画素データの階調値Ｐ_nowdまでのいずれかの値を予測値Ｐ_preとして生成するものである。例えば、階調予測部３５０は、階調値Ｐ_pastおよび階調値Ｐ_nowdの差が小さいほど、階調値Ｐ_nowdに近い値を予測値Ｐ_preとして生成する。この予測値Ｐ_preは、出力値Ｐ_outに応じた駆動電圧により変化した液晶パネル２３０の輝度（階調値）を予測したものである。階調予測部３５０は、予測値Ｐ_preを含む画素データをセレクタ３６０に供給する。
【００３９】
切替制御部３７０は、現在画像データおよび過去画像データの画像間の変化の有無と、現在画素データおよび過去画素データの画素間の変化の有無とに基づいて選択信号ＳＥＬを生成するものである。この切替制御部３７０は、画像間に変化が無い場合、または、画素間に変化が無い場合に選択信号ＳＥＬを例えば、ハイレベルに設定し、それ以外の場合にローレベルに設定する。切替制御部３７０は、生成した選択信号ＳＥＬをセレクタ３６０に供給する。
【００４０】
セレクタ３６０は、選択信号ＳＥＬに従って、現在画素データの階調値Ｐ_nowdと、予測値Ｐ_preとのいずれかを選択するものである。このセレクタ３６０は、選択信号ＳＥＬがハイレベルである（すなわち、変化が無い）場合に階調値Ｐ_nowdを選択し、選択信号ＳＥＬがローレベルである（すなわち、変化がある）場合に予測値Ｐ_preを選択する。そして、セレクタ３６０は、選択した値を帰還値Ｐ_fbとして、その帰還値Ｐ_fbを含む画素データのそれぞれを順に圧縮部３１２に帰還させる。なお、セレクタ３６０は、特許請求の範囲に記載の選択部の一例である。
【００４１】
上述のように、フレームメモリ３３０の前段に圧縮部３１２を設け、後段に伸長部３２２を設けることにより、それらを設けない場合と比較してフレームメモリ３３０の容量を削減することができる。また、フレームメモリ３３０と圧縮部３１２および伸長部３２２との間の経路のバンド幅を削減することができる。例えば、容量およびバンド幅を、圧縮しない場合と比較して１／３にまで削減することができる。これにより、オーバードライブ回路３００の回路規模やコストを削減することができる。ただし、フレームメモリ３３０の前段の圧縮部３１２は、非可逆圧縮を行うため、量子化誤差が生じることがある。この量子化誤差により、予測値Ｐ_preにも誤差が生じる。
【００４２】
ここで、略同一の画像データが連続して入力される場合を想定すると、この場合は階調値に変化が無いため、階調値を補正するオーバードライブ処理を行う必要は無い。ところが、この場合において、仮にセレクタ３６０が予測値Ｐ_preの方を帰還させると、誤差がフィードバックされて蓄積し、階調値Ｐ_nowdと階調値Ｐ_pastとの差が大きくなってしまう。この結果、不要なオーバードライブ処理が行われて画質が劣化するおそれがある。このように、セレクタ３６０が予測値Ｐ_preの方を帰還させる際には、無限長の時間に亘ってデータがオーバードライブ回路３００内で使いまわされる。このような回路は、無限インパルス応答（ＩＩＲ：Infinite impulse response）フィルタとも呼ばれる。
【００４３】
このように予測値Ｐ_preを帰還させると誤差が蓄積するため、セレクタ３６０は、現在画像データおよび過去画像データが略同一の際に、予測値Ｐ_preでなく階調値Ｐ_nowdの方を帰還させる。このため、予測値Ｐ_preの誤差がフィードバックされなくなり、不要なオーバードライブ処理を抑制して、画質の劣化を防止することができる。
【００４４】
［階調補正部の構成例］
図３は、第１の実施の形態における階調補正部３４０の一構成例を示すブロック図である。この階調補正部３４０は、出力値補間部３４１およびオーバードライブテーブル３４２を備える。
【００４５】
オーバードライブテーブル３４２は、現在画素データおよび過去画素データのそれぞれの代表値の組合せごとに、出力値Ｐ_outを対応付けて保持するものである。オーバードライブテーブル３４２は、入力された現在画素データＰ_nowdおよび過去画素データＰ_pastの組合せに対応する出力値Ｐ_outを出力値補間部３４１に供給する。ここで、代表値は、階調値の取りうる範囲内の一部の階調値である。例えば、階調値が、「０」から「１０２３」までの範囲の値である場合に、その範囲内において「０」、「３２」および「６４」などの２０個の階調値が代表値として用いられる。なお、オーバードライブテーブル３４２は、特許請求の範囲に記載の階調補正テーブルの一例である。
【００４６】
出力値補間部３４１は、出力値Ｐ_outをオーバードライブテーブル３４２から読み出し、必要に応じて補間処理を行うものである。この出力値補間部３４１は、現在画素データの階調値Ｐ_nowdと過去画素データの階調値Ｐ_pastとの両方が代表値に該当する場合に、それらの組合せに対応する出力値Ｐ_outをオーバードライブテーブル３４２から読み出す。
【００４７】
一方、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastの少なくとも一方が代表値でない場合に出力値補間部３４１は、それらに隣接する代表値の組合せに対応する出力値Ｐ_outをオーバードライブテーブル３４２から読み出す。そして、出力値補間部３４１は、読み出した値から、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastに対応する出力値Ｐ_outを線形補間などにより求める。出力値補間部３４１は、求めた出力値Ｐ_outを含む画素データのそれぞれを順にタイミング制御回路２１０に供給する。なお、出力値補間部３４１は、特許請求の範囲に記載の出力値読出し部の一例である。
【００４８】
図４は、第１の実施の形態におけるオーバードライブテーブル３４２の一例を示す図である。このオーバードライブテーブル３４２は、現在画素データおよび過去画素データのそれぞれの代表値の組合せごとに、出力値Ｐ_outを対応付けて保持する。出力値Ｐ_outは、現在画素データの階調値と過去画素データの階調値との差が大きいほど大きな補正量により補正された階調値である。例えば、過去画素データおよび現在画素データの階調値がいずれも「４４８」（代表値）である場合、補正は行われず、「４４８」がそのまま出力値Ｐ_outとして出力される。また、過去画素データの階調値Ｐ_pastが「４４８」で、現在画素データの階調値Ｐ_nowdが「６４０」（代表値）である場合、階調値を増加させる補正が行われ、「８０４」が出力値Ｐ_outとして出力される。
【００４９】
また、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastの少なくとも一方が代表値でない場合には、補間により出力値が求められる。例えば、代表値でない階調値Ｐ_nowd_inおよび階調値Ｐ_past_inが階調補正部３４０に入力されたものとする。ここで、階調値Ｐ_nowd_inに隣接する２つの代表値をＰ_nowd_ＬおよびＰ_nowd_Ｈとし、階調値Ｐ_past_inに隣接する２つの代表値をＰ_past_ＬおよびＰ_past_Ｈとする。ここで、Ｐ_nowd_Ｈは、Ｐ_nowd_Ｌより大きく、Ｐ_past_Ｈは、Ｐ_past_Ｌより大きいものとする。
【００５０】
出力値補間部３４１は、代表値Ｐ_past_ＬおよびＰ_nowd_Ｌに対応する出力値Ｐ_out_ＬＬと、代表値Ｐ_past_ＬおよびＰ_now_Ｈに対応する出力値Ｐ_out_ＬＨとをオーバードライブテーブル３４２から読み出す。また、出力値補間部３４１は、代表値Ｐ_past_ＨおよびＰ_nowd_Ｌに対応する出力値Ｐ_out_ＨＬと、代表値Ｐ_past_ＨおよびＰ_nowd_Ｈに対応する出力値Ｐ_out_ＨＨとをオーバードライブテーブル３４２から読み出す。また、出力値補間部３４１は、次の式によりｐ、ｑ、ｒおよびｓの値を求める。
ｐ＝Ｐ_past_in−Ｐ_past_Ｌ
ｑ＝Ｐ_past_Ｈ−Ｐ_past_in
ｒ＝Ｐ_nowd_in−Ｐ_nowd_Ｌ
ｓ＝Ｐ_nowd_Ｈ−Ｐ_nowd_in
【００５１】
そして、出力値補間部３４１は、読み出した出力値とｐ、ｑ、ｒおよびｓとに基づいて次の一次式により、階調値Ｐ_nowd_inおよび階調値Ｐ_past_inに対応するＰ_outを算出する。このように一次式を用いた補間は、線形補間と呼ばれる。
Ｐ_out＝Ｐ_out_Ｍ×｛ｓ／（ｒ＋ｓ）｝＋Ｐ_out_Ｎ×｛ｒ／（ｒ＋ｓ）｝  …式１
Ｐ_out_Ｍ＝Ｐ_out_ＬＬ×｛ｑ／（ｐ＋ｑ）｝
＋Ｐ_out_ＨＬ×｛ｐ／（ｐ＋ｑ）｝                    ・・・式２
Ｐ_out_Ｎ＝Ｐ_out_ＬＨ×｛ｑ／（ｐ＋ｑ）｝
＋Ｐ_out_ＨＨ×｛ｐ／（ｐ＋ｑ）｝                    ・・・式３
【００５２】
なお、出力値補間部３４１は、式１から式３までに例示した線形補間以外の補間を行ってもよい。例えば、ラグランジュ補間やスプライン補間を用いてもよい。
【００５３】
また、オーバードライブテーブル３４２は、階調値のうち代表値の組合せについてのみ出力値を保持しているが、階調値の全ての組合せについて出力値を保持してもよい。この場合にはオーバードライブテーブル３４２のテーブルサイズが大きくなってしまうが、補間を行う必要がなくなる。
【００５４】
また、階調補正部３４０は、オーバードライブテーブル３４２から出力値を読み出しているが、所定の関数を用いて出力値を算出してもよい。この場合には、例えば、次の式が用いられる。
Ｐ_out＝Ｐ_nowd＋ｆ１（Ｐ_nowd−Ｐ_past）
【００５５】
上式において、ｆ１（）は、Ｐ_nowd−Ｐ_pastの絶対値が大きいほど、絶対値が大きな戻り値を補正量として返す関数である。ｆ１（）の戻り値の符号は、Ｐ_nowd−Ｐ_pastの符号と同じであるものとする。また、出力値Ｐ_outは、「０」〜「１０２３」などの一定の範囲内に制限される。例えば、「１０２４」が算出されると、オーバーフロー処理により「１０２３」がＰ_outとして出力される。
【００５６】
図５は、第１の実施の形態における階調予測部３５０の一構成例を示すブロック図である。この階調予測部３５０は、予測値補間部３５１および階調予測テーブル３５２を備える。
【００５７】
階調予測テーブル３５２は、現在画素データおよび過去画素データのそれぞれの代表値の組合せごとに、出力値Ｐ_outを対応付けて保持するものである。階調予測テーブル３５２は、入力された現在画素データＰ_nowdおよび過去画素データＰ_pastの組合せに対応する出力値Ｐ_outを予測値補間部３５１に供給する。
【００５８】
予測値補間部３５１は、予測値Ｐ_preを階調予測テーブル３５２から読み出し、必要に応じて補間処理を行うものである。予測値補間部３５１は、求めた予測値Ｐ_preを含む画素データのそれぞれを順にセレクタ３６０に供給する。なお、予測値補間部３５１は、特許請求の範囲に記載の予測値読出し部の一例である。
【００５９】
図６は、第１の実施の形態における階調予測テーブル３５２の一例を示す図である。この階調予測テーブル３５２は、現在画素データおよび過去画素データのそれぞれの代表値の組合せごとに、予測値Ｐ_preを対応付けて保持する。予測値Ｐ_preは、現在画素データの階調値と過去画素データの階調値との差が大きいほど、現在画素データの階調値に近い値である。例えば、過去画素データの階調値Ｐ_pastが「６４」（代表値）で、現在画素データの階調値Ｐ_nowdが「９６」（代表値）である場合、それらの間の「９４」が予測値Ｐ_preとして出力される。また、過去画素データおよび現在画素データの階調値がいずれも「６４」である場合、現在画素データの階調値「６４」がそのまま予測値Ｐ_preとして出力される。
【００６０】
また、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastの少なくとも一方が代表値でない場合には、線形補間などにより予測値が求められる。なお、予測値補間部３５１は、線形補間以外の補間を行ってもよい。例えば、ラグランジュ補間やスプライン補間を用いてもよい。
【００６１】
また、階調予測テーブル３５２は、階調値のうち代表値の組合せについてのみ出力値を保持しているが、階調値の全ての組合せについて出力値を保持してもよい。
【００６２】
また、階調予測部３５０は、階調予測テーブル３５２から出力値を読み出しているが、所定の関数を用いて予測値を算出してもよい。この場合には、例えば、次の式が用いられる。
Ｐ_pre＝Ｐ_nowd−ｆ２（Ｐ_nowd−Ｐ_past）
【００６３】
上式において、ｆ２（）は、Ｐ_nowd−Ｐ_pastの絶対値が大きいほど、絶対値が大きな戻り値を返す関数である。ｆ２（）の戻り値の符号は、Ｐ_nowd−Ｐ_pastの符号と同じものとする。また、予測値Ｐ_preは、「０」〜「１０２３」などの一定の範囲内に制限される。
【００６４】
［切替制御部の構成例］
図７は、第１の実施の形態における切替制御部３７０の一構成例を示すブロック図である。この切替制御部３７０は、画像間変化検出部３８０、画素間変化検出部３９０およびＡＮＤゲート３７１を備える。
【００６５】
画像間変化検出部３８０は、現在画像データと過去画像データとの間の変化の有無を検出するものである。この画像間変化検出部３８０は、差分絶対値和演算部３８１および差分絶対値和閾値判定部３８２を備える。
【００６６】
差分絶対値和演算部３８１は、例えば、次の式を使用して、画像データ内の全ての画素について、階調値Ｐ_nowdと、対応する階調値Ｐ_pastとの差分絶対値の和ＳＡＤを演算するものである。この差分絶対値和演算部３８１は、演算した差分絶対値和ＳＡＤを差分絶対値和閾値判定部３８２に供給する。
【数１】
2017041740.tif 000003
上式において、ｋは、画像データにおいて画素データが入力される順番を示す「０」から「Ｋ」までの整数である。Ｋは、画像データの総画素数である。また、Ｐ_nowd_kは、現在画像データにおいてｋ番目に入力される現在画素データの階調値である。Ｐ_past_kは、過去画像データ内のｋ番目の過去画素データの階調値である。
【００６７】
差分絶対値和閾値判定部３８２は、差分絶対値和ＳＡＤが所定の閾値Ｔｈ_fを超えるか否かにより、現在画像データと過去画像データとの間の変化の有無を検出するものである。この差分絶対値和閾値判定部３８２は、差分絶対値和ＳＡＤが閾値Ｔｈ_fを超える場合に、変化があることを示すローレベルの検出結果をＡＮＤゲート３７１に供給する。一方、差分絶対値和ＳＡＤが閾値Ｔｈ_f以下の場合に、差分絶対値和閾値判定部３８２は、変化が無いことを示すハイレベルの検出結果を１フレームの期間に亘ってＡＮＤゲート３７１に供給する。
【００６８】
なお、画像間変化検出部３８０は、差分絶対値和が閾値を超えるか否かにより画像間の変化の有無を判定しているが、この構成に限定されない。例えば、画像間変化検出部３８０は、差分絶対値の平均値が閾値を超えるか否かにより、画像間の変化の有無を判定してもよい。
【００６９】
画素間変化検出部３９０は、現在画素データと過去画素データとの間の変化の有無を検出するものである。この画素間変化検出部３９０は、差分絶対値演算部３９１および差分絶対値閾値判定部３９２を備える。
【００７０】
差分絶対値演算部３９１は、現在画素データの階調値Ｐ_nowdと過去画素データの階調値Ｐ_pastとの差分絶対値ＡＢＳを演算するものである。この差分絶対値演算部３９１は、演算した差分絶対値ＡＢＳを差分絶対値閾値判定部３９２に供給する。
【００７１】
差分絶対値閾値判定部３９２は、差分絶対値ＡＢＳが所定の閾値Ｔｈ_ｐを超えるか否かにより、現在画素データと過去画素データとの間の変化の有無を検出するものである。この差分絶対値閾値判定部３９２は、差分絶対値ＡＢＳが閾値Ｔｈ_ｐを超える場合に、変化があることを示すローレベルの検出結果をＡＮＤゲート３７１に供給する。一方、差分絶対値和ＡＢＳが閾値Ｔｈ_ｐ以下の場合に、差分絶対値閾値判定部３９２は、変化が無いことを示すハイレベルの検出結果をＡＮＤゲート３７１に供給する。
【００７２】
なお、切替制御部３７０に画素間変化検出部３９０を設けているが、この画素間変化検出部３９０を設けない構成としてもよい。この場合にはＡＮＤゲート３７１は不要である。ただし、画素間変化検出部３９０を設けない構成では、予測値Ｐ_preが現在画素データの階調値Ｐ_nowdと略同一の値に収束するまでの時間が長くなるおそれがある。このため、画素間変化検出部３９０を設けることが望ましい。
【００７３】
ＡＮＤゲート３７１は、画像間変化検出部３８０および画素間変化検出部３９０のそれぞれからの検出結果の論理積を演算し、選択信号ＳＥＬとしてセレクタ３６０に出力するものである。
【００７４】
図８は、第１の実施の形態における予測値の生成方法を説明するための図である。同図における縦軸は階調値を示し、横軸は時間を示す。同図におけるａは、Ｎフレーム目までの現在画素データの階調値Ｐ_nowdの変動の一例を示すタイミングチャートであり、同図におけるｂは、Ｎフレーム目までの過去画素データの階調値Ｐ_pastの変動の一例を示すタイミングチャートである。
【００７５】
Ｎフレーム目の時点で、現在画素データの階調値Ｐ_nowdの階調値は「６４０」であり、過去画素データの階調値Ｐ_pastの階調値は「４４８」である。この場合に階調予測部３５０は、階調予測テーブル３５２を参照し、それらの階調値の組合せに対応する予測値Ｐ_preとして「６１９」を取得する。図８におけるｃは、Ｎ＋１フレーム目までの予測値Ｐ_preの変動の一例を示すタイミングチャートである。
【００７６】
そして、現在画像データおよび過去画像データの間に変化があったため、セレクタ３６０は、予測値Ｐ_preを選択して圧縮部３１２に帰還させ、圧縮部３１２および伸長部３２２は、その値を非可逆圧縮し、伸長する。この伸長された値が、次のＮ＋１フレーム目の過去画素データの階調値Ｐ_pastとして用いられる。図８におけるｄは、Ｎ＋１フレーム目までの階調値Ｐ_pastの変動の一例を示すタイミングチャートである。ここで、伸長された値は、「６２１」であり、圧縮前の「６１９」と異なる値となっている。これらの差が量子化誤差に該当する。
【００７７】
図９は、第１の実施の形態における出力値の生成方法を説明するための図である。同図における縦軸は階調値を示し、横軸は時間を示す。同図におけるａは、Ｎフレーム目までの現在画素データの階調値Ｐ_nowdの変動の一例を示すタイミングチャートであり、同図におけるｂは、Ｎフレーム目までの過去画素データの階調値Ｐ_pastの変動の一例を示すタイミングチャートである。
【００７８】
Ｎフレーム目の時点で、現在画素データの階調値Ｐ_nowdの階調値は「６４０」であり、過去画素データの階調値Ｐ_pastの階調値は「４４８」である。この場合に階調補正部３４０は、オーバードライブテーブル３４２を参照し、それの階調値の組合せに対応する出力値Ｐ_outとして「８０６」を取得する。図９におけるｃは、Ｎフレーム目までの出力値Ｐ_outの変動の一例を示すタイミングチャートである。
【００７９】
図１０は、第１の実施の形態における階調値および輝度の変動の一例を示すタイミングチャートである。同図におけるａは、画素データの階調値の変動を示すタイミングチャートであり、同図におけるｂは、液晶パネル２３０内の画素の輝度の変動を示すタイミングチャートである。また、同図におけるａの縦軸は、階調値を示し、横軸は時間を示す。点線は、現在画素データの階調値Ｐ_nowdを示し、一点鎖線は、出力値Ｐ_outを示す。灰色の部分の高さは、過去画素データの階調値Ｐ_pastを示す。
【００８０】
また、図１０におけるｂの縦軸は液晶パネル２３０の輝度を示し、横軸は時間を示す。実線の曲線は、オーバードライブ処理を行った場合の輝度の変動を示し、点線の曲線はオーバードライブ処理を行わない比較例の輝度の変動を示す。
【００８１】
図１０におけるａの例では、Ｎ−１フレーム目までは、ある現在画素データの階調値Ｐ_nowdとして「０」が連続して入力され、Ｎフレーム目で階調値Ｐ_nowdとしてＧ２が入力される。この時点の現在画素データに対応する過去画素データの階調値Ｐ_pastは「０」である。
【００８２】
この場合に階調補正部３４０は、階調値「０」およびＧ２から、そのＧ２より高い階調値Ｇ４を出力する。また、階調予測部３５０は、階調値「０」およびＧ２から、それらの間の階調値Ｇ１を予測する。そして、次のＮ＋１フレーム以降も階調値Ｇ２が入力されるものとする。Ｎ＋１フレーム目で階調補正部３４０は、前のフレームで予測された階調値Ｇ１と入力された階調値Ｇ２とから、そのＧ２より高い階調値Ｇ３を出力する。また、セレクタ３６０は、現在画像データと過去画像データとの間に変化が無いため、入力された階調値Ｇ２をそのまま帰還させる。Ｎ＋２フレーム以降は、帰還した階調値Ｐ_past（＝Ｇ２）と、入力された階調値Ｐ_nowd（＝Ｇ２）とが同一になるため、補正は行われず、階調値Ｇ２がそのまま出力される。
【００８３】
このようなオーバードライブ処理により、液晶パネル２３０の応答速度が速くなる。例えば、オーバードライブを行わない場合の点線の曲線では、階調値Ｇ２に対応する輝度Ｌ２になるまでに５フレームを要している。一方、オーバードライブを行った際の実線の曲線では、輝度Ｌ２になるまでに２フレームしか要しない。
【００８４】
図１１は、比較例における階調値および輝度の変動の一例を示すタイミングチャートである。この比較例では、セレクタ３６０を設けず、現在画像データと過去画像データとの間の変化の有無に関わらず、予測値Ｐ_preが圧縮部３１２に帰還されるものとする。同図におけるａは、画素データの階調値の変動を示すタイミングチャートであり、同図におけるｂは、液晶パネル２３０内の画素の輝度の変動を示すタイミングチャートである。また、同図におけるｂの実線の曲線は、セレクタ３６０により階調値Ｐ_nowdと予測値Ｐ_preとを切り替える場合の輝度の変動を示し、点線の曲線はセレクタ３６０を設けない場合の輝度の変動を示す。
【００８５】
Ｎ−１フレーム目以降は、同じ画像データ（フレーム）が連続して入力されるものとする。そして、Ｎ＋１フレーム目で階調予測部３５０は、入力された階調値Ｐ_nowdと略一致する階調値Ｐ_preを予測する。この時点で液晶パネル２３０の輝度は、画素データに応じた値に変化する。この予測値Ｐ_preが圧縮部３１２に帰還され、非可逆圧縮および伸長が行われる。ここで、量子化誤差が発生すると、伸長後の階調値Ｐ_pastは、圧縮前の階調値（Ｐ_nowd）と異なる値となってしまう。この誤差ｄＰは、次のＮ＋２フレームおよびＮ＋３フレームにおいて蓄積され、階調値Ｐ_nowdと階調値Ｐ_pastとの間の差が広がってゆく。
【００８６】
そして、Ｎ＋３フレーム目で、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastの間の差に応じて、その差を小さくするための補正が行われる。しかし、この補正後においても、階調値Ｐ_nowdおよび階調値Ｐ_pastの間に誤差が残ると、次のＮ＋４〜Ｎ＋６フレーム目で誤差が蓄積し、Ｎ＋７フレーム目で再度補正が行われてしまう。
【００８７】
このように、液晶パネル２３０が画素データの示す輝度に変化したにも関わらず、Ｎ＋４フレーム目やＮ＋７フレーム目などにおいて、不要なオーバードライブ処理が行われてしまう。この結果、輝度が一定とならずに上下に発振し、画質が劣化してしまう。
【００８８】
これに対して、セレクタ３６０を設けたオーバードライブ回路３００では、現在画像データと過去画像データが同一になったＮ＋１フレームの時点で予測値を帰還させないため、予測値の誤差が蓄積されずに階調予測部３５０がリセットされる。このため、Ｎ＋１フレーム以降はオーバードライブ処理が行われない。したがって、オーバードライブ回路３００は、不要なオーバードライブ処理を抑制して、画質の劣化を防止することができる。
【００８９】
［液晶表示装置の動作例］
図１２は、第１の実施の形態における液晶表示装置２００の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、再生機器１００から動画データが入力されたときに開始する。
【００９０】
液晶表示装置２００は、フレームメモリ３３０を初期化し（ステップＳ９０１）、入力された画素データについて階調値を補正する階調補正処理を行う（ステップＳ９１０）。そして、液晶表示装置２００内のオーバードライブ回路３００は、現在画像データ内の全ての画素について補正が終了したか否かを判断する（ステップＳ９０２）。補正が終了していない場合に（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、オーバードライブ回路３００は、ステップＳ９１０以降を繰り返し実行する。
【００９１】
一方、補正が終了した場合に（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、オーバードライブ回路３００は、現在画素データおよび過去画素データの差分絶対値和が閾値Ｔｈ_ｆを超えるか否か、すなわち隣接する画像間に変化があるか否かを判断する（ステップＳ９０３）。差分絶対値和が閾値Ｔｈ_ｆを超える（画像間に変化がある）場合に（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、オーバードライブ回路３００は、ステップＳ９１０以降を繰り返す。
【００９２】
一方、画像間に変化が無い場合に（ステップＳ９０３：Ｎｏ）オーバードライブ回路３００は、現在画素データおよび過去画素データに基づいて現在画素データを補正する（ステップＳ９０４）。そして、ドライバ２２０は、補正後の階調値に応じた駆動電圧で液晶パネル２３０の画素を駆動する（ステップＳ９０５）。オーバードライブ回路３００は、現在画素データを帰還させて、フレームメモリ３３０を更新し（ステップＳ９０６）、全ての画素について補正が終了したか否かを判断する（ステップＳ９０７）。補正が終了していない場合に（ステップＳ９０７：Ｎｏ）、オーバードライブ回路３００は、ステップＳ９０４以降を繰り返し実行する。一方、補正が終了した場合に（ステップＳ９０７：Ｙｅｓ）、オーバードライブ回路３００は、ステップＳ９０３以降を繰り返す。
【００９３】
図１３は、第１の実施の形態における階調補正処理の一例を示すフローチャートである。オーバードライブ回路３００は現在画素データおよび過去画素データに基づいて現在画素データを補正する（ステップＳ９１１）。そして、ドライバ２２０は、補正後の階調値に応じた駆動電圧で液晶パネル２３０の画素を駆動する（ステップＳ９１２）。また、ステップＳ９１１およびＳ９１２の処理と並行して、オーバードライブ回路３００は、現在画素データおよび過去画素データに基づいて次のフレームの画素データの階調値を予測する（ステップＳ９１３）。また、ステップＳ９１１やＳ９１３の処理と並行して、オーバードライブ回路３００は、現在画素データおよび過去画素データの階調値の差分絶対値が閾値Ｔｈ_ｐを超えるか否か、すなわち画素間に変化があるか否かを判断する（ステップＳ９１４）。なお、ステップＳ９１１、Ｓ９１３、および、Ｓ９１４は、実際には並列に実行されるが、図１３では記載の便宜上、これらを順に配置している。
【００９４】
差分絶対値が閾値Ｔｈ_ｐを超える（画素間に変化がある）場合に（ステップＳ９１４：Ｙｅｓ）、オーバードライブ回路３００は、予測値を帰還させて、フレームメモリ３３０を更新する（ステップＳ９１５）。一方、画素間に変化が無い場合に（ステップＳ９１４：Ｎｏ）、オーバードライブ回路３００は、現在画素データを帰還させてフレームメモリ３３０を更新する（ステップＳ９１６）。ステップＳ９１５またはＳ９１６の後に、階調補正処理を終了する。
【００９５】
図１４は、第１の実施の形態における比較例の画像データ５００の一例を示す図である。この比較例では、セレクタ３６０を設けず、現在画像データと過去画像データとの間の変化の有無に関わらず、予測値Ｐ_preが圧縮部３１２に帰還するものとする。
【００９６】
予測値Ｐ_preを帰還させる構成では、同じ画像データが連続して入力されているにも関わらず、量子化誤差により不要なオーバードライブ処理が行われてしまうおそれがある。この結果、輝度が一定とならずに上下し、領域５０１、５０２および５０３などに、輝度むらが生じ、画質が劣化してしまう。セレクタ３６０を設けることにより、不要なオーバードライブ処理を抑制して、画質の低下を防止することができる。
【００９７】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、オーバードライブ回路３００は、帰還させた階調値を非可逆圧縮してフレームメモリに保持させるため、フレームメモリの容量を削減することができる。また、オーバードライブ回路３００は、画像間に変化が無い場合に現在画素の階調値の方を選択して帰還させることにより、不要な補正を抑制して画質の低下を防止することができる。一方、画像間に変化がある場合にはオーバードライブ回路３００は、予測値の方を選択して帰還させるため、その予測値と現在画素の階調値とに基づいて、階調値を適切な値に補正することができる。
【００９８】
［変形例］
上述の第１の実施の形態では、圧縮部３１１および伸長部３２１が、現在画素データの圧縮および伸長を行っていたが、現在画素データの圧縮および伸長を行わない構成とすることもできる。この第１の実施の形態の変形例におけるオーバードライブ回路３００は、現在画素データの圧縮および伸長を行わない点において第１の実施の形態と異なる。
【００９９】
図１５は、第１の実施の形態の変形例におけるオーバードライブ回路３００の一構成例を示すブロック図である。この変形例のオーバードライブ回路３００は、圧縮部３１１および伸長部３２１を備えない点において第１の実施の形態と異なる。
【０１００】
変形例の階調補正部３４０、階調予測部３５０、セレクタ３６０および切替制御部３７０のそれぞれには、圧縮されていない現在画素データの階調値Ｐ_nowが入力される。
【０１０１】
上述のように圧縮部３１１および伸長部３２１を備えない構成では、量子化誤差が発生した際に、その誤差の影響により現在の階調値Ｐ_nowと過去の階調値Ｐ_pastとの間に差が生じやすくなる。このため、圧縮部３１１および伸長部３２１を備える第１の実施の形態と比較して帰還側の圧縮部３１２の圧縮率を低くし、フレームメモリ３３０の容量を大きくすることが望ましい。
【０１０２】
このように、本技術の第１の実施の形態の変形例によれば、現在画素データを圧縮および伸長しないため、それらの処理に必要な圧縮部３１１および伸長部３２１を削減して、オーバードライブ回路３００の回路規模やコストを低減することができる。
【０１０３】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、オーバードライブ回路３００は、隣接する２つの画像間の変化の有無を検出した結果に基づいて、予測値を帰還させるか否かを判断していた。しかし、フレーム補間が行われた場合には、画像間の変化の有無が正確に検出されないおそれがある。例えば、元のフレームと同じフレームを補間フレームとして挿入するフレーム補間が行われた場合を考える。この場合に元の２つのフレーム間に変化が有っても、それらの間に挿入された補間フレームと元のフレームとが同一であるため、画像間に変化が無いと誤って検出されてしまうことがある。この第２の実施の形態におけるオーバードライブ回路３００は、フレーム補間が行われた場合であっても、補間前の元のフレーム間の変化の有無を正確に検出する点において第１の実施の形態と異なる。
【０１０４】
図１６は、第２の実施の形態における画像表示システムの全体図の一例である。第２の実施の形態の再生機器１００は、フレーム補間部１１０および記録媒体１２０を備える。
【０１０５】
記録媒体１２０は、動画データを記憶するものである。この動画データ内の画像データのそれぞれを以下、「原フレーム」と称する。
【０１０６】
フレーム補間部１１０は、記録媒体１２０から動画データを読み出して、フレーム補間を行うものである。このフレーム補間部１１０は、隣接する２つの原フレームの間に、それらのいずれかと同一のフレームを補間フレームとして挿入する。フレーム補間部１１０は、例えば、フレームレートが６０ｆｐｓ（frames per second）の動画データに、１秒当たり６０枚の補間フレームを挿入することにより、フレームレートを１２０ｆｐｓに変換することができる。なお、変換前後のフレームレートは、６０ｆｐｓおよび１２０ｆｐｓに限定されない。例えば、フレーム補間部１１０は、２４ｆｐｓを３０ｆｐｓに変換（いわゆる２−３プルダウン）してもよい。フレーム補間部１１０は、フレームを補間した動画データを液晶表示装置２００に供給する。
【０１０７】
図１７は、第２の実施の形態におけるフレーム補間前後の動画データの一例を示す図である。同図におけるａは、フレーム補間前の動画データの一例であり、同図におけるｂはフレーム補間後の動画データの一例である。
【０１０８】
フレーム補間前の動画データは、フレームＦ１、Ｆ２およびＦ３などの原フレームを時系列順に含む。フレーム補間部１１０は、それらの原フレームの間に、原フレームと同一のフレームを補間フレームとして挿入する。例えば、フレームＦ１と同じフレームＦ１’が、フレームＦ１およびＦ２の間に挿入され、フレームＦ２と同じフレームＦ２’が、フレームＦ２およびＦ３の間に挿入される。
【０１０９】
図１８は、第２の実施の形態における画像間変化検出部３８０の一構成例を示すブロック図である。この第２の実施の形態の画像間変化検出部３８０は、連続一致回数計数部３８３および計数値閾値判定部３８４をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。
【０１１０】
連続一致回数計数部３８３は、差分絶対値和閾値判定部３８２により隣接する２つの画像間に変化が無い（すなわち、それらの画像が略一致する）と連続して判定された回数を計数するものである。この連続一致回数計数部３８３は、例えば、画像間に変化が無いと判定されるたびに計数値を増分し、画像間に変化が有ると判定された場合に計数値を初期値にする。連続一致回数計数部３８３は、計数値を計数値閾値判定部３８４に供給する。
【０１１１】
計数値閾値判定部３８４は、連続一致回数計数部３８３により計数された計数値が所定の閾値Ｔｈ_cを超えるか否かを判定するものである。閾値Ｔｈ_ｃには、２以上の整数が設定される。この計数値閾値判定部３８４は、計数値が所定の閾値Ｔｈ_cを超える場合にハイレベルの判定結果を１フレームの期間に亘って出力する。この判定結果に従ってセレクタ３６０は、現在画素データの階調値を選択する。一方、計数値が閾値Ｔｈ_c以下の場合に計数値閾値判定部３８４は、ローレベルの判定結果を出力する。この判定結果に従ってセレクタ３６０は、予測値を選択する。
【０１１２】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、画像間に変化が無いと連続して検出された回数を計数して閾値と比較するため、原フレームの各々の間に補間フレームが補間された場合でも、それらの原フレーム間の変化の有無を正確に検出することができる。
【０１１３】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１１４】
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
【０１１５】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【０１１６】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部と
を具備する補正回路。
（２）前記選択部は、前記現在画像データと前記過去画像データとの間に変化が無いと連続して検出された検出回数が所定回数を超える場合には前記現在画素の階調値を選択し、前記検出回数が前記所定回数を超えない場合には前記予測値を選択する
前記（１）記載の補正回路。
（３）前記画像間変化検出部は、前記現在画素の階調値と前記現在画素に対応する前記過去画素の階調値との差分絶対値の合計が所定の閾値を超えるか否かにより前記現在画像データと前記過去画像データとの間の変化の有無を検出する
前記（１）または（２）に記載の補正回路。
（４）前記現在画素の階調値を非可逆圧縮する入力側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された前記現在画素の階調値を伸長して前記画像間変化検出部と前記階調予測部と前記階調補正部とに供給する入力側伸長部と
をさらに具備する前記（１）から（３）のいずれかに記載の補正回路。
（５）前記階調補正部は、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに前記現在画素の補正後の階調値である出力値を対応付けて保持する階調補正テーブルと、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記出力値を前記階調補正テーブルから読み出して出力する出力値読出し部と
を備える前記（１）から（４）のいずれかに記載の補正回路。
（６）前記階調補正テーブルは、前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに前記出力値を対応付けて保持し、
前記出力値読出し部は、前記現在画素および前記過去画素の少なくとも一方の階調値が前記特定の代表値に該当しない場合には前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記出力値を前記保持された出力値に基づいて補間する前記（５）記載の補正回路。
（７）前記階調予測部は、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せごとに前記予測値を対応付けて保持する階調予測テーブルと、
前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記予測値を前記階調予測テーブルから読み出して出力する予測値読出し部と
を備える前記（１）から（６）のいずれかに記載の補正回路。
（８）前記階調予測テーブルは、前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値のうち特定の代表値の組合せごとに前記予測値を対応付けて保持し、
前記予測値読出し部は、前記現在画素および前記過去画素の少なくとも一方の階調値が前記特定の代表値に該当しない場合には前記現在画素および前記過去画素のそれぞれの階調値の組合せに対応する前記予測値を前記保持された出力値に基づいて補間する前記（７）記載の補正回路。
（９）前記現在画素の階調値と前記過去画素の階調値との間の変化の有無を検出して検出結果を生成する画素間変化検出部をさらに具備し、
前記選択部は、前記画像間変化検出部および前記画素間変化検出部の両方の前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択する
前記（１）から（８）のいずれかに記載の補正回路。
（１０）入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出部と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測部と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択部と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮部と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持部と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長部と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正部と、
前記現在画像データを表示する表示部と、
前記補正された階調値に応じた電圧により表示部を駆動させるドライバと
を具備する表示装置。
（１１）入力された現在画素からなる現在画像データと当該現在画像データより前に入力された過去画素からなる過去画像データとの間の変化の有無を検出して検出結果を供給する画像間変化検出手順と、
前記過去画素の階調値から前記現在画素の階調値までのいずれかの値を予測値として生成する階調予測手順と、
前記検出結果に基づいて前記現在画素の階調値と前記予測値とのいずれかを選択して帰還値として帰還させる選択手順と、
前記帰還値を非可逆圧縮する帰還側圧縮手順と、
前記非可逆圧縮された帰還値の画素からなる画像データを圧縮過去画像データとして保持する保持手順と、
前記保持された画素の階調値を伸長して新たな前記過去画素の階調値として供給する帰還側伸長手順と、
前記入力画素の階調値と前記過去画素の階調値との差が大きいほど大きな補正量により前記入力画素の階調値を補正して出力する階調補正手順と
を具備する補正回路の制御方法。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  再生機器
１１０  フレーム補間部
１２０  記録媒体
２００  液晶表示装置
２１０  タイミング制御回路
２２０  ドライバ
２３０  液晶パネル
３００  オーバードライブ回路
３１１、３１２  圧縮部
３２１、３２２  伸長部
３３０  フレームメモリ
３４０  階調補正部
３４１  出力値補間部
３４２  オーバードライブテーブル
３５０  階調予測部
３５１  予測値補間部
３５２  階調予測テーブル
３６０  セレクタ
３７０  切替制御部
３７１  ＡＮＤ（論理積）ゲート
３８０  画像間変化検出部
３８１  差分絶対値和演算部
３８２  差分絶対値和閾値判定部
３８３  連続一致回数計数部
３８４  計数値閾値判定部
３９０  画素間変化検出部
３９１  差分絶対値演算部
３９２  差分絶対値閾値判定部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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