(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部と、
前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿部とを有するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、
該画像表示装置は、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する検出手段を備え、
前記内挿画像生成部は、前記検出手段により前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の画像表示装置において、
前記内挿画像生成部は、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の比率を０とし、
前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出されない場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号の比率を０とすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の画像表示装置において、
前記内挿画像生成部は、前記検出手段によりｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、ｎ番目のフレームあるいはフィールドからｎ＋Ｎ＋１番目（Ｎは所定の自然数）のフレームあるいはフィールドまでの期間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を可変することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記検出手段は、ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、ｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとに対する同一画像の検出閾値を下げることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程と、
前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿工程とを有するレート変換工程を備えた画像表示方法であって、
前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する工程を備え、
前記内挿画像生成工程は、前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載の画像表示方法において、
前記内挿画像生成工程は、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の比率を０とし、
前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出されない場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号の比率を０とすることを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】
入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部と、
前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿部とを有するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、
該画像処理装置は、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する検出手段を備え、
前記内挿画像生成部は、前記検出手段により前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程と、
前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿工程とを有するレート変換工程を備えた画像処理方法であって、
前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する工程を備え、
前記内挿画像生成工程は、前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームレートあるいはフィールドレートを変換する機能を備えた画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法に関し、より詳細には、動き補償型のレート変換処理に起因する、複数枚の同一画像が連続する場合のある動画像の画質劣化を防止する画像表示装置及び該装置による画像表示方法、画像処理装置及び該装置による画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）に対して、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、動きのある画像を表示した場合に、観る者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが指摘されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。これをインパルス型表示方式という。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレームあるいはフィールド（以下、フレームで代表する）の画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。
【０００４】
上記のようなホールド型表示方式においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、動きぼけが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。
【０００５】
上記のホールド型表示方式における動きぼけを改善するために、フレーム間に画像を内挿することにより、フレームレート（フレーム数）を変換する技術が知られている。この技術は、ＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼ばれ、液晶表示装置等において実用化されている。
【０００６】
従来、フレームレートを変換する方法には、単に同一フレームの複数回繰り返し読み出しや、フレーム間の直線内挿（線形補間）によるフレーム内挿などの各種の手法がある（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、線形補間によるフレーム内挿処理の場合、フレームレート変換に伴う動きの不自然さ（ジャーキネス、ジャダー）が発生するとともに、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することはできず、画質的には不十分なものであった。
【０００７】
そこで、上記ジャーキネスの影響等をなくして動画質を改善するために、動きベクトルを用いた動き補償処理が提案されている。この動き補償処理によれば、動画像そのものをとらえて動き補償するため、解像度の劣化がなく、また、ジャーキネスの発生もなく、極めて自然な動画を得ることができる。さらに、内挿画像信号は動き補償して形成されるので、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することが可能となる。
【０００８】
前述の特許文献１には、動き適応的に内挿フレームを生成することにより、表示画像のフレーム周波数を上げて、動きぼけの原因となる空間周波数特性の低下を改善するための技術が開示されている。これは、表示画像のフレーム間に内挿する少なくとも１つの内挿画像信号を、前後のフレームから動き適応的に形成し、形成した内挿画像信号をフレーム間に内挿して順次表示するようにしている。
【０００９】
図２１は、従来の液晶表示装置におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成を示すブロック図で、図中、ＦＲＣ駆動表示回路は、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより入力画像信号のフレーム数を変換するＦＲＣ部１００と、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１０３と、ＦＲＣ部１００によりフレームレート変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル１０３の走査電極及びデータ電極を駆動するための電極駆動部１０４と、を備えて構成される。
【００１０】
ＦＲＣ部１００は、入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１０１と、動きベクトル検出部１０１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１０２とを備える。
【００１１】
上記構成において、動きベクトル検出部１０１は、例えば、後述するブロックマッチング法や勾配法などを用いて動きベクトル情報を求めてもよいし、入力画像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これを利用してもよい。例えば、ＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれており、この動きベクトル情報を取得する構成としてもよい。
【００１２】
図２２は、図２１に示した従来のＦＲＣ駆動表示回路によるフレームレート変換処理を説明するための図である。ＦＲＣ部１００は、動きベクトル検出部１０１より出力された動きベクトル情報を用いた動き補償により、フレーム間の内挿フレーム（図中グレーに色付けされた画像）を生成し、この生成された内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに、順次出力することで、入力画像信号のフレームレートを例えば毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に変換する処理を行う。
【００１３】
図２３は、動きベクトル検出部１０１及び内挿フレーム生成部１０２による内挿フレーム生成処理について説明するための図である。動きベクトル検出部１０１は、図２１に示した例えばフレーム＃１とフレーム＃２から勾配法等により動きベクトル１１１を検出する。すなわち、動きベクトル検出部１０１は、フレーム＃１とフレーム＃２の１／６０秒間に、どの方向にどれだけ動いたかを測定することにより動きベクトル１１１を求める。次に、内挿フレーム生成部１０２は、求めた動きベクトル１１１を用いて、フレーム＃１とフレーム＃２間に内挿ベクトル１１２を割り付ける。この内挿ベクトル１１２に基づいてフレーム＃１の位置から１／１２０秒後の位置まで対象（ここでは自動車）を動かすことにより、内挿フレーム１１３を生成する。
【００１４】
このように、動きベクトル情報を用いて動き補償フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることで、ＬＣＤ（ホールド型表示方式）の表示状態を、ＣＲＴ（インパルス型表示方式）の表示状態に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。
【００１５】
ここで、上記動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出方法としては、例えば、特許文献２に示された「テレビジョン画像の動き検出方法」や特許文献３に示された「画像動ベクトルの漸近的検出方法」などに記載のパターンマッチング法、または、特許文献４に示された「画像動き量検出方式」や特許文献５に示された「動画像の動き推定における初期偏位方式」などに記載の反復勾配法が、それぞれ提案されている。
【００１６】
特に、後者の反復勾配法による動きベクトル検出方式は、パターンマッチング法に比べて、小型でかつ精度良く、動きベクトルを検出することができる。すなわち、反復勾配法による動きベクトル検出方法は、デジタル化したテレビジョン信号のそれぞれのフレームを、例えば、横方向ｍ画素、縦方向ｎラインを含むｍ×ｎ画素の予め定めた所定の大きさのブロックに細分化して、それぞれのブロック毎に、その画面内での信号の勾配及び対応する画面間での信号差分値の物理的な対応などに基づいて、反復的な勾配法演算を施すことにより動き量を推定するものである。
【００１７】
ところで、動画像はフレーム間の相関が高く、また時間軸方向の連続性を持つ。あるフレームにおいて移動している画素あるいはブロックは、それに続くフレーム、あるいはそれより前のフレームにおいても、同様の動き量で移動している場合が多い。例えば、ボールが画面の右から左へと転がっていく様子を撮影した動画像の場合、ボールの領域は、どのフレームでも同様の動き量を持ちながら移動していく。すなわち、連続するフレーム間では、動きベクトルに連続性がある場合が多い。
【００１８】
このことから、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照することで、その次のフレームでの動きベクトル検出をより容易に、あるいは、より正確に行うことが可能である。前記特許文献５においては、動き量を推定する際の初期値として、被検出ブロックに該当するブロックを含む周辺の複数のブロックにおいて既に検出されている動きベクトルの候補の中から、該被検出ブロックの動きベクトル検出用として最適なものを初期変位ベクトルとして選択し、該被検出ブロックの真の動きベクトルに近い値から勾配法演算を開始することにより、勾配法演算の演算回数を少なくして、例えば２回の勾配法演算にて真の動きベクトルを検出する方法が提案されている。
【００１９】
図２４に、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照してベクトル検出を行う動きベクトル検出部の例を示す。これは、図２１に示した画像表示装置のＦＲＣ部１００中に含まれる動きベクトル検出部１０１の内部構成の例を詳しく説明するためのものである。ベクトル検出部１０１は、フレーム遅延部１、初期変位ベクトル選択部２、動きベクトル演算部３、ベクトルメモリ４、０ベクトル保持部５を有しており、被検出ブロック毎に、フレーム遅延部１にて遅延させた例えば１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号との間で対応するブロック間における動きの方向及び大きさを表わす動きベクトルを求めるためのものである。
【００２０】
初期変位ベクトル選択部２は、既に検出されて、ベクトルメモリ４に蓄積されている動きベクトルの中から選択した候補ベクトル群と、０ベクトル保持部５から供給される長さ０のベクトル（以下では０ベクトルと呼ぶ）とを用いて、最適な動きベクトルを被検出ブロックにおける初期変位ベクトルとして選択する。動きベクトル演算部３は、上記選択された初期変位ベクトルを起点として、例えば２回の勾配法演算により被検出ブロックにおける真の動きベクトルを求める。
【００２１】
また、動きベクトル演算部３において求められた真の動きベクトルはベクトルメモリ４に保存され、次のフレームでの動き検出処理において、初期変位ベクトルの候補として用いられる。画面のある場所において、動物体が通り過ぎて背景が現れた時、ある動き量から動き量０へと急激に変化するが、初期変位ベクトルの候補に０ベクトルを加えることで、この変化にも追従することが可能である。この方法については、例えば特許文献６に開示されている。
【００２２】
また、特許文献７に示された「動きベクトル検出回路」では、動きベクトル検出の精度を更に高めるために、少なくとも１フィールド以上又は１フレーム以上離れた画像信号の各ブロック間で動きの初期変位ベクトルを検出する方法が提案されている。さらに、ブロックマッチング法においても、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照して探索順序を変えるなどして、効率的な動きベクトル検出を行うことが考えられる。このように、動きベクトルを検出する際に、既検出の動きベクトルを利用することによって、例えばフレームレート変換のリアルタイム処理が可能になる。
【特許文献１】特許第３２９５４３７号明細書
【特許文献２】特開昭５５−１６２６８３号公報
【特許文献３】特開昭５５−１６２６８４号公報
【特許文献４】特開昭６０−１５８７８６号公報
【特許文献５】特開昭６２−２０６９８０号公報
【特許文献６】特開２００５−３０１６２２号公報
【特許文献７】特開平０６−２１７２６６号公報
【非特許文献１】石黒秀一、栗田泰市郎、「８倍速ＣＲＴによるホールド発光型ディスプレイの動画質に関する検討」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、ＥＩＤ９６−４（１９９６−０６）、ｐ．１９−２６
【非特許文献２】山内達郎、「テレビジョン方式変換」、テレビジョン学会誌、Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．１２、ｐｐ．１５３４−１５４３（１９９１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、例えば通常の映画フィルムは毎秒２４コマ（フレーム）であり、これをフレームレートが６０Ｈｚのディスプレイに出力する場合、フレームレートが２４Ｈｚの映像を２−３プルダウン処理し、２コマないし３コマずつ同じ画像を出力することで、フレームレートが６０Ｈｚの映像信号に変換して出力することが行われている。
【００２４】
また、毎秒３０コマ（フレーム）のフィルム映画やＣＧによるアニメ映像を、フレームレートが６０Ｈｚのディスプレイに出力する場合は、フレームレートが３０Ｈｚの映像を２−２プルダウン処理し、２コマずつ同じ画像を出力することで、フレームレートが６０Ｈｚの映像信号に変換して出力する。さらに、毎秒２４コマ（フレーム）のフィルム映画をフレームレートが５０Ｈｚのディスプレイに出力する場合は、フレームレートが２４Ｈｚの映像を２−２プルダウン処理し、２コマずつ同じ画像を出力することが行われている。
【００２５】
このように、フィルム映画やＣＧによるアニメ映像などは、原画像が６０Ｈｚ以下あるいは５０Ｈｚ以下のフレームレートのものが多く、同じ画像を複数枚続けて出力することにより、６０Ｈｚあるいは５０Ｈｚの映像信号として表示出力している。
【００２６】
またさらに、映像をスロー再生する場合も、同じ画像を複数枚出力することで、再生速度を遅くしている。例えば、元の映像の１フレームを２枚ずつ出力すれば５０％の再生速度のスロー再生となり、元の映像のある１フレームを２枚出力し次の１フレームを１枚出力するという手順を繰り返せば、約６７％の再生速度のスロー再生となる。
【００２７】
上記した例のうち、２−３プルダウン処理された映画映像の場合を、図２５を用いて説明する。図２５における＃１から＃１０までのフレームは、２４Ｈｚの映画映像を２−３プルダウン処理により６０Ｈｚに変換した画像シーケンスを表している。フレーム＃１と＃２、フレーム＃３から＃５、フレーム＃６と＃７、フレーム＃８から＃１０が、それぞれ同じ画像である。
【００２８】
以上のように、複数枚の同じ画像が出力される場合のある映像においては、各フレーム間の動きベクトルの連続性が損なわれてしまう。例えば図２５において、何らかの動くオブジェクトが撮影されている映像である場合を考える。フレーム＃５と＃６とは異なる画像であるため、この間では動きベクトルが検出されるが、次のフレーム＃６と＃７とは同じ画像であるため、検出される動きベクトルは全て０であるべきである。さらに次のフレーム＃７と＃８とは異なる画像であるため、この間では動きベクトルが検出される。
【００２９】
このように、図２５におけるフレーム＃５から＃７までの連続するフレーム間での動きベクトルを考えると、“動きベクトルあり”、“動きベクトル０”、“動きベクトルあり”の順に混在することとなり、隣り合う各フレーム間の動きベクトルの連続性が存在しない。
【００３０】
このような同じ画像が複数枚出力される場合のある映像に対して、前述したような、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照することでその次のフレームでの動きベクトル検出を行う処理を行った場合、各フレーム間の動きベクトルの連続性が存在しないために、ベクトル検出に誤りが生じるという問題がある。
【００３１】
特に、前フレームでの動きベクトル検出結果が０ベクトルであり、その次のフレームで動きが存在する場合に、誤りが生じやすい。また、あるフレームでベクトルの検出誤りが発生した場合、さらにその次のフレームのベクトル検出にも影響を与える。安定してベクトル検出が行われるまで動きベクトルの不連続点から数フレームの処理を要する場合もある。
【００３２】
これに対して、前フレームでの動きベクトル検出結果に何らかの動きベクトルが存在し、その次のフレームでは動きが存在しない場合は、０ベクトルが正しく検出される場合が多い。これは前述したように、初期変位ベクトルの候補に０ベクトルを加えたことで、０ベクトルが検出されやすいためである。
【００３３】
上記した例で説明すると、図２５におけるフレーム＃７と＃８とは異なる画像であるため、この間では動きベクトルが検出されるべきであるが、その前のフレーム＃６と＃７との間の動きベクトルは０であるため、これを参照することで０ベクトルを誤って検出する、あるいは正しいベクトルを見つけられない可能性がある。そして、このようなベクトルの誤検出は内挿画像の画質劣化を引き起こす。
【００３４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、複数枚の同一画像が連続する可能性のある動画像において、動き補償型のフレームレート変換（ＦＲＣ）処理の誤りに起因する画質劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本願の第１の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿部とを有するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、該画像表示装置が、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する検出手段を備え、前記内挿画像生成部が、前記検出手段により前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする。
【００３７】
本願の第２の発明は、前記内挿画像生成部が、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の比率を０とし、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出されない場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号の比率を０とすることを特徴とする。
【００３８】
本願の第３の発明は、前記内挿画像生成部が、前記検出手段によりｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、ｎ番目のフレームあるいはフィールドからｎ＋Ｎ＋１番目（Ｎは所定の自然数）のフレームあるいはフィールドまでの期間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を可変することを特徴とする。
【００３９】
本願の第４の発明は、前記検出手段が、ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、ｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとに対する同一画像の検出閾値を下げることを特徴とする。
【００４０】
本願の第５の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿工程とを有するレート変換工程を備えた画像表示方法であって、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する工程を備え、前記内挿画像生成工程が、前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする。
本願の第６の発明は、前記内挿画像生成工程が、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の比率を０とし、前記ｎ−１番目のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出されない場合、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号の比率を０とすることを特徴とする。
【００４１】
本願の第７の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿部とを有するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、該画像処理装置が、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する検出手段を備え、前記内挿画像生成部が、前記検出手段により前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする。
【００４２】
本願の第８の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号と、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に前記内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換する画像内挿工程とを有するレート変換工程を備えた画像処理方法であって、前記入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとの相関が所定の量より大きい場合に、該２つのフレームあるいはフィールドを同一画像として検出する工程を備え、前記内挿画像生成工程が、前記２つのフレームあるいはフィールドが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した画像信号の加算比率が低くなるように、前記加重加算比率を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、入力画像信号におけるｎ−１番目（ｎは任意の自然数）のフレームあるいはフィールドとｎ番目のフレームあるいはフィールドとが同一画像として検出された場合、少なくともｎ番目のフレームあるいはフィールドとｎ＋１番目のフレームあるいはフィールドとの間に対しては、動き補償処理の動き補償強度を低減することにより、表示画像の画質劣化を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の画像表示装置の好適な実施の形態について詳細に説明するが、上述した従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、本発明は、フィールド信号及び内挿フィールド信号、フレーム信号及び内挿フレーム信号のいずれに対しても適用できるものであるが、両者（フィールドとフレーム）は互いに類似の関係にあるため、フレーム信号及び内挿フレーム信号を代表例として説明するものとする。
【００４５】
図１は、本発明におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成の一例を示すブロック図で、図中、ＦＲＣ駆動表示回路は、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、入力画像信号のフレーム数を変換するＦＲＣ部１００と、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１０３と、ＦＲＣ部１００によりフレームレート変換された画像信号に基づいて、液晶表示パネル１０３の走査電極及びデータ電極を駆動するための電極駆動部１０４とを備えて構成される。
【００４６】
ＦＲＣ部１００は、入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１０１と、動きベクトル検出部１０１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１０６と、入力画像信号において同一画像が連続した場合にそれを検出する同一画像検出部１０５とを備える。
【００４７】
図２１に示した従来例の構成との違いは、同一画像が連続したこと検出する同一画像検出部１０５が追加されており、入力画像信号が同一画像検出部１０５に入力されていること、同一画像検出部１０５による検出結果に基づいて、内挿フレーム生成部１０６での処理が可変制御されること、である。
【００４８】
同一画像検出部１０５は、入力画像信号を入力とし、連続する２枚のフレーム間における相関が所定の量より大きい場合に、その２枚のフレームを同一画像として検出する。連続する２枚のフレームが同一画像であることを検出すると、同一画像検出信号を内挿フレーム生成部１０６に出力する。
【００４９】
内挿フレーム生成部１０６では、同一画像検出信号を受信したときには、画質劣化を防止するための処理を行う。この内挿フレーム生成部１０６における画質劣化を防止するための処理の詳細については後述することとし、ここではまず、同一画像検出部１０５の内部構成および処理について説明する。
【００５０】
図２は、同一画像検出部１０５の構成の一例を示すブロック図であり、本例の同一画像検出部１０５は、フレーム遅延部１１、画素差分累計部１２、同一画像判定部１３、閾値保持部１４を備えている。フレーム遅延部１１は、入力画像信号を例えば１フレーム期間遅延させるものであり、画素差分累計部１２は、フレーム遅延部１１で遅延された１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号との間で、各画素の差分絶対値和を求めるものである。
【００５１】
また、同一画像判定部１３は、画素差分累計部１２で求められた差分絶対値和が所定の閾値Ａより小さい場合に、前フレームと現フレームとを同一画像として検出し、同一画像検出信号を出力するものである。閾値Ａ保持部１４は、同一画像判定部１３の判定処理で用いる所定の閾値Ａを保持している。
【００５２】
ここで、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号とが完全に同一である場合は、各画素の差分は０であり、差分絶対値和も０である。しかし実際には、ＭＰＥＧ圧縮によるノイズ等により、本来なら完全に同一であるはずの画像に微小な差が生じる場合もあるため、所定の閾値Ａを設定することにより、ある程度の許容範囲を設けて同一画像判定を行っている。
【００５３】
例えば、入力画像の解像度がＦｕｌｌ−ＨＤサイズ（１９２０ピクセル×１０８０ピクセル）で８ビットモノクロ階調の場合において、連続するフレーム画像での各画素において、平均して画素値１のノイズを許容する場合、閾値Ａとして１９２０×１０８０×１＝２０７３６００を設定し、差分絶対値和が２０７３６００以下なら、連続するフレーム画像を同一画像として検出する。
【００５４】
図３は、同一画像検出部１０５の構成の他の一例を示すブロック図であり、本例の同一画像検出部１０５は、フレーム遅延部１１、差分存在画素数累計部１５、同一画像判定部１６、閾値Ｂ保持部１７、閾値Ｃ保持部１８を備えている。フレーム遅延部１１は、入力画像信号を例えば１フレーム期間遅延させるものであり、差分存在画素数累計部１５は、フレーム遅延部１１にて遅延させた１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号との間で所定の閾値Ｂ以上の差が存在する画素の数をカウントするものである。閾値Ｂ保持部１７は、上記所定の閾値Ｂを保持している。
【００５５】
また、同一画像判定部１６は、上記所定の閾値Ｂ以上の差が存在する画素の数が所定の閾値Ｃより小さい場合に、前フレームと現フレームとを同一画像として検出し、同一画像検出信号を出力するものであり、閾値Ｃ保持部１８は、上記所定の閾値Ｃを保持している。
【００５６】
ここで、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号とが完全に同一である場合、該所定の閾値Ｂ以上の差が存在する画素の数は、閾値Ｂの値に関わらず０である。しかし実際には、ＭＰＥＧ圧縮によるノイズ等により、本来なら完全に同一であるはずの画像に微小な差が生じる場合もあるため、所定の閾値Ｂおよび閾値Ｃを設定することにより、ある程度の許容範囲を設けて同一画像判定を行っている。
【００５７】
例えば、入力画像の解像度がＦｕｌｌ−ＨＤサイズ（１９２０ピクセル×１０８０ピクセル）で８ビットモノクロ階調の場合において、連続するフレーム画像での各画素において、平均して画素値５のノイズを許容するとした場合、閾値Ｂとして５を設定し、５以上の画素値の差を持つ画素をカウントする。また、閾値Ｂ以上の差を持つ画素が全画素数の３％までの存在を許容する場合は、閾値Ｃとして１９２０×１０８０×０．０３＝６２２０８を設定し、所定の閾値Ｂ以上の差が存在する画素の数が６２２０８以下なら、連続するフレーム画像を同一画像として検出する。
【００５８】
図４は、本発明におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成の他の一例を示すブロック図で、図中、ＦＲＣ駆動表示回路は、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、入力画像信号のフレーム数を変換するＦＲＣ部１００と、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１０３と、ＦＲＣ部１００によりフレームレート変換された画像信号に基づいて、液晶表示パネル１０３の走査電極及びデータ電極を駆動するための電極駆動部１０４と、を備えて構成される。
【００５９】
ＦＲＣ部１００は、入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１０１と、動きベクトル検出部１０１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１０６と、入力画像信号において同一画像が連続した場合にそれを検出する同一画像検出部１０７とを備える。
【００６０】
図１に示したＦＲＣ駆動表示回路の一構成例との違いは、動きベクトル検出部１０１から出力された動きベクトル信号に基づいて、同一画像が連続したこと検出する同一画像検出部１０７が用いられていることである。
【００６１】
図５は、同一画像検出部１０７の構成の一例を示すブロック図であり、本例の同一画像検出部１０７は、ベクトル累計部１９、同一画像判定部２０、閾値Ｄ保持部２１、閾値Ｅ保持部２２を備えている。ベクトル累計部１９は、動きベクトル検出部１０１より出力された、各動き検出ブロックの動きベクトルのうち、その長さが所定の閾値Ｄ以下のベクトルの数をカウントするものであり、閾値Ｄ保持部２１は、上記所定の閾値Ｄを保持している。
【００６２】
また、同一画像判定部２０は、ベクトル累計部１９でカウントされたベクトルの数が所定の閾値Ｅより大きい場合に、前フレームと現フレームとを同一画像として検出し、同一画像検出信号を出力するものであり、閾値Ｅ保持部２２は、上記所定の閾値Ｅを保持している。
【００６３】
ここで、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号とが完全に同一である場合は、本来は各動き検出ブロックの動きベクトルはいずれも０である。しかし実際には、画像中でテクスチャの無い同一色の領域では０ベクトル以外の動きベクトルが誤検出される可能性があること、ＭＰＥＧ圧縮によるノイズ等の影響により誤った動きベクトルが検出される可能性があること、上述のように前フレームでの動きベクトル検出結果を参照することでその次のフレームにおける動きベクトル検出を行った場合に誤った動きベクトルが検出される可能性があること、などの理由により、所定の閾値Ｄ及び閾値Ｅを設定することで、ある程度の許容範囲を設けて同一画像判定を行っている。
【００６４】
例えば、入力画像の解像度がＦｕｌｌ−ＨＤサイズ（１９２０ピクセル×１０８０ピクセル）で８ビットモノクロ階調、動きベクトル検出ブロックのサイズが８ピクセル×８ピクセルで、合計３２４００個の動き検出ブロックがある場合において、長さ１ピクセル以下の動きベクトルなら０ベクトルとみなす場合は、閾値Ｄとして１を設定し、長さ１以下の動きベクトルの数をカウントする。また、閾値Ｄ以下の長さの動きベクトルの数が全動き検出ブロックの９８％以上の場合を同一画像とする場合、すなわち２％の動きベクトル検出の誤りを許容する場合は、閾値Ｅとして３２４００＊０．９８＝３１７５２を設定し、閾値Ｄ以下の動きベクトルの数が３１７５２以上なら、連続するフレーム画像を同一画像として検出する。
【００６５】
以上の説明では、２種類のＦＲＣ駆動表示回路と、３種類の同一画像の検出方法について述べたが、これらのいずれか１つを用いて同一画像の検出を行っても良いし、その複数を組み合わせて用いることにより同一画像の検出を行っても良い。
【００６６】
ここで、上述した同一画像検出部１０５または同一画像検出部１０７における処理手順例のフローを、図６に示す。入力画像信号の２つの連続するフレームが同一画像であるかどうかを判定し（ステップＳ１）、両者が同一画像であると判定された場合は同一画像検出信号を出力し（ステップＳ２）、処理を終える。同一画像ではないと判定された場合は、そのまま処理を終える。なお、上記の処理フローは、ある１フレームに対する処理手順であり、これを毎フレーム繰り返して行う。
【００６７】
次に、前記同一画像検出部１０５、１０７で入力画像における同一画像の連続を検出した場合に、内挿フレーム生成部１０６で行う画質劣化を防止するための処理について、以下詳細に述べる。
【００６８】
図７は、入力画像に対してどのように同一画像検出処理とＦＲＣ処理とを行うかを、その時系列がわかるように示した説明図である。図中、同一画像検出処理３１ないし３５は、図１及び図４とともに上述した同一画像検出部１０５、１０７で行われる処理であり、内挿画像生成処理３６ないし４０は、図１及び図４とともに上述した動きベクトル検出部１０１および内挿フレーム生成部１０６で行われる処理である。
【００６９】
図７では６枚の入力フレームが図示されている。これは映画映像を２−３プルダウンにより６０Ｈｚに変換した画像シーケンスを表しており、フレーム＃１と＃２、フレーム＃３から＃５が同一の画像であり、フレーム＃１とフレーム＃３とフレーム＃６は異なる画像である。また出力フレームは、入力フレームがそのまま出力される画像は同じフレーム番号で表し、ＦＲＣによる内挿画像、例えばフレーム＃１と＃２との間の内挿画像は、フレーム＃１．５というように、０．５刻みの数字で内挿フレーム番号を示している。
【００７０】
前述したように、特に前フレームでの動きベクトル検出結果が０ベクトルであり、その次のフレームで動きが存在する場合に、ベクトル検出の誤りが生じやすい。図７でこれに該当するのは、フレーム＃２と＃３との間における内挿画像を生成する時と、フレーム＃５と＃６との間における内挿画像を生成する時である。そこでまず、フレーム＃２と＃３との間における内挿画像を生成する時に関して、以下詳細に説明する。
【００７１】
フレーム＃１と＃２とは同一画像であり、同一画像検出処理３１は同一画像検出信号４１を出力する。（なお、図７において、同一画像検出信号４１は、同一画像検出信号が出力された場合であることを示すために、太実線で描いている。また、例えば同一画像検出信号４２は、同一画像検出信号が出力されない場合であることを示すために、破線で描いている。以後の図においても、太実線で描かれている場合は同一画像検出信号が出力されることを示し、破線で描かれている場合は同一画像検出信号が出力されないことを示している。）
また、内挿画像生成処理３６によって検出される動きベクトルは、ノイズ等に起因する誤検出を除けば、全て０ベクトルとなり、内挿画像生成処理３６によって生成されるフレーム＃１．５はフレーム＃１、＃２と同一の画像になる。これに対して、フレーム＃２と＃３とは異なる画像であり、内挿画像生成処理３７にて何らかの動きベクトルが検出されるが、この際、内挿画像生成処理３６で検出された動きベクトルを参照するために、ベクトル検出の誤りが生じやすいことは、前述のとおりである。このため、内挿画像生成処理３６によって生成されるフレーム＃２．５はベクトル検出の誤りに起因するエラーを多く含む画像になる可能性がある。
【００７２】
そこで、同一画像検出処理３１から出力された同一画像検出信号４１を受けた内挿画像生成処理３７は、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行うようにすることで、エラーを多く含む画像が出力されることを防ぐ。つまり、フレーム＃１と＃２とが同一画像であった場合は、その次のＦＲＣ処理である、フレーム＃２と＃３との間におけるＦＲＣ処理において、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行うようにすることで、エラーを多く含む内挿画像が出力されることを防ぐ。
【００７３】
すなわち、本実施形態においては、ｎ−１フレーム目の画像ととｎフレーム目の画像とが同一であった場合、少なくともｎフレーム目とｎ＋１フレーム目との間のＦＲＣ処理において、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行うようにすることで、エラーを多く含む内挿画像が出力されて画質劣化が生じるのを防止することができる。
【００７４】
前述のように、内挿画像生成処理３６乃至４０は、動きベクトル検出部１０１及び内挿フレーム生成部１０６で行われる処理を示している。このうち、前記の同一画像検出信号を受けて、通常と異なる内挿画像生成処理を行うのは内挿フレーム生成部１０６である。この内挿フレーム生成部１０６の具体的構成や処理の例について、以下詳細に説明する。
【００７５】
図８は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第１の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６を備えて構成されている。
【００７６】
フレーム遅延部５１にて遅延させた１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号とは、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６に供給される。切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合は、動きベクトル検出部１０５で検出された動きベクトルを内挿ベクトル評価部５４に供給し、同一画像検出信号が入力された場合は、０ベクトル５３を内挿ベクトル評価部５４に供給する。
【００７７】
内挿ベクトル評価部５４は、入力された動きベクトルを評価し、その評価結果に基づいて、最適な内挿ベクトルをフレーム間の内挿ブロックに割り付けて、内挿フレーム生成部５５に出力する。内挿フレーム生成部５５は、内挿ベクトル評価部５４から入力された内挿ベクトルに基づき、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号とを用いて内挿フレームを生成する。タイムベース変換部５６は、入力フレームと内挿フレームとを交互に出力することで、元の入力画像信号の２倍のフレームレートの画像信号を出力する。
【００７８】
前記のように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、動きベクトルを内挿ベクトル評価部５４に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、０ベクトル５３を内挿ベクトル評価部５４に供給することで、内挿画像として１フレーム前の入力画像信号と同一の画像が出力される。
【００７９】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、１フレーム前の入力フレーム＃２と同一の画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００８０】
図９は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第２の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６を備えて構成されている。図８に示したものとの違いは、切り替え部５２の挿入位置である。図９においては、切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合、内挿ベクトル評価部５４から出力された内挿ベクトルを内挿フレーム生成部５５に供給し、同一画像検出信号が入力された場合、０ベクトル５３を内挿フレーム生成部５５に供給する。
【００８１】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿ベクトルを内挿フレーム生成部５５に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、０ベクトル５３を内挿フレーム生成部５５に供給することで、内挿画像として１フレーム前の入力画像信号と同一の画像が出力される。
【００８２】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、１フレーム前の入力フレーム＃２と同一の画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００８３】
図１０は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第３の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６を備えて構成されている。図８、図９に示したものとの違いは、切り替え部５２の挿入位置である。図１０においては、切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給し、同一画像検出信号が入力された場合、フレーム遅延部５１から出力された１フレーム前の入力画像信号をタイムベース変換部５６に供給する。
【００８４】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、１フレーム前の入力画像信号をタイムベース変換部５６に供給することで、内挿画像として前フレームの入力画像信号と同一の画像が出力される。
【００８５】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、１フレーム前の入力フレーム＃２と同一の画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００８６】
図１１は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第４の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６を備えて構成されている。図１０に示したものとの違いは、切り替え部５２に入力される画像信号の違いである。図１１においては、切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給し、同一画像検出信号が入力された場合、現フレームの入力画像信号をタイムベース変換部５６に供給する。
【００８７】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、現フレームの入力画像信号をタイムベース変換部５６に供給することで、内挿画像として現フレームの入力画像信号と同一の画像が出力される。
【００８８】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、現在の入力フレーム＃３と同一の画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００８９】
図１２は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第５の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６、線形内挿画像生成部５７を備えて構成されている。図１０及び図１１に示したものとの違いは、線形内挿画像生成部５７を備えること、及び切り替え部５２に入力される画像信号の違いである。線形内挿画像生成部５７は、動き補償による内挿処理ではなく、２つのフレーム間の線形内挿処理によって内挿画像を生成するものである。
【００９０】
また、図１２においては、切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給し、同一画像検出信号が入力された場合、線形内挿画像生成部５７から出力された線形内挿画像をタイムベース変換部５６に供給する。
【００９１】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、線形内挿画像生成部５７から出力された線形内挿画像をタイムベース変換部５６に供給することで、内挿画像として線形内挿画像が出力される。
【００９２】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、フレーム＃２とフレーム＃３との線形内挿画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００９３】
図１３は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第６の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６、線形内挿画像生成部５７、画像混合部５８を備えて構成されている。図１２に示したものとの違いは、切り替え部５２の代わりに画像混合部５８を備えることである。
【００９４】
画像混合部５８は、所定の加重加算比率αを用いて、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをαの割合で、線形内挿画像生成部５７から出力された線形内挿画像を１−αの割合で加重加算して、最終的な内挿画像を生成し、タイムベース変換部５６に供給する。この加重加算比率αを、同一画像検出信号の入力の有無によって可変する。例えば、画像混合部５８は、同一画像検出信号が入力された場合、加重加算比率α＝０とし、線形補間処理を施した画像信号を内挿画像としてタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償のエラーによる画質劣化のある内挿画像が出力されることを防止する。一方、同一画像検出信号が入力されていない場合、加重加算比率α＝１とし、動き補償処理を施した画像信号を内挿画像としてタイムベース変換部５６に供給することで、動画像の画質をより良好にする。
【００９５】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、線形内挿画像生成部５７から出力された線形内挿画像をタイムベース変換部５６に供給することで、内挿画像として線形内挿画像が出力される。
【００９６】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、フレーム＃２とフレーム＃３との線形内挿画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。
【００９７】
尚、上述した加重加算比率αは任意に可変設定できるため、０〜１の略中間の値に設定するようにしてもよい。これにより、内挿フレーム画像において動き補償を行いつつ、動き補償のエラーによる画質の劣化を抑制するように制御することができ、動きぼけによる画質劣化と、動き補償のエラーによる画質劣化との双方を適切に改善することが可能となる。
【００９８】
図１４は、内挿フレーム生成部１０６の概略構成の第７の例を示すブロック図であり、本例の内挿フレーム生成部１０６は、フレーム遅延部５１、切り替え部５２、内挿ベクトル評価部５４、内挿フレーム生成部５５、タイムベース変換部５６を備えて構成されている。図１０及び図１１に示したものとの違いは、黒レベル信号発生部５９を備えること、その黒レベル信号発生部５９からの出力信号が切り替え部５２に入力されること、同一画像検出信号がタイムベース変換部５６にも入力されることである。
【００９９】
図１４においては、切り替え部５２は、同一画像検出信号が入力されていない場合、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給し、同一画像検出信号が入力された場合、黒レベル信号発生部５９によって生成された黒レベル信号などの予め決められた単色画像信号をタイムベース変換部５６に供給する。
【０１００】
これによると、内挿画像として黒レベル信号が出力されるため、半分の期間しか画像が表示されていないのと同等であり、時間平均で見ると輝度が半分となる。よって、画像表示期間の短縮による表示輝度の低下を補償するために、出力フレームにおいて黒レベル信号の前又は後のフレームは、輝度を倍にして時間平均の輝度を均一にする必要がある。このため、タイムベース変換部５６では、同一画像検出信号が入力された場合は、入力フレームの輝度を倍にして出力する。またあるいは、画像表示期間の短縮による表示輝度の低下を補償するために、液晶表示パネル１０３の背面に設けられるバックライト（図示せず）の発光輝度を上げても良い。なお、このように黒レベル信号を挿入した際の輝度均一化の方法は上記のものに限らず、他の方法を用いても良い。
【０１０１】
このように、切り替え部５２では、同一画像検出信号が入力されていない場合は、内挿フレーム生成部５５から出力された内挿フレームをタイムベース変換部５６に供給することで、動き補償による内挿画像を出力し、一方、同一画像検出信号が入力された場合は、黒レベル信号発生部５９によって生成された黒レベル信号をタイムベース変換部５６に供給することで、内挿画像として黒レベル画像が出力される。
【０１０２】
すなわち、図７とともに上述した内挿画像生成処理３７によって出力される内挿フレーム＃２．５は、同一画像検出信号が入力された場合の処理によって、予め決められた単色画像となる。このようにして、入力フレーム＃２と＃３との間における動き補償処理を無効化することにより、フレーム＃２．５がベクトル検出の誤りによるエラーを多く含む画像になることを防ぐことができる。また、本例によれば、ホールド型表示に起因した動きぼけによる画質劣化も抑制することが可能となる。
【０１０３】
尚、上記実施例の他にも、前フレームと現フレームとが同一画像である場合には、例えば現フレームの原画像を所定の輝度比で複数のフレーム画像に分割するなどして、フレームレート変換することにより、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を防止しつつ、動画質改善効果を維持するようにしてもよい。
【０１０４】
また、図８乃至図１４とともに上述した内挿フレーム生成部１０６のフレーム遅延部５１は、上記同一画像検出部１０５のフレーム遅延部１１と共用しても良いことは言うまでもない。
【０１０５】
さて、図７に戻り、入力フレームが上記の手順によりどのように処理されるかを続けて述べる。フレーム＃２と＃３との間の内挿画像については、前述のとおり、その１つ前のフレーム＃１と＃２とに対する同一画像検出処理３１による同一画像検出情報４１を受けた内挿画像生成処理３７が、図８乃至図１４とともに上述したような、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃２．５を出力することで、動きベクトルの誤検出に起因するエラーを多く含む画像が出力されることを防ぐ。
【０１０６】
フレーム＃３と＃４との間の内挿画像については、その１つ前のフレーム＃２と＃３とは異なる画像であるため、同一画像検出処理３２から同一画像検出情報は出力されない。よって、内挿画像生成処理３８では動き補償処理を用いた内挿画像生成処理を行い、動き補償処理が施された内挿フレーム＃３．５を出力する。
【０１０７】
この場合は、前フレームでの動きベクトル検出結果に何らかの動きベクトルが存在し、その次のフレームでは動きが存在しない場合に相当し、上述したように、０ベクトルが正しく検出される場合が多い。これは、前記のように、初期変位ベクトルの候補に０ベクトルを加えたことで、０ベクトルが検出されやすいためである。
【０１０８】
フレーム＃４と＃５との間の内挿画像については、その１つ前のフレーム＃３と＃４とに対する同一画像検出処理３３からの同一画像検出情報４３を受けた内挿画像生成処理３９が、図８乃至図１４とともに上述したような、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃４．５を出力する。
【０１０９】
尚、この場合は、１つ前のフレーム＃３と＃４とは同一画像であるため動きは無く、次のフレーム＃４と＃５も同一画像であるため動きは無い。すなわち、動きの連続性は保たれており、動きの連続性が存在しないことに起因するベクトル検出の誤りは発生しない。このため、内挿画像生成処理３９において動き補償処理を用いた内挿画像生成処理を行っても問題は生じないが、上記のように、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行っても画質劣化は引き起こさないため、問題は無い。
【０１１０】
フレーム＃５と＃６との間の内挿画像については、その１つ前のフレーム＃４と＃５とが同一画像であるため、同一画像検出処理３４からの同一画像検出情報４４を受けた内挿画像生成処理４０が、図８乃至図１４とともに上述したような、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃５．５を出力することで、動きベクトルの誤検出に起因するエラーを多く含む画像が出力されることを防ぐ。
【０１１１】
このように、ｎ−１フレーム目の画像とｎフレーム目の画像とが同一であった場合、ｎフレーム目とｎ＋１フレーム目との間の内挿画像生成処理において、動き補償処理を無効化することで、エラーを多く含む画像が出力されることを防ぐことができる。
【０１１２】
次に、スロー再生を行った場合のＦＲＣ処理について述べる。図１５は、再生速度５０％のスロー再生を行った場合の処理を説明する図である。再生速度５０％のスロー再生は、元の映像の各フレームを２度ずつ出力することで実現される。図１５においては、入力フレーム＃１と＃２、＃３と＃４、＃５と＃６が同一画像であり、５０％の再生速度のスロー再生のフレームの様子を示している。
【０１１３】
この時、同一画像検出処理３１、３３及び３５により、同一画像検出情報４１、４３及び４５が出力され、それを受けた内挿画像生成処理３７及び３９において、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃２．５、＃４．５を出力する。このように、再生速度５０％のスロー再生時に前記した本発明の手法を適用することで、動きベクトルの誤検出に起因するエラーを多く含む画像が出力されることを防ぐことができる。なお、フレームレート５０Ｈｚのディスプレイに、フレームレート２４Ｈｚの映画を２−２プルダウン処理して出力する場合もこれと同様である。
【０１１４】
さらに、別の速度のスロー再生を行った場合のＦＲＣ処理について述べる。図１６は、再生速度約６７％のスロー再生を行った場合の処理を説明する図である。再生速度約６７％のスロー再生は、元の映像の各フレームを２枚、１枚の順に交互に枚数を変えながら出力することで実現される。図１６においては、フレーム＃１と＃２とが同一であり、フレーム＃３が独立、フレーム＃４と＃５とが同一であり、フレーム＃６が独立である。このように、元の画像を２枚、１枚の順に交互に出力することで、元の映像の２枚のフレームを再生時には３枚のフレームに表示することになり、約６７％のスロー再生が実現される。
【０１１５】
この時、同一画像検出処理３１及び３４により、同一画像検出情報４１及び４４が出力され、それを受けた内挿画像生成処理３７及び４０において、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃２．５、＃５．５を出力する。ここで問題となるのは、フレーム＃３と＃４との間における内挿フレーム＃３．５である。上述したように、あるフレームでベクトルの検出誤りが発生した場合、さらにその次のフレームのベクトル検出にも影響を与え、安定してベクトル検出が行われるまで動きベクトルの不連続点から数フレームの処理を要する場合がある。
【０１１６】
フレーム＃２と＃３との間の内挿フレーム生成においては、前述の処理により、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行うことで、検出されたベクトルに関わらずエラーのない内挿フレーム＃２．５が出力されるが、検出ベクトル自体にはエラーが存在するため、その次のフレーム＃３と＃４との間の内挿フレーム生成におけるベクトル検出に影響を与える。従って、動き補償処理を用いた内挿画像生成処理を行い、動き補償による内挿フレーム＃３．５を出力した場合、エラーを多く含む内挿フレームが出力される場合があることが、新たな課題となる。
【０１１７】
この課題を解決するための第１の方法は、同一画像検出部１０５または同一画像検出部１０７における処理において、一旦同一画像が検出されたら、それ以後所定のＮフレームの期間は、同一画像検出情報を出力し続けるような処理を行い、同一画像検出持続状態とすることである。こうすることで、一旦同一画像によりベクトル検出結果に誤りが生じても、安定してベクトル検出が行われるまでのＮフレームの間、同一画像検出情報を出力し続けて、エラーの多く含まれる内挿画像が出力されることを防ぐことができる。
【０１１８】
その具体的な処理手順の例を図１７に示す。なお、この手順で使用するカウンタは、初期値として０が入力されているものとする。まず、カウンタ値が０であるかどうかを判定し（ステップＳ１１）、０であった場合は、入力画像信号における２つの連続するフレームが同一画像であるかどうかを判定する（ステップＳ１２）。カウンタ値が０以外の場合は、カウンタ値を１減少させてから（ステップＳ１３）、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１２で同一画像であると判定された場合は、カウンタ値を所定の値Ｎに設定する（ステップＳ１４）。同一画像ではないと判定された場合は、ステップＳ１４を飛ばして、カウンタ値が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１５）。
【０１１９】
ステップＳ１５で、カウント値が０より大きいと判定された場合は、同一画像検出信号を出力し（ステップＳ１６）、処理を終える。カウンタ値が０より大きくないと判定された場合は、そのまま処理を終える。以上のような手順で処理を行うことで、一旦同一画像が検出されて同一画像検出持続状態になれば、カウンタ値が０になるまでの少なくともＮフレームの間は、同一画像検出結果に関わらず同一画像検出情報を出力し続けることになる。また、Nフレームの間に再度同一画像が検出されれば、カウンタ値が再びNにセットされ、そこからＮフレームの間は、同一画像検出結果に関わらず同一画像検出情報を出力し続ける。なお、上記の処理フローは、ある１フレームに対する処理手順であり、これを毎フレーム繰り返して行う。
【０１２０】
図１８は、図１７に示した手順をＮ＝２の条件において再生速度約６７％のスロー再生に本発明を適用した場合を説明するものである。図１８においては、図１６に示したものと同様、フレーム＃１と＃２とが同一であり、フレーム＃３が独立、フレーム＃４と＃５とが同一であり、フレーム＃６が独立である。この時、図１６の場合と同様に、同一画像検出処理３１及び３４により、同一画像検出情報４１及び４４が出力され、それを受けた内挿画像生成処理３７及び４０において、動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って内挿フレーム＃２．５、＃５．５を出力する。
【０１２１】
さらに、図１７に示した同一画像検出持続処理を行うことによって、同一画像検出処理３１で同一画像が検出された後、これを含めて２フレーム（Ｎ＝２の場合）の期間、すなわち同一画像検出処理３１に加えて同一画像検出処理３２においても同一画像検出情報４２が出力され、それを受けた内挿画像生成処理３８においても動き補償処理を無効化した内挿画像生成処理を行って、内挿フレーム＃３．５を出力する。同様に、同一画像検出処理３４により同一画像が検出された後、これを含めて２フレームの期間、すなわち同一画像検出処理３４に加えて同一画像検出処理３５においても同一画像検出情報４５が出力される。
【０１２２】
このような手順で処理を行うことで、同一画像検出部１０５、１０７によりｎ−１番目のフレームとｎ番目のフレームとが同一画像として検出された場合、ｎ番目のフレーム乃至ｎ＋Ｎ＋１番目のフレームの期間における動き補償処理を無効化することが可能となり、例えば再生速度約６７％のスロー再生においても、動きベクトルの誤検出に起因するエラーを多く含む画像が出力されることを防ぐことができる。
【０１２３】
さらに上述の方法において、定期的あるいは不定期に同一画像が存在する入力フレーム全般に対し、所定のフレーム数Ｎを適切に設定することにより、動きベクトルの誤検出に起因するエラーを多く含む画像が出力されることを防ぐことが可能となる。ここで、所定のフレーム数Ｎは、例えばＦＲＣ部１００で用いている動きベクトル検出部１０１が、入力フレーム中に同一画像が存在しベクトル検出にエラーが発生した後で、安定なベクトル検出を行えるようになるまでに要するフレーム数に応じて決めればよい。例えば５フレームで安定なベクトル検出を行えるようになるならば、Ｎ＝５とすればよい。
【０１２４】
また、上述した同一画像検出部１０５または同一画像検出部１０７における同一画像検出処理においては、前記のとおり、入力画像信号に重畳されたＭＰＥＧ圧縮によるノイズ等の影響が考えられる。例えば、フレームレート２４Ｈｚの映画映像を２−３プルダウン処理して、フレームレート６０Ｈｚのディスプレイに出力する際に、画像のある部分では同一画像検出が行われるが、別のある部分ではノイズ等により同一画像検出が行われず、その結果、部分的に動きベクトルの検出誤りによるエラーを含む内挿画像が出力されてしまうという現象が発生する可能性がある。
【０１２５】
これに対する対策としては、映画映像のような２−３プルダウン映像は一定時間持続するため、一旦同一画像が検出されれば同一画像の検出閾値を下げ、ノイズ等に対する耐性を強くすること、すなわち、所謂ヒステリシス処理を加えることが有効である。
【０１２６】
例えば図２に示した同一画像検出部１０５の構成の一例においては、同一画像判定に閾値Ａ保持部１４で保持している閾値Ａを用いているが、1つ前の処理で同一画像を検出していない状態では、閾値Ａ−１を用い、1つ前の処理で同一画像を検出している場合は、閾値Ａ−１より大きな閾値Ａ−２を用いるようにし、より同一画像として検出されやすくすることで、同一画像検出にヒステリシスを持たせることができる。
【０１２７】
また、例えば図３に示した同一画像検出部１０５の構成の別の一例においては、同一画像判定に閾値Ｂ保持部１７で保持している閾値Ｂ、及び閾値Ｃ保持部１７で保持している閾値Ｃを用いているが、１つ前の処理で同一画像を検出していない状態では、閾値Ｂ−１及び閾値Ｃ−１を用い、１つ前の処理で同一画像を検出している場合は、閾値Ｂ−１より大きな閾値Ｂ−２、及び閾値Ｃ−１より大きな閾値Ｃ−２を用いるようにし、より同一画像として検出されやすくすることで、同一画像検出にヒステリシスを持たせることができる。ここで、同一画像未検出時に用いる閾値Ｂ−１及び閾値Ｃ−１を閾値セット（１）、同一画像検出持続状態で用いる閾値Ｂ−２及び閾値Ｃ−２を閾値セット（２）と呼ぶ。
【０１２８】
さらに、例えば図５に示した同一画像検出部１０７の構成の一例においても、上記と同様に、1つ前の処理で同一画像を検出していない場合としている場合とで、異なる閾値セットを用いることにより、同一画像検出にヒステリシスを持たせることが可能である。
【０１２９】
このように、同一画像検出部１０５または同一画像検出部１０７において、同一画像検出にヒステリシスを持たせる場合の処理手順の例を図１９に示す。この処理では、前フレームでの同一画像検出結果を保持しておくためのメモリが必要となる。まず、前フレームでの同一画像検出結果を参照し(ステップＳ２１)、検出結果が同一画像でなかった場合は、閾値セット（１）を用いて現フレームに対する同一画像検出処理を行う（ステップＳ２２）。
【０１３０】
前フレームでの検出結果が同一画像であった場合は、閾値セット（２）を用いて現フレームに対する同一画像検出処理を行う（ステップＳ２３）。ステップＳ２２あるいはステップＳ２３で同一画像であると判定された場合は、同一画像検出信号を出力し（ステップＳ２４）、処理を終える。ステップＳ２２あるいはステップＳ２３で同一画像であると判定されなかった場合は、そのまま処理を終える。なお、上記の処理フローは、ある１フレームに対する処理手順であり、これを毎フレーム繰り返して行う。
【０１３１】
また、同一画像検出部１０５または同一画像検出部１０７において、同一画像検出にヒステリシスを持たせる場合の処理手順の別の例を図２０に示す。本例は、図１７とともに上述した、複数フレーム期間にわたって同一画像検出状態を持続させる方法と、図１９とともに上述した、同一画像検出にヒステリシスを持たせる処理とを組み合わせたものである。なお、この手順で使用するカウンタは、初期値として０が入力されているものとする。
【０１３２】
まず、カウンタ値が０であるかどうかを判定し（ステップＳ３１）、０であった場合は同一画像未検出状態であるため、閾値セット（１）を用いて同一画像検出処理を行う（ステップＳ３３）。ステップＳ３１でカウンタ値が０より大きかった場合は同一画像検出持続状態であるため、カウンタ値を１減少させてから（ステップＳ３２）、閾値セット（２）を用いて同一画像検出処理を行う（ステップＳ３４）。ステップＳ３３あるいはステップＳ３４で同一画像であると判定された場合は、カウンタ値を所定の値Ｎに設定し（ステップＳ３５）、同一画像ではないと判定された場合は、ステップＳ３５の処理を行わずにステップＳ３６へ進む。
【０１３３】
次に、カウンタ値が０より大きいかどうかを判定し（ステップＳ３６）、大きい場合は同一画像検出信号を出力し（ステップＳ３７）、処理を終える。カウンタ値が０より大きくなかった場合、すなわちカウンタ値が０であった場合は、そのまま処理を終える。
【０１３４】
このような手順で処理を行うことによって、同一画像未検出状態では、閾値セット（１）を用いて同一画像検出を行い、一旦同一画像が検出され同一画像検出持続状態になれば、カウンタ値が０になるまでの少なくともＮフレームの間は閾値セット（２）を用いて同一画像検出を行うとともに、検出結果に関わらず同一画像検出情報を出力し続ける。
【０１３５】
また、Nフレームの間に再度同一画像が検出されれば、カウンタ値が再びNにセットされ、そこからＮフレームの間は閾値セット（２）を用いて同一画像検出を行うとともに、検出結果に関わらず同一画像検出情報を出力し続ける。なお、上記の処理フローは、ある１フレームに対する処理手順であり、これを毎フレーム繰り返して行う。
【０１３６】
以上、詳述したとおり、本実施形態に係る画像表示装置においては、入力画像信号におけるｎ−１フレーム目の画像とｎフレーム目の画像とが略同一であった場合、ｎフレーム目とｎ＋１フレーム目との間に対する内挿画像生成処理において、動き補償処理を施さない（用いない）内挿画像を出力することにより、エラーを多く含む内挿画像が出力されることを防ぐことができる。すなわち、複数枚の同一画像が連続する可能性のある動画像において、動き補償型のフレームレート変換（ＦＲＣ）処理の誤りに起因する画質劣化を防止することが可能となる。
【０１３７】
尚、本発明の画像表示装置は、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶ディスプレイばかりでなく、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動ディスプレイなどのホールド型の表示特性を有する画像表示装置全般に適用することが可能である。また、入力画像信号としては、テレビジョン放送信号に限らず、外部メディアから再生された画像信号など種々の画像信号であってもよいことは言うまでもない。
【０１３８】
また、以上の説明においては、本発明の画像処理装置及び方法に関する実施形態の一例について説明したが、これらの説明から、本画像処理方法をコンピュータによりプログラムとして実行する画像処理プログラム、及び、該画像処理プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録したプログラム記録媒体についても容易に理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の画像表示装置の一実施形態におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の構成の別の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の画像表示装置の一実施形態におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成の別の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の構成の別の例を示すブロック図である。
【図６】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の処理手順の例を示すフロー図である。
【図７】本発明の画像表示装置の一実施形態におけるＦＲＣ処理を説明するための説明図である。
【図８】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第１の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第２の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第３の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第４の例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第５の例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第６の例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の一実施形態における内挿フレーム生成部の概略構成の第７の例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の画像表示装置の一実施形態において再生速度５０％のスロー再生を行った場合のＦＲＣ処理を説明するための説明図である。
【図１６】本発明の画像表示装置の一実施形態において再生速度約６７％のスロー再生を行った場合のＦＲＣ処理を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の処理手順の第２の例を示すフロー図である。
【図１８】本発明の画像表示装置の一実施形態において再生速度約６７％のスロー再生を行った場合のＦＲＣ処理の別の例を説明するための説明図である。
【図１９】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の処理手順の第３の例を示すフロー図である。
【図２０】本発明の画像表示装置の一実施形態における同一画像検出部の処理手順の第４の例を示すフロー図である。
【図２１】従来の液晶表示装置におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２２】従来のＦＲＣ駆動表示回路によるフレームレート変換処理を説明するための説明図である。
【図２３】従来のＦＲＣ駆動表示回路における動きベクトル検出部及び内挿フレーム生成部による内挿フレーム生成処理について説明するための図である。
【図２４】従来のＦＲＣ駆動表示回路における前フレームでの動きベクトル検出結果を参照してベクトル検出を行う動きベクトル検出部の構成例を示すブロック図である。
【図２５】映画映像を２−３プルダウンした各フレームを示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  フレーム遅延部
２  初期変位ベクトル選択部
３  動きベクトル演算部
４  ベクトルメモリ
５  ０ベクトル保持部
１１  フレーム遅延部
１２  画素差分累計部
１３  同一画像判定部
１４  閾値Ａ保持部
１５  差分存在画素数累計部
１６  同一画像判定部
１７  閾値Ｂ保持部
１８  閾値Ｃ保持部
１９  ベクトル累計部
２０  同一画像判定部
２１  閾値Ｄ保持部
２２  閾値Ｅ保持部
５１  フレーム遅延部
５２  切り替え部
５３  ０ベクトル
５４  内挿ベクトル評価部
５５  内挿フレーム生成部
５６  タイムベース変換部
５７  線形内挿画像生成部
５８  画像混合部
５９  黒レベル信号発生部
１００  フレームレート変換（ＦＲＣ）部
１０１  動きベクトル検出部
１０２  内挿フレーム生成部
１０３  液晶表示パネル
１０４  電極駆動部
１０５  同一画像検出部
１０６  内挿フレーム生成部
１０７  同一画像検出部
１１１  動きベクトル
１１２  内挿ベクトル
１１３  内挿フレーム
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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