(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に対して信号処理を施して液晶ディスプレイに出力する液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置において、
映像信号の前フレームと現フレームの輝度差を算出し、該輝度差に基づいて映像が動いた領域を検出する動き領域検出手段と、
該動き領域検出手段により検出された領域のうちの現フレーム上の領域における動き前後の輝度差を検出する輝度差検出手段と、
前記動き領域検出手段により検出された現フレームにおける領域を、輝度差検出手段により検出された輝度差に応じて拡大縮小する映像領域拡大縮小処理手段と、
を備えたことを特徴とする液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置に係り、特に、液晶ディスプレイにおいて動画を表示させるときのいわゆる動きぼけに起因する画質低下を、映像信号を処理することにより改善することができる液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイは大型化、高解像度化が開発の主眼とされ、パーソナルコンピュータなどに広く利用されている。
また、静止した映像だけでなく、動く映像も液晶ディスプレイに表示させる場合が増えつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶ディスプレイは、他のディスプレイと比較して応答速度が遅いため、放送番組のように、動きのある映像をこの液晶ディスプレイに表示させた場合、１つ前のフレームの映像の影響を受けてしまう。
【０００４】
図３はかかる液晶ディスプレイの動作を示す説明図である。
この図３において、１フレーム前のフレーム１では、領域Ｗが明るい領域であり、その光出力はＣ0である。
液晶ディスプレイにおける映像が、矢印で示す方向に動き、フレーム１がフレーム２に変化した場合、フレーム２における領域Ｗの光出力（液晶ディスプレイからの光出力）はすぐにＣ0になるべきところ、もともと黒レベルであり、低かったため、ＣLOWとなり、次第にレベルが上がってＣ0となる。
これが動きぼけとなり、画質が低下する原因ともなる。
【０００５】
このように、ほとんどの液晶ディスプレイでは、白レベルから黒レベルに下がるときは、レベルはすぐに下がるものの、黒レベルから白レベルに上がるときは、液晶ディスプレイの応答速度が遅いためにレベルはすぐに上がりきらない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、液晶ディスプレイにおいて、動きぼけに起因する画質低下を視覚的に抑制し、画質を改善できるような液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため請求項１の発明にかかる液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置は、映像信号の前フレームと現フレームの輝度差を算出し、該輝度差に基づいて映像が動いた領域を検出する動き領域検出手段と、該動き領域検出手段により検出された領域のうちの現フレーム上の領域における動き前後の輝度差を検出する輝度差検出手段と、前記動き領域検出手段により検出された現フレームにおける領域を、輝度差検出手段により検出された輝度差に応じて拡大縮小する映像領域拡大縮小処理手段と、を備えたものである。
【０００８】
かかる構成によれば、動き領域検出手段により、映像信号の前フレームと現フレームの輝度差が算出され、この輝度差に基づいて映像信号の中で映像が動いた領域が検出される。そして、検出されたこの領域のうち、現フレーム上の領域における動き前後の輝度差が輝度差検出手段によって検出される。この輝度差により動きぼけが予測される。この領域は、輝度差検出手段によって検出された輝度差に応じて映像領域拡大縮小処理手段によって拡大又は縮小される。領域の面積が広くなれば、液晶ディスプレイ上の動きぼけにより輝度が上がりきらないとしても、視覚的な輝度は維持されることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、第１の実施の形態における液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置は、平均輝度検出ブロック１と、動き検出ブロック２と、平均輝度検出ブロック３と、減算器４と、領域処理ブロック５と、を備えている。
【００１０】
平均輝度検出ブロック１は、入力した映像信号の現フレームにおける平均輝度レベルを検出するブロックであり、輝度レベル変換部１１と、ローパスフィルタ（以後、「ＬＰＦ」と記す。）１２と、を備えている。
【００１１】
輝度レベル変換部１１は、映像信号の信号レベルを輝度レベルに変換するものである。
ＬＰＦ１２は、輝度レベル変換部１１によって変換された映像信号の現フレームの輝度レベルを平均し、その平均輝度レベルを算出するためのフィルタである。
【００１２】
動き検出ブロック２は、映像信号をフレーム単位で入力し、前フレームと現フレーム間における映像の動きを検出するとともに、液晶ディスプレイの動作シミュレーションを示すシミュレーション結果を出力するブロックであり、フレームメモリ２１と、減算器２２と、補償信号生成部２３と、減算器２４と、を備えている。
【００１３】
フレームメモリ２１は、前フレームの映像信号を格納するためのメモリである。
減算器２２は、現フレームの映像信号の輝度レベルと、フレームメモリ２１に格納されている前フレームの映像信号の輝度レベルとの差を算出することにより映像の動きを検出するものである。
【００１４】
補償信号生成部２３は、減算器２２により算出された両輝度レベルの差に基づいて、液晶ディスプレイ上で確実に輝度を立ち上がらせるための補償信号を生成するものである。
減算器２４は、現フレームの映像信号の輝度レベルと、補償信号生成部２３によって生成された補償信号の輝度レベルとの輝度差を算出してシミュレーション結果を算出するためのものである。
【００１５】
平均輝度検出ブロック３は、動き検出ブロック２によって生成されたシミュレーション結果の平均輝度を検出するブロックであり、平均輝度検出ブロック１と同様の輝度レベル変換部３１と、ＬＰＦ３２と、を備えている。
【００１６】
減算器４は、シミュレーション結果の平均輝度が入力映像信号の平均輝度と比べてどの程度低いか、そのレベル差を検出するため、平均輝度検出ブロック１によって検出された入力映像信号の平均輝度と、動き検出ブロック２によって生成された補償信号の平均輝度との差を算出するものである。
【００１７】
領域処理ブロック５は、減算器４により算出された現フレームの平均輝度とシミュレーション結果の平均輝度との差に応じて明るくなった領域を拡大するブロックであり、ＬＰＦ５１と、拡大処理部５２と、を備えている。
【００１８】
ＬＰＦ５１は、現フレームの映像信号の信号レベルを平均化するフィルタである。
拡大処理部５２は、減算器４の減算結果に応じて明るくなった領域を拡大する処理を行うものである。
【００１９】
尚、動き検出ブロック２が動き領域検出手段に相当し、平均輝度検出ブロック１，３及び減算器４が輝度差検出手段に相当し、領域処理ブロック５が映像領域拡大縮小処理手段に相当する。
【００２０】
次に動作を説明する。
まず、第１フレームの映像信号ａが入力され、この映像信号ａはフレームメモリ２１に格納される。
【００２１】
フレームメモリ２１に１フレーム分の映像信号ａが格納されてから、第２フレームの映像信号ｂが入力される。
ここでは、第１フレームが前フレーム、第２フレームが現フレームとなる。
減算器２２では、映像信号ａ、ｂの映像信号レベルの差ｃが算出される。
【００２２】
図２は第１の実施の形態の動作を示す信号波形図である。
この例では、図２（ａ）に示すように、第１フレームでは、領域Ｗ10において、映像信号レベルはＣ0である。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、第２フレームでは、領域Ｗ0において、映像信号レベルはＣ0である。
従って、第２フレームの領域Ｗ0は、第１フレームの領域Ｗ10が動いたものと考えられる。
【００２４】
この映像が動いた領域は、図２（ｃ）に示すように、第１フレームと第２フレームの映像信号レベルの差ｃを算出することにより検出される。即ち、この差ｃが０にならなければ、映像が動いたことになる。
【００２５】
補償信号生成部２３では、この減算器２２によって算出された差ｃに基づいて補償信号ｄが生成される。
この場合、映像信号は、立ち上がりのみ上がりきらないため、補償信号ｄは、図２（ｄ）に示すように、正側に上がりきらない部分のみを残し、他を０レベルとすることにより生成される。
【００２６】
減算器２４では、第２フレームの領域Ｗ0における映像信号とこの生成した補償信号ｄとの差が算出され、これにより、図２（ｅ）に示すようなシミュレーション結果が得られる。このシミュレーション結果が液晶ディスプレイの動作シミュレーションとなる。
【００２７】
平均輝度検出ブロック３では、輝度レベル変換部３１において、このシミュレーション結果が輝度に変換され、ＬＰＦ３２により、シミュレーション結果における領域Ｗ0の平均輝度が算出される。
一方、平均輝度検出ブロック１でも同様に、第２フレームにおける領域Ｗ0の平均輝度が算出される。
【００２８】
減算器４では、平均輝度検出ブロック１によって算出された第２フレームにおける平均輝度と平均輝度検出ブロック３によって算出されたシミュレーション結果の平均輝度との差が算出される。この差によって液晶ディスプレイにおける平均輝度の変化が予測される。
【００２９】
領域処理ブロック５では、ＬＰＦ５１により映像信号ｂの平均輝度が算出され、減算器４によって算出された輝度差に基づいて、第２フレームにおいて明るくなった領域が拡大処理部５２によって拡大され、逆に輝度が低下した領域が縮小される。そして、図２（ｆ）に示すような補正信号ｆが生成される。
尚、領域の拡幅については、映像を見る者にとって見やすくなるように外部から調整できるようにしておく。
液晶ディスプレイには、この補正信号ｆが出力される。
【００３０】
かかる構成によれば、映像が動いた領域のうち、明るくなった領域を輝度差に応じて拡大するようにしたので、液晶ディスプレイ上で動画像における動きぼけがあったとしても、輝度低下を視覚的に抑制することができ、画質を改善することができる。
【００３１】
尚、前記したように、ほとんどの液晶ディスプレイでは、黒レベルから白レベルに上がるときに動きぼけが発生するが、この反対に白レベルから黒レベルに下がるとき動きぼけが発生するような液晶ディスプレイであれば、暗くなった領域を、その輝度差に応じて拡大するようにすればよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる液晶ディスプレイ用の映像信号処理装置によれば、映像が動いた現フレームにおける領域を、映像が動く前後の輝度差に応じて拡大するようにしたので、動画像における液晶ディスプレイ上の輝度低下を、映像信号を処理することによって視覚的に抑制することができ、画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の動作を示す信号波形図である。
【図３】液晶ディスプレイの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１，３  平均輝度検出ブロック
２  動き検出ブロック
４  減算器
５  領域処理ブロック
【図１】
0004339996.tif 000002
【図２】
0004339996.tif 000003
【図３】
0004339996.tif 000004