(57)【要約】【課題】フィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表示を行う際、動画擬似輪郭の補正をより好適に行い、画質の劣化を防止する。【解決手段】動きベクトル検出部１１は、近接する２つのフィールド間で対応する画素の動きベクトルを検出する。輝度情報算出部１３は、入力画像の各画素の輝度情報を算出する。画素位置切替え部１４は、再構成対象画素を終点とする動きベクトルに所定の関数を乗じて、発光データを再構成するためにデータの取得先を示す画素位置ベクトルを算出する。さらに、取得先の画素と再構成対象画素との輝度差が閾値より大きい場合には、輝度差が閾値以下となるまで、算出した画素位置ベクトルを再構成対象画素に近付けるように修正する。【選択図】図１
2009103889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した画像の１フィールド期間を複数のサブフィールド期間に分割し、フィールド間の対応する画素の動きベクトルに応じて、該複数のサブフィールド期間の各期間における発光データを再構成する画像表示装置において、
入力画像を複数のサブフィールドの発光データに変換するサブフィールド変換部と、
上記入力画像に含まれる複数のフィールドもしくは該複数のフィールドから生成されるフィールドのうち、近接する２つのフィールド間で対応する画素の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
上記入力画像から各画素の輝度情報を算出する輝度情報算出部と、
上記動きベクトル検出部が検出した動きベクトルと上記輝度情報算出部で算出した輝度情報を用いた演算処理によって、発光データを再構成するためにデータの取得先を示す画素位置ベクトルを算出する画素位置切替え部と、
上記サブフィールド変換部から出力された再構成対象となるフィールド内の画素のサブフィールドの発光データを、上記画素位置切替え部で算出した画素位置ベクトルが示す上記再構成対象フィールド内の画素の対応するサブフィールドの発光データを用いて再構成するサブフィールド再構成部と、
該サブフィールド再構成部から出力されるサブフィールドの発光データを用いて画像を表示する表示部とを備え、
上記画素位置切替え部は、上記動きベクトル検出部が検出した動きベクトルのうち、上記再構成対象フィールド内の再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選択し、該選択した動きベクトルに所定の関数を乗じて上記画素位置ベクトルを算出し、上記輝度情報算出部が算出した輝度情報を用いて、上記算出した画素位置ベクトルが示す画素と上記再構成対象画素との輝度差を判定し、該輝度差が閾値より大きい場合には輝度差が閾値以下となる画素が出現するまで、算出した画素位置ベクトルを上記再構成対象画素に近付けるように修正して出力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載される画像表示装置であって、
前記画素位置切替え部は、前記再構成対象画素を構成する全てのサブフィールドについてそれぞれの画素位置ベクトルを算出し、
前記サブフィールド再構成部は、前記再構成対象画素を構成する全てのサブフィールドのそれぞれの発光データを、上記算出したそれぞれの画素位置ベクトルが示す画素の対応するサブフィールドの発光データを用いて再構成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載される画像表示装置であって、
前記画素位置切替え部は、前記再構成対象画素を構成する全てのサブフィールドについてそれぞれの画素位置ベクトルを算出する際、前記選択した動きベクトルに所定の関数を乗じて画素位置ベクトルを算出するのは全てのサブフィールドについて行うが、
前記輝度情報を用いて算出した画素位置ベクトルが示す画素との輝度差を判定し、該輝度差が閾値より大きい場合に算出した画素位置ベクトルを修正するのは任意のサブフィールドについてのみ行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載される画像表示装置であって、
前記動きベクトル検出部は、前記入力画像に含まれる第１のフィールドの画素を終点とし、該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置切替え部は、上記第１のフィールドの画素のＮ個のサブフィールドのうち、ｉ番目のサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第１のフィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルＶを選択し、該選択した動きベクトルＶに、前記関数として−（ｉ−１）／Ｎを乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載される画像表示装置であって、
前記動きベクトル検出部は、前記入力画像に含まれる第１のフィールドの画素を終点とし、該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置切替え部は、上記第１のフィールドと上記第２のフィールドの間の１ＴＶフィールド期間がＴｆであって、上記第１のフィールドの画素のサブフィールドのうち、上記１ＴＶフィールド期間の始期から発光開始までの時間がＳｉであるサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第１のフィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルＶを選択し、該選択した動きベクトルＶに、前記関数として−Ｓｉ／Ｔｆを乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載される画像表示装置であって、
前記動きベクトル検出部は、前記入力画像に含まれる第１のフィールドと該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドとの間に生成される第３のフィールドの画素を終点とし、該第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置切替え部は、上記第３のフィールドもしくは上記第１のフィールドもしくは上記第２のフィールドの画素のＮ個のサブフィールドのうち、ｉ番目のサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第３のフィールドの対応する画素を終点とする動きベクトルＶｆを選択し、上記第２のフィールドと上記第１のフィールドとの間の期間Ｔｆに対する上記第２のフィールドと上記第３のフィールドとの間の期間Ｔｍの比α（＝Ｔｍ／Ｔｆ）を用いて、該選択した動きベクトルＶｆに、前記関数として−（（ｉ−１）−（Ｎ×α））／（Ｎ×α）を乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載される画像表示装置であって、
前記動きベクトル検出部は、前記入力画像に含まれる第１のフィールドと該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドとの間に生成される第３のフィールドの画素を終点とし、該第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置切替え部は、上記第１のフィールドと上記第２のフィールドの間の１ＴＶフィールド期間がＴｆであって、上記第３のフィールドもしくは上記第１のフィールドもしくは上記第２のフィールドの画素のサブフィールドのうち、上記１ＴＶフィールド期間の始期から発光開始までの時間がＳｉであるサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第３のフィールドの対応する画素を終点とする動きベクトルＶｆを選択し、上記第２のフィールドと上記第１のフィールドとの間の期間Ｔｆに対する上記第２のフィールドと上記第３のフィールドとの間の期間Ｔｍの比α（＝Ｔｍ／Ｔｆ）を用いて、該選択した動きベクトルＶｆに、前記関数として−（Ｓｉ−（Ｔｆ×α））／（Ｔｆ×α）を乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項４または６に記載される画像表示装置であって、
前記各サブフィールドの発光開始時間の間隔が、均等間隔であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項５または７に記載される画像表示装置であって、
前記各サブフィールドの発光開始時間の間隔が、画像の輝度レベルに応じて可変とすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
入力した画像を１フィールド期間を複数のサブフィールド期間に分割し、フィールド間の対応する画素の動きベクトルに応じて、該複数のサブフィールド期間の各期間における発光データを再構成する画像表示方法において、
入力画像を複数のサブフィールドの発光データに変換するステップと、
上記入力画像に含まれる複数のフィールドもしくは該複数のフィールドから生成されるフィールドのうち、近接する２つのフィールド間で対応する画素の動きベクトルを検出するステップと、
上記入力画像から各画素の輝度情報を算出するステップと、
上記検出した動きベクトルと上記算出した輝度情報を用いた演算処理によって、発光データを再構成するためにデータの取得先を示す画素位置ベクトルを算出するステップと、
再構成対象となるフィールド内の画素のサブフィールドの発光データを、上記算出した画素位置ベクトルが示す上記再構成対象フィールド内の画素の対応するサブフィールドの発光データを用いて再構成するステップと、
該再構成されるサブフィールドの発光データを用いて画像を表示するステップとを備え、
上記画素位置ベクトルを算出するステップでは、
上記再構成対象フィールド内の再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選択し、
該選択した動きベクトルに所定の関数を乗じて画素位置ベクトルを算出し、
上記輝度情報を用いて、上記算出した画素位置ベクトルが示す画素と上記再構成対象画素との輝度差を判定し、
該輝度差が閾値より大きい場合には輝度差が閾値以下となる画素が出現するまで、算出した画素位置ベクトルを上記再構成対象画素に近付けるように修正することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載される画像表示方法であって、
前記動きベクトルを検出するステップでは、前記入力画像に含まれる第１のフィールドの画素を終点とし、該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置ベクトルを算出するステップでは、上記第１のフィールドの画素のＮ個のサブフィールドのうち、ｉ番目のサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第１のフィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルＶを選択し、該選択した動きベクトルＶに、前記関数として−（ｉ−１）／Ｎを乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載される画像表示方法であって、
前記動きベクトルを検出するステップでは、前記入力画像に含まれる第１のフィールドの画素を終点とし、該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置ベクトルを算出するステップでは、上記第１のフィールドと上記第２のフィールドの間の１ＴＶフィールド期間がＴｆであって、上記第１のフィールドの画素のサブフィールドのうち、上記１ＴＶフィールド期間の始期から発光開始までの時間がＳｉであるサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第１のフィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルＶを選択し、該選択した動きベクトルＶに、前記関数として−Ｓｉ／Ｔｆを乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載される画像表示方法であって、
前記動きベクトルを検出するステップでは、前記入力画像に含まれる第１のフィールドと該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドとの間に生成される第３のフィールドの画素を終点とし、該第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置ベクトルを算出するステップでは、上記第３のフィールドもしくは上記第１のフィールドもしくは上記第２のフィールドの画素のＮ個のサブフィールドのうち、ｉ番目のサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第３のフィールドの対応する画素を終点とする動きベクトルＶｆを選択し、上記第２のフィールドと上記第１のフィールドとの間の期間Ｔｆに対する上記第２のフィールドと上記第３のフィールドとの間の期間Ｔｍの比α（＝Ｔｍ／Ｔｆ）を用いて、該選択した動きベクトルＶｆに、前記関数として−（（ｉ−１）−（Ｎ×α））／（Ｎ×α）を乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載される画像表示方法であって、
前記動きベクトルを検出するステップでは、前記入力画像に含まれる第１のフィールドと該第１のフィールドよりも時間的に前に配置される第２のフィールドとの間に生成される第３のフィールドの画素を終点とし、該第２のフィールドの対応する画素を始点とする動きベクトルを検出し、
前記画素位置ベクトルを算出するステップでは、上記第１のフィールドと上記第２のフィールドの間の１ＴＶフィールド期間がＴｆであって、上記第３のフィールドもしくは上記第１のフィールドもしくは上記第２のフィールドの画素のサブフィールドのうち、上記１ＴＶフィールド期間の始期から発光開始までの時間がＳｉであるサブフィールドを再構成対象とする場合、上記検出した動きベクトルのうち、上記第３のフィールドの対応する画素を終点とする動きベクトルＶｆを選択し、上記第２のフィールドと上記第１のフィールドとの間の期間Ｔｆに対する上記第２のフィールドと上記第３のフィールドとの間の期間Ｔｍの比α（＝Ｔｍ／Ｔｆ）を用いて、該選択した動きベクトルＶｆに、前記関数として−（Ｓｉ−（Ｔｆ×α））／（Ｔｆ×α）を乗じて前記画素位置ベクトルを得ることを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示においてフィールドを複数に時分割して階調表示を行う画像表示装置および画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つのフィールドを輝度の重みの異なる複数の画面（以下、これらをサブフィールド（ＳＦ）と呼ぶ）に時間方向に分割し、各サブフィールドにおける発光、非発光を制御することで、１フィールドの画像を表示する表示装置では、動画像を表示時に動画擬似輪郭と呼ばれる階調の乱れや動画ボヤケが発生し、表示品位を損ねるという問題がある。これは、動く物体を人間の目が追従するために発生することが知られている。
【０００３】
この動画擬似輪郭の発生を防止するため、特許文献１には、フレーム間、もしくはフィールド間の表示データより動きベクトルを検出し、表示データの各サブフィールドの発光位置を、その動きベクトルから算出した視線パス上の各サブフィールドの画素位置へ補正する方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、動きベクトルとサブフィールドの発光重心位置から、サブフィールドをドラッグする座標を計算し、サブフィールドを再符号化する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１１８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の擬似輪郭補正方法において、映像のフレーム内に様々な方向の動きベクトルが含まれている場合や動きベクトルを誤検出した場合、もしくはテロップの動きベクトルを誤検出する場合がある。動きベクトルの誤検出は避けられず、そのような場合、誤った動きベクトルを使用してサブフィールドの発光位置を補正するため、偽色やテロップ文字等の映像の揺れとなり、画質が劣化するという課題がある。
【０００７】
また、特許文献１の方法によりサブフィールドの発光位置を補正すると、一部の画素にサブフィールドの発光データが再設定されない場合がある。さらに、周辺の画素の色を考慮せずに動きベクトルのみで周辺の画素のサブフィールドを変更しているため、画素の輝度が大きく変化したり、画像内に存在しない輝度差が画面内に生じることにより、偽色が発生する場合がある。
【０００８】
同様に、特許文献２の方法によりサブフィールドの再符号化をする場合にも、周辺の画素の色を考慮せずに動きベクトルのみでドラックする座標を計算しているため、画素の輝度が大きく変化したり、画像内に存在しない輝度差が画面内に生じることにより、偽色が発生する場合がある。これらより、動画擬似輪郭の補正が破綻し、画質が劣化するという課題がある。
【０００９】
これらの課題について、図２５〜図２９を用いて説明する。
まず、図２５は、サブフィールドを用いて階調を表現する表示装置の階調表現方法について説明する図である。１つのフィールド（１ＴＶフィールド）をＮ個のサブフィールドから構成し、各サブフィールドでは、例えば２のＮ乗などの重み付けを行う。この例では、輝度の小さい側から、２の０乗、２の１乗、…、２の（Ｎ−１）乗と重み付けをしている。１ＴＶフィールド期間の開始側から、ＳＦ１、ＳＦ２、…、ＳＦｎと呼ぶ。ここでは、ｎ＝８の例である。表示装置では、このサブフィールドの発光、非発光を複数選択することにより、１フィールド内の階調を表現している。そして、人間の網膜が感じる輝度は、複数発光したサブフィールドの輝度の和である。
【００１０】
ここで、サブフィールドの発光が時間的に異なるため、動画像内の動く物体を人間の目が追従し、１フィールド内の隣接する画素の発光サブフィールドの位置が大きく変化した場合、動画擬似輪郭が発生する。
【００１１】
図２６は、動画擬似輪郭の発生メカニズムの一例を示す。垂直方向が時間、水平方向が画素位置を表し、サブフィールド数ｎが８で、水平方向は、左方向に１画素で１ずつ輝度が高い一連の画素を表示する場合を示す。
【００１２】
図２６（ａ）は、当該一連の画素表示が、２番目のフィールド期間において、１番目のフィールド期間よりも２画素右方向に移動している場合である。ここで、図に示す輝度が１２７、１２８、１２９の画素は、本来、静止画の状態であれば人間の目には、それぞれ１２７、１２８、１２９の輝度に見える。
【００１３】
しかし動画の場合、図に示す矢印のように、画像の移動に視線が追従する。これにより、人間の目に認識されるサブフィールドの発光期間が静止画の場合とは異なることになる。（ａ）の例では、静止画のとき輝度が１２７、１２８、１２９の画素が、動画表示には、輝度が１２７、０、１２９の画素として人間の目に認識される。このように、本来表示されないはずの輝度０の画素を、人間の目が認識してしまう。
【００１４】
また、図２６（ｂ）に示すように、一連の画素表示が、２番目のフィールド期間において、１番目のフィールド期間よりも２画素左方向に移動している場合は、静止画のとき輝度が１２６、１２７、１２８の画素が、動画表示には、輝度が１２６、２５５、１２８の画素として人間の目に認識される。このように、本来表示されないはずの輝度２５５の画素を、人間の目が認識してしまう。これが動画擬似輪郭発生のメカニズムである。
【００１５】
図２７は、動画擬似輪郭を防止するための、従来のサブフィールドの補正方法を説明する図である。横軸を画素の水平位置、縦軸を時間とし、サブフィールド数Ｎが６の場合の表示データを表したものである。ここで、表示データの画素ｎのサブフィールドの発光状態遷移について説明する。
【００１６】
動画像表示時において、表示データが水平方向に６画素分、即ちベクトル値＋６で移動した場合、実際に網膜に認識される発光サブフィールドは、２斜線で挟まれた範囲（視線パス２７１０）である。図２６で説明したとおり、動画表示時における発光サブフィールドが網膜上で積分される輝度値と、仮に静止画であるとするときの輝度値とは異なる値になる。従来方法は、仮に静止画であるとするときに同一の画素に配置される複数のサブフィールドの発光位置を、視線パス内の画素位置のサブフィールドの発光位置に変えることで、動画擬似輪郭を補正する。
【００１７】
図２８は、従来のサブフィールドの補正方法の課題として、一部の画素にサブフィールドが再設定されない場合を説明する図である。横軸を画素の水平位置、縦軸を時間とし、サブフィールド数Ｎが６の場合の表示データを表す。図２８（ａ）は、補正前の発光パターンを示し、同じ画素に属するサブフィールドを同じ模様で表している。
【００１８】
図２８（ｂ）は、画素（ｎ−５）〜（ｎ−１）が水平方向に５画素、画素ｎ〜（ｎ＋５）が水平方向に６画素移動した場合の、従来方法によりサブフィールド発光位置の補正結果を示す。図で枠線の領域２８１０のように、サブフィールドが再設定されない部分（サブフィールドが発光しない部分）が発生する。
【００１９】
また図２８（ｃ）は、画素（ｎ−５）〜（ｎ−１）が背景の静止領域の画素であり（水平方向に０画素移動）、画素ｎ〜（ｎ＋５）が動画領域の画素で水平方向に６画素移動した場合には、従来方法による補正結果を示す。三角の枠線の領域２８１１のように、サブフィールドが設定されない部分が発生する。
【００２０】
このように従来の補正方法によれば、サブフィールドが設定されない画素が発生し、画質が劣化する。すなわち、画素の輝度が大きく変化し、画像内に存在しない輝度の異なる画素で構成された線のような模様が発生してしまう。
【００２１】
さらに図２９は、従来のサブフィールドの補正方法の課題として、輝度差が大きい画素間でサブフィールドの発光構成が大きく変わり、偽色が発生する場合を説明する図である。
図２９（ａ）は、画素の２次元平面を表していて、灰色画素は輝度値が低い画素、白色画素は輝度値が高い画素を表している。また、各灰色画素間の輝度差≦閾値、かつ各白色画素間の輝度差≦閾値、かつ各灰色画素と各白色画素の輝度差＞閾値とする。ここではＡからＧの各画素が、図に示すように、画素Ｇから画素Ａへの矢印２９１０の方向に６画素移動した場合を想定する。
図２９（ｂ）は、補正前の画素ＡからＦまでの各サブフィールドの発光状態を示す。
【００２２】
図２９（ｃ）は、画素Ａにおける従来の補正結果（発光重心位置を考慮）を示す。動きベクトルとサブフィールドの発光重心位置に基づき、ＳＦ５とＳＦ６を画素Ｃから（矢印２９０５、２９０６で示す）、ＳＦ３とＳＦ４は画素Ｂから（矢印２９０３、２９０４）、ＳＦ１とＳＦ２は画素Ａのものを用いてサブフィールドを再設定する。ここでは、発光重心位置による補正を考慮し、各サブフィールドの発光タイミングを早い場合を仮定して補正をしている。
【００２３】
図２９（ｄ）は、全ての画Ａから画素Ｆまでを同様に補正した結果を示す。その結果、画素Ａ〜画素Ｃにおいて、原画の画素のサブフィールド構成と大きく異なり、偽色が発生してしまう。従って、従来のサブフィールドの補正方法ではサブフィールドの発光構成が大きく変わる画素が発生し、画質が劣化する。
【００２４】
このように従来技術によれば、動画擬似輪郭の補正が破綻することがあり、画質が劣化するという課題があった。
【００２５】
本発明の目的は、上記課題を鑑み、フィールドを複数のサブフィールドに分割して階調表示を行う際、動画擬似輪郭の補正をより好適に行い、画質の劣化を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の画像表示装置は、入力画像を複数のサブフィールドの発光データに変換するサブフィールド変換部と、入力画像に含まれる複数のフィールドもしくは該複数のフィールドから生成されるフィールドのうち、近接する２つのフィールド間で対応する画素の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、入力画像から各画素の輝度情報を算出する輝度情報算出部と、動きベクトル検出部が検出した動きベクトルと輝度情報算出部で算出した輝度情報を用いた演算処理によって、発光データを再構成するためにデータの取得先を示す画素位置ベクトルを算出する画素位置切替え部と、サブフィールド変換部から出力された再構成対象となるフィールド内の画素のサブフィールドの発光データを、画素位置切替え部で算出した画素位置ベクトルが示す再構成対象フィールド内の画素の対応するサブフィールドの発光データを用いて再構成するサブフィールド再構成部と、サブフィールド再構成部から出力されるサブフィールドの発光データを用いて画像を表示する表示部とを備える。ここで画素位置切替え部は、動きベクトル検出部が検出した動きベクトルのうち、再構成対象フィールド内の再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選択し、選択した動きベクトルに所定の関数を乗じて画素位置ベクトルを算出する。そして、輝度情報算出部が算出した輝度情報を用いて、算出した画素位置ベクトルが示す画素と再構成対象画素との輝度差を判定し、輝度差が閾値より大きい場合には輝度差が閾値以下となる画素が出現するまで、算出した画素位置ベクトルを再構成対象画素に近付けるように修正して出力する。
【００２７】
また本発明の画像表示方法は、入力画像を複数のサブフィールドの発光データに変換するステップと、入力画像に含まれる複数のフィールドもしくは該複数のフィールドから生成されるフィールドのうち、近接する２つのフィールド間で対応する画素の動きベクトルを検出するステップと、入力画像から各画素の輝度情報を算出するステップと、検出した動きベクトルと算出した輝度情報を用いた演算処理によって、発光データを再構成するためにデータの取得先を示す画素位置ベクトルを算出するステップと、再構成対象となるフィールド内の画素のサブフィールドの発光データを、算出した画素位置ベクトルが示す再構成対象フィールド内の画素の対応するサブフィールドの発光データを用いて再構成するステップと、再構成されるサブフィールドの発光データを用いて画像を表示するステップとを備える。ここで画素位置ベクトルを算出するステップでは、再構成対象フィールド内の再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選択し、選択した動きベクトルに所定の関数を乗じて画素位置ベクトルを算出し、輝度情報を用いて、算出した画素位置ベクトルが示す画素と再構成対象画素との輝度差を判定し、輝度差が閾値より大きい場合には輝度差が閾値以下となる画素が出現するまで、算出した画素位置ベクトルを上記再構成対象画素に近付けるように修正する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、複数のサブフィールドより階調表示を行う際、画質の劣化のない良質の画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の各実施例を、図面を参照して説明する。
図９は、各サブフィールドの発光時間のタイミングを示したもので、（ａ）はサブフィールド間の発光開始時間の間隔が等間隔な場合、（ｂ）は発光開始時間の間隔を可変（不等間隔）とする場合であり、以下の各実施例はこれで場合分けしている。
【００３０】
各図面において、同一の符号が付されている構成要素は同一の機能を有することとする。以下の記載おいて、「サブフィールド」との記載は「サブフィールド期間」という意味も含む。また、「サブフィールドの発光」という記載は「サブフィールド期間における画素の発光」という意味も含む。また、以下の記載または図面において、単に動きベクトルの値として、スカラー量が記載されている場合は、２次元ベクトルのうち、水平方向の動き量について例示したものとする。すなわち、例えば、単に「６」と表記した場合は、表示画面の水平方向をｘ、垂直方向をｙとした場合の動きベクトルが（ｘ，ｙ）＝（＋６，０）であることを示す。
【実施例１】
【００３１】
本発明の第１の実施例は、図９（ａ）に示すようなサブフィールド間の発光開始時間の間隔が等間隔である場合の画像表示である。図では、横軸を画素の水平位置、縦軸を時間とし、サブフィールド数Ｎが６の場合の表示データを表したものである。そして、各サブフィールドの発光期間Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５に関わらず、サブフィールド間の発光開始時間の間隔はＴ０で一定とする。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。画像表示装置１の構成は、入力部１０、動きベクトル検出部１１、サブフィールド変換部１２、輝度情報算出部１３、画素位置切替え部１４、サブフィールド再構成部１５、画像表示部１６、制御部１７を備えている。
【００３３】
各部の動作の詳細を説明する。入力部１０には動画像データが入力される。例えば入力部は、ＴＶ放送用のチューナー、画像入力端子、ネットワーク接続端子などを備える。入力部１０では、入力された動画像データに従来技術の変換処理等を行い、変換処理後の表示データを動きベクトル検出部１１に対して出力する。
【００３４】
動きベクトル検出部１１では、対象フィールドの表示データと、対象フィールドより時間的に前のフィールドの表示データとを比較することで、対象フィールドの各画素を終点とする動きベクトルを検出する。サブフィールド変換部１２では、表示データをサブフィールドデータに変換する。輝度情報算出部１３では、入力部１０に入力した映像データから輝度情報を算出する。
【００３５】
画素位置切替え部１４では、動きベクトル検出部１１で検出した動きベクトルのうちの対象フィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトル、輝度情報算出部１３で算出した輝度情報、サブフィールドの数や番号を用いて、再構成対象の画素の一のサブフィールドを再配置するための、再構成前のサブフィールドの画素を示す画素位置ベクトルを計算する。サブフィールド再構成部１５は、サブフィールド変換部１２が出力するサブフィールドデータのうち、画素位置切替え部１４で求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドの発光データを取得する。取得した発光データを再構成対象のサブフィールドに配置して再構成を行う。これを繰り返すことにより、１画素毎にサブフィールドを再構成し、サブフィールド変換部１２が出力したサブフィールドデータを再構成する。
【００３６】
画像表示部１６は、点灯および消灯などの発光動作を行う複数の画素を有し、サブフィールド再構成部１５で求めたサブフィールドデータに基づいて、各画素の点灯または消灯を制御し画像を表示する。制御部１７は、表示装置内の各要素に接続される。表示装置の各要素の動作は、上述した各構成要素の自律的な動作、又は制御部１７の指示により動作する。
【００３７】
このように、本実施例の表示装置１では、画素位置切替え部１４は、動きベクトル検出部１１で検出した動きベクトルのうちの対象フィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルと、輝度情報算出部１３で算出した輝度情報を用いて、再構成対象の画素のサブフィールドを再構成することを特徴とする。
【００３８】
図２は、第１の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャートである。
ステップ１０１において、動きベクトル検出部１１は、対象フィールドの表示データと、対象フィールドより時間的に前のフィールドの表示データとを比較し、時間的に前のフィールドの画素を始点とし、対象フィールドの画素を終点とする動きベクトルを、対象フィールドの各画素について検出する。
【００３９】
ステップ１０２において、ステップ１０１において検出した動きベクトルのうち、対象となる一の画素を終点とする動きベクトルを選出する。
ステップ１０３において、画素位置切替え部１４は、これから再設定を行う一の画素の一のサブフィールドについて、ステップ１０２で選出した動きベクトルと対象サブフィールドの番号や数を入力し、後述する図３のフローチャートと演算式（例えば数式１）を用いて、取得先となる再設定前のサブフィールドの画素位置ベクトルを求める。その際、求めた画素位置ベクトルの画素と再構成画素との輝度情報を用いて、画素位置ベクトルの修正を行う。
【００４０】
ステップ１０４において、サブフィールド再構成部１５は、対象フィールドの再構成画素の対象サブフィールドに、求めた画素位置ベクトルの示すサブフィールドの発光データを再設定する。
ステップ１０５において、当該一の画素の全てのサブフィールドについて再設定したか否かを判定する。全てのサブフィールドについて再設定していれば、ステップ１０６に進む。そうでなければ、残りのサブフィールドについて、ステップ１０３およびステップ１０４の処理を行う。
【００４１】
ステップ１０６において、対象フィールドの全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了したかを判定する。全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了していれば、ステップ１０７に進む。そうでなければ、残りの画素について、ステップ１０２〜１０５の処理を行う。
ステップ１０７において、画像表示部１６により、ステップ１０６で得られた対象フィールドの表示データを表示する。ステップ１０５、１０６などの終了判定は、制御部１７が行ってもよい。
【００４２】
図３は、上記ステップ１０３の詳細で、画素位置切替え部１４により、各サブフィールドの画素位置ベクトルを求めるフローチャートを示す。なお、このフローチャートは、他の実施例においても共通に使用できるように一般化している。
【００４３】
ステップ１１１にて、変数Ａに動きベクトルまたは動きベクトルＦ、変数Ｂにサブフィールド数もしくはサブフィールド発光開始時間を代入する。
ステップ１１２にて、変数Ｂがサブフィールド数に等しいか否かを判定する。変数Ｂがサブフィールド数であれば、ステップ１１３にて、変数Ａの動きベクトルと変数Ｂのサブフィールド数から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。このとき、後述する数式１または数式５を用いて演算する。変数Ｂがサブフィールド発光開始時間であれば、ステップ１１４にて、変数Ａの動きベクトルと変数Ｂのサブフィールド発光開始時間から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。このとき、後述する数式２または数式６を用いて演算する。
【００４４】
ステップ１１５にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）が示す画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値か否かを判定する。ここで輝度差判定に用いる閾値は、例えば２５６階調表示における輝度差を略３０程度に設定するのが好ましい。
条件を満たす場合は、ステップ１１６にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を出力する。条件を満たさない場合は、ステップ１１７へ進み、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を修正する。
【００４５】
修正は次のように行う。ステップ１１７にて、ｘ＞０か否かを判定する。ｘ＞０ならば、ステップ１１８にてｘを１減算し、ステップ１１５へ戻る。また、ステップ１１７にてｘ≦０ならば、ステップ１１９にて、ｘが０か否かを判定する。ｘが０ならば、ステップ１２０にて、ｙ＞０か否かを判定する。ｙ＞０ならば、ステップ１２１にてｙを１減算し、ステップ１１５へ戻る。ステップ１２０にてｙ≦０ならば、ステップ１２２にて、ｙが０か否かを判定する。ｙが０ならばステップ１１５へ戻る。ステップ１２２にてｙが０でなければ、ｙを１加算し、ステップ１１５へ戻る。また、ステップ１１９にてｘが０でなければ、ステップ１２４にてｘを１加算し、ステップ１１５へ戻る。このようにしてステップ１１５に戻り再度輝度差を判定し、輝度差≦閾値の条件が成り立つまで、前記ステップ１１７からステップ１２４までの処理を繰り返す。その結果、ステップ１１６にてステップ１１５の条件を満たす画素位置ベクトルＸｉ（ｘ、ｙ）を出力する。この修正処理は、輝度差が閾値以下となる画素が出現するまで、画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を再構成対象画素に徐々に近付けるものである。
【００４６】
図４、図５は、本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図である。横軸を画素の水平位置、縦軸を時間とし、サブフィールド数Ｎが６の場合の表示データを表したものである。各画素間の輝度差≦閾値の場合と各画素間の輝度差＞閾値の場合とでは、各サブフィールドの再構成の結果が異なり、分けて説明する。
【００４７】
図４では、各画素間の輝度差≦閾値の場合、即ち類似色領域での各サブフィールドの再構成について説明する。図４（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値とする。
【００４８】
本実施例では、図３の画素位置ベクトルの算出処理は次のようになる。ステップ１１１にて、変数Ａに動きベクトル、変数Ｂにサブフィールド数を代入する。ステップ１１２にて、変数Ｂがサブフィールド数に等しいか否かを判断する。変数Ｂはサブフィールド数であるため、ステップ１１３にて、変数Ａの動きベクトルと変数Ｂのサブフィールド数から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。ステップ１１５にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）が示す画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値か否かを判定する。この場合、画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６に進み、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を出力する。
【００４９】
以下に、図３のステップ１１３の処理を詳細に説明する。
ここで、図４では、再構成対象の画素である例えば画素（ｎ＋３）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋３）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。
【００５０】
各サブフィールド間の発光開始時間の間隔が等間隔（以降、均等間隔と呼ぶ）の場合、取得する再構成前の各サブフィールドの画素位置を、再構成対象の画素を基準として以下の数式１により求める。
【００５１】
【数１】
2009103889.tif 000003
【００５２】
ここで、Ｘｉは再構成対象の画素位置を基準としたときの、取得先となる再構成前の各サブフィールドの画素位置ベクトルである。ｉは再構成を行うサブフィールドの番号を示す。Ｖは動きベクトル値、Ｎは１ＴＶフィールドを構成するサブフィールド数を示す。ここで、本実施例で用いる動きベクトル値Ｖは、再構成対象フィールドと対象フィールドよりも時間的に前のフィールド間の動きベクトルのうち、時間的に前のフィールドの画素を始点とし、再構成対象フィールドにおける再構成対象画素を終点とする動きベクトルを用いる。本図の例では、上述の通り＋６であり、再構成対象画素の各サブフィールドの再構成において、この動きベクトル＋６を用いる。
【００５３】
なお、画素位置ベクトルを算出した結果が小数精度である場合は、これを四捨五入、切捨て、切上げなどの処理により整数精度とした画素位置ベクトルを用いてもよい。また、小数精度のまま使用しても構わない。以下の実施例では、切捨てにより整数化している。
【００５４】
このように本実施例では、再構成対象フィールドと対象フィールドよりも時間的に前のフィールド間の動きベクトルのうちから、当該時間的に前のフィールドの画素を始点とし再構成対象フィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選出し、各サブフィールドごとに数式１を用いて画素位置ベクトルの算出を行い、サブフィールドの再構成を行う。以下にこれを説明する。
【００５５】
図４（ｂ）では、画素（ｎ＋３）の各サブフィールドについての再構成を示す。再構成対象の画素（ｎ＋３）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋３）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあり、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。ここで、数式１を用いることにより、画素（ｎ＋３）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出できる。画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−５、ＳＦ５が−４、ＳＦ４が−３、ＳＦ３が−２、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【００５６】
従って、この場合、図４（ｂ）の矢印４００６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印４００５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印４００４が示すように、ＳＦ４は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印４００３が示すように、ＳＦ３は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印４００２が示すように、ＳＦ２は画素（ｎ＋２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ１はもとの画素（ｎ＋３）のサブフィールドの発光データのままとなる。このようにして、再構成対象画素（ｎ＋３）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【００５７】
図４（ｃ）は、全ての再構成対象画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）について、発光データの再構成の結果を示す。ここでは、再構成対象のフィールド上におけるそれぞれの画素を終点とする動きベクトルのベクトル値が、いずれも同じ＋６である場合としている。上記画素（ｎ＋３）の場合と同様に、再構成対象画素の各サブフィールドについて数式１を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出する。そして求めた画素位置のサブフィールドにより、画素（ｎ−２）から画素（ｎ＋３）の各サブフィールドを再構成する。この結果として、静止画において同一の画素に配置されていた複数のサブフィールド（図４において同一の模様で示されたサブフィールド）が、各画素の再構成後は視線パス４０１０上に並ぶ。
【００５８】
次に図５は、各画素間の輝度差＞閾値を含む場合、即ち類似色領域以外（例えば、エッジ付近の領域等）での各サブフィールドの再構成について説明する。
図５（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）と（ｎ−３）間の輝度差≦閾値、画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるが、画素（ｎ−３）と（ｎ−２）間の輝度差＞閾値とする。
【００５９】
図５（ｂ）は、画素（ｎ＋２）の各サブフィールドの再構成結果を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ＋２）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋２）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあり、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。ここで、図３のステップ１１３（数式１）を用いて、画素（ｎ＋２）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出する。算出の結果、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−５、ＳＦ５が−４、ＳＦ４が−３、ＳＦ３が−２、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【００６０】
引き続き、輝度差の判定を行う。例えばサブフィールドＳＦ６は、ステップ１１３にて、画素位置ベクトルＸｉ（−５，０）と求める。次に、ステップ１１５にて、画素（ｎ−３）と（ｎ＋２）の輝度差を判定する。画素（ｎ−３）と（ｎ＋２）の間の輝度差＞閾値であるため、ステップ１１７へ進む。ここではステップ１１３にて求めたｘの値は−５であるため、ステップ１１９、ステップ１２４を経て、ｘの値は−４となる。ステップ１１５に戻り、画素（ｎ−２）と画素（ｎ＋２）の輝度差を判定する。画素（ｎ−２）と（ｎ＋２）の間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６に進み、求めたＳＦ６の画素位置ベクトルＸｉ（−４，０）、即ち−４に修正して出力する。他のＳＦについても同様に計算し、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ５が−４、ＳＦ４が−３、ＳＦ３が−２、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【００６１】
従って、図５（ｂ）の矢印５００６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印５００５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印５００４が示すように、ＳＦ４は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印５００３が示すように、ＳＦ３は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印５００２が示すように、ＳＦ２は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ１はもとの画素（ｎ＋２）のサブフィールドの発光データのままとなる。このようにして、再構成対象画素（ｎ＋２）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【００６２】
図５（ｃ）は、全ての再構成対象画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）について、発光データの再構成の結果を示す。このとき、再構成対象のフィールド上におけるそれぞれの画素を終点とする動きベクトルのベクトル値が、いずれも同じ＋６である場合としている。上記画素（ｎ＋２）の場合と同様に、図３のフローチャートと数式１を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出する。そして求めた画素位置のサブフィールドにより、画素（ｎ−２）から画素（ｎ＋３）の各サブフィールドを再構成する。この結果、各画素の再構成後は視線パス５０１０上に並ぶだけでなく、サブフィールドの再構成の取得先は類似色のサブフィールドのみであり大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、類似色領域以外でも偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【００６３】
なお、第１の実施例では、各サブフィールドの発光開始時間の差を固定としている。ここで、数式１には、サブフィールドの発光開始時間やサブフィールドの発光位置（時間中心）などについてのパラメータがないため、当該再構成の演算処理は、演算量が少ないという効果がある。
【００６４】
ここで、本実施例の画像表示により従来の課題がいかに解決されるかについて図６〜図８で説明する。
従来の課題の１つは、図２８（ｂ）（ｃ）のように、枠線の領域２８１０、２８１１内のサブフィールドのように発光データが設定されないサブフィールドが発生することである。これに対し本実施例の表示方法では、再構成対象の画素を終点とする動きベクトルを求め、それぞれのサブフィールドについて再設定を行う。これにより、サブフィールドが再設定されない画素が発生するのを防止することができる。
【００６５】
図６は、本実施例による表示パターンの一例であり、各画素間の輝度差≦閾値（類似色領域）の場合である。（ａ）は補正前、（ｂ）は各画素の動きベクトルが一様でない場合の補正後、（ｃ）は一部の画素の動きベクトルが０（静止画）である場合の補正後を示す。
【００６６】
図６（ｂ）において、再構成対象のフィールドの画素のうち画素（ｎ−５）から画素（ｎ−１）までの各画素を終点とする動きベクトルの始点の画素が、いずれも各画素を基準とした相対位置として水平方向に−５の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのうち、いずれの動きベクトルもベクトル値が＋５となる。また、画素ｎから画素（ｎ＋５）までの各画素を終点とする動きベクトルの始点の画素が、いずれも各画素を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのうち、いずれの動きベクトルもベクトル値が＋６である。この動きベクトルを用いて、各再構成対象画素において、図３のフローチャートと数式１を用いて各サブフィールドごとに画素位置ベクトルＸｉを算出すると、以下のようになる。
【００６７】
すなわち、再構成対象画素が画素（ｎ−５）から画素（ｎ−１）のときは、画素位置ベクトルＸｉはＳＦ６が−４、ＳＦ５が−３、ＳＦ４が−２、ＳＦ３が−１、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。また再構成対象画素が画素ｎから画素（ｎ＋５）であるときは、画素位置ベクトルＸｉはＳＦ６が−５、ＳＦ５が−４、ＳＦ４が−３、ＳＦ３が−２、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【００６８】
これらの各画素位置ベクトルＸｉを用いて、再構成した結果が図６（ｂ）となる。このとき、枠線の領域６０１０内のサブフィールドも、すべて発光データが再設定されることになる。従って、図６（ｂ）に示すように、類似色領域では、視線パスを考慮した発光サブフィールドの構成としながら、全画素の全サブフィールドを再設定することができる。
【００６９】
また図６（ｃ）においては、再構成対象のフィールドの画素のうち、画素（ｎ−５）から画素（ｎ−１）までの各画素を終点とする動きベクトルの始点の画素が、いずれも各画素を基準とした相対位置として水平方向０の位置（すなわち静止状態）にあるとする。このとき、当該動きベクトルのうち、いずれの動きベクトルもベクトル値が０である。また、画素ｎから画素（ｎ＋５）までの各画素を終点とする動きベクトルの始点の画素が、いずれも各画素を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのうち、いずれの動きベクトルもベクトル値が＋６である。この動きベクトルを用いて、各再構成対象画素において、図３のフローチャートと数式１を用いて各サブフィールドごとに画素位置ベクトルＸｉを算出すると、以下のようになる。
【００７０】
すなわち、再構成対象画素が画素（ｎ−５）から画素（ｎ−１）のときは、画素位置ベクトルＸｉはＳＦ６、ＳＦ５、ＳＦ４、ＳＦ３、ＳＦ２、ＳＦ１のいずれも０となる。また再構成対象画素が画素ｎから画素（ｎ＋５）であるときは、画素位置ベクトルＸｉはＳＦ６が−５、ＳＦ５が−４、ＳＦ４が−３、ＳＦ３が−２、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【００７１】
これらの各画素位置ベクトルＸｉを用いて、再構成した結果が図６（ｃ）となる。このとき、三角形の枠線の領域６０１１内のサブフィールドも、すべて発光データが再設定されることになる。従って、図６（ｃ）に示すように、類似色領域では、視線パスを考慮した発光サブフィールドの構成としながら、全画素の全サブフィールドを再設定することができる。
【００７２】
図７は、本実施例による表示パターンの一例であり、各画素間の輝度差＞閾値（類似色領域以外）を含む場合である。（ａ）は補正前、（ｂ）は各画素の動きベクトルが一様でない場合の補正後、（ｃ）は一部の画素の動きベクトルが０（静止画）である場合の補正後を示す。（ｂ）（ｃ）における各画素の動きベクトルは、図６（ｂ）（ｃ）と同様とする。
【００７３】
図７（ａ）において、画素ｎから画素（ｎ＋５）までの各画素間の輝度差≦閾値、画素（ｎ−５）から画素（ｎ−１）までの各画素間の輝度差≦閾値であるが、画素（ｎ−１）と画素ｎ間の輝度差＞閾値とする。
図７（ｂ）において、図６（ｂ）と同様の動きベクトルを用いて、各再構成対象画素において、図３のフローチャートと数式１を用いて各サブフィールドごとに画素位置ベクトルＸｉを算出する。この場合、上記した図５（ｂ）と同様に、サブフィールドを取得する画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値を満たす画素位置ベクトルＸｉになるよう修正して求める。
【００７４】
これらの各画素位置ベクトルＸｉを用いて、再構成した結果が図７（ｂ）となる。このとき、枠線の領域７０１０内のサブフィールドも、すべて発光データが再設定されることになる。さらに、図７（ｂ）に示すように、類似色領域以外では、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【００７５】
また図７（ｃ）においては、図６（ｃ）と同様の動きベクトルを用いて、各再構成対象画素において、図３のフローチャートと数式１を用いて各サブフィールドごとに画素位置ベクトルＸｉを算出する。この場合も、上記した図５（ｂ）と同様に、サブフィールドを取得する画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値を満たす画素位置ベクトルＸｉになるよう修正して求める。
【００７６】
これらの各画素位置ベクトルＸｉを用いて、再構成した結果が図７（ｃ）となる。このとき、三角形の枠線の領域７０１１内のサブフィールドも、すべて発光データが再設定されることになる。さらに、図７（ｃ）に示すように、類似色領域以外では、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【００７７】
さらに従来の課題の１つは、図２９（ｄ）のように、画素ＡからＣの画素のサブフィールドの発光構成が原画の画素のサブフィールド構成と大きく異なり、偽色が発生するということである。これに対し本実施例の表示方法では、各画素間の輝度差を判定しながら、各画素間の輝度差≦閾値を満たす画素のサブフィールドのみを選択して、再構成対象画素のサブフィールドを再構成するため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【００７８】
図８は、本実施例による表示パターンの一例である。（ａ）は画素の２次元平面を表していて、（ｂ）は画素ＡからＦまでの各サブフィールドの発光状態を示す。
図８（ａ）のように、再構成対象のフィールドの画素のうち画素Ａから画素Ｇまでの各画素を終点とする動きベクトルの始点の画素が、いずれも各画素を基準とした相対位置として（−６、−６）の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのうち、いずれの動きベクトルもベクトル値が（６，６）である。この動きベクトルを用いて、各再構成対象画素において、図３のフローチャートと数式１を用いて各サブフィールドごとに画素位置ベクトルＸｉを算出すると、以下のようになる。
【００７９】
図８（ｂ）は、再構成対象画素が画素Ａの場合を示す。数式１によれば、ＳＦ３の最初の画素位置ベクトルＸｉは、（−２，−２）と求まる。しかし、図３のフローチャートにより、画素位置ベクトル（−２，−２）が示す画素Ｃと再構成対象画素Ａの輝度差は閾値よりも大きいため、図８（ａ）の点線矢印８０１１が示す順に、画素Ｃ、Ｈ、Ｂ、Ｉと再構成対象画素Ａとの輝度差の判定を行い、その結果、ＳＦ３の画素位置ベクトルＸｉは（０，０）に修正される。またＳＦ２の最初の画素位置ベクトルＸｉ（−１，−１）が示す画素Ｂについても、上述のＳＦ３と同様に、点線矢印８０１１が示す順に、画素Ｂ、Ｉと再構成対象画素Ａとの輝度差の判定を行い、その結果、ＳＦ２の画素位置ベクトルＸｉは（０，０）に修正される。これ以外のＳＦ６、ＳＦ５、ＳＦ４については、数式１により求まる画素位置ベクトルＸｉにて、画素間の輝度差≦閾値を満足する。その結果、図８（ｃ）のように、再構成対象画素が画素Ａについての画素位置ベクトルＸｉは、ＳＦ６が（−５、−５）、ＳＦ５が（−４、−４）、ＳＦ４が（−３、−３）、ＳＦ３とＳＦ２とＳＦ１が（０，０）となる。
【００８０】
図８（ｄ）は、同様に、全ての画素ＡからＦについて、図３のフローチャートと数式１により、各画素の画素位置ベクトルＸｉを求め、それらの画素位置ベクトルＸｉにより、サブフィールドの再構成をした結果である。このとき、図８（ｄ）に示す画素ＡからＣは、図８（ｂ）に示す原画の画素のサブフィールドの発光構成と大きく異ならないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【００８１】
以上説明した第１の実施例によって、一つの対象フィールドを一の新たなフィールドとして再構成することができる。対象フィールドを代えながら当該処理を繰り返すことにより、新たな複数のフィールドを生成して画像を表示することができる。
【００８２】
以上説明した第１の実施例によれば、動きベクトルによる視線パスを考慮したサブフィールド再構成が実現でき、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生を抑制できる。また、設定されないサブフィールドの発生を防止することができる。また、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。さらに、これらを回路処理量の低減とともに実現することが可能となる。
【実施例２】
【００８３】
本発明の第２の実施例は、図９（ｂ）に示すような、サブフィールドの発光期間を考慮して当該発光開始時間の間隔を可変とする場合の表示方法である。
図９（ｂ）においては、各サブフィールド間の発光開始時間の時間間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は、それぞれ各サブフィールドの発光期間Ｅ１’，Ｅ２’，Ｅ３’，Ｅ４’，Ｅ５’に応じて可変させている。ここで、発光期間Ｅ１’，Ｅ２’，Ｅ３’，Ｅ４’，Ｅ５’に応じて可変するとは、例えば時間間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が、発光期間Ｅ１’，Ｅ２’，Ｅ３’，Ｅ４’，Ｅ５’のそれぞれを変数とする関数の値などにより定められることをいう。よって第１の実施例と異なり、本実施例で用いる各サブフィールド間の発光開始時間の間隔Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は、同一の時間長ではない。
【００８４】
ここで、発光開始時間の間隔を可変とする意義を説明する。各サブフィールドの発光、非発光を制御することで１フィールドの画像を表示する表示装置のうち、例えばプラズマテレビなどでは、電力を一定にする処理を行う場合がある。この処理を行うとき、各サブフィールドの発光開始時間の位置関係は入力画像の表示負荷率に応じて変化する。表示負荷率とは、例えば画面の平均輝度などの画面輝度のパラメータに応じてサステイン期間を調整する際のパラメータである。表示負荷率が大きいときには、例えば図２５のサステイン期間を短くし、表示負荷率が小さいときはサステイン期間を長くすることにより、電力を一定にする処理を実現することができる。このように、発光開始時間の間隔を可変とする表示方法により、電力を一定にする制御を行うことができる。
【００８５】
ここで、画面の平均輝度などに応じて表示負荷が変化するときの、ユーザーの視線方向の傾きについて説明する。まず、静止画における視線は、サブフィールド期間が経過しても移動せず、同一画素上に留まることになる。このときの視線方向の傾きを０とする。
【００８６】
一方、動画における視線方向の傾きは次のように影響される。表示負荷が大きいときは、各サブフィールドの発光期間が短くなる。このとき上記表示装置は、各サブフィールドを順番に詰めて発光する。これにより、各サブフィールドの発光開始時間が１ＴＶフィールド期間内で早くなる。従って、視線方向の傾きは小さくなる。表示負荷が小さいときは、各サブフィールドの発光期間が長くなる。上記表示装置では、各サブフィールドの発光開始時間が１ＴＶフィールド期間内で遅くなる。従って、視線方向の傾きは大きくなる。
【００８７】
以下の説明においては、表示負荷が大きく、均等間隔での各サブフィールドの発光開始時間より早くサブフィールドが発光し、視線方向（視線パス）の傾きが小さくなるときを例として説明をする。
【００８８】
発光開始時間の間隔を可変とする場合には、例えば、表１に示すようなテーブル「発光考慮間隔での各ＳＦの発光開始時間」を、平均輝度レベルごとに予め複数用意しておく。そして、画像表示前に、その画像の平均輝度レベルを求めることで、画像の表示負荷率により変化するサブフィールドの発光位置の間隔を遅延なくダイナミックに求めることができる。これにより、回路規模を小さくすることが可能となる。
【００８９】
【表１】
2009103889.tif 000004
【００９０】
以下の実施例では、１フィールドの表示時間（６０Ｈｚ画像の場合、１６．６７ｍｓ）に対する１フィールドの先頭からの各サブフィールドの発光開始時間が、表１の（２）で与えられる場合を例とし、サブフィールドの再構成について説明する。
【００９１】
図１０は、本発明の第２の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。表示装置１の構成は、前記第１の実施例（図１）の構成において、さらに、サブフィールド発光期間算出部１８を追加している。前記図１と同一の要素は、同様に動作する。
【００９２】
各部の動作の詳細を説明する。入力部１０には動画像データが入力され、表示データに変換する。動きベクトル検出部１１では、対象フィールドの表示データと、前記対象フィールドより時間的に前のフィールドの表示データとを比較することで対象フィールドの各画素を終点とする動きベクトルを検出する。サブフィールド変換部１２では、表示データをサブフィールドデータに変換する。サブフィールド発光期間算出部１８では、画像の表示負荷率に応じて変化する各サブフィールドの発光開始時間を求める。輝度情報算出部１３では、入力部１０に入力した映像データから輝度情報を算出する。
【００９３】
画素位置切替え部１４では、動きベクトル検出部１１で検出した動きベクトルのうちの対象フィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトル、輝度情報算出部１３で算出した輝度情報、サブフィールド発光期間算出部１８で算出した各サブフィールドの発光開始時間、１ＴＶフィールド期間等をパラメータとして、再構成対象の画素の一のサブフィールドを再配置するための、再構成前のサブフィールドの画素を示す画素位置ベクトルを計算する。サブフィールド再構成部１５では、サブフィールド変換部１２から出力されるサブフィールドデータのうち、画素位置切替え部１４で求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドの発光データを取得する。取得した発光データを再構成対象画素のサブフィールドに再配置する。これを繰り返すことにより、１画素毎にサブフィールドを再構成し、サブフィールド変換部１２で求めたサブフィールドデータを再構成する。
【００９４】
画像表示部１６は、点灯および消灯などの発光動作を行う複数の画素を有し、サブフィールド再構成部１５で求めたサブフィールドデータに基づいて、各画素の点灯または消灯を制御し、画像を表示する。制御部１７は、表示装置内の各要素に接続される。表示装置の各要素の動作は、上述した各構成要素の自律的な動作、又は制御部１７の指示により動作する。
【００９５】
このように、本実施例の表示装置１では、サブフィールド発光期間算出部１８では、画像の表示負荷率に応じて変化する各サブフィールドの発光開始時間を求め、画素位置切替え部１４は、該発光開始時間と輝度情報算出部１３で算出した輝度情報を用いて再構成対象の画素のサブフィールドを再構成するための画素位置ベクトルを算出することを特徴とする。
【００９６】
図１１は、第２の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャートである。
ステップ２０１において、動きベクトル検出部１１は、対象フィールドの表示データと、対象フィールドより時間的に前のフィールドの表示データとを比較し、時間的に前のフィールドの画素を始点とし、対象フィールドの画素を終点とする動きベクトルを、対象フィールドの各画素について検出する。
【００９７】
ステップ２０２において、サブフィールド発光期間算出部１８は、平均輝度レベルに対応した各サブフィールドの発光位置に関するテーブル（表１）を参照して、表示データの表示負荷率より変化する各サブフィールドの発光開始時間を算出する。
ステップ２０３において、ステップ２０１で検出した動きベクトルのうち、対象となる一の画素を終点とする動きベクトルを選出する。
【００９８】
ステップ２０４において、画素位置切替え部１４は、これから再構成を行う対象フィールドの一の画素の一のサブフィールドについて、ステップ２０３で選出した動きベクトルと、ステップ２０２で算出した対象サブフィールドの発光開始時間とをパラメータとして、図３のフローチャートと演算式（例えば数式２）を用いて、取得先となる再構成前のサブフィールドの画素位置ベクトルを求める。
ステップ２０５において、サブフィールド再構成部１５は、対象フィールドの再構成画素の対象サブフィールドに、求めた画素位置ベクトルの示すサブフィールドの発光データを再設定する。
【００９９】
ステップ２０６において、当該一の画素の全てのサブフィールドについて再設定したか否かを判定する。全てのサブフィールドについて再設定していれば、ステップ２０７に進む。そうでなければ、残りのサブフィールドについて、ステップ２０４およびステップ２０５の処理を行う。
ステップ２０７において、対象フィールドの全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了したかを判定する。全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了していれば、ステップ２０８に進む。そうでなければ、残りの画素について、ステップ２０３〜２０６の処理を行う。
ステップ２０８において、画像表示部１６により、ステップ２０７で得られた対象フィールドの表示データを表示する。
【０１００】
図１２、図１３は、本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図である。本実施例では、各画素間の輝度差≦閾値の場合と各画素間の輝度差＞閾値の場合とでは、各サブフィールドの再構成の方式が異なるので、分けて説明する。
図１２では、各画素間の輝度差≦閾値の場合、即ち類似色領域での各サブフィールドの再構成について説明する。（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値とする。
【０１０１】
本実施例では、図３の処理は次のようになる。ステップ１１１にて、変数Ａに動きベクトル、変数Ｂにサブフィールド発光開始時間を代入する。ステップ１１２にて、変数Ｂがサブフィールド数に等しいか否かを判断する。変数Ｂはサブフィールド発光開始時間であるため、ステップ１１４にて、変数Ａの動きベクトルと変数Ｂのサブフィールド発光開始時間から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。ステップ１１５にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）が示す画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値か否かを判断する。画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を出力する。
【０１０２】
以下に、図３のステップ１１４の処理を詳細に説明する。
ここで、図１２では、再構成対象の画素である例えば画素（ｎ＋２）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋２）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあるとする。このとき、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。
【０１０３】
本実施例では、各サブフィールド間の発光開始時間の間隔が、表１（２）に示される発光サブフィールドの時間を考慮した発光考慮間隔の場合である。この場合、取得する再構成前の各サブフィールドの画素位置を、再構成対象の画素を基準として数式２により求める。
【０１０４】
【数２】
2009103889.tif 000005
【０１０５】
ここで、Ｘｉは再構成対象の画素位置を基準としたときの、取得する再構成前の各サブフィールドの画素位置ベクトルである。ｉは再構成を行うサブフィールドの番号を示す。Ｖは動きベクトル値を示す。ここで、本実施例で用いる動きベクトル値Ｖは、再構成対象フィールドと対象フィールドよりも時間的に前のフィールド間の動きベクトルのうち、当該時間的に前のフィールドの画素を始点とし、再構成対象フィールドにおける再構成対象画素を終点とする動きベクトルを用いる。本図の例では、上述の通り＋６であり、当該再構成対象画素の各サブフィールドの再構成において、当該動きベクトル＋６を用いる。また、Ｓｉは、ｉ番目のＳＦの発光開始時間を示し、例えば、表１の（２）に示されるものである。Ｔｆは、１ＴＶフィールド期間を示す。
【０１０６】
数式２に含まれる各ＳＦの発光開始時間パラメータは、同一フィールド内の各サブフィールドの発光期間により可変である。よって当該パラメータを用いることにより、サブフィールドの発光期間を考慮した再構成を実現することができる。
【０１０７】
このように本実施例では、再構成対象フィールドと対象フィールドよりも時間的に前のフィールド間の動きベクトルのうちから、当該時間的に前のフィールドの画素を始点とし再構成対象フィールドの再構成対象画素を終点とする動きベクトルを選出し、数式２を用いた前記画素位置ベクトルの算出を行い、サブフィールドの再構成を行う。以下にこれを説明する。
【０１０８】
図１２（ｂ）の例では、画素（ｎ＋２）の各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ＋２）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋２）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあり、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。ここで、数式２を用いることにより、画素（ｎ＋２）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出できる。画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−４、ＳＦ５が−３、ＳＦ４が−２、ＳＦ３が−１、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【０１０９】
従って、図１２（ｂ）の矢印１２０６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１２０５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１２０４に示すように、ＳＦ４は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１２０３が示すように、ＳＦ３は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１２０２が示すように、ＳＦ２も画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ１はもとの画素（ｎ＋２）のサブフィールドの発光データのままとなる。このようにして、再構成対象画素（ｎ＋２）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１１０】
図１２（ｃ）は、全ての再構成対象画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）について、発光データの再構成の結果を示す。ここでは、再構成対象のフィールド上におけるそれぞれの画素を終点とする動きベクトルのベクトル値が、いずれも同じ＋６である場合としている。上記画素（ｎ＋２）の場合と同様に、再構成対象画素の各サブフィールドにつき、数式２を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出し、求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドにより、各画素の各サブフィールドを再構成する。この結果として、静止画において同一の画素に配置されていた複数のサブフィールド（図１２（ａ）において同一の模様で示されたサブフィールド）が、各画素の再構成後は視線パス１２１０上に並ぶ。この場合の視線パス１２１０が図４の視線パス４０１０に比べてその傾斜が小さくなっているのは、各サブフィールドの発光開始時間の間隔を可変とし、均等間隔での発光開始時間より早く発光させた影響である。
【０１１１】
次に図１３は、各画素間の輝度差＞閾値を含む場合、即ち類似色領域以外での各サブフィールドの再構成について説明する。
図１３（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）と（ｎ−３）間の輝度差≦閾値、画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるが、画素（ｎ−３）と（ｎ−２）間の輝度差＞閾値とする。
【０１１２】
図１３（ｂ）は、画素（ｎ＋１）の各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ＋１）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ＋１）を基準とした相対位置として水平方向に−６の位置にあり、当該動きベクトルのベクトル値が＋６である。ここで、図３のステップ１１４（数式２）を用いることにより、画素（ｎ＋１）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出する。算出の結果、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−４、ＳＦ５が−３、ＳＦ４が−２、ＳＦ３が−１、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【０１１３】
引き続き、輝度差の判定を行う。例えばサブフィールドＳＦ６は、ステップ１１４にて、画素位置ベクトルＸｉ（−４，０）と求める。次に、ステップ１１５にて、画素（ｎ−３）と（ｎ＋１）の輝度差を判定する。画素（ｎ−３）と（ｎ＋１）の間の輝度差＞閾値であるため、ステップ１１７へ進む。ここではステップ１１４にて求めたｘの値は−４であるため、ステップ１１９、ステップ１２４を経て、ｘの値は−３となる。ステップ１１５に戻り、画素（ｎ−２）と（ｎ＋１）の輝度差を判定する。画素（ｎ−２）と（ｎ＋１）の間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６に進み、求めたＳＦ６の画素位置ベクトルＸｉ（−３，０）、即ち−３に修正して出力する。他のＳＦについても同様に計算し、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ５が−３、ＳＦ４が−２、ＳＦ３が−１、ＳＦ２が−１、ＳＦ１が０となる。
【０１１４】
従って、図１３（ｂ）の矢印１３０６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１３０５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１３０４が示すように、ＳＦ４は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１３０３が示すように、ＳＦ３は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１３０２が示すように、ＳＦ２は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ１はもとの画素（ｎ＋１）のサブフィールドの発光データのままとなる。このようにして、再構成対象画素（ｎ＋１）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１１５】
図１３（ｃ）は、全ての再構成対象画素について、発光データの再構成の結果を示す。このとき、再構成対象のフィールド上におけるそれぞれの画素を終点とする動きベクトルのベクトル値が、いずれも同じ＋６である場合としている。上記画素（ｎ＋１）の場合と同様に、図３のフローチャートと数式２を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出する。そして、求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドにより、画素（ｎ−２）から画素ｎと画素（ｎ＋２）から画素（ｎ＋３）の各サブフィールドを再構成する。この結果として、各画素の再構成後は視線パス１３１０上に並ぶとともに、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、類似色領域以外でも偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【０１１６】
第２の実施例においては、第１の実施例と同様に、再構成対象の画素を終点とする動きベクトルを求め、当該画素のそれぞれのサブフィールドについて再構成を行う。これにより、サブフィールドが再構成されない画素が発生するのを防止することができる。この効果は第１の実施例と同様である。
【０１１７】
本実施例においては、動きベクトルとサブフィールドの発光間隔から求めた視線パスを用いてサブフィールドを再構成するので、仮に静止画であるとするときに同一の画素に配置される複数のサブフィールドを視線パス上に並べることができる。このとき、本実施例では、動きベクトルとサブフィールドの発光間隔をパラメータとしてサブフィールドを再構成しているので、サブフィールドの発光間隔が可変である場合であっても、サブフィールドの発光パターンが、ユーザーが画像を見る際の視線パス上により好適に整列することになる。これにより動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生を抑制できる。
【０１１８】
このとき、平均輝度レベルに対応した各サブフィールドの発光位置に関するテーブルを用いることにより、画像の表示負荷率などに応じたサブフィールドの発光位置の間隔の算出に係る処理量を低減できる。これにより、当該再構成に係る演算処理の演算量をより少なくすることができる。
【０１１９】
以上説明した第２の実施例によれば、画像の表示負荷率などに応じて各サブフィールドの発光開始時間を可変とする表示方法においても、ユーザーの視線が発光するサブフィールド上をより好適にトレースする視線パスを算出することが可能となる。またこれに基づいたサブフィールド再構成が実現でき、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生をより好適に抑制できる。また、設定されないサブフィールドの発生を防止することができる。また、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。さらに、これらをより少ない演算量で実現することができる。
【０１２０】
上記の例では、均等間隔での各サブフィールドの発光開始時間より早くサブフィールドが発光する例について説明した。しかし、均等間隔での各サブフィールドの発光開始時間より遅くサブフィールドが発光し、視線パスの傾きが大きくなる場合であっても、数式２を用いたサブフィールドの再構成を行うことにより、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例３】
【０１２１】
本発明の第３の実施例は、現フィールドと前フィールドの間に位置する中間フィールドを生成して、中間フィールドの画素を終点とし、前フィールドの画素を始点とする動きベクトルＦを用いてサブフィールドデータを再構成する方式である。また、前記第１の実施例と同じく、各サブフィールド間の発光開始時間の間隔を等間隔に固定したものである。
【０１２２】
図１４は、本実施例で使用する中間フィールドと動きベクトルＦについて説明する図である。動きベクトルＦは、現フィールドＣと前フィールドＡの間に位置する中間フィールドＢの画素が、前フィールドＡのどの画素から移動してきたかを示すベクトルである。すなわち、図１４において、中間フィールドＢの画素ｂを終点とし、前フィールドＡの画素ａを始点とする動きベクトルである。
【０１２３】
ここで、入力動画像のうちの複数のフィールドから、当該中間フィールドを生成する方法や、当該動きベクトルＦを算出する方法については、例えば、特開２００６−３１０９８５号公報（図３等）に記載される技術を用いることができる。
【０１２４】
図１４においては、現フィールドＣと前のフィールドＡの画像パターンの相関から動き量を推定して、画素ａから画素ｃへの動きベクトルＥを求めることができる。前フィールドＡと中間フィールドＢとの時間的距離（期間）をＴｍ、前フィールドＡと現フィールドＣとの時間的距離（期間）をＴｆとしたとき、画素ａから画素ｂへの移動量に相当する動きベクトルＦは数式３により求めることができる。
【０１２５】
【数３】
2009103889.tif 000006
【０１２６】
ここで、Ｖｆは動きベクトルＦのベクトル値、Ｖは動きベクトルＥのベクトル値である。また、１ＴＶフィールド期間Ｔｆに対する１ＴＶフィールドの先頭から中間フィールドＢまでの期間Ｔｍの比をαとし、以下の数式４により定義する。
【０１２７】
【数４】
2009103889.tif 000007
【０１２８】
よって、中間フィールドＢが、前フィールドＡと現フィールドＣとの間の１ＴＶフィールド期間の中心の位置にあるとき、αは０．５となる。従って、例えばＴｍがＴｆの半分の期間（α＝０．５）で、かつ動きベクトルＥのベクトル値Ｖが＋４である場合、動きベクトルＦのベクトル値Ｖｆは＋２となる。
【０１２９】
また、中間フィールドＢの画素ｂの値は、例えば、前フィールドＡの画素ａと現フィールドＣの画素ｃの平均値、もしくは中間フィールドＢまでの距離を考慮した加重平均などの両画素の画素値を変数とする関数値を求めて、動きベクトルＦが示す位置に中間フィールドＢの画素ｂを出力することができる。同様に、前フィールドＡの各画素から現フィールドＣの各画素への動きベクトルＥを用いて、中間フィールドの各画素を生成することもできる。
【０１３０】
本実施例におけるサブフィールドの再構成は、いずれも上記の動きベクトルＦを用いるが、サブフィールドの再構成を行う対象フィールドは、以下の３つの方式のいずれかを用いればよい。
【０１３１】
第１の方式は、上述のように生成した中間フィールドＢをサブフィールド再構成の対象フィールドとする方式である。このとき、対象フィールドと動きベクトルＦの関係は以下の通りとなる。すなわち、サブフィールド再構成は映像信号に含まれる二つのフィールド（前フィールドＡと現フィールドＣ）の間に配置される中間フィールドＢを対象フィールドとする。ここで当該２つのフィールドのうち、時間的に前のフィールドである前フィールドＡの画素を始点とし、中間フィールドＢの画素を終点とする動きベクトルを動きベクトルＦとして算出する。当該動きベクトルＦを用いて対象フィールドである中間フィールドＢのサブフィールドを再構成する。このとき、第１の方式は再構成に用いる動きベクトルＦは中間フィールドＢの画素を終点としているため、原理上、最も好適な方式である。
【０１３２】
第２の方式は、前フィールドＡを対象フィールドとする方式である。このとき、対象フィールドと動きベクトルＦの関係は以下の通りとなる。すなわち、サブフィールド再構成は映像信号に含まれる２つのフィールド（前フィールドＡと現フィールドＣ）のうち、時間的に前のフィールドである前フィールドＡを対象フィールドとする。次に、第１の方式と同じように動きベクトルＦを算出する。また、当該動きベクトルＦを用いて対象フィールドである前フィールドＡのサブフィールドを再構成する。ここで、第２の方式では、対象フィールドである前フィールドＡは中間フィールドＢと近接したフィールドである。よって、この動きベクトルＦを流用して再構成することにより、再構成後の動画像は、第１の方式と同等のものを得ることができる。さらに、第２の方式では、中間フィールドＢの画素の値を用いる必要が無い。よって、中間フィールドの各画素の生成を行う必要が無く、演算量の低減が可能であるという効果がある。
【０１３３】
第３の方式は、現フィールドＣを対象フィールドとする方式である。このとき、対象フィールドと動きベクトルＦの関係は以下の通りとなる。すなわち、サブフィールド再構成は映像信号に含まれる２つのフィールド（前フィールドＡと現フィールドＣ）のうち、時間的に後のフィールドである現フィールドＣを対象フィールドとする。次に、第１の方式と同じように動きベクトルＦを算出する。また、当該動きベクトルＦを用いて対象フィールドである現フィールドＣのサブフィールドを再構成する。ここで、第３の方式では第２の方式と同じく、対象フィールドである現フィールドＣは中間フィールドＢと近接したフィールドである。よって、この動きベクトルＦを流用して再構成することにより、再構成後の動画像は、第１の方式と同等のものを得ることができる。さらに、第３の方式では第２の方式の方式と同じく、中間フィールドＢの画素の値を用いる必要が無い。よって、中間フィールドの各画素の生成を行う必要が無く、演算量の低減が可能であるという効果がある。
【０１３４】
以上説明したように、サブフィールド再構成の対象フィールドは上記の３つの方式のいずれを用いてもよい。よって、本実施例の以下の説明において単に「対象フィールド」として説明するが、この「対象フィールド」は図１４の前フィールドＡ、中間フィールドＢ、現フィールドＣのいずれであっても構わない。
【０１３５】
図１５は、本発明の第３の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。本実施例では、図９（ａ）のように、各サブフィールド間の発光開始時間の間隔を等間隔に固定した場合とする。その構成は、前記第１の実施例（図１）の構成において、動きベクトル検出部１１に代えて、動きベクトルＦ検出部１９を備えている。前記図１と同一の要素は、同様に動作する。
【０１３６】
各部の動作の詳細を説明する。入力部１０には動画像データが入力され、表示データに変換する。また入力部１０は、中間フィールドＢを生成して出力する。サブフィールド変換部１２では、表示データをサブフィールドデータに変換する。動きベクトルＦ検出部１９では、中間フィールドＢの表示データと、前フィールドＡの表示データとを比較することで、中間フィールドＢの画素を終点とし前フィールドＡの画素を始点とする動きベクトルＦを、中間フィールドＢのそれぞれの画素について検出する。輝度情報算出部１３では、入力部１０に入力した映像データから輝度情報を算出する。
【０１３７】
画素位置切替え部１４では、前記動きベクトルＦ検出部１９で検出した動きベクトルＦ、輝度情報算出部１３で算出した輝度情報などをパラメータとして、再構成対象の画素の一のサブフィールドを再配置するための、再構成前のサブフィールドの画素位置ベクトルを計算する。サブフィールド再構成部１５は、サブフィールド変換部１２が出力するサブフィールドデータのうち、画素位置切替え部１４で求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドの発光データを取得する。取得した発光データを再構成対象のサブフィールドに再配置する。これを繰り返すことにより、１画素毎にサブフィールドを再構成し、サブフィールド変換部１２で求めたサブフィールドデータを再構成する。
【０１３８】
画像表示部１６は、点灯および消灯などの発光動作を行う複数の画素を有し、サブフィールド再構成部１５で求めたサブフィールドデータに基づいて、各画素の点灯または消灯を制御し、画像を表示する。制御部１７は、表示装置内の各要素に接続される。表示装置の各要素の動作は、上述した各構成要素の自律的な動作、又は制御部１７の指示により動作する。
【０１３９】
このように、本実施例の表示装置では、動きベクトルＦ検出部１９では、中間フィールドＢの画素を終点とし、前フィールドＡの画素を始点とする動きベクトルＦを検出し、画素位置切替え部１４は、該動きベクトルＦと輝度情報算出部１３で算出した輝度情報を用いて再構成対象の画素のサブフィールドを再構成するための画素位置ベクトルを算出することを特徴とする。
【０１４０】
図１６は、第３の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャートである。
ステップ３０１において、動きベクトルＦ検出部１９は、中間フィールドＢの表示データと、前フィールドＡの表示データとを比較する。これにより、中間フィールドＢの画素を終点とし、前フィールドＡの画素を始点とする動きベクトルＦを、中間フィールドＢのそれぞれの画素について検出する。
【０１４１】
ステップ３０２において、ステップ３０１で検出した動きベクトルＦのうち、対象となる一の画素を終点とする動きベクトルＦを選出する。
ステップ３０３において、画素位置切替え部１４は、これから再構成を行う対象フィールドの一の画素の一のサブフィールドについて、ステップ３０２で選出した動きベクトルＦと対象サブフィールドの番号数およびαなどをパラメータとして、図３のフローチャートと演算式（例えば数式５）を用いて、取得先となる再設定前のサブフィールドの画素位置ベクトルを求める。ここで、前記αの算出は、画素位置切替え部１４で行ってもよいが、１ＴＶフィールド期間や、中間フィールドの１ＴＶフィールドの先頭からの時間を予め記憶しているメモリ等から、制御部１７が取得して算出してよい。
【０１４２】
ステップ３０４において、サブフィールド再構成部１５は、対象フィールドの再構成画素の対象サブフィールドに、ステップ３０３で求めた画素位置ベクトルの示す画素のサブフィールドの発光データを再設定する。
ステップ３０５において、当該一の画素の全てのサブフィールドについて再設定したか否かを判定する。全てのサブフィールドについて再設定していれば、ステップ３０６に進む。そうでなければ、残りのサブフィールドについて、ステップ３０３およびステップ３０４の処理を行う。
【０１４３】
ステップ３０６において、対象フィールドの全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了したかを判定する。全ての画素についてサブフィールドの再設定が完了していれば、ステップ３０７に進む。そうでなければ、残りの画素について、ステップ３０２〜３０５の処理を行う。
ステップ３０７において、画像表示部１６により、ステップ３０６で得られた対象フィールドの表示データを表示する。
【０１４４】
図１７、図１８は、本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図である。本実施例では、各画素間の輝度差≦閾値の場合と各画素間の輝度差＞閾値の場合とでは、各サブフィールドの再構成の方式が異なるので、分けて説明する。
図１７では、各画素間の輝度差≦閾値の場合、即ち類似色領域での各サブフィールドの再構成について説明する。（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値とする。
【０１４５】
本実施例では、図３の処理は次のようになる。ステップ１１１にて、変数Ａに動きベクトルＦ、変数Ｂにサブフィールド数を代入する。ステップ１１２にて、変数Ｂがサブフィールド数に等しいか否かを判断する。変数Ｂはサブフィールド数であるため、ステップ１１３にて、変数Ａの動きベクトルＦと変数Ｂのサブフィールド数から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。ステップ１１５にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）が示す画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値か否かを判断する。画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を出力する。
【０１４６】
以下に、図３のステップ１１３の処理を詳細に説明する。
本実施例では、図１４において、前フィールドＡの画素ａを始点とし、中間フィールドＢの画素ｂを通過し、現フィールドＣの画素ｃを終点とする動きベクトルＥにおいて、当該終点の画素ｃを基準とした当該始点の画素ａの相対位置が水平方向に−６であるとする。ここで、図１４における中間フィールドＢが、前フィールドＡと現フィールドＣとの間の１ＴＶフィールド期間の中心の位置（α＝０．５）にあるとする。このとき、中間フィールドＢの画素ｂを終点とし、前フィールドＡの画素ａを始点とする動きベクトルＦにおいては、当該動きベクトルＦの終点の画素ｂを基準とした、当該動きベクトルＦの始点の相対位置は水平方向に−３となる。また、このときの動きベクトルＦのべクトル値Ｖｆは＋３となる。
【０１４７】
さらに、本実施例における各サブフィールド間の発光開始時間の間隔は、第１の実施例と同様に等間隔とする。
ここで本実施例においては、取得先となる再構成前の各サブフィールドの画素位置を、再構成対象の画素を基準として数式５により求める。
【０１４８】
【数５】
2009103889.tif 000008
【０１４９】
ここで、Ｘｉは再構成対象の画素位置を基準としたときの、取得する再構成前の各サブフィールドの画素位置ベクトルである。Ｖｆは動きベクトルＦのベクトル値、ｉは再構成を行うサブフィールドの番号、Ｎは１ＴＶフィールドを構成するサブフィールド数、αは数式４で決まるＴｆとＴｍの比を示す。
【０１５０】
本実施例で用いる動きベクトル値Ｖｆは、前フィールドＡと中間フィールドＢとの間の動きベクトルＦのうち、前フィールドＡの画素を始点とし、中間フィールドＢにおける再構成対象画素を終点とする動きベクトルＦである。再構成対象画素の各サブフィールドの再構成において、当該動きベクトルＦを用いる。
【０１５１】
このように本実施例では、前フィールドＡと中間フィールドＢとの間の動きベクトルのうちから、前フィールドＡの画素ａを始点とし中間フィールドＢの再構成対象画素ｂを終点とする動きベクトルＦを選出し、各サブフィールドごとに数式４を用いた前記画素位置ベクトルの算出を行い、サブフィールドの再構成を行う。以下にこれを説明する。
【０１５２】
図１７（ｂ）は、対象フィールドの画素ｎの各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象画素ｎを終点とする動きベクトルＦの始点の画素は、画素ｎを基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、当該動きベクトルＦのベクトル値Ｖｆが＋３である。ここで、数式５を用いることにより対象フィールドの画素ｎの各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出できる。画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−２、ＳＦ５が−１、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋２、ＳＦ１が＋３となる。
【０１５３】
従って、図１７（ｂ）の矢印１７０６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１７０５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ４はもとの画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１７０３が示すようにＳＦ３は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１７０２が示すように、ＳＦ２は画素（ｎ＋２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１７０１が示すように、ＳＦ１は画素（ｎ＋３）からサブフィールドの発光データを取得する。このようにして、再構成対象画素ｎの各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１５４】
図１７（ｃ）は、全ての再構成対象画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）について、発光データの再構成の結果を示す。ここでは、中間フィールドＢの他の画素を終点とする動きベクトルＦの始点の画素が、画素ｎと同じく、再構成対象画素を基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、いずれの動きベクトルＦもベクトル値Ｖｆが＋３である場合としている。上記画素ｎと同様に、再構成対象画素の各サブフィールドにつき、数式５を用いて画素位置Ｘｉを算出する。そして、求めた画素位置のサブフィールドにより、他の画素の各サブフィールドを再構成する。この結果として、静止画において同一の画素に配置されていた複数のサブフィールド（図１７において同一の模様で示されたサブフィールド）が、再構成後の対象フィールドでは視線パス１７１０上に並ぶ。
【０１５５】
次に図１８は、各画素間の輝度差＞閾値を含む場合、即ち類似色領域以外での各サブフィールドの再構成について説明する。
図１８（ａ）は、再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）と（ｎ−３）間の輝度差≦閾値、画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるが、画素（ｎ−３）と（ｎ−２）間の輝度差＞閾値とする。
【０１５６】
図１８（ｂ）は、画素（ｎ−１）の各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ−１）を終点とする動きベクトルＦの始点の画素は、画素（ｎ−１）を基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、当該動きベクトルのベクトル値が＋３である。ここで、図３のステップ１１３（数式５）を用いることにより、画素（ｎ−１）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出する。算出の結果、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−２、ＳＦ５が−１、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋２、ＳＦ１が＋３となる。
【０１５７】
引き続き、輝度差の判定を行う。例えばサブフィールドＳＦ６は、ステップ１１３にて、画素位置ベクトルＸｉ（−２，０）と求める。次に、ステップ１１５にて、画素（ｎ−３）と（ｎ−１）の輝度差を判定する。画素（ｎ−３）と（ｎ−１）の間の輝度差＞閾値であるため、ステップ１１７へ進む。ここではステップ１１３にて求めたｘの値は−２であるため、ステップ１１９、ステップ１２４を経て、ｘの値は−１となる。ステップ１１５に戻り、画素（ｎ−２）と（ｎ−１）の輝度差を判定する。画素（ｎ−２）と（ｎ−１）の間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６に進み、求めたＳＦ６の画素位置ベクトルＸｉ（−１，０）、即ち−１に修正して出力する。他のＳＦについても同様に計算し、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ５が−１、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋２、ＳＦ１が＋３となる。
【０１５８】
従って、図１８（ｂ）の矢印１８０６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１８０５が示すように、ＳＦ５は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ４はもとの画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１８０３が示すように、ＳＦ３は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１８０２が示すように、ＳＦ２は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印１８０１が示すように、ＳＦ１は画素（ｎ＋２）からサブフィールドの発光データを取得する。このようにして、再構成対象画素（ｎ−１）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１５９】
図１８（ｃ）は、全ての再構成対象画素について、発光データの再構成の結果を示す。このとき、再構成対象のフィールド上におけるそれぞれの画素を終点とする動きベクトルＦのベクトル値が、いずれも同じ＋３である場合としている。上記画素（ｎ−１）の場合と同様に、図３のフローチャートと数式５を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出する。そして、求めた画素位置ベクトルの示す画素のサブフィールドにより、画素（ｎ−２）と画素ｎから（ｎ＋３）の各サブフィールドを再構成する。この結果として、各画素の再構成後は視線パス１８１０上に並ぶとともに、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、類似色領域以外でも、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【０１６０】
第３の実施例では、第１の実施例と同様に、仮に静止画であるとするときに同一の画素に配置される複数のサブフィールドを視線パス上に並べることができる。
さらに本実施例では、第１の実施例と比較し、サブフィールドの発光データの再構成時において、再構成におけるサブフィールドの発光データの移動量を低減することができる。すなわち、例えば、第１の実施例の図４（ｂ）と第３の実施例の図１７（ｂ）は、いずれも１ＴＶフィールド期間におけるベクトル値が＋６の場合を示す。ここで、図４（ｂ）に示す第１の実施例では、サブフィールドの発光データの最も大きな移動量は、矢印４００６に示される５画素である。これに対し、図１７（ｂ）に示す第３の実施例では、サブフィールドの発光データの最も大きな移動量は、矢印１７０１に示される３画素である。よって、第３の実施例の数式５を用いた再構成の方法の方が、サブフィールドの発光データの移動量を低減することができる。このように、サブフィールドの発光データの再構成において、その移動量を低減することができる。これにより、画像の揺れ等を抑制することができ、より自然な画像が得られるという効果がある。
【０１６１】
以上説明した第３の実施例によれば、動きベクトルによる視線パスを考慮したサブフィールド再構成が実現でき、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生を抑制できる。また、設定されないサブフィールドの発生を防止することができる。また、このサブフィールドの再構成を行う際の、サブフィールドの移動量を低減することができる。これにより、画像の揺れ等を抑制することができ、より自然な画像が得られるという効果がある。また、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。さらに、これらを回路処理量の低減とともに実現することが可能となる。
【実施例４】
【０１６２】
本発明の第４の実施例は、前記第２の実施例における発光開始時間の間隔を可変とする表示方法において、前記第３の実施例における中間フィールドと動きベクトルＦを用いてサブフィールドデータを再構成する方式である。
【０１６３】
以下の説明では第２の実施例と同様に、表示負荷が大きいときに、均等間隔での各サブフィールドの発光開始時間より早くサブフィールドが発光し、視線パスの傾きが小さくなる場合を例として説明をする。
また、第３の実施例と同様に、サブフィールド再構成の対象フィールドは第３の実施例に示した３つの方式のいずれを用いてもよい。すなわち、以下の説明における「対象フィールド」は、図５の前フィールドＡ、中間フィールドＢ、現フィールドＣのいずれであっても構わない。
【０１６４】
図１９は、本発明の第４の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。本実施例では、図９（ｂ）のように、サブフィールドの発光期間を考慮して当該発光開始時間の間隔を可変とする場合である。その構成は、前記第１の実施例（図１）の構成において、さらに、サブフィールド発光期間算出部１８と、動きベクトルＦ検出部１９を備えている。各要素の動作は前記第１、第２、第３の実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６５】
画素位置切替え部１４では、動きベクトルＦ検出部１９で検出した動きベクトルＦ、サブフィールド発光期間算出部１８で求めた各サブフィールドの発光開始時間、輝度情報算出部１３で算出した輝度情報を用いて、図３のフローチャートと演算式（数式６）により、再構成対象の画素の一のサブフィールドを再配置するための、再構成前のサブフィールドの画素を示す画素位置ベクトルを計算する。
【０１６６】
サブフィールド再構成部１５は、サブフィールド変換部１２から出力されるサブフィールドデータのうち、画素位置切替え部１４で求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドの発光データを取得する。取得した発光データを再構成対象のサブフィールドに再配置する。これを繰り返すことにより、１画素毎にサブフィールドを再構成し、サブフィールド変換部１２で求めたサブフィールドデータを再構成し、対象サブフィールドのサブフィールドデータを新たに生成する。画像表示部１６は、生成したサブフィールドデータを表示する。
【０１６７】
図２０は、第４の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャートである。
ステップ４０１において、図１６のステップ３０１と同様に、動きベクトルＦ検出部１９は、動きベクトルＦを中間フィールドＢのそれぞれの画素について検出する。
【０１６８】
ステップ４０２において、図１１のステップ２０２と同様に、サブフィールド発光期間算出部１８は、各サブフィールドの発光開始時間を算出する。
ステップ４０３において、ステップ４０１において検出した動きベクトルＦのうち、対象となる一の画素を終点とする動きベクトルＦを選出する。
【０１６９】
ステップ４０４において、画素位置切替え部１４は、ステップ４０１で検出した動きベクトルＦ、ステップ４０２で算出した対象サブフィールドの発光開始時間、および前記αをパラメータとして、図３のフローチャートと演算式（例えば数式６）を用いて、取得先となる再設定前のサブフィールドの画素位置ベクトルを求める。
ステップ４０５において、サブフィールド再構成部１５は、対象フィールドの対象サブフィールドに、ステップ４０４で求めた画素位置ベクトルの示すサブフィールドの発光データを再設定する。
【０１７０】
ステップ４０６からステップ４０７は、前記実施例（例えば図２のステップ１０５からステップ１０６）と同様のループ処理を行う。ステップ４０８において、画像表示部１６により、ステップ４０７で得られた対象フィールドの表示データを表示する。
【０１７１】
図２１、図２２は、本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図である。本実施例は第２の実施例と同じく、発光期間を考慮した当該発光開始時間の間隔を可変とする表示方法を用いる。ここでは、１フィールドの表示期間（６０Ｈｚ画像の場合、１６．６７ｍｓ）に対する１フィールドの先頭からの各サブフィールドの発光開始時間が、第２の実施例と同じく表１（２）に示すものとする。
【０１７２】
本実施例では、各画素間の輝度差≦閾値の場合と各画素間の輝度差＞閾値の場合とでは、各サブフィールドの再構成の方式が異なるので、分けて説明する。
図２１は、各画素間の輝度差≦閾値の場合、即ち類似色領域での各サブフィールドの再構成について説明する。（ａ）は再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値とする。
【０１７３】
本実施例では、図３の処理は次のようになる。ステップ１１１にて、変数Ａに動きベクトルＦ、変数Ｂにサブフィールド発光開始時間を代入する。ステップ１１２にて、変数Ｂがサブフィールド数に等しいか否かを判断する。変数Ｂはサブフィールド発光開始時間であるため、ステップ１１４にて、変数Ａの動きベクトルＦと変数Ｂのサブフィールド発光開始時間から各サブフィールドを取得する画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を求める。ステップ１１５にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）が示す画素と再構成対象画素の輝度差≦閾値か否かを判断する。画素（ｎ−４）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるため、ステップ１１６にて、求めた画素位置ベクトルＸｉ（ｘ，ｙ）を出力する。
【０１７４】
以下に、図３のステップ１１４の処理を詳細に説明する。
本実施例では、図１４において、前フィールドＡの画素ａを始点とし、中間フィールドＢの画素ｂを通過し、現フィールドＣの画素ｃを終点とする動きベクトルＥにおいて、当該終点の画素ｃを基準とした当該始点の画素ａの相対位置が水平方向に−６であるとする。ここで、図１４における中間フィールドＢが、前フィールドＡと現フィールドＣとの間の１ＴＶフィールド期間の中心の位置（α＝０．５）にあるとする。このとき、中間フィールドＢの画素ｂを終点とし、前フィールドＡの画素ａを始点とする動きベクトルＦにおいては、当該動きベクトルＦの終点の画素ｂを基準とした、当該動きベクトルＦの始点の相対位置は水平方向に−３となる。また、このときの動きベクトルＦのべクトル値Ｖｆは＋３となる。
【０１７５】
次に、取得先となる再構成前の各サブフィールドの画素位置を、再構成対象の画素を基準として数式６により求める。ここで、各パラメータの定義は、前記実施例で用いる各数式と同じである。
【０１７６】
【数６】
2009103889.tif 000009
【０１７７】
このように本実施例では、前フィールドＡの画素ａを始点とし中間フィールドＢの画素ｂを終点とする動きベクトルのうちから、再構成対象画素ｂを終点とする動きベクトルＦを選出し、対象フィールドの画素の各サブフィールドごとに数式６を用いた前記画素位置ベクトルの算出を行い、サブフィールドの再構成を行う。以下にこれを説明する。
【０１７８】
図２１（ｂ）では、対象フィールドの画素（ｎ−１）の各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ−１）を終点とする動きベクトルＦの始点の画素は、画素（ｎ−１）を基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、当該動きベクトルＦのベクトル値が＋３である。ここで、数式６を用いることより、対象フィールドの画素（ｎ−１）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出できる。画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−１、ＳＦ５が０、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋１、ＳＦ１が＋２となる。
【０１７９】
従って、図２１（ｂ）の矢印２１０６が示すように、ＳＦ６は画素（ｎ−２）からサブフィールドの発光データを取得する。また、ＳＦ５とＳＦ４はもとの画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印２１０３が示すように、ＳＦ３は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印２１０２が示すように、ＳＦ２は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印２１０１が示すように、ＳＦ１は画素（ｎ＋１）からサブフィールドの発光データを取得する。このようにして、再構成対象画素（ｎ−１）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１８０】
図２１（ｃ）は、全ての再構成対象画素について、発光データの再構成の結果を示す。ここでは、中間フィールドＢの他の画素を終点とする動きベクトルＦの始点の画素が、画素（ｎ−１）と同じく、再構成対象画素を基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、いずれの動きベクトルＦもベクトル値が＋３である場合としている。上記画素（ｎ−１）と同様に、再構成対象画素の各サブフィールドにつき、数式６を用いて画素位置ベクトルＸｉを算出する。そして、求めた画素位置ベクトルが示す画素のサブフィールドにより、他の画素の各サブフィールドを再配置する。この結果として、静止画において同一の画素に配置されていた複数のサブフィールドが、再構成後の対象フィールドでは視線パス２１１０上に並ぶ。ここでの視線パス２１１０が前記第３の実施例（図１７）の場合に比べてその傾斜が小さくなっているのは、各サブフィールドの発光開始時間の間隔を可変とし、均等間隔での発光開始時間より早く発光させた影響である。
【０１８１】
次に図２２は、各画素間の輝度差＞閾値を含む場合、即ち類似色領域以外での各サブフィールドの再構成について説明する。
図２２（ａ）は、再構成前のサブフィールドの構成を示す。この場合、画素（ｎ−４）と（ｎ−３）間の輝度差≦閾値、画素（ｎ−２）から（ｎ＋３）までの各画素間の輝度差≦閾値であるが、画素（ｎ−３）と（ｎ−２）間の輝度差＞閾値とする。
【０１８２】
図２２（ｂ）は、画素（ｎ−２）の各サブフィールドの再構成を示す。再構成対象の画素である画素（ｎ−２）を終点とする動きベクトルの始点の画素は、画素（ｎ−２）を基準とした相対位置として水平方向に−３の位置にあり、当該動きベクトルＦのベクトル値が＋３である。図３のステップ１１４（数式６）を用いることにより、画素（ｎ−２）の各サブフィールドについて画素位置ベクトルＸｉを算出する。算出の結果、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ６が−１、ＳＦ５が０、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋１、ＳＦ１が＋２となる。
【０１８３】
引き続き、輝度差の判定を行う。例えばサブフィールドＳＦ６は、ステップ１１４にて、画素位置ベクトルＸｉ（−１，０）と求める。次に、ステップ１１５にて、画素（ｎ−３）と（ｎ−２）の輝度差を判定する。画素（ｎ−３）と（ｎ−２）の間の輝度差＞閾値であるため、ステップ１１７へ進む。ここではステップ１１４にて求めたｘの値は−１であるため、ステップ１１９、ステップ１２４を経て、ｘの値は０となる。ステップ１１５に戻り、画素（ｎ−２）と（ｎ−２）の輝度差を判定する。画素（ｎ−２）と（ｎ−２）の間の輝度差＝０（≦閾値）であるため、ステップ１１６に進み、求めたＳＦ６の画素位置ベクトルＸｉ（０，０）、即ち０に修正して出力する。他のＳＦについても同様に計算し、画素位置ベクトルＸｉはそれぞれ、ＳＦ５が０、ＳＦ４が０、ＳＦ３が＋１、ＳＦ２が＋１、ＳＦ１が＋２となる。
【０１８４】
従って、図２２（ｂ）のように、ＳＦ６とＳＦ５とＳＦ４は、もとの画素（ｎ−２）のサブフィールドの発光データのままとなる。また、矢印２２０３が示すように、ＳＦ３は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印２２０２が示すように、ＳＦ２は画素（ｎ−１）からサブフィールドの発光データを取得する。また、矢印２２０１が示すように、ＳＦ１は画素ｎからサブフィールドの発光データを取得する。このようにして、再構成対象画素（ｎ−２）の各サブフィールドの発光データを再構成する。
【０１８５】
図２２（ｃ）は、全ての再構成対象画素について、発光データの再構成の結果を示す。この結果として、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、類似色領域以外でも、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【０１８６】
以上説明した第４の実施例によれば、視線パスを考慮して発光サブフィールドの配置をしながら、全画素の全サブフィールドが再設定される。これにより、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生を抑制しながら、サブフィールドの未配置を防止することができる。また、画像の表示負荷率などに応じて各サブフィールドの発光開始時間を可変とする表示方法においても、サブフィールドの発光パターンがユーザーの視線パス上により好適に整列する再構成が実現できる。
【０１８７】
また、サブフィールドの再構成の対象は類似色のサブフィールドのみであり、大きく異なる色のサブフィールドを取得しないため、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。さらに、このサブフィールドの再構成を行う際の、サブフィールドの移動量を低減し、画像の揺れ等を抑制することができる。これにより、より自然な画像が得られるという効果がある。
【０１８８】
上記の例では、均等間隔での各サブフィールドの発光開始時間より早くサブフィールドが発光する例について説明をしたが、遅くサブフィールドが発光し、視線パスの傾きが大きくなる場合であっても、数式６を用いたサブフィールドの再構成を行うことにより、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例５】
【０１８９】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。ここでは具体的な画像を取り上げ、本発明を実施した場合の動作を説明する。画像例として、映像情報メディア学会監修による標準動画像集のうち、「Ｎｏ．３０  人込み」を画像Ａ、「Ｎｏ．５５  振り子（シャッタ  １／１０００秒）」を画像Ｂとする。例えば、画像Ｂとする「Ｎ０．５５の振り子」は、図２３に示すものである。
【０１９０】
まず、これらの画像Ａ，Ｂに従来方式（前記特許文献１，２）を適用した場合について説明する。
特許文献１の方式にて画像Ａの補正を行うと、白い洋服を着た女性の擬似輪郭は低減するが、一部サブフィールドが設定されず、その女性と背景の境界に輝度低下による画質劣化が生じる。また、同様に、特許文献１の方式にて画像Ｂの補正を行うと、一部サブフィールドが設定されず、振り子２３０１や振り子と背景の境界に、輝度低下による画質劣化が生じる。
【０１９１】
特許文献２の方式にて画像Ａの補正を行うと、白い洋服を着た女性の擬似輪郭は低減するが、その女性の腕や手の振りはかなり早く、かつ映像自体がぼけてくる。そして検出した動きベクトルのみで補正をすると、大きく色の異なる画素のサブフィールドを取得するため、偽色が発生して画質が劣化する。また、特許文献２の方式にて画像Ｂの補正を行うと、振り子２３０１の動き量により、大きく色の異なる画素のサブフィールドを取得するため、振り子の黒色画素や白色画素の色が変化し、振り子の部分の画質が劣化する。
【０１９２】
これに対し、前記した本発明の各実施例の方式を適用した場合について説明する。画像Ａに対し補正を行うと、動きベクトルと輝度情報を用いて、動き量を反映しつつ類似色の画素のみを対象にしてサブフィールドの再構成を行うため、白い洋服を着た女性の擬似輪郭は低減し、画質劣化は発生しない。また、画像Ｂに対し補正を行うと、動きベクトルと輝度情報を用いて、動き量を反映しつつ類似色の画素のみを対象にしてサブフィールドの再構成を行うため、振り子の黒色画素や白色画素の大きな色の変化は生じず、画質は劣化しない。
【０１９３】
従って、本発明の各実施例の方式は、動きベクトルのみで補正した場合の画質劣化や誤検出動きベクトルによる画質劣化を抑制し、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【実施例６】
【０１９４】
次に、本発明の第６の実施例について説明する。
前記した各実施例においては、再構成対象画素の全てのサブフィールドについて、画素間の輝度差≦閾値を満たす画素位置を求め、求めた画素位置から各サブフィールドを取得して対象画素を再構成していたが、全てのサブフィールドについて前記の画素間の輝度差チェックを行わなくても、画質改善の効果が得られる。
【０１９５】
本実施例では、再構成対象画素の任意のサブフィールドについてのみ画素間の輝度差チェックを行って画素位置を求め、それ以外のサブフィールドについては画素間の輝度差チェックを行わず、各計算式より求めた初期の画素位置をそのまま使用し、求めた各画素位置からサブフィールドを取得して対象画素を再構成する。例えば、重みの大きいサブフィールドについては前記の画素間の輝度差チェックを行って画素位置を求めるが、重みの小さいサブフィールドは偽色への影響が少ないため、画素間の輝度差チェックを行わずに計算式で求めた各画素位置からサブフィールドを取得して対象画素を再構成する。
【０１９６】
図２４は、第６の実施例における表示パターンの一例である。（ａ）は、画素の２次元平面を表していて、そのパターンは前記図８と同様であり、各画素ＡからＧが、画素Ｇから画素Ａへの方向に６画素移動した場合である。（ｂ）は再構成前のパターンを示す。この場合、重みの大きいサブフィールドであるＳＦ４からＳＦ６については画素間の輝度差チェックを行って画素位置を求め、それ以外の重みの小さいサブフィールドであるＳＦ１からＳＦ３については画素間の輝度差チェックを行わずに初期計算の画素位置のままとする。このようにして求めた各画素位置からサブフィールドを取得して、対象画素を再構成する。
【０１９７】
（ｃ）は画素Ａについての再構成結果を示す。ＳＦ６は画素Ｆ（矢印２４０６）、ＳＦ５は画素Ｅ（矢印２４０５）、ＳＦ４は画素Ｄ（矢印２４０４）、ＳＦ３は画素Ｃ（矢印２４０３）、ＳＦ２は画素Ｂ（矢印２４０２）、ＳＦ１は画素Ａから取得して、画素Ａを再構成する。（ｄ）は、その他の画素Ｂから画素Ｆまでを同様に再構成した結果を示す。このように、色に大きな影響を与える重みの大きいサブフィールドを大きく色の異なる画素から取得しないため、再構成後のサブフィールドの発光パターンが再構成前のサブフィールドの発光パターンと大きく異なることはない。これにより、画素間の輝度差チェック処理を減らすことが可能となり、回路規模を削減しつつ、偽色は発生せず、擬似輪郭を抑制することが可能となる。
【０１９８】
上記各実施例においては、次のような変形が可能である。
上記第３および第４の各実施例において、中間フィールドＢが前後のフィールドの中間点に配置される場合（α＝０．５）を例に説明したが、前後のフィールド間の中間点以外に位置する中間フィールドの場合であっても同様の効果が得られる。
【０１９９】
上記各実施例において、サブフィールドの発光位置として、サブフィールドの発光開始時間を例として説明をした。これは、サブフィールドの発光を示す時間パラメータの一例であり、サブフィールドの発光開始時間以外のパラメータを用いてもよい。例えば、サブフィールドの発光開始から発光終了までの間の発光期間の長さをパラメータとしてもよい。
【０２００】
上記各実施例において、動きベクトルＶやＶｆに関して、例として水平方向の移動のみを伴う１次元の値を用いて説明したが、２次元の値であっても同様の効果が得られる。
上記各実施例において、サブフィールド数が６の場合について説明したが、サブフィールド数が６以外の場合についても同様の効果が得られる。
上記各実施例の画素位置切替え部で判定する輝度差は、映像のＲＧＢデータから算出した輝度値の差を用いてもよい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの個々のデータの差を用いても同様の効果が得られる。
【０２０１】
また、図３のフローチャートにおいて、先に画素位置ベクトル（ｘ，ｙ）のｘを算出（１減算、もしくは１加算）して新たな画素位置ベクトルを求め、次に、画素位置ベクトルのｙを算出（１減算、もしくは１加算）して新たな画素位置ベクトルを求める例で説明をした。これは、先にｙを算出して新たな画素位置ベクトルを求めて、次に、ｘを算出して新たな画素位置ベクトルを求めても良い。また、同時にｘとｙを算出（１減算、もしくは１加算）して新たな画素位置ベクトルを求めても良い。再構成対象画素に近づけるように画素位置ベクトルを求める算出方法であれば、同様の効果が得られる。
なお、以上説明した各図、各方法等の実施例のいずれを組み合わせても、本発明の一実施の形態となりうる。
【０２０２】
以上説明した本発明の各実施例によれば、いずれの場合も、より好適に画質の劣化を防止することが可能となる。なお、上記各実施例において、次のようなそれぞれの特有の効果を奏する。
【０２０３】
第１の実施例は、動きベクトルの検出精度や様々な方向の動きベクトルによる偽色の発生を抑止して、画質の劣化の防止をしつつ、その演算処理量を低減するという効果を有する。第２の実施例は、動きベクトルの検出精度や様々な方向の動きベクトルによる偽色の発生を抑止して、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生をより好適に抑制できる効果を有する。第３の実施例は、動きベクトルの検出精度や様々な方向の動きベクトルによる偽色の発生を抑止して、画像の揺れ等を抑制することができ、より自然な画像が得られるという効果を有する。また、その演算処理量を低減することができる。第４の実施例は、動きベクトルの検出精度や様々な方向の動きベクトルによる偽色の発生を抑止して、動画ボヤケや動画擬似輪郭の発生をより好適に抑制し、さらに画像の揺れ等を抑制することができる効果を合わせて有する。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図。
【図２】第１の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャート。
【図３】各サブフィールドの画素位置ベクトルを求めるフローチャート。
【図４】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図５】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図６】本実施例による効果を説明する表示パターンの一例。
【図７】本実施例による効果を説明する表示パターンの一例。
【図８】本実施例による効果を説明する表示パターンの一例。
【図９】各サブフィールドの発光時間のタイミングを示す図。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図。
【図１１】第２の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャート。
【図１２】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図１３】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図１４】中間フィールドと動きベクトルＦについて説明する図。
【図１５】本発明の第３の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図。
【図１６】第３の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャート。
【図１７】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図１８】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図１９】本発明の第４の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図。
【図２０】第４の実施例における画像表示方法の手順を示すフローチャート。
【図２１】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図２２】本実施例におけるサブフィールドの再構成の一例を示す図。
【図２３】第５の実施例で対象とする画像を示す
【図２４】第６の実施例における表示パターンの一例を示す図。
【図２５】サブフィールドを用いて階調を表現する階調表現方法を説明する図。
【図２６】動画擬似輪郭の発生メカニズムの一例を示す図。
【図２７】従来のサブフィールドの補正方法を説明する図。
【図２８】従来のサブフィールドの補正方法の課題を説明する図。
【図２９】従来のサブフィールドの補正方法の課題を説明する図。
【符号の説明】
【０２０５】
１…画像表示装置、１０…入力部、１１…動きベクトル検出部、１２…サブフィールド変換部、１３…輝度情報算出部、１４…画素位置切替え部、１５…サブフィールド再構成部、１６…画像表示部、１７…制御部、１８…サブフィールド発光時間算出部、１９…動きベクトルＦ検出部。
【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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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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