JP2005268912A - Image processor for frame interpolation and display having the same - Google Patents

Image processor for frame interpolation and display having the same Download PDF

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英利 宮田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate the image data of an interpolation frame having a small amount of noise, based on a motion vector detected at each block of one kind of size. <P>SOLUTION: When a previous frame F(n-1) associated with a motion vector detected for a block Bb of a current frame F(n), and the block of the interpolation frame F(i-1) are set to be blocks Ba and Be, respectively, the value Ve of a pixel (an interpolation pixel) Pe in the block Be is calculated on the following procedure. It is determined whether or not the difference ¾Va-Vb¾ of values Va and Vb of pixels Pa and Pb positionally corresponding to the interpolation pixel Pe in the block Be in the blocks Ba, Bb each is larger than a prescribed threshold ε. In the case of ¾Va-Vb¾≤ε and ¾Va-Vb¾>ε, the value Ve of the interpolation pixel Pe is calculated by Ve=(Va+Vb)/2 and Ve=(Va+Vb+Vc+Vd)/4, respectively. In this case, Vc and Vd are the values of pixels Pc and Pd positionally corresponding to the interpolation pixel Pe in the previous frame F(n-1) and the current frame F(n). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、動画像を構成する隣接フレームの間に挿入すべき補間フレームの画像データを生成する画像処理装置、および、そのような画像処理装置を備えた表示装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that generates image data of an interpolation frame to be inserted between adjacent frames constituting a moving image, and a display apparatus including such an image processing apparatus.

近年、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)によるアクティブマトリクス型液晶表示装置(以下「TFT−LCD装置」という)の進歩が顕著であり、従来TFT−LCD装置で問題とされていた視野角や応答性も改善され、大型のテレビ受信機用の表示装置としても使用されるようになっている。しかし、液晶の応答特性が改善された現在においても、TFT−LCD装置を用いたテレビ受信機での動画像表示においてボケ感が存在している。これは以下の理由による。   In recent years, the progress of active matrix liquid crystal display devices (hereinafter referred to as “TFT-LCD devices”) using thin film transistors (TFTs) has been remarkable, and viewing angles and responsiveness that have been problematic in conventional TFT-LCD devices. Has also been improved and is used as a display device for large television receivers. However, even at the present time when the response characteristics of the liquid crystal are improved, there is a sense of blur in moving image display on a television receiver using a TFT-LCD device. This is due to the following reason.

従来のテレビ受信機などで使用されていたCRT(Cathode-Ray Tube)表示装置は、1フレームの間に電子ビームを蛍光体に順次当てることで画像が表示され、各画素は1フレームの間に瞬間的に1回だけ発光する表示装置、すなわちインパルス型の表示装置である。このようなインパルス型の表示装置では、各画素はそれが或るフレームで発光してから次のフレームで発光するまでは発光しないので、視線追従によるボケが生じない。   A CRT (Cathode-Ray Tube) display device used in conventional television receivers displays an image by sequentially applying an electron beam to a phosphor during one frame, and each pixel is displayed during one frame. This is a display device that emits light only once instantaneously, that is, an impulse-type display device. In such an impulse-type display device, each pixel does not emit light until it emits light in the next frame after it emits light in a certain frame, so that blur due to line-of-sight tracking does not occur.

これに対しTFT−LCD装置は、自発光ではなく、液晶パネルの透過率を電圧で制御することで画像を表示し、透過型の場合には、液晶パネルの背面に配置されたバックライトから与えられる光量のうち当該液晶パネルを通過する光量を制御することで画像を表示する。そしてTFT−LCD装置では、液晶パネルを構成するマトリクス状の複数の画素形成部に、1フレームの表示画像を表すデータが1ライン毎に書き込まれ、データの書き込まれた各画素では、そのデータに対応する電圧が、次のフレームのデータが書き込まれるまで保持される。したがって、TFT−LCD装置は、表示画像が1フレームの間保持される表示装置、すなわちホールド型の表示装置である。このようなホールド型の表示装置では、視線追従により動画のボケが生じることが知られている。従来は、液晶表示装置の応答速度が低くく、表示装置としての応答に1フレーム期間(16.7ms)以上要していたため、その応答速度が低いことに起因するいわゆる画像の尾引きが問題視されていた。しかし、ここ数年で液晶の応答特性が改善され1フレーム期間以内の応答が可能となり、それに伴い、TFT−LCD装置では、ホールド型であることに起因する動画表示におけるボケ(視線追従によるボケ)が問題視されるようになってきている。   On the other hand, the TFT-LCD device displays an image by controlling the transmittance of the liquid crystal panel with voltage instead of self-emission, and in the case of the transmissive type, it is given from a backlight disposed on the back of the liquid crystal panel. The image is displayed by controlling the amount of light passing through the liquid crystal panel. In a TFT-LCD device, data representing a display image of one frame is written for each line in a plurality of matrix pixel forming portions constituting a liquid crystal panel, and in each pixel where data is written, the data is stored in the data. The corresponding voltage is held until the next frame of data is written. Therefore, the TFT-LCD device is a display device that holds a display image for one frame, that is, a hold-type display device. In such a hold-type display device, it is known that blurring of moving images occurs due to line-of-sight tracking. Conventionally, the response speed of the liquid crystal display device is low, and the response as the display device has required one frame period (16.7 ms) or more, so that the so-called image tailing caused by the low response speed is regarded as a problem. It had been. However, the response characteristics of the liquid crystal have improved over the past few years, and response within one frame period is possible. Accordingly, in the TFT-LCD device, blurring in moving image display due to the hold type (blurring due to line-of-sight tracking) Is becoming a problem.

TFT−LCD装置のようなホールド型表示装置において視線追従によるボケを改善する方法として、バックライトを点滅させる、または、1フレーム中に黒表示を行う等、ホールド型表示装置における表示をインパルス化するという方法(以下「インパルス化法」という)が知られている。また、フレーム間の画像を補間してフレーム周波数を2倍以上にすることにより視線追従によるボケを改善するという方法(以下「フレーム補間法」という)も知られている(例えば非特許文献1参照)。   As a method of improving blur due to line-of-sight tracking in a hold-type display device such as a TFT-LCD device, the display in the hold-type display device is made to be impulse, such as blinking the backlight or displaying black in one frame. (Hereinafter referred to as “impulse method”) is known. Also known is a method (hereinafter referred to as “frame interpolation method”) in which blurring due to line-of-sight tracking is improved by interpolating an image between frames and doubling the frame frequency (hereinafter referred to as “frame interpolation method”). ).

ホールド型表示装置において視線追従によるボケを改善する上記方法のうち、インパルス化法は、表示画面(表示パネル)の輝度またはコントラストを低下させることになり、また、CRT表示装置で生じるようなフリッカがホールド型表示装置においてもインパルス化によって目立つようになる等の問題を有している。このため、TFT−LCD装置等において、ホールド型表示装置としての特長をできるだけ損なわずに視線追従によるボケを改善するには、フレーム周波数を増大させるフレーム補間法を採用するのが好ましい。
特開平3−263989号公報 特開平2−206991号公報 特開平1−192273号公報 特開平6−153185号公報 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」,電子情報通信学会技術報告,1996年6月,EID96−4,p.19−26
Of the above methods for improving blur due to line-of-sight tracking in a hold-type display device, the impulse method lowers the brightness or contrast of the display screen (display panel), and also causes flicker that occurs in a CRT display device. The hold type display device also has a problem that it becomes noticeable due to the impulse. For this reason, in a TFT-LCD device or the like, it is preferable to employ a frame interpolation method for increasing the frame frequency in order to improve blurring due to line-of-sight tracking without impairing the features of the hold-type display device as much as possible.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-26389 JP-A-2-206991 JP-A-1-192273 JP-A-6-153185 Shuichi Ishiguro, Taiichi Kurita, “Examination of video quality of hold light emitting display by 8 × CRT”, IEICE Technical Report, June 1996, EID96-4, p. 19-26

動画像を構成するフレームを補間する方法として、従来より、1フレームの画像をいくつかのブロックに分割し、ブロックマッチング法等によってブロック毎に検出された動きベクトルを用いてフレーム間の補間画像データを作成するという方法、すなわち、各ブロックの動きベクトルを1/2倍したベクトル量だけ当該ブロックを移動させることでフレーム間に挿入すべき補間フレームの画像データを作成するという方法が知られている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。しかし、この方法では、検出された動きベクトルに応じてブロック単位で画像を移動させて補間フレームの画像データを作成するので、動きの無い背景画像まで移動させることになり、その結果、補間フレームの画像としてノイズを含む画像が生成される。また、特許文献2には、連続する2つのフレームのうち一方の、ブロック毎の動きベクトルの1/2の値に対応するデータと、2つの当該フレームの他方の、当該動きベクトルの1/2の値に対応するデータの平均値を演算することにより補間フレームの画像データを作成する画像処理装置が開示されているが、このような構成では、必ずしも良好な補間フレームの画像データを作成することはできず、生成される画像データにノイズが含まれる場合もある。すなわち、ブロックマッチング法等のようにブロック毎に動きベクトルを検出する方法では、検出される動きベクトルは画素毎に見ると適切でない場合もあり、このことによって補間フレームの画像データにノイズが含まれることがある。   As a method of interpolating the frames that make up a moving image, conventionally, one frame of image is divided into several blocks, and interpolated image data between frames using motion vectors detected for each block by the block matching method etc. That is, a method of creating image data of an interpolated frame to be inserted between frames by moving the block by a vector amount obtained by halving the motion vector of each block. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2). However, in this method, since the image data of the interpolation frame is created by moving the image in block units according to the detected motion vector, the image is moved to the background image having no motion. An image including noise is generated as an image. Further, in Patent Document 2, data corresponding to a half value of a motion vector for each block in one of two consecutive frames and 1/2 of the motion vector in the other of the two relevant frames are disclosed. An image processing apparatus that generates image data of an interpolation frame by calculating an average value of data corresponding to the value of the image is disclosed. However, in such a configuration, image data of a good interpolation frame is not necessarily generated. In some cases, noise may be included in the generated image data. That is, in a method of detecting a motion vector for each block, such as the block matching method, the detected motion vector may not be appropriate for each pixel, and noise is included in the image data of the interpolation frame. Sometimes.

このような問題を解決する方法として、複数種類のサイズのブロックで動きベクトルを検出して画面の局所的な性質に合わせて適応的にブロックサイズを切り換える等により、画素単位で見てより適切な動きベクトルを求めるという方法も考えられる(例えば特許文献3、特許文献4参照)。しかし、この方法では、動きベクトルを検出するための回路の規模が大きくなってリアルタイムでの処理が困難となるので、動画像のフレーム補間のために当該方法を使用するのは現実的ではない。   As a method for solving such a problem, a motion vector is detected in a plurality of types of blocks, and the block size is adaptively switched according to the local nature of the screen. A method of obtaining a motion vector is also conceivable (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4). However, with this method, the scale of a circuit for detecting a motion vector becomes large and real-time processing becomes difficult, so it is not practical to use this method for frame interpolation of moving images.

そこで、本発明では、1種類のサイズのブロック毎に検出された動きベクトルに基づきノイズの少ない補間フレームの画像データを生成する画像処理装置、および、そのような画像処理装置を利用して動画質を向上させた表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, an image processing apparatus that generates image data of an interpolation frame with less noise based on a motion vector detected for each block of one type of size, and a moving picture quality using such an image processing apparatus It is an object of the present invention to provide a display device with improved performance.

第1の発明は、動画像を構成する隣接フレームである第1フレームと第2フレームとの間での画像の動きを表す動きベクトルを所定数の画素からなるブロック毎に検出し、当該第1フレームと当該第2フレームとの間に挿入すべき補間フレームの画像データを当該動きベクトルに基づき生成することによりフレーム数を増大させた動画像のデータを生成する画像処理装置であって、
前記動きベクトルに応じて位置がずれたブロックとして前記動きベクトルによって対応付けられる第1フレーム内の第1ブロックと第2フレーム内の第2ブロックとに基づき、前記動きベクトルによって当該第1および第2ブロックに対応づけられるべき前記補間フレーム内のブロックである第3ブロックの画素値を算出することにより、前記補間フレームの画像データを生成する補間フレーム生成手段と、
前記補間フレーム生成手段によって生成された画像データに基づき前記第1フレームと前記第2フレームとの間に前記補間フレームを挿入することにより、フレーム数を増大させた前記動画像データを生成する補間フレーム挿入手段と
を備え、
前記補間フレーム生成手段は、
前記第3ブロックの画素である補間画素の値を、前記第1ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第1画素の値と前記第2ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第2画素の値とに基づき算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、前記第1および第2フレームにおいて当該補間画素にそれぞれ位置的に対応する画素である第3および第4画素の値に基づいて当該補間画素の値を算出することを特徴とする。
In the first invention, a motion vector representing a motion of an image between a first frame and a second frame, which are adjacent frames constituting a moving image, is detected for each block including a predetermined number of pixels, and the first An image processing device that generates moving image data in which the number of frames is increased by generating image data of an interpolation frame to be inserted between a frame and the second frame based on the motion vector,
Based on the first block in the first frame and the second block in the second frame associated with the motion vector as blocks shifted in position according to the motion vector, the first and second Interpolation frame generation means for generating image data of the interpolation frame by calculating a pixel value of a third block which is a block in the interpolation frame to be associated with the block;
An interpolation frame for generating the moving image data having an increased number of frames by inserting the interpolation frame between the first frame and the second frame based on the image data generated by the interpolation frame generation means An insertion means,
The interpolation frame generation means includes
The value of the interpolation pixel, which is a pixel of the third block, is set to the value of the first pixel, which is a pixel corresponding to the position of the interpolation pixel in the first block, and the position of the interpolation pixel in the second block. Based on the value of the second pixel that is a pixel corresponding to
If the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than a predetermined threshold value, a third pixel corresponding to the interpolation pixel in the first and second frames. In addition, the value of the interpolation pixel is calculated based on the value of the fourth pixel.

第2の発明は、第1の発明において、
前記補間フレーム生成手段は、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値以下である場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値よりも大きい場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値と前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The interpolation frame generation means includes
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is equal to or less than the threshold value, an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel is used as the value of the interpolation pixel. Calculate
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is larger than the threshold value, the value of the first pixel, the value of the second pixel, the value of the third pixel, and the value of the fourth pixel An average value of the pixel value is calculated as the value of the interpolated pixel.

第3の発明は、第1の発明において、
前記補間フレーム生成手段は、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値以下である場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値よりも大きい場合には、前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出することを特徴とする。
According to a third invention, in the first invention,
The interpolation frame generation means includes
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is equal to or less than the threshold value, an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel is used as the value of the interpolation pixel. Calculate
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is larger than the threshold value, an average value of the value of the third pixel and the value of the fourth pixel is used as the value of the interpolation pixel. It is characterized by calculating.

第4の発明は、第1から第3の発明のいずれかにおいて、
前記補間フレーム生成手段は、前記第1または第2ブロックから前記動きベクトルの1/2のベクトル量だけ位置がずれたブロックを前記第3ブロックとして前記補間フレームの画像データを生成することを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The interpolation frame generation means generates the image data of the interpolation frame by using, as the third block, a block whose position is shifted from the first or second block by a vector amount ½ of the motion vector. To do.

第5の発明は、表示装置であって、
第1から第4の発明のいずれかの発明に係る画像処理装置を備え、
前記画像処理装置によって生成される動画像のデータに基づき当該動画像を表示することを特徴とする。
The fifth invention is a display device,
An image processing apparatus according to any one of the first to fourth inventions,
The moving image is displayed based on moving image data generated by the image processing apparatus.

第6の発明は、第5の発明に係る表示装置であって、
アクティブマトリクス型液晶表示装置である。
A sixth invention is a display device according to the fifth invention,
This is an active matrix liquid crystal display device.

第7の発明は、動画像を構成する隣接フレームである第1フレームと第2フレームとの間での画像の動きを表す動きベクトルを所定数の画素からなるブロック毎に検出し、当該第1フレームと当該第2フレームとの間に挿入すべき補間フレームの画像データを当該動きベクトルに基づき生成する画像処理方法であって、
前記動きベクトルに応じて位置がずれたブロックとして前記動きベクトルによって対応付けられる第1フレーム内の第1ブロックと第2フレーム内の第2ブロックとに基づき、前記動きベクトルによって当該第1および第2ブロックに対応づけられるべき前記補間フレーム内のブロックである第3ブロックの画素値を算出する補間フレーム生成ステップを備え、
前記第3ブロックの画素である補間画素の値は、前記第1ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第1画素の値と前記第2ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第2画素の値とに基づき算出され、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、前記第1および第2フレームにおいて当該補間画素にそれぞれ位置的に対応する画素である第3および第4画素の値に基づいて当該補間画素の値が算出されることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, a motion vector representing a motion of an image between a first frame and a second frame, which are adjacent frames constituting a moving image, is detected for each block composed of a predetermined number of pixels. An image processing method for generating image data of an interpolation frame to be inserted between a frame and the second frame based on the motion vector,
Based on the first block in the first frame and the second block in the second frame associated with the motion vector as blocks shifted in position according to the motion vector, the first and second An interpolation frame generation step of calculating a pixel value of a third block that is a block in the interpolation frame to be associated with a block;
The value of the interpolation pixel that is the pixel of the third block is the value of the first pixel that is a position corresponding to the interpolation pixel in the first block and the value of the interpolation pixel in the second block. Is calculated based on the value of the second pixel that is a pixel corresponding to
If the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than a predetermined threshold value, a third pixel corresponding to the interpolation pixel in the first and second frames. The value of the interpolation pixel is calculated based on the value of the fourth pixel.

第8の発明は、第7の発明に係る画像処理方法であって、
前記補間フレーム生成ステップは、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値よりも大きいか否かを判定するステップと、
前記差が前記閾値以下である場合に、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出するステップと、
前記差が前記閾値よりも大きい場合に、前記第1画素の値と前記第2画素の値と前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出するステップとを含むことを特徴とする。
An eighth invention is an image processing method according to the seventh invention,
The interpolation frame generation step includes:
Determining whether the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than the threshold;
Calculating an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel as the value of the interpolation pixel when the difference is equal to or less than the threshold;
When the difference is larger than the threshold value, an average value of the value of the first pixel, the value of the second pixel, the value of the third pixel, and the value of the fourth pixel is calculated as the value of the interpolation pixel. And the step of performing.

上記のような第1〜第4の発明に係る画像処理装置または第7もしくは第8の発明に係る画像処理方法によれば、1種類のサイズのブロック毎(所定数の画素からなるブロック毎)に検出された動きベクトルによって対応付けられる第1フレーム内の第1ブロックと第2フレーム内の第2ブロックとに基づき、挿入すべき補間フレームの画素である補間画素の値が以下のように算出される。すなわち、第1ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する第1画素の値と第2ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する第2画素の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、第1および第2フレームにおいて当該補間画素にそれぞれ位置的に対応する第3および第4画素の値が当該補間画素の値に反映されるように算出される。したがって、複数種類のサイズのブロックについて動きベクトルを検出する場合において問題となるような回路規模の増大を抑えつつ、背景画像の画素のように動きの無い画素を含むブロックがあってもノイズの少ない補間フレームの画像データを生成することができる。   According to the image processing apparatus according to the first to fourth inventions as described above or the image processing method according to the seventh or eighth invention, for each block of one kind size (for each block composed of a predetermined number of pixels). Based on the first block in the first frame and the second block in the second frame that are associated with the detected motion vector, the value of the interpolation pixel that is the pixel of the interpolation frame to be inserted is calculated as follows: Is done. That is, the difference between the value of the first pixel that corresponds to the interpolation pixel in the first block and the value of the second pixel that corresponds to the interpolation pixel in the second block is greater than a predetermined threshold value. If it is larger, the values of the third and fourth pixels corresponding to the interpolation pixels in the first and second frames are calculated so as to be reflected in the values of the interpolation pixels. Therefore, while suppressing an increase in circuit scale, which becomes a problem when detecting motion vectors for a plurality of types of blocks, there is little noise even if there are blocks containing pixels that do not move like background image pixels. Interpolated frame image data can be generated.

上記のような第5または第6の発明に係る表示装置によれば、複数種類のサイズのブロックについて動きベクトルを検出する場合において問題となるような回路規模の増大を抑えつつ、背景画像の画素のように動きの無い画素を含むブロックがあってもノイズの少ない補間フレームの画像データが生成され、この補間フレームの挿入によってフレーム周波数を増大させた画像データに基づき動画像が表示される。これにより動画質の高い表示が可能となる。特に、ホールド型表示装置であるアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、本発明により、目立つようなフリッカを生じさせることなく視線追従による動画のボケを改善できるという効果が得られる。   According to the display device according to the fifth or sixth invention as described above, the pixel of the background image is suppressed while suppressing an increase in the circuit scale that becomes a problem when detecting motion vectors for blocks of a plurality of types of sizes. Thus, even if there is a block including a non-moving pixel, image data of an interpolation frame with less noise is generated, and a moving image is displayed based on the image data whose frame frequency is increased by inserting this interpolation frame. As a result, display with high quality of moving images becomes possible. In particular, in an active matrix liquid crystal display device that is a hold-type display device, the present invention provides an effect that blurring of moving images due to line-of-sight tracking can be improved without causing noticeable flicker.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<1.全体的な構成および動作>
まず、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体的な構成および動作について説明する。図1(a)は、この液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、映像信号線駆動回路としてのデータドライバ300と、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ400と、アクティブマトリクス型の表示部としての液晶パネル600と、データドライバ300およびゲートドライバ400を制御するための表示制御回路100とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<1. Overall configuration and operation>
First, the overall configuration and operation of an active matrix liquid crystal display device including an image processing device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a block diagram showing the configuration of the liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a data driver 300 as a video signal line driving circuit, a gate driver 400 as a scanning signal line driving circuit, a liquid crystal panel 600 as an active matrix display unit, a data driver 300 and a gate driver 400. And a display control circuit 100 for controlling the display.

本実施形態における液晶パネル600は、複数本(m本)の走査信号線としてのゲート線と、それらのゲート線のそれぞれと交差する複数本(n本)の映像信号線としてのデータ線と、それらのゲート線とデータ線との交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(m×n個)の画素形成部とを含む。これらの画素形成部はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成し、各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲート線にゲート端子が接続される共に当該交差点を通過するデータ線にソース端子が接続されたスイッチング素子であるTFTと、そのTFTのドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極と、上記複数の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極との間に挟持された液晶層とからなり、必要に応じ、画素電極と共通電極とによって形成される容量に並列に補助容量が付加される。そして、画素電極と共通電極とにより形成される容量(補助容量が付加されている場合にはこれに補助容量を加えた容量)により、画素容量が構成される。   The liquid crystal panel 600 according to the present embodiment includes a plurality of (m) scanning signal lines, a plurality of (n) video signal lines as data lines that intersect with each of the gate lines, A plurality of (m × n) pixel forming portions provided corresponding to the intersections of the gate lines and the data lines. These pixel formation portions are arranged in a matrix to form a pixel array. Each pixel formation portion has a gate terminal connected to a gate line passing through a corresponding intersection and a source terminal connected to a data line passing through the intersection. TFTs that are switching elements connected to each other, a pixel electrode connected to the drain terminal of the TFT, a common electrode that is a counter electrode provided in common to the plurality of pixel formation portions, and a plurality of pixel formations And a liquid crystal layer sandwiched between the pixel electrode and the common electrode. If necessary, an auxiliary capacitor is added in parallel to the capacitor formed by the pixel electrode and the common electrode. A pixel capacitance is constituted by a capacitance formed by the pixel electrode and the common electrode (a capacitance obtained by adding an auxiliary capacitance to the auxiliary capacitance if added).

表示制御回路100は、外部の信号源等から、連続するフレームから構成される動画像を表すビデオ信号すなわち表示すべき画像を表すデジタルビデオ信号Dvと、当該デジタルビデオ信号Dvに対応する水平同期信号HSYおよび垂直同期信号VSYとを受け取り、それらの信号Dv,HSY,VSYに基づき、そのデジタルビデオ信号Dvの表す画像を液晶パネル600に表示させるための信号として、データドライバ用スタートパルス信号SSPと、データドライバ用クロック信号SCKと、表示すべき画像を表すデジタル画像信号DA(ビデオ信号Dvに相当する信号)と、ゲートドライバ用スタートパルス信号GSPと、ゲートドライバ用クロック信号GCKとを生成して出力する。   The display control circuit 100 receives, from an external signal source or the like, a video signal representing a moving image composed of continuous frames, that is, a digital video signal Dv representing an image to be displayed, and a horizontal synchronization signal corresponding to the digital video signal Dv. A data driver start pulse signal SSP is received as a signal for receiving the HSY and the vertical synchronization signal VSY and displaying an image represented by the digital video signal Dv on the liquid crystal panel 600 based on the signals Dv, HSY, and VSY. Data driver clock signal SCK, digital image signal DA representing the image to be displayed (signal corresponding to video signal Dv), gate driver start pulse signal GSP, and gate driver clock signal GCK are generated and output. To do.

図1(b)に示すように、この表示制御回路100は画像処理装置110とタイミング発生回路150とを備えている。画像処理装置110は、上記デジタルビデオ信号Dvの表す動画像を構成するフレーム間に挿入すべき補間フレームの画像データを生成することにより、フレーム周波数を増大させた画像信号をデジタル画像信号DAとして生成する(詳細は後述)。このデジタル画像信号DAは、液晶パネル600の駆動用のタイミング信号としての下記のスタートパルス信号SSP,GSPおよびクロック信号SCK,GCKに同期して出力される。タイミング発生回路150は、上記デジタル画像信号DAの表す画像の各画素に対応するパルスからなる信号としてデータドライバ用クロック信号SCKを生成し、水平同期信号HSYに基づき画像表示における1水平走査期間毎に所定期間だけハイレベル(Hレベル)となる信号としてデータドライバ用スタートパルス信号SSPを生成し、垂直同期信号VSYに基づき画像表示における1フレーム期間(1垂直走査期間)毎に所定期間だけHレベルとなる信号としてゲートドライバ用スタートパルス信号GSPを生成し、水平同期信号HSYに基づきゲートドライバ用クロック信号GCKを生成する。   As shown in FIG. 1B, the display control circuit 100 includes an image processing device 110 and a timing generation circuit 150. The image processing apparatus 110 generates an image signal with an increased frame frequency as a digital image signal DA by generating image data of an interpolation frame to be inserted between frames constituting the moving image represented by the digital video signal Dv. (Details will be described later). The digital image signal DA is output in synchronization with the following start pulse signals SSP and GSP and clock signals SCK and GCK as timing signals for driving the liquid crystal panel 600. The timing generation circuit 150 generates a data driver clock signal SCK as a signal composed of pulses corresponding to each pixel of the image represented by the digital image signal DA, and for each horizontal scanning period in the image display based on the horizontal synchronization signal HSY. A data driver start pulse signal SSP is generated as a signal that is at a high level (H level) for a predetermined period, and is set to an H level for a predetermined period every one frame period (one vertical scanning period) in image display based on the vertical synchronization signal VSY. As a signal, a gate driver start pulse signal GSP is generated, and a gate driver clock signal GCK is generated based on the horizontal synchronization signal HSY.

上記のようにして表示制御回路100において生成された信号のうち、デジタル画像信号DAとデータドライバ用のスタートパルス信号SSPおよびクロック信号SCKとは、データドライバ300に入力され、ゲートドライバ用のスタートパルス信号GSPおよびクロック信号GCKは、ゲートドライバ400に入力される。データドライバ300は、デジタル画像信号DAとデータドライバ用のスタートパルス信号SSPおよびクロック信号SCKとに基づき、デジタル画像信号DAの表す画像の各水平走査線における画素値に相当するアナログ電圧として複数(n個)のデータ信号を1水平走査期間毎に生成し、これらのデータ信号を複数(n本)のデータ線にそれぞれ印加する。ゲートドライバ400は、ゲートドライバ用スタートパルス信号GSPとゲートドライバ用クロック信号GCKとを表示制御回路100から受け取り、これらの信号GSP,GCKに基づき、デジタル画像信号DAの各フレーム期間(各垂直走査期間)において、複数(m本)のゲート線を順次に1水平走査期間ずつ選択し、選択したゲート線にアクティブなゲート信号(画素形成部のTFTをオンさせる電圧)を印加する。   Of the signals generated in the display control circuit 100 as described above, the digital image signal DA, the data driver start pulse signal SSP, and the clock signal SCK are input to the data driver 300 and the gate driver start pulse. The signal GSP and the clock signal GCK are input to the gate driver 400. Based on the digital image signal DA, the start pulse signal SSP for the data driver, and the clock signal SCK, the data driver 300 uses a plurality (n) of analog voltages corresponding to pixel values in each horizontal scanning line of the image represented by the digital image signal DA. Data signals are generated every horizontal scanning period, and these data signals are applied to a plurality (n) of data lines, respectively. The gate driver 400 receives the gate driver start pulse signal GSP and the gate driver clock signal GCK from the display control circuit 100, and each frame period (each vertical scanning period) of the digital image signal DA based on these signals GSP and GCK. ), A plurality (m) of gate lines are sequentially selected for each horizontal scanning period, and an active gate signal (voltage for turning on the TFT of the pixel formation portion) is applied to the selected gate lines.

上記のデータドライバ300およびゲートドライバ400により、液晶パネル600において、n本のデータ線にはn個のデータ信号がそれぞれ印加され、m本のゲート線にはm個のゲート信号がそれぞれ印加される。これにより、液晶パネル600における各画素形成部の画素容量には、デジタル画像信号DAの表す画像における対応画素の値に相当する電圧がn個のデータ信号により与えられて保持され、液晶層には、デジタル画像信号DAに応じて画素電極と共通電極との電位差に相当する電圧が印加される。すなわち、各画素容量に保持された電圧がそれに対応する画素液晶への印加電圧となる。液晶パネル600は、この印加電圧によって液晶層の光透過率を制御することにより、デジタル画像信号DAの表す画像すなわち外部の信号源等から受け取ったデジタルビデオ信号Dvの表す画像を表示する。なお、表示制御回路100内の画像処理装置110により補間フレームの画像データが生成されるので、この液晶パネル600が表示する画像のフレーム周波数は、外部からのデジタルビデオ信号Dvの表す画像のフレーム周波数よりも増大している。   In the liquid crystal panel 600, n data signals are applied to n data lines and m gate signals are applied to m gate lines by the data driver 300 and the gate driver 400, respectively. . Thereby, the voltage corresponding to the value of the corresponding pixel in the image represented by the digital image signal DA is held in the pixel capacitance of each pixel formation portion in the liquid crystal panel 600 by the n data signals, and is stored in the liquid crystal layer. A voltage corresponding to the potential difference between the pixel electrode and the common electrode is applied according to the digital image signal DA. That is, the voltage held in each pixel capacitor becomes the voltage applied to the corresponding pixel liquid crystal. The liquid crystal panel 600 displays the image represented by the digital image signal DA, that is, the image represented by the digital video signal Dv received from an external signal source or the like, by controlling the light transmittance of the liquid crystal layer by this applied voltage. Since the image data of the interpolation frame is generated by the image processing device 110 in the display control circuit 100, the frame frequency of the image displayed on the liquid crystal panel 600 is the frame frequency of the image represented by the digital video signal Dv from the outside. Has increased.

<2.画像処理装置の構成および動作>
図2は、本実施形態に係る画像処理装置、すなわち表示制御回路100内で補間フレームの画像データを生成する画像処理装置110の構成を示すブロック図である。この画像処理装置110は、フレームメモリ10と、動き検出回路12と、倍速回路14と、補間画像処理回路16とを備えており、外部からのデジタルビデオ信号Dvは、フレームメモリ10および動き検出回路12に入力される。なお以下では、外部からのデジタルビデオ信号Dvのフレーム周波数は60[フレーム/秒]であるものとするが、これに限定されるものではない。フレームメモリ10には、このデジタルビデオ信号Dvの示す1フレーム分の画像データが記憶されると共に、記憶された画像データが毎秒60フレーム分ずつフレームメモリ10から読み出されて、1フレーム期間(1垂直走査期間)だけ遅延したデジタルビデオ信号(以下「遅延ビデオ信号」という)D60として出力される。
<2. Configuration and operation of image processing apparatus>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image processing apparatus 110 according to the present embodiment, that is, the image processing apparatus 110 that generates the image data of the interpolation frame in the display control circuit 100. The image processing apparatus 110 includes a frame memory 10, a motion detection circuit 12, a double speed circuit 14, and an interpolation image processing circuit 16, and an external digital video signal Dv is received from the frame memory 10 and the motion detection circuit. 12 is input. In the following, it is assumed that the frame frequency of the external digital video signal Dv is 60 [frames / second], but the present invention is not limited to this. The frame memory 10 stores the image data for one frame indicated by the digital video signal Dv, and the stored image data is read out from the frame memory 10 by 60 frames per second, so that one frame period (1 A digital video signal (hereinafter referred to as “delayed video signal”) D60 delayed by a vertical scanning period) is output.

動き検出回路12は、上記デジタルビデオ信号Dvとそれを1フレーム期間だけ遅延させた遅延ビデオ信号D60とを用いて、ブロックマッチング法により、デジタルビデオ信号Dvの表す画像における隣接フレーム間での画像の動きを示す動きベクトルを検出する。図4に示すようにブロックマッチング法では、所定数の画素からなる領域を1ブロックとして各フレームの画像を複数ブロックに分割して、現フレームF(n)の画像において各ブロックに注目し、注目ブロックを参照ブロックとして、前フレームF(n−1)において参照ブロックに位置的に対応するブロックを中心とする所定範囲内で最も類似度の高い(例えば両ブロック内の対応する画素値の差(絶対値)の和が最小となる)ブロックを検索する。そして、現フレームF(n)にける参照ブロックと前フレームF(n−1)において得られた最も類似度の高いブロックとの位置的なずれを、動きベクトルMvとして検出する。このようにして各ブロック毎に検出される動きベクトルMvは、毎秒60フレーム分ずつ動きベクトル信号M60として動き検出回路12から出力される。   The motion detection circuit 12 uses the digital video signal Dv and a delayed video signal D60 obtained by delaying the digital video signal Dv by one frame period, and performs image matching between adjacent frames in an image represented by the digital video signal Dv by a block matching method. A motion vector indicating motion is detected. As shown in FIG. 4, in the block matching method, an image of each frame is divided into a plurality of blocks with an area composed of a predetermined number of pixels as one block, and attention is paid to each block in the image of the current frame F (n). With the block as the reference block, the highest degree of similarity within a predetermined range centered on the block corresponding to the position of the reference block in the previous frame F (n−1) (for example, the difference between corresponding pixel values in both blocks ( Search for the block that minimizes the sum of the absolute values. Then, a positional shift between the reference block in the current frame F (n) and the block with the highest similarity obtained in the previous frame F (n−1) is detected as a motion vector Mv. The motion vector Mv detected for each block in this way is output from the motion detection circuit 12 as a motion vector signal M60 for 60 frames per second.

このようにしてフレームメモリ10から遅延ビデオ信号D60として毎秒60フレーム分ずつ出力される画像データ、および、動き検出回路12から動きベクトル信号M60として毎秒60フレーム分ずつ出力される動きベクトルデータは、倍速回路14に入力される。   Thus, the image data output 60 frames per second as the delayed video signal D60 from the frame memory 10 and the motion vector data output 60 frames per second as the motion vector signal M60 from the motion detection circuit 12 are double speed. Input to the circuit 14.

倍速回路14は、図3に示すように、フレームメモリ50と、動きベクトルメモリ52と、タイミング発生回路54とを備えている。タイミング発生回路54は、フレームメモリ50および動きベクトルメモリ52についての書き込みと読み出しのためのアドレスを生成するアドレス生成回路であって、書き込みの際には、毎秒60フレームに相当する速度でアドレスを発生させ、読み出しの際には、毎秒120フレームに相当する速度すなわち倍速でアドレスを発生させる。これにより、フレームメモリ50には遅延ビデオ信号D60が毎秒60フレーム分ずつ画像データとして書き込まれ、その画像データは毎秒120フレームに相当する速度でビデオ信号D120としてフレームメモリ50から読み出される。ただし、このビデオ信号D120は、後述の補間フレームの挿入のために、図8(a)に示すように、1フレーム期間おきに間欠的にフレームメモリ50から読み出される。同様にして、動きベクトルメモリ52には動きベクトル信号M60が毎秒60フレーム分ずつ動きベクトルデータとして書き込まれ、その動きベクトルデータは毎秒120フレームに相当する速度で動きベクトル信号M120として動きベクトルメモリ52から読み出される。   As illustrated in FIG. 3, the double speed circuit 14 includes a frame memory 50, a motion vector memory 52, and a timing generation circuit 54. The timing generation circuit 54 is an address generation circuit that generates addresses for writing and reading with respect to the frame memory 50 and the motion vector memory 52, and generates addresses at a speed corresponding to 60 frames per second when writing. When reading, an address is generated at a speed corresponding to 120 frames per second, that is, a double speed. As a result, the delayed video signal D60 is written as image data for 60 frames per second in the frame memory 50, and the image data is read out from the frame memory 50 as the video signal D120 at a speed corresponding to 120 frames per second. However, this video signal D120 is intermittently read out from the frame memory 50 every other frame period as shown in FIG. Similarly, a motion vector signal M60 is written as motion vector data for 60 frames per second in the motion vector memory 52, and the motion vector data is transferred from the motion vector memory 52 as a motion vector signal M120 at a speed corresponding to 120 frames per second. Read out.

このようにして倍速回路14で得られたビデオ信号D120および動きベクトル信号M120は、補間画像処理回路16に入力される。この補間画像処理回路16では、動きベクトル信号D120に基づきビデオ信号D120から補間フレームの画像データが生成される。一般に、前フレームまたは現フレームにおける各ブロックにつき当該ブロックの動きベクトルを1/2倍したベクトル量だけ当該ブロックを移動させることにより、前フレームF(n−1)と現フレームF(n)との間に挿入すべき1つの補間フレームの画像データを生成することができる。また、前フレームまたは現フレームにおける各ブロックにつき当該ブロックの動きベクトルを1/3倍したベクトルおよび2/3倍したベクトルを用いることにより、隣接フレーム間に2つの補間フレームを挿入することができる(ただし、この場合、ビデオ信号D60および動きベクトル信号M60の速度を2倍にする倍速回路14の代わりに、これらの速度を3倍にする3倍速回路が必要となる)。より一般的には、隣接フレーム間に挿入すべき補間フレーム数に応じた係数を動きベクトルに乗じて当該補間フレーム数に応じた数のベクトルを求め、これらのベクトルを用いて複数の補間フレームを挿入することができる。   The video signal D120 and the motion vector signal M120 thus obtained by the double speed circuit 14 are input to the interpolated image processing circuit 16. In the interpolated image processing circuit 16, image data of an interpolated frame is generated from the video signal D120 based on the motion vector signal D120. In general, for each block in the previous frame or the current frame, the block is moved by a vector amount obtained by multiplying the motion vector of the block by 1/2, so that the previous frame F (n−1) and the current frame F (n) Image data of one interpolation frame to be inserted between them can be generated. Further, by using a vector obtained by multiplying the motion vector of the block by 1/3 and a vector by 2/3 for each block in the previous frame or the current frame, two interpolation frames can be inserted between adjacent frames ( However, in this case, instead of the double speed circuit 14 that doubles the speed of the video signal D60 and the motion vector signal M60, a triple speed circuit that triples these speeds is required. More generally, a motion vector is multiplied by a coefficient corresponding to the number of interpolation frames to be inserted between adjacent frames to obtain a number of vectors corresponding to the number of interpolation frames, and a plurality of interpolation frames are obtained using these vectors. Can be inserted.

補間フレームの画像データを生成する上記方法によれば、前フレームにおける1つのブロック内の全ての画素が現フレームにおいて同じ位置に移動している場合は問題ないが、図5に示すように、そのブロック内に背景画像の画素等のように動かない画素が存在する場合には、動かない画素をも移動させて補間フレームの画像データを生成することになる。なお図5において、符号Bcは現フレームの参照ブロックを示し、符号Bmは前フレーム内の所定範囲において参照ブロックBcに最も類似するブロックを示している。   According to the above method for generating the image data of the interpolation frame, there is no problem when all the pixels in one block in the previous frame have moved to the same position in the current frame, but as shown in FIG. When there is a non-moving pixel such as a background image pixel in the block, the non-moving pixel is moved to generate image data of the interpolation frame. In FIG. 5, the symbol Bc indicates the reference block of the current frame, and the symbol Bm indicates the block most similar to the reference block Bc in a predetermined range in the previous frame.

これに対し、連続する2つのフレームのうち一方の、ブロック毎の動きベクトルの1/2の値に対応するデータと、2つの当該フレームの他方の、当該動きベクトルの1/2の値に対応するデータの平均値を演算することにより補間フレームの画像データを作成する画像処理装置(特許文献2参照)や、複数種類のサイズのブロックで動きベクトルを検出して画面の局所的な性質に合わせて適応的にブロックサイズを切り換える等により、画素単位で見てより適切な動きベクトルを求めるという方法(例えば特許文献3等)も提案されている。しかし、既述のように、前者の画像処理装置では補間フレームの画像データとしてノイズを含まない良好なデータを必ずしも作成することができず、また、後者の方法では、動きベクトルを検出するための回路の規模が大きくなってリアルタイムでの処理が困難となる。   On the other hand, one of the two consecutive frames corresponds to data corresponding to 1/2 of the motion vector for each block, and the other of the two corresponding frames corresponds to 1/2 of the motion vector. An image processing device that creates image data of an interpolated frame by calculating an average value of the data to be calculated (see Patent Document 2), or a motion vector is detected by a plurality of types of size blocks to match the local characteristics of the screen A method (for example, Patent Document 3) in which a more appropriate motion vector is obtained in units of pixels by adaptively switching the block size has been proposed. However, as described above, the former image processing apparatus cannot always create good data without noise as the image data of the interpolation frame, and the latter method is used to detect a motion vector. The scale of the circuit becomes large and real-time processing becomes difficult.

そこで本実施形態における補間画像処理回路16では、このような問題を解消すべく、以下に述べるようにして補間フレームの画像データを生成している。いま、図6に示すように、現フレームF(n)の或るブロックBbについて検出された動きベクトルに基づき、前フレームF(n−1)と現フレームF(n)との間に挿入すべき補間フレームF(i−1)のブロックBeを構成する画素Peの値を算出する過程を考える。ここで、現フレームF(n)のブロックBbから上記動きベクトルだけ位置のずれた前フレームF(n−1)におけるブロックをブロックBaとし、当該ブロックBbから上記動きベクトルの1/2のベクトル量だけ位置のずれた上記補間フレームF(i−1)におけるブロックをブロックBeとする。すなわち、現フレームF(n)におけるブロックBbにつき検出された動きベクトルにより、当該ブロックBbと前フレームF(n−1)のブロックBaと補間フレームF(i−1)のブロックBeとが互いに対応付けられるものとする。この場合、補間画像処理回路16は、生成すべき補間フレームF(i−1)のブロックBeにおける画素(以下「補間画素」という)の値を次のようにして算出する。   Therefore, the interpolated image processing circuit 16 in this embodiment generates image data of the interpolated frame as described below in order to solve such a problem. Now, as shown in FIG. 6, based on the motion vector detected for a certain block Bb of the current frame F (n), it is inserted between the previous frame F (n−1) and the current frame F (n). Consider a process of calculating the value of the pixel Pe constituting the block Be of the power interpolation frame F (i−1). Here, a block in the previous frame F (n−1) whose position is shifted from the block Bb of the current frame F (n) by the motion vector is defined as a block Ba, and a vector amount that is ½ of the motion vector from the block Bb. A block in the interpolation frame F (i−1) whose position is shifted by a distance is defined as a block Be. That is, the motion vector detected for the block Bb in the current frame F (n) corresponds to the block Bb, the block Ba in the previous frame F (n−1), and the block Be in the interpolated frame F (i−1). Shall be attached. In this case, the interpolated image processing circuit 16 calculates the value of the pixel (hereinafter referred to as “interpolated pixel”) in the block Be of the interpolation frame F (i−1) to be generated as follows.

まず、補間フレームF(i−1)のブロックBeにおける補間画素Peに前フレームF(n−1)のブロックBa内において位置的に対応する画素(ブロック内の相対位置が同じ画素)Paの値Vaと、当該補間画素Peに現フレームF(n)のブロックBb内において位置的に対応する画素(ブロック内の相対位置が同じ画素)Pbの値Vbとの差|Va−Vb|を求め、この差|Va−Vb|が所定の閾値εよりも大きいか否かを判定する。その結果、|Va−Vb|≦εである場合には、画素Paの値Vaと画素Pbの値Vbとの平均値を補間画素Peの値Veとする。すなわち、
Ve=(Va+Vb)/2 …(1)
とする。一方、|Va−Vb|>εである場合には、補間フレームF(i−1)における補間画素Peに前フレームF(n−1)において位置的に対応する画素(フレーム内の位置が同じ画素)Pcの値Vc、および、補間画素Peに現フレームF(n)において位置的に対応する画素(フレーム内の位置が同じ画素)Pdの値Vdを用いて補間画素Peの値Veを算出する。具体的には、画素Paの値Vaと画素Pbの値Vbと画素Pcの値Vcと画素Pdの値Vdとの平均値を補間画素Peの値Veとする。すなわち、
Ve=(Va+Vb+Vc+Vd)/4 …(2)
とする。
First, a value of a pixel Pa (a pixel having the same relative position in the block) Pa corresponding in position to the interpolation pixel Pe in the block Be of the interpolation frame F (i-1) in the block Ba of the previous frame F (n-1). A difference | Va−Vb | between Va and a value Vb of a pixel (a pixel having the same relative position in the block) Pb corresponding to the interpolation pixel Pe in the current frame F (n) in the block Bb It is determined whether or not the difference | Va−Vb | is greater than a predetermined threshold value ε. As a result, when | Va−Vb | ≦ ε, the average value of the value Va of the pixel Pa and the value Vb of the pixel Pb is set as the value Ve of the interpolation pixel Pe. That is,
Ve = (Va + Vb) / 2 (1)
And On the other hand, if | Va−Vb |> ε, pixels corresponding in position to the interpolation pixel Pe in the interpolation frame F (i−1) in the previous frame F (n−1) (positions in the frame are the same). The value Ve of the interpolation pixel Pe is calculated using the value Vc of the pixel) Pc and the value Vd of the pixel (a pixel having the same position in the frame) Pd that corresponds to the interpolation pixel Pe in the current frame F (n). To do. Specifically, an average value of the value Va of the pixel Pa, the value Vb of the pixel Pb, the value Vc of the pixel Pc, and the value Vd of the pixel Pd is set as the value Ve of the interpolation pixel Pe. That is,
Ve = (Va + Vb + Vc + Vd) / 4 (2)
And

このようにして、生成すべき補間フレームのブロックBeの画素(補間画素)Peの値Veを算出する際に、検出された動きベクトルによってそのブロックBeに対応づけられる前フレームF(n−1)のブロックBaおよび現フレームF(n)のブロックBbにおいて補間画素Peに位置的に対応する画素(以下「ブロック内位置対応画素」という)PaおよびPbの値の差|Va−Vb|が求められ、この差|Va−Vb|が所定の閾値εよりも大きい場合には、ブロック内位置対応画素Pa,Pbの値のみならず、前フレームF(n−1)および現フレームF(n)において補間画素Peに位置的に対応する画素(以下「フレーム内位置対応画素」という)Pc,Pdの値Vc,Vdをも用いて補間画素Peの値Veが決定される。これにより、ブロック内に背景画像の画素のように動かない画素が存在する場合等、検出された動きベクトルMvが画素単位で見て適切でない場合であっても、補間フレームF(i−1)の画像データとしてノイズの少ない画像データを生成することができ、補間画像処理回路16によって得られる画像信号DAの表す画像が違和感のないものとなる。なお、上記閾値εは、シミュレーションや実験(主観的評価実験など)に基づき適宜に設定されるべき値であり、例えば、ビデオ信号Dvの表す画像を12階調で表示する場合の閾値階調に相当する値を上記εとすればよい。   In this way, when calculating the value Ve of the pixel (interpolation pixel) Pe of the block Be of the interpolation frame to be generated, the previous frame F (n−1) associated with the block Be by the detected motion vector. The difference | Va−Vb | between the values of the pixels Pa corresponding to the interpolation pixel Pe (hereinafter referred to as “in-block position corresponding pixel”) Pa and Pb in the block Ba of the current frame F and the block Bb of the current frame F (n) When this difference | Va−Vb | is larger than a predetermined threshold ε, not only the values of the intra-block position corresponding pixels Pa and Pb but also the previous frame F (n−1) and the current frame F (n). The value Ve of the interpolation pixel Pe is determined also using the values Vc and Vd of the pixels (hereinafter referred to as “in-frame position corresponding pixels”) Pc and Pd corresponding to the interpolation pixel Pe. Accordingly, even when the detected motion vector Mv is not appropriate when viewed in pixel units, such as when there is a non-moving pixel such as a pixel in the background image in the block, the interpolation frame F (i−1) The image data with less noise can be generated as the image data, and the image represented by the image signal DA obtained by the interpolated image processing circuit 16 has no sense of incongruity. Note that the threshold value ε is a value that should be set as appropriate based on simulations and experiments (such as subjective evaluation experiments). For example, the threshold value ε is a threshold value gradation when an image represented by the video signal Dv is displayed in 12 gradations. The corresponding value may be the above ε.

図7は、上記のようにして補間画素Peの値Veを算出することにより補間フレームの画像データを生成する補間画像処理回路16の一構成例を示すブロック図であり、図8は、この構成例による補間画像処理回路16の動作を説明するすためのタイミングチャートである。以下、図7および図8を参照しつつ補間画像処理回路16の構成および動作について説明する。なお以下では、1フレーム期間を1/120[秒]とする。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the interpolation image processing circuit 16 that generates the image data of the interpolation frame by calculating the value Ve of the interpolation pixel Pe as described above. FIG. 8 is a block diagram illustrating this configuration. It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the interpolation image processing circuit 16 by an example. Hereinafter, the configuration and operation of the interpolation image processing circuit 16 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the following, one frame period is 1/120 [second].

図7に示すように、本構成例による補間画像処理回路16は、第1フレームメモリ111と、第2フレームメモリ112と、アドレス生成回路114と、比較器116と、第1加算器118と、第1係数乗算器120と、第2加算器122と、第2係数乗算器124と、第1切換スイッチ126と、第2切換スイッチ128とを備えており、倍速回路14からのビデオ信号D120(以下「第1ビデオ信号Dv1」とも表記する)および動きベクトル信号M120は、第1フレームメモリ111およびアドレス生成回路114にそれぞれ入力される。   As shown in FIG. 7, the interpolated image processing circuit 16 according to this configuration example includes a first frame memory 111, a second frame memory 112, an address generation circuit 114, a comparator 116, a first adder 118, A first coefficient multiplier 120, a second adder 122, a second coefficient multiplier 124, a first changeover switch 126, and a second changeover switch 128 are provided, and the video signal D120 (from the double speed circuit 14 ( (Hereinafter also referred to as “first video signal Dv1”) and motion vector signal M120 are input to first frame memory 111 and address generation circuit 114, respectively.

アドレス生成回路114は、第1および第2フレームメモリ111,112についての書き込みと読み出しのためのアドレスを生成し、これにより、第1および第2フレームメモリ111,112を下記のように動作させる。すなわち図8(a)(b)に示すように、奇数番目のフレーム期間T1,T3,T5,…のそれぞれでは、第1ビデオ信号Dv1(倍速回路14からのビデオ信号D120)が1フレーム分の画像データとして第1フレームメモリ111に書き込まれると共に、それ以前に書き込まれた1フレーム分の画像データが第2ビデオ信号Dv2として第1フレームメモリ111から読み出される。このとき第2フレームメモリ112では、第1フレームメモリ111から読み出された第2ビデオ信号Dv2が1フレーム分の画像データとして書き込まれる。また、この第2ビデオ信号Dv2は、第2切換スイッチ128に入力される。   The address generation circuit 114 generates addresses for writing and reading with respect to the first and second frame memories 111 and 112, and thereby operates the first and second frame memories 111 and 112 as follows. That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, in each of the odd-numbered frame periods T1, T3, T5,..., The first video signal Dv1 (the video signal D120 from the double speed circuit 14) corresponds to one frame. The image data is written to the first frame memory 111 as image data, and the image data for one frame written before that is read from the first frame memory 111 as the second video signal Dv2. At this time, in the second frame memory 112, the second video signal Dv2 read from the first frame memory 111 is written as image data for one frame. The second video signal Dv2 is input to the second changeover switch 128.

一方、偶数番目のフレーム期間T2,T4,T6,…のそれぞれでは、第1および第2フレームメモリ111,112への書き込みは行われず、生成すべき補間フレームの画素(補間画素)Peの値Veの算出に使用される既述のブロック内位置対応画素Pa,Pbの値Va,Vbおよびフレーム内位置対応画素Pc,Pdの値Vc,Vdが読み出される。例えば、フレーム期間T4では、第2フレームメモリ112からフレームF(n−1)におけるブロック内位置対応画素Paの値Vaおよびフレーム内位置対応画素Pcの値Vcが読み出され(図6、図8(b)参照)、第1フレームメモリ111からフレームF(n)におけるブロック内位置対応画素Pbの値Vbおよびフレーム内位置対応画素Pdの値Vdが読み出される(図6、図8(a)参照)。いま、偶数番目のフレーム期間T2,T4,T6,…のそれぞれにおいて第1フレームメモリ111に記憶されている画像データを現フレームの画像データとすると、この期間において第2フレームメモリ112には前フレームの画像データが記憶されており、この期間では、第2フレームメモリ112から前フレームのブロック内位置対応画素Paの値Vaとフレーム内位置対応画素Pcの値Vcとが読み出され、第1フレームメモリ111から現フレームのブロック内位置対応画素Pbの値Vbとフレーム内位置対応画素Pdの値Vdとが読み出されることになる。   On the other hand, in each of the even-numbered frame periods T2, T4, T6,..., Writing to the first and second frame memories 111 and 112 is not performed, and the value Ve of the pixel (interpolation pixel) Pe of the interpolation frame to be generated. The values Va and Vb of the in-block position corresponding pixels Pa and Pb and the in-frame position corresponding pixels Pc and Pd used for the calculation of the above-described positions Vc and Vd are read out. For example, in the frame period T4, the value Va of the intra-block position corresponding pixel Pa and the value Vc of the intra-frame position corresponding pixel Pc in the frame F (n−1) are read from the second frame memory 112 (FIGS. 6 and 8). (See (b)), the value Vb of the intra-block position corresponding pixel Pb and the value Vd of the intra-frame position corresponding pixel Pd in the frame F (n) are read from the first frame memory 111 (see FIGS. 6 and 8A). ). Now, assuming that the image data stored in the first frame memory 111 in each of the even-numbered frame periods T2, T4, T6,... Is the image data of the current frame, the second frame memory 112 stores the previous frame in this period. In this period, the value Va of the intra-block position corresponding pixel Pa and the value Vc of the intra-frame position corresponding pixel Pc of the previous frame are read from the second frame memory 112 during the first frame. The value Vb of the intra-block position corresponding pixel Pb and the value Vd of the intra-frame position corresponding pixel Pd of the current frame are read from the memory 111.

上記のように読み出された前フレームおよび現フレームのブロック内位置対応画素の値Va,Vbは、比較器116と第1加算器118と第2加算器122とに入力され、前フレームおよび現フレームのフレーム内位置対応画素の値Vc,Vdは第2加算器122に入力される。そして、偶数番目のフレーム期間T2,T4,T6,…のそれぞれにおいて、前フレームと現フレームとの間に挿入すべき補間フレームの画像データを表す第3ビデオ信号(以下「補間ビデオ信号」ともいう)Dv3が以下のようにして生成される。   The values Va and Vb of the in-block position corresponding pixels of the previous frame and the current frame read out as described above are input to the comparator 116, the first adder 118, and the second adder 122, and the previous frame and the current frame are input. The values Vc and Vd of the in-frame position corresponding pixels of the frame are input to the second adder 122. In each of the even-numbered frame periods T2, T4, T6,..., A third video signal (hereinafter also referred to as “interpolated video signal”) representing image data of an interpolation frame to be inserted between the previous frame and the current frame. ) Dv3 is generated as follows.

比較器116は、前フレームのブロック内位置対応画素の値Vaと現フレームのブロック内位置対応画素の値Vbとの差|Va−Vb|が上記閾値εよりも大きいか否かを判定し、その結果に応じて判定結果信号Scを生成する。すなわち、|Va−Vb|≦εであれば判定結果信号ScとしてLレベル(ローレベル)の信号を出力し、|Va−Vb|>εであれば判定結果信号ScとしてHレベル(ハイレベル)の信号を出力する。この判定結果信号Scは、第1切換スイッチ126に制御信号として入力される。   The comparator 116 determines whether or not the difference | Va−Vb | between the value Va of the in-block position corresponding pixel in the previous frame and the value Vb of the in-block position corresponding pixel in the current frame is greater than the threshold value ε. A determination result signal Sc is generated according to the result. That is, if | Va−Vb | ≦ ε, an L level (low level) signal is output as the determination result signal Sc, and if | Va−Vb |> ε, the determination result signal Sc is at the H level (high level). The signal is output. This determination result signal Sc is input to the first changeover switch 126 as a control signal.

一方、第1加算器118は、前フレームのブロック内位置対応画素の値Vaと現フレームのブロック内位置対応画素の値Vbとを加算し、第1係数乗算器120は、その加算結果Va+Vbに1/2を乗じて、その乗算結果を示す信号すなわち2つの画素値Va,Vbの平均値を示す信号を第1補間ビデオ信号Dv31として出力する。これと並行して、第2加算器122は、前フレームのブロック内位置対応画素の値Vaおよびフレーム内位置対応画素の値Vcと現フレームのブロック内位置対応画素の値Vbおよびフレーム内位置対応画素の値Vdとを加算し、第2係数乗算器124は、その加算結果Va+Vb+Vc+Vdに1/4を乗じて、その乗算結果を示す信号すなわち4つの画素値Va,Vb,Vc,Vdの平均値を示す信号を第2補間ビデオ信号Dv32として出力する。   On the other hand, the first adder 118 adds the value Va of the intra-block position corresponding pixel of the previous frame and the value Vb of the intra-block position corresponding pixel of the current frame, and the first coefficient multiplier 120 adds the addition result Va + Vb. A signal indicating the multiplication result, that is, a signal indicating the average value of the two pixel values Va and Vb is output as the first interpolation video signal Dv31 by multiplying by 1/2. In parallel with this, the second adder 122 corresponds to the value Va of the intra-block position corresponding pixel in the previous frame and the value Vc of the intra-frame position corresponding pixel, the value Vb of the intra-block position corresponding pixel of the current frame, and the intra-frame position. The pixel value Vd is added, and the second coefficient multiplier 124 multiplies the addition result Va + Vb + Vc + Vd by 1/4, and a signal indicating the multiplication result, that is, an average value of the four pixel values Va, Vb, Vc, Vd. Is output as the second interpolated video signal Dv32.

上記のように生成された第1および第2補間ビデオ信号Dv31,Dv32は、第1切換スイッチ126に入力される。この第1切換スイッチ126は、比較器116からの判定結果信号ScがLレベルのときには第1補間ビデオ信号Dv31を選択して第3ビデオ信号(補間ビデオ信号)Dv3として出力し、判定結果信号ScがHレベルのときには第2補間ビデオ信号Dv32を選択して第3ビデオ信号(補間ビデオ信号)Dv3として出力する。この補間ビデオ信号Dv3は第2切換スイッチ128に入力される。   The first and second interpolated video signals Dv31 and Dv32 generated as described above are input to the first changeover switch 126. When the determination result signal Sc from the comparator 116 is at L level, the first changeover switch 126 selects the first interpolation video signal Dv31 and outputs it as the third video signal (interpolation video signal) Dv3, and the determination result signal Sc. When H is at the H level, the second interpolation video signal Dv32 is selected and output as the third video signal (interpolation video signal) Dv3. The interpolated video signal Dv3 is input to the second changeover switch 128.

第2切換スイッチ128は、フレーム期間毎に出力すべき信号DAを切り換えるスイッチであり、図8(b)〜(d)に示すように、奇数番目のフレーム期間T1,T3,T5,…では、前フレームの画像データを示す第2ビデオ信号Dv2を選択してデジタル画像信号DAとして出力し、偶数番目のフレーム期間T2,T4,T6,…では、補間フレームの画像データを示す補間ビデオ信号Dv3を選択してデジタル画像信号DAとして出力する。   The second changeover switch 128 is a switch for switching the signal DA to be output for each frame period. As shown in FIGS. 8B to 8D, in the odd-numbered frame periods T1, T3, T5,. The second video signal Dv2 indicating the image data of the previous frame is selected and output as the digital image signal DA. In the even-numbered frame periods T2, T4, T6,..., The interpolation video signal Dv3 indicating the image data of the interpolation frame is selected. Select and output as a digital image signal DA.

上記説明からわかるように、本構成例では、外部からのデジタルビデオ信号Dvの表す画像の隣接フレームの間に挿入すべき補間フレームの画像データ(補間ビデオ信号Dv3)を生成する補間フレーム生成手段が、第1および第2フレームメモリ111,112とアドレス生成回路114と比較器116と第1および第2加算器118,122と第1及び第2係数乗算器120,124と第1切換スイッチ126とにより実現され、その補間フレームを各隣接2フレームの間に挿入することによりフレーム周波数を倍増させた動画像データ(デジタル画像信号DA)を生成する補間フレーム挿入手段が第2切換スイッチ128により実現される。   As can be seen from the above description, in this configuration example, the interpolation frame generating means for generating the image data (interpolated video signal Dv3) of the interpolation frame to be inserted between the adjacent frames of the image represented by the external digital video signal Dv is provided. The first and second frame memories 111 and 112, the address generation circuit 114, the comparator 116, the first and second adders 118 and 122, the first and second coefficient multipliers 120 and 124, and the first changeover switch 126, The second changeover switch 128 implements an interpolation frame insertion means for generating moving image data (digital image signal DA) having a frame frequency doubled by inserting the interpolation frame between two adjacent frames. The

このようにして、外部からのデジタルビデオ信号Dvの表す画像(動画像)を構成する隣接2フレームの間に挿入すべき補間フレームの画像データが生成され、その補間フレームの画像データを用いてフレーム周波数を増大させた(倍増させた)画像データがデジタル画像信号DAとして補間画像処理回路16から出力される。既述のように、このデジタル画像信号DAはデータドライバ300へ送られ、データドライバ300は、このデジタル画像信号DAに基づき液晶パネル600におけるデータ線を駆動する。一方、ゲートドライバ400は、このデジタル画像信号DAに対応したタイミング信号であるスタートパルス信号GSPおよびクロック信号GCKに基づき液晶パネル600におけるゲート線を駆動する。これにより、デジタル画像信号DAの表す画像が液晶パネル600に表示される。すなわち、本実施形態に係る画像処理装置を備えたホールド型表示装置であるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、外部からのデジタルビデオ信号Dvの表す画像(動画像)がフレーム周波数を倍増させた状態で表示される。   In this way, image data of an interpolation frame to be inserted between two adjacent frames constituting an image (moving image) represented by the external digital video signal Dv is generated, and a frame is generated using the image data of the interpolation frame. Image data whose frequency is increased (doubled) is output from the interpolated image processing circuit 16 as a digital image signal DA. As described above, the digital image signal DA is sent to the data driver 300, and the data driver 300 drives the data lines in the liquid crystal panel 600 based on the digital image signal DA. On the other hand, the gate driver 400 drives the gate line in the liquid crystal panel 600 based on the start pulse signal GSP and the clock signal GCK which are timing signals corresponding to the digital image signal DA. As a result, an image represented by the digital image signal DA is displayed on the liquid crystal panel 600. That is, in an active matrix liquid crystal display device that is a hold-type display device including the image processing device according to the present embodiment, an image (moving image) represented by an external digital video signal Dv is doubled in frame frequency. Is displayed.

<3.効果>
以上のように本実施形態では、固定サイズのブロック毎すなわち1種類のサイズのブロック毎に検出される動きベクトルに基づき補間フレームの画像データが補間ビデオ信号Dv3として生成され(図7、図8(c))、このとき、生成すべき補間フレームにおける画素である補間画素Peに対する前フレームのブロック内位置対応画素の値Vaと現フレームのブロック内位置対応画素の値Vbとの差|Va−Vb|が所定の閾値εよりも大きいか否かが判定される。その結果、この差|Va−Vb|が当該閾値ε以下である場合には、前フレームおよび現フレームにおけるブロック内位置対応画素の値Vaおよび値Vbの平均値が補間画素Peの値Veとなるが、この差|Va−Vb|が所定の閾値εよりも大きい場合には、ブロック内位置対応画素の値Va,Vbのみならず、前フレームおよび現フレームにおけるフレーム内位置対応画素の値Vc,Vdをも考慮して補間画素Peの値Veが決定される。すなわち、Ve=(Va+Vb+Vc+Vd)/4となる。
<3. Effect>
As described above, in the present embodiment, the image data of the interpolation frame is generated as the interpolation video signal Dv3 based on the motion vector detected for each fixed-size block, that is, for each block of one type (FIGS. 7 and 8). c)) At this time, the difference | Va−Vb between the value Va of the intra-block position corresponding pixel of the previous frame and the value Vb of the intra-block position corresponding pixel of the current frame with respect to the interpolated pixel Pe which is a pixel in the interpolation frame to be generated Whether or not | is larger than a predetermined threshold ε is determined. As a result, when the difference | Va−Vb | is equal to or less than the threshold value ε, the average value of the values Va and Vb of the intra-block position corresponding pixels in the previous frame and the current frame becomes the value Ve of the interpolation pixel Pe. However, if this difference | Va−Vb | is larger than a predetermined threshold value ε, not only the values Va and Vb of the in-block position corresponding pixels, but also the values Vc, of the in-frame position corresponding pixels in the previous frame and the current frame. The value Ve of the interpolation pixel Pe is determined in consideration of Vd as well. That is, Ve = (Va + Vb + Vc + Vd) / 4.

したがって本実施形態によれば、複数種類のサイズのブロックについて動きベクトルを検出する場合において問題となるような回路規模の増大を抑えつつ、背景画像の画素のように動きの無い画素を含むブロックがあってもノイズの少ない補間フレームの画像データを生成することができる。そして、このような構成によれば、補間フレームの挿入された動画像を示すデジタル画像信号DAがリアルタイムで生成され、そのデジタル画像信号DAに基づき、フレーム周波数の倍増された動画像がアクティブマトリクス型液晶表示装置に表示される。これにより、ホールド型表示装置であるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、その特長を損なうことなく(例えば目立つようなフリッカを生じさせることなく)、視線追従によるボケを改善することができる。   Therefore, according to the present embodiment, while suppressing an increase in circuit scale that causes a problem when detecting motion vectors for a plurality of types of blocks, a block including pixels with no motion such as pixels of a background image can be obtained. Even if it exists, the image data of the interpolation frame with little noise can be generated. According to such a configuration, the digital image signal DA indicating the moving image in which the interpolation frame is inserted is generated in real time, and the moving image whose frame frequency is doubled based on the digital image signal DA is the active matrix type. It is displayed on the liquid crystal display device. Thereby, in an active matrix liquid crystal display device which is a hold type display device, blur due to line-of-sight tracking can be improved without impairing its features (for example, without causing noticeable flicker).

<4.変形例>
上記実施形態では、動きベクトルを検出する動き検出回路12が画像処理装置110に内蔵されているが(図1(b))、画像処理装置110の外部に動き検出回路12が設けられていてもよい。また、画像処理装置110を備える上記液晶表示装置の外部から、デジタルビデオ信号Dvの表す画像における動きベクトルが与えられる場合(例えばMPEG(Moving Picture Expert Group)の規格に基づく動きベクトルが与えられる場合)には、これを用いて補間フレームの画像データを生成すればよく、この場合、液晶表示装置および画像処理装置110において動きベクトルを検出する手段が不要となる。
<4. Modification>
In the above embodiment, the motion detection circuit 12 for detecting a motion vector is built in the image processing apparatus 110 (FIG. 1B), but the motion detection circuit 12 may be provided outside the image processing apparatus 110. Good. When a motion vector in an image represented by the digital video signal Dv is given from outside the liquid crystal display device including the image processing device 110 (for example, when a motion vector based on the MPEG (Moving Picture Expert Group) standard is given). In this case, it is sufficient to generate image data of an interpolation frame using this, and in this case, means for detecting a motion vector in the liquid crystal display device and the image processing device 110 becomes unnecessary.

また、上記実施形態では、補間フレームの画像データの生成の際に、補間画素Peの値Veは、式(1)または式(2)により算出されるが、このような単純な平均化演算に代えて、重み付き平均を求める演算により補間画素Peの値Veを決定してもよい。さらに、ブロック内位置対応画素Pa,Pbの値の差|Va−Vb|が所定の閾値εよりも大きい場合には、ブロック内位置対応画素Pa,Pbを動かない画素とみなして、フレーム内位置対応画素Pc,Pdの値の平均値(Vc+Vd)/2を補間画素Peの値Veとしてもよい。   In the above embodiment, the value Ve of the interpolation pixel Pe is calculated by the equation (1) or the equation (2) when generating the image data of the interpolation frame. Instead, the value Ve of the interpolation pixel Pe may be determined by a calculation for obtaining a weighted average. Further, if the difference | Va−Vb | between the in-block position corresponding pixels Pa and Pb is larger than a predetermined threshold ε, the in-block position corresponding pixels Pa and Pb are regarded as non-moving pixels, and the in-frame position. The average value (Vc + Vd) / 2 of the values of the corresponding pixels Pc and Pd may be set as the value Ve of the interpolation pixel Pe.

さらにまた、上記実施形態では、隣接フレームの間に1つの補間フレームを挿入する構成となっているが、既述のように、隣接フレームの間に2つ以上の補間フレームを挿入する構成に対しても本発明は適用可能である。この場合、例えば、各補間フレームの挿入される相対位置(時間軸における位置)に応じてブロック内位置対応画素の値Va,Vbおよびフレーム内位置対応画素の値Vc,Vdについて重み付き平均を計算することにより、補間画素Peの値Veを決定してもよい。   Furthermore, in the above embodiment, one interpolation frame is inserted between adjacent frames. However, as described above, two or more interpolation frames are inserted between adjacent frames. However, the present invention is applicable. In this case, for example, a weighted average is calculated for the intra-block position corresponding pixel values Va and Vb and the intra-frame position corresponding pixel values Vc and Vd in accordance with the relative positions (positions on the time axis) at which each interpolation frame is inserted. By doing so, the value Ve of the interpolation pixel Pe may be determined.

なお、上記実施形態では、フレーム周波数(表示周波数)を増大させたデジタル画像信号DAが画像処理装置110によって生成され、この画像信号DAの表す画像がアクティブマトリクス型液晶表示装置で表示されるが、このデジタル画像信号DAの表す画像をアクティブマトリクス型液晶表示装置以外のホールド型の表示装置に表示する構成としてもよく、この場合においても、目立つようなフリッカを生じさせることなく視線追従によるボケを改善するという効果が得られる。また、このデジタル画像信号DAの表す画像をホールド型でない表示装置に表示させる構成としても、簡単な構成でフレーム周波数を増大させて動画質を向上させることができるという効果が得られる。   In the above embodiment, the digital image signal DA with an increased frame frequency (display frequency) is generated by the image processing device 110, and the image represented by the image signal DA is displayed on the active matrix liquid crystal display device. The image represented by the digital image signal DA may be displayed on a hold type display device other than the active matrix type liquid crystal display device. In this case, blurring due to line-of-sight tracking can be improved without causing noticeable flicker. The effect of doing is obtained. Further, even when the image represented by the digital image signal DA is displayed on a non-hold type display device, it is possible to increase the frame frequency with a simple configuration and improve the moving image quality.

本発明の一実施形態に係る画像処理装置を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an active matrix liquid crystal display device including an image processing device according to an embodiment of the present invention. 上記実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on the said embodiment. 上記実施形態における倍速回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the double speed circuit in the said embodiment. ブロックマッチング法による動きベクトルの検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of the motion vector by a block matching method. ブロックマッチング法による動きベクトルの検出における問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the detection of the motion vector by a block matching method. 上記実施形態における補間フレームの画像データの生成処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation process of the image data of the interpolation frame in the said embodiment. 上記実施形態における補間画像処理回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the interpolation image processing circuit in the said embodiment. 上記実施形態における補間画像処理回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the interpolation image processing circuit in the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,50 …フレームメモリ
12 …動き検出回路
14 …倍速回路
16 …補間画像処理回路
52 …動きベクトルメモリ
100 …表示制御回路
110 …画像処理装置
111,112 …フレームメモリ
114 …アドレス発生回路
116 …比較器
118,122 …加算器
120,124 …係数乗算器
126,128 …切換スイッチ
150 …タイミング発生回路
300 …データドライバ(映像信号線駆動回路)
400 …ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
600 …液晶パネル
Dv …(外部からの)デジタルビデオ信号
DA …デジタル画像信号
D60,D120…デジタルビデオ信号
M60,M120…動きベクトル信号
Dv3 …第3デジタルビデオ信号(補間ビデオ信号)
Sc …判定結果信号
Pa,Pb …ブロック内位置対応画素
Pc,Pd …フレーム内位置対応画素
Pe …補間画素
Va,Vb …ブロック内位置対応画素の値
Vc,Vd …フレーム内位置対応画素の値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,50 ... Frame memory 12 ... Motion detection circuit 14 ... Double speed circuit 16 ... Interpolation image processing circuit 52 ... Motion vector memory 100 ... Display control circuit 110 ... Image processing apparatus 111, 112 ... Frame memory 114 ... Address generation circuit 116 ... Comparison Unit 118, 122 ... Adder 120, 124 ... Coefficient multiplier 126, 128 ... Changeover switch 150 ... Timing generation circuit 300 ... Data driver (video signal line drive circuit)
400: Gate driver (scanning signal line driving circuit)
600 ... Liquid crystal panel Dv ... Digital video signal (from outside) DA ... Digital image signal D60, D120 ... Digital video signal M60, M120 ... Motion vector signal Dv3 ... Third digital video signal (interpolated video signal)
Sc ... Determination result signal Pa, Pb ... In-block position corresponding pixel Pc, Pd ... In-frame position corresponding pixel Pe ... Interpolated pixel Va, Vb ... In-block position corresponding pixel value Vc, Vd ... In-frame position corresponding pixel value

Claims (8)

動画像を構成する隣接フレームである第1フレームと第2フレームとの間での画像の動きを表す動きベクトルを所定数の画素からなるブロック毎に検出し、当該第1フレームと当該第2フレームとの間に挿入すべき補間フレームの画像データを当該動きベクトルに基づき生成することによりフレーム数を増大させた動画像のデータを生成する画像処理装置であって、
前記動きベクトルに応じて位置がずれたブロックとして前記動きベクトルによって対応付けられる第1フレーム内の第1ブロックと第2フレーム内の第2ブロックとに基づき、前記動きベクトルによって当該第1および第2ブロックに対応づけられるべき前記補間フレーム内のブロックである第3ブロックの画素値を算出することにより、前記補間フレームの画像データを生成する補間フレーム生成手段と、
前記補間フレーム生成手段によって生成された画像データに基づき前記第1フレームと前記第2フレームとの間に前記補間フレームを挿入することにより、フレーム数を増大させた前記動画像データを生成する補間フレーム挿入手段と
を備え、
前記補間フレーム生成手段は、
前記第3ブロックの画素である補間画素の値を、前記第1ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第1画素の値と前記第2ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第2画素の値とに基づき算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、前記第1および第2フレームにおいて当該補間画素にそれぞれ位置的に対応する画素である第3および第4画素の値に基づいて当該補間画素の値を算出することを特徴とする画像処理装置。
A motion vector representing a motion of an image between a first frame and a second frame that are adjacent frames constituting a moving image is detected for each block including a predetermined number of pixels, and the first frame and the second frame are detected. An image processing device that generates moving image data in which the number of frames is increased by generating image data of an interpolation frame to be inserted between and based on the motion vector,
Based on the first block in the first frame and the second block in the second frame associated with the motion vector as blocks shifted in position according to the motion vector, the first and second Interpolation frame generation means for generating image data of the interpolation frame by calculating a pixel value of a third block which is a block in the interpolation frame to be associated with the block;
An interpolation frame for generating the moving image data having an increased number of frames by inserting the interpolation frame between the first frame and the second frame based on the image data generated by the interpolation frame generation means An insertion means,
The interpolation frame generation means includes
The value of the interpolation pixel, which is a pixel of the third block, is set to the value of the first pixel, which is a pixel corresponding to the position of the interpolation pixel in the first block, and the position of the interpolation pixel in the second block. Based on the value of the second pixel that is a pixel corresponding to
If the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than a predetermined threshold value, a third pixel corresponding to the interpolation pixel in the first and second frames. An image processing apparatus that calculates a value of the interpolation pixel based on a value of the fourth pixel.
前記補間フレーム生成手段は、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値以下である場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が当該閾値よりも大きい場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値と前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。
The interpolation frame generation means includes
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is equal to or less than the threshold value, an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel is used as the value of the interpolation pixel. Calculate
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is larger than the threshold value, the value of the first pixel, the value of the second pixel, the value of the third pixel, and the fourth value The image processing apparatus according to claim 1, wherein an average value of pixel values is calculated as the value of the interpolation pixel.
前記補間フレーム生成手段は、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値以下である場合には、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出し、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値よりも大きい場合には、前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。
The interpolation frame generation means includes
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is equal to or less than the threshold value, an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel is used as the value of the interpolation pixel. Calculate
When the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is larger than the threshold value, an average value of the value of the third pixel and the value of the fourth pixel is used as the value of the interpolation pixel. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus calculates the image processing apparatus.
前記補間フレーム生成手段は、前記第1または第2ブロックから前記動きベクトルの1/2のベクトル量だけ位置がずれたブロックを前記第3ブロックとして前記補間フレームの画像データを生成することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の画像処理装置。   The interpolation frame generation means generates the image data of the interpolation frame by using, as the third block, a block whose position is shifted from the first or second block by a vector amount ½ of the motion vector. The image processing device according to any one of claims 1 to 3. 請求項1から4までのいずれか1項に記載の画像処理装置を備え、
前記画像処理装置によって生成される動画像のデータに基づき当該動画像を表示することを特徴とする表示装置。
An image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, comprising:
A display device that displays a moving image based on moving image data generated by the image processing device.
アクティブマトリクス型液晶表示装置である、請求項5に記載の表示装置。   The display device according to claim 5, which is an active matrix liquid crystal display device. 動画像を構成する隣接フレームである第1フレームと第2フレームとの間での画像の動きを表す動きベクトルを所定数の画素からなるブロック毎に検出し、当該第1フレームと当該第2フレームとの間に挿入すべき補間フレームの画像データを当該動きベクトルに基づき生成する画像処理方法であって、
前記動きベクトルに応じて位置がずれたブロックとして前記動きベクトルによって対応付けられる第1フレーム内の第1ブロックと第2フレーム内の第2ブロックとに基づき、前記動きベクトルによって当該第1および第2ブロックに対応づけられるべき前記補間フレーム内のブロックである第3ブロックの画素値を算出する補間フレーム生成ステップを備え、
前記第3ブロックの画素である補間画素の値は、前記第1ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第1画素の値と前記第2ブロック内において当該補間画素に位置的に対応する画素である第2画素の値とに基づき算出され、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、前記第1および第2フレームにおいて当該補間画素にそれぞれ位置的に対応する画素である第3および第4画素の値に基づいて当該補間画素の値が算出されることを特徴とする画像処理方法。
A motion vector representing a motion of an image between a first frame and a second frame that are adjacent frames constituting a moving image is detected for each block including a predetermined number of pixels, and the first frame and the second frame are detected. An image processing method for generating image data of an interpolation frame to be inserted between and based on the motion vector,
Based on the first block in the first frame and the second block in the second frame associated with the motion vector as blocks shifted in position according to the motion vector, the first and second An interpolation frame generation step of calculating a pixel value of a third block that is a block in the interpolation frame to be associated with a block;
The value of the interpolation pixel that is the pixel of the third block is the value of the first pixel that is a position corresponding to the interpolation pixel in the first block and the value of the interpolation pixel in the second block. Is calculated based on the value of the second pixel that is a pixel corresponding to
If the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than a predetermined threshold value, a third pixel corresponding to the interpolation pixel in the first and second frames. And an interpolated pixel value is calculated based on the value of the fourth pixel.
前記補間フレーム生成ステップは、
前記第1画素の値と前記第2画素の値との差が前記閾値よりも大きいか否かを判定するステップと、
前記差が前記閾値以下である場合に、前記第1画素の値と前記第2画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出するステップと、
前記差が前記閾値よりも大きい場合に、前記第1画素の値と前記第2画素の値と前記第3画素の値と前記第4画素の値との平均値を前記補間画素の値として算出するステップと
を含むことを特徴とする、請求項7に記載の画像処理方法。
The interpolation frame generation step includes:
Determining whether the difference between the value of the first pixel and the value of the second pixel is greater than the threshold;
Calculating an average value of the value of the first pixel and the value of the second pixel as the value of the interpolation pixel when the difference is equal to or less than the threshold;
When the difference is larger than the threshold value, an average value of the value of the first pixel, the value of the second pixel, the value of the third pixel, and the value of the fourth pixel is calculated as the value of the interpolation pixel. The image processing method according to claim 7, further comprising the step of:
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