JP2008118620A - Image display and displaying method, image processor and processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレームレートあるいはフィールドレートを変換する機能を備えた画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法に関し、より詳細には、動き補償型のレート変換処理に起因する、画面端部などの有効画像端部近傍における画質劣化を防止する画像表示装置及び該装置による画像表示方法、画像処理装置及び該装置による画像処理方法に関するものである。 The present invention relates to an image display apparatus and method having a function of converting a frame rate or a field rate, and an image processing apparatus and method, and more particularly, a screen edge portion or the like caused by a motion compensation type rate conversion process. The present invention relates to an image display device that prevents image quality deterioration in the vicinity of an effective image edge, an image display method using the device, an image processing device, and an image processing method using the device.
テレビジョン方式には、ＰＡＬ(Phase Alternation by Line)、ＳＥＣＡＭ(SEquentiel Couleur A Memoire)方式、ＮＴＳＣ(National Television Committee)方式が存在する。これらの放送方式は、走査線数やフレーム周波数が異なっており（PAL、SECAMは625本/50Hz、NTSCは525本/60Hz）、そのままでは互換がないので、国際放送や番組交換等を行うために、従来から放送方式を相互に変換する技術が開発され、放送局などで使用されてきた。中でもフレームレートの変換は時間軸上の処理となり、変換処理後の動きの再現性が画質に大きな影響を与えることになるため、放送方式変換技術の中で最も重要な技術のひとつである。 Television systems include PAL (Phase Alternation by Line), SECAM (SEquentiel Couleur A Memoire) system, and NTSC (National Television Committee) system. These broadcasting systems differ in the number of scanning lines and the frame frequency (PAL, SECAM is 625 lines / 50Hz, NTSC is 525 lines / 60Hz), and they are not compatible as they are. In the past, techniques for mutually converting broadcasting systems have been developed and used in broadcasting stations and the like. In particular, the conversion of the frame rate is a process on the time axis, and the reproducibility of the motion after the conversion process has a great influence on the image quality. Therefore, it is one of the most important techniques in the broadcasting system conversion technique.
現在、テレビ用のデジタル処理による方式変換装置では、入力画像の動きベクトルを検出・推定し、出力フレームレートに従って生成する内挿画像の動き補償を行うことで、入出力フレームレートの変換処理を行っている（以降、動き補償型フレームレート変換処理と呼ぶ）。 Currently, a digital video processing system conversion device detects and estimates a motion vector of an input image, and performs input / output frame rate conversion processing by performing motion compensation of an interpolated image generated according to an output frame rate. (Hereinafter referred to as motion compensated frame rate conversion processing).
動き補償型フレームレート変換処理の概略は、以下の通りである。まず、入力画像信号の２ないし３枚の連続した複数フレームの画像から、該画像中の動きを検出・推定し、入力画像の動きベクトルを求める（動きベクトル検出）。この動きベクトルの検出・推定方法としては、勾配法、ブロックマッチング法、位相相関法等が知られている。 The outline of the motion compensation type frame rate conversion processing is as follows. First, the motion in the input image is obtained by detecting / estimating the motion in the image from two or three consecutive frames of the input image signal (motion vector detection). As the motion vector detection / estimation method, a gradient method, a block matching method, a phase correlation method, and the like are known.
次に、求められた動きベクトルを評価し、最適なベクトルを選出して、入出力のフレームレートに応じて動きベクトルの長さを按配し、入力画像から内挿フレーム上に内挿ベクトルとして割付を行う（内挿ベクトル割付）。最後に、新たに内挿フレーム上に時間軸で前後に存在する入力フレームから、内挿ベクトルに従って画像信号を割り当て（内挿画像生成）、内挿フレームを含めた出力フレームの周波数変換（画像内挿）を行う。以上、大きく分けて動きベクトル検出、内挿ベクトル割付、内挿画像生成、画像内挿の処理によって入出力フレームレートの変換を行う。 Next, evaluate the obtained motion vector, select the optimal vector, distribute the length of the motion vector according to the input / output frame rate, and assign it as an interpolation vector from the input image to the interpolation frame (Interpolation vector assignment). Finally, an image signal is assigned according to an interpolation vector from an input frame existing before and after the time axis on the interpolation frame (interpolation image generation), and frequency conversion of the output frame including the interpolation frame (within the image) Insert). As described above, the input / output frame rate is converted by motion vector detection, interpolation vector assignment, interpolation image generation, and image interpolation processing.
上述した動き補償型フレームレート変換技術は、元来放送方式の異なる画像信号を変換するために開発されてきたが、近年は液晶表示装置に代表されるホールド型表示装置の動きボケ改善にも用いられるようになっている。ホールド型表示方式においては、各画素の発光状態が概ね１フレーム期間保持されるため、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つ。そのため、時間周波数特性が劣化し、それに伴い空間周波数特性も低下して、動きボケが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型表示装置のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。 The motion compensated frame rate conversion technology described above has been originally developed to convert image signals of different broadcasting systems, but in recent years it has also been used to improve motion blur in hold-type display devices typified by liquid crystal display devices. It is supposed to be. In the hold-type display method, the light emission state of each pixel is held for approximately one frame period, so that the impulse response of the image display light has a temporal spread. For this reason, the time frequency characteristic is deteriorated, and the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, resulting in motion blur. In other words, since the human line of sight smoothly follows the moving object, if the light emission time is long as in the hold type display device, the movement of the image becomes jerky due to the time integration effect and looks unnatural.
動き補償型フレームレート変換技術による入力信号の高フレームレート化によれば、内挿画像信号が動き補償して形成されるため、動きボケの原因となる空間周波数特性の低下を改善することができ、ホールド型表示方式の動きボケ妨害を十分に改善することが可能となる（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このように、ホールド型表示装置における動きボケを改善するために、フレーム間に画像を内挿することにより、フレームレート（フレーム数）を変換する技術は、ＦＲＣ（Frame Rate Converter）と呼ばれ、液晶表示装置等において実用化されている。 According to the high frame rate of the input signal by the motion compensation type frame rate conversion technique, the interpolated image signal is formed by motion compensation, so that it is possible to improve the reduction of the spatial frequency characteristic that causes motion blur. Therefore, it is possible to sufficiently improve the motion blur interference in the hold type display method (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Thus, in order to improve motion blur in the hold-type display device, a technique for converting a frame rate (number of frames) by interpolating an image between frames is called FRC (Frame Rate Converter). It has been put into practical use in liquid crystal display devices and the like.
図１２は、従来の液晶表示装置におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成を示すブロック図で、図中、ＦＲＣ駆動表示回路は、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより入力画像信号のフレーム数を変換するＦＲＣ部１０と、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１３と、ＦＲＣ部１０によりフレームレート変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル１３の走査電極及びデータ電極を駆動するための電極駆動部１４と、を備えて構成される。 FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of an FRC drive display circuit in a conventional liquid crystal display device. In the figure, the FRC drive display circuit interpolates an image signal subjected to motion compensation processing between frames of an input image signal. An active matrix liquid crystal display panel 13 having a liquid crystal layer and electrodes for applying scanning signals and data signals to the liquid crystal layer, and an FRC unit. And an electrode driving unit 14 for driving the scanning electrodes and the data electrodes of the liquid crystal display panel 13 based on the image signal whose frame rate is converted by the frame 10.
ＦＲＣ部１０は、入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１１と、動きベクトル検出部１１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１２とを備えている。 The FRC unit 10 includes a motion vector detection unit 11 that detects motion vector information from the input image signal, an interpolation frame generation unit 12 that generates an interpolation frame based on the motion vector information obtained by the motion vector detection unit 11, and It has.
このように、動きベクトル情報を用いて動き補償フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることで、ＬＣＤ（ホールド型表示方式）の表示状態を、ＣＲＴ（インパルス型表示方式）の表示状態に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。 In this way, motion compensation frame interpolation processing is performed using motion vector information, and the display frame frequency is increased to change the display state of the LCD (hold type display method) to the display state of the CRT (impulse type display method). It is possible to improve the image quality degradation due to motion blur that occurs when displaying a moving image.
ここで、上述したとおり、動き補償型フレームレート変換を行うためには、入力された画像の連続する前後フレームの画像から正しい動きベクトルを検出する必要がある。しかしながら、画面端部近傍においては、動きベクトル検出が困難になる。この理由について、以下説明する。 Here, as described above, in order to perform motion compensation type frame rate conversion, it is necessary to detect a correct motion vector from images of successive frames of the input image. However, motion vector detection becomes difficult near the edge of the screen. The reason for this will be described below.
ここでは、入力画像の前フレームと現フレームとの２フレーム間で動きベクトルを検出することを考え、動き検出の基準を前フレームに置くとする。まず、図１３に示すように、ある画像が画面枠外から入って来る場合、前フレームに画像欠損が存在することになり、本来ならばこの欠損部分に動き検出の基準が置かれることになる。このため、生成される内挿フレームの図１３中（ａ）で示す部分には、内挿ベクトルがどこからも割り付けられず、不定となってしまう。 Here, it is assumed that a motion vector is detected between two frames, the previous frame and the current frame of the input image, and the reference for motion detection is placed in the previous frame. First, as shown in FIG. 13, when an image enters from the outside of the screen frame, an image defect exists in the previous frame, and a motion detection reference is originally placed in this missing part. For this reason, an interpolation vector is not assigned to any part of the generated interpolation frame indicated by (a) in FIG.
また、図１４に示すように、ある画像が画面枠外へ出て行く場合、現フレームに画像欠損が存在することになるため、前フレームの図１４中（ｂ）で示す部分のベクトル検出ができなくなる。 Further, as shown in FIG. 14, when an image goes out of the screen frame, an image defect exists in the current frame, so that the vector detection of the portion shown in FIG. 14 (b) of the previous frame can be performed. Disappear.
すなわち、いずれの場合においても、画面端部近傍では動きベクトルの検出が正確にできなくなるため、結果として生成される内挿画像には、画像の乱れや歪みなどの劣化が生じる。 That is, in any case, since the motion vector cannot be detected accurately near the edge of the screen, the resulting interpolated image is degraded such as image distortion or distortion.
ところで、通常動きベクトル検出においては、検出された動きベクトルに適当なフィルタをかける処理を行っている。これはベクトル検出をブロック単位で行う時には、周囲の動きベクトルとある程度平滑化した方が、視覚的に画質劣化が少なくなることが多いためである。このようなフィルタ処理を行うことにより、画面端部近傍においてもある程度所望の動きベクトルを得ることが可能である。 By the way, in the normal motion vector detection, processing for applying an appropriate filter to the detected motion vector is performed. This is because when vector detection is performed in units of blocks, visual deterioration of image quality is often reduced by smoothing to some extent with surrounding motion vectors. By performing such a filtering process, a desired motion vector can be obtained to some extent even in the vicinity of the edge of the screen.
ところが、画面端部近傍では内挿に用いる入力フレーム画像のうち一方の画像が欠損しているため、他の部分と同じ内挿処理（例えば、内挿ベクトルに従って前後フレームから画像の線形補間を行う）を行うことはできず、内挿フレーム生成時にも問題が発生してしまう。 However, since one of the input frame images used for interpolation is missing near the edge of the screen, the same interpolation processing as the other part (for example, linear interpolation of images from the previous and next frames according to the interpolation vector) ) Cannot be performed, and a problem occurs when generating an interpolation frame.
これら動き補償型フレームレート変換処理における画面端部の画像劣化に対する対策としては、例えば特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２のものは、内挿フレーム画像を生成する際に、画面端部近傍においては、前後２フレームからの、すなわち両方向からの内挿（動きベクトル両端の画像からの線形補間）を行わずに、欠損画像がない方のフレームのみからの、すなわち片方向からの内挿（内挿ベクトルによる入力画像の平行移動）へ適応的に切り換えることで、上述した問題点のうち内挿処理時の問題を回避している。
しかしながら、上記特許文献２に記載の技術によれば、内挿処理時の問題は回避できるものの、画面端部近傍においてはそもそも上述したように動きベクトルの検出自体を正しく行うことができないという問題があり、結局得られる内挿フレーム画像の画面端部近傍には乱れや歪みが生じてしまう。 However, according to the technique described in Patent Document 2, although the problem at the time of interpolation processing can be avoided, the problem that the motion vector detection itself cannot be performed correctly as described above in the vicinity of the edge of the screen. Yes, disturbance and distortion occur in the vicinity of the screen edge of the interpolated frame image obtained after all.
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、動き補償型フレームレート変換により、内挿フレーム画像の有効画像端部近傍において生じる画質劣化を抑制することが可能な画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an image display apparatus and method capable of suppressing image quality degradation that occurs in the vicinity of an effective image end of an interpolated frame image by motion compensation frame rate conversion. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method.
本願の第１の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、前記レート変換手段が、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記所定領域以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする。 The first invention of the present application converts the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating the image signal subjected to motion compensation between the frames or fields of the input image signal, and displays it. An image display device comprising rate conversion means for outputting to a panel, wherein the rate conversion means is arranged in a region other than the predetermined region with respect to a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel. In comparison, the intensity of the motion compensation processing is reduced.
本願の第２の発明は、前記レート変換手段が、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号の加重加算比率を大きくすることを特徴とする。 In the second invention of the present application, the rate conversion means generates an interpolated image signal by weighted addition of the image signal subjected to motion compensation processing and the image signal subjected to linear interpolation processing at a predetermined ratio. And a weighted addition ratio of the image signal subjected to the linear interpolation processing is increased for a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel. To do.
本願の第３の発明は、前記内挿画像生成部が、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号を内挿画像信号とし、それ以外の領域に対しては、前記動き補正処理を施した画像信号を内挿画像信号とすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present application, the interpolation image generation unit converts an image signal subjected to the linear interpolation processing into an interpolation image signal for a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel. For other regions, the image signal subjected to the motion correction process is used as an interpolated image signal.
本願の第４の発明は、前記所定領域が、入力画像信号の動きの大きさに関する特徴量に応じて変化することを特徴とする。 The fourth invention of the present application is characterized in that the predetermined region changes in accordance with a feature amount relating to the magnitude of motion of the input image signal.
本願の第５の発明は、前記所定領域が、外部から設定変更可能であることを特徴とする。 The fifth invention of the present application is characterized in that the predetermined area can be set and changed from the outside.
本願の第６の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するステップを有する画像表示方法において、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記所定領域以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする。 The sixth invention of the present application converts the number of frames or fields of the input image signal by interpolating the image signal subjected to motion compensation between the frames or fields of the input image signal, and displays it. In the image display method including the step of outputting to the panel, the intensity of the motion compensation process is reduced for a predetermined area including an end portion of the effective image displayed on the display panel as compared with an area other than the predetermined area. It is characterized by doing.
本願の第７の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、前記レート変換手段が、前記入力画像信号の有効画像領域における端部を含む所定領域に対しては、それ以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, rate conversion means for converting the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames or fields of the input image signal. The rate conversion means has a motion compensation processing intensity for a predetermined area including an end portion in an effective image area of the input image signal as compared with other areas. It is characterized by making small.
本願の第８の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、前記入力画像信号の有効画像領域における端部を含む所定領域に対しては、それ以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする。 An eighth invention of the present application includes a step of converting the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames or fields of the input image signal. The image processing method is characterized in that the intensity of the motion compensation process is reduced for a predetermined area including an end portion in an effective image area of the input image signal as compared with other areas.
本発明によれば、有効画像端部を含む所定領域に対しては、前記動き補償処理の強度を小さくすることにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to effectively suppress deterioration in image quality in the vicinity of the end portion of the effective image by reducing the intensity of the motion compensation processing for a predetermined region including the end portion of the effective image. Become.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な画像表示装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、フィールド信号及び内挿フィールド信号、フレーム信号及び内挿フレーム信号のいずれに対しても適用できるものであるが、両者（フィールドとフレーム）は互いに類似の関係にあるため、フレーム信号及び内挿フレーム信号を代表例として説明するものとする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an image display device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Although the present invention can be applied to any of a field signal, an interpolated field signal, a frame signal, and an interpolated frame signal, both (field and frame) are in a similar relationship with each other, so A signal and an interpolated frame signal will be described as representative examples.
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域に対しては、ＦＲＣ部１０における少なくとも垂直、水平方向のいずれかの動き補償処理を無効化するために、動きベクトル検出部で検出された動きベクトルの垂直、水平成分のいずれか或いは両方を強制的に０にするものである。
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, at least vertical or horizontal motion compensation processing in the FRC unit 10 is invalidated for a predetermined area including the upper and lower or left and right edges of an effective image displayed on the display panel. In order to achieve this, either or both of the vertical and horizontal components of the motion vector detected by the motion vector detection unit are forcibly set to zero.
図１は本実施形態の画像表示装置が備えるＦＲＣ部１０の構成例を示すブロック図である。本実施形態においては、前フレームおよび現フレームの連続した２フレームの入力画像から動きベクトルを検出し、内挿画像を生成する場合について説明する。また、動きベクトルの検出はブロック単位で行い、検出基準ブロックは入力画像の前フレーム上に置くものとする。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the FRC unit 10 included in the image display apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a case will be described in which a motion vector is detected from an input image of two consecutive frames of the previous frame and the current frame, and an interpolated image is generated. The motion vector is detected in units of blocks, and the detection reference block is placed on the previous frame of the input image.
一般的に、動画像はフレーム間の相関が高く、また時間軸方向の連続性を持つため、あるフレームにおいて移動している画素あるいはブロックは、それに続くフレーム、あるいはそれより前のフレームにおいても、同様の動き量で移動している場合が多い。すなわち、連続するフレーム間では、動きベクトルに連続性がある場合が多い。 In general, since a moving image has a high correlation between frames and has continuity in the time axis direction, a moving pixel or block in a certain frame can be detected in a subsequent frame or an earlier frame. In many cases, they are moving with the same amount of movement. That is, there are many cases where motion vectors have continuity between consecutive frames.
このことから、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照することで、その次のフレームにおける動きベクトルの検出をより容易に、あるいはより正確に行うことが可能である。例えば、勾配法を改良した反復勾配法においては、検出基準ブロックに対して、前フレームあるいは現フレームで既に検出された近傍のブロックの動きベクトルを初期偏位ベクトルとし、これを起点として勾配法の演算を繰り返す。この方法によれば、勾配法の繰り返しは２回程度でほぼ正確な動きベクトルを得ることができる。 Thus, by referring to the motion vector detection result in the previous frame, the motion vector in the next frame can be detected more easily or more accurately. For example, in the iterative gradient method improved from the gradient method, the motion vector of the neighboring block already detected in the previous frame or current frame is used as the initial displacement vector for the detection reference block, and this is used as the starting point for the gradient method. Repeat the calculation. According to this method, an almost accurate motion vector can be obtained by repeating the gradient method about twice.
また、ブロックマッチング法においても、前フレームでの動きベクトル検出結果を参照して探索順序を変えるなどして、効率的な動きベクトル検出を行うことが可能である。 Also in the block matching method, efficient motion vector detection can be performed by changing the search order with reference to the motion vector detection result in the previous frame.
図１において、１は動き検出用のフレームメモリであり、入力画像信号を１フレーム分蓄積・遅延させ、前フレームデータとして出力する。動き検出用フレームメモリ１から出力された前フレームデータは、現フレームの入力画像信号とともに動きベクトル検出回路２に入力される。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a frame memory for motion detection, which accumulates and delays an input image signal for one frame and outputs it as previous frame data. The previous frame data output from the motion detection frame memory 1 is input to the motion vector detection circuit 2 together with the input image signal of the current frame.
動きベクトル検出回路２では、入力された２フレーム分の画像データをもとに、勾配法やブロックマッチング法などを用いて画像の動きベクトルを検出する。検出された動きベクトルは、ベクトル切り換え回路３を経て内挿ベクトル割付回路４へ出力される。 The motion vector detection circuit 2 detects a motion vector of an image using a gradient method or a block matching method based on the input image data for two frames. The detected motion vector is output to the interpolation vector allocation circuit 4 via the vector switching circuit 3.
動きベクトル検出回路２で検出された動きベクトルは、前フレーム上の検出ブロックを基準としているため、そのままでは内挿フレーム上でベクトルが存在しない場合や複数のベクトルが割り当てられる場合が発生することがある。そのため、内挿ベクトル割付回路４では、入力された動きベクトルをもとに、周囲のベクトルとの平滑化やベクトルの評価を行うことにより、内挿フレーム上を基準にした内挿ベクトルを作成し直す。これにより、内挿フレーム上のベクトルの欠如や重複を無くす。 Since the motion vector detected by the motion vector detection circuit 2 is based on the detection block in the previous frame, there may be a case where no vector exists in the interpolation frame or a case where a plurality of vectors are assigned. is there. Therefore, the interpolation vector allocation circuit 4 creates an interpolation vector based on the interpolation frame by performing smoothing with the surrounding vector and evaluating the vector based on the input motion vector. cure. This eliminates the lack or overlap of vectors on the interpolation frame.
有効画像端部判定回路５では、外部より設定入力された設定領域情報や入力画像信号に含まれる同期信号に基づいて、有効画像の端部（ここでは、表示画面の端部）の領域判定を行う。設定領域は、例えば図２（ａ）に示すように、表示画面の上下左右端から一定距離をもった領域ａとする。通常、動きベクトルの長さは回路規模を抑えるため、ベクトル探索範囲で制限されている。従って、この設定領域ａは、画面端部からの距離が、動きベクトル検出部２で検出可能な動きベクトル長の上限以下とすれば良い。 The effective image edge determination circuit 5 determines the area of the edge of the effective image (here, the edge of the display screen) based on the setting area information set and input from the outside and the synchronization signal included in the input image signal. Do. For example, as shown in FIG. 2A, the setting area is an area a having a certain distance from the upper, lower, left, and right ends of the display screen. Usually, the length of the motion vector is limited by the vector search range in order to reduce the circuit scale. Therefore, the setting area a may be set such that the distance from the screen edge is equal to or less than the upper limit of the motion vector length that can be detected by the motion vector detection unit 2.
有効画像端部判定回路５において有効画像の端部近傍と判定された領域は、ベクトル切り換え回路３において長さが０（動き量がない）のベクトルを割り当てる。内挿ベクトル割付回路４では、上述したように入力された動きベクトルにフィルタ処理を施すため、ベクトルが０に固定された有効画像の端部近傍領域と通常の動きベクトル検出が行われた他の領域との境界で、ベクトルが急激に変化することを避けることが可能となっている。すなわち、有効画像の端部近傍領域とそれ以外の領域との境界部において、動きベクトル長を連続的に変化させることが可能となっている。 A vector having a length of 0 (no motion amount) is allocated to the area determined by the effective image edge determination circuit 5 as being near the edge of the effective image. Since the interpolation vector allocation circuit 4 performs filtering on the input motion vector as described above, the region near the edge of the effective image in which the vector is fixed to 0 and other motion vectors for which normal motion vector detection has been performed are performed. It is possible to avoid the vector from changing suddenly at the boundary with the region. That is, it is possible to continuously change the motion vector length at the boundary between the edge vicinity area of the effective image and the other area.
内挿ベクトル割付回路４で割付単位毎に生成された内挿ベクトルは、内挿ベクトルメモリ６に１フレーム分格納される。また、内挿画像生成用フレームメモリ７には、内挿画像の生成に必要となる入力画像データを蓄積しておく。 The interpolation vector generated for each allocation unit by the interpolation vector allocation circuit 4 is stored in the interpolation vector memory 6 for one frame. The interpolated image generation frame memory 7 stores input image data necessary for generating the interpolated image.
そして、内挿画像生成回路８は、内挿ベクトルメモリ６に格納された内挿ベクトルを順次読み出し、読み出した内挿ベクトルが指し示す画面座標情報に従って、内挿画像生成用フレームメモリ７から画像データを読み出す。このとき、有効画像の端部近傍領域では、内挿ベクトルが０ベクトルに固定されているため、有効画像端部に対しても画像の動きによらず常に乱れのない内挿が行われる。 Then, the interpolated image generation circuit 8 sequentially reads out the interpolated vectors stored in the interpolated vector memory 6, and in accordance with the screen coordinate information indicated by the read out interpolated vector, the image data is received from the interpolated image generating frame memory 7. read out. At this time, since the interpolation vector is fixed to the zero vector in the region near the end of the effective image, interpolation without any disturbance is always performed on the end of the effective image regardless of the motion of the image.
尚、本実施形態における内挿画像生成では、前後２枚の入力フレーム画像を用いる方式（両方向内挿）、前後どちらか決められた１枚の入力フレーム画像を用いる方式（片方向内挿）のいずれを適用しても良い。 In addition, in the interpolation image generation in this embodiment, a method using two input frame images before and after (bidirectional interpolation) and a method using one input frame image determined either before or after (one-way interpolation). Either may be applied.
内挿画像生成回路８によって生成された内挿フレーム画像は、最後に画像内挿回路９によって出力側のフレームレートに変換された上で、入力画像信号と適宜切り換えられて出力される。以上の一連の処理によって、画面端部などの有効画像端部の近傍においても画像の乱れや歪みのない動き補償型のフレームレート変換を実現することができる。 The interpolated frame image generated by the interpolated image generating circuit 8 is finally converted into an output-side frame rate by the image interpolating circuit 9 and then appropriately switched to the input image signal and output. Through the series of processes described above, it is possible to realize motion compensation type frame rate conversion without image distortion or distortion even in the vicinity of an effective image edge such as a screen edge.
ところで、画面端部近傍での比較的局所的で小さな動きに対しては、図２（ａ）とともに上述したとおり、画面端部から一定の距離をもった領域ａで動きベクトルを０とすればよいが、高速なカメラパンによる画像等のように画面全体が大きく動く画像にも対応するためには、設定領域を動きベクトル長の上限まで広くとっておかなければならなくなる。ただし、この領域では動き補償がなされないため、高速なパンニング等が発生していない通常の画像においては、フレームレート変換による動画質改善効果が期待できなくなる。従って、動きベクトルを０に固定する設定領域はあまり大きくないことが望ましい。 By the way, for a relatively local and small movement in the vicinity of the screen edge, as described above with reference to FIG. 2A, if the motion vector is set to 0 in a region a having a certain distance from the screen edge. However, in order to cope with an image whose entire screen moves greatly, such as an image obtained by high-speed camera panning, the setting area must be widened up to the upper limit of the motion vector length. However, since motion compensation is not performed in this region, a moving image quality improvement effect by frame rate conversion cannot be expected for a normal image in which high-speed panning or the like has not occurred. Therefore, it is desirable that the setting area for fixing the motion vector to 0 is not so large.
そこで、図２（ｂ）に示すように、画面端領域として、画面端部からの距離が、１フレーム内の画像全体の動きに関する特徴量に応じて可変される領域ｂを、フレーム毎に適用することによって、上記問題に対応することが可能となる。この１フレーム内の画像全体の動きの特徴量としては、例えば１フレーム分全ての動きベクトル、内挿ベクトルの平均値を用いることができる。さらに、これを１〜２倍程度長くしてから画面端領域の設定を行うようにすれば、画面端部近傍での局所的な画像の動きにも対応することが可能となる。 Therefore, as shown in FIG. 2B, an area b in which the distance from the edge of the screen is variable according to the feature amount related to the movement of the entire image within one frame is applied to each frame as the screen edge area. By doing so, it becomes possible to cope with the above problem. As the feature amount of the motion of the entire image in one frame, for example, the average value of the motion vectors and interpolation vectors for one frame can be used. Furthermore, if the screen edge area is set after making it about 1 to 2 times longer, it is possible to cope with local image movement in the vicinity of the screen edge.
同様の効果は、図２（ｃ）に示すように、入力画像信号によらず画面端部から一定の距離を持った領域ａを小さく設定するとともに、さらにその内側に入力画像信号の動きに関する特徴量に応じた距離をもった領域ｂを設定し、これらを組み合わせることでも得ることができる。 As shown in FIG. 2 (c), the same effect is obtained by setting a small area a having a certain distance from the edge of the screen regardless of the input image signal, and further, on the inner side, a feature relating to the movement of the input image signal. It can also be obtained by setting a region b having a distance according to the amount and combining them.
さて、画面端部近傍では動きベクトルの検出が不正になることが多いが、画面上下端近傍では左右方向（水平方向）の動きに限れば正しく検出することが可能である。同様に、画面左右端近傍においても、上下方向（垂直方向）の動きであれば検出することができる。そこで、ベクトル切り換え回路３において、図２（ａ）〜（ｃ）に示す各々の設定領域のうち、画面の上下端部近傍に設けられる領域に対しては、動きベクトルの上下方向成分のみを０とし、左右端部近傍に設けられる領域に対しては、動きベクトルの左右方向成分のみを０とするように、動きベクトルの上下・左右成分を独立に切り換えるように動作させることにより、より良好な内挿画像を得ることができる。 In many cases, the detection of motion vectors is often incorrect in the vicinity of the edge of the screen, but it is possible to detect correctly in the vicinity of the upper and lower ends of the screen as long as the movement is limited to the horizontal direction (horizontal direction). Similarly, even in the vicinity of the left and right edges of the screen, it can be detected if the movement is in the vertical direction (vertical direction). Therefore, in the vector switching circuit 3, only the vertical direction component of the motion vector is set to 0 for each of the setting areas shown in FIGS. 2A to 2C provided in the vicinity of the upper and lower ends of the screen. For the region provided in the vicinity of the left and right ends, it is possible to perform better operation by switching the vertical and horizontal components of the motion vector independently so that only the horizontal component of the motion vector is zero. An interpolated image can be obtained.
尚、以上の説明では、画像表示装置に備えられた表示パネルの全面に画像が表示され、表示画面と有効画像の端部が一致していることを前提としているが、例えばアスペクト比４：３の映像を１６：９の表示画面を備えた表示装置に表示する場合、図３（ａ）に示すように、本来の画像（有効画像）の左右に黒枠等の有効画像とは無関係な静止画領域が追加されることがあり、有効画像端と表示画面端とが一致しなくなる。 In the above description, it is assumed that the image is displayed on the entire surface of the display panel provided in the image display device, and the display screen and the edge of the effective image are coincident. For example, the aspect ratio is 4: 3. 3 is displayed on a display device having a 16: 9 display screen, as shown in FIG. 3 (a), a still image unrelated to an effective image such as a black frame on the left and right of the original image (effective image). An area may be added, and the effective image edge and the display screen edge will not match.
また、例えば４：３の表示画面を備えた表示装置で１６：９の映像を表示する場合には、図３（ｂ）に示すように、本来の画像（有効画像）の上下に黒枠等が追加されることがある。これらのように、画面端部に単色枠などの静止画が表示され、有効画像の端部が画面端部に一致しない場合、この単色枠の検出や付加は、ＦＲＣ部１０の前段に配置されるビデオプロセッサ（図示せず）で行われるため、例えばこのビデオプロセッサからの単色枠情報を受け、有効画像端部判定回路５を動作させることにより、単色枠が付加された画像への対応も可能となる。 For example, when a 16: 9 video is displayed on a display device having a 4: 3 display screen, black frames or the like are formed above and below the original image (effective image) as shown in FIG. Sometimes added. As described above, when a still image such as a single color frame is displayed at the end of the screen and the end of the effective image does not coincide with the end of the screen, the detection and addition of the single color frame are arranged in the front stage of the FRC unit 10. Therefore, it is possible to cope with an image to which a single color frame is added by, for example, receiving the single color frame information from the video processor and operating the effective image edge determination circuit 5. It becomes.
以上のように、本実施形態の画像表示装置においては、表示パネルに表示する有効画像の上下端部或いは左右端部を含む所定領域に対しては、動きベクトルの垂直、水平成分のいずれか或いは両方を０に固定して動き補償処理を無効化することにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することができるとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理を施すことにより動画質を改善することが可能である。 As described above, in the image display device according to the present embodiment, either a vertical or horizontal component of a motion vector or a predetermined region including upper and lower ends or left and right ends of an effective image displayed on the display panel or By fixing both to 0 and disabling the motion compensation process, it is possible to effectively suppress image quality degradation near the edge of the effective image, and for other areas, the motion compensation process is performed. It is possible to improve the quality of moving images.
また、上記第１の実施形態では、有効画像の端部近傍における所定領域で検出された動きベクトルを０に固定するものについて説明したが、内挿フレーム上の有効画像の端部近傍領域に割り当てられる内挿ベクトルを０にすることでも、同様の効果を得ることができる。これについて、本発明の第２の実施形態として、以下説明するが、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 In the first embodiment, the motion vector detected in a predetermined area near the end of the effective image is fixed to 0. However, the motion vector assigned to the end area near the end of the effective image on the interpolation frame is described. The same effect can be obtained by setting the interpolation vector to 0. This will be described below as a second embodiment of the present invention. However, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域に対しては、ＦＲＣ部１０における少なくとも垂直、水平方向のいずれかの動き補償処理を無効化するために、内挿ベクトル割付部で割り付けられる内挿ベクトルの垂直、水平成分のいずれか或いは両方を強制的に０にするものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, at least one of the vertical and horizontal motion compensation processes in the FRC unit 10 is invalidated for a predetermined area including the upper and lower or left and right edges of an effective image displayed on the display panel. Therefore, either or both of the vertical and horizontal components of the interpolation vector assigned by the interpolation vector assigning unit are forced to zero.
図４は本実施形態の画像表示装置が備えるＦＲＣ部１０の構成例を示すブロック図である。本実施形態においては、図４に示すように、有効画像端部判定回路５による判定結果に従って、内挿ベクトル割付回路４から出力される内挿ベクトルを０に切り換えて固定するベクトル切り換え回路３を備えている。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the FRC unit 10 included in the image display apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a vector switching circuit 3 that switches and fixes the interpolation vector output from the interpolation vector allocation circuit 4 to 0 according to the determination result by the effective image edge determination circuit 5 is provided. I have.
すなわち、有効画像端部判定回路５において有効画像の上下端部或いは左右端部の近傍と判定された領域は、ベクトル切り換え回路３において垂直、水平成分のいずれか或いは両方の長さが０（動き量がない）のベクトルを割り当て、内挿画像生成回路８に出力する。尚、有効画像端部判定回路５で有効画像の端部として判定される設定領域は、画面端部からの距離が、内挿ベクトル割付回路４で割付可能な内挿ベクトル長の上限以下とされている。 That is, in the area determined by the effective image edge determination circuit 5 as the vicinity of the upper and lower ends or the left and right edges of the effective image, the length of either or both of the vertical and horizontal components in the vector switching circuit 3 is 0 (motion A vector having no quantity is assigned and output to the interpolated image generation circuit 8. The setting area determined as the end of the effective image by the effective image end determination circuit 5 has a distance from the screen end equal to or less than the upper limit of the interpolation vector length that can be allocated by the interpolation vector allocation circuit 4. ing.
本構成では、直接的に内挿ベクトルを０に固定するため、有効画像の端部近傍領域とそれ以外の領域との境界部において、動き補償の有無が明確に分かれる。そこで、ベクトル切り換え後にフィルタ処理を入れることにより、有効画像の端部近傍領域とそれ以外の領域との境界部で内挿ベクトル長が連続的に変化するようにしておくことが望ましい。 In this configuration, since the interpolation vector is directly fixed to 0, the presence / absence of motion compensation is clearly divided at the boundary between the edge vicinity region of the effective image and the other regions. Therefore, it is desirable to insert a filter process after vector switching so that the interpolation vector length continuously changes at the boundary between the region near the end of the effective image and the other region.
このように、表示パネルに表示する有効画像の上下端部或いは左右端部を含む所定領域に対しては、内挿ベクトルの垂直、水平成分のいずれか或いは両方を０に固定して動き補償処理を無効化することにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することができるとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理を施すことにより動画質を改善することが可能である。 As described above, for a predetermined area including the upper and lower end portions or the left and right end portions of the effective image displayed on the display panel, either or both of the vertical and horizontal components of the interpolation vector are fixed to 0 and motion compensation processing is performed. By disabling the image quality degradation can be effectively suppressed near the edge of the effective image, and motion compensation processing can be performed on the other areas to improve the moving image quality. Is possible.
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上に線形補間内挿処理部を設け、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、線形補間内挿処理部側に切り替えて、この所定領域にだけ線形補間を施した画像信号を内挿するものである。すなわち、有効画像の端部を含む所定領域に対しては、ＦＲＣ部１０による動き補償内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。以下、これについて説明するが、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, a linear interpolation interpolation processing unit is provided on a path different from the input path to the FRC unit 10, and a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel Is for switching to the linear interpolation processing unit side and interpolating an image signal subjected to linear interpolation only in this predetermined region. In other words, for a predetermined region including the end portion of the effective image, the motion compensation interpolation process by the FRC unit 10 is not performed, but the linear interpolation process is performed, so that the frame rate conversion is performed. . This will be described below, but the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図５は、本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置の要部構成例を示すブロック図で、ＦＲＣ部１０、有効画像端部判定回路５、切替部２０、液晶表示パネル１３、電極駆動部１４、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路２１と、経路２１上に線形補間内挿処理部２２とを備えて構成されている。切替部２０は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、有効画像端部判定部５の判定結果に従って、ＦＲＣ部１０により動き補償内挿された画像信号を出力させるか、線形補間内挿処理部２２により線形補間内挿された画像信号を出力させるかを切り替える。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a main part of an image display device according to the third embodiment of the present invention. The FRC unit 10, the effective image edge determination circuit 5, the switching unit 20, the liquid crystal display panel 13, and electrodes The drive unit 14 is further configured to include a path 21 provided separately from the input path to the FRC unit 10 and a linear interpolation processing unit 22 on the path 21. The switching unit 20 is provided at a subsequent stage of the FRC unit 10 and outputs an image signal subjected to motion compensation interpolation by the FRC unit 10 according to a determination result of the effective image edge determination unit 5 or a linear interpolation processing unit 22. To switch whether to output the image signal interpolated by linear interpolation.
すなわち、有効画像端部判定回路５において有効画像の端部近傍と判定された領域は、切替部２０を経路２１（線形補間内挿処理部２２）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に線形補間処理を施した画像信号を内挿して生成された出力画像信号を電極駆動部１４に出力する。また、有効画像の端部近傍以外の領域に対しては、切替部２０をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿して生成された出力画像信号を電極駆動部１４に出力する。 In other words, the region determined to be near the end of the effective image by the effective image end determination circuit 5 is switched between the frames of the input image signal by switching the switching unit 20 to the path 21 (linear interpolation processing unit 22) side. An output image signal generated by interpolating the image signal subjected to the linear interpolation processing is output to the electrode driving unit 14. In addition, the region other than the vicinity of the end portion of the effective image is generated by switching the switching unit 20 to the FRC unit 10 side and interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames of the input image signal. The output image signal is output to the electrode driving unit 14.
尚、線形補間処理とは、前フレーム信号と現フレーム信号とから、フレーム内挿比αによる線形補間により内挿フレームを得るものである。従って、本実施形態によれば、上記第１、２の実施形態において有効画像の端部近傍領域の動きベクトル／内挿ベクトルを０に固定し、両方向内挿を行った場合と同様の効果を得ることが可能となる。 In the linear interpolation process, an interpolation frame is obtained from the previous frame signal and the current frame signal by linear interpolation using the frame interpolation ratio α. Therefore, according to this embodiment, in the first and second embodiments, the motion vector / interpolation vector in the region near the edge of the effective image is fixed to 0, and the same effect as when bi-directional interpolation is performed is obtained. Can be obtained.
このように、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、動き補償処理を行わないようにすることにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することができるとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理を施すことにより動画質を改善することが可能である。 As described above, the motion compensation process is not performed on the predetermined region including the edge of the effective image displayed on the display panel, thereby effectively suppressing the image quality deterioration in the vicinity of the edge of the effective image. In addition, it is possible to improve the moving image quality by applying motion compensation processing to other regions.
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上にメモリを設け、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、メモリ側に切り替えて、この所定領域にだけメモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出して、フレームレート変換するものである。すなわち、有効画像の端部を含む所定領域に対しては、ＦＲＣ部１０による動き補償内挿処理を行うのではなく、入力画像信号を高速連続出力することにより、フレームレート変換するように切り替えるものである。以下、これについて説明するが、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, a memory is provided on a path different from the input path to the FRC unit 10, and a predetermined area including an end of an effective image displayed on the display panel is provided on the memory side. By switching, the image signal of the same frame is read out repeatedly from the memory only in this predetermined area at a high speed several times, and the frame rate is converted. In other words, for a predetermined area including the end of an effective image, instead of performing the motion compensation interpolation process by the FRC unit 10, the input image signal is switched to frame rate conversion by continuously outputting the image at a high speed. It is. This will be described below, but the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図６は、本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置の要部構成例を示すブロック図で、ＦＲＣ部１０、有効画像端部判定部５、切替部２０、液晶表示パネル１３、電極駆動部１４、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路２１と、経路２１上にメモリ２３とを備えて構成されている。切替部２０は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、有効画像端部判定回路５の判定結果に従って、ＦＲＣ部１０により動き補償内挿された画像信号を出力させるか、メモリ２３からの前フレーム又は後フレームの画像信号を出力させるかを切り替える。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a main part of an image display device according to the fourth embodiment of the present invention. The FRC unit 10, the effective image edge determination unit 5, the switching unit 20, the liquid crystal display panel 13, and electrodes The drive unit 14 is further provided with a path 21 provided separately from the input path to the FRC unit 10 and a memory 23 on the path 21. The switching unit 20 is provided in the subsequent stage of the FRC unit 10 and outputs an image signal interpolated by motion compensation by the FRC unit 10 according to the determination result of the effective image edge determination circuit 5, or the previous frame from the memory 23 or Switches whether to output the image signal of the subsequent frame.
すなわち、有効画像端部判定回路５において有効画像の端部近傍と判定された領域は、切替部２０を経路２１（メモリ２３）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間にその前或いは後フレームの画像信号をメモリ２３から繰り返し読み出して挿入し生成された出力画像信号を電極駆動部１４に出力する。また、有効画像の端部近傍以外の領域に対しては、切替部２０をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿して生成された出力画像信号を電極駆動部１４に出力する。 That is, the area determined to be near the end of the effective image by the effective image end determination circuit 5 is switched between the switching unit 20 to the path 21 (memory 23) side and before or after the frame of the input image signal. The image signal is repeatedly read from the memory 23 and inserted, and the generated output image signal is output to the electrode driving unit 14. In addition, the region other than the vicinity of the end portion of the effective image is generated by switching the switching unit 20 to the FRC unit 10 side and interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames of the input image signal. The output image signal is output to the electrode driving unit 14.
ここで、本実施形態のように、有効画像の端部近傍領域に対しては、同一フレームの画像信号を高速で繰り返し出力することにより、フレームレート変換する場合、上記第１、２の実施形態において有効画像の端部近傍領域の動きベクトル／内挿ベクトルを０に固定し、片方向内挿を行った場合と同様の効果を得ることが可能となる。 Here, as in the present embodiment, when the frame rate conversion is performed by repeatedly outputting the image signal of the same frame to the region near the end of the effective image at high speed, the first and second embodiments described above. Thus, the same effect as that obtained when unidirectional interpolation is performed with the motion vector / interpolation vector in the region near the edge of the effective image fixed at 0 can be obtained.
このように、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、動き補償処理を行わないようにすることにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することができるとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理を施すことにより動画質を改善することが可能である。 As described above, the motion compensation process is not performed on the predetermined region including the edge of the effective image displayed on the display panel, thereby effectively suppressing the image quality deterioration in the vicinity of the edge of the effective image. In addition, it is possible to improve the moving image quality by applying motion compensation processing to other regions.
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、内挿画像生成回路８における動き補償処理の強度を可変するように構成される。具体的には、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿フレームを生成する内挿画像生成部を備え、有効画像の端部近傍に対しては加重加算比率を可変する。以下、これについて説明するが、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment of the present invention is configured to vary the intensity of motion compensation processing in the interpolated image generation circuit 8 for a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel. Specifically, the image processing apparatus includes an interpolation image generation unit that generates an interpolation frame by weighted addition of the image signal subjected to motion compensation processing and the image signal subjected to linear interpolation processing at a predetermined ratio. The weighted addition ratio is varied for the vicinity of the edge of the image. This will be described below, but the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図７は、本発明の第７の実施形態に係るＦＲＣ部１０の要部構成例を示すブロック図で、内挿画像生成用フレームメモリ７、内挿画像生成回路８、さらに、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の強度を可変する補償強度可変部３１を備えて構成される。図中、Ｖは内挿ベクトル、αはフレーム内挿比、βは動き補償強度（加重加算比率）を示す。 FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the FRC unit 10 according to the seventh embodiment of the present invention. In the frame image 7 for interpolated image generation, the interpolated image generating circuit 8, and the FRC unit 10 A compensation intensity varying unit 31 that varies the intensity of the motion compensation process is provided. In the figure, V represents an interpolation vector, α represents a frame interpolation ratio, and β represents a motion compensation strength (weighted addition ratio).
一般に、フレーム内挿処理の方法として、例えば、２フレーム間の線形補間内挿によるフレーム内挿と、動きベクトルを用いたフレーム内挿（動き補償内挿）とが知られている。前者は、前フレームの信号と現フレームの信号とからフレーム内挿比αによる線形補間を行うにより内挿フレームを得るものである。従って、この線形補間内挿を用いれば、動き補償内挿のエラーによる画質劣化を防止できる。 In general, as a method of frame interpolation processing, for example, frame interpolation by linear interpolation between two frames and frame interpolation using motion vectors (motion compensation interpolation) are known. The former obtains an interpolated frame by performing linear interpolation with a frame interpolation ratio α from the signal of the previous frame and the signal of the current frame. Therefore, if this linear interpolation is used, it is possible to prevent image quality deterioration due to an error in motion compensation interpolation.
一方、後者は、前フレームと現フレームとから内挿フレームを得るために、前フレームの画像と現フレームの画像間の動きベクトルから内挿ベクトルＶを検出し、その値（内挿ベクトルＶ）をフレーム内挿比αで分割したαＶの大きさだけ前フレームの画像をずらした信号と、現フレームの画像を（１−α）Ｖだけずらした信号との加重加算により内挿フレームを得るものである。 On the other hand, in the latter, in order to obtain an interpolation frame from the previous frame and the current frame, an interpolation vector V is detected from the motion vector between the previous frame image and the current frame image, and the value (interpolation vector V) is detected. Is obtained by weighted addition of a signal obtained by shifting the image of the previous frame by the amount of αV divided by the frame interpolation ratio α and a signal obtained by shifting the image of the current frame by (1-α) V. It is.
そこで、本実施形態では、内挿画像生成回路８に補償強度可変部３１を設けている。この補償強度可変部３１は、有効画像端部判定回路５において有効画像の端部近傍と判定された領域に対しては、加重加算比率βを可変する。この加重加算比率βは、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを加重加算する際の比率である。本実施形態の内挿画像生成回路８は、この加重加算比率βに従って、線形補間内挿画像と動き補償内挿画像とを加重加算して内挿フレームを生成する。 Therefore, in the present embodiment, the compensation intensity varying unit 31 is provided in the interpolated image generation circuit 8. The compensation intensity varying unit 31 varies the weighted addition ratio β for the area determined by the effective image edge determination circuit 5 as being near the edge of the effective image. This weighted addition ratio β is a ratio at the time of weighted addition of the image signal subjected to the motion compensation process and the image signal subjected to the linear interpolation process. The interpolated image generation circuit 8 of the present embodiment generates an interpolated frame by weighted addition of the linearly interpolated interpolated image and the motion compensated interpolated image according to the weighted addition ratio β.
例えば、補償強度可変部３１は、有効画像の端部近傍領域に対する加重加算比率βを０とし、線形補間処理を施した画像信号を内挿フレームにして動き補償のエラーによる画質劣化を防止する。一方、有効画像の端部近傍以外の領域に対する加重加算比率βを１とし、動き補償処理を施した画像信号を内挿フレームにして動画像の画質をより良好にする。 For example, the compensation intensity varying unit 31 sets the weighted addition ratio β for the region near the end of the effective image to 0 and uses the image signal subjected to the linear interpolation process as an interpolation frame to prevent image quality deterioration due to motion compensation errors. On the other hand, the weighted addition ratio β for the region other than the vicinity of the end portion of the effective image is set to 1, and the image signal subjected to the motion compensation process is used as an interpolation frame to improve the quality of the moving image.
また、加重加算比率βは任意に可変設定できるため、０〜１の略中間の値に設定するようにしてもよい。これにより、内挿フレーム画像において動き補償も行いつつ、動き補償のエラーによる画質の劣化を抑制するように制御することができ、動きぼけによる画質劣化と、動き補償のエラーによる画質劣化との双方を適切に改善することが可能となる。さらに、前記有効画像の端部近傍領域とそれ以外の領域との境界部で、加重加算比率βの値を０〜１の間で連続的に変化させることにより、この部分での動き補償処理の強度を連続的に変化させることができる。 Further, since the weighted addition ratio β can be arbitrarily set, it may be set to a substantially intermediate value between 0 and 1. As a result, while performing motion compensation in the interpolated frame image, it is possible to control so as to suppress degradation in image quality due to motion compensation errors. Both image quality degradation due to motion blur and image quality degradation due to motion compensation errors can be controlled. Can be improved appropriately. Furthermore, by continuously changing the value of the weighted addition ratio β between 0 and 1 at the boundary between the region near the edge of the effective image and the other region, the motion compensation processing in this portion is performed. The intensity can be continuously changed.
このように、表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、動き補償処理の強度を可変する（弱くする）ことにより、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することができるとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理の強度を強くすることにより動画質を改善することが可能である。 As described above, for a predetermined area including the edge of the effective image displayed on the display panel, the image quality degradation near the edge of the effective image is effectively improved by varying (decreasing) the intensity of the motion compensation process. In addition to the above, it is possible to improve the moving image quality by increasing the strength of the motion compensation processing for the other regions.
図８は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の一例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第１、２の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域かどうかを判定し（ステップＳ１１）、この所定領域であると判定された場合（ＹＥＳの場合)、動きベクトルまたは内挿ベクトルの垂直、水平方向のいずれか或いは両方の成分を０にすることにより、ＦＲＣ部１０の少なくとも垂直或いは水平方向の動き補償処理を無効化する（ステップＳ１２）。 FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of an image display method by the image display apparatus of the present invention. Here, an example of the image display method in the first and second embodiments will be described. First, the image display device determines whether the pixel (or block) to be processed is a predetermined region including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (step S11), and determines that this is the predetermined region. If YES (in the case of YES), at least the vertical or horizontal motion compensation processing of the FRC unit 10 is invalidated by setting the vertical or horizontal component of the motion vector or the interpolation vector to zero. (Step S12).
また、ステップＳ１１において、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域以外であると判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を通常通りに実行する（ステップＳ１３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、表示パネルから表示出力する（ステップＳ１４）。 If it is determined in step S11 that the pixel (or block) to be processed is outside the predetermined area including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (in the case of NO), the FRC unit 10 The motion compensation process is executed as usual (step S13). The image signal with the frame frequency converted in this way is displayed and output from the display panel (step S14).
図９は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第３の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域かどうかを判定し（ステップＳ２１）、この所定領域であると判定された場合（ＹＥＳの場合)、線形補間画像を内挿した画像信号を出力することにより、ＦＲＣ部１０による動き補償内挿処理を部分的に行わないようにする（ステップＳ２２）。 FIG. 9 is a flowchart for explaining another example of the image display method by the image display apparatus of the present invention. Here, an example of the image display method in the third embodiment will be described. First, the image display device determines whether or not the pixel (or block) to be processed is a predetermined area including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (step S21), and determines that this is the predetermined area. If it is (YES), an image signal obtained by interpolating the linearly interpolated image is output so that the motion compensation interpolation process by the FRC unit 10 is not partially performed (step S22).
また、ステップＳ２１において、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域以外であると判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０により動き補償画像を内挿した画像信号を出力する（ステップＳ２３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、表示パネルから表示出力する（ステップＳ１４）。 If it is determined in step S21 that the pixel (or block) to be processed is outside the predetermined area including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (in the case of NO), the FRC unit 10 An image signal obtained by interpolating the motion compensated image is output (step S23). The image signal with the frame frequency converted in this way is displayed and output from the display panel (step S14).
図１０は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第４の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域かどうかを判定し（ステップＳ３１）、この所定領域であると判定された場合（ＹＥＳの場合)、前或いは後フレーム画像を挿入した画像信号を出力することにより、ＦＲＣ部１０による動き補償内挿処理を部分的に行わないようにする（ステップＳ３２）。 FIG. 10 is a flowchart for explaining another example of the image display method by the image display apparatus of the present invention. Here, an example of the image display method in the above-described fourth embodiment will be described. First, the image display device determines whether the pixel (or block) to be processed is a predetermined region including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (step S31), and determines that this is the predetermined region. If it has been done (in the case of YES), the motion compensation interpolation process by the FRC unit 10 is not partially performed by outputting an image signal in which the previous or subsequent frame image is inserted (step S32).
また、ステップＳ３１において、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域以外であると判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０により動き補償画像を内挿した画像信号を出力する（ステップＳ３３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、表示パネルから表示出力する（ステップＳ３４）。 If it is determined in step S31 that the pixel (or block) to be processed is outside the predetermined region including the top and bottom or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (in the case of NO), the FRC unit 10 An image signal obtained by interpolating the motion compensation image is output (step S33). The image signal with the frame frequency converted in this way is displayed and output from the display panel (step S34).
図１１は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第５の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域かどうかを判定し（ステップＳ４１）、この所定領域であると判定された場合（ＹＥＳの場合)、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の強度を可変（弱く）する（ステップＳ４２）。 FIG. 11 is a flowchart for explaining another example of the image display method by the image display apparatus of the present invention. Here, an example of the image display method in the fifth embodiment will be described. First, the image display device determines whether or not the pixel (or block) to be processed is a predetermined region including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (step S41), and determines that this is the predetermined region. If it has been done (in the case of YES), the strength of the motion compensation processing in the FRC unit 10 is made variable (weak) (step S42).
また、ステップＳ４１において、処理対象の画素（或いはブロック）が表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域以外であると判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の強度を通常通り強くする（ステップＳ４３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、表示パネルから表示出力する（ステップＳ４４）。 If it is determined in step S41 that the pixel (or block) to be processed is outside the predetermined area including the upper and lower or left and right edges of the effective image displayed on the display panel (in the case of NO), the FRC unit 10 The intensity of the motion compensation process is increased as usual (step S43). The image signal with the frame frequency converted in this way is displayed and output from the display panel (step S44).
以上説明したように、本発明によれば、表示パネルに表示する有効画像の上下或いは左右端部を含む所定領域に対しては、少なくとも垂直、水平方向の動き補償処理を行わないようにするとともに、それ以外の領域に対しては、動き補償処理を施して表示出力することができるため、有効画像の端部近傍における画質劣化を効果的に抑制することが可能となる。 As described above, according to the present invention, at least vertical and horizontal motion compensation processing is not performed on a predetermined area including the top and bottom or left and right edges of an effective image displayed on the display panel. Since the other regions can be subjected to motion compensation processing and displayed and output, it is possible to effectively suppress image quality deterioration in the vicinity of the end portion of the effective image.
尚、上述の実施形態においては、表示パネルとして液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に本発明を適用した場合を代表例として説明したが、本発明は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動ディスプレイなどのホールド型の表示特性を有する画像表示装置全般に適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display device using a liquid crystal display panel as a display panel has been described as a representative example. However, the present invention is not limited to a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrophoretic display. The present invention can be applied to all image display devices having hold-type display characteristics such as.
また、以上の説明においては、本発明の画像処理装置及び方法に関する実施形態の一例について説明したが、これらの説明から、本画像処理方法をコンピュータによりプログラムとして実行する画像処理プログラム、及び、該画像処理プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録したプログラム記録媒体についても容易に理解することができるであろう。 In the above description, an example of an embodiment related to the image processing apparatus and method of the present invention has been described. From these descriptions, an image processing program for executing the image processing method as a program by a computer, and the image A program recording medium in which the processing program is recorded on a computer-readable recording medium can be easily understood.
１ 動き検出用フレームメモリ
２ 動きベクトル検出回路
３ ベクトル切り換え回路
４ 内挿ベクトル割付回路
５ 有効画像端部判定回路
６ 内挿ベクトルメモリ
７ 内挿画像生成用フレームメモリ
８ 内挿画像生成回路
９ 画像内挿回路
１０ フレームレート変換（ＦＲＣ）部
１１ 動きベクトル検出部
１２ 内挿フレーム生成部
１３ 液晶表示パネル
１４ 電極駆動部
２０ 切替部
２１ 経路
２２ 線形補間内挿処理部
２３ メモリ
３１ 補償強度可変部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame memory for motion detection 2 Motion vector detection circuit 3 Vector switching circuit 4 Interpolation vector allocation circuit 5 Effective image edge part determination circuit 6 Interpolation vector memory 7 Frame memory for interpolation image generation 8 Interpolation image generation circuit 9 In image Insertion circuit 10 Frame rate conversion (FRC) unit 11 Motion vector detection unit 12 Interpolation frame generation unit 13 Liquid crystal display panel 14 Electrode drive unit 20 Switching unit 21 Path 22 Linear interpolation interpolation processing unit 23 Memory 31 Compensation strength variable unit
Claims (8)
前記レート変換手段は、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記所定領域以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする画像表示装置。 Rate conversion means for converting the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating the image signal subjected to motion compensation processing between frames or fields of the input image signal, and outputting to the display panel An image display device comprising:
The rate conversion means reduces the intensity of the motion compensation processing for a predetermined area including an end portion of an effective image displayed on the display panel as compared with an area other than the predetermined area. Image display device.
前記レート変換手段は、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、
前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号の加重加算比率を大きくすることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 1,
The rate conversion means includes an interpolated image generation unit that generates an interpolated image signal by weighted addition of the image signal subjected to motion compensation processing and the image signal subjected to linear interpolation processing at a predetermined ratio. And
An image display device, wherein a weighted addition ratio of an image signal subjected to the linear interpolation processing is increased for a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel.
前記内挿画像生成部は、前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号を内挿画像信号とし、
それ以外の領域に対しては、前記動き補正処理を施した画像信号を内挿画像信号とすることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 2,
The interpolated image generation unit, for a predetermined region including an end portion of an effective image displayed on the display panel, an image signal subjected to the linear interpolation processing as an interpolated image signal,
An image display device characterized in that an image signal subjected to the motion correction processing is used as an interpolated image signal for other regions.
前記所定領域は、入力画像信号の動きの大きさに関する特徴量に応じて変化することを特徴とする画像表示装置。 In the image display device according to any one of claims 1 to 3,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the predetermined area changes in accordance with a feature amount relating to a magnitude of movement of the input image signal.
前記所定領域は、外部から設定変更可能であることを特徴とする画像表示装置。 In the image display device according to any one of claims 1 to 4,
An image display device characterized in that the predetermined area can be set and changed from the outside.
前記表示パネルに表示する有効画像の端部を含む所定領域に対しては、前記所定領域以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする画像表示方法。 An image having a step of converting the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating the image signal subjected to motion compensation between frames or fields of the input image signal and outputting the converted image signal to the display panel In the display method,
An image display method characterized in that the intensity of the motion compensation processing is reduced for a predetermined area including an edge portion of an effective image displayed on the display panel as compared with an area other than the predetermined area.
前記レート変換手段は、前記入力画像信号の有効画像領域における端部を含む所定領域に対しては、それ以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus provided with rate conversion means for converting the number of frames or fields of an input image signal by interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames or fields of the input image signal. And
The rate conversion means reduces the intensity of the motion compensation processing for a predetermined region including an end portion in an effective image region of the input image signal compared to other regions. apparatus.
前記入力画像信号の有効画像領域における端部を含む所定領域に対しては、それ以外の領域に比べて、前記動き補償処理の強度を小さくすることを特徴とする画像処理方法。 In an image processing method including a step of converting the number of frames or the number of fields of the input image signal by interpolating an image signal subjected to motion compensation processing between frames or fields of the input image signal.
An image processing method characterized in that the intensity of the motion compensation process is reduced for a predetermined area including an end portion in an effective image area of the input image signal as compared with other areas.
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