CN101518067B - 图像显示装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明可防止因运动补偿型的帧率变换(FRC)处理所引起的、如电影视频或游戏(CG)视频等那样的可能会多张相同图像连续的动图像的画质变差。图像显示装置具有通过将实施运动补偿处理后的图像信号内插到输入图像信号的帧间从而变换输入图像信号的帧数的FRC部(10)、及根据由用户选择出的画面风格模式来对各部进行控制的控制部(14)。FRC部(10)具有在输入图像信号的帧间检测运动矢量的运动矢量检测部(11e)、根据该运动矢量信息来将内插矢量分配到帧间的内插矢量评估部(11f)、根据该内插矢量来生成内插帧的内插帧生成部(12d)。控制部(14)在由用户选择出的画面风格模式为电影模式或游戏模式等预先决定的画面风格模式的情况下，通过将用运动矢量检测部(11e)检测出的运动矢量设置成0矢量，从而使FRC部(10)的运动补偿处理无效。

Description

图像显示装置及方法
技术领域
本发明涉及具有变换帧率或场率的功能的图像显示装置及方法，更详细而言，涉及可防止因运动补偿型的速率变换处理所引起的、可能会多张相同图像连续的动图像画质变差的图像显示装置及该装置中的图像显示方法。
背景技术
相对于以往主要用来实现动图像的阴极射线管(CRT：Cathode Ray Tube)，LCD(液晶显示器：Liquid Crystal Display)在显示存在运动的图像时，具有会使观看者感知到运动部分的轮廓模糊的所谓运动模糊的缺点。该运动模糊被指出是因LCD的显示方式其本身所引起的(例如，参照日本国专利第3295437号说明书；“石黑秀一，栗田泰市郎，‘关于利用8倍速CRT的保持发光型显示器的动态画质的探讨’，信学技报，社团法人电子信息通信学会，EID96-4(1996-06)，p.19-26”)。
在扫描电子束以使荧光体发光来进行显示的CRT中，各像素的发光虽有一些荧光体的余辉但实质上为脉冲状。将此称为脉冲型显示方式。另一方面，LCD中，通过向液晶施加电场而积蓄的电荷在下一次施加电场之前以比较高的比例被保持。特别是TFT方式的情况下，对构成像素的每一点设置有TFT开关，通常对各像素还设置有辅助电容，积蓄的电荷的保持能力极高。因此，像素在由基于下一帧或场(以下以帧为代表)的图像信息的电场施加而被重新写入之前持续发光。将此称为保持型显示方式。
上述那样的保持型显示方式中，由于图像显示光脉冲响应具有在时间上较宽的宽度，因此随着时间频率特性变差，空间频率特性也降低，从而产生运动模糊。即，由于人的视线是平滑地跟踪运动物体，因此若像保持型那样发光时间较长时，则会因时间积分效果使得图像运动看起来不流畅不自然。
为了改善上述的保持型显示方式中的运动模糊，已知有通过向帧间内插图像来变换帧率(帧数)的技术。此技术被称为FRC(帧率变换：Frame RateConverter)，在液晶显示装置等中已实用化。
以往在变换帧率的方法中具有只是多次反复读出同一帧、或利用帧间的直线内插(线性插值)的帧内插等各种方法(例如，参照山内达郎，“电视制式变换”，电视学会志，Vol.45，No.12，pp.1534-1543(1991))。然而，在利用线性插值的帧内插处理的情况下，会发生伴随着帧变换而来的运动的不自然(跳动、抖动)，并且无法充分改善因上述的保持型显示方式所引起的运动模糊干扰，使得画质不够好。
因此，为了消除上述跳动影响等来改善动态画质，提出使用运动矢量的运动补偿型的帧内插处理。根据该方案，由于是捕捉动图像其本身来补偿图像的运动，因此能够得到分辨率不变差、且不发生跳动的极为自然的动图像。进一步由于内插图像信号是经动态补偿后而形成的，因此能充分改善因上述的保持型显示方式所引起的运动模糊干扰。
上述的日本国专利第3295437号说明书中，披露了通过运动自适应地生成内插帧从而提高显示图像的帧频、用于改善成为运动模糊的原因的空间频率特性的降低的技术。该技术如下，即根据前后帧来运动自适应地形成内插到显示图像的帧间的至少一个内插图像信号，并将形成的内插图像信号内插到帧间来依次进行显示。
图1是表示现有的液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构的方框图，图中，FRC驱动显示电路的组成部分包括通过将实施运动补偿处理后的图像信号内插到输入图像信号的帧间从而变换输入图像信号的帧数的FRC部100、包含液晶层和用于将扫描信号及数据信号施加到该液晶层的电极的有源矩阵型液晶显示面板104、及用于根据经FRC部100帧率变换后的图像信号来驱动液晶显示面板104的扫描电极及数据电极的电极驱动部103。
FRC部100具有根据输入图像信号来检测运动矢量信息的运动矢量检测部101、及根据利用运动矢量检测部101得到的运动矢量信息来生成内插帧的内插帧生成部102。
上述结构中，运动矢量检测部101例如可使用后述的块匹配法或梯度法等来求出运动矢量信息，也可采用输入图像信号中以某种形式包含运动矢量信息的情况。例如也可采用如下结构，即用MPEG方式来压缩编码后的图像数据中包含编码时算出的动图像的运动矢量信息，以此来获取该运动矢量信息。
图2是用于说明图1所示的现有的FRC驱动显示电路中的帧率变换处理的图。FRC部100利用使用了由运动矢量检测部101输出的运动矢量信息的运动补偿来生成帧间的内插帧(图中带灰色的图像)，通过将该生成的内插帧信号与输入帧信号一起依次输出，从而进行将输入图像信号的帧率例如从每秒60帧(60Hz)变换成每秒120帧(120Hz)的处理。
图3是用于说明运动矢量检测部101及内插帧生成部102中的内插帧生成处理的图。运动矢量检测部101根据图3所示的例如帧#1和帧#2并利用梯度法等来检测运动矢量105。即，运动矢量检测部101通过测定在帧#1和帧#2的1/60秒之间朝哪个方向运动了多少从而求出运动矢量105。接着，内插帧生成部102使用求出的运动矢量105来将内插矢量106分配到帧#1和帧#2之间。根据该内插矢量106来使对象(这里是汽车)从帧#1的位置移动到1/120秒后的位置，从而生成内插帧107。
这样，使用运动矢量信息来进行运动补偿帧内插处理，通过提高显示帧频，从而能够使LCD(保持型显示方式)的显示状态接近于CRT(脉冲型显示方式)的显示状态，能改善因动图像显示时产生的运动模糊所致的画质变差。
这里，上述运动补偿帧内插处理中，为进行运动补偿，运动矢量的检测是不可或缺的。作为该运动矢量检测的代表性的方法，例如提出了块匹配法、梯度法等。这些方法中，在连续的两帧间对各像素或每一小区块检测运动矢量，使用该运动矢量来内插两帧间的内插帧的各像素或各小区块。即，通过对两帧间的任意位置的图像准确地进行位置补偿并内插，从而进行帧数的变换。
由于动图像其帧间的相关性较高且在时间轴方向上具有连续性，因此在某帧中移动的像素或区块在其之后的帧、或其之前的帧中也常常以相同的运动量进行移动。例如，在对小球从画面的右侧滚向左侧的状态进行拍摄的动图像的情况下，小球的区域不管在哪个帧中都以相同的运动量进行移动。即，在连续的帧间，运动矢量常常具有连续性。
由此，通过参照前一帧中的运动矢量检测结果，能更容易或更准确地对其下一帧中的运动矢量进行检测。例如，将梯度法改良后的迭代梯度法中使用如下方法，即对于被检测区块，将前一帧或当前帧中已检测出的附近区块的运动矢量作为初始偏移矢量，以此为起点重复进行梯度法的运算。根据该方法，只要重复梯度法两次左右便能够得到实质上准确的运动量。
另外，块匹配法中，也考虑参照前一帧中的运动矢量检测结果来改变搜索顺序等，进行高效的运动矢量检测。这样，在检测运动矢量时，通过利用已检测的运动矢量，例如能实时地进行帧率变换的处理。
作为视频信号源，除了通常的用电视摄像机拍摄的视频以外还存在电影视频、利用计算机制图技术(CG)的视频等。因此，NTSC制式或PAL制式的电视广播信号和视频光盘重放信号中常常包含电影或利用CG的视频信号。另外，随着近年来存储介质(例如DVD(数字通用光盘)、HD(硬盘)等)的存储容量的进步，以及传输方式的数字化，会有各种各样来源的视频信号混在一起的情况。
例如，通常的电影是每秒24格(帧)，在将其输出到帧率为60Hz的显示器的情况下，对帧率为24Hz的视频进行2-3下拉处理，通过每两格每三格交替地输出相同的图像，来变换成帧率为60Hz的视频信号并输出。
另外，在将每秒30格(帧)的电影或利用CG的动画和游戏视频输出到帧率为60Hz的显示器的情况下，对帧率为30Hz的视频进行2-2下拉处理，通过每两格输出相同的图像，来变换成帧率为60Hz的视频信号并输出。进一步在将每秒24格(帧)的电影输出到帧率为50Hz的显示器的情况下，对帧率为24Hz的视频进行2-2下拉处理，每两格输出相同的图像。
这样，电影或利用CG的动画和游戏视频等中，原图像的帧率为60Hz以下的情况较多，通过连续输出多张相同的图像从而作为60Hz的视频信号进行显示输出。
对于上述的每秒24格(帧)的电影的情况使用图4进行说明。图4中的帧#1至帧#10表示利用2-3下拉处理将24Hz的电影视频变换成60Hz的图像序列。帧#1和帧#2、帧#3至帧#5、帧#6和帧#7、帧#8至帧#10分别为相同的图像。
如上述那样，存在输出多张相同图像的情况的视频中，各帧间的运动矢量的连续性受损。例如图4中，考虑是拍摄某一运动物体的视频的情况。由于帧#5和帧#6是不同的图像，因此在其间检测出运动矢量，但由于下一帧#6和帧#7是相同的图像，因此检测出的运动矢量应全部为0。进一步由于下一帧#7和帧#8是不同的图像，因此在其间检测出运动矢量。
这样，若考虑图4中的帧#5开始至帧#7为止的连续的帧中的运动矢量，则以“有运动矢量”、“运动矢量0”、“有运动矢量”的顺序混在一起，相邻的各帧间的运动矢量不存在连续性。
在对这样的存在输出多张相同图像的情况的视频施行如上所述的通过参照前一帧中的运动矢量检测结果来进行其下一帧中的运动矢量检测的处理的情况下，存在下述问题，即由于各帧间的运动矢量不存在连续性，因此会在运动矢量的检测中产生差错。
若用上述的例子来说明，则因图4的帧#6和帧#7是相同的图像，故检测出的运动矢量应全为0，但由于其前一帧#5和帧#6之间的运动矢量不为0，因此通过参照该运动矢量可能会错误地检测出不为0的矢量。
另外，因帧#7和帧#8是不同的图像，故在其间也应检测出运动矢量，但由于其前一帧#6和帧7之间的运动矢量为0，因此通过参照该运动矢量可能会错误地检测出0矢量。而且，会有因这样的对运动矢量的误检测而导致显示视频的画质变差的问题。
在这种图像显示装置中，由于通常对应于视听环境或音像制品来设定调整显示图像的画质，因此具有多种用户能选择的画面风格模式。例如，一般设有设定成清晰的标准图像的“标准(标准)模式”、调整成鲜明且具有一定对比度的图像的“动态模式”、对于电影等视频调整成抑制对比度感而容易看见较暗视频的图像的“电影(影院、剧场)模式”、对于电视游戏等视频调整成抑制亮度而对人眼柔和的图像的“游戏模式”等。
对应于这些画面风格模式的每一模式，预先存储有与画面的亮度、浓淡、黑电平、颜色浓度、色彩、轮廓强调(锐度)等相关的调整值，用户通过选择所要的画面风格模式，能简单且迅速地进行与视听环境和音像制品对应的合适的画质调整。例如，在观赏电影节目或音像制品时，用户通过选择“电影(影院、剧场)模式”，能够进行适合电影视听的画质调整。
因而，在由用户选择出“电影(影院、剧场)模式”或“游戏模式”等画面风格模式的状态下，输入如电影视频或CG视频等那样的会有连续多张图像都相同的情况的动图像，因上述理由而导致显示视频的画质变差的可能性较高。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够防止因运动补偿型的帧率变换(FRC)处理所引起的、如电影视频或游戏(CG)视频等那样的可能会多张相同图像连续的动图像画质变差的图像显示装置及方法。
本申请的第1发明是一种图像显示装置，具有速率变换单元，该速率变换单元通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其中，该图像显示装置具有模式设定单元，该模式设定单元让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式，所述速率变换单元具有内插图像生成部，该内插图像生成部根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，不对实施所述运动补偿处理而生成的图像信号进行内插。
本申请的第2发明的特点为，所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将使所述内插图像生成部中的运动补偿处理无效而生成的图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
本申请的第3发明的特点为，所述内插图像生成部具有：运动矢量检测部，该运动矢量检测部在所述输入图像信号中包含的连续的帧间或场间检测运动矢量信息；及内插矢量分配部，该内插矢量分配部根据该检测出的运动矢量信息来将内插矢量分配到所述帧间或所述场间。
本申请的第4发明的特点为，所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将用所述运动矢量检测部检测出的运动矢量设置成0矢量，从而使所述运动补偿处理无效。
本申请的第5发明的特点为，所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将用所述内插矢量分配部分配的运动矢量设置成0矢量，从而使所述运动补偿处理无效。
本申请的第6发明的特点为，该图像显示装置在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，不将实施所述运动补偿处理而生成的内插图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，不变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第7发明的特点为，设能对显示图像信号的显示面板的驱动频率进行更改，具有在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下、将所述显示面板的驱动频率从利用所述速率变换单元变换后的帧频或场频更改成所述输入图像信号的帧频或场频的单元。
本申请的第8发明的特点为，所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将未实施运动补偿处理的图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第9发明的特点为，所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间插入该帧或场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第10发明的特点为，所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间内插对该帧或场的图像信号实施线性插值处理后的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第11发明的特点为，所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将预先决定的单色图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第12发明的特点为，所述预定的画面风格模式是电影模式。
本申请的第13发明的特点为，所述预定的画面风格模式是游戏模式。
本申请的第14发明的特点为，所述速率变换单元是将所述输入图像信号的帧频或场频变换成整数倍的单元。
本申请的第15发明是一种图像显示方法，具有速率变换步骤，该速率变换步骤通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其中，具有让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式的步骤，所述速率变换步骤具有内插图像生成步骤，该内插图像生成步骤根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，在由所述用户设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，不对实施所述运动补偿处理而生成的图像信号进行内插。
本申请的第16发明的特点为，所述速率变换步骤在由设定模式的步骤设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将使所述内插图像生成步骤中的运动补偿处理无效而生成的图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
本申请的第17发明的特点为，在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，不将实施所述运动补偿处理而生成的内插图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，不变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第18发明的特点为，所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间插入该帧或场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第19发明的特点为，所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间内插对该帧或场的图像信号实施线性插值处理后的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第20发明的特点为，所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将预先决定的单色图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
本申请的第21发明是一种图像显示装置，具有速率变换单元，该速率变换单元通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其中，该图像显示装置具有模式设定单元，该模式设定单元让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式，所述速率变换单元具有内插图像生成部，该内插图像生成部根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，将降低所述运动补偿处理的补偿强度而生成的内插图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
本申请的第22发明的特点为，所述内插图像生成部通过以预定的比率对实施运动补偿处理后的图像信号、和未实施运动补偿处理的图像信号进行加权求和从而生成内插图像信号，在由所述图像显示装置判定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，改变所述加权求和比率。
本申请的第23发明的特点为，所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将未实施所述运动补偿处理的图像信号作为内插图像信号，在由所述模式设定单元设定的画面风格模式不是所述预定的画面风格模式的情况下，将实施所述运动补偿处理后的图像信号作为内插图像信号，
本申请的第24发明的特点为，所述内插图像生成部使用在所述输入图像信号的帧间或场间实施线性插值处理后的图像信号作为未实施所述运动补偿处理的图像信号。
本申请的第25发明的特点为，所述预定的画面风格模式是电影模式。
本申请的第26发明的特点为，所述预定的画面风格模式是游戏模式。
本申请的第27发明是一种图像显示方法，具有速率变换步骤，该速率变换步骤通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其中，具有让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式的步骤，所述速率变换步骤具有内插图像生成步骤，该内插图像生成步骤根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，在由所述用户设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，将降低所述运动补偿处理的补偿强度而生成的内插图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
根据本发明，在由用户选择出该图像显示装置中设定的多个画面风格模式中、预先决定的预定的画面风格模式(电影模式或游戏模式)的情况下，通过不进行利用运动补偿的内插处理，从而能够有效地防止显示图像的画质变差。
附图说明
图1是表示现有的液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构的方框图。
图2是用于说明图1所示的现有的FRC驱动显示电路中的帧率变换处理的图。
图3是用于说明运动矢量检测部及内插帧生成部中的内插帧生成处理的图。
图4是用于说明利用2-3下拉处理将24Hz的电影变换成60Hz的情况的图像序列的图。
图5是表示本发明的图像显示装置具有的帧率变换部的结构例的方框图。
图6是用于说明帧生成部中的内插帧生成处理的一个例子的图。
图7是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图8是用于说明本发明的实施方式1的液晶显示装置的各画面风格模式的选择切换顺序的图。
图9是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图10是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图11是表示本发明的实施方式3的输入数据和输出数据的关系的图。
图12是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图13是表示本发明的实施方式4的输入数据和输出数据的关系的图。
图14是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图15是表示本发明的实施方式5的输入数据和输出数据的关系的图。
图16是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图。
图17是表示本发明的实施方式6的输入数据和输出数据的关系的图。
图18是表示本发明的实施方式7的FRC部的主要部分结构例的方框图。
图19是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的一个例子的方框图。
图20是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的其它例子的方框图。
图21是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的其它例子的方框图。
标号说明
10、100…帧率变换(FRC)部，11…矢量检测部，11a…亮度信号提取部，11b…预处理滤波器，11c…运动检测用帧存储器，11d…初始矢量存储器，11e、101…运动矢量检测部，11f…内插矢量评估部，12…帧生成部，12a…内插用帧存储器，12b、102…内插帧生成部，12c…时基变换用帧存储器，12d…时基变换部，12e…补偿强度改变部，13…遥控器光接收部，14…控制部，15…画质调整部，16…切换部，17…0矢量，18、103…电极驱动部，19、104…液晶显示面板，20…路径，21…存储器，22…线性插值内插处理部，23…黑电平信号插入处理部，105…运动矢量，106…内插矢量，107…内插帧。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明优选的图像显示装置的实施方式。此外，本发明不管对于场信号及内插场信号还是帧信号及内插帧信号都可适用，但由于两者(场和帧)之间存在相似的关系，因此以帧信号及内插帧信号作为代表例来进行说明。
图5是表示本发明的图像显示装置具有的运动补偿型帧率变换部的结构例的方框图，图中，10是帧率变换部(以下称为FRC部)，该FRC部10相当于本发明的速率变换单元，由在输入图像信号中包含的两个连续的帧间检测运动矢量的矢量检测部11、及根据检测出的运动矢量来生成内插帧(内插图像)的帧生成部12来构成。此外，矢量检测部11以在运动矢量检测中使用了迭代梯度法的情况为例进行示出，但不限于该迭代梯度法，也可使用块匹配法等。
这里，由于迭代梯度法的特点为能以区块为单位来检测运动矢量，因此能够检测多种运动量，另外对于小区域的动态物体也能够检测运动矢量。另外，电路结构与其它方式(块匹配法等)相比还能够以小规模来实现。该迭代梯度法中采用如下方法，即对于被检测区块，将已检测出的附近区块的运动矢量作为初始偏移矢量，以此为起点重复进行梯度法的运算。根据该方法，只要重复梯度法两次左右便能够得到实质上准确的运动量。
图5中，矢量检测部11的组成部分包括根据输入图像信号(RGB信号)来提取亮度信号(Y信号)的亮度信号提取部11a、将提取出的Y信号通过低通滤波器来用于限制高频部的频域的预处理滤波器11b、运动检测用帧存储器11c、用于存储初始矢量候补的初始矢量存储器11d、使用迭代梯度法来检测帧间的运动矢量的运动矢量检测部11e、及根据检测出运动矢量来将内插矢量分配到帧间的内插矢量评估部11f。
此外，FRC部10相当于本发明的速率变换单元，运动矢量检测部11e相当于本发明的运动矢量检测部，内插矢量评估部11f相当于本发明的内插矢量分配部。
由于上述迭代梯度法的运算使用像素的微分分量，因此易受噪声的影响，另外，若检测区块内的梯度的变化量较多则运算误差变大，因此在预处理滤波器11b中预先通过低通滤波器来限制高频部的频域。初始矢量存储器11d中预先存储在过去的帧中已检测出的运动矢量(初始矢量候补)以作为初始矢量候补。
运动矢量检测部11e从存储在初始矢量存储器11d内的初始矢量的候补中选择与被检测区块的运动矢量最接近的运动矢量以作为初始矢量。即，利用块匹配法从被检测区块附近的区块中的已检测运动矢量(初始矢量候补)中选择初始矢量。然后，运动矢量检测部11e将选择出的初始矢量作为起点，利用梯度法运算来检测前一帧和当前帧间的运动矢量。
内插矢量评估部11f对利用运动矢量检测部11e检测出的运动矢量进行评估，根据该评估结果将最佳的内插矢量分配到帧间的内插区块，输出到帧生成部12。
帧生成部12的组成部分包括用于存储两个输入帧(前一帧、当前帧)的内插用帧存储器12a、根据来自内插用帧存储器12a的两个输入帧和来自内插帧评估部11f的内插矢量来生成内插帧的内插帧生成部12b、用于存储输入帧(前一帧、当前帧)的时基变换用帧存储器12c、及将来自内插帧生成部12b的内插帧插入到来自时基变换用帧存储器12c的输入帧以生成输出图像信号(RGB信号)的时基变换部12d。
此外，内插帧生成部12b相当于本发明的内插图像生成部，时基变换部12d相当于本发明的图像内插部。
图6是用于说明帧生成部12中的内插帧生成处理的一个例子的图。内插帧生成部12b将分配到内插区块的内插矢量V延伸到前一帧、当前帧，使用与各帧之间的交点附近的像素来对内插区块内的各像素进行插值。例如，在前一帧F1中利用附近3点来算出A点的亮度。在当前帧F2中利用附近3点来算出B点的亮度。在内插帧F12中根据A点和B点的亮度对P点的像素进行插值。P点的亮度例如也可为A点的亮度和B点的亮度的平均值。
如上述那样生成的内插帧F12被发送到时基变换部12d。时基变换部12d将内插帧F12夹在前一帧F1、当前帧F2之间，来进行变换帧率的处理。这样，利用FRC部能够将输入图像信号(60帧/秒)变换成经运动补偿后的输出图像信号(120帧/秒)，通过将其输出到显示面板，能减小运动模糊以改善动态画质。此外，这里说明将60帧/秒的输入图像信号帧率变换成120帧/秒(2倍)的输出图像信号的情况，但当然也可适用于例如得到90帧/秒(1.5倍)、180帧/秒(3倍)的输出图像信号的情况。
本发明的图像显示装置具有图5所示的FRC部10，其主要目的在于，在输入图像信号为电影视频或CG视频那样因2-3下拉处理或2-2下拉处理而可能会多张相同图像连续的图像信号的情况下，对于整个画面(全画面)使FRC部中的运动补偿处理无效，来防止因FRC处理所引起的画质变差。此外，本发明能适用于所有包括液晶显示器、有机电致发光显示器、电泳显示器等具有保持型显示特性的图像显示装置的情况，以下的各实施方式中，将对使用了液晶显示面板以作为显示面板的液晶显示装置采用本发明的情况作为代表例来进行说明。
本发明的实施方式1为，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，为了使FRC部10的运动补偿处理无效，将运动矢量检测部11e的输出强制性地设置成0矢量。
图7是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、0矢量部17、电极驱动部18、及液晶显示面板19。切换部16被设置在FRC部10内的运动矢量检测部11e和内插矢量评估部11f之间，按照来自控制部14的指示，将来自运动矢量检测部11e的运动矢量切换成0矢量17。
遥控器光接收部13接收从未图示的遥控器(遥控器装置)传送来的遥控器信号后输出到控制部14。控制部14通过分析用遥控器光接收部13接收到的遥控器信号，从而根据用户的操作指示来对各部进行控制。这里，本实施方式的液晶显示装置中，作为画面风格模式设定有“标准模式”、“动态模式”、“电影模式”、“游戏模式”，用户通过操作遥控器(未图示)，从而能指示选择任一种画面风格模式。
控制部14分析用遥控器光接收部13接收到的遥控器信号，在由用户指示选择画面风格模式的情况下，对应于该画面风格模式将存储有的画面的亮度、浓淡、黑电平、颜色浓度、色彩、轮廓强调(锐度)等调整值输出到画质调整部15。画质调整部15根据来自控制部14的输出，来对输入图像信号实施预定的画质调整。
例如在观赏电影节目或音像制品时，用户操作遥控器(未图示)，通过选择“电影模式”从而能够进行适合于电影观赏的画质调整。同样地，在观赏电视游戏时，通过选择“游戏模式”从而能够进行适合于电视游戏观赏的画质调整。即，可以说用户在选择“电影模式”的情况下输入电影视频、在选择“游戏模式”的情况下输入游戏(CG)视频的可能性较高。
此外，本实施方式中，如图8所示，每按下设置在遥控器(未图示)的画面风格模式选择按钮能以“标准模式”→“动态模式”→“电影模式”→“游戏模式”→“标准模式”→…的顺序切换画面风格模式，但画面风格模式的选择操作方法不限于此。
液晶显示面板19是具有液晶层和用于将扫描信号及数据信号施加到该液晶层的电极的有源矩阵型液晶显示器。电极驱动部18是用于根据经FRC部10帧率变换后的图像信号来驱动液晶显示面板19的扫描电极及数据电极的显示驱动器。控制部4具有用于控制上述各部的CPU，并进行控制使得在判定由用户选择出的画面模式是预先决定的预定的画面风格模式的情况下，使FRC部10中的运动补偿处理无效。
液晶显示面板19的驱动频率成为经FRC部10变换后的帧频。因而，在以60Hz的帧频输入的图像信号经FRC部10被变换成120Hz的帧频的情况下，液晶显示面板19的驱动频率成为120Hz。但是，在不进行利用FRC处理的帧频变换的情况下、即将输入图像信号原样显示输出的情况下，液晶显示面板19的驱动频率成为输入图像信号的帧频。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，由于输入电影视频或CG视频的可能性较高，因此控制部14将切换部16切换到0矢量17侧，将用运动矢量检测部11e检测出的运动矢量强制性地替换成0矢量。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”以外的模式(这里为“标准模式”或“动态模式”)的情况下，将切换部16切换到运动矢量检测部11e侧，将用运动矢量检测部11e检测出的运动矢量输入到内插矢量评估部11f。
这样，在通常的动图像显示时能够利用运动补偿型的FRC处理来改善动态画质，并且在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，通过将运动矢量设置成0矢量以使运动补偿处理无效，从而消除因图像运动的不连续性所致的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。
本发明的实施方式2为，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，为了使FRC部10的运动补偿处理无效，将来自内插矢量评估部11f的内插矢量设置成0矢量，使得不产生不同位置的像素间的内插。
图9是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、0矢量部17、电极驱动部18、及液晶显示面板19。切换部16被设置在FRC部10内的内插矢量评估部11f和内插帧生成部12b之间，按照来自控制部14的指示，将来自内插矢量评估部11f的内插矢量切换成0矢量17。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，由于输入电影视频或CG视频的可能性较高，因此控制部14将切换部16切换到0矢量17侧，将用内插矢量评估部11f分配的内插矢量设置成0矢量。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，将切换部16切换到内插矢量评估部11f侧，将用内插矢量评估部11f分配的内插矢量输入到内插帧生成部12b。
这样，在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，通过将内插矢量强制性地设置成0矢量以使运动补偿处理无效，从而消除因图像运动的不连续性所引起的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。
本发明的实施方式3为，设置用于绕开FRC部10的路径，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，将输入图像信号输入到迂回路径侧，对应于该输入图像信号的帧频来更改液晶显示面板19的驱动频率。即，在选择出预先决定的预定的画面风格模式的情况下，切换成不进行帧率变换，而将输入图像信号原样显示输出到液晶显示面板19。
图10是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、以及用于绕开FRC部10的路径20。切换部16被设置在FRC部10的前级，按照来自控制部14的指示，来切换是将输入图像信号输入到FRC部10还是输入到路径20。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，控制部14将切换部16切换到路径20侧，以绕开FRC部10。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，将切换部16切换到FRC部10侧，对于输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。此外，也可采用如下结构，即将切换部16设置在FRC部10的后级，来切换FRC部10的输出信号和路径20的输出信号，输出到液晶显示面板19。
本实施方式中，控制部14能更改液晶显示面板19的驱动频率，在选择出“电影模式”或“游戏模式”的情况下，将输入图像信号输入到路径20侧，对应于该输入图像信号的帧频来更改液晶显示面板19的驱动频率。
图11是表示本发明的实施方式3的输入数据和输出数据的关系的图。图11(A)表示输入到路径20的输入数据，图11(B)表示来自路径20的输出数据。如图11(A)所示，在将输入图像信号(输入数据)以60Hz的帧频输入到路径20的情况下，每一帧的显示时间约为16.7ms。控制部15控制作为显示驱动器的电极驱动部18，将液晶显示面板19的驱动频率从120Hz更改成60Hz，使上述输入数据如图11(B)所示以60Hz原样不变且不进行帧率变换地从路径20输出。
液晶显示面板19由于以驱动频率60Hz来显示未经帧数变换而从路径20输出的帧，因此此时的每一帧的显示时间约为16.7ms不变。
这样，在通常的动图像显示时能够利用运动补偿型的FRC处理来改善动态画质，并且在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，通过绕开FRC处理以禁止帧率变换本身，从而消除因图像运动的不连续性所引起的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。
本发明的实施方式4为，设置用于绕开FRC部10的路径，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，将输入图像信号输入到迂回路径侧，并将该输入图像信号存储到路径上的存储器中，从存储器中多次高速重复读出同一帧的图像信号，来进行帧率变换。即，在选择出预先决定的预定的画面风格模式的情况下，切换成不进行运动补偿的帧率变换，而是通过高速连续输出输入图像信号来进行帧率变换后，显示输出到液晶显示面板19。
图12是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、用于绕开FRC部10的路径20、以及路径20上的存储器21。切换部16被设置在FRC部10的前级，按照来自控制部14的指示，来切换是将输入图像信号输入到FRC部10还是输入到路径20。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，控制部14将切换部16切换到路径20侧，以绕开FRC部10的处理，将输入图像信号存储到存储器21。此后，从存储器21中多次重复读出同一帧以进行帧插入处理。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，将切换部16切换到FRC部10侧，对于输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。此外，也可采用如下结构，即将切换部16设置在FRC部10的后级，来切换FRC部10的输出信号和路径20的输出信号，输出到液晶显示面板19。
本实施方式中，不更改液晶显示面板19的驱动频率，使其为120Hz不变。控制部14及存储器21构成如下单元，即在选择出“电影模式”或“游戏模式”的情况下，向输入图像信号的帧间插入其前一帧或后一帧的图像信号，从而变换该输入图像信号的帧数。即，使得输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)一直是相同的。
图13是表示本发明的实施方式4的输入数据和输出数据的关系的图。图13(A)表示输入到路径20的输入数据，图13(B)表示来自路径20的输出数据。如图13(A)所示，在将输入图像信号(输入数据)以60Hz的帧频输入到路径20的情况下，每一帧的显示时间约为16.7ms。上述输入数据被暂时存储到存储器21中，如图13(B)所示，从存储器21中输出以2倍速度重复读出的帧的图像信号(图中帧A)。
液晶显示面板19以驱动频率120Hz来显示被插入同一帧的图像信号的输出数据。此外，由于是通过重复读出同一帧两次来变换帧数，因此此时的每一帧的显示时间约为8.3ms。
这样，通过使得在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，不对输入图像信号进行利用运动补偿的内插处理，从而消除因图像的不连续性所致的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。而且在此情况下，由于是重复读出同一帧来进行帧率变换，因此无需更改液晶显示面板19的驱动频率。
本发明的实施方式5为，设置用于绕开FRC部10的路径，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，将输入图像信号输入到迂回路径侧，并将该输入图像信号输入到路径上的线性插值内插处理部中，来内插实施线性插值后的图像信号。即，在选择出预先决定的预定的画面风格模式的情况下，切换成不进行利用运动补偿的内插处理，而是通过实施线性内插处理来进行帧率变换。
图14是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、用于绕开FRC部10的路径20、以及路径20上的线性插值内插处理部22。切换部16被设置在FRC部10的前级，按照来自控制部14的指示，来切换是将输入图像信号输入到FRC部10还是输入到路径20。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，控制部14将切换部16切换到路径20侧，以绕开FRC部10，将输入图像信号输入到线性插值内插处理部22。线性插值内插处理部22在帧间插入实施线性插值处理后的内插帧。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，将切换部16切换到FRC部10侧，对于输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。此外，也可采用如下结构，即将切换部16设置在FRC部10的后级，来切换FRC部10的输出信号和线性插值内插处理部22的输出信号，输出到液晶显示面板19。
本实施方式中，不更改液晶显示面板19的驱动频率，使其为120Hz不变。即，使得输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)一直是相同的。线性插值内插处理部22构成如下单元，即在选择出“电影模式”或“游戏模式”的情况下，通过将实施线性插值处理后的图像信号内插到输入图像信号的帧间，从而变换该输入图像信号的帧数。此外，线性插值处理是指，如上述文献(山内达郎，“电视制式变换”，电视学会志，Vol.45，No.12，pp.1534-1543(1991))所记载的，根据前一帧的信号和当前帧的信号利用帧内插比α的线性插值来得到内插帧。
图15是表示本发明的实施方式5的输入数据和输出数据的关系的图。图15(A)表示输入到路径20的输入数据，图15(B)表示来自路径20的输出数据。如图15(A)所示，在将输入图像信号(输入数据)以60Hz的帧频输入到路径20的情况下，每一帧的显示时间约为16.7ms。上述输入数据被输入到线性插值内插处理部22，如图15(B)所示，在帧间(这里为帧A、帧B间)内插被实施线性插值处理后的图像信号(图中帧A+B)后输出。
液晶显示面板19以驱动频率120Hz来显示被内插实施线性插值处理后的图像信号的输出数据。此外，由于是利用实施线性插值处理后的图像信号的内插来变换帧数，因此此时的每一帧的显示时间约为8.3ms。
这样，通过使得在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，不对输入图像信号进行利用运动补偿的内插处理，从而消除因图像的不连续性所致的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。而且在此情况下，由于是内插实施线性插值处理后的图像信号来进行帧率变换，因此无需更改液晶显示面板19的驱动频率。
本发明的实施方式6为，设置用于绕开FRC部10的路径，在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，将输入图像信号输入到迂回路径侧，并将该输入图像信号输入到路径上的黑电平信号插入处理部中，来插入黑电平信号等预先决定的单色图像信号。即，在选择出预先决定的预定的画面风格模式的情况下，切换成不进行利用运动补偿的内插处理，而是通过实施单色图像插入处理来进行帧率变换。
图16是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的主要部分结构例的方框图，液晶显示装置的组成部分包括FRC10、遥控器光接收部13、控制部14、画质调整部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、用于绕开FRC部10的路径20、以及路径20上的黑电平信号插入处理部23。切换部16被设置在FRC部10的前级，按照来自控制部14的指示，来切换是将输入图像信号输入到FRC部10还是输入到路径20。
在由用户选择出的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，控制部14将切换部16切换到路径20侧，以绕开FRC部10，将输入图像信号输入到黑电平信号插入处理部23。黑电平信号插入处理部23例如使用存储器将输入图像信号在时间轴上压缩(帧率变换)，并将黑电平信号等预先决定的单色图像信号插入到输入帧间。另外，在由用户选择出的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，将切换部16切换到FRC部10侧，对于输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。此外，也可采用如下结构，即将切换部16设置在FRC部10的后级，来切换FRC部10的输出信号和黑电平信号插入处理部23的输出信号，输出到液晶显示面板19。
本实施方式中，不更改液晶显示面板19的驱动频率，使其为120Hz不变。即，使得输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)一直是相同的。黑电平信号插入处理部23构成如下单元，即在选择出“电影模式”或“游戏模式”的情况下，通过将黑电平信号等预先决定的单色图像信号插入到输入图像信号的帧间，从而变换该输入图像信号的帧数。另外，作为黑电平信号插入处理的其它实施方式，也可采用如下结构，即利用电极驱动部18在预定期间(本例的情况为1/120秒)向液晶显示面板19施加黑写入电压。
图17是表示本发明的实施方式6的输入数据和输出数据的关系的图。图17(A)表示输入到路径20的输入数据，图17(B)表示来自路径20的输出数据。如图17(A)所示，在将输入图像信号(输入数据)以60Hz的帧频输入到路径20的情况下，每一帧的显示时间约为16.7ms。上述输入数据被输入到黑电平信号插入处理部23，如图17(B)所示，在帧间(这里为帧A、帧B间)插入黑电平信号(图中带黑色的帧)后输出。
这样，通过将黑图像信号插入到输入图像信号的各帧间，可改善因运动模糊所致的画质变差，而且也不会发生因运动补偿的差错所致的画质变差，但此情况下，为了补偿因图像显示期间的缩短所致的显示亮度的降低，需要提高设于液晶面板19的背面的背光源(未图示)的发光亮度。
液晶显示面板19以驱动频率120Hz来显示被插入黑电平信号后的输出数据。此外，由于是利用黑电平信号的插入来变换帧数，因此此时的每一帧的显示时间约为8.3ms。
这样，通过使得在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，不对输入图像信号进行利用运动补偿的内插处理，从而消除因图像的不连续性所致的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。而且在此情况下，由于是插入单色图像信号来进行帧率变换，因此无需更改液晶显示面板19的驱动频率。另外，此时还能维持动态画质改善效果。
此外，除上述实施方式以外也可使得，例如在选择出电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式的情况下，将输入帧的原图像以预定的亮度比分割成多个帧图像来进行帧率变换，从而可防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差，并且维持动态画质改善效果。
本发明的实施方式7采用如下结构，即在由用户选择出该液晶显示装置中设定的多个画面风格模式中、例如电影模式或游戏模式等预定的画面风格模式时，使内插帧生成部中的运动补偿处理的补偿强度改变。具体来讲，具有通过将实施运动补偿处理后的图像信号和实施线性插值处理后的图像信号以预定的比率加权求和从而生成内插帧的内插帧生成部，在选择预定的画面风格模式时，改变加权求和比率。
图18是表示本发明的实施方式7的FRC部10的主要部分结构例的方框图，FRC部10的帧生成部12的组成部分包括内插用帧存储器12a、内插帧生成部12b、使FRC部10中的运动补偿处理的补偿强度改变的补偿强度改变部12e。图中，V表示内插矢量，α表示帧内插比，β表示补偿强度(加权求和比率)。
一般作为帧内插处理的方法已知有利用两帧间的线性插值内插的帧内插、以及使用运动矢量的帧内插(运动补偿内插)。前者是根据前一帧的信号和当前帧的信号利用帧内插比α的线性插值来得到内插帧的方法。因而，若使用该线性插值内插，能够防止因FRC处理的运动补偿的差错所致的画质变差。
另一方面，后者为了根据前一帧和当前帧来得到内插帧而采用如下方法，即根据前一帧图像和当前帧图像间的运动矢量来检测内插矢量V，利用将前一帧图像移动以帧内插比α分割该值(内插矢量V)后的αV的大小后的信号、以及将当前帧图像移动(1-α)V后的信号之间的加权求和来得到内插帧。若使用该运动补偿内插，由于是捕捉动图像其本身来进行补偿，因此能够得到分辨率不变差的良好的画质，但该处理会引起下拉视频的画质变差。
因此，本实施方式中，对帧生成部12设置补偿强度改变部12e。该补偿强度改变部12e在由用户选择的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，改变加权求和比率β。该加权求和比率β是对实施运动补偿处理后的图像信号和实施线性插值处理后的图像信号进行加权求和时的比率。本实施方式的内插帧生成部12b按照该加权求和比率β对线性插值内插和运动补偿内插进行加权求和来生成内插帧。
例如，补偿强度改变部12e在由用户选择的画面风格模式为“电影模式”或“游戏模式”的情况下，设加权求和比率β为0，将实施线性插值处理后的图像信号作为内插帧来防止因运动补偿的差错所致的画质变差。另一方面，在由用户选择的画面风格模式为“标准模式”或“动态模式”的情况下，设加权求和比率β为1，将实施运动补偿处理后的图像信号作为内插帧来使动图像的画质更加良好。
另外，因可任意地来改变设定加权求和比率β，故也可将其设定成0～1的接近中间的值。由此，能够控制使得既在内插帧图像中进行运动补偿，又抑制因运动补偿的差错所致的画质变差，从而能适当地对因运动模糊所致的画质变差和因运动补偿的差错所致的画质变差双方进行改善。
这样，在输入电影或游戏(CG)等那样可能会多张相同图像连续的动图像的情况下，由于能够改变FRC中的运动补偿处理的补偿强度(能够减弱)，因此可减小因图像的不连续性所致的运动矢量的检测差错、运动补偿的差错等的影响，能够有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质变差。
图19是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的一个例子的方框图。这里，以上述的实施方式1中的图像显示方法为例进行说明。首先，图像显示装置根据接收到的遥控器信号来判定由用户选择出的画面风格模式是否为“电影模式”(步骤S1)，在判定为是“电影模式”的情况下(是的情况)，通过将运动矢量或内插矢量设置成0矢量，来使FRC部10的运动补偿处理无效(步骤S2)。另外，步骤S1中，在判定为由用户选择出的画面风格模式不是“电影模式”的情况下(否的情况)，判定由用户选择出的画面风格模式是否为“游戏模式”(步骤S3)。
步骤S3中，在判定为是“游戏模式”的情况下(是的情况)，通过将运动矢量或内插矢量设置成0矢量，来使FRC部10的运动补偿处理无效(步骤S2)，在判定为不是“游戏模式”的情况下(否的情况)，则如通常那样执行FRC部10的运动补偿处理(步骤S4)。以此来将变换帧频后的图像信号从液晶显示面板19显示输出(步骤S5)。
图20是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的其它例子的方框图。这里，以上述的实施方式2至6中的图像显示方法为例进行说明。首先，图像显示装置根据接收到的遥控器信号来判定由用户选择出的画面风格模式是否为“电影模式”(步骤S11)，在判定为是“电影模式”的情况下(是的情况)，绕开FRC部10的运动补偿帧内插处理，将输入图像信号输入到别的路径20(步骤S12)。
这里，在迂回的路径20中，例如进行下述处理，或者施行实施线性插值处理后的图像信号的帧间内插、同一帧的图像信号的帧间插入、黑电平信号等预先决定的单色图像信号的帧间插入的某一种处理来输出进行帧率变换后的图像信号，或者将输入图像信号原样输出以更改液晶显示面板19的驱动频率。
另外，步骤S11中，在判定为由用户选择出的画面风格模式不是“电影模式”的情况下(否的情况)，判定由用户选择出的画面风格模式是否为“游戏模式”(步骤S13)。步骤S13中，在判定为是“游戏模式”的情况下(是的情况)，绕开FRC部10的运动补偿帧内插处理，将输入图像信号输入到别的路径20(步骤S12)，并例如进行下述处理，或者施行实施线性插值处理后的图像信号的帧间内插、同一帧的图像信号的帧间插入、黑电平信号等预先决定的单色图像信号的帧间插入的某一种处理来输出进行帧率变换后的图像信号，或者将输入图像信号原样输出以更改液晶显示面板19的驱动频率。另外，步骤S13中，在判定为不是“游戏模式”的情况下(否的情况)，输出在FRC部10中实施利用运动补偿的内插处理后的图像信号(步骤S14)。最后，从液晶显示面板19显示输出图像(步骤S15)。
图21是用于说明本发明的图像显示装置中的图像显示方法的其它例子的方框图。这里，以上述的实施方式7中的图像显示方法为例进行说明。首先，图像显示装置根据接收到的遥控器信号来判定由用户选择出的画面风格模式是否为“电影模式”(步骤S21)，在判定为是“电影模式”的情况下(是的情况)，改变(减弱)FRC部10中的运动补偿处理的补偿强度(步骤S22)。另外，步骤S21中，在判定为由用户选择出的画面风格模式不是“电影模式”的情况下(否的情况)，判定由用户选择出的画面风格模式是否为“游戏模式”(步骤S23)。
步骤S23中，在判定为是“游戏模式”的情况下(是的情况)，改变(减弱)FRC部10中的运动补偿处理的补偿强度(步骤S22)。另外，步骤S23中，在判定为不是“游戏模式”的情况下(否的情况)，则如通常那样加强FRC部10中的运动补偿处理的补偿强度(步骤S24)。以此来将变换帧频后的图像信号从液晶显示面板19显示输出(步骤S25)。
如上述说明，根据本发明，在选择出电影模式或游戏模式等画面风格模式时，由于输入存在连续多张图像都相同的情况的动图像信号的可能性较高，因此通过使帧率变换(FRC)部中的运动补偿处理无效来进行显示输出，从而能够有效地防止因运动补偿的差错所致的画质变差。此外，作为输入图像信号，不限于电视广播信号，当然也可为由外部介质重放的图像信号等。
另外，上述实施方式中，对如下情况进行了说明，即该图像显示装置中设有四个画面风格模式，在由用户选择出其中的“电影模式”、“游戏模式”的情况下，控制帧率变换(FRC)部中的运动补偿处理，但该图像显示装置中设定的画面风格模式也可为上述以外的模式，例如也可使得在设有适合于PC(个人计算机)视频的PC模式或适合于动画视频的动画模式等的情况下，在选择出该PC模式或动画模式时，控制帧率变换(FRC)部中的运动补偿处理。
此外，上述说明中，说明了与本发明的图像显示装置及方法相关的实施方式的一个例子，但根据这些说明，对于将本图像显示方法利用计算机作为程序来执行的图像显示程序、及将该图像显示程序存储在利用计算机可读取的存储介质中的程序存储介质也应该能够容易理解。

Claims (27)

1.一种图像显示装置，其特征在于，
具有速率变换单元，该速率变换单元通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，
该图像显示装置具有模式设定单元，该模式设定单元让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式，
所述速率变换单元具有内插图像生成部，该内插图像生成部根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，
在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，不对实施所述运动补偿处理而生成的图像信号进行内插。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将使所述内插图像生成部中的运动补偿处理无效而生成的图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部具有：
运动矢量检测部，该运动矢量检测部在所述输入图像信号中包含的连续的帧间或场间检测运动矢量信息；及
内插矢量分配部，该内插矢量分配部根据该检测出的运动矢量信息来将内插矢量分配到所述帧间或所述场间。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将用所述运动矢量检测部检测出的运动矢量设置成0矢量，从而使所述运动补偿处理无效。
5.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将用所述内插矢量分配部分配的运动矢量设置成0矢量，从而使所述运动补偿处理无效。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
该图像显示装置在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，不将实施所述运动补偿处理而生成的内插图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，不变换所述输入图像信号的帧数或场数。
7.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
设能对显示图像信号的显示面板的驱动频率进行更改，
具有在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下、将所述显示面板的驱动频率从利用所述速率变换单元变换后的帧频或场频更改成所述输入图像信号的帧频或场频的单元。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将未实施运动补偿处理的图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
9.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间插入该帧或场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
10.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间内插对该帧或场的图像信号实施线性插值处理后的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
11.如权利要求7所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将预先决定的单色图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
12.如权利要求1至11的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述预定的画面风格模式是电影模式。
13.如权利要求1至11的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述预定的画面风格模式是游戏模式。
14.如权利要求1至11的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述速率变换单元是将所述输入图像信号的帧频或场频变换成整数倍的单元。
15.一种图像显示方法，具有速率变换步骤，该速率变换步骤通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其特征在于，
具有让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式的步骤，
所述速率变换步骤具有内插图像生成步骤，该内插图像生成步骤根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，
在由所述用户设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，不对实施所述运动补偿处理而生成的图像信号进行内插。
16.如权利要求15所述的图像显示方法，其特征在于，
所述速率变换步骤在由设定模式的步骤设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将使所述内插图像生成步骤中的运动补偿处理无效而生成的图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
17.如权利要求15所述的图像显示方法，其特征在于，
在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，不将实施所述运动补偿处理而生成的内插图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，不变换所述输入图像信号的帧数或场数。
18.如权利要求15所述的图像显示方法，其特征在于，
所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间插入该帧或场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
19.如权利要求15所述的图像显示方法，其特征在于，
所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过向所述输入图像信号的帧间或场间内插对该帧或场的图像信号实施线性插值处理后的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
20.如权利要求15所述的图像显示方法，其特征在于，
所述速率变换步骤在由所述用户设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，通过将预先决定的单色图像信号插入到所述输入图像信号的帧间或场间，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
21.一种图像显示装置，其特征在于，
具有速率变换单元，该速率变换单元通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，
该图像显示装置具有模式设定单元，该模式设定单元让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式，
所述速率变换单元具有内插图像生成部，该内插图像生成部根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，
在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，将降低所述运动补偿处理的补偿强度而生成的内插图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
22.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部通过以预定的比率对实施运动补偿处理后的图像信号、和未实施运动补偿处理的图像信号进行加权求和从而生成内插图像信号，
在由所述图像显示装置判定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，改变所述加权求和比率。
23.如权利要求22所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部在由所述模式设定单元设定的画面风格模式是所述预定的画面风格模式的情况下，将未实施所述运动补偿处理的图像信号作为内插图像信号，
在由所述模式设定单元设定的画面风格模式不是所述预定的画面风格模式的情况下，将实施所述运动补偿处理后的图像信号作为内插图像信号。
24.如权利要求22所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部使用在所述输入图像信号的帧间或场间实施线性插值处理后的图像信号作为未实施所述运动补偿处理的图像信号。
25.如权利要求21至24的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述预定的画面风格模式是电影模式。
26.如权利要求21至24的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述预定的画面风格模式是游戏模式。
27.一种图像显示方法，具有速率变换步骤，该速率变换步骤通过将内插图像信号内插到输入图像信号的帧间或场间从而变换所述输入图像信号的帧数或场数，其特征在于，
具有让用户从预先准备的多个画面风格模式中选择设定用于对显示图像的画质进行设定调整的画面风格模式的步骤，
所述速率变换步骤具有内插图像生成步骤，该内插图像生成步骤根据所述输入图像信号的帧间或场间之中的运动矢量信息，对所述输入图像信号实施运动补偿处理来生成内插图像信号，
在由所述用户设定的画面风格模式是作为适合于对包含会在连续多个帧或场中都为同一图像的动图像的视频进行显示时的模式而预先设定的预定的画面风格模式的情况下，将降低所述运动补偿处理的补偿强度而生成的内插图像信号内插到所述输入图像信号的帧间或场间。
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