CN101536507B - 图像显示装置及方法、图像处理装置及方法 - Google Patents

图像显示装置及方法、图像处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

防止因运动补偿型的帧率变换(FRC)处理所引起的、进行了特殊重放的动态图像的画质劣化。图像显示装置包括：通过在输入图像信号的帧间内插实施了运动补偿处理的图像信号从而变换输入图像信号的帧数的FRC部(10)；判定输入图像信号是否是涉及预定类型的图像信号的特殊重放判定部(14)；以及控制部(15)。FRC部(10)包括：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对帧间分配内插矢量的内插矢量评价部(11f)；以及根据该内插矢量生成内插帧的内插帧生成部(12d)。控制部(15)在输入图像信号是在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”等特殊重放的图像信息时，通过使运动矢量检测部(11e)检测出的运动矢量为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、图像处理装置及方法
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、和图像处理装置及方法，更详细地是涉及防止因运动补偿型的频率变换处理所引起的进行了特殊重放的动态图像的画质劣化的图像显示装置及采用该装置的图像显示方法、和图像处理装置及采用该装置的图像处理方法。 
背景技术
在实现动态图像的用途方面以往主要使用阴极射线管(CRT：Cathode RayTube)，与阴极射线管相比，LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)在显示动态图像时，存在观赏者感觉到动态部分的轮廓模糊、即所谓动态模糊的缺点。该动态模糊认为是由LCD的显示方式本身所引起的(例如，参照日本专利第3295437号公报；石黑秀一、栗田泰市郎《采用8倍速CRT的保持发光型显示器的动态画质的相关研究》，信学技报，社团法人电子信息通信学会，EID96-4(1996-06)，p.19-26)”。 
在将电子束进行扫描、使荧光体发光从而进行显示的CRT中，各像素的发光虽然存在荧光体的少许残留光，但仍呈大致脉冲状。称之为脉冲型显示方式。另一方面，在LCD中，通过对液晶施加电场而蓄积的电荷直到下一次施加电场为止，以较高的比例加以保持。特别是在TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)方式的情况下，对构成像素的每一点设置TFT开关，通常还对各像素设置辅助电容，从而蓄积电荷的保持能力极高。因此，像素直到施加基于下一帧或场(以下以帧为代表)的图像信息的电场而改写为止都持续发光。称之为保持型显示方式。 
在上述那样的保持型显示方式中，由于图像显示光的脉冲响应具有时间上的宽度，因此时间频率特性变差，随之空间频率特性也下降，从而发生动态模糊。即，由于人的视线流畅地跟踪运动物体，所以若像保持型那样发光时间长，则通过时间积分效果，从而图像的运动就变得不流畅，看起来不自然。 
为了改善上述保持型显示方式的动态模糊，已知有通过在帧间内插图像来变换帧率(帧数/秒：fps)的技术。该技术被称为FRC(Frame Rate Converter：帧率变换)， 在液晶显示装置等中已实用化。 
以往，变换帧率的方法有仅多次重复读出同一帧、或采用帧间线性内插(线性插值)的帧内插等各种方法(例如，参照山内达郎《电视方式变换》，电视学会杂志，Vol.45，No.12，pp.1534-1543(1991))。然而，在采用线性插值的帧内插处理的情况下，随着帧率变换会发生动态的不自然(颤抖、抖动)，并且不能充分改善上述保持型显示方式引起的动态模糊的问题，不足以改善画质。 
因此，为了消除上述颤抖的影响来改善动态画质，提出了利用运动矢量的运动补偿型的帧内插(运动补偿)处理。根据该运动补偿处理，由于捕捉动态图像本身进行补偿，所以分辨率不会变低，也不会发生颤抖，可以获得极自然的动态图像。而且，由于内插图像信号是通过运动补偿形成的，所以能充分改善上述保持型显示方式引起的动态模糊的问题。 
上述日本专利第3295437号公报中揭示了一种技术，该技术是通过与运动相适应地生成内插帧，用于提高显示图像的帧频，改善成为动态模糊原因的空间频率特性的降低。这是根据前后帧与运动相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，将形成的内插图像信号内插到帧间并依次进行显示。 
图1是表示以往的液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构的框图，图中所示的FRC驱动显示电路由以下构成：通过在输入图像信号的帧间内插实施了运动补偿处理的图像信号(框内以灰色显示的帧)从而变换输入图像信号的帧数的FRC部100；具有液晶层和用于对该液晶层施加扫描信号及数据信号的电极的有源矩阵型液晶显示面板104；以及用于根据经FRC部100进行了帧率变换的图像信号来驱动液晶显示面板104的扫描电极及栅极电极的电极驱动部103。 
FRC部100包括：从输入图像信号检测出运动矢量信息的运动矢量检测部101；以及根据运动矢量检测部101获得的运动矢量信息生成内插帧的内插帧生成部102。 
在上述结构中，运动矢量检测部101例如可以利用后述的块匹配法或梯度法等求出运动矢量信息，或者当输入图像信号中以某种形式包含运动矢量信息时，也可以利用该信息。例如，由于用MPEG(Moving Picture Experts Group：动态图像专家组)方式进行压缩编码的图像数据中包含编码时算出的动态图像的运动矢量信息，所以也可以采用获取该运动矢量信息的结构。 
图2是用于说明采用图1所示的以往的FRC驱动显示电路的帧率变换处理的图。图1的FRC部100通过利用运动矢量检测部101输出的运动矢量信息进行运 动补偿，从而生成帧间的内插帧，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从例如每秒60帧(60Hz)变换到每秒120帧(120Hz)的处理。 
图3是用于说明采用图1的运动矢量检测部101及内插帧生成部102的内插帧生成处理的图。运动矢量检测部101利用梯度法等从图3所示的例如帧#1和帧#2检测出运动矢量105。即，运动矢量检测部101在帧#1和帧#2的1/60秒期间，通过测定向哪个方向运动多少求出运动矢量105。接着，内插帧生成部102利用求出的运动矢量105，在帧#1和帧#2之间分配内插矢量106。根据该内插矢量106，使对象(图3中是汽车)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，通过利用运动矢量信息进行运动补偿帧内插处理，提高显示帧频，从而可以使LCD(保持型显示方式)的显示状态接近CRT(脉冲型显示方式)的显示状态，能够改善由显示动态图像时发生的动态模糊引起的画质劣化。 
这里，在上述运动补偿帧内插处理中，为了进行运动补偿，运动矢量的检测不可缺少。作为检测该运动矢量的典型方法，提出了例如块匹配法、和梯度法等。在这些方法中，在连续的两帧间对各像素或每一小块检测运动矢量，利用该运动矢量对两帧间的内插帧的各像素或各小块进行内插。即，通过对两帧间的任意位置的图像进行正确的位置校正并内插，从而进行帧数变换。 
然而，很多情况下，由于动态图像的帧间相关度高，还具有时间轴方向的连续性，所以在某一帧中移动的像素或块在紧接其后的帧或在它之前的帧中也以同样的运动量移动。例如，当拍摄球体从画面的右方转到左方的情况的动态图像时，球体的区域在任一帧中都以同样的运动量移动。即，很多情况下在连续的帧间运动矢量具有连续性。 
由此可知，通过参照前一帧的运动矢量检测结果，能够更加容易、或更加正确地进行其下一帧的运动矢量检测。例如，在改进了梯度法的反复梯度法中采用以下方法：即，对被检测块，将前一帧或当前帧已检测出的附近块的运动矢量作为初始位移矢量，以此为起点反复进行梯度法的计算。根据该方法，通过两次左右梯度法的反复计算就可以获得几乎正确的运动量。 
另外，在块匹配方法中，也考虑参照前一帧的运动矢量检测结果来改变搜索顺序等，从而有效地进行运动矢量检测。这样，在检测运动矢量时，通过利用已检测出的运动矢量，能够进行例如帧率变换的实时处理。 
另一方面，作为在图像显示装置上显示的视频信号源，除了通常采用电视广播 的视频之外，还存在通过外部连接的视频重放装置(例如DVD(Digital Versatile disk：数字化通用光盘)播放器、HD(Hard Disk：硬盘)播放器等)、或该显示装置内置的视频重放装置进行重放和发送的视频。通常，视频重放装置具有可通过用户指示操作的“快进重放”(高速正向重放)、“快退重放”(高速反向重放)、“慢进重放”、“进片重放”、“倒片重放”等特殊重放功能，在视频重放装置中有时会输入变换成特殊重放视频的图像信号。 
另外，近年来随着记录媒体(例如DVD、HD等)的记录容量的增加、以及传输方式的数字化，视频信号的记录方式采用例如通过MPEG方式等除去了帧间相关联的数字压缩信号。 
下面说明以数字压缩信号为代表的MPEG方式的结构。MPEG方式中采用的帧间压缩的预测结构由以下构成：即，仅由帧内数据压缩而成的I帧；通过获取来自I帧或前方P帧的差分而压缩的P帧；以及通过获取来自前方及后方的I帧或P帧的差分而压缩的B帧。 
I帧能利用自身的数据复原图像，但P帧及B帧需要利用压缩时作为基准的(获取差分的)帧进行复原。在视频重放装置中对以MPEG方式记录的视频信号进行“快进重放”、“快退重放”等特殊重放时，实现了仅提取能够只用帧内数据进行复原的I帧从而重放的方法、或利用I、P、B帧生成特殊重放用图像从而重放的方法等(例如，参照日本专利特开平8-130708号公报)。 
发明内容
在上述仅用I帧实现特殊重放的情况下(主要是高速快进重放或高速快退重放的情况)，从检测出某一I帧、显示将该I帧复原的图像之后，直到检测出下一个I帧并显示为止的期间，有时会在多帧内持续显示同一图像。 
若考虑对这种视频实施帧率变换，则在检测出I帧的帧中检测运动矢量，但在多个I帧的图像连续的帧间却不能检测运动矢量。这里，在检测运动矢量时，如上所述，以视频的帧间存在连续性为前提，参照前一帧检测出的运动矢量来检测新的运动矢量。因此，对上述那样同一图像(静止图像)和运动的图像(动态图像)以不均匀的间隔连续的特殊重放视频，存在运动矢量的检测产生误差、内插图像劣化的问题。 
另外，即使是在利用I、P、B帧生成低速重放用图像从而实现特殊重放的情况下(主要是慢进重放、进片重放的情况)，也存在多帧间同一图像(静止图像)连续的情况，从而与上述相同，导致运动矢量的检测产生误差、内插图像劣化的问题。 
再有，在利用I、P、B帧生成高速重放用图像从而实现特殊重放的情况下(主要是两倍速重放、四倍速重放等的情况)，通过从通常的重放图像每隔数帧进行删去来生成高速重放用图像。考虑拍摄某种运动目标物的视频时，与通常重放时的图像帧间的目标物的运动量相比，高速重放时的图像帧间的目标物的运动量有时要大几倍。 
若考虑对这种视频实施帧率变换，则由于各帧间的相关性小(运动量过大)，所以存在难以检测运动矢量、运动矢量的检测产生误差、内插图像劣化的问题。 
如上所述，通过视频重放装置进行特殊重放的图像信号，因有可能多幅相同图像连续、或帧间的运动量大，所以对这种图像信号实施运动补偿型的帧率变换(FRC)时，存在运动矢量检测产生误差、和导致显示图像的画质劣化的问题。 
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可以防止因运动补偿型的帧率变换(FRC)处理所引起的进行了特殊重放的动态图像的画质劣化的图像显示装置及方法、和图像处理装置及方法。 
本申请的第一项发明是图像显示装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出到显示面板的频率变换部，该图像显示装置具有判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。 
本申请的第二项发明是所述频率变换部包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的部，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的部中的运动补偿处理无效。 
本申请的第三项发明是所述频率变换部包括：在所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间检测运动矢量信息的运动矢量检测部；根据该检测出的运动矢量信息在所述帧间或所述场间分配内插矢量的内插矢量分配部；利用该分配的内插矢量从所述输入图像信号生成内插图像信号的内插图像生成部；以及将该生成的内插图像信号内插到所述帧间或所述场间的图像内插部。 
本申请的第四项发明是在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过使所述运动矢量检测部检测出的运动矢量为0矢量，从 而使所述运动补偿处理无效。 
本申请的第五项发明是在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过使所述内插矢量分配部分配的运动矢量为0矢量，从而使所述运动补偿处理无效。 
本申请的第六项发明是在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不变换所述输入图像信号的帧数或场数，而将该输入图像信号输出到所述显示面板。 
本申请的第七项发明能够改变显示图像信号的显示面板的驱动频率，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，按照所述输入图像信号的帧频或场频来改变所述显示面板的驱动频率。 
本申请的第八项发明是还具有通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入未实施运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的另一频率变换部，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将经所述另一频率变换部变换了帧数或场数的图像信号输出到所述显示面板。 
本申请的第九项发明是所述另一频率变换部通过在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。 
本申请的第十项发明是所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第十一项发明是所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第十二项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快进重放的图像信号。 
本申请的第十三项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快退重放的图像信号。 
本申请的第十四项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了进片重放的图像信号。 
本申请的第十五项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了慢进重放的图像信号。 
本申请的第十六项发明是图像显示方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。 
本申请的第十七项发明是变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的工序，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的工序中的运动补偿处理无效。 
本申请的第十八项发明是在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，按照所述输入图像信号的帧频或场频改变显示面板的驱动频率。 
本申请的第十九项发明是在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在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。 
本申请的第二十项发明是在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第二十一项发明是在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第二十二项发明是图像处理装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出的频率变换部，在利用判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。 
本申请的第二十三项发明是所述频率变换部包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的部，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的部中的运动补偿处理无效。 
本申请的第二十四项发明是在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不变换所述输入图像信号的帧数或场数，从而输出该输 入图像信号。 
本申请的第二十五项发明是还具有通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入未实施运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的另一频率变换部，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，利用所述另一频率变换部变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第二十六项发明是所述另一频率变换部通过在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。 
本申请的第二十七项发明是所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第二十八项发明是所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。 
本申请的第二十九项发明是图像处理方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。 
本申请的第三十项发明是变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的工序，在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的工序中的运动补偿处理无效。 
本申请的第三十一项发明是图像显示装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出到显示面板的频率变换部，该图像显示装置具有判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述运动补偿处理的补偿强度。 
本申请的第三十二项发明是所述频率变换部具有通过对实施了运动补偿处理的图像信号和未实施运动补偿处理的图像信号以预定比率进行加权求和从而 生成内插图像信号的内插图像生成部，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述加权求和的比率。 
本申请的第三十三项发明是所述内插图像生成部在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将所述未实施运动补偿处理的图像信号作为内插图像信号，在所述判定部判定所述输入图像信号不是进行了特殊重放的图像信号时，将所述实施了运动补偿处理的图像信号作为内插图像信号。 
本申请的第三十四项发明是所述内插图像生成部利用实施了线性插值处理的图像信号作为所述未实施运动补偿处理的图像信号。 
本申请的第三十五项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快进重放的图像信号。 
本申请的第三十六项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快退重放的图像信号。 
本申请的第三十七项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了进片重放的图像信号。 
附图说明
本申请的第三十八项发明是所述进行了特殊重放的图像信号是进行了慢进重放的图像信号。 
本申请的第三十九项发明是图像显示方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述运动补偿处理的补偿强度。 
本申请的第四十项发明是图像处理装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的频率变换部，在利用判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，降低所述运动补偿处理的补偿强度。 
本申请的第四十一项发明是图像处理方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，降低所述运动补偿处理的补偿强度。 
根据本发明，在图像重放装置中进行了特殊重放(“快进重放”、或“快退重放”等)的图像信号输入时，不进行运动补偿的内插处理，从而可以有效地防止显示图像的画质劣化。 
图1是表示以往的液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构的框图。 
图2是用于说明采用图1所示的以往的FRC驱动显示电路的帧率变换处理的图。 
图3是用于说明采用运动矢量检测部及内插帧生成部的内插帧生成处理的图。 
图4是表示本发明的图像显示装置具备的帧率变换部的结构例的框图。 
图5是用于说明采用帧生成部的内插帧生成处理的一个示例图。 
图6是表示本发明第一实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图7是表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图8是表示本发明第三实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图9是表示本发明第三实施方式的输入数据与输出数据的关系图。 
图10是表示本发明第四实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图11是表示本发明第四实施方式的输入数据与输出数据的关系图。 
图12是表示本发明第五实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图13是表示本发明第五实施方式的输入数据与输出数据的关系图。 
图14是表示本发明第六实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图。 
图15是表示本发明第六实施方式的输入数据与输出数据的关系图。 
图16是表示本发明第七实施方式的FRC部的主要部分结构例的框图。 
具体实施方式
图17是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的一个示例流程图。 
图18是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的另一个示例流程图。 
图19是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的另一个示例 流程图。 
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…内插矢量评价部，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…补偿强度可变部，14…特殊重放判定部，15…控制部，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。 
下面，参照附图详细说明本发明的优选图像显示装置的实施方式。此外，本发明可以适用于场信号及内插场信号、帧信号及内插帧信号中的任一方，但由于两者(场和帧)互相具有相似的关系，所以以帧信号及内插帧信号为代表例进行说明。 
图4是表示本发明的图像显示装置具备的运动补偿型帧率变换部的结构例的框图。图4中，10是帧率变换部(以下为FRC部)，该FRC部10相当于本发明的频率变换部，由在输入图像信号中所包含的两个连续帧间检测运动矢量的矢量检测部11；和根据检测出的运动矢量生成内插帧(内插图像)的帧生成部12构成。此外，矢量检测部11是使用反复梯度法检测运动矢量的情况的例子，但并不限于该反复梯度法，也可以使用块匹配法等。 
这里，反复梯度法的特征在于能以块为单位检测运动矢量，所以可以检测数种运动量，另外，即使是小区域的运动物体，也可以检测运动矢量。另外，电路结构也能够以小于其他方式(块匹配法等)的规模实现。在该反复梯度法中采用以下方法：即，对被检测块，将已检测出的附近块的运动矢量作为初始位移矢量，以此为起点反复进行梯度法的计算。根据该方法，通过两次左右梯度法的反复操作就可以获得几乎正确的运动量。 
图4中，矢量检测部11包括：从输入图像信号(RGB信号)提取出亮度信号(Y信号)的亮度信号提取部11a；用于对提取出的Y信号实施低通滤波(LPF：Low-pass Filter)处理以限制高频部分的带宽的预处理滤波器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；利用反复梯度法检测帧间的运动矢量的运动矢量检测部11e；以及根据检测出的运动矢量在帧间分配内插矢量的内插矢量评价部11f。 
此外，FRC部10相当于本发明的频率变换部，运动矢量检测部11e相当于本发明的运动矢量检测部，内插矢量评价部11f相当于本发明的内插矢量分配部。 
由于上述反复梯度法的计算利用像素的微分分量，所以容易受噪声的影响，还由于若检测块内的梯度变化量多，则计算误差就变大，因此在预处理滤波器11b中实施低通滤波来限制高频部分的带宽。在初始矢量存储器11d中，作为初始矢量候补，存储在之前的帧中已检测出的运动矢量(初始矢量候补)。 
运动矢量检测部11e从初始矢量存储器11d所存储的初始矢量候补中，选择最接近被检测块的运动矢量的运动矢量作为初始矢量。即，通过块匹配法，从被检测块附近的块的已检测出的运动矢量(初始矢量候补)中选择初始矢量。然后，运动矢量检测部11e以选择的初始矢量作为起点，通过梯度法计算检测前一帧和当前帧之间的运动矢量。 
内插矢量评价部11f对运动矢量检测部11e检测出的运动矢量进行评价，根据该评价结果，将最适合的内插矢量分配到帧间的内插块，并输出到帧生成部12。 
帧生成部12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矢量评价部11f的内插矢量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；以及对来自时基变换用帧存储器12c的输入帧插入来自内插帧生成部12b的内插帧从而生成输出图像信号(RGB信号)的时基变换部12d而构成。 
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5是用于说明采用帧生成部12的内插帧生成处理的一个示例图。内插帧生成部12b将分配到内插块B12的内插矢量V延伸到前一帧F1和当前帧F2，利用与各帧的交点附近的像素对内插块内的各像素进行插值。例如，在前一帧F1(f(x，y，n-1))利用附近三点算出A点的亮度。在当前帧F2(f(x，y，n))利用附近三点算出B点的亮度。在内插帧F12(f(x，y，n-0.5))根据A点和B点的亮度对P点的亮度进行插值。P点的亮度例如也可以是A点亮度和B点亮度的平均亮度。 
通过上述那样生成的内插帧F12发送到时基变换部12d。时基变换部12d将内插帧F12夹入前一帧F1和当前帧F2之间，从而进行变换帧率的处理。这样，通过利用FRC部10，可以将输入图像信号(60帧/秒)变换到进行了运动补偿的输出图像信号(120帧/秒)，通过将此输出到显示面板，能够减轻动态模糊，改善动态画质。另外，这里说明将60帧/秒的输入图像信号进行帧率变换到120帧/秒(2倍)的输出图像信号的情况，但当然也可以适用于获得例如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4所示的FRC部10，其主要目的在于当输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号那样、有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号时，使FRC部10的运动补偿处理无效，从而防止因FRC处理所引起的画质劣化。此外，本发明能够适用于液晶显示器、有机EL显示器、电泳显示器等具有保持型显示特性的所有图像显示装置，但在以下的各实施方式中，以将本发明适用于使用液晶显示面板作为显示面板的液晶显示装置的情况为代表例进行说明。 
(第一实施方式) 
本发明的第一实施方式在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，为了使FRC部10的运动补偿处理无效，强制地使运动矢量检测部11e的输出为0矢量。 
图6是表示本发明第一实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、0矢量部17、电极驱动部18、以及液晶显示面板19构成。切换部16设置于FRC部10内的运动矢量检测部11e和内插矢量评价部11f之间，按照来自控制部15的指示，将来自运动矢量检测部11e的运动矢量切换到0矢量17。 
例如该液晶显示装置和视频重放装置进行外部连接，当从视频重放装置除了收发视频及音频之外还能收发控制信号的信号线与该液晶显示装置连接时，特殊重放判定部14获取并解析该控制信号，判定视频重放装置的重放状态(通常重放/特殊重放)。 
另外，也可以采用以下结构：即，该液晶显示装置和视频重放装置通过控制信号线连接，能够用一个遥控装置(遥控器)操作两个装置的情况下，获取并解析该遥 控装置发送的遥控信号，判定视频重放装置的重放状态(通常重放/特殊重放)。 
还可以采用以下结构：即，当视频重放装置重放的图像信号中，附加有表示该图像信号是进行了特殊重放的图像信号的特殊重放信息时，利用该特殊重放信息，判定输入图像信号是否是在视频重放装置进行了特殊重放的图像信号。 
而且，也可以求出输入图像信号的帧(场)间的差分，根据表示该差分大的信号或表示差分小的信号的输出周期，对例如多幅相同图像连续的图像信号或帧间的运动量大的图像信号进行检测，判定输入图像信号是否是在视频重放装置进行了特殊重放的图像信号。 
这样，特殊重放判定部14只要可以判别要显示的输入图像信号是否是在视频重放装置进行了特殊重放的图像信号即可，当然并不限于上述结构。然后，本实施方式的液晶显示装置判别要显示的输入图像信号是否是在视频重放装置进行了特殊重放的图像信号，并根据该判别结果，控制FRC部10的运动补偿处理。 
液晶显示面板19是具有液晶层、和用于对该液晶层施加扫描信号及数据信号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进行了帧率变换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15具有用于控制上述各部分的CPU，进行如下控制：即，使得在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使FRC部10的运动补偿处理无效。 
液晶显示面板19的驱动频率为经FRC部10进行了变换的帧频。因而，当以60Hz的帧频输入的图像信号经用FRC部10变换成120Hz的帧频时，液晶显示面板19的驱动频率变为120Hz。但是，在未经FRC处理进行变换帧频的情况下，将输入图像信号原样显示输出时，液晶显示面板19的驱动频率为输入图像信号的帧频。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到0矢量17一侧，强制地将运动矢量检测部11e检测出的运动矢量替换成0矢量。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放(以通常的速度正向重放)的图像信号时，将切换部16切换到运动矢量检测部11e一侧，将运动矢量检测部11e检测出的运动矢量输入到内插矢量评价部11f。 
通过这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改善动态画质，并且在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连 续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，通过使运动矢量为0矢量，使运动补偿处理无效，从而可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。 
(第二实施方式) 
本发明的第二实施方式在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，为了使FRC部10的运动补偿处理无效，使来自内插矢量评价部11f的内插矢量为0矢量，在不同位置的像素间不产生内插。 
图7是表示本发明第二实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、0矢量部17、电极驱动部18、以及液晶显示面板19构成。切换部16设置于FRC部10内的内插矢量评价部11f和内插帧生成部12b之间，按照来自控制部15的指示，将来自内插矢量评价部11f的内插矢量切换到0矢量17。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到0矢量17一侧，使内插矢量评价部11f所分配的内插矢量为0矢量。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，将切换部16切换到内插矢量评价部11f一侧，将内插矢量评价部11f所分配的内插矢量输入到内插帧生成部12b。。 
这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改善动态画质。而且，在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，强制地使内插矢量为0矢量，使运动补偿处理无效。从而，与上述第一实施方式相同，可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。 
(第三实施方式) 
本发明的第三实施方式设置用于绕过FRC部10的路径，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，将该输入图像信号输入到迂回路径侧，按照该输入图像信号的帧频来改变液晶显示面板19的驱动频率。即，进行如下切换：使得在进行了特殊重放的图像信号输入时，不进行帧率变换，而是原样地将输入图像信号输出到 液晶显示面板19进行显示。 
图8是表示本发明第三实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、以及用于绕过FRC部10的路径20构成。切换部16设置于FRC部10的前级，按照来自控制部15的指示进行切换，将输入图像信号输入到FRC部10、或输入到路径20。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到路径20一侧，绕过FRC部10。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，将切换部16切换到FRC部10一侧，对输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。也可以采用以下结构：即，将切换部16设置于FRC部10的后级，将FRC部10的输出信号和路径20的输出信号进行切换，输出到液晶显示面板19。 
在图8所示的第三实施方式中，控制部15能够改变液晶显示面板19的驱动频率，在进行了特殊重放的图像信号输入时，将输入图像信号输入到路径20一侧，按照该输入图像信号的帧频来改变液晶显示面板19的驱动频率。 
图9是表示本发明第三实施方式的输入数据与输出数据的关系图。图9(A)表示输入到路径20的输入数据，图9(B)表示从路径20输出的输出数据。如图9(A)所示，当60Hz帧频的输入图像信号(输入数据)输入到路径20时，每一帧的显示时间为约16.7毫秒。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变更到60Hz，如图9(B)所示，将上述输入数据保持60Hz原样，不进行帧率变换，从路径20输出。 
液晶显示面板19由于以驱动频率60Hz显示未进行帧数变换而从路径20输出的帧，所以此时每一帧的显示时间保持约16.7毫秒原样不变。 
这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改善动态画质。并且，在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，绕过FRC处理，禁止帧率变换本身，从而可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。 
(第四实施方式) 
本发明的第四实施方式设置用于绕过FRC部10的路径，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，将该输入图像信号输入到迂回路径侧，将该输入图像信号存储到路径上的存储器，从存储器多次高速反复地读出同一帧的图像信号，来进行帧率变换。即，进行如下切换：使得在进行了特殊重放的图像信号输入时，不进行运动补偿型的帧率变换，而是通过将输入图像信号高速连续输出来进行帧率变换，输出到液晶显示面板19进行显示。 
图10是表示本发明第四实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、以及用于绕过FRC部10的路径20、和路径20上的存储器21构成。切换部16设置于FRC部10的前级，按照来自控制部15的指示进行切换，将输入图像信号输入到FRC部10、或输入到路径20。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到路径20一侧，绕过FRC部10的处理，将输入图像信号存储于存储器21。然后，从存储器21多次反复读出同一帧，来进行帧插入处理。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，将切换部16切换到FRC部10一侧，对输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。也可以采用以下结构：即，将切换部16设置于FRC部10的后级，将FRC部10的输出信号和存储器21的输出信号进行切换，输出到液晶显示面板19。 
在本实施方式中，不改变液晶显示面板19的驱动频率，保持120Hz原样不变。控制部15及存储器21构成以下部：即，在进行了特殊重放的图像信号输入时，通过在输入图像信号的帧间插入其之前或之后的帧的图像信号，来变换该输入图像信号的帧数。即，输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)始终相同。 
图11是表示本发明第四实施方式的输入数据与输出数据的关系图。图11(A)表示输入到路径20的输入数据，图11(B)表示从路径20输出的输出数据。如图11(A)所示，当60Hz帧频的输入图像信号(输入数据)输入到路径20时，每一帧的显示时间为约16.7毫秒。上述输入数据暂时存储于存储器21，如图11(B)所示，输出从存储器21以两倍速度反复读出的帧的图像信号(图中为帧A)。 
液晶显示面板19以驱动频率120Hz显示插入了同一帧的图像信号的输出数据。此外，由于通过两次重复读出同一帧来变换帧数，所以此时每一帧的显示时间为约8.3毫秒。 
通过这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改 善动态画质，并且在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，通过不对输入图像信号进行运动补偿的内插处理，从而可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。而且，在这种情况下，由于反复读出同一帧来进行帧率变换，所以不需要改变液晶显示面板19的驱动频率。 
(第五实施方式) 
本发明的第五实施方式设置用于绕过FRC部10的路径，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，将该输入图像信号输入到迂回路径侧，将该输入图像信号输入到路径上的线性插值内插处理部，内插实施了线性插值的图像信号。即，进行如下切换：使得在进行了特殊重放的图像信号输入时，不进行运动补偿的内插处理，而是通过进行线性内插处理变换帧率。 
图12是表示本发明第五实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、以及用于绕过FRC部10的路径20、和路径20上的线性插值内插处理部22构成。切换部16设置于FRC部10的前级，按照来自控制部15的指示进行切换，将输入图像信号输入到FRC部10、或输入到路径20。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到路径20一侧，绕过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在帧间插入实施了线性插值处理的内插帧。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，将切换部16切换到FRC部10一侧，对输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。也可以采用以下结构：即，将切换部16设置于FRC部10的后级，将FRC部10的输出信号和线性插值内插处理部22的输出信号进行切换，输出到液晶显示面板19。 
在本实施方式中，不改变液晶显示面板19的驱动频率，保持120Hz原样不变。即，输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)始终相同。线性插值内插处理部22构成以下部：即，在进行了特殊重放的图像信号输入时，通过在输入图像信号的帧间内插实施了线性插值处理的图像信号，来变换该输入图像信号的帧数。此外，所谓线性插值处理，如上述山内达郎《电视方式变换》电视学会杂志， Vol.45，No.12，pp.1534-1543(1991)所记载，通过根据前一帧信号和当前帧信号进行帧内插比α的线性插值，获得内插帧。 
图13是表示本发明第五实施方式的输入数据与输出数据的关系图。图13(A)表示输入到路径20的输入数据，图13(B)表示从路径20输出的输出数据。如图13(A)所示，当60Hz帧频的输入图像信号(输入数据)输入到路径20时，每一帧的显示时间为约16.7毫秒。上述输入数据输入到线性插值内插处理部22，如图13(B)所示，在帧间(这里是帧A和帧B之间)内插实施了线性插值处理的图像信号(帧A+B)并输出。 
液晶显示面板19以驱动频率120Hz显示内插实施了线性插值处理的图像信号的输出数据。此外，由于通过内插实施了线性插值处理的图像信号来变换帧数，所以此时每一帧的显示时间为约8.3毫秒。 
通过这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改善动态画质，并且在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，通过不对输入图像信号进行运动补偿的内插处理，从而可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。而且，在这种情况下，由于通过内插实施了线性插值处理的图像信号来进行帧率变换，所以不需要改变液晶显示面板19的驱动频率。 
(第六实施方式) 
本发明的第六实施方式设置用于绕过FRC部10的路径，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，将该输入图像信号输入到迂回路径侧，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，插入黑电平信号等预先确定的单色图像信号。即，进行如下切换：使得在进行了特殊重放的图像信号输入时，不进行运动补偿的内插处理，而是通过进行单色图像插入处理变换帧率。 
图14是表示本发明第六实施方式的液晶显示装置的主要部分结构例的框图，该液晶显示装置由FRC部10、特殊重放判定部14、控制部15、切换部16、电极驱动部18、液晶显示面板19、以及用于绕过FRC部10的路径20、和路径20上的黑电平信号插入处理部23构成。切换部16设置于FRC部10的前级，按照来自控制部15的指示进行切换，将输入图像信号输入到FRC部10、或输入到路径20。 
控制部15在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将切换部16切换到路径20一侧，绕过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例如利用存储器对输入图像信号进行时间轴压缩(帧率变换)，在输入帧间插入黑电平信号等预先确定的单色图像信号。另外，在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，将切换部16切换到FRC部10一侧，对输入图像信号进行FRC处理(运动补偿帧内插处理)。也可以采用以下结构：即，将切换部16设置于FRC部10的后级，将FRC部10的输出信号和黑电平信号插入处理部23的输出信号进行切换，输出到液晶显示面板19。 
在本实施方式中，不改变液晶显示面板19的驱动频率，保持120Hz原样不变。即，输入到电极驱动部18的显示图像信号的帧率(帧数)始终相同。黑电平信号插入处理部23构成以下部：即，在进行了特殊重放的图像信号输入时，通过在输入图像信号的帧间插入黑电平信号等预先确定的单色图像信号，来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另一实施方式，也可以采用通过电极驱动部18对液晶显示面板19施加预定期间(本例的情况是1/120秒)黑写入电压的结构。 
图15是表示本发明第六实施方式的输入数据与输出数据的关系图。图15(A)表示输入到路径20的输入数据，图15(B)表示从路径20输出的输出数据。如图15(A)所示，当60Hz帧频的输入图像信号(输入数据)输入到路径20时，每一帧的显示时间为约16.7毫秒。上述输入数据输入到黑电平信号插入处理部23，如图15(B)所示，在帧间(这里是帧A和帧B之间)插入黑电平信号(涂黑的帧)并输出。 
这样，若在输入图像信号的各帧间插入黑图像信号，则改善了动态模糊所引起的画质劣化，而且也不会发生运动补偿误差所引起的画质劣化。但是，在这种情况下，为了对图像显示期间缩短而导致的显示亮度降低进行补偿，需要提高设置于液晶显示面板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显示插入了黑电平信号的输出数据。此外，由于通过插入黑电平信号来变换帧数，所以此时每一帧的显示时间为约8.3毫秒。 
通过这样，可以在通常的动态图像显示时，通过运动补偿型的FRC处理来改善动态画质，并且在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，通过不对输入图像信号进行运动补偿的内插处理，从而可以消除因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。而且，在这种情况下，由于通过插入单色图像信号，来进行帧率变换，所以不需要改变液晶显示面板19的驱动频率。而且，在这种情况下，也能维持动态画质的改善效果。 
另外，除了上述实施方式之外，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，也可以通过以预定的亮度比将输入帧的原图像分割成多个帧图像，来进行帧率变换，从而既防止因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化，又维持动态画质的改善效果。 
(第七实施方式) 
本发明的第七实施方式是采用以下结构：即，在输入图像信号为例如在视频重放装置中进行了“快进重放”、“快退重放”、“慢进重放”、“进片重放”等特殊重放的图像信号时，可以改变内插帧生成部中的运动补偿处理的补偿强度。具体而言，具有通过对实施了运动补偿处理的图像信号和实施了线性插值处理的图像信号以预定的比率进行加权求和、从而生成内插帧的内插帧生成部，在进行了特殊重放的图像信号输入时，可以改变加权求和的比率。 
图16是表示本发明的第七实施方式的FRC部10的主要部分结构例的框图，FRC部10的帧生成部12由内插用帧存储器12a、内插帧生成部12b、以及可以改变FRC部10的运动补偿处理的补偿强度的补偿强度可变部12e构成。图16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)。 
通常，作为帧内插处理的方法，已知有例如采用两帧间的线性插值内插的帧内插、和利用运动矢量的帧内插(运动补偿内插)。前者从前一帧信号和当前帧信号通过帧内插比α的线性插值，获取内插帧。因而，若使用该线性插值内插，可以防止FRC处理的运动补偿误差所引起的画质劣化。 
另一方面，后者为了从前一帧和当前帧获取内插帧，根据前一帧图像和当前帧图像间的运动矢量检测出内插矢量V，对使前一帧的图像偏移内插矢量V被帧内插比α分割的αV大小的信号、和使当前帧的图像偏移(1-α)V的信号进行加权求和，从而获取内插帧。若使用该运动补偿型的内插处理，则由于捕捉动态图像本身进行补偿，因此可以获得无分辨率劣化的、优良画质，但该处理会导致进行了特殊重放的视频的画质劣化。 
因此，在本实施方式中，在帧生成部12设置补偿强度可变部12e。该补偿强 度可变部12e在特殊重放判定部14判定输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变加权求和比率β。该加权求和比率β是对实施了运动补偿处理的图像信号、和实施了线性插值处理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，从而生成内插帧。 
例如，补偿强度可变部12e在输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，取加权求和比率β＝0，将实施了线性插值处理的图像信号作为内插帧，从而防止运动补偿误差所引起的画质劣化。另一方面，在输入图像信号是进行了通常重放的图像信号时，取加权求和比率β＝1，将实施了运动补偿处理的图像信号作为内插帧，从而使动态图像的画质更好。 
另外，由于加权求和比率β可以任意地改变设定，所以也可以将其设定为0～1的大致中间值。从而，可以进行控制，使得既可以在内插帧图像中进行运动补偿，又可以抑制运动补偿误差所引起的画质劣化，还能适当地改善动态模糊所引起的画质劣化、和运动补偿误差所引起的画质劣化的两个方面。 
通过这样，在进行了特殊重放的图像信号输入时，即有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号输入时，可以改变(可以减弱)FRC中的运动补偿处理的强度，因此可以减轻因图像运动的不连续性及帧间的运动量大所导致的运动矢量的检测误差、和运动补偿误差等，可以有效地抑制因运动补偿型的FRC处理所引起的画质劣化。 
图17是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的一个示例流程图。图17中，说明上述第一实施方式的图像显示方法的例子。首先，图像显示装置根据获取的控制信号，判定输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号(步骤S1)，在判定为是进行了特殊重放的图像信号时(“是”的情况)，通过使运动矢量或内插矢量为0矢量，使FRC部10的运动补偿处理无效(步骤S2)。另外，在步骤S1中，在判定输入图像信号不是进行了特殊重放的图像信号时(“否”的情况)，如通常那样执行FRC部10的运动补偿处理(步骤S3)。由此，将变换了帧频的图像信号从液晶显示面板19显示输出(步骤S4)。 
图18是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的另一个示例流程图。图18中，说明上述第二至第六实施方式的图像显示方法的例子。首先，图像显示装置根据获取的控制信号，判定输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号(步骤S11)，在判定为是进行了特殊重放的图像信号时(“是”的情况)，通过绕过 FRC部10的运动补偿帧内插处理，将输入图像信号输入另外的路径20(步骤S12)。 
这里，在使之迂回的路径20中进行以下处理：即，进行实施了线性插值处理的图像信号的帧间内插、同一帧的图像信号的帧间插入、黑电平信号等预先确定的单色图像信号的帧间插入中的某一种处理，从而进行帧率变换，将这样进行了帧率变换的图像信号输出，或将输入图像信号原样输出，进行改变液晶显示面板19的驱动频率等的处理。 
另外，在步骤S11中，在判定输入图像信号不是进行了特殊重放的图像信号时(“否”的情况)，输出经FRC部10实施了运动补偿的内插处理的图像信号(步骤S13)。最后，将图像从液晶显示面板19显示输出(步骤S14)。 
图19是用于说明采用本发明的图像显示装置的图像显示方法的另一个示例流程图。图19中，说明上述第七实施方式的图像显示方法的例子。首先，图像显示装置根据获取的控制信号，判定输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号(步骤S21)，在判定为是进行了特殊重放的图像信号时(“是”的情况)，可以改变(减弱)FRC部10的运动补偿处理的强度(步骤S22)。另外，在判定输入图像信号不是进行了特殊重放的图像信号时(“否”的情况)，如通常那样增强FRC部10的运动补偿处理的强度(步骤S23)。由此，将变换了帧频的图像信号从液晶显示面板19显示输出(步骤S24)。 
如以上说明那样，根据本发明，在输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，即，是有可能多幅相同图像连续的图像信号或有可能帧间的运动量大的图像信号时，由于可以使帧率变换(FRC)部的运动补偿处理无效从而进行显示输出，因此可以有效地防止运动补偿误差所引起的画质劣化。 
另外，作为上述输入图像信号，并不限于从外部媒体或内部媒体重放的图像信号，也可以是电视广播信号。而且，当然也可以是从通过网络连接的外部服务器等重放的图像信号。 
另外，在上述说明中，是说明了涉及本发明的图像处理装置及方法的实施方式的一个例子，但根据这些说明，也可以容易地理解利用计算机将本图像处理方法作为程序执行的图像处理程序、以及将该图像处理程序记录到通过计算机可读取的记录介质的程序记录介质。 
而且，在上述实施方式中，是说明了将本发明的图像处理装置设置于图像显示装置内并形成一体的方式，但本发明的图像处理装置并不限于此，当然例如也可以设置在各种记录介质重放装置等视频输出设备内。 

Claims (40)

1.一种图像显示装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出到显示面板的频率变换部，该图像显示装置的特征在于，
具有判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述频率变换部包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的部，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的部中的运动补偿处理无效。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述频率变换部包括：
在所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间检测运动矢量信息的运动矢量检测部；
根据该检测出的运动矢量信息在所述帧间或所述场间分配内插矢量的内插矢量分配部；
利用该分配的内插矢量从所述输入图像信号生成内插图像信号的内插图像生成部；以及
将该生成的内插图像信号内插到所述帧间或所述场间的图像内插部。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过使所述运动矢量检测部检测出的运动矢量为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，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过使所述内插矢量分配部分配的内插矢量为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，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不变换所述输入图像信号的帧数或场数，而将该输入图像信号输出到所述显示面板。
7.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
能够改变显示图像信号的显示面板的驱动频率，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，按照所述输入图像信号的帧频或场频来改变所述显示面板的驱动频率。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
还具有通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入未实施运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的另一频率变换部，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将经所述另一频率变换部变换了帧数或场数的图像信号输出到所述显示面板。
9.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入同一帧或同一场的图像信号，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，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
11.如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，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中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快进重放的图像信号。
13.如权利要求1至11中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快退重放的图像信号。
14.如权利要求1至11中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了进片重放的图像信号。
15.如权利要求1至11中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了慢进重放的图像信号。
16.一种图像显示方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，该图像显示方法的特征在于，
判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。
17.如权利要求16所述的图像显示方法，其特征在于，
变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的工序，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的工序中的运动补偿处理无效。
18.如权利要求16所述的图像显示方法，其特征在于，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，按照所述输入图像信号的帧频或场频改变显示面板的驱动频率。
19.如权利要求16所述的图像显示方法，其特征在于，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入同一帧或同一场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
20.如权利要求16所述的图像显示方法，其特征在于，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
21.如权利要求16所述的图像显示方法，其特征在于，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
22.一种图像处理装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出的频率变换部，该图像处理装置的特征在于，
在利用判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。
23.如权利要求22所述的图像处理装置，其特征在于，
所述频率变换部包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的部，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的部中的运动补偿处理无效。
24.如权利要求22所述的图像处理装置，其特征在于，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不变换所述输入图像信号的帧数或场数，从而输出该输入图像信号。
25.如权利要求22所述的图像处理装置，其特征在于，
还具有通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入未实施运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的另一频率变换部，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，利用所述另一频率变换部变换所述输入图像信号的帧数或场数。
26.如权利要求25所述的图像处理装置，其特征在于，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入同一帧或同一场的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
27.如权利要求25所述的图像处理装置，其特征在于，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间内插实施了线性插值处理的图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
28.如权利要求25所述的图像处理装置，其特征在于，
所述另一频率变换部通过在所述输入图像信号的帧间或场间插入预先确定的单色图像信号，从而变换所述输入图像信号的帧数或场数。
29.一种图像处理方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，该图像处理方法的特征在于，
判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，不进行所述运动补偿处理的图像内插。
30.如权利要求29所述的图像处理方法，其特征在于，
变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤包括根据所述输入图像信号中包含的连续帧间或场间的运动矢量信息、生成实施了运动补偿处理的内插图像信号的工序，
在判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，使所述生成内插图像信号的工序中的运动补偿处理无效。
31.一种图像显示装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数并输出到显示面板的频率变换部，该图像显示装置的特征在于，
具有判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述运动补偿处理的补偿强度。
32.如权利要求31所述的图像显示装置，其特征在于，
所述频率变换部具有通过对实施了运动补偿处理的图像信号和实施了线性插值处理的图像信号以预定比率进行加权求和从而生成内插图像信号的内插图像生成部，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述加权求和的比率。
33.如权利要求32所述的图像显示装置，其特征在于，
所述内插图像生成部在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，将所述实施了线性插值处理的图像信号作为内插图像信号，
在所述判定部判定所述输入图像信号不是进行了特殊重放的图像信号时，将所述实施了运动补偿处理的图像信号作为内插图像信号。
34.如权利要求31至33中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快进重放的图像信号。
35.如权利要求31至33中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了快退重放的图像信号。
36.如权利要求31至33中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了进片重放的图像信号。
37.如权利要求31至33中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述进行了特殊重放的图像信号是进行了慢进重放的图像信号。
38.一种图像显示方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，该图像显示方法的特征在于，
判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，可以改变所述运动补偿处理的补偿强度。
39.一种图像处理装置，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的频率变换部，该图像处理装置的特征在于，
在利用判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号的判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，降低所述运动补偿处理的补偿强度。
40.一种图像处理方法，具有通过在输入图像信号的帧间或场间内插实施了运动补偿处理的图像信号、从而变换所述输入图像信号的帧数或场数的步骤，该图像处理方法的特征在于，
判定所述输入图像信号是否是进行了特殊重放的图像信号，
在所述判定部判定所述输入图像信号是进行了特殊重放的图像信号时，降低所述运动补偿处理的补偿强度。
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