CN101647056A - 图像处理设备、图像显示器和图像处理方法 - Google Patents

图像处理设备、图像显示器和图像处理方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种图像处理设备，用于使得能够应对既在降低具有子像素结构的图像显示设备中的闪烁感的同时扩展视角特性又改善动态图像响应特性。另外，提供了一种图像处理设备，用于使得不管视频图像内容或噪声分量的存在，都能够应对既降低闪烁感又改善动态图像响应特性。此外，提供了一种图像处理设备，使得能够有效改善动态图像响应特性，同时降低闪烁感。为了使得每个像素(20)中的子像素(SP1，SP2)的显示亮度彼此不同，对于每个子像素(SP1，SP2)实施自适应灰度转换。对于每个像素，判断在所检测的动态信息(MDin)和边缘信息(EDout)中是否出现沿时间轴的中断。另外，图像处理设备对于每个像素单元连续地判断期望转换的状态变换模式，并且将响应于状态变换模式的过驱动量(ODout)添加到自适应灰度转换后的每个像素单元的视频信号(D2)。

Description

图像处理设备、图像显示器和图像处理方法
技术领域
本发明涉及适合应用于保持类型图像显示器或配置成使得每个像素包括多个子像素的图像显示器的图像处理设备和图像处理方法，以及包括这类图像处理设备的图像显示器。
背景技术
作为通过执行保持类型显示的图像显示器(例如液晶显示器(LCD))执行伪脉冲显示(pseudo-impulse display)而改善运动画面响应的方法，诸如黑帧内插或背光闪烁的黑内插技术广泛用于商用LCD中。然而，在这些技术中，黑内插比率被增加以提高改善运动画面响应的效果，因而问题在于，显示亮度随着黑内插比率的增加而降低。
因此，例如在专利文献1中提出了一种伪脉冲显示方法，该方法能够改善运动画面响应而不牺牲显示亮度(下文中称为改善的伪脉冲驱动)。在该方法中，在输入灰度(画面信号的亮度等级)如图39所示(时序t100至t105)暂时改变的情况下，执行自适应灰度转换，使得画面信号的单位帧时段分成两个子帧时段(例如，具有60Hz的正常显示帧频的单位帧时段分成两个具有120Hz帧频的子帧时段，该120Hz帧频是正常显示帧频的两倍)，并且图40中示出的(输入/输出)灰度转换特性γ100被分成与子帧时段1对应的灰度转换特性γ101H和与子帧时段2对应的灰度转换特性γ101L。然后，当单位帧时段内的平均亮度(亮度的时间积分值)在灰度转换之前和之后被保持时，如图41所示(时序t200至t210)，能够执行伪脉冲驱动而不牺牲显示亮度，并且克服由保持类型显示导致的低运动画面响应。
另一方面，作为用于改善图像显示器中视角特性的不同于此的技术，在上述专利文献1中，还提出了一种具有子像素配置的图像显示器，其中每个像素包括多个子像素。
【专利文献1】国际公开号No.2006/009106
发明内容
在此，仍在具有这种子像素配置的图像显示器中，为了改善运动画面响应，如在上述专利文献1中的情况，考虑执行改善的伪脉冲驱动。
然而，在改善的伪脉冲驱动中，存在的问题是，当液晶的透射率响应于伪脉冲驱动而改变时，如图42所示(时序t300至t310)，液晶的透射率的改变看起来就像正常帧频，并且观察到正常帧频时的闪烁。
因此，为了减小对由这种改善的伪脉冲驱动导致的闪烁的感知，考虑的是，例如，如在图40所示的灰度转换特性γ102H和γ102L的情况下，灰度转换特性接近于原始线性灰度转换特性γ100。然而，在这种灰度转换特性γ102H和γ102L中，与灰度转换特性γ101H和γ101L相比，液晶的响应也在从伪脉冲响应到保持响应的方向上返回，因而也降低了改善运动画面响应的效果，该效果是改善的伪脉冲驱动的最初效果。换句话说，对闪烁的感知的减少和运动画面响应的改善彼此之间具有平衡关系。此外，特别地，在画面信号是诸如PAL(逐行倒相，Phase Alternation Line)的低帧频信号的情况下，明显出现对闪烁的感知，因而当选择能够完美消除对闪烁的感知的灰度转换特性时，改善运动画面响应的效果降低到几乎不能辨认该效果的程度。此外，由子像素配置带来的灰度转换特性接近原始线性灰度转换特性γ100(宽视角特性)的效果也降低。
因而，在相关领域的技术中，在改善的伪脉冲配置应用于子像素配置的情况下，难于在降低对闪烁的感知的同时实现视角特性的扩大和运动画面响应的改善之间的兼容性。
此外，如上所述，存在的问题是，在改善的伪脉冲驱动中，当液晶的透射率响应于伪脉冲驱动而改变时，液晶的透射率的改变看起来就像正常帧频，并且观察到在正常帧频时的闪烁。
因而，所考虑的是，上述改善的伪脉冲驱动不是均一地应用于整个屏幕，而是选择性地应用于期望改善该处运动画面响应的部分(例如，运动画面的边缘部分)。在此情况下，考虑这样的配置，其中检测对于每个像素的运动信息或边缘信息，并且基于检测结果选择性地执行改善的伪脉冲驱动。
然而，在这种配置中，当不规则运动出现在经受处理的画面中时，或当太大的噪声分量叠加在画面信号上时，运动信息或边缘信息的强度可能出现暂时中断(discontinuity)。则当出现这种中断时，失去了通过改善的伪脉冲驱动中的亮暗灰度组合的灰度表达平衡，结果，在显示的画面中可能出现噪声或闪烁，从而导致画面质量的恶化。
此外，如上所述，存在的问题是，在改善的伪脉冲驱动中，当液晶的透射率响应于伪脉冲驱动而改变时，液晶的透射率的改变看起来就像正常帧频，并且观察到在正常帧频时的闪烁。
因而，如上所述，所考虑的是，上述改善的伪脉冲驱动不是均一地应用于整个屏幕，而是选择性地应用于期望改善该处运动画面响应的部分(例如，运动画面的边缘部分)。
在此，在这种配置中，即使其中执行正常驱动的子帧时段和其中执行改善的伪脉冲驱动的子帧时段具有相同亮度等级的原始画面信号，这些子帧时段在自适应灰度转换之后具有彼此不同的亮度等级，因而，取决于驱动系统之间的变换模式(transition mode)，按期望地设置对于每个像素的合适的过驱动(overdrive)量，以与变换模式无关地执行最优过驱动(以致使最优过冲(overshoot))。这是因为当过冲量设置得不合适时，像素中的液晶的响应变得较慢，因而通过改善的伪脉冲驱动而改善运动画面响应的效果不能充分发挥。
本发明致力于解决上述问题，并且本发明的第一个目的是提供图像处理设备、图像显示器和图像处理方法，其能够在降低对具有子像素配置的图像显示器中的闪烁的感知的同时实现视角特性的扩大和运动画面响应的改善之间的兼容性。
另外，本发明的第二个目的是提供图像处理设备、图像显示器和图像处理方法，其能够与视频画面的内容或噪声分量的存在与不存在无关地实现对闪烁感知的降低和运动画面响应的改善之间的兼容性。
此外，本发明的第三个目的是提供图像处理设备、图像显示器和图像处理方法，其能够有效地改善运动画面响应，同时降低对闪烁的感知。
本发明的第一图像处理设备应用于配置成使得每个像素包括多个子像素的图像显示器，并且包括：检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引(motion index)和/或边缘索引(edge index)；帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及灰度转换部件。在此情况中，灰度转换部件选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，由检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级，并且灰度转换部件对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素具有彼此不同的显示亮度。
本发明的第一图像显示器包括上述检测部件、上述划分部件、上述灰度转换部件和显示部件，该显示部件配置成使得每个像素包括多个子像素，并用于基于经受灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号而显示画面。
本发明的第一图像处理方法应用于配置成使得每个像素包括多个子像素的图像显示器，并且包括：检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及灰度转换步骤。在此情况下，在该灰度转换步骤，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级，并且对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素具有彼此不同的显示亮度。
在本发明的第一图像处理设备、第一图像显示器和第一图像处理方法中，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段。然后，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段。以此方式选择性地对其中运动索引或边缘索引大于预定阈值的像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，使得通过伪脉冲驱动改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，降低了对闪烁的感知。此外，对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素彼此之间具有不同的显示亮度，因而能够进行适合于每个子像素的不同显示亮度的自适应灰度转换。
在本发明的第一图像处理设备中，上述灰度转换部件被配置成将用于每个像素的输入画面的亮度信号转换成用于子像素的亮度信号，同时允许空间积分值照原样保持，并且上述灰度转换部件能够用于子像素的每个亮度信号执行自适应灰度转换。此外，相反地，上述灰度转换部件可以对输入画面的亮度信号执行自适应灰度转换，并且可以将用于每个像素的、经受自适应灰度转换的亮度信号转换成用于子像素的亮度信号，同时允许空间积分值照原样保持。在后一种情况中，在对输入画面的亮度信号执行自适应灰度转换之后，亮度信号被转换成用于子像素的亮度信号，因此与在输入画面的亮度信号被转换成用于子像素的亮度信号之后对于每个子像素执行自适应灰度转换的前一种情况相比，简化了设备配置。
在本发明的第一图像处理设备中，优选地建立每个子像素的灰度转换特性，使得每个像素中子像素之间的显示亮度的差别接近于预定的阈值。在这种配置中，随着子像素之间的显示亮度的差别增大，视角特性进一步改善。
本发明的第二图像处理设备包括：检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；确定部件，用于对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现；校正部件，用于在确定部件确定在运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以消除中断；帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及灰度转换部件。在此情况中，灰度转换部件基于经受校正部件的校正的运动索引和边缘索引，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。
本发明的第二图像显示器包括上述检测部件、上述确定部件、上述校正部件、上述帧划分部件、上述灰度转换部件和显示部件，该显示部件用于基于经受灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号而显示画面。
本发明的第二图像处理方法包括：检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；确定步骤，对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现；校正步骤，在确定在运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以便消除中断；帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及灰度转换步骤。在该灰度转换步骤中，基于经受校正的运动索引和边缘索引，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。
在本发明的第二图像处理设备、第二图像显示器和第二图像处理方法中，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段。然后，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段。以此方式选择性地对其中运动索引或边缘索引以此方式大于预定阈值的像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，因此通过伪脉冲驱动改善了运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，降低了对闪烁的感知。此外，对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现，并且在确定运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以消除中断，因而与画面的内容或噪声分量的出现或未出现无关地，保持了运动索引或边缘索引中沿时间轴的连续性。
在本发明的第二图像处理设备中，在确定仅在运动索引和边缘索引之一中出现中断的情况下，上述校正部件优选地执行校正以消除中断，另一方面，在确定运动索引和边缘索引两者中都出现中断的情况下，上述校正部件优选地不执行校正。在这种配置中，即使在由于噪声等导致仅在运动索引和边缘索引之一中出现中断的情况下，也可防止错误地执行校正。换句话说，能够做出在运动索引或边缘索引中是否毫无疑问地出现假定要被校正的中断的确定，因而改善了中断确定精确度。
本发明的第三图像处理设备包括：检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；灰度转换部件；确定部件；以及添加部件。在此情况下，上述灰度转换部件选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，由所述检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。此外，上述确定部件对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，其中多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式，所述正常亮度状态由原始亮度信号建立，所述高亮度状态在所述高亮度时段内被建立，所述低亮度状态在所述低亮度时段内被建立。此外，上述添加部件对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号上。
本发明的第三图像显示器包括上述检测部件、上述帧划分部件、上述灰度转换部件、上述确定部件、上述增加部件和显示部件，该显示部件用于基于经受添加部件的添加的过驱动量的亮度信号而显示画面。
本发明的第三图像处理方法包括：检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；灰度转换步骤；确定步骤；以及添加步骤。在此情况下，在上述灰度转换步骤中，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。此外，在确定步骤中，对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式，正常亮度状态由原始亮度信号建立，高亮度状态在高亮度时段内被建立，低亮度状态在低亮度时段内被建立。此外，在上述添加步骤中，对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上。
在本发明的第三图像处理设备、第三图像显示器和第三图像处理方法中，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段。然后，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段。以此方式选择性地对其中运动索引或边缘索引大于预定阈值的像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，使得通过伪脉冲驱动改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，降低了对闪烁的感知。此外，对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，并且对于每个像素讲根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上，因而能够添加根据状态变换模式的合适的过驱动量。
根据本发明的第一图像处理设备、第一图像显示器或第一图像处理方法，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，因而通过伪脉冲驱动能够改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素彼此之间具有不同的显示亮度，因而能够进行适合于每个子像素的不同显示亮度的自适应灰度转换，并且能够改善视角特性。因此，在具有子像素配置的图像显示器中，在降低对闪烁的感知的同时，能够实现视角特性的扩大和运动画面响应的改善之间的兼容性。
另外，根据本发明的第二图像处理设备、第二图像显示器或第二图像处理方法，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，因而通过伪脉冲驱动那个改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现，并且在确定运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以消除中断，因而与画面的内容或噪声成分量的出现或不出现无关地，能够保持运动索引或边缘索引中沿时间轴的连续性。因此，与画面的内容或噪声分量的出现或未出现无关地，能够实现对闪烁感知的降低和运动画面响应的改善之间的兼容性。
此外，根据本发明的第三图像处理设备、第三图像显示器或第三图像处理方法，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引，并且输入画面的单位帧时段被划分为多个子帧时段，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，因而能够通过伪脉冲驱动改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，并且对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上，因而能够添加根据状态变换模式的合适的过驱动量，并且与状态变换模式无关地，能够执行最优过驱动。因此，在降低对闪烁的感知的同时，能够有效改善运动画面响应。
附图说明
图1是示出包括根据本发明第一实施例的图像处理设备的图像显示器的整个配置的框图。
图2是用于描述在图1示出的子像素驱动转换时亮度γ特性的曲线图。
图3是用于描述在图2示出的子像素1中在灰度转换时亮度γ特性的曲线图。
图4是用于描述在图2示出的子像素2中在灰度转换时亮度γ特性的曲线图。
图5是示出在每个子像素中调整亮度γ特性的方法的流程图。
图6是用于描述图1示出的子像素驱动转换部分的操作的时间波形图。
图7是用于描述图1示出的处理区域检测部分的操作的示意图。
图8是集合地示出根据第一实施例的驱动方法和转换亮度信号方法之间的关系的图表。
图9是用于描述图1示出的每个灰度转换部分的操作的时间波形图。
图10是示出包括根据本发明第二实施例的图像处理设备的图像显示器的整体配置的框图。
图11是集合地示出根据第二实施例的驱动方法和转换亮度信号方法之间的关系的图表。
图12是示出包括根据本发明第三实施例的图像处理设备的图像显示器的整体配置的框图。
图13是用于描述在由图12示出的灰度转换部分进行灰度转换时亮度γ特性的曲线图。
图14是示出图12所示的中断检测/校正部分的具体配置的框图。
图15是用于描述图12示出的处理区域检测部分的基本操作的示意图。
图16是示出在灰度转换之前亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图17是示出在灰度转换之后亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图18是示出包括根据与第三实施例比较的例子的图像处理设备的图像显示器的整体配置的框图。
图19是用于描述在与第三实施例比较的例子中在运动信息和边缘信息中检测到中断的情况下的状态的时序图。
图20是用于描述中断检测/校正部分的操作的时序图。
图21是示出中断检测/校正部分消除中断的效果的例子的时序图。
图22是示出中断检测/校正部分消除中断的效果的另一例子的时序图。
图23是用于描述根据与第三实施例的修改例在运动信息和边缘信息中的中断检测结果与对校正的需要之间的关系的图表。
图24是示出包括根据本发明第四实施例的图像处理设备的图像显示器的整体配置的框图。
图25是用于描述在图24示出的灰度转换部分的灰度转换时亮度γ特性的曲线图。
图26是示出在灰度转换之前亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图27是示出在灰度转换之后亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图28是用于描述根据第四实施例的状态变换模式的示意图。
图29是用于描述过驱动校正的基本处理的时间波形图。
图30是示出图24所示的过驱动校正部分的具体配置的框图。
图31是示出用于图30所示的每个LUT处理部分中的查找表(LUT)的例子的图。
图32是用于描述图24所示的处理区域检测部分的操作的示意图。
图33是示出用于图30所示的选择器中的真值表的例子的图。
图34是示出根据第四实施例的亮度信号的状态变换的例子的时间波形图。
图35是用于描述根据第四实施例的修改例的状态变换模式的示意图。
图36是用于描述根据第四实施例的另一修改例的状态变换模式的示意图。
图37是示出根据图35所示修改例的亮度信号的状态变换的例子的时间波形图。
图38是示出根据图36所示修改例的亮度信号的状态变换的例子的时间波形图。
图39是示出在相关领域的图像处理方法中在灰度转换之前亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图40是示出根据相关领域的图像处理方法在灰度转换时亮度γ特性的曲线图。
图41是示出在相关领域的图像处理方法中在灰度转换之后亮度信号的输入/输出特性的时间波形图。
图42是示出在相关领域的图像处理方法中在灰度转换之后液晶显示面板的透射率的暂时改变的时间波形图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
【第一实施例】
图1示出了包括根据本发明第一实施例的图像处理设备(图像处理部分4)的图像显示器(液晶显示器1)的整体配置。液晶显示器1包括液晶显示面板2、背光部分3、图像处理部分4、画面存储器62、X驱动器51、Y驱动器52、定时控制部分61和背光控制部分63。此外，根据实施例的图像处理方法由根据实施例的图像处理设备体现，并也将在下文中描述。
液晶显示面板2通过从下文中将描述的X驱动器51和Y驱动器52提供的驱动信号来显示与画面信号Din相应的画面，并包括以矩阵形式排列的多个像素20。此外，每个像素20包括两个子像素SP1和SP2，由此，如稍后将详细描述的，液晶显示器1的视角特性得到改善。另外，这两个子像素SP1和SP2具有彼此不同的液晶视觉特性。
背光部分3是将光施加到液晶显示面板2的光源，并且例如包括CCFL(冷阴极荧光灯)、LED(发光二极管)等。
图像处理部分4对来自外部的画面信号Din(亮度信号)执行预定的图像处理(这将在稍后描述)，以分别生成用于每个像素20的子像素SP1和SP2的画面信号Dout1和Dout2，并且图像处理部分4包括帧频转换部分41、子像素驱动转换部分42、转换区域检测部分43以及两个灰度转换部分44和45。
帧频转换部分41将画面信号Din的帧频(例如60Hz)转换成更高的帧频(例如120Hz)。具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分成多个(例如两个)子帧时段(例如(1/120)秒)，以生成例如由两个子帧时段组成的画面信号D1(亮度信号)。此外，作为通过这种帧频转换而生成画面信号D1的方法，例如，考虑通过运动检测产生内插帧的方法或通过简单地复制原始画面信号Din来产生内插帧的方法。
子像素驱动转换部分42对从帧频转换部分41提供的画面信号D1执行灰度转换，以分别生成用于两个子像素SP1和SP2的画面信号(亮度信号)D21和D22，同时保持显示亮度的空间积分值。具体地，例如，在画面信号D1的(输入/输出)灰度转换特性(亮度γ特性)是图2所示的亮度γ特性γ0(例如，非线性γ2.2曲线)的情况下，执行灰度转换，使得亮度γ特性γ0被划分为分别用于两个子像素SP1和SP2的两个亮度γ特性γ1和γ2。此外，稍后将详细描述子像素SP1和SP2中的亮度γ特性。
转换区域检测部分43从帧频转换部分41提供的画面信号D1中检测在每个子帧时段内对于每个像素20的运动信息(运动索引)MD和边缘信息(边缘索引)ED，并且转换区域检测部分43包括运动检测部分431、边缘检测部分432和检测合成部分433。运动检测部分431从画面信号D1中检测在每个子帧时段中对于每个像素20的运动信息MD，并且边缘检测部分432从画面信号D1中检测在每个子帧时段中对于每个像素20的边缘信息。此外，检测合成部分433组合由运动检测部分431检测的运动信息MD和由边缘检测部分432检测的边缘信息ED，并且通过执行各种调整处理(检测区域扩大处理、检测区域舍入处理、孤立点检测处理等)生成并输出检测合成结果信号DCT。另外，作为运动检测部分431的运动检测方法，例如，列举了通过使用块匹配方法检测来运动矢量的方法、通过使用子帧之间的差分信号来检测子帧之间的运动矢量的方法等。另外，作为边缘检测部分432的边缘检测方法，列举了通过在每个子帧时段中检测像素及其邻近像素之间的亮度等级(灰度)差大于预定阈值的像素区域来执行边缘检测的方法等。稍后将详细描述这种转换区域检测部分43的检测操作。
响应于从转换区域检测部分43提供的检测合成结果信号DCT，灰度转换部分44选择性地对如下像素区域中的画面信号(亮度信号)执行自适应灰度转换(稍后将描述)，在该像素区域中，从用于子像素SP1的输入的画面信号D21中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，并且灰度转换部分44包括两个自适应灰度转换部分441和442以及选择输出部分443。具体地，例如，如图3所示，自适应灰度转换部分441和442执行从画面信号D21的亮度γ特性γ1分别到具有比原始亮度更高亮度的亮度γ特性γ1H和到具有比原始亮度更低亮度的亮度γ特性γ1L的灰度转换，并且选择输出部分443在每个子帧时段内交替地选择并输出分别对应于两个亮度γ特性γ1H和γ1L的画面信号(亮度信号)D31H和D31L，从而生成并输出画面信号Dout1。
响应于从转换区域检测部分43提供的检测合成结果信号DCT，灰度转换部分45选择性地对如下像素区域中的画面信号(亮度信号)执行自适应灰度转换(稍后将描述)，在该像素区域中，从用于子像素SP2的输入的画面信息D22中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，并且灰度转换部分45包括两个自适应灰度转换部分451和452以及选择输出部分453。具体地，例如，如图4所示，自适应灰度转换部分451和452执行从画面信号D22的亮度γ特性γ2分别到具有比原始亮度更高亮度的亮度γ特性γ2H和到具有比原始亮度更低亮度的亮度γ特性γ2L的灰度转换，并且选择输出部分453在每个子帧时段内交替地选择并输出分别对应于两个亮度γ特性γ2H和γ2L的画面信号(亮度信号)D32H和D32L，从而生成并输出画面信号Dout2。
画面存储器62是存储对于每个像素20的画面信号Dout1和Dout2的帧存储器，其中由图像处理部分4在每个子帧时段内对该画面信号Dout1和Dout2执行自适应灰度转换。定时控制部分(定时发生器)61基于画面信号Dout1和Dout2来控制X驱动器51、Y驱动器52和背光驱动部分63的驱动定时。X驱动器(数据驱动器)51将对应于画面信号Dout1和Dout2的驱动电压提供给液晶显示面板2的每个像素20中的子像素SP1和SP2。Y驱动器(栅极驱动器)52根据定时控制部分61的定时控制，沿扫描线(未示出)线序驱动液晶显示面板2中的每个像素20。背光驱动部分63根据定时控制部分61的定时控制，控制背光部分3的发光操作。
在此，液晶显示面板2和背光部分3对应于本发明中的“显示部件”的具体例子，并且两个子像素SP1和SP2对应于本发明中的“多个子像素”的具体例子。此外，帧频转换部分41对应于本发明中的“帧划分部件”的具体例子，并且转换区域检测部分43对应于本发明中的“检测部件”的具体例子。此外，子像素驱动转换部分42以及灰度转换部分44和45对应于本发明中的“灰度转换部件”的具体例子。
接下来，参考图5，下文中将详细描述在图2至图4所示的子像素SP1和SP2中的每个中设置和调整亮度γ特性(查找表)的方法。此外，在图像处理部分4执行图像处理之前执行这种亮度γ特性的设置和调整。
首先，执行子像素SP1和SP2中亮度γ特性γ1和γ2的设置，用于由子像素驱动转换部分42执行转换成两个子像素SP1和SP2的灰度转换(划分)(步骤S101)。具体地，根据这种亮度γ特性选择通过伪脉冲驱动改善运动画面响应的效果或通过子像素配置改善视角的效果作为更高优先级，从而设置与图2所示的两个子像素SP1和SP2对应的亮度γ特性γ1和γ2的特征曲线。更具体地，为了改善图像显示器1中(中间亮度级别)的视角特性，建立子像素SP1和SP2中的灰度转换特性γ1和γ2，使得每个像素20中子像素SP1和SP2之间的显示亮度差变得尽可能大(变得大于预定阈值)。此外，考虑子像素SP1和SP2的面积、形状、方向特性等设置亮度特性γ1和γ2。
接下来，如在图2中亮度γ特性γ0的情况下，设置作为亮度γ特性γ1和γ2的目标的输入/输出亮度γ特性。在此情况下，作为目标的输入/输出亮度γ特性是经受帧频转换的原始画面信号D1的亮度γ特性γ0。具体地，建立子像素SP1和SP2的亮度γ特性γ1和γ2，使得每个像素20中的子像素SP1和SP2的显示亮度的空间积分值基本上等于由像素中的画面信号D1(亮度γ特性γ0)表示的亮度。
接下来，考虑到液晶的透射率，通过执行模拟来设置亮度γ特性γ1H、γ1L、γ2H和γ2L，即改善的伪脉冲驱动的亮侧和暗侧的特性(步骤S103)。另外，通过使用子像素SP1和SP2中的透射率合计值计算每个像素20中液晶的透射率。
最后，细微地调整亮度γ特性γ1H、γ1L、γ2H和γ2L的特性曲线，使得基于在步骤S103中设置的亮度γ特性γ1H、γ1L、γ2H和γ2L的改善的伪脉冲驱动的亮度特性(显示亮度特性)变为在步骤S102中设置为目标的输入/输出亮度特性(亮度γ特性γ0)(步骤S 104)。换句话说，执行调整使得基于原始亮度特征γ0的正常驱动的亮度特性以及基于亮度γ特性γ1H、γ1L、γ2H和γ2L的改善的伪脉冲驱动的亮度特性基本上彼此相等。因而，完成子像素SP1和SP2的每个中的亮度γ特性(查找表)的设置和调整。
接下来，下文中将详细描述具有该配置的图像处理部分4和根据实施例的整个液晶显示器1的操作。
在实施例的整个液晶显示器1中，如图1所示，图像处理部分对从外部提供的画面信号Din执行图像处理，从而生成用于子像素SP1和SP2的两个画面信号Dout1和Dout2。然后，基于将从液晶显示面板2输出的画面信号Dout1和Dout2，液晶显示面板2通过从X驱动器51和Y驱动器52输出到每个像素20中的子像素SP1和SP2的驱动电压(像素施加电压)将来自背光部分3的照明光调制为显示光。因而，通过与画面信号Din对应的显示光执行图像显示。
现在，除了图1至图4外，参考图6至图9，下文中将详细描述作为本发明的特征点之一的图像处理部分4的图像处理操作。
在实施例的图像处理部分4中，画面信号Din的帧频(例如60Hz)由帧频转换部分41转换成更高的帧频(例如120Hz)。具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分为两个子帧时段(例如(1/120)秒)，从而生成例如由两个子帧时段SF1和SF2组成的画面信号D1。
接下来，在子像素驱动转换部分42中，对从帧频转换部分41提供的画面信号D1执行灰度转换，以生成分别用于两个子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22，同时保持显示亮度的空间积分值。换句话说，例如，如图2所示，执行灰度转换，使得亮度γ特性γ0被划分为用于子像素SP1(用于画面信号D21)的亮度γ特性γ1和用于子像素SP2(用于画面信号D22)的亮度γ特性γ2。因而，例如，在输入灰度(画面信号D1的等级)是50IRE的情况下，如图2和图6所示，输出灰度(画面信号D21和D22的亮度等级)分别是s1和s2，并且与原始画面信号D1的亮度(亮度γ特性γ0)相比，输出灰度移动到更高亮度侧或更低亮度侧。
另一方面，在转换区域检测部分43中，例如，如图7所示，检测运动信息MD和边缘信息ED，并且基于该信息检测转换区域。具体地，例如，当输入作为显示画面的基础的、如图7(A)所示的画面信号D1(画面信号D1(2-0)、D1(1-1)和D1(2-1))时，例如，运动检测部分431检测如图7(B)所示的运动信息MD(运动信息MD(1-1)和MD(2-1))，并且例如，边缘检测部分432检测如图7(C)所示的边缘信息ED(边缘信息ED(1-1)和ED(1-2))。然后，例如，基于以此方式检测的运动信息MD和边缘信息ED，检测合成部分433生成如图7(D)所示的检测合成结果信号DCT(检测合成结果信号DCT(1-1)和DCT(2-1))，由此，指定将经受灰度转换部分44和45的灰度转换的区域(转换区域)，即致使运动画面响应下降的运动画面中的边缘区域。
接下来，在灰度转换部分44和45中，基于从子像素驱动转换部分42提供的用于子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22以及从转换区域检测部分43提供的检测结果合成信号DCT，对如下像素区域(检测区域；具体地，例如运动画面中的边缘区域)中的画面信号执行使用图3和图4所示的亮度γ特性γ1H、γ1L、γ2H和γ2L的自适应灰度转换(与改善的伪脉冲驱动对应的灰度转换)，在该像素区域中，从画面信号D21和D22中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，另一方面，对如下像素区域(不同于检测区域的像素区域)中的画面信号不执行自适应灰度转换，在该区域中，从画面信号D21和D22中检测到小于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，并且照原样输出使用亮度γ特性γ1和γ2的画面信号D21和D22。换句话说，选择性地对如下像素区域中的画面信号执行自适应灰度转换以执行伪脉冲驱动，在该像素区域中，从画面信号D21和D22中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED。
具体地，在灰度转换部分44中，例如，如图3所示，自适应灰度转换部分441基于亮度γ特性γ1H对画面信号D21执行自适应灰度转换以生成画面信号D31H，自适应灰度转换部分442基于亮度γ特性γ1L对画面信号D21执行自适应灰度转换以生成画面信号D31L，选择输出部分443在每个子帧时段内交替地选择并输出这两个画面信号D31H和D31L，从而生成并输出画面信号Dout1。此外，以相同的方式，在灰度转换部分45中，例如，如图4所示，自适应灰度转换部分451基于亮度γ特性γ2H对画面信号D22执行自适应灰度转换以生成画面信号D32H，自适应灰度转换部分452基于亮度γ特性γ2L对画面信号D22执行自适应灰度转换以生成画面信号D32L，选择输出部分453在每个子帧时段内交替地选择并输出这两个画面信号D32H和D32L，从而生成并输出画面信号Dout2。
更具体地，例如，如图8所示，在不同于检测区域的像素区域中，X驱动器51和Y驱动器52执行正常驱动(不同于改善的伪脉冲驱动的驱动方法)；因而，例如，在画面信号D1的灰度(亮度等级)是50IRE的情况下，通过自适应灰度转换部分44和45，对从子像素驱动转换部分42输出的子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22(其亮度等级分别是s1和s2)不执行自适应灰度转换，并且输出画面信号D21和D22作为画面信号Dout1和Dout2，同时子帧时段SF1和SF2仍分别具有亮度等级s1和s2。另一方面，在检测区域中，X驱动器51和Y驱动器52执行改善的伪脉冲驱动；因而，例如，在画面信号D1的灰度(亮度等级)是50IRE的情况下，通过自适应灰度转换部分44和45，对从子像素驱动转换部分42输出的子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22(其亮度等级分别是s1和s2)执行自适应灰度转换，由此，在用于子像素SP1的画面信号Dout1中，子帧时段SF1和子帧时段SF2的亮度等级分别改变为h1和l1，另一方面，在用于子像素SP2的画面信号Dout2中，子帧时段SF1和子帧时段SF2的亮度等级分别改变为h2和l2。因此，在检测区域中，例如，如图9(A)和图9(B)所示(定时t0至t6)，选择性地对通过灰度转换获得的画面信号Dout1和Dout2执行自适应灰度转换，使得允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中，该高亮度时段具有的亮度等级h1和h2高于原始画面信号D21和D22的亮度等级s1和s2，并且低亮度时段具有的亮度等级低于原始画面信号D21和D22的亮度等级l1和l2。
此外，通过以此方式的灰度转换获得的画面信号Dout1和Dout2被提供给画面存储器62和定时控制部分61，并且基于画面信号Dout1和Dout2的画面显示在液晶显示面板2上。
因而，在实施例的图像处理部分4中，输入画面信号Din的单位帧时段被划分为多个子帧时段SF1和SF2，从而通过帧频转换生成画面信号D1，并且在每个像素20中检测画面信号D1的运动信息MD和边缘信息ED。然后，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，使得在允许单位帧时段中的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段中的子帧时段SF1和SF2，在该像素区域中，从与画面信号D1对应的画面信号D21和D22中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED。因而，选择性地对运动信息MD和边缘信息ED大于预定阈值的像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，因此，如图8所示，在检测区域中通过伪脉冲驱动改善运动画面响应的同时，在不同于检测区域的像素区域中通过正常驱动降低对闪烁的感知。因而，与如相关技术中的情况下对所有像素区域中的画面信号执行自适应灰度转换的情况相比，在保持高运动画面响应的同时，降低了对闪烁的感知。此外，在子像素SP1和SP2的每个中执行自适应灰度转换，使得每个像素20中的子像素SP1和SP2具有彼此不同的显示亮度，因而能够进行适合于子像素SP1和SP2的不同显示亮度的自适应灰度转换。
如上所述，在实施例中，输入画面信号Din的单位帧时段被划分为多个子帧时段SF1和SF2，以通过帧频转换生成画面信号D1，并且在每个像素20中检测画面信号D1的运动信息MD和边缘信息ED，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从与画面信号D1对应的画面信号D21和D22中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，使得在允许单位帧时段中的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段中的子帧时段SF1和SF2，因而，能够通过伪脉冲驱动改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，对子像素SP1和SP2的每个执行自适应灰度转换，使得每个像素20中的子像素SP1和SP2具有彼此不同的显示亮度，因而，能够进行适合于子像素SP1和SP2的不同显示亮度的自适应灰度转换，并且也能够改善视角特性。因而，在具有子像素配置的图像显示器中，在降低对闪烁的感知的同时，能够实现视角特性的扩大和运动画面响应的改善之间的兼容性。
具体地，子像素驱动转换部分42将用于每个像素的画面信号D1转换成用于子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22，同时保持亮度的空间积分值，并且灰度转换部分44和45对画面信号D21和D22执行自适应灰度转换，因而能够获得上述功能和效果。
此外，建立子像素SP1和SP2的亮度γ特性γ1和γ2，使得每个像素20中的子像素SP1和SP2的显示亮度的空间积分值基本上等于由像素中的画面信号D1表示的亮度(亮度γ特性γ0)，因而能够获得上述效果，同时原始画面信号D1的显示亮度基本上等于通过自适应灰度转换获得的画面信号Dout1和Dout2的显示亮度。
此外，将每个像素20的子像素SP1和SP2中的显示亮度设置为预定灰度转换特性γ1和γ2，因此随着子像素SP1和SP2中的显示亮度接近理想的SPVA驱动，能够进一步改善图像显示器1中(处于中间亮度等级)的视角特性。
【第二实施例】
接下来，下文中将描述本发明的第二实施例。顺便提及，相似的组件由与第一实施例相似的数字表示，并且不将进一步描述。此外，根据此实施例的图像处理方法由根据此实施例的图像处理设备体现，并在下文中也将描述。
图10示出了包括根据此实施例的图像处理设备(图像处理部分4A)的图像显示器(液晶显示器1A)的整体配置。图像显示器1A与图1所示的第一实施例的图像显示器1的区别之处在于排列了图像处理部分4A而不是图像处理部分4。
图像处理部分4A包括：一个灰度转换部分46，而不是图像处理部分4中的两个灰度转换部分44和45；以及子像素驱动转换部分47，而不是子像素驱动转换部分42，并且灰度转换部分和子像素驱动转换部分之间的位置关系与第一实施例中的相反。具体地，在第一实施例的图像处理部分4中，子像素转换部分42排列在帧频转换部分41与灰度转换部分44和45之间，而在此实施例的图像处理部分4A中，灰度转换部分4排列在帧频转换部分41和子像素转换部分47之间。
响应于从转换区域检测部分43提供的检测合成结果信号DCT，灰度转换部分46选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行如图11所示的自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入的画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，并且灰度转换部分46包括：分别生成画面信号D4H和D4L的自适应灰度转换部分461和462；以及选择输出部分463，其在每个子帧时段中选择画面信号D4H和D4L之一，以输出选择的信号作为画面信号D4。此外，子像素驱动转换部分47对从灰度转换部分46提供的画面信号D4执行灰度转换，以生成并输出例如用于两个子像素SP1和SP2的画面信号Dout1和Dout2，如图11所示，同时保持显示亮度的空间积分值。
因而，从图8与图11之间的比较很明显，在本实施例的图像处理部分4A中也同样，最后生成并输出与在第一实施例的图像处理部分4中的相同的、用于子像素SP1和SP2的画面信号Dout1和Dout2。因而，通过如与第一实施例相同的功能，能够获得相同的效果。换句话说，在具有子像素配置的图像显示器中，在降低对闪烁的感知的同时，能够实现视角特性的扩大和运动画面响应的改善之间的兼容性。
此外，在此实施例的图像处理部分4A中，与第一实施例相反，灰度转换46对用于每个像素的画面信号D1执行自适应灰度转换，并在保持空间积分值的同时，将通过转换获得的用于每个像素的画面信号D4转换成用于子像素SP1和SP2的画面信号Dout1和Dout2，因而，与第一实施例的图像处理部分4相比，能够简化设备配置，其中在第一实施例中，在将画面信号D1转换成用于子像素SP1和SP2的画面信号D21和D22之后，在子像素SP1和SP2的每个中执行自适应灰度转换。因而，除了第一实施例中的效果之外，还可以实现设备配置的缩减(设备配置的外形的缩减)或制造成本的降低。
尽管参考第一和第二实施例描述了本发明，但是本发明并不限于此，并可进行各种修改。
例如，在上述第一和第二实施例中，描述了对作为转换处理区域(检测区域)的像素区域选择性地执行自适应灰度转换的情况，在该像素区域中，运动信息MD和边缘信息ED这两者都大于预定阈值；然而，更典型地，可以对作为转换处理区域(检测区域)的如下像素区域执行自适应灰度转换，在该像素区域中，运动信息MD和边缘信息ED中的一个或两个大于预定阈值。
此外，在上述第一和第二实施例中，描述了响应于转换区域检测部分43的检测结果(检测合成结果信号DCT)选择性地执行灰度转换部分的自适应灰度转换处理的情况；然而，在某些情况下，响应于转换区域检测部分43的检测结果(检测合成结果信号DCT)，也可选择性地执行子像素驱动转换部分42的子像素驱动转换处理。
另外，在上述第一和第二实施例中，描述了一个单位帧时段包括两个子帧时段SF1和SF2的情况；然而，帧频转换部分41可以执行帧频转换使得一个单位帧时段包括三个或更多个子帧时段。
此外，在上述第一和第二实施例中，描述了每个像素20包括两个子像素SP1和SP2的情况；然而，每个像素20可以包括三个或更多个子像素。
此外，在上述第一和第二实施例中，描述了作为图像显示器的例子的、包括液晶显示面板2和背光部分3的液晶显示器1；然而，本发明的图像处理设备可应用于任何其他图像显示器，即，例如等离子体显示器(PDP：等离子体显示面板)或EL(电致发光)显示器。
【第三实施例】
接下来，下文中将描述本发明的第三实施例。
图12示出了包括根据本发明第三实施例的图像处理设备(图像处理部分2004)的图像显示器(液晶显示器1001)的整体配置。液晶显示器1001包括液晶显示面板1002、背光部分1003、图像处理部分1004、画面存储器1062、X驱动器1051、Y驱动器1052、定时控制部分1061和背光控制部分1063。此外，根据此实施例的图像处理方法由根据实施例的图像处理设备体现，并在下文中也将描述。
液晶显示面板1002通过将在下文中描述的从X驱动器1051和Y驱动器1052提供的驱动信号显示与例如画面信号Din对应的画面，并包括以矩阵形式排列的多个像素(未示出)。
背光部分3是将光施加到液晶显示面板1002的光源，并且包括例如CCFL(冷阴极荧光灯)、LED(发光二极管)等。
图像处理部分1004对来自外部的画面信号Din(亮度信号)执行预定的图像处理(稍后将在下文中描述)以生成画面信号Dout，并且包括：帧频转换部分1041、转换区域检测部分1043以及灰度转换部分1044。
帧频转换部分1041将画面信号Din的帧频(例如60Hz)转换成更高的帧频(例如120Hz)。具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分成多个(例如两个)子帧时段(例如(1/120)秒)，以生成由例如两个子帧时段构成的画面信号D1(亮度信号)。此外，作为通过这种帧频转换生成画面信号D1的方法，例如，考虑通过运动检测产生内插帧的方法或通过简单地复制原始视频信号Din来产生内插帧的方法。
转换区域检测部分1043在从帧频转换部分1041提供的画面信号D1的每个子帧时段内，对于每个像素检测运动信息(运动索引)MDin和边缘信息(边缘索引)EDin，并且转换区域检测部分1043包括：运动检测部分1431、边缘信息检测部分1432、中断检测/校正部分1434和检测合成部分1433。
运动检测部分1431在来自画面信号D1的每个子帧时段中对于每个像素检测运动信息MDin，并且边缘检测部分1432在来自画面信号D1的每个子帧时段中对于每个像素检测边缘信息EDin。中断检测/校正部分1434在由运动检测部分1434检测的运动信息MDin和由边缘检测部分1432检测的边缘信息EDin中，沿时间轴对于每个像素检测(确定)中断的出现或未出现，并且中断出现在运动信息MDin或边缘信息EDin中的情况下，中断检测/校正部分1434对于每个像素校正运动信息MDin和边缘信息EDin，以消除中断，并且输出运动信息MDout和边缘信息EDout。检测合成部分1433组合从中断检测/校正部分1434提供的运动信息MDout和边缘信息EDout，并且通过执行各种调整处理(检测区域扩大处理、检测区域舍入处理、孤立点检测处理等)生成并输出检测合成结果信号DCT。稍后将详细描述中断检测/校正部分1434的配置和转换区域检测部分43的检测操作。
另外，作为运动检测部分1431的运动检测方法，例如，列举了通过使用块匹配方法检测运动矢量的方法、通过使用子帧之间的差分信号而检测子帧之间的运动矢量的方法等。另外，作为边缘检测部分1432的边缘检测方法，列举了通过在每个子帧时段中检测其中像素及其邻近像素之间的亮度等级(灰度)差大于预定阈值的像素区域来执行边缘检测的方法等。
响应于从转换区域检测部分1043提供的检测合成结果信号DCT，灰度转换部分1044选择性地对如下像素区域中的画面信号(亮度信号)执行自适应灰度转换(稍后将描述)，在该像素区域中，从输入的画面信息D1中检测到大于预定阈值的运动信息MDout和边缘信息EDout，并且灰度转换部分1044包括：两个自适应灰度转换部分1441和1442以及选择输出部分1443。具体地，例如，如图13所示，自适应灰度转换部分1441和1442执行从画面信号D1的(输入/输出)灰度转换特性(亮度γ特性)γ0分别到具有比原始亮度更高亮度的亮度γ特性γ1H和具有比原始亮度更低亮度的亮度γ特性γ1L的灰度转换，并且选择输出部分1443在每个子帧时段中交替地选择并输出分别对应于两个亮度γ特性γ1H和γ1L的画面信号(亮度信号)D21H和D21L，从而生成并输出画面信号(亮度信号)Dout。
此外，可以通过使用例如图13中的亮度γ特性γ2H和γ2L而不是亮度γ特性γ1H和γ1L来对画面信号D1的亮度γ特性γ0执行自适应灰度转换。然而，在通过使用亮度γ特性γ1H和γ1L来执行自适应灰度转换的情况下改善运动画面响应的效果高于在通过使用亮度γ特性γ2H和γ2L来执行自适应灰度转换的情况下改善运动画面响应的效果，因而优选地使用亮度γ特性γ1H和γ1L。此外，在图13中，亮度γ特性γ0是线性的直线；然而，亮度γ特性γ0可以是例如非线性γ2.2曲线等。
画面存储器1062是存储用于每个像素的画面信号Dout的帧存储器，其中图像处理部分1004在每个子帧时段内对该画面信号Dout执行自适应灰度转换。定时控制部分(定时发生器)1061基于画面信号Dout控制X驱动器1051、Y驱动器1052和背光驱动部分1063的驱动定时。X驱动器(数据驱动器)1051将对应于画面信号Dout的驱动电压提供给液晶显示面板1002的每个像素。Y驱动器(栅极驱动器)1052根据定时控制部分1061的定时控制，沿扫描线(未示出)线序驱动液晶显示面板1002中的每个像素。背光驱动部分1063根据定时控制部分1061的定时控制，控制背光部分1003的发光操作。
接下来，参考图14，下文中将详细描述中断检测/校正部分1434的配置。图14示出了中断检测/校正部分1434的方块配置。
中断检测/校正部分1434包括中断运动信息检测/校正部分1007和中断边缘信息检测/校正部分1008，运动信息检测/校正部分1007在由运动检测部分1431检测的运动信息MDin中沿时间轴检测(确定)中断的出现或未出现，并且在确定中断出现在运动信息MDin中的情况下，对于每个像素校正运动信息MDin以消除中断，然后输出运动信息MDout，中断边缘信息检测/校正部分1008在由边缘检测部分1432检测的边缘信息EDin中沿时间轴检测(确定)中断的出现或未出现，并且在确定中断出现在边缘信息EDin中的情况下，对于每个像素校正边缘信息EDin，以便消除中断，然后输出边缘信息EDout。此外，中断运动信息检测/校正部分1007包括：中断检测部分1071，其在对于每个像素的运动信息MDin中沿时间轴检测(确定)中断的出现或未出现，然后输出确定信号Jout1；以及中断校正部分1072，其在通过确定信号Jout1确定运动信息MDin中出现中断的情况下，校正对于每个像素的运动信息MDin，以便消除中断，然后输出运动信息MDout。另外，中断边缘信息检测/校正部分1008包括：中断检测部分1081，其在对于每个像素的边缘信息EDin中沿时间轴检测(确定)中断的出现或未出现，以输出确定信号Jout2；以及中断校正部分1082，其在通过确定信号Jout2确定边缘信息EDin中出现中断的情况下，校正对于每个像素的边缘信息EDin，以便消除中断，然后输出边缘信息EDout。
中断检测部分1071包括：帧存储器1711，其存储在多个(例如三个)子帧时段中从运动检测部分1431提供的运动信息MDin；帧间差别计算部分1712，其基于在帧存储器1712中存储的多个子帧时段中的运动信息MDin，对于每个像素计算子帧之间的运动信息MDin的差值MD1；以及中断确定部分1713，其通过比较计算的差值MD1与预定阈值(稍后将描述的阈值Mth)，确定中断沿运动信息MDin的时间轴的出现或未出现，然后输出确定信号Jout1。此外，如在中断检测部分1071的情况下，中断检测部分1081包括：帧存储器1811，其存储在多个(例如三个)子帧时段中从边缘检测部分1432提供的边缘信息EDin；帧间差别计算部分1812，其基于在帧存储器1812中存储的多个子帧时段中的边缘信息EDin，对于每个像素计算子帧之间边缘信息EDin的差值ED1；以及中断确定部分1813，其通过比较计算的差值ED1与预定阈值(稍后将描述的阈值Eth)，确定中断沿边缘信息EDin的时间轴的出现或未出现，然后输出确定信号Jout2。此外，中断确定部分1713和中断确定部分1813彼此交换确定信息Jout1和Jout2，并且稍后将描述由此的功能和效果。
中断校正部分1072包括内插处理部分1721和选择器1722，在基于从中断确定部分1713提供的确定信号Jout1而确定在运动信息MDin中沿时间轴出现中断的情况下，该内插处理部分1721对每个像素的存储在帧存储器1711中的运动信息MDin执行预定内插处理，从而通过校正运动信息MDin以消除中断而生成运动信息MD1；响应于从中断确定部分1713提供的确定信号Jout1，选择器1722选择性地输出原始运动信息MDin和通过校正获得的运动信息MD2中的一个。此外，如在中断校正部分1072的情况下，中断校正部分1082包括内插处理部分1821和选择器1822，在基于从中断确定部分1813提供的确定信号Jout2确定在边缘信息EDin中沿时间轴出现中断的情况下，该内插处理部分1821对每个像素的存储在帧存储器1811中的边缘信息EDin执行预定内插处理，从而通过校正边缘信息EDin以消除中断而生成边缘信息ED1；响应于从中断确定部分1813提供的确定信号Jout2，选择器1822选择性地输出原始边缘信息EDin和通过校正获得的边缘信息ED2中的一个。
此外，作为内插处理部分1721和1821的内插处理方法，例如考虑下面的两种方法。在这两种方法中，方法2是优选的，因为其对于人眼是自然的(连续性好)，并且内插处理的负担小(处理容易)。
1.一种方法，对于每个像素计算在确定出现中断的子帧时段之前和之后的子帧时段中的运动信息MDin或边缘信息EDin的平均值，并输出计算的平均值作为通过校正获得的运动信息MD2或边缘信息ED2。
2.一种方法，复制(拷贝)在确定出现中断的子帧时段之前的子帧时段中的运动信息MDin或边缘信息EDin，并输出复制的运动信息MDin或复制的边缘信息EDin作为通过校正获得的运动信息MD2或边缘信息ED2。
在此，液晶显示面板1002和背光部分1003对应于本发明中的“显示部件”的具体例子。此外，帧频转换部分1041对应于本发明中的“帧划分部件”的具体例子，并且灰度转换部分1044对应于本发明中的“灰度转换部件”的具体例子。此外，运动检测部分1431以及边缘检测部分1432对应于本发明中的“检测部分”的具体例子，并且中断检测部分1071和1081对应于本发明中的“确定部件”的具体例子，并且中断校正部分1072和1082对应于本发明中的“校正部件”的具体例子。
接下来，下文中将详细描述实施例的具有该配置的图像处理部分1004和整个液晶显示器1001的操作。
首先，参考图12至图17，图像处理部分1004和整个液晶显示器1001的基本操作将在下文中描述。
在实施例的整个液晶显示器1001中，如图12所示，图像处理部分4对从外部提供的画面信号Din执行图像处理，从而生成画面信号Dout。
具体地，首先，帧频转换部分1041将画面信号Din的帧频(例如60Hz)转换成更高的帧频(例如120Hz)。更加具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分成两个子帧时段(例如(1/120)秒)，以生成由例如两个子帧时段SF1和SF2组成的画面信号D1。
接下来，在转换区域检测部分1043中，例如，如图15所示，检测运动信息MDin和边缘信息EDin，并且基于该信息检测转换区域。具体地，例如，当如图15(A)所示的画面信号D1(画面信号D1(2-0)、D1(1-1)和D1(2-1))作为显示画面的基础而被输入时，例如，运动检测部分1431检测如图15(B)所示的运动信息MDin(运动信息MDin(1-1)和MDin(2-1))，并且例如，边缘检测部分1432检测如图15(C)所示的边缘信息EDin(边缘信息EDin(1-1)和EDin(2-1))。然后，例如，基于根据以此方式检测的运动信息MDin和边缘信息EDin而从中断检测/校正部分1434提供的运动信息MDout和边缘信息EDout，检测合成部分1433生成如图15(D)所示的检测合成结果信号DCT(检测合成结果信号DCT(1-1)和DCT(2-1))。由此，指定要经受由灰度转换部分1044进行的灰度转换的区域(转换区域)，即运动画面中的导致运动画面响应下降的边缘区域。
接下来，在灰度转换部分1044中，基于从帧频转换部分1041提供的画面信号D1以及从转换区域检测部分1043提供的检测结果合成信号DCT，对如下像素区域(检测区域；具体地，例如运动画面中的边缘区域)中的画面信号执行使用图13所示的亮度γ特性γ1H和γ1L的自适应灰度转换(对应于改善的伪脉冲驱动的灰度转换)，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MDout和边缘信息EDout，并且另一方面，不对如下像素区域(不同于检测区域的像素区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到小于预定阈值的运动信息MDout和边缘信息EDout，并且照原样输出使用亮度γ特性γ0的画面信号D1。换句话说，选择性地对如下像素区域中的的画面信号执行自适应灰度转换，以执行伪脉冲驱动，在该像素区域中，运动信息MDout和边缘信息EDout大于画面信号D1中的预定阈值。
因此，在对其执行自适应灰度转换的像素区域(检测区域)中，例如，在画面信号D1的亮度等级(输入灰度)如图16(时序t1001至t1005)所示暂时改变的情况下，例如，如图17(时序t1010至t1020)所示，选择性地对通过自适应灰度转换获得的画面信号Dout的亮度等级(输入灰度)执行自适应灰度转换，使得在允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)以及低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中高亮度时段具有的亮度等级比原始画面信号D1的亮度等级更高，低亮度时段具有的亮度等级比原始画面信号D1的亮度等级更低。换句话说，执行伪脉冲驱动而没有损失显示亮度，并且克服了由于保持类型显示引起的低运动画面响应。
接下来，基于通过以此方式的灰度转换获得的画面信号(亮度信号)Dout，通过从X驱动器1051和Y驱动器1052输出到每个像素的驱动电压(像素施加电压)调制来自背光部分1003的照明光，以从液晶显示面板1002输出作为显示光。因而，通过与画面信号Din对应的显示光执行图像显示。
接下来，除了图12至图17之外，参考图18至22，在下文中将详细描述作为本发明的其中一个特征点的中断检测/校正部分1434的操作。在此，图18示出了根据比较例子的图像显示器(图像显示器1101)的整体配置的框图，并且图19示出了根据比较例子的运动信息MD和边缘信息的时间改变的例子。此外，图20示出了实施例的中断检测/校正部分1434的操作的时序图，并且图21和22是由中断检测/校正部分1434消除中断的效果的例子的时序图。
首先，在根据比较例子的图像显示器1101中，在转换区域检测部分1143中，由运动检测部分1431检测的运动信息MD和由边缘检测部分1432检测的边缘信息ED照原样提供给检测合成部分1433，并且在检测合成部分1433中，基于运动信息MD和边缘信息ED生成并输出检测合成结果信号DCT。因而，当在要经受处理的画面中出现不规则的运动时，或当太大的噪声分量叠加在画面信号Din或画面信号D1上时，例如，如图19(A)和图19(B)中的参考标记P1101所示，可能在运动信息MD或边缘信息ED的强度中(图中所示的每个子帧时段内的“强”或“弱”表示运动信息MD或边缘信息ED的强度(幅度))产生沿时间轴的中断。然后，当产生这种中断时，将失去通过在改善的伪脉冲驱动中的亮和暗灰度的组合带来的灰度表达平衡，结果是，在显示的画面中可能出现噪声或闪烁，从而致使画面质量恶化。具体地，在改善的伪脉冲驱动中，例如通过图13中的亮度γ特性γ1H和γ1L的组合(或亮度γ特性γ2H和γ2L的组合等)而执行灰度表达；然而，如上所述，在运动信息MD或边缘信息ED的强度中产生沿时间轴的中断的情况下，亮度γ特性γ1H和γ0的组合或亮度γ特性γ1L和γ0的组合可以即刻进行，并且在该情况下，亮度可能变得比原始亮度更亮或更暗，从而导致显示画面中的噪声或闪烁。
因而，在此实施例的图像显示器1001中，例如，在如图20所示提供画面信号D1(画面信号D1(1-0)、D1(2-0)、D1(1-1)、D1(2-1)...)的情况下，当运动检测部分1431和边缘检测部分1432在每个子帧时段内检测到图中所示的运动信息MDin和边缘信息EDin(运动信息MDin(2-0)、MDin(1-1)、MDin(2-1)...；以及边缘信息EDin(2-0)、EDin(1-1)、EDin(2-1)...)时，通过中断检测部分1071和1081中的帧间差别计算部分1712和1812计算每个像素中的子帧中的运动信息MDin之间的差值以及子帧中边缘信息EDin之间的差值MD1和ED1(MD1(1)、MD1(2)...以及ED1(1)、ED1(2)...)，并且基于这些差值MD1和ED1，由中断确定部分1713和1813确定在每个像素中在运动信息MDin或边缘信息EDin中沿时间轴的中断。具体地，在差值MD1和ED1(差值MD1和ED1的绝对值)分别等于或大于预定阈值Mth和Eth的情况下，确定出现中断，并且另一方面，在差值MD1和ED1(差值MD1和ED1的绝对值)分别小于阈值Mth和Eth的情况下，确定未出现中断(确定维持了连续性)。此外，可以预先手动设置这些阈值Mth和Eth，或可以自动设置。
接下来，在中断校正部分1072和1082的内插处理部分1721和1821中，在基于来自中断确定部分1713和1813的确定信号Jout1和Jout2而确定在运动信息MDin或边缘信息EDin中出现中断的情况下，输出通过上述预定内插处理而被校正以便消除中断(使得差值ED1和ED1(差值ED1和ED1的绝对值)变得分别小于阈值Mth和Eth)而获得的运动信息MD2或边缘信息ED2，并且另一方面，在基于确定信号Jout1和Jout2而确定在运动信息MDin或边缘信息EDin中未出现中断的情况下，不执行该内插处理。然后，在选择器1722和1822中，在基于来自中断确定部分1713和1813的确定信号Jout1和Jout2而确定在运动信息MDin或边缘信息EDin中出现中断的情况下，选择性地输出通过校正而获得的运动信息MD2和边缘信息ED2，作为运动信息MDout和边缘信息EDout，并且另一方面，在基于来自中断确定部分1713和1813的确定信号Jout1和Jout2而确定在运动信息MDin和边缘信息EDin中未出现中断的情况下，照原样选择性地输出原始的运动信息MDin和边缘信息EDin，作为运动信息MDout和边缘信息EDout。
因而，在此实施例的图像处理部分1004中，例如即使由运动检测部分1431或边缘检测部分1432检测到如图21(A)中的参考标记P1001或图22(A)中的参考标记P1002所示的具有沿时间轴的中断的运动信息MDin或边缘信息EDin，由中断检测/校正部分1434生成如图21(B)中的参考标记P1001或图22(B)中的参考标记P1002所示的、通过消除这种中断(通过被校正以保持连续性)而获得的运动信息MDout或边缘信息EDout，以被提供给检测合成部分1433。然后，在检测合成部分1433中，基于将被提供给自适应灰度转换部分1441和1442中的每个的运动信息MDout和边缘信息EDout，生成检测合成结果信号DCT。
如上所述，在此实施例的图像处理部分1004中，输入画面信号Din的单位帧时段通过帧频转换而被划分为多个子帧时段SF1和SF2，以生成画面信号D1，并且在每个像素中检测画面信号D1的运动信息和边缘信息。然后，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MDout和边缘信息EDout，使得在允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段内的子帧时段SF1和SF2。由于以此方式选择性地对其中运动信息MDout和边缘信息EDout大于预定阈值的像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，因此，在通过在检测区域中的伪脉冲驱动改善运动画面响应的同时，通过不同于检测区域的像素区域中的正常驱动降低了对闪烁的感知。因而，与如相关技术的情况下对所有像素区域中的画面信号上执行自适应灰度转换的情况相比，在保持高运动画面响应的同时，降低了对闪烁的感知。
此外，在中断检测/校正部分1434中，在每个像素中确定在被检测的运动信息MDin和被检测的边缘信息EDout中沿时间轴的中断的出现或未出现，并且在确定在运动信息MDin或边缘信息EDin中出现中断的情况下，在每个像素中校正运动信息MDin和边缘信息EDin以便消除中断，并且将其输出，作为运动信息MDout和边缘信息EDout，因而，与画面的内容(画面信号Din)或噪声分量的出现或未出现无关地，维持了运动信息或边缘信息中沿时间轴的连续性。
如上所述，在此实施例中，输入画面信号Din的单位帧时段通过帧频转换被划分为多个子帧时段SF1和SF2，以生成画面信号D1，并且在每个像素中检测画面信号D1的运动信息和边缘信息，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MDout和边缘信息EDout，使得在允许照原样保持单位帧时段内的亮度的时间积分值的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段内的子帧时段SF1和SF2，因而运动画面响应能够通过伪脉冲驱动而被改善，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，由中断检测/校正部分1434在每个像素中确定在被检测的运动信息MDin和被检测的边缘信息EDout中沿时间轴的中断的出现或未出现，并且在确定在运动信息MDin或边缘信息EDin中出现中断的情况下，校正运动信息MDin和边缘信息EDin以便消除中断，并且将其输出，作为运动信息MDout和边缘信息EDout，因而，与画面的内容(画面信号Din)或噪声分量的出现或未出现无关地，能够保持运动信息或边缘信息中沿时间轴的连续性。因而，与画面的内容或噪声分量的出现或未出现无关地，能够实现对闪烁的感知的降低与运动画面响应的改善之间的兼容性。
尽管参考第三实施例描述了本发明，但是本发明并不限于此，并且可进行各种修改。
例如，在上述第三实施例中，描述了如下情况，中断运动信息检测/校正部分1007和中断边缘信息检测/校正部分1008分别根据作为中断检测部分1713和1813的确定结果的确定信号Jout1和Jout2而单独做出最后确定以执行校正；然而，例如，如图14所示，中断确定部分1713和中断确定部分1813可彼此交换确定信息Jout1和Jout2以互补地做出最后确定。具体地，例如，如图23所示，在中断确定部分1713和1813中，在确定仅在运动信息MDin和边缘信息EDin之一中出现中断的情况下(在如下情况下：仅差值MD1和ED1之一等于或大于阈值Mth或Eth，并且仅确定信号Jout1和Jout2之一表示确定出现中断)，中断确定部分1713和1813作出最后确定，即应该进行校正，因为毫无疑义地出现了假定要被校正的中断，从而，如上述第三实施例所述，执行校正以消除中断，而在确定运动信息MDin和边缘信息EDin两者中都出现中断的情况下(在如下情况下：差值MD1和ED1两者都等于或大于阈值Mth或Eth，并且确定信号Jout1和Jout2两者都表示确定出现中断)，中断确定部分1713和1813作出最后确定，即不应该进行校正，因为中断是由于噪声等产生，从而不执行如上述第三实施例所述的校正。在这样的配置中，即使由于噪声等产生的中断仅出现在运动信息MDin和边缘信息EDin之一中，也能够防止错误地执行校正。换句话说，能够做出假定要被校正的中断是否毫无疑义地出现在运动信息MDin或边缘信息EDin中的确定，因而除了上述第三实施例中的效果之外，能够改善中断确定精确度。
此外，在上述第三实施例，描述了如下情况：选择性地对其中运动信息MDout和边缘信息EDout两者都大于预定阈值的、作为转换处理区域(检测区域)的像素区域执行自适应灰度转换；然而，更典型地，可选择性地对其中运动信息MDout和边缘信息EDout之一或两者大于预定阈值的、作为转换处理区域(检测区域)的像素区域执行自适应灰度转换。
此外，在上述第三实施例中，描述了一个单位帧时段包括两个子帧时段SF1和SF2的情况；然而，帧频转换部分1041可执行帧频转换使得一个单位帧时段包括三个或更多个子帧时段。
另外，在上述第三实施例中，描述了作为图像显示器的例子的包括液晶显示面板1002和背光部分1003的液晶显示器1001；然而，本发明的图像处理设备还可应用于任何其他图像显示器，即，例如等离子体显示器(PDP：等离子体显示面板)或EL(电致发光)显示器。
【第四实施例】
接下来，下文中将描述本发明的第四实施例。
图24示出了包括根据本发明第四实施例的图像处理设备(图像处理部分2004)的图像显示器(液晶显示器2001)的整体配置。液晶显示器2001包括液晶显示面板2002、背光部分2003、图像处理部分2004、画面存储器2062、X驱动器2051、Y驱动器2052、定时控制部分2061和背光控制部分2063。此外，根据此实施例的图像处理方法由根据此实施例的图像处理设备体现，并在下文中也将进行描述。
液晶显示面板2002通过下文中将描述的从X驱动器2051和Y驱动器2052提供的驱动信号来显示例如与画面信号Din对应的画面，并且液晶显示面板2002包括以矩阵形式排列的多个像素(未示出)。
背光部分2003是将光应用于液晶显示面板2002的光源，并且包括例如CCFL(冷阴极荧光灯)、LED(发光二极管)等。
图像处理部分2004对来自外部的画面信号Din(亮度信号)执行预定的图像处理(稍后将描述)，以生成画面信号Dout，并且图像处理部分2004包括帧频转换部分2041、转换区域检测部分2043、灰度转换部分2044以及过驱动处理部分2045。
帧频转换部分2041将画面信号Din的帧频(例如60Hz)转换成更高的帧频(例如120Hz)。具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分成多个(例如两个)子帧时段(例如(1/120)秒)，以生成由例如两个子帧时段构成的画面信号D1(亮度信号)。此外，作为通过这种帧频转换生成画面信号D1的方法，例如，考虑通过运动检测产生内插帧的方法或通过简单地复制原始画面信号Din来产生内插帧的方法。
转换区域检测部分2043在从帧频转换部分1041提供的画面信号D1的每个子帧时段内，对于每个像素检测运动信息(运动索引)MD和边缘信息(边缘索引)ED，并且转换区域检测部分2043包括运动检测部分2431、边缘信息检测部分2432和检测合成部分2433。
运动检测部分2431从画面信号D1中检测在每个子帧时段内对于每个像素的运动信息MD，并且边缘检测部分2432从画面信号D1中检测在每个子帧时段内对于每个像素的边缘信息ED。检测合成部分2433组合由运动检测部分2431检测的运动信息MD和由边缘检测部分2432检测的边缘信息ED，并且通过执行各种调整处理(检测区域扩大处理、检测区域舍入处理、孤立点检测处理等)生成并输出检测合成结果信号DCT。转换区域检测部分2043的检测操作将在下文中详细描述。
另外，作为运动检测部分2431的运动检测方法，例如，列举了通过使用块匹配方法检测运动矢量的方法、通过使用子帧之间的差分信号而检测子帧之间的运动矢量的方法等。另外，作为边缘检测部分2432的边缘检测方法，列举了通过在每个子帧时段内检测其中像素及其邻近像素之间的亮度等级(灰度)差别大于预定的阈值的像素区域来执行边缘检测的方法等。
响应于从转换区域检测部分2043提供的检测合成结果信号DCT，灰度转换部分2044选择性地对如下像素区域中的画面信号(亮度信号)执行自适应灰度转换(稍后将描述)，在该像素区域内，从输入的画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，并且灰度转换部分2044包括两个自适应灰度转换部分2441和2442以及选择输出部分2443。具体地，例如，如图25所示，自适应灰度转换部分2441和2442执行从画面信号D1的(输入/输出)灰度转换特性(亮度γ特性)γ0分别到具有比原始亮度更高亮度的亮度γ特性γ1H和具有比原始亮度更低亮度的亮度γ特性γ1L的灰度转换，并且选择输出部分2443在每个子帧时段内交替地选择并输出分别对应于两个亮度γ特性γ1H和γ1L的画面信号(亮度信号)D21H和D21L，从而生成并输出画面信号(亮度信号)D2。因此，在例如画面信号D1的亮度等级(输入灰度)如图26(时序t2001至t2005)所示暂时改变的情况下，通过自适应灰度转换获得的画面信号D2的亮度等级(输入灰度)变得例如如图27(时序t2010至t2020)所示，并且在每个单位帧时段内交替地分别分配高亮度时段(子帧时段SF1)以及低亮度时段(子帧时段SF2)，其中，在高亮度时段内，基于具有更高亮度的亮度γ特性γ1H的画面信号D21H被输出，在低亮度时段内，基于具有更低亮度的亮度γ特性γ1L的画面信号D21L被输出。
此外，可以通过使用例如图25中的亮度γ特性γ2H和γ2L而不是亮度γ特性γ1H和γ1L来对画面信号D1的亮度γ特性γ0执行自适应灰度转换。然而，在通过使用亮度γ特性γ1H和γ1L执行自适应灰度转换的情况下，比通过使用亮度γ特性γ2H和γ2L执行自适应灰度转换的情况改善运动画面响应的效果更高，因而优选地使用亮度γ特性γ1H和γ1L。此外，在图25中，亮度γ特性γ0是线性的直线；然而，亮度γ特性γ0可以是例如非线性γ2.2曲线等。
基于从转换区域检测部分2043提供的检测合成结果信号DCT和从灰度转换部分2044获得的信号(稍后将描述的选择信号HL)，过驱动处理部分2045对于每个像素逐个确定在稍后将描述的多个状态变换模式中随后的状态变换模式，并且对于每个像素，通过将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到从灰度转换部分2044提供的画面信号D2上而生成并输出画面信号Dout，并且过驱动处理部分2045包括状态变换确定部分2451、H/L确定部分2452和过驱动校正部分2453。
例如，如图28所示，基于从转换区域检测部分2043提供的检测合成结果信号DCT，状态变换确定部分2451确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，从而输出确定信号Jout1，其中多个状态变换模式的每个被定义为：不执行改善的伪脉冲驱动的正常驱动状态(N状态)2080、改善的伪脉冲驱动状态(D状态；表示高亮度状态的改善的伪脉冲驱动H侧(亮侧)状态(DH状态)以及表示低亮度状态的改善的伪脉冲驱动L侧(暗侧)状态(DL状态))2081H和2081L。具体地，状态变换确定部分2451对于每个像素确定在四个状态变换模式中随后的状态变换模式，其中四个状态变换模式的每个被定义为从N状态到D状态的状态变换模式(N/D变换；图中的N/DL变换M2或N/DH变换M4)以及从D状态到N状态的状态变换模式(D/L变换；图中的DL/N变换M1或DH/N变换M3)，从D状态到D状态的状态变换模式(D/D变换；图中的DH/DL变换M5或DL/DH变换M6)，以及表示在正常驱动状态下子帧之间亮度等级改变的从N状态到N状态的状态变换模式(N/N变换；图中的N/N变换M7)。
H/L确定部分2452通过获得来自灰度转换部分2044中的选择输出部分2443的选择信号HL(通过例如“H”或“L”表明当前被选择并输出的是画面信号D2H还是画面信号D2L的信号)，对于每个像素确定经受自适应灰度转换的画面信号是处于高亮度状态(DH状态)还是低亮度状态(DL状态)，以输出确定信号Jout2。
过驱动校正部分2453做出在七个状态变换模式中对于每个像素的随后状态变换模式的最终确定，该七个状态变换模式即，例如，如图28所示，DL/N变换M1、N/DL变换M2、DH/N变换M3、N/DH变换M4、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7，并且过驱动校正部分2453通过将根据确定的状态变换模式的过驱动量(例如，由图29(A)和29(B)中的参考标记P2011、P2012、P2021和P2022所示的过驱动量)添加到通过灰度转换而获得并通过使用稍后将描述的查找表而从灰度转换部分2044提供的画面信号D2上，来生成并输出画面信号(亮度信号)Dout。此外，稍后将详细描述过驱动校正部分2453的配置和过驱动处理部分2045的操作。
画面存储器2062是在每个子帧时段内对于每个像素存储通过添加过驱动量获得的并从图像处理部分2004提供的画面信号Dout的帧存储器。定时控制部分(定时发生器)2061基于画面信号Dout来控制X驱动器2051、Y驱动器2052和背光驱动部分2063的驱动定时。X驱动器(数据驱动器)2051将与画面信号Dout对应的驱动电压提供给液晶显示面板2002的每个像素。Y驱动器(栅极驱动器)2052根据定时控制部分2061的定时控制，沿扫描线(未示出)线序驱动液晶显示面板2002中的每个像素。背光驱动部分2063根据定时控制部分2061的定时控制，控制背光部分2003的发光操作。
接下来，参考图26至31，下面将详细描述过驱动校正部分2453的配置。在此，图30示出了过驱动校正部分2453的框图配置。
过驱动校正部分2453获得在两个子帧时段、即当前子帧时段和先前的子帧时段中的在自适应灰度转换之前的原始画面信号D1和通过自适应灰度转换而获得的画面信号D2中的一个或多个，并且例如，如图31所示，过驱动校正部分2453包括LUT处理部分，用于保持将子帧中的画面信号之间的亮度等级差(当前子帧中的画面信号(亮度信号)的灰度与过去(先前)子帧中的亮度信号的灰度之间的等级差)与要添加的过驱动量OD关联的、用于上述七种状态变换模式的LUT2091。具体地，过驱动校正部分2453包括：D/N LUT处理部分2071，保持用于在N状态和D状态之间的状态变换模式的LUT；D/D LUT处理部分2072，保持用于在DH状态和DL状态之间的状态变换模式的LUT；以及N/N LUT处理部分2073，保持用于在N状态之间的状态变换模式的LUT。如在图31所示的LUT 2091的情况下，每个LUT被预先设置用于每个状态变换模式，使得当子帧中的画面信号之间的等级差为0时，要添加的过驱动量OD是0，并且如图中的箭头P2031和P2032所示，要添加的过驱动量OD随着等级差的增加而增加。此外，建立N状态之间的LUT，使得将要添加的过驱动量OD设置为在N状态和D状态之间的LUT中或在DH状态和DL状态之间的LUT中比在N状态之间的LUT中的更大。
D/N LUT处理部分2071包括：DL/N LUT处理部分2711，通过将两个连续子帧中的画面信号D1和D2应用到用于DL/N变换M1的LUT，输出在DL/N变换M1时要添加的过冲量OD1；N/DL LUT处理部分2712，通过将两个连续子帧中的画面信号D1和D2应用到用于N/DL变换M2的LUT，输出在N/DL变换M2时要添加的过冲量OD2；DH/N LUT处理部分2713，通过将两个连续子帧中的画面信号D1和D2应用到用于DH/N变换M3的LUT，输出在DH/N变换M3时要添加的过冲量OD3；以及N/DH LUT处理部分2714，通过将两个连续子帧中的画面信号D1和D2应用到用于N/DH变换M4的LUT，输出在N/DH变换M4时要添加的过冲量OD4。此外，D/D LUT处理部分2072包括：DH/DL LUT处理部分2721，通过将两个连续子帧中的画面信号D2应用到用于DH/DL变换M5的LUT，输出在DH/DL变换M5时要添加的过冲量OD5；以及DL/DH LUT处理部分2722，通过将两个连续子帧中的画面信号D2应用到用于DL/DH变换M6的LUT，输出在DL/DH变换M6时要添加的过冲量OD6。此外，N/N LUT处理部分2073通过将两个连续的子帧中的画面信号D1应用到用于N/N变换M7的LUT，输出在N/N变换M7时要添加的过冲量OD7。
过驱动校正部分2453还包括选择器2074和过驱动添加部分2075。选择器2074通过将从状态变换确定部分2451提供的确定信号Jout1和从H/L确定部分2452提供的确定信号Jout2应用到稍后将描述的预定真值表，对于每个像素做出在七种状态变换模式中画面信号所处于的状态变换模式的最终确定，从而确定要选择并被输出作为要添加的过驱动量ODout的、根据状态变换模式的在从LUT处理部分输出的过驱动量OD1至OD7中的一个过冲量。
过驱动添加部分2075将从选择器2074选择并输出的过驱动量ODout添加到通过自适应灰度转换获得的并从灰度转换部分2044提供的画面信号D2上，并且输出画面信号D2，作为画面信号Dout。
在此，液晶显示面板2002和背光部分2003对应于本发明中的“显示部件”的具体例子。此外，帧频转换部分2041对应于本发明中的“帧划分部件”的具体例子，并且转换区域检测部分2043对应于本发明中的“检测部分”的具体例子，并且灰度转换部分2044对应于本发明中的“灰度转换部件”的具体例子。此外，过驱动处理部分2045对应于本发明中的“确定部件”和“添加部件”的具体例子。
接下来，下文中将详细描述具有这种配置的图像处理部分2004和此实施例的整个液晶显示器2001的操作。
首先，参考图24至图27以及图32，图像处理部分4和整个液晶显示器2001的基本操作将在下文中描述。
在实施例的整个液晶显示器2001中，如图24所示，图像处理部分2004对从外部提供的画面信号Din执行图像处理，从而生成画面信号Dout。
具体地，首先，帧频转换部分2041将画面信号Din的帧频(例如60Hz)转换成更高的帧频(例如120Hz)。更具体地，画面信号Din的单位帧时段(例如(1/60)秒)被划分成两个子帧时段(例如(1/120)秒)，以生成由两个子帧时段SF1和SF2构成的画面信号D1。
接下来，在转换区域检测部分2043中，例如，如图32所示，检测运动信息MD和边缘信息ED，并且基于该信息检测转换区域。具体地，例如，当作为显示画面的基础的如图32(A)所示的画面信号D1(画面信号D1(2-0)、D1(1-1)和D1(2-1))被输入时，例如，由运动检测部分2431检测如图32(B)所示的运动信息MD(运动信息MD(1-1)和MD(2-1))，并且例如，由边缘检测部分2432检测如图32(C)所示的边缘信息ED(边缘信息ED(1-1)和ED(2-1))。然后，例如，基于以此方式检测的运动信息MD和边缘信息ED，检测合成部分2433生成如图32(D)所示的检测合成结果信号DCT(检测合成结果信号DCT(1-1)和DCT(2-1))。从而指定要经受由灰度转换部分2044进行的灰度转换的区域(转换区域)，即致使运动画面响应下降的运动画面中的边缘区域。
接下来，在灰度转换部分2044中，基于从帧频转换部分2041提供的画面信号D1以及从转换区域检测部分2043提供的检测结果合成信号DCT，对如下像素区域(检测区域；具体地，例如运动画面中的边缘区域)中的画面信号执行使用例如图25所示的亮度γ特性γ1H和γ1L自适应灰度转换(对应于改善的伪脉冲驱动的灰度转换)，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，另一方面，不对如下像素区域(像素区域而不是检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，并且照原样输出使用亮度γ特性γ0的画面信号D1，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到小于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED。换句话说，选择性地对其中运动信息MD和边缘信息ED大于画面信号D1中的预定阈值的像素区域中的画面信号执行自适应灰度转换，以执行伪脉冲驱动。
因此，在其中执行自适应灰度转换的像素区域(检测区域)内，例如，在画面信号D1的亮度等级(输入灰度)如图26(时序t2001至t2005)所示暂时改变的情况下，例如，如图27(时序t2010至t2020)所示，选择性地对通过自适应灰度转换获得的画面信号D2的亮度等级(输入灰度)执行自适应灰度转换，使得在允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)以及低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中高亮度时段具有的亮度等级比原始画面信号D1的亮度等级更高，低亮度时段具有的亮度等级比原始画面信号D1的亮度等级更低。换句话说，执行伪脉冲驱动而没有损失显示亮度，并且克服了由于保持类型显示引起的低运动画面响应。
然后，基于通过以此方式对画面信号(亮度信号)D2上执行灰度转换而获得的并且从图形处理部分2004输出的画面信号(亮度信号)Dout，通过从X驱动器2051和Y驱动器2052输出到每个像素的驱动电压(像素施加电压)来调制来自背光部分2003的照明光，以将其从液晶显示面板2002输出，作为显示光。因而，通过对应于画面信号Din的显示光执行图像显示。
接下来，参考图24至图34，在下文中将详细描述作为本发明的其中一个特征点的过驱动处理部分2045的操作。在此，图34(A)至34(C)示出了在每个子帧时段内，屏上的每个位置中画面信号D2(D2(2-0)、D2(1-1)和D2(2-1))的时间改变。
在此实施例的过驱动处理部分2045中，首先，例如，在设置了如图28所示的多个状态变换模式的情况下，基于从转换区域检测部分2043提供的检测合成结果信号DCT，状态变换确定部分2451对于每个像素在四个状态变换模式中确定随后的状态变换模式，该四个状态变换模式即N/D变换(图中的N/DL变换M2或N/DH变换M4)、D/L变换(图中的DL/N变换M1或DH/N变换M3)、D/D变换(图中的DH/DL变换M5或DL/DH变换M6)以及N/N变换(图中的N/N变换M7)，从而输出表示确定结果的确定信号Jout1。另一方面，H/L确定部分2452通过获得来自选择输出部分2443的选择信号HL，对于每个像素确定经受自适应灰度转换的画面信号是处于高亮度状态(DH状态)还是低亮度状态(DL状态)，从而输出确定信号Jout2。
接下来，在过驱动校正部分2453的LUT处理部分2711至2714、2721、2722和2723中，提供在两个子帧时段、即当前子帧时段和先前子帧时段中的在自适应灰度转换之前的原始画面信号D1以及通过自适应灰度转换获得的画面信号D2中的一个或多个，并且将画面信号施加到根据状态变换模式而设置的LUT(参考图31)，从而输出在状态变换模式中要添加的过驱动量OD1至OD7。
接下来，在选择器2074中，从状态变换确定部分2451提供的确定信号Jout1和从H/L确定部分2452提供的确定信号Jout2被施加到例如图33所示的真值表2092，从而最终确定在七个状态变换模式中画面信号所在的状态变换模式，并且从自LUT处理部分输出的过驱动量OD1至OD7中选择与最终确定的状态变换模式对应的一个过冲量，并且输出该过冲量，作为要添加的过驱动量ODout。具体地，在确定信号Jout1表示变换是“N/D变换”的情况下，当确定信号Jout2是“L”时，做出变换是“N/DL变换”的最终确定；另一方面，当确定信号Jout2是“H”时，做出变换是“N/DH变换”的最终确定。此外，在确定信号Jout1表示变换是“D/N变换”的情况下，当确定信号Jout2是“L”时，做出变换是“DL/N变换”的最终确定；另一方面，当确定信号Jout2是“H”时，做出变换是“DH/N变换”的最终确定。另外，在确定信号Jout1表示变换是“D/D变换”的情况下，当当前确定信号Jout2是“L”时，做出变换是“DH/DL变换”的最终确定；另一方面，当当前确定信号Jout2是“H”时，做出变换是“DL/DH变换”的最终确定。此外，在确定信号Jout1表示变换是“N/N变换”的情况下，不管确定信号Jout2的值，做出变换是“N/N变换”的最终确定。
接下来，在过驱动添加部分2075中，对于每个像素，由选择器2074选择并输出的过驱动量ODout被添加到通过自适应灰度转换获得并从灰度转换部分2044提供的画面信号D2上，从而输出画面信号Dout。然后，通过将过驱动量ODout添加到画面信号D2上获得的画面信号Dout被提供给画面存储器2062和定时控制部分2061，从而在液晶显示面板2002的每个像素中执行基于过驱动量ODout的过驱动。
因而，例如，在如图34(A)至34(C)所示的画面信号D2(2-0)、D2(1-1)和D2(2-1)的情况中，当考虑运动画面中的边缘区域(图中的“DL状态区域”或“DH状态区域”，并且是由转换区域检测部分2043检测为转换区域的图像区域)每子帧时段(by each sub-frame period)在屏上移动的情况时，如图所示，出现七个状态变换模式，即DL/N变换M1、N/DL变换M2、DH/N变换M3、N/DH变换M4、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7，并且根据状态变换模式(参考图29)对于每个像素执行合适的过驱动；因而，例如，如图29(A)和(B)中的箭头P2013和2023所示，改善了每个像素中的液晶的运动画面响应。
如上所述，在此实施例的图像处理部分2004中，输入画面信号Din的单位帧时段通过帧频转换而被划分为多个子帧时段SF1和SF2，以生成画面信号D1，并且在每个像素中检测画面信号D1的运动信息和边缘信息。然后，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，使得在允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段内的子帧时段SF1和SF2。由于以此方式选择性地对其中运动信息MD和边缘信息ED大于预定阈值的像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，因此在通过检测区域中的伪脉冲驱动改善运动画面响应的同时，通过不同于检测区域的像素区域中的正常驱动降低了对闪烁的感知。因而，与对所有像素区域中的画面信号执行自适应灰度转换的情况相比，在保持高运动画面响应的同时，降低了对闪烁的感知。
另外，过驱动校正部分2453对于每个像素接连地确定在七个状态变换模式(DL/N变换M1、N/DL变换M2、DH/N变换M3、N/DH变换M4、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7)中随后的状态变换模式，并且对于每个像素，将与确定的状态变换模式对应的过驱动量ODout添加到通过自适应灰度转换获得的画面信号D2上，因而能够添加根据状态变换模式的合适的过驱动量。
如上所述，在实施例中，输入画面信号Din的单位帧时段通过帧频转换被划分为多个子帧时段SF1和SF2，以生成画面信号D1，并且在每个像素中检测画面信号D1的运动信息和边缘信息，选择性地对如下像素区域(检测区域)中的画面信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从画面信号D1中检测到大于预定阈值的运动信息MD和边缘信息ED，使得在允许单位帧时段内的亮度的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段(子帧时段SF1)和低亮度时段(子帧时段SF2)分别分配给单位帧时段内的子帧时段SF1和SF2，因而通过伪脉冲驱动能够改善运动画面响应，并且与如相关技术的情况下对所有像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换的情况相比，能够降低对闪烁的感知。此外，对于每个像素接连地确定在七个状态变换模式中随后的状态变换模式，并且对于每个像素，将与确定的状态变换模式对应的过驱动量ODout添加到通过自适应灰度转换获得的画面信号D2上，因而能够添加根据状态变换模式的合适的过驱动量，并且不管状态变换模式如何，都能够执行最优过驱动。因而，在降低对闪烁的感知的同时，能够有效改善运动画面响应。
此外，预先准备将子帧中的画面信号之间的等级差与要添加的过驱动量OD关联的、用于状态变换模式的查找表(LUT)，并且通过选择由LUT定义的过驱动量OD1至OD7中的一个，基于所确定的状态变换模式来确定要添加到通过自适应灰度转换获得的画面信号上的过驱动量ODout，因而能够容易地确定合适的过驱动量。
如上所述，尽管参考第四实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不限于此，并且可进行各种修改。
例如，在上述第四实施例中，描述了设置作为多个状态变换模式的七个状态变换模式(DL/N变换M1、N/DL变换M2、DH/N变换M3、N/DH变换M4、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7)的情况；然而，状态变换模式的数量不限于此，并且例如，如图35所示，作为多个状态变换模式，可以设置五个状态变换模式(N/DL变换M2、DH/N变换M3、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7)，或例如，如图36所示，作为多个状态变换模式，可以设置五个状态变换模式(DL/N变换M1、N/DH变换M4、DH/DL变换M5、DL/DH变换M6以及N/N变换M7)的另一组合。在这样的配置中，与上述第四实施例相比，状态变换模式的数量减少了两个，因而与上述第四实施例相比，能够简化过驱动处理部分2045的配置，并且能够减少过驱动处理部分2045中的处理负载。此外，在这些情况下，在图35的情况下，例如，图34所示的运动画面边缘区域例如如图37所示运动，以及在图36的情况下，运动画面边缘区域例如如图38所示运动。换句话说，在某些子帧之间(在图37的情况下，由画面信号D2(2-0)和D2(1-1)所示的子帧之间，以及在图38的情况下，由画面信号D2(1-1)和D2(2-1)所示的子帧之间)的运动画面边缘区域的运动可能受到限制。
此外，在上述第四实施例中，描述了如下情况，提供将子帧中的画面信号之间的等级差别与要添加的过驱动量OD相关联的、用于状态变换模式的LUT，并且基于所确定的状态变换模式，通过选择由LUT定义的过驱动量OD1至OD7中的一个来确定要添加到通过自适应灰度转换而获得的画面信号D2上的过驱动量ODout；然而，例如，可以提供将子帧内的画面信号之间的等级差别与通过添加过驱动量而获得的画面信号Dout的等级相关联的、用于状态变换模式的LUT，并且基于所确定的状态变换模式，通过选择经添加由LUT定义的过驱动量而获得的亮度信号Dout的等级之一，可以确定要添加到通过自适应灰度转换而获得的画面信号上的过驱动量。在这样的配置中，由选择器2074选择并输出的信号变为通过照原样添加过驱动量而获得的画面信号Dout，因而不需要过驱动添加部分2075，因而与上述第四实施例相比，装置配置能够简化。
此外，在上述第四实施例中，描述了如下情况，选择性地对作为转换处理区域(检测区域)的、其中运动信息MD和边缘信息ED两者都大于预定阈值的像素区域执行自适应灰度转换；然而，更典型地，可以对作为转换处理区域(检测区域)的、其中运动信息MD和边缘信息ED之一或两者大于预定阈值的像素区域执行自适应灰度转换。
此外，在上述第四实施例中，描述了一个单位帧时段包括两个子帧时段SF1和SF2的情况；然而，帧频转换部分2041可以执行帧频转换使得一个单位帧时段包括三个或更多个子帧时段。
另外，在上述第四实施例中，描述了作为图像显示器的例子的、包括液晶显示面板2002和背光部分2003的液晶显示器2001；然而，本发明的图像处理设备还可应用于任何其他图像显示器，即，例如等离子体显示器(PDP：等离子体显示面板)或EL(电致发光)显示器。

Claims (24)

1.一种图像处理设备，应用于配置成使得每个像素包括多个子像素的图像显示器，所述图像处理设备的特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及
灰度转换部件，用于选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，所述检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级，
其中，所述灰度转换部件对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素具有彼此不同的显示亮度。
2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，
所述灰度转换部件将用于每个像素的输入画面的亮度信号转换成用于子像素的亮度信号，同时允许空间积分值照原样保持，然后，对用于子像素的每个亮度信号执行自适应灰度转换。
3.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，
所述灰度转换部件对输入画面的亮度信号执行自适应灰度转换，然后，将用于每个像素的、经受自适应灰度转换的亮度信号转换成用于子像素的亮度信号，同时允许空间积分值照原样保持。
4.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，
建立每个子像素的灰度转换特性，使得每个像素中的子像素的显示亮度的空间积分值基本等于由像素中输入画面的亮度信号表示的亮度。
5.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，
建立每个子像素的灰度转换特性，使得每个像素中的子像素之间的显示亮度的差别大于预定阈值。
6.一种图像显示器，其特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及
灰度转换部件，用于选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，所述检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级，
显示部件，被配置成使得每个像素包括多个子像素，并用于基于经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号而显示画面，
其中，所述灰度转换部件对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素具有彼此不同的显示亮度。
7.一种图像处理方法，应用于配置成使得每个像素包括多个子像素的图像显示器，所述图像处理方法的特征在于，包括：
检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及
灰度转换步骤，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级，
其中，在所述灰度转换步骤中，对于每个子像素执行自适应灰度转换，使得每个像素中的多个子像素具有彼此不同的显示亮度。
8.一种图像处理设备，其特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
确定部件，用于对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现；
校正部件，用于在所述确定部件确定在运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以便消除中断；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及
灰度转换部件，用于基于经受所述校正部件的校正的运动索引和边缘索引，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。
9.根据权利要求8所述的图像处理设备，其特征在于，
所述确定部件对于每个像素计算在子帧中的运动索引之间的差值和在子帧中的边缘索引之间的差值，并且在所述差值等于或大于预定阈值的情况下，所述确定部件确定在运动索引或边缘索引中出现中断，以及
所述校正部件将每个像素中的差值校正为小于阈值，从而消除中断。
10.根据权利要求8所述的图像处理设备，其特征在于，
所述校正部件对于每个像素计算在确定出现中断的子帧之前和之后的子帧中的运动索引或边缘索引的平均值，并输出所计算的平均值，作为校正后的运动索引或校正后的边缘索引。
11.根据权利要求8所述的图像处理设备，其特征在于，
所述校正部件复制在确定出现中断的子帧之前的子帧中的运动索引或边缘索引，并输出所复制的运动索引或所复制的边缘索引，作为校正后的运动索引或校正后的边缘索引。
12.根据权利要求8所述的图像处理设备，其特征在于，
在确定仅运动索引和边缘索引之一中出现中断的情况下，所述校正部件执行校正以便消除中断，而在确定在运动索引和边缘索引两者中都出现中断的情况下，所述校正部件不执行校正。
13.一种图像显示器，其特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
确定部件，用于对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现；
校正部件，用于在所述确定部件确定在运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以便消除中断；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；
灰度转换部件，用于基于经受所述校正部件的校正的运动索引和边缘索引，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级；以及
显示部件，用于基于经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号来显示画面。
14.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
确定步骤，对于每个像素确定在所检测的运动索引和所检测的边缘索引中沿时间轴的中断的出现或未出现；
校正步骤，在确定在运动索引或边缘索引中出现中断的情况下，对于每个像素校正运动索引和边缘索引以便消除中断；
帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；以及
灰度转换步骤，基于经受校正的运动索引和边缘索引，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级。
15.一种图像处理设备，其特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；
灰度转换部件，用于选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，由所述检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级；
确定部件，用于对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，其中多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式，所述正常亮度状态由原始亮度信号建立，所述高亮度状态在所述高亮度时段内被建立，所述低亮度状态在所述低亮度时段内被建立；以及
添加部件，用于对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号上。
16.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
所述确定部件基于所述检测部件的检测结果和经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号两者来确定状态变换模式。
17.根据权利要求16所述的图像处理设备，其特征在于，
所述确定部件基于由所述检测部件检测的输入画面的运动索引或边缘索引的量值，对于每个像素确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，其中多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态与高或低亮度状态的状态之间的状态变换模式，以及
所述确定部件对于每个像素确定经受自适应灰度转换的亮度信号是处于高亮度状态还是低亮度状态，从而做出在多个状态变换模式中随后的状态变换模式的最终确定，其中多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式。
18.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
所述添加部件具有用于每个状态变换模式的查找表，所述查找表将子帧中亮度信号之间的等级差别与要添加的过驱动量相关联；和
所述添加部件从与由所述确定部件确定的状态变换模式对应的查找表中选择过驱动量，从而确定要添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上的过驱动量。
19.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
所述添加部件具有用于每个状态变换模式的查找表，所述查找表将子帧中亮度信号之间的等级差别与被添加过驱动量的亮度信号的等级相关联；和
所述添加部件从与由所述确定部件确定的状态变换模式对应的查找表中选择被添加过驱动量的亮度信号的等级，从而确定要添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上的过驱动量。
20.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
五个状态变换模式被定义为所述多个状态变换模式，其中，所述五个状态变换模式是在正常亮度状态之间的状态变换模式、从正常亮度状态到低亮度状态的状态变换模式、从低亮度状态到高亮度状态的状态变换模式、从高亮度状态到低亮度状态的状态变换模式以及从高亮度状态到正常亮度状态的状态变换模式。
21.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
五个状态变换模式被定义为所述多个状态变换模式，其中，所述五个状态变换模式是在正常亮度状态之间的状态变换模式、从正常亮度状态到高亮度状态的状态变换模式、从高亮度状态到低亮度状态的状态变换模式、从低亮度状态到高亮度状态的状态变换模式以及从低亮度状态到正常亮度状态的状态变换模式。
22.根据权利要求15所述的图像处理设备，其特征在于，
七个状态变换模式被定义为所述多个状态变换模式，其中，所述七个状态变换模式是在正常亮度状态之间的状态变换模式、从正常亮度状态到低亮度状态的状态变换模式、从正常亮度状态到高亮度状态的状态变换模式、从低亮度状态到高亮度状态的状态变换模式、从高亮度状态到低亮度状态的状态变换模式、从高亮度状态到正常亮度状态的状态变换模式以及从低亮度状态到正常亮度状态的状态变换模式。
23.一种图像显示器，其特征在于，包括：
检测部件，用于对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分部件，用于将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；
灰度转换部件，用于选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，由所述检测部件从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段和低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级；
确定部件，用于对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，其中多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式，所述正常亮度状态由原始亮度信号建立，所述高亮度状态在所述高亮度时段内被建立，所述低亮度状态在所述低亮度时段内被建立；以及
添加部件，用于对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受所述灰度转换部件的自适应灰度转换的亮度信号上；以及
显示部件，用于基于经受由所述添加部件添加过驱动量的亮度信号来显示画面。
24.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
检测步骤，对于每个像素检测输入画面的运动索引和/或边缘索引；
帧划分步骤，将输入画面的单位帧时段划分成多个子帧时段；
灰度转换步骤，选择性地对如下像素区域中的亮度信号执行自适应灰度转换，在该像素区域中，从输入画面的亮度信号中检测到大于预定阈值的运动索引或边缘索引，使得在允许单位帧时段内的亮度信号的时间积分值照原样保持的同时，将高亮度时段以及低亮度时段分别分配给单位帧时段中的子帧时段，其中所述高亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更高的亮度等级，所述低亮度时段具有比原始亮度信号的亮度等级更低的亮度等级；
确定步骤，对于每个像素接连地确定在多个状态变换模式中随后的状态变换模式，多个状态变换模式的每个被定义为在正常亮度状态、高亮度状态和低亮度状态中的任意两个之间的状态变换模式，所述正常亮度状态由原始亮度信号建立，所述高亮度状态在高亮度时段内被建立，所述低亮度状态在低亮度时段内被建立；以及
添加步骤，对于每个像素将根据确定的状态变换模式的过驱动量添加到经受自适应灰度转换的亮度信号上。
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