CN101772803B - 图像信号处理装置 - Google Patents

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Abstract

图像信号处理装置(1)具有：编码部(10)、延迟部(20)、差运算部(30)、解码部(40)、量化误差判定部(50)和校正后图像数据输出部(60)。校正后图像数据输出部(60)在从差运算部(30)输出的差D小于等于预定值Dth的情况下，将输入到编码部(10)的图像数据G2作为校正后图像数据G2’输出，在差D大于预定值Dth的情况下，根据输入到编码部(10)的图像数据G2和从解码部(40)输出的解码图像数据(GB1)来确定基本校正值，根据由量化误差判定部(50)判定出的量化误差E的大小来减小基本校正值，作为修正校正值，将对输入到编码部(10)的图像数据G2加上修正校正值得出的数据作为校正后图像数据G2’进行输出。

Description

图像信号处理装置
技术领域
本发明涉及在对图像信号的各帧的图像数据进行处理之后将该图像信号输出到液晶显示装置的图像信号处理装置。 
背景技术
图像显示装置大致分为脉冲型显示装置和保持型显示装置。在作为脉冲型显示装置的一例举出的CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)中，通过电子枪来扫描画面，仅在电子束到达的像素上进行显示。与此相对，在作为保持型显示装置的一例举出的液晶显示装置或有机电致发光显示装置中，按固定周期对图像信号帧进行更新，当指示了某第一帧图像的显示时，保持第一帧图像的显示，直到指示了接下来的第二帧图像的显示。与脉冲型显示装置相比，保持型显示装置具有不易发生图像失真等各种优点。 
但是，液晶显示装置具有响应迟缓的问题。即，从指示某帧图像的目标显示值时起到液晶显示装置的实际显示值成为目标显示值需要时间。有时该所需时间超过帧更新周期。因此，当在液晶显示装置的画面上显示动作较快的动态图像时，该动态图像可能会模糊。 
作为要解决这种问题的技术，公知有超频(overdrive)技术。关于超频技术，当关注液晶显示装置的画面上的某一像素时，在与某第一帧的目标显示值对应的图像数据(亮度)G1和与接下来的第二帧的目标显示值对应的图像数据G2不同的情况下，对该图像数据G2进行校正，将该校正后的图像数据G2’提供给液晶显示装置。在校正过程中，当“G1＜G2”时设“G2＜G2’”，当“G1＞G2”时设“G2＞G2’”。通过设置在这样对图像信号的各帧的图像数据进行处理之后将该图像信号输出到液晶显示装置的图像信号处理装置，来使液晶显示装置的实际显示值快速达到目标显示值。 
关于该超频技术提出了各种方案。在专利文献1所公开的发明中，为了根据某个第一帧图像数据G1和接下来的第二帧图像数据G2进行所需的处理来求得校正后图像数据G2’，对各帧图像数据进行编码，利用延迟部使该各帧的编码后图像数据延迟相当于一帧的期间。然后，将通过第一解码部对从延迟部输出的帧的编码图像数据进行解码后的图像数据作为第一帧图像数据，并且将通过第二解码部对输入到延迟部的帧的编码图像数据进行解码后的图像数据作为第二帧图像数据，根据这些解码后的第一帧和第二帧各自的图像数据，来求得校正后图像数据G2’。 
在该超频技术中，一帧的图像数据在被编码之后通过延迟部进行延迟，因此可以降低作为该延迟部使用的存储器的容量。此外，对于在求得校正后图像数据G2’时使用的第一帧和第二帧各自的图像数据，在编码处理和解码处理时附加了相同程度的误差，因此可视为校正后图像数据G2’不受该误差的影响。 
专利文献1：日本特开2003-202845号公报 
但是，在如上所述经过编码处理和解码处理来求得校正后图像数据G2’的超频技术中，需要两个解码部，因此图像信号处理装置的装置规模较大。此外，校正后图像数据G2’可能受编码处理和解码处理时的误差的影响，并且该误差可能在校正后图像数据G2’中显著地出现，因此可能导致在液晶显示装置的画面上显示的图像中产生闪烁等的图像品质劣化。 
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而提出的，其目的是提供一种图像信号处理装置，该图像信号处理装置采用了经过编码处理和解码处理来求得校正后图像数据的超频技术，并可以抑制闪烁等图像品质劣化，且能够小型化。 
本发明的图像信号处理装置在对图像信号的各帧的图像数据进行处理之后将该图像信号输出到液晶显示装置，其特征是该图像信号处理装置具有：(1)编码部，其输入图像信号的各帧的图像数据，对该图像数据进行编码，并输出该编码后的图像数据(以下称为“编码图像数据”)； (2)延迟部，其输入从编码部输出的编码图像数据，使该编码图像数据延迟相当于一帧的期间后输出该编码图像数据；(3)差运算部，其输入从编码部输出的编码图像数据、并且输入从延迟部输出的编码图像数据，运算这两个编码图像数据之差并进行输出；(4)解码部，其对从延迟部输出的编码图像数据进行解码，输出该解码后的图像数据(以下称为“解码图像数据”)；(5)量化误差判定部，其根据从延迟部输出的编码图像数据，来判定在编码部中进行编码时的量化误差的大小；以及(6)校正后图像数据输出部，其输入被输入到编码部的图像数据、从解码部输出的解码图像数据、从差运算部输出的差的值和量化误差判定部的判定结果，并根据它们来求得校正后图像数据，将所求得的校正后图像数据输出到液晶显示装置。 
并且，本发明的图像信号处理装置的特征是，校正后图像数据输出部，(a)在从差运算部输出的差小于等于预定值的情况下，将输入到编码部的图像数据作为校正后图像数据输出，(b)在从差运算部输出的差大于预定值的情况下，根据输入到编码部的图像数据和从解码部输出的解码图像数据来确定基本校正值，根据由量化误差判定部判定出的量化误差的大小来减小基本校正值，作为修正校正值，并将输入到编码部的图像数据与修正校正值相加所得的值作为校正后图像数据输出。 
此外，在本发明的图像信号处理装置中，优选地，解码部仅在从差运算部输出的差大于预定值的情况下，进行解码处理。 
在本发明的图像信号处理装置中，通过编码部对图像信号的各帧的图像数据进行编码，从编码部输出该编码后的图像数据(编码图像数据)。通过延迟部使从编码部输出的编码图像数据延迟相当于一个帧的期间后输出。从编码部输出的编码图像数据和从延迟部输出的编码图像数据被输入到差运算部，运算这两个编码图像数据的差并从差运算部输出。通过解码部对从延迟部输出的编码图像数据进行解码，从解码部输出该解码后的图像数据(解码图像数据)。并且，由量化误差判定部根据从延迟部输出的编码图像数据，来判定在编码部中进行编码时的量化误差的大小。 
校正后图像数据输出部输入被输入到编码部的图像数据、从解码部输出的解码图像数据、从差运算部输出的差的值以及量化误差判定部的判定结果，并根据它们来求得校正后图像数据，将该求得的校正后图像数据输出到液晶显示装置。 
特别是，在校正后图像数据输出部中，在从差运算部输出的差小于等于预定值的情况下，将输入到编码部的图像数据作为校正后图像数据输出。相反，在从差运算部输出的差大于预定值的情况下，根据输入到编码部的图像数据和从解码部输出的解码图像数据来确定基本校正值，根据由量化误差判定部判定出的量化误差的大小来减小基本校正值，作为修正校正值，并将输入到编码部的图像数据与修正校正值相加所得的值作为校正后图像数据输出。 
另外，可对帧的全体图像数据进行上述处理，但在画面所显示的图像中仅一部分区域是动态图像的情况下，可仅对与该一部分区域对应的图像数据进行上述处理。 
本发明的图像信号处理装置采用经过编码处理和解码处理求得校正后图像数据的超频技术，并可以抑制闪烁等图像品质劣化且能够小型化。 
附图说明
图1是示出本实施方式的图像信号处理装置1的结构的图。 
图2是本实施方式的图像信号处理装置1所包含的校正后图像数据输出部60的结构的图。 
图3是说明输入到本实施方式的图像信号处理装置1的第一帧的图像数据G1和第二帧的图像数据G2、以及从图像信号处理装置1输出到液晶显示装置2的校正后图像数据G2’的图。 
图4是说明输入到本实施方式的图像信号处理装置1的第一帧的图像数据G1和第二帧的图像数据G2、以及从图像信号处理装置1输出到液晶显示装置2的校正后图像数据G2’的图。 
标号说明 
1、图像信号处理装置；2、液晶显示装置；10、编码部；20、延迟 部；30、差运算部；40、解码部；50、量化误差判定部；60、校正后图像数据输出部；61、判定部；62、校正值确定部；63、校正值修正部；64、加法部；65、选择部 
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明用于实施本发明的最优方式。另外，在对附图的说明中，对同一要素标注同一标号，并省略重复的说明。 
图1是示出本实施方式的图像信号处理装置1的结构的图。图像信号处理装置1在对图像信号的各帧的图像数据进行处理之后将该图像信号输出到液晶显示装置2，该图像信号处理装置1具有：编码部10、延迟部20、差运算部30、解码部40、量化误差判定部50和校正后图像数据输出部60。另外，在作为彩色图像的情况下，虽然仅针对其中一种颜色的图像数据进行以下说明，但其它颜色的图像数据也是同样的。 
编码部10输入图像信号的各帧的图像数据，对该图像数据进行编码，并将该编码后的图像数据(编码图像数据)GA分别输出到延迟部20和差运算部30。编码部10的编码处理可以根据任意的算法，例如可使用FBT及GBT等块编码、JPEG等二维离散余弦变换编码、JPEG-LS等预测编码、JPEG2000等小波变换等。此外，编码部10中的编码处理可以是可逆编码，也可以是不可逆编码。在本实施方式的图像信号处理装置1中，即使该编码处理是不可逆的，也适合使用。 
延迟部20输入从编码部10输出的编码图像数据GA，并使该编码图像数据GA延迟相当于一帧的期间后输出。延迟部20将该编码图像数据GA向差运算部30、解码部40和量化误差判定部50分别输出。 
差运算部30输入从编码部10输出的编码图像数据GA2，并且输入从延迟部20输出的编码图像数据GA1，运算这两个编码图像数据GA的差D，将该差D的值输出到校正后图像数据输出部60。这里，从编码部10输出的编码图像数据GA2相对于从延迟部20输出的第一帧的编码图像数据GA1，是继第一帧之后的第二帧的图像数据。同时输入到差运算部30的编码图像数据GA1、GA2对应于液晶显示装置2的画面上的相同像素。 
解码部40对从延迟部20输出的编码图像数据GA1进行解码，将该解码后的图像数据(解码图像数据)GB1输出到校正后图像数据输出部60。此外，该解码部40可以仅在从差运算部30输出的差D的值大于预定值Dth的情况下进行解码处理。解码部40中的解码处理对应于编码部10中的编码处理。 
量化误差判定部50根据从延迟部20输出的编码图像数据GA1，来判定在编码部10中进行编码时的量化误差E的大小，将该判定结果(量化误差E)输出到校正后图像数据输出部60。 
校正后图像数据输出部60输入被输入到编码部10的第二帧的图像数据G2、从解码部40输出的第一帧的解码图像数据GB1、从差运算部30输出的差D的值以及量化误差判定部50的判定结果(量化误差E)，根据它们来求出校正后图像数据G2’，将该求出的校正后图像数据G2’输出到液晶显示装置2。 
具体而言，在从差运算部30输出的差D小于等于预定值Dth的情况下，校正后图像数据输出部60将输入到编码部10的图像数据G2作为校正后图像数据G2’输出。此外，在从差运算部30输出的差D大于预定值Dth的情况下，校正后图像数据输出部60根据输入到编码部10的图像数据G2和从解码部40输出的解码图像数据GB1来确定基本校正值，根据由量化误差判定部50判定的量化误差E的大小来减小基本校正值，作为修正校正值，将输入到编码部10的图像数据G2加上修正校正值得到的数据作为校正后图像数据G2’输出。 
图2是示出本实施方式的图像信号处理装置1所包含的校正后图像数据输出部60的结构的图。校正后图像数据输出部60包含：判定部61、校正值确定部62、校正值修正部63、加法部64和选择部65。 
判定部61对从差运算部30输出的差D的值与预定值Dth进行大小比较，将表示该比较结果的信号输出到选择部65。校正值确定部62输入被输入到编码部10的第二帧的图像数据G2，并且输入从解码部40输出的第一帧的解码图像数据GB1，将与数据(GB1，G2)对应的基本校正值H0输出到校正值修正部63。此时，校正值确定部62可以通过运算来确定基本校正值H0，也可以通过查询表来确定基本校正值H0。 
校正值修正部63根据由量化误差判定部50判定出的量化误差E的大小，来减小从校正值确定部62输出的基本校正值H0，并将该减小后的值作为修正校正值H1输出到加法部64。在该校正值修正部63中根据基本校正值H0求得修正校正值H1的处理可以是这样的处理：将系数(量化误差E越大该系数越小)乘以基本校正值H0来求得修正校正值H1；也可以是这样的处理：通过由基本校正值H0减去常数(量化误差E越大该常数越大)，来求得修正校正值H1。加法部64对输入到编码部10的第二帧的图像数据G2加上从校正值修正部63输出的修正校正值H1，并将其相加结果作为图像数据GC2输出到选择部65。 
选择部65输入被输入到编码部10的第二帧的图像数据G2、从加法部64输出的图像数据GC2和从判定部61输出的表示判定结果的信号。并且，当在判定部61中判定为差D的值小于等于预定值Dth(D≤Dth)时，选择部65将输入到编码部10的第二帧的图像数据G2作为校正后图像数据G2’输出到液晶显示装置2(G2’＝G2)。相反，当在判定部61中判定为差D的值大于预定值Dth(D＞Dth)时，选择部65将从加法部64输出的图像数据GC2作为校正后图像数据G2’输出到液晶显示装置2(GC2＝G2’)。该判定是针对每个像素来进行的。 
在本实施方式的图像信号处理装置1中，由编码部10对图像信号的各帧的图像数据进行编码，该编码后的编码图像数据GA从编码部10分别输出到延迟部20和差运算部30。从编码部10输出的编码图像数据GA被延迟部20延迟相当于1帧的期间后输出。 
从编码部10输出的第二帧的编码图像数据GA2和从延迟部20输出的第一帧的编码图像数据GA1输入到差运算部30，运算这两个编码图像数据的差D。该差D的值从差运算部30输出到校正后图像数据输出部60。 
从延迟部20输出的编码图像数据GA1被解码部40解码，该解码后的解码图像数据GB1从解码部40输出到校正后图像数据输出部60。此外，通过量化误差判定部50根据从延迟部20输出的编码图像数据GA1，来判定在编码部10中进行编码时的量化误差E的大小，将其判定结果(量化误差E)从量化误差判定部50输出到校正后图像数据输出部60。 
校正后图像数据输出部60输入被输入到编码部10的第二帧的图像数据G2、从解码部40输出的第一帧的解码图像数据GB1、从差运算部30输出的差D的值以及量化误差判定部50的判定结果(量化误差E)，并根据它们来求得校正后图像数据G2’，将该求得的校正后图像数据G2’输入到液晶显示装置2。 
特别是，在校正后图像数据输出部60中，在从差运算部30输出的差D小于等于预定值Dth的情况下，将输入到编码部10的图像数据G2作为校正后图像数据G2’输出。此外，在校正后图像数据输出部60中，在从差运算部30输出的差D大于预定值Dth的情况下，根据输入到编码部10的图像数据G2和从解码部40输出的解码图像数据GB1来确定基本校正值，根据由量化误差判定部50判定的量化误差E的大小来减小基本校正值，作为修正校正值，将输入到编码部10的图像数据G2加上修正校正值得出的数据作为校正后图像数据G2’输出。 
此外，在校正后图像数据输出部60为图2结构的情况下，通过判定部61对从差运算部30输出的差D的值与预定值Dth进行大小比较，将表示其比较结果的信号输出到选择部65。输入到编码部10的第二帧的图像数据G2和从解码部40输出的第一帧的解码图像数据GB1被输入至校正值确定部62，从校正值确定部62向校正值修正部63输出与数据(GB1，G2)对应的基本校正值H0。 
校正值修正部63根据由量化误差判定部50判定出的量化误差E的大小，来减小从校正值确定部62输出的基本校正值H0，将该减小后的值作为修正校正值H1从校正值修正部63输出到加法部64。在加法部64中，对输入到编码部10的第二帧的图像数据G2加上从校正值修正部63输出的修正校正值H1，然后将其相加结果作为图像数据GC2从加法部64输出到选择部65。 
然后，在选择部65中，当在判定部61中判定为差D的值小于等于预定值Dth时，将输入到编码部10的第二帧的图像数据G2作为校正后图 像数据G2’输出到液晶显示装置2。相反，当在判定部61中判定为差D的值大于预定值Dth时，将从加法部64输出的图像数据GC2作为校正后图像数据G2’从加法部64输出到液晶显示装置2。 
图3和图4分别是说明输入到本实施方式的图像信号处理装置1的第一帧的图像数据G1和第二帧的图像数据G2、以及从图像信号处理装置1输出到液晶显示装置2的校正后图像数据G2’的图。各图(a)～(c)的横轴表示帧图像中的某行上的像素位置。各图(a)表示第一帧的该行上的图像数据(亮度)的分布，各图(b)表示第二帧的该行上的图像数据的分布，此外，各图(c)表示该行上的校正后图像数据的分布。该图的亮度级差表示某图像的边缘。此外，在各图(a)～(c)中关注位于中央的像素。 
在图3所示的例子中，与第一帧的关注像素的图像数据G1相比，接下来的第二帧的关注像素的图像数据G2较大(图3的(a)、(b))，因此输出的关注像素的校正后图像数据G2’成为大于图像数据G2的值(图3(c))。此时，在量化误差E大的情况下，基本校正值H0减小为修正校正值H1，将该修正校正值H1加上图像数据G2所得的值作为校正后图像数据G2’。 
在图4所示的例子中，与第一帧的关注像素的图像数据G1相比，接下来的第二帧的关注像素的图像数据G2较小(图4的(a)、(b))，因此输出的关注像素的校正后图像数据G2’成为小于图像数据G2的值(图4(c))。此时，根据量化误差E的大小来减小基本校正值H0(负值)的绝对值，成为修正校正值H1(负值)，将该修正校正值H1加上图像数据G2所得的值作为校正后图像数据G2’。 
通过将这样的基于超频技术校正后的图像数据G2’输入到液晶显示装置2，来使液晶显示装置2中的实际显示值快速达到目标显示值。 
在专利文献1所记载的现有图像信号处理装置中，在解码后的第一帧的图像数据和第二帧的图像数据所包含的编码时的误差相等的情况下，误差在而后的处理时相互抵消，在这两个误差都为正或都为负的情况下，误差的绝对值在而后的处理时变小，因此没有问题(或问题较小)。但是，在现有的图像信号处理装置中，在两个误差中的一个误差e1为正、另一个误差e2为负的情况下，之后处理时的误差(e1-e2)的绝对值变大，从而在校正后图像数据G2’中显著地出现该误差，因此导致在液晶显示装置的画面上所显示的图像中产生闪烁等的图像品质劣化。 
与此相对，在本实施方式的图像信号处理装置1中，根据从解码部40输出的第一帧的解码图像数据GB1和编码处理前的第二帧的图像数据G2来生成图像数据GC2、并将这些图像数据G2和图像数据GC2中的任意一方作为图像数据G2’，因此能够抑制上述现有的图像信号处理装置所具有的误差扩大问题，抑制液晶显示装置的画面所显示的图像中的闪烁等图像品质劣化。 
此外，在本实施方式的图像信号处理装置1中，根据量化误差E的大小来减小基本校正值H0，作为修正校正值H1，并将该修正校正值H1与图像数据G2相加所得的值作为校正后图像数据G2’。因此，即使在基本校正值H0含有误差的情况下，也能够将绝对值小于该基本校正值H0的修正校正值H1与图像数据G2相加所得的值作为校正后图像数据G2’，从而可抑制进行过度的超频，这点也能够抑制图像品质劣化。 
此外，在本实施方式的图像信号处理装置1中，在从差运算部30输出的差D小于等于预定值Dth的情况下，将编码处理前的图像数据G2作为校正后图像数据G2’输出。因此，在作为静态图像的情况下或动作迟缓的情况下，不进行超频，能够抑制图像品质劣化。 
此外，与需要两个解码部的现有图像信号处理装置相比，本实施方式的图像信号处理装置1只要具有一个解码部40即可，因此可以实现小型化。 

Claims (2)

1.一种图像信号处理装置，其在对图像信号的各帧的图像数据进行处理之后，将该图像信号输出到液晶显示装置，其特征在于，该图像信号处理装置具有：
编码部，其输入所述图像信号的各帧的图像数据，对该图像数据进行编码，并输出编码后的图像数据即编码图像数据；
延迟部，其输入从所述编码部输出的编码图像数据，使该编码图像数据延迟相当于一帧的期间后输出该编码图像数据；
差运算部，其输入从所述编码部输出的编码图像数据、并且输入从所述延迟部输出的编码图像数据，运算这两个编码图像数据之差并输出；
解码部，其对从所述延迟部输出的编码图像数据进行解码，输出解码后的图像数据即解码图像数据；
量化误差判定部，其根据从所述延迟部输出的编码图像数据，来判定在所述编码部中进行编码时的量化误差的大小；以及
校正后图像数据输出部，其输入被输入到所述编码部的图像数据、从所述解码部输出的解码图像数据、从所述差运算部输出的差的值和所述量化误差判定部的判定结果，并根据它们来求得校正后图像数据，将该求得的校正后图像数据输出到所述液晶显示装置，所述校正后图像数据输出部在从所述差运算部输出的差小于等于预定值的情况下，将输入到所述编码部的图像数据作为所述校正后图像数据输出，
所述校正后图像数据输出部在从所述差运算部输出的差大于所述预定值的情况下，根据输入到所述编码部的图像数据和从所述解码部输出的解码图像数据来确定基本校正值，根据由所述量化误差判定部判定出的量化误差的大小来减小基本校正值，将减小后的值作为修正校正值，并将输入到所述编码部的图像数据与修正校正值相加所得的值作为所述校正后图像数据输出。
2.根据权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于，
所述解码部仅在从所述差运算部输出的差大于预定值的情况下，进行解码处理。
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