CN101946507A - 视频显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种图像显示装置，该图像显示装置在即使因32下拉、22下拉那样的原始素材的运动范围较广而引起检测矢量的精度变差的可能性较高的情况下，也能有效地利用处理时间，提高检测矢量的精度，生成更高质量的内插图像。一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有在输入图像信号的帧间、内插基于帧间的运动矢量实施了校正处理的图像来变换帧频的单元(14)，在将由电视电影传送装置等生成的2幅或3幅的相同图像连续的信号进行内插处理时，根据用于生成第1幅的内插图像的运动矢量(Va)，来再次计算用于生成下一次的内插图像的运动矢量，从而检测出更高的精度、更小的误差的运动矢量。具有反复图像判定部(10)，利用不需要进行矢量检测的相同图像的连续期间，使得在当前图像与上一图像不同的图像间检测出的运动矢量的精度进一步提高。

Description

视频显示装置
技术领域
本发明涉及视频显示装置，特别涉及在使用液晶面板显示图像的显示装置中的、通过在帧间插入内插图像进行倍速驱动来降低在动态图像显示时所生成的液晶特有的动态模糊的装置。
背景技术
作为液晶面板中所发生的动态模糊的发生原因，可以列举如下：即，液晶具有保持电荷来维持发光的保持型的特性(例如，参照专利文献1)。
在现有的阴极射线管(CRT)等的利用电子束向荧光体的照射中，像素的发光方式为脉冲型，发光时间短。
人的视觉对于运动物体可以流畅地跟踪其运动，因而在保持型发光装置那样的情况下，由于亮度电平在到下一帧为止的期间内被保持，因此由于时间积分效果会导致残影感。这就是动态模糊。
作为降低该动态模糊的方法，可以列举出对帧频进行倍速化、使液晶显示接近脉冲型的方法。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。作为该技术例，使用以下方法：即，通过简单地重复相同的图像，或在帧间进行采用线性插值的帧内插，从而使频率变成两倍，然而，上述方法会使运动中产生不自然(颤动、抖动)等，不能充分改善保持型发光所引起的动态模糊的问题，不足以改善画质。
因此，为了消除颤动的影响来改善动态画质，而考虑进行动态补偿型的帧内插处理的FRC技术，该技术已实用化。
图3示出了该电路的一个例子，以下记述处理内容。
所输入的图像信号B首先由前处理滤波器30分割为预定像素数及行数的块，在块中进行滤波处理，去除多余的噪音等。将该块称为检测块。
利用接下来的运动矢量检测部32，通过选出来自矢量存储器33的候补矢量并利用反复梯度法，求出帧存储器31中进行了延迟的前一帧和当前帧之间的每个检测块的运动矢量(检测矢量)。之后将叙述该运动矢量检测的处理内容(用虚线框3A包围的部分)的详细情况。
在内插矢量评价部34中，对由运动矢量检测部32获得的检测矢量进行评价，基于该评价结果对帧间的内插块的每一块分配内插矢量。此处，内插块采用比检测块的尺寸要小的结构。具体而言，将要生成的内插图像以内插块为单位进行分割，对于将分配到检测块的检测矢量从前一帧向当前帧延伸时通过的内插图像内的内插块，分配该矢量。在已分配有其他检测矢量的情况下，评价哪一个是更为适当的矢量，并采用更适当的矢量。
接下来，使用利用内插矢量评价部34进行了分割的内插矢量，在内插帧生成部36中生成内插图像。使用图4说明该顺序的例子。
虚线框W表示要处理的检测块。在求出内插图像的检测块内的某一个像素P的数据的情况下，将分配到该像素P的位置的内插矢量对前后的原图像进行延伸，求出点P1和P2。然后，通过补全点P1和P2附近的四个像素来获得内插像素P的数据。
利用上述处理可以获得内插图像，利用时基变换部37来调整与原图像的定时，并输出原图像、内插、原图像和数据，从而能够实现倍速变换。
此处，图5示出了与以图3的虚线框3A包围的运动矢量检测相关的块的详细结构，以下叙述处理内容。
首先，在矢量选择部52中，进行了前处理的输出信号A和帧存储器50中进行了延迟的前一帧的与信号A在相同位置的块中的数据、使用从矢量存储器51读出的几个候补矢量进行DFD值相比较，从而决定初始矢量。矢量存储器51中存储有：对象块附近的算出矢量、在前一帧和前两帧的帧中检测出的矢量、及所有帧的矢量的平均值等的初始矢量候补。此处，所谓DFD(Displaced Field Difference：位移场差)，是表示矢量的正确性的量，是块内各像素的帧间差分的绝对值之和，值越小，就越正确。由此，基于所选出的初始矢量，运动矢量运算部53使用反复梯度法来求出各块单位的检测矢量Va′。
专利文献2中详细叙述了反复梯度法，图6简单示出了其原理。前一帧的块B和当前帧中的块B0处于相同位置，从B0移动初始矢量V0，从而获得当前帧的块B1。在该块B1和前一帧的块B之间应用梯度法，求出一次矢量V1。在以V1表示的当前帧的块B2和前一帧的块B之间应用梯度法，求出二次矢量V2，以下同样地在以V2表示的块B3和前一帧的块B之间应用梯度法，以上述那样的形式进行处理。由于一般利用梯度法求出的矢量大小为丨V0|＞|V1|＞|V2|＞|V3|那样的形式，数值越来越小，因此应用次数越多，所算出的检测矢量精度越高。然而，在实际的电路中，由于是进行实时处理的关系，因此处理次数有限。
以上是已实用化的帧率倍速化(FRC)技术的概要。
专利文献1：日本国专利第3295437号公报
专利文献2：日本国专利第2930675号公报
发明内容
此处，试考虑以下情况：即，将电影等一秒钟有24幅图像的素材、CG等一秒钟有30幅图像的素材利用电视电影传送装置进行速率转换为一秒钟60幅图像，将该速率转换的结果装入应用了上述FRC技术的装置中。这些是被称为32下拉、或22下拉的连续有2幅或3幅相同的图像的动态图像，每隔两帧或一帧就存在图像间的运动(差异)。
由于是原帧率为一秒钟有24幅或30幅的素材，因此在以120Hz进行显示的情况下，要内插的图像成为4幅或3幅。即，在每隔两帧或一帧就不同的图像间检测运动矢量，基于该检测矢量生成4幅或3幅内插图像。图2示出了该输入原图像和输出图像的关系。因此，与以通常的60P拍摄相同运动时的相邻像素间的运动相比，运动范围也为成倍以上的更广的范围。因此，利用上述反复梯度法的运动矢量的检测精度会下降，而基于精度不够高的矢量生成的内插像素增多，导致形成质量差的内插图像。
本发明的目的在于提供一种图像显示装置，该图像显示装置在即使因32下拉、22下拉那样的原始素材的运动范围较广而引起检测矢量的精度变差的可能性较高的情况下，也能有效地利用处理时间，提高检测矢量的精度，生成质量更高的内插图像。
为了提高图像质量，需要提高矢量精度。原本反复梯度法能够通过增加应用次数来提高精度，但是因处理时间的限制而结束处理。
此处，若观察作为输入信号的32下拉、22下拉信号，则存在不需要进行运动检测处理的相同图像连续的部分。如图2的原图像3B和4B间及4B和5B间、3b和4b间等。利用该期间，使用刚检测出的检测矢量作为初始矢量来再次应用反复梯度法，从而能够进一步将提高了矢量精度的矢量用于生成下一内插图像。
这是将反复梯度法的说明图(图6)的矢量V2作为初始矢量来求出一次矢量V3、二次矢量V4的处理，能够期待提高矢量精度。另外，由于能够计算在该处理中算出的一次矢量和二次矢量的差分，在该差为某阈值以下时，将该检测块的检测矢量的精度判断为正确，在第二次的检测矢量处理中将该块从对象中除去，从而能够增加对其他矢量精度较差的块进行反复梯度法处理的时间，因此能够确保三次以上的应用次数。由此，由于能够对整个帧提高检测矢量的精度，因此内插图像的质量也提高。
即，本发明是一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有在输入图像信号的帧间、内插基于该帧间的运动矢量实施了校正处理的图像来变换帧频的单元，本发明是一种视频显示装置，该视频显示装置在将由电视电影传送装置等生成的2幅或3幅的相同图像连续的信号进行内插处理时，根据用于生成第1幅的内插图像的运动矢量，来再次计算用于生成下一次的内插图像的运动矢量，从而检测出更高的精度、更小的误差的运动矢量。
另外，本发明是一种视频显示装置，该视频显示装置具有重复图像判定部，进行以下处理：即，利用不需要进行矢量检测的相同图像的连续期间，使得在当前图像与上一图像不同的图像间检测出的运动矢量的精度进一步提高。
而且，本发明是一种视频显示装置，该视频显示装置具有关于利用上述运动矢量检测算出的矢量、利用预先定义的阈值来判定上述矢量的精度的电路。
而且，本发明是一种视频显示装置，在该视频显示装置中，由上述判定电路判定为精度高的矢量不作为下一次再次计算的对象，将该计算时间充当对未求出正确的数值的、精度低的矢量进行再次计算的时间。
根据本发明的装置，在即使因32下拉、22下拉那样的原始素材的运动范围较广而引起现有技术中检测矢量的精度变差的可能性较高的情况下，也能有效地利用处理时间，提高检测矢量的精度，生成质量更高的内插图像。
附图说明
图1是表示本发明的图像显示装置的进行运动矢量检测处理的电路部分的框图。
图2是电影素材的情况下利用FRC进行内插处理的说明图。
图3是表示FRC电路的构成例的框图。
图4是现有的利用FRC生成内插图像的说明图。
图5是表示现有的运动矢量检测部的结构的框图。
图6是反复梯度法的说明图。
标号说明
10重复图像判定部
11帧存储器
12矢量存储器
13矢量选择部
14运动矢量运算部
15矢量评价部
30前处理滤波器
31帧存储器(运动检测用)
32运动矢量检测部
33矢量存储器
34内插矢量评价部
35帧存储器(内插处理用)
36内插帧生成部
37时基变换部
50帧存储器
51矢量存储器
52矢量选择部
53运动矢量运算部
具体实施方式
接下来，举出电路结构例来详细说明本发明的实施方式。
首先，图1示出了本发明的简单的电路构成例。图1对应于图3所示的现有技术中以虚线框3A包围的部分(图5)。
输入信号A是32下拉或22下拉的图像信号。用重复图像判定部10判断该图像是否为重复的图像部分，选择存放到帧存储器11中的图像数据。
在最开始的矢量检测处理中，来自帧存储器11的前一帧数据和当前帧数据利用矢量选择部13基于几个候补矢量算出DFD值，据此来决定初始矢量，由运动矢量运算部14使用反复梯度法来获得检测矢量Va。将该检测矢量Va作为初始矢量的候补矢量存放到矢量存储器12中。
在该处理时，利用矢量评价部15进行反复梯度法时的矢量评价。根据一次矢量和二次矢量的绝对值之差是否小于预先定义的阈值，来判定精度的高低，判断该检测块是否需要进行下一次的矢量检测处理。
在输入相同图像的第二次的处理中，矢量选择部13从矢量存储器12中仅读出前一次检测出的检测矢量，直接将其作为初始矢量发送至运动矢量运算部14。运动矢量运算部14对于由矢量评价部15得到的判断为不需要处理的检测块，不进行利用反复梯度法的矢量处理，仅对于其他块应用共计3次到4次等的反复梯度法，将检测矢量发送至矢量评价部15、矢量存储器12。在该时刻未进行运算的检测块由于在时间上多余了处理量的时间，因此利用该时间，仅对未达到阈值的矢量再次返回上述循环。
由此，由于选择精度较低的矢量来重复应用反复梯度法，从而可以提高检测矢量的整体精度，因此能够提高所生成的内插图像的质量。
以上是本发明的实施方式的电路的一个例子。
之后，本发明的视频显示装置与现有技术相同，进行内插矢量评价、内插帧生成、时基变换等，并将输出图像信号进行输出。

Claims (4)

1.一种视频显示装置，
是一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有在输入图像信号的帧间、内插基于该帧间的运动矢量实施了校正处理的图像来变换帧频的单元，所述视频显示装置的特征在于，该视频显示装置在将由电视电影传送装置等生成的2幅或3幅的相同图像连续的信号进行内插处理时，根据用于生成第1幅的内插图像的运动矢量，来再次计算用于生成下一次的内插图像的运动矢量，从而检测出更高的精度、更小的误差的运动矢量。
2.如权利要求1所述的视频装置，其特征在于，
具有重复图像判定部，进行以下处理：即，利用不需要进行矢量检测的相同图像的连续期间，使得在当前图像与上一图像不同的图像间检测出的运动矢量的精度进一步提高。
3.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述视频显示装置具有关于利用所述运动矢量检测算出的矢量、利用预先定义的阈值来判定所述矢量的精度的电路。
4.如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于，
由所述判定电路判定为精度高的矢量不作为下一次再次计算的对象，将该计算时间充当对未求出正确的数值的、精度低的矢量进行再次计算的时间。
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