JP2007133242A - 映像表示制御装置及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】入力された映像データに応じて、表示応答時間を変更することにより、表示される映像データの画質を向上させる映像受信装置等を提供すること。
【解決手段】入力された映像データの中から参照領域に基づいて、映像データの変化の状態を示す動画度を算出する。そして、動画度に対応する補正係数を補正係数テーブルから読み出す。そして、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理を、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を低速にすることにより静止画に適した処理を施す。
【選択図】図1

Description

本発明は、入力された映像データを表示装置に表示する制御を行う映像表示制御装置等に関する。
従来から、各種テレビ放送、ビデオ、DVD等の動画を表示する、テレビ受像器や、ビデオプレーヤ等の各種映像表示制御装置が知られている。この映像表示制御装置が表示する表示装置としてはCRTが主に用いられていた。ところが、近年、軽量、薄型等の省スペース性や、省電力であることから液晶を用いた表示装置(液晶表示装置)が多く用いられている。
しかし、液晶表示装置において、動きのある画像(動画)を表示した場合に、視聴者に動きの部分がぼけて知覚されてしまう(残像が表示されてしまう)といった、いわゆる「動きぼけ」が生じてしまうことが知られている。
これは、映像の表示方式に起因する。すなわち、液晶表示装置の表示方式は、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまでの間比較的高い割合で保持され、液晶の画素が次のフレームの画像に基づいて電界印加により書き換えられるまで発光し続けるといったホールド型表示方式である。
このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下することにより、映像の動きぼけが生じてしまう。
これらを改善する技術としては、例えば画像信号と黒色表示信号とを交互に表示する方式などが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、黒色表示信号を表示する代わりに、バックライト光源を全面点灯することにより、動画を表示した際の動画の画質の劣化を改善する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。これらの技術を用いることにより、液晶表示装置の表示応答時間が高速となり、動画の品質が向上することが知られている。
特開2002−31790号公報 特開2001−201763号公報
しかしながら、上述したように画像信号の中に黒色表示信号したりすることにより表示応答時間を高速にすると、動きボケが改善されることとなるが、それにともない例えば輝度が低下してしまうため、平均的な輝度が低下するなども問題点があった。
とくに、静止画の映像データの場合は上述したような黒色表示信号等を挿入する必要はないが、従来の方式では一律に挿入されることにより輝度が低下し、不必要に画質が低下してしまうと言った問題点があった。
また、動画を表示する場合においても、例えばスポーツ番組などの変化の多い映像(動画度の高い映像)と、ドキュメンタリーなどの変化の少ない映像(動画の低い映像)においては効果が異なるといった、問題点が生じていた。すなわち、動画度の高い映像が適切に表示されるように表示応答時間を高速にすると、動画度の低い映像(静止画等)は、輝度等が低下してしまい画質が低下することとなる。また、動画度の低い映像(静止画等)が適切に表示されるように表示応答時間を低速にすると、動画度の高い映像は、動きぼけが生じてしまい画質が低下することとなってしまうといった問題点が生じていた。
そこで、上述した課題に鑑み、本発明が目的とするところは、入力された映像データに応じて、表示応答時間を変更することにより、表示される映像データの画質を向上させる映像受信装置等を提供することである。
上記の課題を解決するために、第1の発明の映像表示制御装置は、入力された映像データを表示装置に表示する制御を行う映像表示制御装置において、映像データの中から参照領域を設定する参照領域設定手段と、前記参照領域設定手段により設定された参照領域に基づいて、映像データの変化の状態を示す動画度を算出する動画度算出手段と、動画度に対応付けて補正係数が記憶されている補正係数テーブルが記憶されている補正係数テーブル記憶手段と、前記動画度算出手段により算出された動画度に対応する補正係数を前記補正係数テーブル記憶手段に記憶された補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理を、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を低速にすることにより静止画に適した処理を施す画像処理手段と、を備えることを特徴とする。
また、第2の発明は、第1の発明の映像表示制御装置において、前記参照領域設定手段は、前記表示装置の1画面単位を参照領域として設定することを特徴とする。
また、第3の発明は、第1又は第2の発明の映像表示制御装置において、前記補正テーブルは、動画度算出手段により算出された現在の動画度と、所定時間前に算出された動画度とに対応付けて補正係数を記憶していることを特徴とする。
また、第4の発明は、第3の発明の映像表示制御装置において、前記補正テーブルは、所定時間前後の映像データの変化に応じて正又は負に補正係数が可変することを特徴とする。
また、第5の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明の映像表示制御装置において、現在入力されている映像データの映像モードを設定する映像モード設定する手段を備え、前記補正係数テーブル記憶手段は、前記映像モードに対応付けて補正係数テーブルを記憶しており、前記画像処理手段は、前記動画度算出手段により算出された動画度に対応する補正係数を、前記映像モード設定手段により設定された映像モードに対応する補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理を、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を低速にすることにより静止画に適した処理を施すことを特徴とする。
また、第6の発明は、第1から第5のいずれか一項に記載の発明の映像表示制御装置において、前記映像モード設定手段は、前記動画度算出手段により算出された動画度に基づいて、映像モードを判定して設定する映像モード判定設定手段を備えることを特徴とする。
第7の発明のプログラムは、入力された映像データを表示するコンピュータに、映像データの中から参照領域を設定する参照領域設定機能と、前記参照領域設定機能により設定された参照領域に基づいて、映像データの変化の状態を示す動画度を算出する動画度算出機能と、動画度に対応付けて補正係数が記憶されている補正係数テーブルが記憶されている補正係数テーブル記憶機能と、前記動画度算出機能により算出された動画度に対応する補正係数を前記補正係数テーブル記憶機能に記憶された補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理を施し、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を低速にすることにより静止画に適した処理を施す画像処理機能と、を実現させることを特徴とする。
第1の発明によれば、入力された映像データの動画度を算出し、動画度が高い場合は表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理が施され、動画度が低い場合は表示応答時間を低速にすることにより静止画に適したが処理が施されることとなる。したがって、入力された映像データの変化が激しい場合でも、緩やかな場合でも、当該映像データに適切な処理が施されることにより、画質の表示品位を維持したままで映像データを表示することが可能となる。
第2の発明によれば、表示装置の1画面単位を参照領域として設定することとなる。
第3の発明によれば、補正テーブルは、動画度算出手段により算出された現在の動画度と、所定時間前に算出された動画度とに対応付けて補正係数を記憶しており、当該補正テーブルに基づいて動画度が算出されることとなる。したがって、現在の動画度だけではなく、例えば現在の動画度と、2V(フィールド)前の動画度とに基づいて補正係数を求め動画度を算出することにより、時間的な変化に基づいて動画度を算出することが可能となる。
第4の発明によれば、補正テーブルは、所定時間前後の映像データの変化に応じて正又は負に補正係数が可変することとなる。
第5の発明によれば、設定された映像モードに基づいた補正係数テーブルから補正係数が読み出されることになり、当該読み出された補正係数に基づいて映像データに処理を施すことが出来るようになる。
第6の発明によれば、前記映像モード設定手段は、前記動画度算出手段により算出された動画度に基づいて、映像モードを判定して設定されることとなる。したがって、利用者が映像モードを設定する必要が無く、入力された映像データに基づいて自動的に映像モードが設定される。
続いて、本発明を適用した場合における映像表示制御装置について説明する。
[構成]
図1は、本発明の映像表示制御装置1を示したブロック図である。映像表示制御装置1は、表示装置としてLCDパネル3が接続されている。
映像表示制御装置1は、画像処理回路10と、応答時間高速化処理回路20と、高速化テーブル格納領域25と、LCDコントローラ回路30と、動画度算出回路40と、制御回路50と、映像モード設定回路60と、参照領域設定回路65と、入力部70と、記憶部80とを備えて構成されている。
画像処理回路10は、入力された映像信号に対し各種処理を施す回路である。例えば、映像の色合いを調整したり、表示領域の調整をしたり等の各種画像処理を施す回路である。ここで、入力される信号としては、例えばNTSCカラー復号信号や、TS(トランス・ポートストリーム)等各種映像信号いずれの方式の信号であっても良い。
応答時間高速化処理回路20は、画像処理回路10から入力された映像信号に後述する応答時間高速化処理を施し、LCDコントローラ回路30に出力する回路である。ここで、応答時間高速化処理回路20は、現在の映像データの動画度と、記憶部80に記憶されている2V前動画度82とに基づいて高速化テーブル格納領域25に格納されている高速化テーブルから補正係数を読み出す。そして、当該補正係数に基づいて応答時間高速化処理を実行する。
応答時間高速化処理の一例としては、補正係数に基づいて表示応答時間を可変させるといった処理を行う。このとき、動画度が高い(映像データの変化の割合が大きい)場合は、表示応答時間が高速になるようにし、動画度が低い(映像データの変化の割合が少ない)場合は表示応答時間を低速になるようにする。
ここで、表示応答時間を変化させる方法としては種々の方法が知られているが、例えばある画素の映像データを、1フィールドデータ前のデータと現フィールドのデータの状態を基に現データをあるデータに置き換える方法がある。
高速化テーブル格納領域25は、応答時間高速化処理回路20が応答時間高速化処理を実行する際に利用される高速化テーブルが、映像モードに対応づけて格納されている領域である。応答時間高速化処理回路20は、映像モード84に対応する高速化テーブルを選択し、当該高速化テーブルに基づいて補正係数を決定する。
図2に、高速化テーブルのテーブル構造の一例を示す。図2に示すように、高速化テーブルは縦方向に現在の動画度を、横方向に2V前動画度をそれぞれ16段階で示している。そして、それぞれの動画度に対応する場所に補正係数が記憶されている。この補正係数は「0」に近いほど補正を行わず(静止状態である)、絶対値が大きいほど多くの補正を行う(変化の激しい動画状態である)ことを示している。なお、ここでは2つのフィードを比較するために、現在の動画度と、2V前の動画度を比較しているが、これに限られる訳では無いことは勿論である。また、現在の動画度のみから補正係数を抽出することにしても良いことは勿論である。
例えば、2V前動画度82が「0」、現在の動画度が「0」であれば、変化がほとんど無い(静止画)状態であり、補正係数も「0」となる。また、2V前動画度82が「15」、現在の動画度が「15」であれば、変化の激しい状態であるため、補正係数は「40」になる。そして、補正係数に基づくと例えば、ある画素の映像データが、白→黒に推移した時、その映像データに負の補正係数を加算、黒→白の時は、正の補正係数を加算して映像データを補正し、残像、尾引きを抑制する。あるいは、推移データがある範囲以上で補正を実施する。補正係数を、正、負別々に設定してもよい。
LCDコントローラ回路30は、応答時間高速化処理回路20から入力された信号に基づいてLCDパネル3において映像を表示するための映像表示信号を出力する回路である。そして、LCDパネル3は、入力された映像表示信号に基づいた映像データを表示すると、利用者は映像を視認できることとなる。
動画度算出回路40は、入力された映像信号から動画度を算出するための回路である。具体的には、現在入力された映像データと、2V前に入力された映像データとの変化の割合を比較する。ここで、比較対象となる領域は参照領域86に基づいた領域である。そして、変化の割合を4ビット(16段階)で表現し、当該映像データの動画度として制御回路50に出力する。
制御回路50は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの転送を行う。具体的には、制御回路50は、記憶部80に記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムに従って処理を実行する。また、制御回路50は、映像表示制御装置1の各回路、各機能部を制御する。ここで、制御回路50は、例えばCPU(Central Processing Unit)等により構成されている。
また、制御回路50は、各制御部を制御することにより各種処理を実現する。例えば、応答時間高速化処理回路20を制御することにより、応答時間高速化処理を実現することとなる。
映像モード設定回路60は、ユーザにより設定された映像モードを記憶部80に映像モード84として記憶する処理を行う機能部である。ここで、映像モードとは、映像データの状態を示すものであり、各映像モードに適した高速化テーブルが対応づけられて記憶されている。例えば、フレームとフレームとを比較したときに、多く変化する映像の場合と、あまり変化しない場合とでは応答時間高速化処理を変化させるために、各映像モードに適した高速化テーブルが記憶されている。そして、映像モード設定回路60により設定された映像モードに対応する高速化テーブルを使用することにより、適切な応答時間高速化処理が実行されることとなる。
例えば、本実施形態においては「スポーツモード」「ドラマモード」「ドキュメンタリーモード」等が設定可能である。例えば、「スポーツモード」は、スポーツの映像を再生する際に適したモードである。スポーツの映像は映像が早く動くことが多く、変化の割合が大きい映像である。また、「ドキュメンタリーモード」は、ドキュメンタリー映像を再生するのに適したモードである。ドキュメンタリーの映像は、静止画若しくは変化の割合が少ない映像である。したがって、これらの映像の特性に対応する高速化テーブルが高速化テーブル格納領域25に格納されている。
参照領域設定回路65は、動画度算出回路40が入力された映像データから動画度を算出する際に、映像データのどの領域・範囲を参照して動画度を算出するかを設定する機能部である。参照領域設定回路65により設定された参照領域は、記憶部80に参照領域86として記憶される。
ここで、図3を用いて、具体的に参照領域について説明する。図3(a)は、映像データL100の内容を模式的に示した図である。ここで、映像データL100のうち、参照領域R100(斜線部)が設定されている。動画度算出回路40は、参照領域R100に含まれる映像に基づいて動画度を算出する。ここでは、自動車T100が図の右方向から左後方に動いているため、当該自動車T100の動きに基づいて動画度が算出される。
また、図3(b)も、同様に映像データL102の内容を模式的に示した図である。映像データL102のうち、図3(a)と同様に参照領域R100の部分が参照領域として設定されている。今、映像データL102において、飛行機T102が図の右上に向かって移動していることとする。この場合、飛行機T102は参照領域R100の一部分を通過しているのみである。
ここで、図3(a)及び図3(b)を比較すると、自動車T100も、飛行機T102も同様に移動している(表示映像が変化している)が、飛行機T102と比較すると自動車T100の方が参照領域R100内においてより多く変化していることが解る。したがって、図3の場合は図3(a)の図の方が動画度が高い映像データとなる。
このように、参照領域が設定されることにより、ユーザが注目する部分に対応して動画度を算出することにより、より適切な処理を施すことが可能となる。また、参照領域を設定することにより、画面全体を処理する必要が無くなり、高速に動作させることが可能となる。
入力部70は、ユーザから操作の指示入力に必要なキー群を備えた入力装置であり、押下されたキーの信号を制御回路50に出力する。この入力部70におけるキー入力により、例えば表示モードの切替等を行うことができる。
記憶部80は、制御回路50が実行する各種処理や、これらのプログラムの実行にかかるデータ等を一時的に保持する随時書き込み可能なメモリである。記憶部80には、2V前動画度82と、映像モード84と、参照領域86とを含んで記憶されている。
2V前動画度82は、図4(a)に示すように、動画度算出回路40で算出された動画度のうち、2V(フィールド)前の動画度が記憶されている。例えば、図4(a)の場合は、2V前の動画度として「3」が記憶されている。
映像モード84は、図4(b)に示すように、映像モード設定回路60により設定された映像モードが記憶されている。例えば、図4(b)の場合は、映像モードとして「ドラマモード」が記憶されている。
参照領域86は、図4(c)に示すように、参照領域設定回路65により設定された参照領域が記録されている。例えば、図4(c)の場合は、参照領域として「(0,100)−(1024,500)」が記憶されており、動画度算出回路40は、当該参照領域86に基づいて動画度を算出する。
[動作]
続いて本実施形態における映像表示制御装置1の動作について説明する。図5は、応答時間高速化処理にかかる映像表示制御装置1の動作を説明するためのフローチャートである。この応答時間高速化処理は、制御回路50が応答時間高速化処理回路20を制御することにより実現される処理である。
まず、制御回路50を介して記憶部80から映像モード84を読みだし、高速化テーブル格納領域25に格納されている高速化テーブルのうち、補正係数を読み出す高速化テーブルを決定する(ステップS10)。
続いて、画像処理回路10から入力されている映像データの動画度を算出する(ステップS12)。ここで、入力された映像データの動画度は動画度算出回路40において算出されることとなり、この動画度算出回路40において算出された動画度を制御回路50が取得する。
つづいて、記憶部80に記憶されている2V前動画度82と、ステップS12において抽出された動画度とを比較し、応答補正係数を決定する(ステップS14)。そして、応答補正係数を用いて映像データの表示応答時間を調整する(ステップS16)。そして、制御回路50は、表示応答時間が調整された映像データを、LCDコントローラ回路30を介してLCDパネル3に映像データを表示する(ステップS18)。
ここで、映像データが終了すれば(ステップS20;Yes)、応答時間高速化処理を終了する。また、ステップS12おいて抽出された動画度を2V前動画度82として記憶部80に記憶する(ステップS22)。そして、制御回路50は次の映像データを読みだし、ステップS12から処理を繰り返し実行する。
ここで、図6を用いて表示画面の具体例を説明する。図6(a)は、応答時間高速化処理が施されなかった場合における表示画面L100の一例を示す図である。応答時間高速化処理が施されなかった場合(表示応答時間が遅い場合)、移動表示されている自動車H100の他に、残像の自動車H102が表示されている。
図6(b)は、応答時間高速化処理が施された場合における表示画面L102の一例を示す図である。応答時間高速処理が施された場合(表示応答時間を早くした場合)、残像が表示されることなく自動車H100だけが表示されることとなる。また、動画度が低い映像データが入力された場合には、表示応答時間を長くすることにより、映像データの画質を低下させることなく表示させることとなる。
このように、本実施形態によれば、入力された映像データの動画度に応じて、表示応答時間を調整することにより、より画質の低下を押さえて映像データを表示することが出来ることとなる。
[変形例]
なお、本実施形態においては、高速化テーブル格納領域25に高速化テーブルが複数格納されており、これを切り替えて使用することとして説明したが、例えば高速化テーブルは1つのみとしても良いことは勿論である。この場合、複数の高速化テーブルを格納している場合と比較して画質は低下するが、処理時間を高速とすることが可能となり、また、高速化テーブル格納領域25の記憶容量を削減することもできるため、例えば携帯電話等の小型機器に適した処理が可能となる。
また、映像モードの切替はユーザが切り替えることとして説明したが、これに限られず例えば、入力された映像データから自動的に判断することとしても良い。例えば、映像データの動画度が所定時間閾値を超えた場合は、「スポーツモード」とし、動画度が所定時間閾値未満となった場合は「ドキュメンタリーモード」と判定し、映像モード84を更新することとしても良い。
また、本実施形態において、応答時間高速化処理として、補正係数に基づいて表示応答時間を変化させることとして説明したが、これに限られず、他の方法を利用しても良いことは勿論である。例えば、映像データに黒色表示画像を挿入することにより、「動きぼけ」を解消する映像表示制御装置において、動画度に応じて黒色を表示する時間を可変させることとする。具体的には動画度の高い映像データが連続した場合は黒色を表示する時間を長くし、動画度の低い映像データが連続した場合は栗色を表示する時間を短くすることとしても良い。
また、本実施形態においては、表示装置としてLCD(液晶)パネルとして説明したが、これに限られず、例えばCRTや、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等の同様の表示装置で構成されても良い。
また、上述した実施形態においては、ハードウェアで構成される映像表示制御装置として説明したが、本発明の映像表示制御装置は、このような製品に限定されるものではなく、ソフトウェアにおいて同様の機能を実現することとしても良いことは勿論である。
本発明の映像表示制御装置に係るブロック図。 高速化テーブルのテーブル構造の一例を示した図。 参照領域について説明した図。 記憶部のデータ構造の一例を示した図。 応答時間高速化処理の動作フローを示した図。 本実施形態における表示画面に表示される動画の状態を示す図。
符号の説明
1 映像表示制御装置
10 画像処理回路
20 応答時間高速化処理回路
25 高速化テーブル
30 LCDコントローラ回路
40 動画度算出回路
50 制御回路
60 映像モード設定回路
65 参照領域設定回路
70 入力部
80 記憶部
3 LCDパネル

Claims (7)

  1. 入力された映像データを表示装置に表示する制御を行う映像表示制御装置において、
    映像データの中から参照領域を設定する参照領域設定手段と、
    前記参照領域設定手段により設定された参照領域に基づいて、映像データの変化の状態を示す動画度を算出する動画度算出手段と、
    動画度に対応付けて補正係数が記憶されている補正係数テーブルが記憶されている補正係数テーブル記憶手段と、
    前記動画度算出手段により算出された動画度に対応する補正係数を前記補正係数テーブル記憶手段に記憶された補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を高速にすることにより動画に適した処理を、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して表示応答時間を低速にすることにより静止画に適した処理を施す画像処理手段と、
    を備えることを特徴とする映像表示制御装置。
  2. 前記参照領域設定手段は、前記表示装置の1画面単位を参照領域として設定することを特徴とする請求項1に記載の映像表示制御装置。
  3. 前記補正テーブルは、動画度算出手段により算出された現在の動画度と、所定時間前に算出された動画度とに対応付けて補正係数を記憶していることを特徴とする請求項1または2に記載の映像表示制御装置。
  4. 前記補正テーブルは、所定時間前後の映像データの変化に応じて正又は負に補正係数が可変することを特徴とする請求項3に記載の映像表示制御装置。
  5. 現在入力されている映像データの映像モードを設定する映像モード設定する手段を備え、
    前記補正係数テーブル記憶手段は、前記映像モードに対応付けて補正係数テーブルを記憶しており、
    前記画像処理手段は、前記動画度算出手段により算出された動画度に対応する補正係数を、前記映像モード設定手段により設定された映像モードに対応する補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して動画に適した処理を施し、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して静止画に適した処理を施すことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の映像表示制御装置。
  6. 前記映像モード設定手段は、前記動画度算出手段により算出された動画度に基づいて、映像モードを判定して設定する映像モード判定設定手段を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の映像表示制御装置。
  7. 入力された映像データを表示するコンピュータに、
    映像データの中から参照領域を設定する参照領域設定機能と、
    前記参照領域設定機能により設定された参照領域に基づいて、映像データの変化の状態を示す動画度を算出する動画度算出機能と、
    動画度に対応付けて補正係数が記憶されている補正係数テーブルが記憶されている補正係数テーブル記憶機能と、
    前記動画度算出機能により算出された動画度に対応する補正係数を前記補正係数テーブル記憶機能に記憶された補正係数テーブルから読み出し、動画度が高い場合は前記入力された映像データに対して動画に適した処理を施し、動画度が低い場合は前記入力された映像データに対して静止画に適した処理を施す画像処理機能と、
    を実現させることを特徴とするプログラム。
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