JP2007329952A - 画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法 - Google Patents

画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】動き補償型のレート変換（ＦＲＣ）部を備えた画像表示装置において、高速領域と低速領域とが混在する画像に対する画質の劣化を防止する。
【解決手段】ＦＲＣ部は、動きベクトル検出部１１ｅ、内挿フレーム生成部１２ｂを備える。動きベクトル検出部１１ｅは、入力画像信号から第１の所定量以上の動き量を含む第１の領域（高速領域）を検出する第１の領域検出手段１１２ｅ1、入力画像信号から第２の所定量以下の動き量を含む第２の領域（低速領域）を検出する第２の領域検出手段１１２ｅ2、入力画像信号のフレーム間差分により静止領域を検出する第３の領域検出手段１１３ｅを備える。内挿フレーム生成部１２ｂは、第１の領域（背景）中の静止領域に対して、動きベクトルを用いた動き補償内挿処理を行い、第２の領域（前景）中の静止領域に対しては、動き補償内挿処理の動き補償強度を低減する処理を行う。
【選択図】図１７

Description

本発明は、フレームレートあるいはフィールドレートを変換する機能を備えた画像表示装置及び方法に関し、より詳細には、動き補償型のレート変換処理を行う際に、画像の前景と背景等の動きベクトル量の異なる複数の領域間で異なる内挿処理を行える画像表示装置及び該装置による画像表示方法に関するものである。
動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に対して、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、動きのある画像を表示した場合に、観る者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが指摘されている（例えば、特許文献１参照）。
電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。これをインパルス型表示方式という。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレームあるいはフィールド（以下、フレームで代表する）の画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。
上記のようなホールド型表示方式においては、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し、動きぼけが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。
上記のホールド型表示方式における動きぼけを改善するために、フレーム間に画像を内挿することにより、フレームレート（フレーム数）を変換する技術が知られている。この技術は、ＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼ばれ、液晶表示装置等において実用化されている。
従来、フレームレートを変換する方法には、単に同一フレームの複数回繰り返し読み出しや、フレーム間の直線内挿（線形補間）によるフレーム内挿などの各種の手法が知られている。しかしながら、線形補間によるフレーム内挿処理の場合、フレームレート変換に伴う動きの不自然さ（ジャーキネス、ジャダー）が発生するとともに、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することはできず、画質的には不十分なものであった。
そこで、上記ジャーキネスの影響等をなくして動画質を改善するために、動きベクトルを用いた動き補償型のフレーム内挿（動き補償）処理が提案されている。この動き補償処理によれば、動画像そのものをとらえて補正するため、解像度の劣化がなく、また、ジャーキネスの発生もなく、極めて自然な動画を得ることができる。さらに、内挿画像信号は動き補償して形成されるので、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することが可能となる。
前述の特許文献１には、動き適応的に内挿フレームを生成することにより、表示画像のフレーム周波数を上げて、動きぼけの原因となる空間周波数特性の低下を改善するための技術が開示されている。これは、表示画像のフレーム間に内挿する少なくとも１つの内挿画像信号を、前後のフレームから動き適応的に形成し、形成した内挿画像信号をフレーム間に内挿して順次表示するようにしている。
このように、動きベクトル情報を用いて動き補償フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることで、ＬＣＤ（ホールド型表示方式）の表示状態を、ＣＲＴ（インパルス型表示方式）の表示状態に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。
上記動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出の代表的な手法として、例えば、ブロックマッチング法、勾配法などが提案されている。この勾配法においては、連続した２つのフレーム間で各画素または小さなブロック毎に動きベクトルを検出し、それにより２つのフレーム間の内挿フレームの各画素または各小ブロックを内挿する。すなわち、２つのフレーム間の任意の位置の画像を正しく位置補正して内挿することにより、フレーム数の変換を行う。
従来、前フレームと現フレームの画像に差がない場合、すなわち静止領域に対しては、検出ベクトルではなく、０ベクトルを用いて内挿処理を行う０ベクトル優先の内挿処理方法が知られている（例えば、特許文献２、非特許文献１参照）。この処理は背景画像の画質改善に効果的である。例えば、特許文献２に記載の発明によれば、カメラが停止しているときは前景に対して背景がほぼ静止状態にあるため、背景領域に対して０ベクトル優先の内挿処理を行い、前景領域には０ベクトル優先の内挿処理を行わないようにしている。
図２４は、従来のフレームレート変換部における内挿フレーム生成処理に係る要部構成を示すブロック図で、図中、１０１は遅延部、１０２は静止領域検出部、１０３は内挿ベクトル評価部、１０４は内挿ベクトル制御部、１０５は内挿フレーム生成部を示す。入力画像信号は、遅延部１０１によって１フレーム期間遅延され、前フレームと現フレームとのそれぞれの画像信号は、内挿ベクトル評価部１０３、静止領域検出部１０２、及び内挿フレーム生成部１０５に入力される。
図示しない動きベクトル検出部は、初期ベクトル候補（推定ベクトル）として、前々フレームで既に検出されている動きベクトルを蓄積したベクトルメモリ（図示せず）から、被検出ブロックの動きベクトルに最も近い動きベクトルを初期ベクトルとして選択し、選択した初期ベクトルを起点として、勾配法演算によって前フレームと現フレームとの間の動きベクトルを検出する。
内挿ベクトル評価部１０３は、上記動きベクトル検出部により検出された動きベクトルを評価し、その評価結果に基づいて最適な内挿ベクトルを内挿フレームの内挿ブロックに割り付ける処理を行う。すなわち、内挿ベクトル評価部１０３は、ベクトルメモリから順に入力される推定ベクトルを用いてＤＦＤ（Ｄｉｓｐｌａｃｅｄ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を算出し、このＤＦＤに基づいて、最適な内挿ベクトルを決定・出力する。
尚、ＤＦＤとは、動きベクトル（ここでは推定ベクトル）の正確さの程度を示す指標であり、被検出ブロック内の各画素と被検出ブロックから動きベクトルが指し示す先のブロック内の各画素とのフレーム間差分の絶対値和である。従って、ＤＦＤの値が小さいほど、被検出ブロックと被検出ブロックから動きベクトルが指し示す先のブロックとのマッチングが良く、対応する候補ベクトルがよりふさわしいことを示す。
ここで、前述の非特許文献１で提案されている技術によれば、βなるフラグを設定し、入力画像の動き検出、言い換えると静止領域の判定を行っている。なお、この静止領域とは動きの遅いあるいは動きのない領域のことをいう。
静止領域検出部１０２は、上述のβなるフラグを設定するものであり、０ベクトルに対するＤＦＤであるＦＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を算出し、このＦＤと所定の閾値とを比較することにより、静止領域の検出を行う。ここでは、内挿ベクトル評価部１０３から出力された内挿ベクトルを用いたＤＦＤを算出し、所定の閾値として、ＤＦＤの最小値Ｍｉｎ（ＤＦＤ）を用いて、Ｍｉｎ（ＤＦＤ）＜ＦＤのとき、β＝１を出力し、それ以外のときは、β＝０を出力する。すなわち、静止領域検出部１０２は、入力画像信号のフレーム間差分に基づいて、動領域に対してはβ＝１を、また、静止領域に対してはβ＝０を内挿ベクトル補正部１０４へ出力する。
また、上述の静止領域の判定条件に関しては、Ｍｉｎ（ＤＦＤ）＜ＦＤの条件に限定せず、たとえＭｉｎ（ＤＦＤ）＜ＦＤの条件に該当しなくとも、Ｍｉｎ（ＤＦＤ）の絶対値が十分小さければ、β＝１（つまり、動領域の検出）を出力するようにしてもよい。また、例えばＭｉｎ（ＤＦＤ）×ｋ＜ＦＤ（０＜ｋ＜１）というような条件を設定して、静止領域の検出基準を厳しくしてもよい。
内挿ベクトル制御部１０４は、静止領域検出部１０２からβ＝１が入力された場合、内挿ベクトル評価部１０３からの内挿ベクトルをそのまま用いて内挿フレームを生成するとともに、静止領域検出部１０２からβ＝０が入力された場合、内挿ベクトル評価部１０３からの内挿ベクトルに代えて０ベクトルを用いて内挿フレームを生成するよう、内挿フレーム生成部１０５へ制御信号を出力する。
内挿フレーム生成部１０５は、２つの入力フレームと内挿ベクトル制御部１０４からの制御信号に基づいて、内挿ベクトル評価部１０３からの内挿ベクトルあるいは０ベクトルに基づいて、内挿フレームを生成して後段へ出力する。
ここで、カメラが被写体を追従して一定方向に高速でパンニングしながら撮影されたような映像の場合、例えば、図２５（Ａ）の画像例に示すように、走行中の自動車をカメラで追いかけて撮影した映像では、撮影対象である自動車以外の背景部分の建物や木、前を通り過ぎる標識などは、自動車の移動方向とは逆方向に非常に高速に動いている映像となる。このような映像画面内の動きベクトルを解析すると、自動車の領域は静止に近い状態となり、背景部分の建物や木、前を通り過ぎる標識は自動車の移動方向とは逆方向の大きな動きベクトルが検出される。つまり、このような映像を計算機から捉えると、自動車の領域が低速領域、自動車以外の領域は高速領域と判定される。
上記のような映像の場合、自動車の前を高速で通り過ぎる標識は、図２５（Ｂ），（Ｃ）の画像例に示すように、文字の一部が壊れて文字の内部に文字以外の部分の色が出たり、また、文字以外の部分に文字の色が出る場合がある（図中、Ｆで示す部分）。この破綻は、上述した０ベクトル優先の内挿処理に起因して発生するものであって、例えば、前記標識のように一様な色からなる画像中に、文字のような一部にエッジの立った画像が存在する場合に、静止領域判定による０ベクトル内挿を行うと発生し易い。
図２６は、高速領域中の静止領域に対して０ベクトル優先内挿処理を行うことにより発生する破綻の原理について説明するための図である。図２６（Ａ）において、ＦＤの値が小さくなる領域、いわゆる静止領域判定により静止領域となる図中のβ＝０の部分が０ベクトル優先で内挿処理される。この静止領域の周辺画像が高速で移動（スクロール）している場合、１フレーム期間あたりの物体の移動量が大きいため、これが破綻の原因となる。図中、０ベクトル（点線で示した矢印）による内挿処理が行われると、内挿フレームのＧで示した領域は、本来、前記標識中の文字が存在すべきであるにも関わらず、文字の背景となる標識自体の画像が内挿されて、文字の一部が欠落してしまう結果となる。
これに対して、動きベクトルが０に近い画像となる自動車の部分では、０ベクトル優先の画像処理を行ったほうが画質がよくなる。自動車に相当する低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先で内挿した方が画質がよくなる理由を、図２６（Ｂ）において説明すると、帯部分Ｚに示すように、低速領域の両端の部分で高速領域画像（建物、木、標識など）の動きベクトルと低速領域画像の動きベクトルとの合成ベクトルが発生するため、やや背景（高速領域）画像の移動方向に引っ張られた内挿画像になることがある。そこで、低速領域の両端部分内側はβ＝０、すなわち、０ベクトル優先内挿処理を行ったほうが好ましい結果となり、低速領域中の静止領域部分に対しては０ベクトル優先の内挿処理がよいことになる。
ただし、上述のように低速領域中の静止領域に対して０ベクトル優先内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対して０ベクトル内挿を行わないようにしただけでは、図２７に示すように、低速領域の外側の内挿画像に破綻を起こす場合がある。例えば、図２７（Ａ）に示す画像に対して、上記内挿処理を適用すると、図２７（Ｂ）に示すように、楕円で囲んだ部分Ｈ、すなわち低速領域の端部に相当する自動車の両端部分に破綻が発生する場合がある。図２７（Ｂ）においては、本来は背景に相当する高速領域の画像（建物、木など）が描画されるべき位置であるにも関わらず、低速領域の画像である自動車の一部が描画されている。
図２８は、低速領域の外周端で発生する破綻の原理を説明するための図である。図中、動きベクトル（点線で示した矢印）を用いた内挿処理が行われると、内挿フレームのIで示した領域は、本来、高速領域画像が存在すべきであるにも関わらず、低速領域画像の影響を受けて、低速領域画像が引っ張られたような破綻が発生するという問題がある。
特許第３２９５４３７号明細書 特開平６−１７８２８５号公報 野尻裕司、平林洋志、曽根原源、岡野文男、「ＨＤＴＶ方式変換装置」、テレビジョン学会誌、Ｖｏｌ．４８、Ｎｏ．１、ｐｐ．８４−９４（１９９４）
上述したとおり、前述の特許文献２や非特許文献１で提案されている技術によれば、画像中に静止領域が検出された場合、β＝０を出力し、静止領域に対して０ベクトル優先の内挿処理を行うような工夫がなされている。
しかしながら、例えば、カメラをパンニングしながら被写体を追従して撮影した画像などのように、高速領域と低速領域とが混在するような画像の場合、被写体となる低速領域に対して高速領域に大きな動きがあるため、例えば図２５（Ｂ）に示した高速領域中の静止領域に対して０ベクトル優先内挿処理を行ってしまうと、図２５（Ｃ）に示したような破綻が発生してしまうという問題がある。
一方、低速領域は動きが小さく０ベクトルに近い画像であるため、低速領域中の静止領域に対しては逆に０ベクトル優先内挿処理を行ったほうが画質改善に効果がある。従って、高速領域と低速領域とが混在する画像に対しては、単純に０ベクトル優先内挿処理を行わないというだけでは十分に画質を改善することはできない。
また、低速領域中の静止領域に対して０ベクトル優先内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては０ベクトル内挿を行わないようにした場合、低速領域の外周端部において、図２７（Ｂ）に示したような破綻が発生してしまい、十分に画質を改善することはできない。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、画像の低速領域と高速領域等の動き量が異なる複数の領域間で異なる内挿処理を行えるようにすること、
また、低速領域中の静止領域に対して動き補償処理以外の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域部分に対しては動きベクトルによる動き補償内挿処理が行われた場合、高速領域画像の動きに起因して低速領域端部で発生する破綻を軽減すること、を目的とする。
上記課題を解決するために、本願の第１の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出する第１の領域検出手段と、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出する第２の領域検出手段と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する第３の領域検出手段とを備え、前記レート変換手段が、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする。
本願の第２の発明は、前記第２の内挿フレーム生成処理が、動き補償処理を施した画像信号と線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する処理であることを特徴とする。
本願の第３の発明は、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号を内挿画像信号とし、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した画像信号を内挿画像信号とすることを特徴とする。
本願の第４の発明は、前記第２の内挿フレーム生成処理を行った領域とそれ以外の領域との境界部分で、前記レート変換手段における動き補償処理の強度を連続的に変化させることを特徴とする。
本願の第５の発明は、前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張する手段を備えたことを特徴とする。
本願の第６の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出する低速領域検出手段と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する静止領域検出手段とを備え、前記レート変換手段が、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする。
本願の第７の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本願の第８の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張するステップと、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記所定量拡張された前記第２の領域中の静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本願の第９の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び前記低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本願の第１０の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出する第１の領域検出手段と、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出する第２の領域検出手段と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する第３の領域検出手段とを備え、前記レート変換手段が、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする。
本願の第１１の発明は、前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張する手段を備えたことを特徴とする。
本願の第１２の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出する低速領域検出手段と、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する静止領域検出手段とを備え、前記レート変換手段が、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び前記低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする。
本願の第１３の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本願の第１４の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張するステップと、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記所定量拡張された前記第２の領域中の静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本願の第１５の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出するステップと、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び前記低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、画像の低速領域と高速領域等の動き量が異なる複数の領域間で異なる内挿処理を行うことにより、０ベクトル優先内挿処理に起因した内挿画像の破綻の発生を防止することができる。
また、低速領域中の静止領域に対して動き補償処理以外の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域部分に対しては動きベクトルによる動き補償内挿処理が行われた場合、低速領域を所定量だけ拡張することにより、高速領域画像の動きに起因して低速領域端部で発生する破綻を軽減することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な画像表示装置の実施の形態について説明する。なお、図面において同じ機能を有する部分については同じ符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
本発明は、フィールド信号及び内挿フィールド信号、フレーム信号及び内挿フレーム信号のいずれに対しても適用できるものであるが、両者（フィールドとフレーム）は互いに類似の関係にあるため、フレーム信号及び内挿フレーム信号を代表例として説明するものとする。
図１は、本発明の画像表示装置が備える動き補償型フレームレート変換部の構成例を示すブロック図で、図中、１０はフレームレート変換部（以下、ＦＲＣ部）で、該ＦＲＣ部１０は、入力画像信号に含まれる２つの連続したフレーム間で動きベクトルを検出するベクトル検出部１１と、検出した動きベクトルに基づいて内挿フレーム（内挿画像）を生成するフレーム生成部１２とから構成される。なお、ベクトル検出部１１は、動きベクトル検出に反復勾配法を用いた場合の例について示すが、この反復勾配法に限定されず、ブロックマッチング法などを用いてもよい。
ここで、反復勾配法の特徴は、動きベクトルの検出がブロック単位で可能であるため、数種類の動き量が検出でき、また、小領域の動物体でも動きベクトルを検出することができる。また、回路構成も他の方式（ブロックマッチング法など）と比較して小規模で実現することができる。この反復勾配法では、被検出ブロックに対して、すでに検出された近傍のブロックの動きベクトルを初期偏位ベクトルとして、これを起点として勾配法の演算を繰り返す方法が用いられる。この方法によれば、勾配法の繰り返しは２回程度でほぼ正確な動き量を得ることができる。
図１において、ベクトル検出部１１は、入力画像信号（ＲＧＢ信号）から輝度信号（Ｙ信号）を抽出する輝度信号抽出部１１ａと、抽出したＹ信号にＬＰＦを掛けて高域部の帯域を制限するための前処理フィルタ１１ｂと、動き検出用フレームメモリ１１ｃと、初期ベクトル候補を推定ベクトルとして蓄積するためのベクトルメモリ１１ｄと、反復勾配法を用いてフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部１１ｅと、検出した動きベクトルに基づいてフレーム間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル評価部１１ｆと、を備えて構成される。
なお、ＦＲＣ部１０は、本発明のレート変換手段に相当し、動きベクトル検出部１１ｅは、本発明の動きベクトル検出部に相当し、内挿ベクトル評価部１１ｆは、本発明の内挿ベクトル割付部に相当する。
反復勾配法を適用した場合、演算に画素の微分成分を用いているため、ノイズの影響を受け易く、また、検出ブロック内の勾配の変化量が多いと演算誤差が大きくなるため、前処理フィルタ１１ｂにおいてＬＰＦをかけて高域部の帯域を制限しておく。ベクトルメモリ１１ｄには、初期ベクトル候補（推定ベクトル）として、前々フレームで既に検出されている動きベクトルを蓄積しておく。
動きベクトル検出部１１ｅは、ベクトルメモリ１１ｄに蓄積されている推定ベクトルの中から被検出ブロックの動きベクトルに最も近い動きベクトルを初期ベクトルとして選択する。すなわち、被検出ブロック近傍のブロックにおける既検出動きベクトル（推定ベクトル）の中からブロックマッチング法により初期ベクトルを選択する。そして、動きベクトル検出部１１ｅは、選択した初期ベクトルを起点として、勾配法演算によって前フレームと現フレーム間の動きベクトルを検出する。
内挿ベクトル評価部１１ｆは、動きベクトル検出部１１ｅにより検出された動きベクトルを評価し、その評価結果に基づいて最適な内挿ベクトルをフレーム間の内挿ブロックに割り付けて、フレーム生成部１２に出力する。
フレーム生成部１２は、２つの入力フレーム（前フレーム、現フレーム）を蓄積するための内挿用フレームメモリ１２ａと、内挿用フレームメモリ１２ａからの２つの入力フレームと内挿ベクトル評価部１１ｆからの内挿ベクトルとに基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１２ｂと、入力フレーム（前フレーム、現フレーム）を蓄積するためのタイムベース変換用フレームメモリ１２ｃと、タイムベース変換用フレームメモリ１２ｃからの入力フレームに内挿フレーム生成部１２ｂからの内挿フレームを挿入して出力画像信号（ＲＧＢ信号）を生成するタイムベース変換部１２ｄと、を備えて構成される。
なお、内挿フレーム生成部１２ｂは、本発明の内挿画像生成部に相当し、タイムベース変換部１２ｄは、本発明の画像内挿部に相当する。
図２は、フレーム生成部１２による内挿フレーム生成処理の一例を説明するための図である。内挿フレーム生成部１２ｂは、内挿ブロックに割り付けられた内挿ベクトルＶを前フレーム、現フレームに伸ばして、各フレームとの交点近傍の画素を用いて内挿ブロック内の各画素を補間する。例えば、前フレームでは近傍３点よりＡ点の輝度を算出する。現フレームでは近傍３点よりＢ点の輝度を算出する。内挿フレームではＰ点の輝度をＡ点とＢ点の輝度から補間する。Ｐ点の輝度は、例えばＡ点の輝度とＢ点の輝度の平均としてもよい。
上記のようにして生成された内挿フレームは、タイムベース変換部１２ｄに送られる。タイムベース変換部１２ｄは、前フレーム、現フレームの間に、内挿フレームを挟み込んで、フレームレートを変換する処理を行う。このように、ＦＲＣ部１０により、入力画像信号（６０フレーム／秒）を、動き補償された出力画像信号（１２０フレーム／秒）へ変換することができ、これを表示パネルに出力することにより、動きぼけ妨害の発生を低減して動画質を改善することが可能となる。尚、ここでは、６０フレーム／秒の入力画像信号を、１２０フレーム／秒（２倍）の出力画像信号にフレームレート変換する場合について説明するが、例えば９０フレーム／秒（１．５倍）、１８０フレーム／秒（３倍）の出力画像信号を得る場合に適用しても良いことは言うまでもない。
図３は、本発明に係るＦＲＣ部１０を備えた画像表示装置の構成例を示すブロック図で、画像表示装置は、ＦＲＣ部１０、電極駆動部１４、及び液晶表示パネル１５を備える。液晶表示パネル１５は、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイである。電極駆動部１４は、ＦＲＣ部１０によりフレームレート変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル１５の走査電極及びデータ電極を駆動するための表示ドライバである。
液晶表示パネル１５の駆動周波数は、ＦＲＣ部１０により変換されたフレーム周波数となる。従って、例えば６０Ｈｚのフレーム周波数で入力された画像信号が、ＦＲＣ部１０で１２０Ｈｚのフレーム周波数に変換された場合、液晶表示パネル１５の駆動周波数は、１２０Ｈｚとなる。なお、本発明は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動ディスプレイなどのホールド型の表示特性を有する画像表示装置全般に適用可能であるが、以下の各実施形態においては、表示パネルとして液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に本発明を適用した場合を代表例として説明する。
図４は、本発明のＦＲＣ部１０における内挿フレーム生成処理に係る概略構成例を示すブロック図で、図中、１１１ｅは遅延部、１１２ｅ1は第１の領域検出手段、１１２ｅ2は第２の領域検出手段、１１３ｅは第３の領域検出手段、１１４ｅは内挿ベクトル制御部、１１ｆは内挿ベクトル評価部、１２ｂは内挿フレーム生成部、１２１ｂは第１の内挿フレーム生成処理部、１２２ｂは第２の内挿フレーム生成処理部を示す。
図１に示した動きベクトル検出部１１ｅで検出された動きベクトルは、内挿ベクトル評価部１１ｆ，第１の領域検出手段１１２ｅ1，第２の領域検出手段１１２ｅ2に入力される。 第１の領域検出手段１１２ｅ1は、動きベクトルから、第１の所定量以上の動きベクトルを含む第１の領域である高速領域（例えば、図２５（Ａ）に示す、自動車の背景にある建物、木や自動車の前を通り過ぎる標識など）を検出する。第２の領域検出手段１１２ｅ2は、動きベクトルから、第２の所定量以下の動きベクトルを含む第２の領域である低速領域（例えば、図２５（Ａ）に示す自動車の領域）を検出する。
ここで、高速領域とは、１フレーム期間あたり一定方向への動き量が所定の画素数以上の領域のことをいい、低速領域とは、１フレーム期間あたり一定方向への動き量が所定の画素数以下の領域のことをいう。例えば、カメラをパンニングして撮影している場合、撮影対象の被写体は画面の略中央に捉えている場合が多いため、動きベクトルが小さく検出される。また、この撮影対象の被写体の背景部分は高速に移動（スクロール）することになるため、撮影対象の被写体領域よりも大きな動きベクトルが検出される。従って、各領域で検出される動きベクトルの大きさに応じて、背景に対応する高速領域と、撮影対象の被写体に対応する低速領域とに切り分けることができる。
上記の動き量に相当する画素数（ベクトル長）は、２つの領域間で異なっていてもよい（第１の所定量＞第２の所定量）が、第１の所定量と第２の所定量とを同一の値（第１の所定量＝第２の所定量）として、例えば、１フレーム期間あたり５画素以上の動きを有する場合は高速領域、５画素未満は低速領域として切り分けるようにしてもよい。また、第１の領域検出手段１１２ｅ1，第２の領域検出手段１１２ｅ2で検出する領域は、少なくとも２つであればよく、３つ以上の領域を検出するようにしてもよい。以下の説明においては、１フレーム期間あたり５画素以上の動きがある画像領域を高速領域、１フレーム期間あたり５画素未満の動きがある画像領域を低速領域と定義して説明する。
図４において、入力画像信号は、遅延部１１１ｅによって１フレーム期間遅延され、前フレームと現フレームとのそれぞれの画像データは、内挿ベクトル評価部１１ｆ、第３の領域検出手段１１３ｅ及び内挿フレーム生成部１２ｂに入力される。
第３の領域検出手段１１３ｅは、例えば、前述の非特許文献１に記載の方法に基づいて、β値を設定し、Ｍｉｎ（ＤＦＤ）＜ＦＤのとき、β＝１を出力し、それ以外のときは、β＝０を出力する。すなわち、第３の領域検出手段１１３ｅは、フレーム間差分に基づいて、動領域に対してはβ＝１を、また、静止領域に対してはβ＝０を、内挿ベクトル制御部１１４ｅへ出力する。この静止領域は、前フレームと現フレームとの間で動きのないあるいは動きの遅い領域のことをいい、換言すれば、フレーム間差分の値が０に近いものをいう。
内挿ベクトル制御部１１４ｅは、第３の領域検出手段１１３ｅから静止領域検出信号（β＝０）が入力され、且つ、第１の領域検出手段１１２ｅ1から第１領域（高速領域）検出信号が入力された場合、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルを第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂへ入力するよう制御する。第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂは、高速領域中の静止領域に対して、内挿ベクトルを用いて内挿フレームを生成する。このようにして、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理が施される。
一方、内挿ベクトル制御部１１４ｅは、第３の領域検出手段１１３ｅから静止領域検出信号（β＝０）が入力され、且つ、第２の領域検出手段１１２ｅ2から第２領域（低速領域）検出信号（後述するα＝１）が入力された場合、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルの代わりに、例えば０ベクトルを第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂへ入力するよう制御する。第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂは、低速領域中の静止領域に対して、０ベクトルを用いて内挿フレームを生成する。このようして、低速領域中の静止領域に対しては動き補償処理以外の内挿処理、例えば、０ベクトル内挿処理、線形補間処理、同一フレーム挿入処理、動き補償内挿処理における補正強度の可変処理などが施される。
(第１の実施形態)
本発明の第１の実施形態は、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては０ベクトル内挿処理を行わないようにするために、低速領域中の静止領域に対応する内挿ブロックの内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、ＦＲＣ部１０における動き補償処理を無効化するものである。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。本実施形態の構成は、遅延部１１１ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅ、内挿ベクトル補正部１１４ｅ、第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂ、第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂ、及び内挿ベクトル評価部１１ｆを備えている。なお、低速領域検出部１１２ｅは、図４に示した第１の領域検出手段１１２ｅ1，第２の領域検出手段１１２ｅ2に相当し、静止領域検出部１１３ｅは、図４に示した第３の領域検出手段１１３ｅに相当する。
入力画像信号は、遅延部１１１ｅによって１フレーム期間遅延され、前フレームと現フレームとのそれぞれの画像データは、内挿ベクトル評価部１１ｆ、静止領域検出部１１３ｅ、及び内挿フレーム生成部１２ｂに入力される。
内挿ベクトル評価部１１ｆは、動きベクトル検出部１１ｅにより検出された動きベクトルに対してＤＦＤを算出することで評価し、その評価結果に基づいて最適な（ＤＦＤが最小となる）内挿ベクトルを内挿フレーム間の内挿ブロックに割り付ける処理を行う。
静止領域検出部１１３ｅは、Ｍｉｎ（ＤＦＤ）＜ＦＤのとき、β＝１を出力し、それ以外のときは、β＝０を出力する。すなわち、静止領域検出部１１３ｅは、入力画像信号のフレーム間差分に基づいて、動領域に対してはβ＝１を、また、静止領域に対してはβ＝０を内挿ベクトル制御部１１４ｅへ出力する。
本実施形態における低速領域の検出処理では、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力された内挿ベクトルを用いており、この内挿ベクトルが所定量（例えば、５画素）より小さい場合にのみα＝１を出力される。
内挿ベクトル制御部１１４ｅは、静止領域検出部１１３ｅから静止領域検出信号（β＝０）が入力され、且つ、低速領域検出部１１２ｅから高速領域検出信号（α＝０）が入力された場合、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルを第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂへ入力するよう制御する。第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂは、高速領域中の静止領域に対して、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力された内挿ベクトルを用いて内挿フレームを生成する。このようにして、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理が施される。
一方、内挿ベクトル制御部１１４ｅは、静止領域検出部１１３ｅから静止領域検出信号（β＝０）が入力され、且つ、低速領域検出部１１２ｅから低速領域検出信号（α＝１）が入力された場合、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルの代わりに、０ベクトルを第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂへ入力するよう制御する。第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂは、低速領域中の静止領域に対して、０ベクトルを用いて内挿フレームを生成する。このようして、低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル内挿処理が施される。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成の他の例を示すブロック図である。本実施形態の構成は、図５に示した構成と同様に、遅延部１１１ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅ、内挿ベクトル補正部１１４ｅ、第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂ、第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂ、及び内挿ベクトル評価部１１ｆを備えている。
本実施形態における低速領域の検出処理では、内挿ベクトル評価部１１ｆに入力される動きベクトル、すなわち、動きベクトル検出部１１ｅにより検出された動きベクトルを用いており、この動きベクトルが所定量（例えば、５画素）より小さい場合にのみα＝１を出力する。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、電極駆動部１４、及び液晶表示パネル１５を備えて構成されている。ＦＲＣ部１０は、動きベクトル検出部１１ｅ、内挿ベクトル評価部１１ｆ、内挿フレーム生成部１２ｂ、タイムベース変換部１２ｄを備え、さらに、内挿ベクトル評価部１１ｆにより割り付けられた内挿ベクトルを内挿ベクトル毎に蓄積する内挿ベクトルメモリ１２ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅを備える。
制御部１３は、図４乃至図６における内挿ベクトル制御部１１４ｅに相当するものであり、低速領域検出部１１２ｅからα＝１、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、内挿ベクトルメモリ１２ｅにアクセスし、この低速領域中の静止領域に対応する内挿ブロックの内挿ベクトルを０ベクトルにする。
また、低速領域検出部１１２ｅからα＝０、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合、この高速領域中の静止領域に対応する内挿ブロックについて、内挿ベクトルメモリ１２ｅの内挿ベクトルを内挿フレーム生成部１２ｂに入力する。
具体的には、制御部１３が、内挿ベクトルメモリ１２ｅにアクセスしたときに、低速領域中の静止領域に対応する内挿ブロックにフラグ情報を付与する。このフラグ情報は、内挿ブロックの内挿ベクトルを使わないようにするためのフラグであり、フラグ情報が付与された内挿ブロックの内挿ベクトルの出力が０になるように制御される。このように、内挿ベクトルメモリ１２ｅの内挿ベクトルを０にすることで、動き補償内挿処理を行わないようにすることができる。
なお、制御部１３は、どの内挿ブロック（あるいはどの画素）に低速領域中の静止領域が対応しているかを示す情報を保持している。この情報は、例えば、画素の座標位置情報、内挿ブロックの領域情報などであり、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは領域がわかる情報であればよい。また、フラグ情報が付与されていない内挿ブロックの内挿ベクトルは、内挿ベクトルメモリ１２ｅから出力されて内挿フレーム生成部１２ｂに入力され、内挿フレーム生成部１２ｂにおいて内挿フレーム生成に利用される。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行わないようにできるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、内挿ベクトルを用いた内挿フレームを生成し（０ベクトル優先内挿処理を行わない）、動き補償内挿処理を行う。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては０ベクトル内挿処理を行わないようにするために、低速領域中の静止領域に対応する内挿フレーム生成部１２ｂの内挿ブロックの内挿ベクトルを０ベクトルにすることで、ＦＲＣ部１０における動き補償処理を無効化するものである。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、電極駆動部１４、及び液晶表示パネル１５を備えて構成されている。ＦＲＣ部１０は、動きベクトル検出部１１ｅ、内挿ベクトル評価部１１ｆ、内挿フレーム生成部１２ｂ、タイムベース変換部１２ｄ、及び低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅを備える。
図８において、内挿フレーム生成部１２ｂは、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルから内挿フレームを生成する。制御部１３は、図４乃至図６における内挿ベクトル制御部１１４ｅに相当するものであり、低速領域検出部１１２ｅからα＝１、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、内挿フレーム生成部１２ｂにアクセスし、この低速領域中の静止領域に対応する内挿ブロックの内挿ベクトルを０ベクトルにする。
また、低速領域検出部１１２ｅから、α＝０、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合は、この領域に対応する内挿ブロックに対して、内挿フレーム生成部１２ｂが内挿ベクトルから内挿フレームを生成する。
ここで、制御部１３は、どの内挿ブロック（あるいはどの画素）に低速領域中の静止領域が対応しているかを示す情報（座標位置情報、領域情報など）を内挿フレーム生成部１２ｂに出力し、内挿フレーム生成部１２ｂは、制御部１３からの指示に従って、該当する画素あるいはその画素を含む内挿ブロックの内挿ベクトルを０ベクトルにする。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行わないようにできるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、内挿ベクトルを用いた内挿フレームを生成し（０ベクトル優先内挿処理を行わない）、動き補償内挿処理を行う。
尚、上述の実施形態において、低速領域中の静止領域に対しては、ＦＲＣ部１０における動き補償処理を無効化するために、内挿ベクトルを０ベクトルにした場合、この動き補償処理を無効化した領域と、それ以外の動き補償処理を施した領域との境界部分では、ベクトルの急激な変化が生じるため、この動き補償処理の有無が明らかに画像に現れて目立つ場合がある。
この弊害を改善するために、０ベクトル優先の内挿処理を行った低速領域中の静止領域とそれ以外の領域との境界部分に対してローパスフィルタをかける等のフィルタ処理を施すことによって、動き補償処理の強度を連続的に変化させるのが望ましい。このように、動き補償処理の強度を連続的に変化させることにより、低速領域中の静止領域とそれ以外の領域との境界部分の内挿画像を滑らかに連続する画像とすることができ、この境界が目立つのを抑制することが可能となる。尚、以下の実施形態についても、低速領域中の静止領域とそれ以外の領域との境界部分に対してフィルタ処理を行うことで、動き補償処理の強度を連続的に変化させることが望ましい。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上に線形補間内挿処理部を備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、線形補間による画像信号を内挿するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上に線形補間内挿処理部１８とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、線形補間内挿処理部１８からの画像信号（線形補間画像）を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、ＦＲＣ１０内に設けられた低速領域検出部１１２ｅからα＝１、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、切替部１６を経路１７（線形補間内挿処理部１８）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した画像信号を内挿して生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。この場合、線形補間内挿処理部１８は、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した内挿フレームを挿入する処理を行う。
また、制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝０、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
尚、上述の線形補間処理とは、前フレームの信号と現フレームの信号とからフレーム内挿比γによる線形補間を施すことにより内挿フレームを得るものである。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上にメモリを備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、メモリ側に切り替えて、メモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出してフレームレート変換するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行わず、入力画像信号を高速連続出力することにより、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上にメモリ１９とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、メモリ１９からの前フレーム又は後フレームの画像信号を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、ＦＲＣ１０内に設けられた低速領域検出部１１２ｅからα＝１、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６を経路１７（メモリ１９）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、その前或いは後フレームの画像信号をメモリ１９から繰り返し読み出して挿入し生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。メモリ１９には、入力画像信号が蓄積されており、低速領域中の静止領域が検出されたときに、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域の画像信号が繰り返し読み出される。
また、制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝０、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、上述の第３の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上に線形補間内挿処理部を備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、線形補間による画像信号を内挿するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、デコード部２０、低速領域検出部１１２ｅ、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上に線形補間内挿処理部１８とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。本実施形態においては、低速領域検出部１１２ｅが、ＦＲＣ部１０の外部に設けられている。
ここで、入力画像信号が動きベクトル情報などを利用して圧縮された圧縮入力信号（例えば、ＭＰＥＧ、ＤｉｖＸなど）である場合は、この圧縮入力信号をデコード部２０で画像信号に復元してＦＲＣ部１０に入力される。この際、入力画像信号が動きベクトル情報を利用して圧縮された場合、復元の際に用いる動きベクトルが入力画像信号に付加されており、これをデコード部２０から抽出することができる。本実施形態では、この抽出された動きベクトルを基に、低速領域検出部１１２ｅにて低速領域を判定してα値を出力する。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、線形補間内挿処理部１８からの画像信号（線形補間画像）を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝１，ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、切替部１６を経路１７（線形補間内挿処理部１８）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した画像信号を内挿して生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。この場合、線形補間内挿処理部１８は、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した内挿フレームを挿入する処理を行う。
また、制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝０，ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態は、上述の第４の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上にメモリを備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、メモリ側に切り替えて、メモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出してフレームレート変換するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行わず、入力画像信号を高速連続出力することにより、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、デコード部２０、低速領域検出部１１２ｅ、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上にメモリ１９とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。本実施形態においては、低速領域検出部１１２ｅが、ＦＲＣ部１０の外部に設けられている。
デコード部２０は、圧縮入力信号を画像信号に復元してＦＲＣ部１０に入力するとともに、復元の際に利用した動きベクトル情報を低速領域検出部１１２ｅに入力する。低速領域検出部１１２ｅは、デコード部２０にて抽出された動きベクトルに基づいて、低速領域を判定してα値を出力する。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、メモリ１９からの前フレーム又は後フレームの画像信号を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝１，ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６を経路１７（メモリ１９）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、その前或いは後フレームの画像信号をメモリ１９から繰り返し読み出して挿入し生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。メモリ１９には、入力画像信号が蓄積されており、低速領域中の静止領域が検出されたときに、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域の画像信号が繰り返し読み出される。
また、制御部１３は、低速領域検出部１１２ｅからα＝０，ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
また、上記第５、第６の実施形態においては、制御部１３に入力されるα値、β値に基づき、切替部１６を切替制御することによって、動き補償処理を無効化する構成としているが、上述した第１、第２の実施形態のように、α値、β値に応じて内挿ベクトルを制御する構成としてもよいことは言うまでもない。
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態は、上述の第３の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上に線形補間内挿処理部を備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、線形補間による画像信号を内挿するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、デコード部２０、低速領域検出部１１２ｅ、テロップ領域検出部２３、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上に線形補間内挿処理部１８とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。本実施形態においては、低速領域検出部１１２ｅが、ＦＲＣ部１０の外部に設けられている。
デコード部２０は、圧縮入力信号を画像信号に復元してＦＲＣ部１０に入力するとともに、復元の際に利用した動きベクトル情報を低速領域検出部１１２ｅとテロップ領域検出部２３とに入力する。低速領域検出部１１２ｅは、デコード部２０にて抽出された動きベクトルを基に、低速領域を判定してα値を出力する。
ここで、入力画像信号としては、カメラで撮影された映像の上に、テロップ（一定方向に所定速度で移動（スクロール）するキャラクタ文字など）が放送局で付加されたものが存在する。このような画像が入力された場合、上述のように低速領域と高速領域とに切り分けることを考えると、テロップが付加されている領域は高速領域として、０ベクトル内挿処理を行わないようにすべきである。
しかしながら、テロップには細い線で構成されたキャラクタ文字も含まれており、このような文字を高速領域と判定するのは困難であるため、部分的に低速領域と判定されて０ベクトル内挿処理が行われる場合があり、内挿画像に破綻が生じることがある(図２５（Ｃ）と同様)。従って、本実施形態においては、テロップ領域をあらかじめ検出し、テロップ領域を高速領域（つまり、α＝０）と判定することで、テロップ領域の静止領域に対しては０ベクトル優先の内挿処理を行わないようにする。
テロップ領域検出部２３における、テロップ領域の検出方法は、様々な公知技術を用いることができる。例えば、ある特定の速度（ベクトル長）を持つ動きベクトルが集中して存在する領域をテロップ領域として検出したり、また、テロップは水平方向にスクロールする場合が多いため、表示画面の水平方向の帯状領域毎に、同様の速度（ベクトル長）を持つ動きベクトルが多数存在しているかどうかを判定し、同様の速度（ベクトル長）を持つ動きベクトルが多数存在する水平方向の帯状領域をテロップ領域としても良い。
また、本出願人の出願に係る特願２００６−３２５１３９号明細書には、表示画面の水平方向の帯状領域毎に、その帯状領域にて検出された動きベクトルの平均値を求め、これらの値に基づいた統計的処理により、テロップの存在する帯状領域を推定する方法が提案されており、この方法を用いてテロップ領域を検出してもよい。
本実施形態では、テロップ領域検出部２３にてテロップ領域として検出された画素領域を、高速領域として判定（つまり、α＝０）し、テロップ領域が確実に高速領域として処理されるようにする。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、線形補間内挿処理部１８からの画像信号（線形補間画像）を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、テロップ領域検出部２３によりテロップ領域として検出された画素領域情報（座標位置情報、領域情報など）を受け取り、低速領域検出部１１２ｅから出力されるα値に対して、テロップ領域として検出された画素領域に対応するα値をα＝０に書き換える。このα値と、ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅから出力されるβ値とに基づいて、切替部１６を制御する。
このように、テロップ領域検出結果に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝１，β＝０となる場合、すなわち、低速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、切替部１６を経路１７（線形補間内挿処理部１８）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した画像信号を内挿して生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。この場合、線形補間内挿処理部１８は、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した内挿フレームを挿入する処理を行う。
また、上記テロップ領域検出結果に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝０，β＝０となる場合、すなわち、高速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、さらにテロップ領域は確実に高速領域であると判定されるように制御し、低速領域中の静止領域に対しては線形補間処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態は、上述の第４の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上にメモリを備え、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、メモリ側に切り替えて、メモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出してフレームレート変換するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行わず、入力画像信号を高速連続出力することにより、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、デコード部２０、低速領域検出部１１２ｅ、テロップ領域検出部２３、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上にメモリ１９とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。本実施形態においては、低速領域検出部１１２ｅが、ＦＲＣ部１０の外部に設けられている。
デコード部２０は、圧縮入力信号を画像信号に復元してＦＲＣ部１０に入力するとともに、復元の際に利用した動きベクトル情報を低速領域検出部１１２ｅに入力する。低速領域検出部１１２ｅは、デコード部２０にて抽出された動きベクトルに基づいて、低速領域を判定してα値を出力する。
テロップ領域検出部２３は、デコード部２０から出力される動きベクトル情報に基づいて、テロップが存在する画素領域を検出する。本実施形態では、テロップ領域検出部２３にてテロップ領域として検出された画素領域を、高速領域として判定（つまり、α＝０）し、テロップ領域が確実に高速領域として処理されるようにする。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、メモリ１９からの前フレーム又は後フレームの画像信号を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、テロップ領域検出部２３によりテロップ領域として検出された画素領域情報（座標位置情報、領域情報など）を受け取り、低速領域検出部１１２ｅから出力されるα値に対して、テロップ領域として検出された画素領域に対応するα値をα＝０に書き換える。このα値と、ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅから出力されるβ値とに基づいて、切替部１６を制御する。
このように、テロップ領域検出結果に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝１，β＝０と判定された場合、すなわち、低速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６を経路１７（メモリ１９）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、その前或いは後フレームの画像信号をメモリ１９から繰り返し読み出して挿入し生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。メモリ１９には、入力画像信号が蓄積されており、低速領域中の静止領域が検出されたときに、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域の画像信号が繰り返し読み出される。
また、上記テロップ領域検出結果に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝０，β＝０と判定された場合、すなわち、高速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、さらにテロップ領域は確実に高速領域であると判定されるように制御し、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
また、上記第７、第８の実施形態においては、制御部１３にて判定されるα値、β値に基づき、切替部１６を切替制御することによって、動き補償処理を無効化する構成としているが、上述した第１、第２の実施形態のように、α値、β値に応じて内挿ベクトルを制御する構成としてもよいことは言うまでもない。
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態は、上述の第３の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上に線形補間内挿処理部を備え、高速スクロール画像が入力された場合、入力画像を低速領域と高速領域に切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間内挿処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償内挿処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、線形補間による画像信号を内挿するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１５は、本発明の第９の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、画像合成処理部２１、合成部２２、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上に線形補間内挿処理部１８とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。
ここで、画像合成処理部２１は、入力画像信号とは異なる、文字やキャラクタなどの静止画像に係る第二の画像信号（例えば、当該画像表示装置内部で発生するオンスクリーン表示（ＯＳＤ）信号や、データ放送を受信して得られるデータ情報表示信号など）を生成するものである。この画像合成処理部２１で生成される第二の画像信号は、リモコン（リモートコントロール装置）等を用いてユーザによりなされる指示操作に応じて制御される。
合成部２２は、画像合成処理部２１からの第二の画像信号を、入力画像信号に合成（重畳）するものである。本実施形態では、第二の画像信号を合成する画素領域を、低速領域として判定（つまり、α＝１）し、第二の画像信号が合成された領域は確実に低速領域中の静止領域として判定されるようにする。
切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、線形補間内挿処理部１８からの画像信号（線形補間画像）を出力させるかを切り替える。
制御部１３は、画像合成処理部２１より第二の画像信号が合成される画素領域情報（座標位置情報、領域情報など）を受け取り、ＦＲＣ部１０内に設けられた低速領域検出部１１２ｅから出力されるα値に対して、第二の画像信号が合成される画素領域に対応するα値をα＝１に書き換える。このα値と、ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅから出力されるβ値とに基づいて、切替部１６を制御する。
このように、画像合成位置情報に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝１，β＝０となる場合、すなわち、低速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、切替部１６を経路１７（線形補間内挿処理部１８）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した画像信号を内挿して生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。この場合、線形補間内挿処理部１８は、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した内挿フレームを挿入する処理を行う。
また、上記画像合成位置情報に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝０，β＝０となる場合、すなわち、高速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては線形補間処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
また、第二の画像信号が合成された静止画部分については、確実に低速領域中の静止領域として、線形補間画像の内挿処理を行うことができるため、動き補償内挿処理に起因する画質の劣化を防止することが可能となる。
（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態は、上述の第４の実施形態と同様、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別の経路上にメモリを備え、入力画像を低速領域と高速領域に切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うために、低速領域中の静止領域に対しては、メモリ側に切り替えて、メモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出してフレームレート変換するものである。すなわち、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対しては、動き補償による内挿処理を行わず、入力画像信号を高速連続出力することにより、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図で、液晶表示装置は、ＦＲＣ部１０、制御部１３、切替部１６、画像合成処理部２１、合成部２２、さらに、ＦＲＣ部１０への入力経路とは別に設けられた経路１７と、経路１７上にメモリ１９とを備えて構成されている。なお、電極駆動部１４、液晶表示パネル１５の記載は省略している。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の後段に設けられ、制御部１３からの指示に従って、ＦＲＣ部１０からの画像信号（動き補償画像）を出力させるか、メモリ１９からの前フレーム又は後フレームの画像信号を出力させるかを切り替える。
ここで、画像合成処理部２１は、入力画像信号とは異なる、文字やキャラクタなどの静止画像に係る第二の画像信号（例えば、オンスクリーン（ＯＳＤ）信号や、データ放送信号など）を生成するものである。この画像合成処理部２１で生成される第二の画像信号は、リモコン（リモートコントロール装置）等を用いてユーザによりなされる指示操作に応じて制御される。
合成部２２は、画像合成処理部２１からの第二の画像信号を入力画像信号に合成（重畳）するものである。本実施形態では、第二の画像信号を合成する画素領域を、低速領域として判定（つまり、α＝１）し、第二の画像信号が合成された領域は確実に低速領域中の静止領域として判定されるようにする。
制御部１３は、画像合成処理部２１により第二の画像信号が合成される画素領域情報（座標位置情報、領域情報など）を受け取り、ＦＲＣ部１０内に設けられた低速領域検出部１１２ｅから出力されるα値に対して、第二の画像信号が合成される画素領域に対応するα値をα＝１に書き換える。このα値と、ＦＲＣ部１０内に設けられた静止領域検出部１１３ｅから出力されるβ値とに基づいて、切替部１６を制御する。
このように、画像合成位置情報に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝１，β＝０となる場合、すなわち、低速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６を経路１７（メモリ１９）側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間に、その前或いは後フレームの画像信号をメモリ１９から繰り返し読み出して挿入し生成された表示画像信号を表示パネルに出力する。メモリ１９には、入力画像信号が蓄積されており、低速領域中の静止領域が検出されたときに、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域の画像信号が繰り返し読み出される。
また、上記画像合成位置情報に基づき制御部１３にてα値が更新設定された後、α＝０，β＝０となる場合、すなわち、高速領域中の静止領域と判定された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号のフレーム間においてＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）が施された表示画像信号を表示パネルに出力する。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては同一フレーム挿入処理を行い、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
また、第二の画像信号が合成された静止画部分については、確実に低速領域中の静止領域として、同一フレーム画像の挿入処理を行うことができるため、動き補償内挿処理に起因する画質の劣化を防止することが可能となる。
尚、上記第９、第１０の実施形態においては、制御部１３にて判定されるα値、β値に基づき、切替部１６を切替制御することによって、動き補償処理を無効化する構成としているが、上述した第１、第２の実施形態のように、α値、β値に応じて内挿ベクトルを制御する構成としてもよいことは言うまでもない。
（第１１の実施形態）
本発明の第１１の実施形態は、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては内挿フレーム生成部における動き補償処理の補償強度を可変するように構成される。具体的には、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部を備え、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、加重加算比率を可変する。
図１７は、本発明の第１１の実施形態に係るＦＲＣ部１０の要部構成例を示すブロック図で、ＦＲＣ部１０のフレーム生成部１２は、内挿用フレームメモリ１２ａ、内挿フレーム生成部１２ｂ、さらに、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の補償強度を可変する補正強度可変部１２ｆ、を備えて構成される。なお、図中、Ｖは内挿ベクトル、γはフレーム内挿比、δは補償強度（加重加算比率）を示す。
一般に、フレーム内挿処理の方法として、例えば、２フレーム間の線形補間内挿によるフレーム内挿と、動きベクトルを用いたフレーム内挿（動き補償内挿）が知られている。前者は、前フレームの信号と現フレームの信号とからフレーム内挿比γによる線形補間を行うことで内挿フレームを得るものである。
一方、後者は、前フレームと現フレームとから内挿フレームを得るために、前フレームの画像と現フレームの画像との間の動きベクトルから内挿ベクトルＶを検出し、その値（内挿ベクトルＶ）をフレーム内挿比γで分割したγＶの大きさだけ前フレームの画像をずらした信号と、現フレームの画像を（γ―１）Ｖだけずらした信号との加重加算により内挿フレームを得る。この動き補償内挿を用いれば、動画像そのものをとらえて補正するため、解像度の劣化がなく、良好な画質を得ることができるが、この処理に起因して、上述したような内挿画像の破綻が生じる場合がある。
そこで、本実施形態では、フレーム生成部１２に補償正強度可変部１２ｆを設けている。この補償強度可変部１２ｆは、低速領域検出部１１２ｅからα＝１、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、低速領域中の静止領域が検出された場合、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、加重加算比率δを可変する。この加重加算比率δは、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを加重加算する際の比率である。本実施形態の内挿フレーム生成部１２ｂは、この加重加算比率δに従って、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して、線形補間内挿と動き補償内挿を加重加算して内挿フレームを生成する。
例えば、補償強度可変部１２ｆは、低速領域中の静止領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して加重加算比率δ＝０とし、線形補間処理を施した画像信号を内挿フレームにする。また、低速領域検出部１１２ｅからα＝０、静止領域検出部１１３ｅからβ＝０が入力された場合、すなわち、高速領域中の静止領域が検出された場合は、この領域に対応する画素あるいは該画素を含む領域に対して加重加算比率δ＝１とし、動き補償処理を施した画像信号を内挿フレームにする。
また、加重加算比率δは任意に可変設定できるため、０〜１の略中間の値に設定するようにしてもよい。これにより、動きぼけによる画質劣化と高速領域の画質劣化との双方を適切に改善することが可能となる。なお、ＦＲＣ部１０における補償強度の可変処理は、画素単位で行う方法、ブロック（領域）単位で行う方法のいずれの方法で行ってもよい。
このように、入力画像を低速領域と高速領域とに切り分けて、低速領域中の静止領域に対しては動き補償処理の補償強度を弱くするように可変し、高速領域中の静止領域に対しては動き補償処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を抑制することができる。尚、上記以外の領域に対しては、動き補償内挿処理を行う。
ここで、撮影対象の被写体部分に動き補償処理以外の内挿処理を行い、被写体の背景部分に動きベクトルによる内挿処理が行われた場合、前述の図２８（Ｂ）に示したように、被写体の端部に破綻を起こす場合がある。そこで、図１８に示すように、低速領域中の静止領域の少なくとも一端を、画像の動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張することで、低速領域端で発生する破綻を軽減することができる。
図１８は、低速領域端で発生する破綻を改善する方法の一例を説明するための図である。本例は、片方向内挿（現フレーム画像からのみ内挿画像を生成）処理の場合において、背景に相当する高速領域の動きベクトルの逆方向に低速領域（α領域）を拡張した状態を示す。片方向内挿の場合、背景に相当する高速領域における画像の動きベクトル方向の領域Ｘには破綻が発生しないが、逆方向の領域Ｙには破綻が発生する。そこで、この部分（領域Ｙ）に対しては０ベクトル優先内挿処理を有効（α＝１）にすることで、破綻の軽減を図ることができる。
領域Ｙ（α領域）の拡張サイズは、例えば、背景に相当する高速領域における画像の動きベクトルをＶとすると、−Ｖ／２となる。また、両方向内挿（前フレーム及び現フレーム画像から内挿画像を生成。通常は２つのフレームの画像の平均を内挿画像とする）の場合、低速領域の両端（領域Ｘ及び領域Ｙ）に破綻が発生するため、低速領域の両側にα領域を拡張するようにすればよい。
（第１２の実施形態）
図１９は、本発明の第１２の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。本実施形態の構成は、遅延部１１１ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅ、内挿ベクトル制御部１１４ｅ、第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂ、第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂ、内挿ベクトル評価部１１ｆを備え、さらに、領域拡張部１１５ｅ、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅを備えている。
画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅは、動きベクトル検出部１１ｅで検出された動きベクトルから、表示パネルの画面全体における画面平均動きベクトルＶを算出し、この画面平均動きベクトルＶを領域拡張部１１５ｅへ出力する。領域拡張部１１５ｅは、低速領域検出部１１２ｅで検出された低速領域の少なくとも一端を、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅで算出された画面平均動きベクトルＶに基づいて所定量だけ拡張する。例えば、画面平均動きベクトルＶに対して、−Ｖ／２だけα領域を拡張する。
（第１３の実施形態）
図２０は、本発明の第１３の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。本実施形態の構成は、遅延部１１１ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅ、内挿ベクトル制御部１１４ｅ、第１の内挿フレーム生成処理部１２１ｂ、第２の内挿フレーム生成処理部１２２ｂ、内挿ベクトル評価部１１ｆを備え、さらに、領域拡張部１１５ｅ、周辺平均動きベクトル算出部１１７ｅを備えている。
周辺平均動きベクトル算出部１１７ｅは、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅによる検出結果を用いて、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルから、低速領域中の静止領域の周辺領域における周辺平均動きベクトルＶを算出し、この周辺平均動きベクトルＶを領域拡張部１１５ｅへ出力する。
領域拡張部１１５ｅは、低速領域検出部１１２ｅで検出された低速領域の少なくとも一端を、周辺平均動きベクトル算出部１１７ｅで算出された周辺平均動きベクトルＶに基づいて所定量だけ拡張する。例えば、周辺平均動きベクトルＶに対して、−Ｖ／２だけα領域を拡張する。なお、この周辺平均動きベクトルＶは、低速領域中の静止領域の周辺領域の動きベクトルの平均あるいは加重平均のいずれであってもよい。
尚、上記第１２、第１３の実施形態においては、入力画像に含まれる低速領域や画面全体の動き量を検出する際、動きベクトル検出部１１ｅからの動きベクトルを用いているが、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力される内挿ベクトルを利用してもよいことは言うまでもない。
（第１４の実施形態）
図２１は、本発明の第１４の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。本実施形態の構成は、遅延部１１１ｅ、低速領域検出部１１２ｅ、静止領域検出部１１３ｅ、内挿ベクトル補正部１１４ｅ、内挿フレーム生成部１２ｂ、内挿ベクトル評価部１１ｆを備え、さらに、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅを備えている。
画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅは、動きベクトル検出部１１ｅで検出された動きベクトルから、表示パネルの画面全体における画面平均動きベクトルを算出し、この画面平均動きベクトルＶを、低速領域検出部１１２ｅへ出力する。
低速領域検出部１１２ｅは、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力された内挿ベクトルが所定値以下となる内挿ブロックを低速領域として検出する。ここで、本実施形態においては、低速領域検出部１１２ｅにて低速領域を検出するための閾値を、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅから出力される画面平均動きベクトル値に応じて可変とする。
例えば、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅから出力された画面平均ベクトル長が１６の場合、低速領域検出部１１２ｅにて低速領域を検出するための閾値を１２とする。また、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅから出力された画面平均ベクトル長が８の場合、低速領域検出部１１２ｅにて低速領域を検出するための閾値を６とする。
このように、画面平均動きベクトルに応じて、低速領域を検出するための所定の閾値を可変制御することで、画面内の高速領域と低速領域との切り分けを、相対的な速度の違いに応じて切り分けることが可能となる。また、画面全体平均動きベクトル算出部１１６ｅから出力された画面平均ベクトル長が小さい場合は、低速領域検出部１１２ｅにて低速領域を検出するための閾値を０としてもよい。つまり、画面全体の動き量が小さい場合は、高速領域と低速領域との切り分けを行わないようにしてもよい。
尚、上記第１４の実施形態においては、入力画像の画面全体における動き量を検出する際、動きベクトル検出部１１ｅから出力される動きベクトルを用いているが、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力される内挿ベクトルを利用してもよいことは言うまでもない。
また、低速領域検出部１１２ｅによる低速領域の検出を、内挿ベクトル評価部１１ｆから出力される内挿ベクトルを用いて行うこととしたが、動きベクトル検出部１１ｅから出力される動きベクトルを用いて行うこととしてもよい。
さらに、上記実施形態において、第２の領域（低速領域）検出部に加えて、第１の領域（高速領域）が設けられている場合、低速領域を検出するための閾値のみならず、高速領域を検出するための閾値を、画面全体における動き量に応じて可変するようにしてもよい。
そしてまた、上記実施形態においては、動きベクトル検出部１１ｅから出力される動きベクトルの１フレームにおける平均値を用いて、画面全体の動き量を検出しているが、これに限らず、例えばカメラのパンニングを検出する方法や、入力画像信号に付加されるカメラ・パラメータなどの関連データから、画面全体の動き量を検出する方法を用いてもよい。
図２２は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の一例を説明するためのフロー図である。まず、画像表示装置は、前フレームと現フレームとのフレーム間差分に基づいて静止領域が検出されたかどうかを判定し（ステップＳ１）、静止領域が検出されない場合（β＝１，ＮＯの場合）、ステップＳ４へ移行して第１の内挿フレーム生成処理（動き補償内挿処理）を行う。
また、画像表示装置は、ステップＳ１において、静止領域が検出された場合（β＝０，ＹＥＳの場合）、所定量以下の動きベクトルを含む低速領域が検出されたかどうかを判定し（ステップＳ２）、低速領域が検出された場合（α＝１，ＹＥＳの場合）、その低速領域中の静止領域に対して第２の内挿フレーム生成処理（内挿ベクトルを０ベクトルにするなど）を行う（ステップＳ４）。
また、画像表示装置は、ステップＳ２において、低速領域が検出されない場合（α＝０、ＮＯの場合）、ステップＳ４へ移行して第１の内挿フレーム生成処理を行う。
図２３は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。画像表示装置は、前フレームと現フレームとのフレーム間差分に基づいて静止領域が検出されたかどうかを判定し（ステップＳ１１）、静止領域が検出されない場合（β＝１，ＮＯの場合）、ステップＳ１４へ移行して第１の内挿フレーム生成処理（動き補償処理）を行う。
また、ステップＳ１１において、静止領域が検出された場合（β＝０，ＹＥＳの場合）、所定量以下の動きベクトルを含む低速領域が検出されたかどうかを判定し（ステップＳ１２）、低速領域が検出された場合（α＝１，ＹＥＳの場合）、その低速領域中の静止領域を所定量だけ動き方向あるいはその逆方向に拡張する処理を行う（ステップＳ１３）。
また、画像表示装置は、ステップＳ１３において、所定量の拡張がなされた低速領域中の静止領域に対して第２の内挿フレーム生成処理（内挿ベクトルを０ベクトルにするなど）を行う（ステップＳ１５）。
そして、画像表示装置は、ステップＳ１２において、低速領域が検出されない場合（α＝０，ＮＯの場合）、ステップＳ１４へ移行して第１の内挿フレーム生成処理を行う。
以上説明したように、本発明によれば、動き補償型のレート変換（ＦＲＣ）部を備えた画像表示装置において、入力画像の低速領域と高速領域等の動き量の異なる複数の領域間で異なる内挿処理を行うことができるため、０ベクトル優先内挿処理に起因した高速領域における破綻の発生を防止することができる。
また、低速領域中の静止領域に対して動き補償処理以外の内挿処理を行い、その周囲領域に対して動きベクトルを用いた動き補償内挿処理が行われる場合、低速領域を所定量だけ拡張することにより、低速領域中の静止領域周辺の動きベクトルに起因して低速領域端部で発生する破綻を軽減することができる。
尚、以上の説明においては、本発明の画像処理装置及び方法に関する実施形態の一例について説明したが、これらの説明から、本画像処理方法をコンピュータによりプログラムとして実行する画像処理プログラム、及び、該画像処理プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録したプログラム記録媒体についても容易に理解することができるであろう。
本発明の画像表示装置が備える動き補償型フレームレート変換部の構成例を示すブロック図である。 フレーム生成部による内挿フレーム生成処理の一例を説明するための図である。 本発明に係るＦＲＣ部を備えた画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 本発明のＦＲＣ部における内挿フレーム生成処理に係る概略構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係るＦＲＣ部の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第７の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第８の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第９の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１０の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１１の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 低速領域端部で発生する破綻を改善する方法の一例を説明するための図である。 本発明の第１２の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１３の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１４の実施形態に係る内挿フレーム生成処理に係る要部構成例を示すブロック図である。 本発明の画像表示装置による画像表示方法の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。 従来のフレームレート変換部における内挿フレーム生成処理に係る要部構成を示すブロック図である。 高速領域に対して０ベクトル内挿処理を行うことに起因する破綻の例を示す図である。 高速領域に対して０ベクトル内挿処理を行うことに起因する破綻の原理について説明するための図である。 低速領域に対して０ベクトル内挿処理を行い、高速領域に対して０ベクトル内挿処理を行わないようにした場合に、低速領域端部に発生する破綻の例を示す図である。 低速領域端部で発生する破綻の原理を説明するための図である。
符号の説明
１０…フレームレート変換（ＦＲＣ）部
１１…ベクトル検出部
１１ａ…輝度信号抽出手段
１１ｂ…前処理フィルタ
１１ｃ…動き検出用フレームメモリ
１１ｄ…ベクトルメモリ
１１ｅ…動きベクトル検出部
１１１ｅ，１０１…遅延部
１１２ｅ…低速領域検出部
１１２ｅ1…第１の領域検出手段
１１２ｅ2…第２の領域検出手段
１１３ｅ，１０２…静止領域検出部（第３の領域検出手段）
１１４ｅ，１０４…内挿ベクトル補正部
１１５ｅ…領域拡張部
１１６ｅ…画面全体平均動きベクトル算出部
１１７ｅ…周辺平均動きベクトル算出部
１１ｆ，１０３…内挿ベクトル評価部
１２…フレーム生成部、１２ａ…内挿用フレームメモリ
１２ｂ，１０５…内挿フレーム生成部
１２１ｂ…第１の内挿フレーム生成処理部
１２２ｂ…第２の内挿フレーム生成処理部
１２ｃ…タイムベース変換用フレームメモリ
１２ｄ…タイムベース変換部
１２ｅ…内挿ベクトルメモリ
１２ｆ…補正強度可変部
１３…制御部
１４…電極駆動部
１５…液晶表示パネル
１６…切替部
１７…経路
１８…線形補間内挿処理部
１９…メモリ
２０…デコード部
２１…画像合成処理部
２２…合成部
２３…テロップ領域検出部

Claims (15)

  1. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出する第１の領域検出手段と、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出する第２の領域検出手段と、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する第３の領域検出手段とを備え、
    前記レート変換手段は、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記請求項１に記載の画像表示装置において、
    前記第２の内挿フレーム生成処理は、動き補償処理を施した画像信号と線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿画像信号を生成する処理であることを特徴とする画像表示装置。
  3. 前記請求項２に記載の画像表示装置において、
    前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記線形補間処理を施した画像信号を内挿画像信号とし、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した画像信号を内挿画像信号とすることを特徴とする画像表示装置。
  4. 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置において、
    前記第２の内挿フレーム生成処理を行った領域とそれ以外の領域との境界部分で、前記レート変換手段における動き補償処理の強度を連続的に変化させることを特徴とする画像表示装置。
  5. 前記請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置において、
    前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張する手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  6. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換して、表示パネルへ出力するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出する低速領域検出手段と、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する静止領域検出手段とを備え、
    前記レート変換手段は、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする画像表示装置。
  7. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像表示方法。
  8. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張するステップと、
    前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記所定量拡張された前記第２の領域中の静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像表示方法。
  9. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像表示方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像表示方法。
  10. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出する第１の領域検出手段と、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出する第２の領域検出手段と、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する第３の領域検出手段とを備え、
    前記レート変換手段は、前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
  11. 前記請求項１０に記載の画像処理装置において、
    前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張する手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  12. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出する低速領域検出手段と、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出する静止領域検出手段とを備え、
    前記レート変換手段は、前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
  13. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記第２の領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
  14. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第１の所定量以上である第１の領域を検出するステップと、
    前記第１の領域とは異なる領域であって、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が第２の所定量（第２の所定量≦第１の所定量）以下である第２の領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記第２の領域中の前記静止領域の少なくとも一端を、動き方向あるいはその逆方向に所定量だけ拡張するステップと、
    前記第１の領域中の前記静止領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記所定量拡張された前記第２の領域中の静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
  15. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するステップを有する画像処理方法において、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動き量が所定量以下である低速領域を検出するステップと、
    前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間差分により静止領域を検出するステップと、
    前記低速領域中の前記静止領域以外の領域及び低速領域以外の領域に対しては、前記動き補償処理を施した第１の内挿フレーム生成処理を行うと共に、前記低速領域中の前記静止領域に対しては、前記第１の内挿フレーム生成処理における動き補償処理の補償強度より小さい補償強度の動き補償処理を施した第２の内挿フレーム生成処理を行うステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
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