JP2008040384A - 映像信号処理システム及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】オーバードライブ信号生成回路専用のフレーム情報保持メモリが不要な映像信号処理システムを提供する。
【解決手段】映像信号処理システムは、入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bを出力するフレーム情報保持メモリAと、中間フレーム信号を出力する中間フレーム信号生成回路と、中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する第1セレクタAと、オーバードライブ用遅延信号Dを出力する第2セレクタBと、オーバードライブ後、出力映像信号を生成するオーバードライブ信号生成回路とを具備し、オーバードライブ信号生成回路の入力である遅延信号を生成する専用フレーム情報保持メモリを備えることなくオーバードライブに必要なフレーム遅延信号を生成する。
【選択図】図3

Description

本発明は、液晶表示装置等のホールド型の電気−光変換特性を有する表示装置と、該表示装置用の映像信号処理システムに関する。
ホールド型の表示方式はOA機器表示端末のような主に静止画表示用途のディスプレイとしてCRTのインパルス型表示よりもちらつきが少なく目が疲れにくいという利点がある。一方、TV等において主となる動画表示においては、例えば、人間の視覚特性として通常数10ミリ秒以内の光刺激がほぼ完全に積分されて知覚される点と、4〜5度/秒以内の動きであれば眼球運動のみで追従できることの二点から、前記のホールド型の表示方式では、動画像が1フレーム中に動く画素数にわたって積分された画像として知覚され、この画像の動きによって生じる積分が画像のぼけを発生させることが報告されている(特許文献1参照。)。
この問題を解決する手段として、動きベクトルを検出してフレームを新たに生成することで高いフレームレートへ変換して表示動画表示する方式が報告されている(特許文献2参照)。
液晶素子の応答速度を改善する既知のオーバードライブ技術と前述のフレーム生成技術を併用することによって相乗効果による動画表示性能の改善を図ることができる。また、液晶表示装置のように前フレームの表示階調に応じて表示特性にヒステリシス特性が現れる他の表示装置においても、表示装置のヒステリシス特性を補償して入力映像信号に応じた階調表現を行なうためにオーバードライブ技術が効果的であり、前述のフレーム生成技術を併用することによって相乗効果による動画表示性能の改善を図ることができる。このようなヒステリシス特性が現れる他の表示装置には、例えば無機EL表示装置がある。
図1は、従来の実施例における映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。従来の表示装置は、図1に示すように、フレーム情報保持メモリA(001)と、中間フレーム信号生成回路(002)と、セレクタ(003)と、フレーム情報保持メモリB(004)と、オーバードライブ信号生成回路(005)とを備える。
従来の映像信号処理装置を構成する各構成部材について説明する。フレーム情報保持メモリA(001)は、入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと前記入力映像信号の2フレーム遅延信号Bを出力する。中間フレーム信号生成回路(002)は、前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと前記2フレーム遅延信号Bを入力として中間フレーム信号を生成する。セレクタ(003)は、前記中間フレーム信号と前記1フレーム遅延信号Aを選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する。フレーム情報保持メモリB(004)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号を入力として前記中間フレーム補間後の出力映像信号の1フレーム遅延信号であるオーバードライブ用遅延信号Cを出力する。オーバードライブ信号生成回路(005)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号Cを入力としてオーバードライブ後の出力映像信号を出力する。
図2は、従来の映像信号処理装置における信号処理のタイミングチャートである。図1の構成をもつ従来の映像信号処理装置による動作を、図2を用いながら説明する。まず中間フレーム補間後の出力映像信号の生成について説明する。
(a)図1の構成によりステート2−1において入力映像信号としてF2が、1フレーム遅延信号AとしてF1が、2フレーム遅延信号BとしてF0が得られる。
(b)1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bのフレームレートは入力映像信号のフレームレートの2倍であるようにフレーム情報保持メモリAから読み出す。
(c)中間フレーム信号生成回路は、F0に対するF1の動きの大きさと方向を示す動きベクトル信号と1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bにより、中間フレーム信号としてF0とF1の中間フレームであるF0.5を生成し、この中間フレーム信号を中間フレーム補間後の出力映像信号としてセレクタから選択出力する。
(d)次のステート2−2においては1フレーム遅延信号AとしてF1が得られるので、1フレーム遅延信号Aを中間フレーム補間後の出力映像信号としてセレクタから選択出力する。なお、ステート2−2においては必ずしも2フレーム遅延信号Bと中間フレーム信号を生成する必要はない。
以上の生成動作を入力フレームレートで繰り返すことにより入力映像信号の2倍のフレームレートを持つ中間フレーム補間後の出力映像信号を得ることができる。
次にオーバードライブ後の出力映像信号の生成について説明する。
(1)ステート2−1において中間フレーム補間後の出力映像信号としてF0.5と、フレーム情報保持メモリBによりオーバードライブ用遅延信号CとしてF0が得られる。
(2)オーバードライブ信号生成回路ではステート2−1で入力されるF0とF0.5に応じたオーバードライブ後の出力映像信号であるOD_0.5が出力される。
以上の生成動作を入力フレームレートの2倍のフレームレートで繰り返すことにより入力映像信号の2倍のフレームレートを持つオーバードライブ後の出力映像信号を得ることができる。
特開平9−325715 特開2001−42831 特開2005−91454
しかしながらオーバードライブ技術とフレーム生成技術は共に入力映像信号とその入力映像信号のフレーム遅延信号が必要とされる。そのため、それぞれ独立にフレーム情報を保持するためのメモリを備えた構成をとる必要があるため、大容量のメモリが必要となり高コストであって、また高速転送可能なメモリ構成が必要となり、さらに一層高コストとなっていた。
コスト削減の1つの提案としてオーバードライブ信号生成回路と中間フレーム信号生成回路でフレームメモリを共用する方法が報告されている(例えば、特許文献3参照。)。しかし、オーバードライブ信号生成回路で必要とするフレーム遅延信号は必ずしも中間フレーム信号生成回路で必要とするフレーム遅延信号と同じ映像信号ではなく、共用するフレームメモリにはオーバードライブ信号生成回路で必要とするフレーム遅延信号が保持されていないことがある。このように従来の提案ではフレームメモリを共用できないタイミングがあるのでオーバードライブ信号生成回路専用にフレーム情報保持メモリを備える必要があった。
上記課題を解決するため、本発明に係る表示装置は、入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号と2フレーム遅延信号を出力するフレーム情報保持メモリと、
前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号と2フレーム遅延信号を入力として中間フレーム信号を出力する中間フレーム信号生成回路と、
前記1フレーム遅延信号と前記中間フレーム信号を選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する第1セレクタと、
前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号を選択してオーバードライブ用遅延信号を出力する第2セレクタと、
前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号を入力としてオーバードライブ後の出力映像信号を生成するオーバードライブ信号生成回路と
を備えた構成とする。
(作用)
本発明は前記した構成により、フレーム情報保持メモリの低容量化が実現できると共に、必要な転送速度を低くすることができ、安価な表示装置および映像信号処理システムを提供する。
以上のように本発明は、中間フレーム信号と中間フレーム信号生成回路の入力である2フレーム遅延信号を選択してオーバードライブ用遅延信号を生成する構成により、フレーム情報保持メモリの低容量化が実現できると共に、必要な転送速度を低くすることができ、安価な表示装置および映像信号処理システムを提供することができ、その実用的効果は大きい。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1における映像信号補正システムを示す。図3に示すように、この映像信号補正システムは、フレーム情報保持メモリA(101)と、中間フレーム信号生成回路(102)と、第1セレクタA(103)と、第2セレクタB(104)と、オーバードライブ信号生成回路(105)とを備える。
この映像信号補正システムを構成する各構成部材の機能について以下に説明する。フレーム情報保持メモリA(101)は、入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと前記入力映像信号の2フレーム遅延信号Bを出力する。中間フレーム信号生成回路(102)は、前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと前記2フレーム遅延信号Bを入力として中間フレーム信号を生成する。また、第1セレクタA(103)は、前記中間フレーム信号と前記1フレーム遅延信号Aを選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する。第2セレクタB(104)は、前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号Bを選択してオーバードライブ用遅延信号Dを出力する。オーバードライブ信号生成回路(105)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号Dを入力としてオーバードライブ後の出力映像信号を出力する。
図4は本発明の第1の実施例における信号処理のタイミングチャートである。図4を用いて、図3の構成をもつ第1の実施例の動作を説明する。まず中間フレーム補間後の出力映像信号の生成について説明する。
(a)図3の構成によりステート2−1において入力映像信号としてF2が、1フレーム遅延信号AとしてF1が、2フレーム遅延信号BとしてF0が得られる。
(b)1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号のフレームレートは入力映像信号のフレームレートの2倍であるようにフレーム情報保持メモリAから読み出す。
(c)中間フレーム信号生成回路は、F0に対するF1の動きの大きさと方向を示す動きベクトル信号と1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bにより中間フレーム信号としてF0とF1の中間フレームであるF0.5を生成し、この中間フレーム信号を中間フレーム補間後の出力映像信号として第1セレクタAから選択出力する。
(d)同時に2フレーム遅延信号であるF0をオーバードライブ用遅延信号Dとして第2セレクタBから選択出力する。
(e)次のステート2−2においては1フレーム遅延信号AとしてF1が得られるので、1フレーム遅延信号Aを中間フレーム補間後の出力映像信号として第1セレクタAから選択出力する。
(f)ステート2−2においてはステート2−1と同様に2フレーム遅延信号BとしてF0と中間フレーム信号としてF0.5を生成する。同時に中間フレーム信号であるF0.5をオーバードライブ用遅延信号Dとして第2セレクタBから選択出力する。
上記の生成動作を入力フレームレートで繰り返すことにより入力映像信号の2倍のフレームレートを持つ中間フレーム補間後の出力映像信号とオーバードライブ用遅延信号Dを得ることができる。
次にオーバードライブ後の出力映像信号の生成について説明する。
(a)ステート2−1において中間フレーム補間後の出力映像信号としてF0.5が、オーバードライブ用遅延信号DとしてF0が得られる。
(b)オーバードライブ信号生成回路ではステート2−1で入力されるF0とF0.5に応じたオーバードライブ後の出力映像信号であるOD_0.5が出力される。
(c)上記の生成動作を入力フレームレートの2倍のフレームレートで繰り返すことにより入力映像信号の2倍のフレームレートを持つオーバードライブ後の出力映像信号を得ることができる。
以上のように本発明の第1の実施例によればオーバードライブ信号生成回路の入力である遅延信号を生成するための専用フレーム情報保持メモリを備えることなくオーバードライブに必要なフレーム遅延信号を生成する表示装置および映像信号処理システムを実現することが可能である。
また、実施の形態1に係る映像信号補正システムと、該映像信号補正システムから出力される出力映像信号によって映像を表示する映像表示部とを備えることによって表示装置を構成することができる。この映像表示部には、例えば、液晶表示装置を用いることができる。
なお、実施の形態1の映像信号処理システムは、図7に示すように、2つの異なるLSI内に構成されても良い。
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における映像信号補正システムを示す。図5に示すように、この映像信号補正システムは、フレーム情報保持メモリA(201)と、中間フレーム信号生成回路(202)と、第1セレクタA(203)と、パネル信号生成回路A(204)と、第2セレクタB(205)と、パネル信号生成回路B(206)と、オーバードライブ信号生成回路(207)と備える。
この映像信号補正システムを構成する各構成部材の機能について以下に説明する。フレーム情報保持メモリA(201)は、入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと前記入力映像信号の2フレーム遅延信号Bを出力する。中間フレーム信号生成回路(202)は、前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと前記2フレーム遅延信号Bを入力として中間フレーム信号を生成する。第1セレクタA(203)は、前記中間フレーム信号と前記1フレーム遅延信号Aを選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する。パネル信号生成回路A(204)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号を表示装置の原色から成る座標へ変換する。第2セレクタB(205)は、前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号Bを選択してオーバードライブ用遅延信号Dを出力する。パネル信号生成回路B(206)は、前記オーバードライブ用遅延信号Dを表示装置の原色から成る座標へ変換する。オーバードライブ信号生成回路(207)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号Dを入力としてオーバードライブ後の出力映像信号を出力する。
図6は、本発明の実施の形態2における信号処理のタイミングチャートである。図5の構成をもつ第2の実施例の動作を、図6を用いながら説明する。
まず中間フレーム補間後の出力映像信号の生成について説明する。
(a)図5の構成により、ステート2−1において入力映像信号としてF2が、1フレーム遅延信号AとしてF1が、2フレーム遅延信号BとしてF0が得られる。
(b)1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号のフレームレートは入力映像信号のフレームレートの2倍であるようにフレーム情報保持メモリAから読み出す。
(c)中間フレーム信号生成回路は、F0に対するF1の動きの大きさと方向を示す動きベクトル信号と1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bにより中間フレーム信号としてF0とF1の中間フレームであるF0.5を生成し、この中間フレーム信号を中間フレーム補間後の出力映像信号としてセレクタAから選択出力する。同時に2フレーム遅延信号であるF0をオーバードライブ用遅延信号Dとして第2セレクタBから選択出力する。
(d)次のステート2−2においては1フレーム遅延信号AとしてF1が得られるので、1フレーム遅延信号Aを中間フレーム補間後の出力映像信号として第1セレクタAから選択出力する。
(e)ステート2−2においてはステート2−1と同様に2フレーム遅延信号BとしてF0と中間フレーム信号としてF0.5を生成する。同時に中間フレーム信号であるF0.5をオーバードライブ用遅延信号Dとして第2セレクタBから選択出力する。
上記の生成動作を入力フレームレートで繰り返すことにより入力映像信号の2倍のフレームレートを持つ中間フレーム補間後の出力映像信号とオーバードライブ用遅延信号Dを得ることができる。この中間フレーム補間後の出力映像信号の生成を、色差映像信号を用いて行なうことによって、高い解像度画質を維持したままで色差信号成分を保持するメモリ容量を、輝度信号成分を保持するメモリ容量より小さくすることができる。
次にオーバードライブ後の出力映像信号の生成について説明する。
(1)ステート2−1において色差映像信号から中間フレーム補間後の出力映像信号として色差映像信号のF0.5が、オーバードライブ用遅延信号Dとして色差映像信号のF0が得られる。
(2)それぞれの色差信号をパネル信号生成回路Aおよびパネル信号生成回路Bによって、パネルの表示単位である原色に変換する。
(3)オーバードライブ信号生成回路ではステート2−1で入力されるパネルの表示単位である原色に変換されたF0とパネルの表示単位である原色に変換されたF0.5に応じたオーバードライブ後の出力映像信号であるOD_0.5が出力される。
上記の生成動作を入力フレームレートの2倍のフレームレートで繰り返すことにより、入力映像信号の2倍のフレームレートを持つオーバードライブ後の出力映像信号を得ることができる。
以上のように本発明の第1の実施例によればオーバードライブ信号生成回路の入力である遅延信号を生成するための専用フレーム情報保持メモリを備えることなくオーバードライブに必要なフレーム遅延信号を生成する表示装置および映像信号処理システムを実現することが可能である。
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3における映像信号補正システムを示すブロック図である。図7に示すように、この映像信号補正システムは、フレーム情報保持メモリA(301)と、中間フレーム信号生成回路(302)と、第1セレクタA(303)と、第2セレクタB(304)と、オーバードライブ信号生成回路(305)と、第1集積回路1(306)と、第2集積回路2(307)とを備える。
この映像信号補正システムを構成する各構成部材の機能について以下に説明する。フレーム情報保持メモリA(301)は、入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと前記入力映像信号の2フレーム遅延信号Bを出力する。中間フレーム信号生成回路(302)は、前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと前記2フレーム遅延信号Bを入力として中間フレーム信号を生成する。第1セレクタA(303)は、前記中間フレーム信号と前記1フレーム遅延信号Aを選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する。第2セレクタB(304)は、前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号Bを選択してオーバードライブ用遅延信号Dを出力する。オーバードライブ信号生成回路(305)は、前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号Dを入力としてオーバードライブ後の出力映像信号を出力する。第1集積回路1(306)は、前記中間フレーム信号生成回路を備える。第2集積回路2(307)は、前記オーバードライブ信号生成回路を備える。
なお、本実施の形態3において、第1集積回路1から第2集積回路2へ伝達される中間フレーム補間後の出力映像信号とオーバードライブ用遅延信号Dは入力映像信号の2倍のフレームレートであるので、差動伝送方式などの高速伝送方式を用いることで伝送エラーの少ない高品質な伝達方式を用いることができる。
従来の実施例における構成のブロック図である。 従来の実施例における信号処理のタイミング図である。 第1の実施例における構成のブロック図である。 第1の実施例における信号処理のタイミング図である。 第2の実施例における構成のブロック図である。 第2の実施例における信号処理のタイミング図である。 第3の実施例における構成のブロック図である。
符号の説明
001 フレーム情報保持メモリA
002 中間フレーム信号生成回路
003 セレクタ
004 フレーム情報保持メモリB
005 オーバードライブ信号生成回路
101 フレーム情報保持メモリA
102 中間フレーム信号生成回路
103 第1セレクタA
104 第2セレクタB
105 オーバードライブ信号生成回路
201 フレーム情報保持メモリA
202 中間フレーム信号生成回路
203 第1セレクタA
204 パネル信号生成回路A
205 第2セレクタB
206 パネル信号生成回路B
207 オーバードライブ信号生成回路
301 フレーム情報保持メモリA
302 中間フレーム信号生成回路
303 第1セレクタA
304 第2セレクタB
305 オーバードライブ信号生成回路
306 第1集積回路1
307 第2集積回路2

Claims (8)

  1. 入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bを出力するフレーム情報保持メモリAと、
    前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bを入力として前記1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bの中間フレーム信号を出力する中間フレーム信号生成回路と、
    前記1フレーム遅延信号Aと前記中間フレーム信号を選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する第1セレクタAと、
    前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号Bを選択してオーバードライブ用遅延信号Dを出力する第2セレクタBと、
    前記中間フレーム補間後の出力映像信号と前記オーバードライブ用遅延信号Dを入力としてオーバードライブ後、出力映像信号を生成するオーバードライブ信号生成回路と
    を具備し、
    前記オーバードライブ信号生成回路の入力である遅延信号を生成するための専用フレーム情報保持メモリを備えることなくオーバードライブに必要なフレーム遅延信号を生成することを特徴とする映像信号処理システム。
  2. 入力映像信号を入力として前記入力映像信号の1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bを出力するフレーム情報保持メモリAと、
    前記入力映像信号と前記1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bを入力として前記1フレーム遅延信号Aと2フレーム遅延信号Bの中間フレーム信号を出力する中間フレーム信号生成回路と、
    前記1フレーム遅延信号Aと前記中間フレーム信号を選択して中間フレーム補間後の出力映像信号を出力する第1セレクタと、
    前記中間フレーム信号と前記2フレーム遅延信号Bを選択してオーバードライブ用遅延信号Dを出力する第2セレクタと、
    前記中間フレーム補間後の出力映像信号を表示装置の原色から成る座標へ変換するパネル信号生成回路Aと、
    前記オーバードライブ用遅延信号Dを表示装置の原色から成る座標へ変換するパネル信号生成回路Bと、
    前記パネル信号生成回路Aの出力と前記パネル信号生成回路Bの出力を入力としてオーバードライブ後、出力映像信号を生成するオーバードライブ信号生成回路と
    を具備し、
    前記オーバードライブ信号生成回路の入力である遅延信号を生成するための専用フレーム情報保持メモリを備えることなくオーバードライブに必要なフレーム遅延信号を生成することを特徴とする映像信号処理システム。
  3. 前記中間フレーム信号生成回路は、入力映像信号の1フレーム相当の期間において中間フレーム信号を2フレーム出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の映像信号処理システム。
  4. 前記中間フレーム信号生成回路とオーバードライブ信号生成回路とフレーム情報保持メモリAが同一LSIパッケージ内に構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の映像信号処理システム。
  5. 中間フレーム信号生成回路とオーバードライブ信号生成回路とフレーム情報保持メモリAのうち少なくとも1つは同一LSIパッケージの外に構成されていて、
    異なるLSIパッケージ間の信号が差動伝送方式を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の映像信号処理システム。
  6. 前記2フレーム遅延信号Bは、1フレーム遅延信号Aよりもビット幅が少ないことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の映像信号処理システム。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の前記映像信号処理システムと、
    前記映像信号処理システムからの出力映像信号によって映像を表示する映像表示部と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  8. 請求項1から6のいずれか一項に記載の前記映像信号処理システムと、
    前記映像信号処理システムからの出力映像信号によって映像を表示する液晶表示装置と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
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