JP2010276987A - 表示制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動きの遅いコンテンツや表示方式を応答速度の速い表示装置で表示したときにも不連続な動きが少なく、滑らかな表示をすることが可能な表示制御装置を提供する
【解決手段】入力画像データのコンテンツフレームレートを検出し、表示装置の表示フレームレートに対するフレーム繰り返し数データを出力するコンテンツフレームレート検出器と、前のフレームの階調データを記憶するフレームメモリと、前記フレーム繰り返し数に応じて前記フレームメモリから出力された前のフレームの階調データと入力画像の現在のフレームの階調データを用いて、前記フレーム繰り返し数のフレームで階調変化を緩慢に変化させる階調データを表示装置に対して出力するエミュレート階調発生器とを備えた表示制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は表示制御装置にかかり、特に液晶表示装置等に対して用いられるものである。

液晶表示装置は、プラズマ表示装置等に比べて応答速度が遅いため、画像の早い動きに追随できるよう、応答速度の速い液晶が開発されてきた（特許文献１参照）。その結果、応答速度は１０数ｍｓから数ｍｓオーダーまで向上している。また、有機EL（OLED）表示装置、電界放出表示装置（FED）、表面伝導型電子放出素子表示装置等速い応答速度を有する表示装置の開発も進んでいる。

特開２００6−３３７４４８号公報

発明が解決しようとする題

しかしながら、表示装置に表示されるコンテンツ自体の有するフレームレートが遅かったり、表示方式そのもののフレームレートが遅いものであると、上述したような速い応答速度を有する表示装置の速い場合には、画像内での特に動く物体のエッジ（例えば動いている人物の手足等）の動きが滑らかでなく、不連続に感じられるように見えることになる。この現象は詳細部分フリッカ（Detailed Flicker）と称されている。

このような詳細部分フリッカは、むしろ応答速度が遅い表示装置の方が目立たないが、近年の応答の高速化に伴い、コンテンツによっては不連続性が顕在化するという問題がある。

例えば、古い映画などの場合、１秒２４コマで撮影されているため、表示装置の応答速度が速い場合には、動いている物体等が不自然に停止して見えることがあり、また、いわやるワンセグテレビを携帯型電話等で表示するときにはフレームレートが１５フレーム／秒となっているために、応答速度の速い表示装置では不連続性はかえって顕著となる。

このような問題を解決するにはコンテンツ側のフレームレートを上げることが有効であるが、既にコンテンツの内容が確定しているもの、コンテンツのフレームレートが低く設定されている場合には適用することはできない。

そこで、本発明は、動きの遅いコンテンツや表示方式を応答速度の速い表示装置で表示したときにも不連続な動きが少なく、滑らかな表示をすることが可能な表示制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明にかかる表示制御装置は、入力画像データのコンテンツフレームレートを検出し、表示装置の表示フレームレートに対するフレーム繰り返し数データを出力するコンテンツフレームレート検出器と、前のフレームの階調データを記憶するフレームメモリと、前記フレーム繰り返し数に応じて前記フレームメモリから出力された前のフレームの階調データと入力画像の現在のフレームの階調データを用いて、前記フレーム繰り返し数のフレームで階調変化を緩慢に変化させる階調データを表示装置に対して出力するエミュレート階調発生器とを備えたことを特徴とする。

エミュレート階調発生器は、前のフレームの階調データおよび現在のフレームの階調データからエミュレートされた階調データを出力するルックアップテーブルを想定されるフレーム繰り返し数に応じて予め設け、前記コンテンツフレームレート検出器のフレーム繰り返し数データにより該当するルックアップテーブルを選択し、このルックアップテーブルを用いて前記入力画像データの階調データと前記フレームメモリからの前のフレームの階調データからエミュレート階調データを出力するルックアップテーブル選択器として、あるいは前記フレーム繰り返し数をフレームごとに計数するカウンタを備え、前記カウンタのカウント値と前記入力画像データの階調データと前記フレームメモリからの前のフレームの階調データを用いて、前記入力画像のフレーム間の階調変化を緩慢化する階調データを演算して出力するエミュレート階調演算器として構成することができる。

本発明にかかる表示制御装置によれば、入力画像のコンテンツフレームレートが表示装置の表示フレームレートに対して低い場合でも、繰り返しフレームレートの間に階調変化を緩慢に変化させることができ、不連続な動きが少なくなって、滑らかな表示を行うことが可能となる。

本発明の実施例１に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の構成におけるフレーム毎の出力階調を示す図表である。 図２に示された出力階調の変化を入力階調とともに示したグラフである。 本発明の実施例２に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。 図４の構成におけるフレーム毎の出力階調を示す図表である。 図５に示された出力階調の変化を入力階調とともに示したグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。なお、この表示制御装置で表示制御される液晶表示パネル等の表示パネルは周知であるので、省略してある。

入力画像データはコンテンツフレームレート検出器１０に入力され、フレームレートが検出される。例えばワンセグ画像であれば１５フレーム／秒、映画画像であれば２４フレーム／秒などが検出され、表示装置の標準の表示レートである６０フレーム／秒に対するフレーム繰り返し数Ｎｆｒｍが出力される。

例えば通常の３０フレーム／秒のコンテンツであれば、Ｎｆｒｍ＝２であり、ワンセグ画像のコンテンツであれば、Ｎｆｒｍ＝４である。

このフレーム繰り返し数Ｎｆｒｍはルックアップテーブル（ＬＵＴ）選択器２０に入力され、想定されるフレーム繰り返し数Ｎｆｒｍに対して設けられたルックアップテーブルが選択される。

ここでは、Ｎｆｒｍ＝２およびＮｆｒｍ＝４に対してそれぞれルックアックテーブルＬＵＴ（１）２１およびＬＵＴ（２）２２が設けられているものとする。

このＬＵＴセレクタでは入力されたフレーム繰り返し数Ｎｆｒｍに対するルックアップテーブルが選択され、入力画像の階調値Ｇｎと後述するフレームメモリ３０からの１つ前の階調値Ｇｎ−１をもとにルックアップテーブルを参照して表示パネルへのエミュレートされた階調値Ｇemuが出力される。

このエミュレートした階調値は、フレームメモリ３０に入力されて記憶され、ＬＵＴセレクタに対して出力される。ＬＵＴセレクタ中のルックアップテーブルはこれらの入力階調とフレームメモリ出力の組み合わせに対して、出力階調値を決めている。

図２は入力画像がワンセグ画像である場合の動作例を示す図表である。この場合、フレーム繰り返し数Ｎｆｒｍ＝４であるので、ＬＵＴ（２）２２が選択され、フレーム時間毎の入力階調と出力階調の変化の様子が１１フレーム分示されている。

最初のフレーム時間０では入力階調は０，すなわち黒となっていたとすると、入力階調、出力階調とも０で、これは繰り返し分の０から３フレームまでの４フレーム間は同じである。

４フレーム目で入力階調値は６３すなわち白に変化するが、ＬＵＴ（２）２２から出力されるエミュレートした階調値は８である。この階調値がフレームメモリに記憶され、前の階調値Ｇｎ−１としてＬＵＴ２２に与えられるので、５フレーム目では出力階調値は３２となる。

以下同様にして、６フレーム目では出力階調値は５６，７フレーム目では出力階調値は６３となって白となる。

図３は図２に示された出力階調の変化を入力階調とともに示したグラフである。

同図によれば、従来方式では３フレームから４フレームにかけて入力階調値が黒から白に急激に変化したのに対し、本願発明による方式では出力階調値は繰り返しの４フレーム分で黒から白に徐々に階調値が変化したことがわかる。このような階調変化では、フレームレートの低いコンテンツでも階調値の急激な変化がないため、応答速度の速い表示装置で表示したときにも、不連続な動きが少なく、滑らかな表示をすることが可能となる。

この実施例では入力画像のコンテンツフレームは１５としたが、通常の３０フレームの場合にはフレーム繰り返し数は２となり、専用のルックアップテーブルＬＵＴ（１）２１が作成される。

また、コンテンツフレームが２４のいわゆるフィルムライクなコンテンツの場合、フレーム繰り返し数は６０／２４＝２．５となるので、フレーム繰り返し数２に対するルックアップテーブルを用いることになるが、フレーム繰り返し数３に対するルックアップテーブルをさらに用意しておき、入力画像のフレームごとにフレーム繰り返し数２に対するルックアップテーブルとフレーム繰り返し数３に対するルックアップテーブルとを交互に使用することにより、より滑らかな表示をすることができる。

この第１の実施例においては、フレーム繰り返し数に応じたルックアップテーブルを設けて、コンテンツフレーム検出器によりフレーム繰り返し数を検出し、最適なルックアップテーブルを自動選択することにより、滑らかな表示を行うことができる。

図４は本発明の第２の実施例にかかる表示制御装置の構成を示すブロック図である。

第１の実施例と比較して、コンテンツフレーム検出器１０とフレームメモリ３０を有している点では同じであるが、第１の実施例におけるＬＵＴ選択器の代わりにエミュレート階調演算器４０を有している。このエミュレート階調演算器４０はフレームカウンタ４１を有している。

このような構成により、この実施例では繰り返しフレーム内での階調値の変化を計算で求めるようにしている。

この計算は、出力されるエミュレートされた階調値Ｇemuを
Ｇemu＝Ｇｎ−１＋（Ｇｎ−Ｇｎ−１）＊ｋ／Ｎｆｒｍ
ただし、ｋはフレーム時間ごとにフレームカウンタで計数される値であり、１からフレーム繰り返し数までを繰り返し計測する。

図５は、このような構成により入力階調値から出力階調値を求めた様子を示す図表である。この図ではフレーム時間が０から１０まで変化するときの入力階調値と出力階調値とが示されており、実施例１の場合と同様にフレーム０からフレーム３まで階調０（黒）であった入力階調値が４フレーム目から階調６３（白）に変化し、ワンセグ画像コンテンツでフレーム繰り返し数Ｎｆｒｍ＝４であるとする。

フレームカウンタによる計数値が最後の値になったときに入力階調値がフレームメモリに出力され、記憶される。

フレームメモリの初期値は０であり、フレーム時間０から３までは入力階調値が０であるのでエミュレート階調演算器４０の２つの入力値はいずれも０であり、パネルへの出力も０である。

フレーム時間４で入力階調値は６３になるが、フレームカウンタの計数値が３であるフレーム時間６まではフレームメモリへは階調値０が送られるが、フレーム時間７ではフレームカウンタの計数値が４であるので、入力階調値６３がフレームメモリへ送られ、記憶される。

フレーム時間４から７までのエミュレート階調値は上述した式を適用し、端数を四捨五入あるいは切り捨てることにより次のようになる。
フレーム時間４ ０＋（６３−０）×１÷４＝１６
フレーム時間５ ０＋（６３−０）×２÷４＝３２
フレーム時間６ ０＋（６３−０）×３÷４＝４７
フレーム時間７ ０＋（６３−０）×４÷４＝６３
これらの階調値はパネルに送られて表示される。

フレーム時間８から１０まではフレームメモリの記憶内容が６３であるので、フレームメモリへの出力とパネルへの出力がいずれも６３となる。

図６はこのような値の変化がグラフ化されており、入力階調の黒から白への急激な変化が４フレーム分で徐々に変化することがわかる。

この演算方式では、ルックアップテーブルを準備する必要がない点、フレーム繰り返し数が整数でない場合（前述した２４フレームのコンテンツ等）の場合にも適用が容易である点では実施例１よりも利点がある。

この実施例では出力階調値がリニアに変化するような単純な演算を行ったが、徐々に変化が可能な二次曲線、放物線等あらゆる曲線を用いることができる。

本発明は、応答速度の速い表示装置にフレームレートの低いコンテンツを表示させるのに有用な表示制御装置である。

１０ コンテンツフレームレート検出器
２０ ＬＵＴ選択器
２１、２２ ＬＵＴ
３０ フレームメモリ
４０ エミュレート階調演算器
４２ フレームカウンタ

Claims (4)

1. 入力画像データのコンテンツフレームレートを検出し、表示装置の表示フレームレートに対するフレーム繰り返し数データを出力するコンテンツフレームレート検出器と、
   前のフレームの階調データを記憶するフレームメモリと、
   前記フレーム繰り返し数に応じて前記フレームメモリから出力された前のフレームの階調データと入力画像の現在のフレームの階調データを用いて、前記フレーム繰り返し数のフレームで階調変化を緩慢に変化させる階調データを表示装置に対して出力するエミュレート階調発生器とを備えた表示制御装置。
2. 前記エミュレート階調発生器は、前のフレームの階調データおよび現在のフレームの階調データからエミュレートされた階調データを出力するルックアップテーブルを想定されるフレーム繰り返し数に応じて予め設け、前記コンテンツフレームレート検出器のフレーム繰り返し数データにより該当するルックアップテーブルを選択し、このルックアップテーブルを用いて前記入力画像データの階調データと前記フレームメモリからの前のフレームの階調データからエミュレート階調データを出力するルックアップテーブル選択器であることを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記エミュレート化階調発生器は、前記フレーム繰り返し数をフレームごとに計数するカウンタを備え、前記カウンタのカウント値と前記入力画像データの階調データと前記フレームメモリからの前のフレームの階調データを用いて、前記入力画像のフレーム間の階調変化を緩慢化する階調データを演算して出力するエミュレート階調演算器であることを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
4. 前記エミュレート階調演算器は前記入力画像のフレーム間の階調変化を直線的にエミュレートする演算式を用いることを特徴とする請求項３に記載の表示制御装置。

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