JP2011097475A - 画像処理装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動分配処理を行なう際のフリッカー（ちらつき感）を低減する。
【解決手段】フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すフィルタ手段と、０＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１を満たす、第１の係数Ａと第２の係数Ｂとを設定する設定手段と、前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像から前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像を減算することにより、第１サブフレーム画像を生成する第１生成手段と、前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像と前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像と加算することにより、第２サブフレーム画像を生成する第２生成手段と、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを所定のタイミングで切り替えて出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理技術に関するものであり、表示装置により動画像を表示する際の画像処理に関するものである。

テレビジョン受像機に代表される動画像の表示装置は、ホールド型表示装置とインパルス型表示装置に分類することができる。ホールド型表示装置は、１フレーム期間（フレームレートが６０Ｈｚの場合、１／６０秒）に同じ画像を表示し続けるものである。ホールド型表示装置としては、ＴＦＴを用いた液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイ等が知られている。これに対し、インパルス型表示装置は、１フレーム期間のうち走査された期間だけ画素に画像が表示され、走査直後から画素の輝度が低下するものである。インパルス型表示装置としては、陰極線管（ＣＲＴ）やフィールドエミッションタイプの表示装置（ＦＥＤ）等が知られている。

ところで、ホールド型表示装置では、画面に表示された動きのある物体に対し、視聴者がボケを知覚しやすいという問題点（動きボケ）が知られている。そこで、ホールド型表示装置における動きボケ対策として、表示装置による表示の駆動周波数を上げホールド時間を短くする手法が利用されている。例えば、特許文献１は、１枚の入力フレームから高域成分を除いたサブフレームと高域成分を強調したサブフレームとの２枚のサブフレームを生成し、各フレームに対し生成された２枚のサブフレームを交互に表示する技術（以降、駆動分配と呼ぶ）を開示している。

一方、インパルス型表示装置は、ホールド型表示装置に比べて動画視認性がよいという利点を有する。しかし、各フレーム期間（フレームレートが６０Ｈｚの場合、１／６０秒）のうちの一瞬だけ発光し、１／６０秒の周期での発光を繰り返すため、フリッカー（ちらつき感）の問題が生じることがある。フリッカーは面積が大きくなるほど目立ちやすいという特性があるため、近年の表示装置の大画面化の流れの中では、特に問題となりやすい。そこで、インパルス型表示装置においては、フリッカー対策として、表示装置による表示の駆動周波数を上げる手法が利用されている。

特開２００６−１８４８９６号公報

しかしながら、本願の発明者による実験の結果、駆動分配によりフレームレートを高くして表示した場合においても、処理前の動画像のフレームレートが比較的低い場合、フリッカー（ちらつき感）が観察されてしまう場合があることが分かった。具体的には、処理前の動画像がおおよそ毎秒５０フレーム以下の動画像であり、フレーム画像内において白色の（明るい）画像部分と黒色の（暗い）画像部分とが隣り合って存在している場合、当該白色の画像部分の周辺部においてフリッカーが比較的強く観察されることが分かった。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、動画像を表示装置により表示する際、視聴者により好適な表示画像を提供することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置において、フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すフィルタ手段と、０＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１を満たす、第１の係数Ａと第２の係数Ｂとを設定する設定手段と、前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像から前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像を減算することにより、第１サブフレーム画像を生成する第１生成手段と、前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像と前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像と加算することにより、第２サブフレーム画像を生成する第２生成手段と、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを所定のタイミングで切り替えて出力する出力制御手段と、を備える。

本発明によれば、動画像を表示装置により表示する際、視聴者により好適な表示画像を提供することができる。

第１実施形態に係る画像処理装置のブロック図である。 輝度および明暗比に対するフリッカー限界周波数を示す図である。 単純な駆動分配におけるオリジナルのフレーム画像と２枚のサブフレームとの関係を示す図である。 図３に示す２枚のサブフレームを合成したときのフリッカーの見え方を示す図である。 説明のためサブフレームをさらに２つのサブフレームに分解した状態を示す図である。 第１実施形態に係る画像処理装置により生成される２枚のサブフレームを示す図である。 単純な駆動分配による映画コンテンツの表示とフリッカーの見え方を示す図である。 本発明の駆動分配による映画コンテンツの表示とフリッカーの見え方を示す図である。 ホールド型表示デバイスにおける表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。 インパルス型デバイスにおける表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。 第２実施形態に係る画像処理装置のブロック図である。 第２実施形態に係る画像処理装置により生成される２枚のサブフレームを示す図である。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る画像処理装置の第１実施形態として、表示装置であるパネルモジュールに画像を出力する画像処理装置１００を例に挙げて以下に説明する。なお、以下の説明において”フレーム周波数”は、プログレッシブ（順次）走査を行う場合には１秒あたりに表示されるフレーム数を意味し、インターレース（飛び越し）走査を行う場合には１秒あたりに表示されるフィールド数を意味する。

＜前提技術＞
まず、背景技術として上述したホールド型表示装置およびインパルス型表示装置の表示特性について、より詳しく説明する。ここでは、毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）の動画像データにおける例について説明する。

・ホールド型表示装置
図９は、ホールド型表示装置における表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。図９の横軸は表示画面上の位置（座標）を、縦軸は時間を示しており、一様な明るさを有する画像（矩形、円など）が、画面の左側から右側に移動している状態を示している。なお、図９に示される矩形波は、各タイミングにおける画像の輝度分布を示している。

図９の左図に示すように、駆動分配を行なわない場合、画像が画面の左側から右側に移動している状態において、ホールド型表示装置ではボケ（動きボケ）が発生する。なお、図９では、１／６０秒毎の４つの矩形波を便宜上示しているが、実際には１／６０秒の期間継続して表示されている。このような画像の動きを眼で追う場合、眼が追従する動きに対して、１／６０秒の期間画素が同じ位置に留まった状態が、動きに対する相対的な遅れとなる。ホールド時間が長いと、この遅れの幅が広くなり、画面上では、動きボケとして知覚されることとなる。図９の波形１１０１は、駆動分配を行なっていない際の追従視している時の見え方を概念的に示したものである。波形１１０１においては、エッジ部分がなだらかな階段状の形状となっており、その結果、輝度変化がある幅をもったボケが視聴者により検知されることを示している。図９の波形１１０２は、駆動分配を行なった際の追従視している時の見え方を概念的に示したものである。波形１１０１と比較し、波形１１０２は、エッジ部分がより明瞭に立った形状となっており、視聴者により知覚される動きボケが低減されていることが分かる。

・インパルス型表示装置
図１０は、インパルス型表示装置における表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。図１０の横軸および縦軸は図９と同様であり、一様な明るさを有する画像（矩形、円など）が、画面の左側から右側に移動している状態を示している。なお、図１０に示される矩形波は、各タイミングにおける画像の輝度分布を示している。

図１０の左図に示すように、駆動分配を行なわない場合であっても残像となるような動きボケが発生しないことが最大の特徴となっている。図１０の波形１１０３は、駆動分配を行なっていない際の追従視している時の見え方を概念的に示したものである。波形１１０３においては、エッジ部分が垂直に立っており、ボケが視聴者により検知されないことを示している。図１０の波形１１０４は、フリッカー対策として駆動分配を行なった際の追従視している時の見え方を概念的に示したものである。波形１１０３と比較し、波形１１０４は、エッジ部分に多少の崩れがあるものの、視聴者により知覚される動きボケは非常に少ないことが分かる。なお、駆動分配ではなく単純に２回ずつ同じフレームを表示した場合、２重写りが発生してしまう。一方、駆動分配の手法を用いると、高域側は１回しか表示されないので、低域成分に起因する非常に少ないボケが発生するのみで、２重写りは発生せず視覚的な劣化は抑制されている。

＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像処理装置１００のブロック図である。なお、以下の説明では、毎秒５０フレーム（５０Ｈｚ）の動画像を毎秒１００フレーム（１００Ｈｚ）の動画像に変換する例について説明する。

１０１は、入力されたオリジナル画像のフレーム周波数を上げる方向に変換するフレーム周波数変換回路である。１０２は、入力された画像に対し注目画素を当該注目画素の周辺の画素の画素値の最小値で置換し出力するよう構成された最小値フィルタである。１０３は、入力された画像に対し、例えばガウス関数を用いたソフト化フィルタ処理を行なうガウスフィルタである。１０４は、最小化フィルタ１０２からガウスフィルタ１０３の処理による遅延に合わせ、フレーム周波数変換回路１０１から出力された画像を後述する乗算回路１０５に出力するための遅延回路である。

１０５は、遅延回路１０４から出力された画像（Ｏ画像）に対し乗算を行う乗算回路である。１０６は、ガウスフィルタ１０３から出力された画像（Ｆ画像）に対し乗算を行う乗算回路である。１０７は、乗算回路１０５から出力された画像から乗算回路１０６から出力された画像を減算する減算回路であり、”第１サブフレーム”（Ｍ画像）を出力する。１０８は、乗算回路１０５から出力された画像に乗算回路１０６から出力された画像を加算する加算回路であり、”第２サブフレーム”（Ｓ画像）を出力する。１０９は、第１サブフレームと第２サブフレームとを切り替えて出力画像として所定のタイミングで順次出力するセレクタ回路（出力制御手段）である。なお、セレクタ回路１０９からの出力画像は例えばパネルモジュールに出力される。なお、Ｆ画像は、オリジナルのフレーム画像をガウスフィルタ１０３により処理して得られることから分かるように、オリジナルのフレーム画像の低周波成分により構成される。

＜装置の動作＞
・フリッカー限界周波数
図２は、輝度および明暗比に対するフリッカー限界周波数を表す図であり、フリッカー（ちらつき感）の知覚され易さを示している。なお、図２は以下の参考文献１に示される実験結果のグラフに対し、６０Ｈｚを示す補助線２０１および５０Ｈｚを示す補助線２０２を追記したものである。なお、縦軸は明暗比、横軸は明暗の周波数、各グラフは輝度（網膜照度）の違いを示している。また、”トロランド（Troland）”は網膜照度の単位である。
［参考文献１］Moses, R. A. and Hart, W. M. (ed), Adleris Physiology of the eye, Clinical Application. St. Louis: The C. V. Mosby Company, 1987.

図２を補助線２０２に沿って見てみると、５０Ｈｚのフレーム周波数においては、輝度が８５０トロランドの場合は明暗比が約０．１、輝度が７７トロランドの場合は明暗比が約０．５、をそれぞれ超えるとフリッカーを感じ始めることがわかる。一方、補助線２０１に沿って見てみると、６０Ｈｚのフレーム周波数においては、輝度が８５０トロランドの場合は明暗比が約０．３を超えるとフリッカーを感じ始めることがわかる。ただし、輝度が７７トロランドの場合は明暗比によらずフリッカーを感じない事がわかる。つまり、５０Ｈｚの時は、同じ輝度でもフリッカーを感じやすいため、６０Ｈｚよりも明暗比を小さくして表示することが望ましいことがわかる。

・駆動分配
図３は、単純な駆動分配におけるオリジナルのフレーム画像と２枚のサブフレームとの関係を示す図である。とくに、乗算回路１０５の係数を１．０倍、乗算回路１０６の係数を０．５倍とした場合を示している。横軸は画面上の位置を示し、縦軸は輝度を示している。３０１はオリジナルのフレーム画像の輝度変化（輝度パターン）を示した波形、４０１は第１サブフレームの輝度変化を示した波形、４０２は第２サブフレームの輝度変化を示した波形、である。

図４は、図３のように駆動分配された２枚のサブフレームをパネルモジュールに表示した場合の、測定器で測定される輝度を示している。横軸は画面上の位置を示し、縦軸は輝度を示している。なお、４０３は、第１サブフレームの波形４０１と第２サブフレームの波形４０２を単純に加算した波形を示しており、４０４は、上述の評価実験に基づいて導出される人間が感じる輝度変化（フリッカー強度）を示している。

つまり、第１サブフレーム（波形４０１）と第２サブフレーム（波形４０２）とを交互に表示すると、明るさとしては波形４０３として知覚されるものの、波形４０４に示されるように物体画像の周辺部でフリッカーが発生することになる。

以下、図５を参照してより少し詳細に説明する。図５は、サブフレームをさらに２つのサブフレームに分解した状態を示す図である。ここで、５０１は、第２サブフレームの波形４０２と同じ形になるようにし、残った部分（差分）を５０２となるように分割している。このように第１サブフレームを分割してみると、１フレーム期間（１／５０秒）に含まれる２つのサブフレーム期間のうち、１回だけ表示されている成分と、２回表示されている成分とに分けられることがわかる。つまり、波形５０１と第２サブフレームの輝度変化を示した波形４０２は同じであるため、１フレーム期間（１／５０秒）の間に２回表示されている成分と見なすことができ、一方、波形５０２の輝度成分は１フレーム期間（１／５０秒）の間に１回だけ表示されている成分と見なすことができる。

図２で説明したように、１００Ｈｚ表示（２回表示に相当）ではフリッカーを感じないが、５０Ｈｚ表示（１回表示に相当）ではフリッカーを感じやすい。さらに、波形５０１の値が小さい部分（周辺部）は、波形５０２により１回しか表示されないので明暗比が１に近く、波形５０１の値が大きい部分（中央部）は明暗比が、０．１以下になる。それゆえ、波形４０４で示したように物体画像の周辺部でフリッカーが発生することになるのである。

そこで、図１に示す、乗算回路１０５、１０６、減算回路１０７、加算回路１０８を使用して、サブフレーム間の輝度差を小さくすることを考える。ここでは、乗算器１０５における乗算の係数を１．０倍、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍として”第１サブフレーム画像”（Ｍ画像）を生成（第１生成手段）し、乗算器１０５における乗算の係数を０．３倍、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍として”第２サブフレーム画像”（Ｓ画像）を生成（第２生成手段）する例について説明する。

図６は、第１実施形態に係る画像処理装置により駆動分配を行なった場合の各サブフレームを示す図である。６０１は第１サブフレームの輝度変化を示した波形、６０２は第２サブフレームの輝度変化を示した波形、６０３および６０４は、説明のため第１サブフレーム６０１をさらに２つの輝度成分に分解した波形である。なお、波形６０３は波形６０２と同じになるようにしている。

ここで、波形６０３と波形６０２は同じであるため、１フレーム期間（１／５０秒）の間に２回表示されている成分と見なすことができ、一方、波形６０４の輝度成分は１フレーム期間（１／５０秒）の間に１回だけ表示されている成分と見なすことができる。ただし、波形６０３と波形６０４の輝度比率を考えてみると、図５の場合と異なり、輝度波形の中央部においてその輝度比率が小さいだけでなく、周辺部においてもその輝度比率はそれほど大きくはならない。具体的に図５の場合に合わせた５０Ｈｚでの明暗比は、中央部は明暗比が０．１ほどで図５とほぼ同じであるが、周辺部は明暗比が約０．４となり図５の場合に比較し大幅に小さくなっている。

周辺部における明暗比である０．４について図２を参照すると、フリッカーは感じる範囲であるが明暗比が大幅に小さくなっているため、人間が感じるフリッカー強度は数分の１になることが分かる。このように、図１に示した画像処理装置によって生成される２つのサブフレームにより、２つのサブフレーム明暗比を調整することが可能となり、人間により感じられることになるフリッカー強度を調整することが可能となる。

なお、乗算回路１０５、１０６での乗算の係数は、入力画像の周波数と関連して設定することが必要である。乗算回路１０５における乗算係数を”Ａ”（第１の係数Ａ）、乗算回路１０６における乗算係数を”Ｂ”（第２の係数Ｂ）とすれば、以下のようになる。

０ ＜ Ａ／（Ａ＋Ｂ） ＜ １
ただし、Ａ／（Ａ＋Ｂ）≒１ の場合は、動画の２重ブレが激しくなり、Ａ／（Ａ＋Ｂ）≒０ の場合は、白色（明るい）画像の周辺部でフリッカーが激しくなる。本願の発明者が実際の画像で観察したところ、
０．２ ＜ Ａ／（Ａ＋Ｂ） ＜０．８
の範囲内で有効であることがわかった。より好適には、
０．４ ＜ Ａ／（Ａ＋Ｂ） ＜０．６
の範囲内で、２重ブレおよびフリッカーの双方が低減された、より良好な画像が得られることがわかった。

・映画（２４ｐ）コンテンツの表示への適用例
上述の説明では、毎秒５０フレーム（５０Ｈｚ）の動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々から２つのサブフレーム（サブフレーム画像）を生成し、毎秒１００フレーム（１００Ｈｚ）の動画像として出力する例について説明した。ただし、他の入力フレームレートおよび他の出力フレームレートであっても本発明を適用することは可能である。

以下では映画コンテンツで多く使われているフレーム周波数２４Ｈｚの映像を表示する例について説明する。図２を参照すると、２４Ｈｚのコンテンツを２４Ｈｚで表示すると激しいフリッカーが感じられることになる。そこで、映画館では、同じコマを２度使用して２倍の４８Ｈｚで表示している。また市販のフラットパネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）のいくつかの機種では３倍（７２Ｈｚ）や５倍（１２０Ｈｚ）に整数倍して、表示している。

一般に、映画監督は、映画館における４８Ｈｚの表示における独特のブレ感を念頭において画作りをしており、実際に４８Ｈｚでスクリーンに表示して映像を確認している。しかしながら、市販のＦＰＤでは、映画館よりも輝度が高いので、映画館と同様に４８Ｈｚで表示するとフリッカーを感じてしまう。そのために市販のＦＰＤでは、３倍（７２Ｈｚ）や５倍（１２０Ｈｚ）で表示しているのである。ただし、単純に７２Ｈｚや１２０Ｈｚなどで表示した場合、映画館における４８Ｈｚ表示の場合とブレ感が異なり、映画館と同じブレ感を再現することが出来ず、映画監督の意図が的確に反映されない表示となってしまうことになる。

図７は、映画コンテンツに対して単純な駆動分配を行なった場合の各サブフレームを示す図である。これは、例えば、第１実施形態の画像処理装置１００において、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍に固定し、乗算器１０５において第１サブフレームに対しては１倍、第２サブフレームに対しては０倍とするよう設定した場合に相当する。７０１および７０３は第１サブフレームの輝度変化を示した波形、７０２および７０４は第２サブフレームの輝度変化を示した波形、７０５および７０６は、説明のため第１サブフレーム７０１をさらに２つの輝度成分に分解した波形である。なお、波形７０５は波形７０２と同じになるようにしている。

この状態において、波形７０５と波形７０２は同じであるため、１フレーム期間（１／２４秒）の間に４回表示されている成分と見なすことができ、一方、波形７０６の輝度成分は１フレーム期間（１／２４秒）の間に２回だけ表示されている成分と見なすことができる。そして、４８Ｈｚ成分の波形７０６によって、単に９６Ｈｚで表示した画像とは違い、４８Ｈｚ画像独特の動きブレが得られる。この動きブレは、映画館で上映する時の２４フレームの２度出しによる４８Ｈｚ表示と同じ周波数であり、映画館で上映する時に極めて近い動きブレとなる。しかしながら、４８Ｈｚ成分の波形７０６により、フリッカー領域を示す波形７０７に示されるように、周辺部においてフリッカー強度が大きくなってしまうことになる。

そこで、以下では、一例として、乗算器１０５における乗算の係数を１．０倍、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍として”第１サブフレーム”（Ｍ画像）を生成し、乗算器１０５における乗算の係数を０．３倍、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍として”第２サブフレーム”（Ｓ画像）を生成する例について説明する。

図８は、映画コンテンツに対して本発明に従った駆動分配を行なった場合の各サブフレームを示す図である。８０１および８０３は第１サブフレームの輝度変化を示した波形、８０２および８０４は第２サブフレームの輝度変化を示した波形、８０５および８０６は、説明のため第１サブフレーム７０１をさらに２つの輝度成分に分解した波形である。なお、波形８０５は波形８０２と同じになるようにしている。

この状態において、波形８０５と波形８０２は同じであるため、１フレーム期間（１／２４秒）の間に４回表示されている成分と見なすことができ、一方、波形８０６の輝度成分は１フレーム期間（１／２４秒）の間に２回だけ表示されている成分と見なすことができる。そして、４８Ｈｚ成分の波形８０６によって、単に９６Ｈｚで表示した画像とは違い、４８Ｈｚ画像独特の動きブレが得られる。この動きブレは、映画館で上映する時の２４フレームの２度出しによる４８Ｈｚ表示と同じ周波数であり、映画館で上映する時に極めて近い動きブレとなる。そして、４８Ｈｚの明暗比で書き直すと、中央部は明暗比が０．１ほどで図７の場合と同じであり、周辺部は明暗比が０．３ほどで図７の場合に比較し大幅に低減されていることが分かる。そのため、４８Ｈｚ成分の波形８０６においては、フリッカー領域を示す波形８０７に示されるように、周辺部におけるフリッカー強度を比較的小さく抑えることが出来ている。

具体的には、周辺部における明暗比である０．３について図２を参照すると、フリッカーは感じる範囲であるが明暗比が大幅に小さくなっているため、人間が感じるフリッカー強度は数分の１になることが分かる。このように、図１に示した画像処理装置によって生成される２つのサブフレーム（１フレーム期間当たりでは４つのサブフレーム）により、２つのサブフレーム明暗比を調整することが可能となり、人間により感じられることになるフリッカー強度を調整することが可能となる。

なお、上述の説明では、１フレーム期間に対して生成される４つのサブフレームについて、２種類のサブフレームに対する２種類の乗算係数を用いたが、乗算係数を全て異なるように設定し４種類のサブフレームを生成しても良い。例えば、第１〜第４のサブフレームに対してそれぞれ、乗算器１０５の係数を、１．０、０．５、０．９、０．６として、乗算器１０６の係数を、０．３、０．３、０．２、０．２としてもよい。このように、４つのサブフレームを１セットとして、２４Ｈｚごとに同じ画が出るようにすることで２４Ｈｚ表示特有の動きボケを加えることが出来、ますます映画館における表示に近い表示をする事が可能である。

以上説明したとおり第１実施形態によれば、２重ブレおよびフリッカーの双方が低減された動画像表示が可能となる。そのため、ユーザにとってより好適な画質の動画像を表示することが可能となる。なお、上述した、５０Ｈｚ（５０ｉ）動画像、２４Ｈｚ（２４ｐ）動画像だけでなく、任意のフレームレートの動画像から当該動画像のフレームレートのＭ倍（Ｍは偶数）のフレームレートの動画像を生成することが可能である。

なお、上述した駆動分配処理時におけるフリッカーは、ホールド型表示装置およびインパルス型表示装置の双方において観測されうる。そのため、上述の画像処理装置は、ホールド型表示装置およびインパルス型表示装置の双方において同様の効果を得ることが可能である。

なお、上述では単に”輝度”の分配処理として説明したが、ＹＣｂＣｒ成分により示される画像の輝度（Ｙ）成分に対して処理を行なってもよいし、ＲＧＢ画像のＲＧＢ各色の画素値（各色における輝度値）に対し処理を行なっても良い。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る画像処理装置２００のブロック図である。なお、図１と同様の参照符号の機能部は図１と同一または類似のものを示しており、詳細な説明は省略する。第２実施形態では、ガウスフィルタ１０３の前段にあった最小値フィルター１０２が存在しない点が第１実施形態と異なる。このような、ソフトフィルタのみの構成においても、第１実施形態と同様に、輝度波形が急激に変化している部分で、フリッカーが発生する。

そこで、図１１に示す、乗算回路１０５、１０６、減算回路１０７、加算回路１０８を使用して、サブフレーム間の輝度差を小さくすることを考える。ここでは、乗算器１０５における乗算の係数を０．６倍、乗算器１０６における乗算の係数を０．４倍として”第１サブフレーム”（Ｍ画像）および”第２サブフレーム”（Ｓ画像）を生成する例について説明する。

図１２は、第２実施形態に係る画像処理装置により駆動分配を行なった場合の各サブフレームを示す図である。２２０１は第１サブフレームの輝度変化を示した波形、２２０２は第２サブフレームの輝度変化を示した波形、２２０３は、２２０１と２２０２との共通部分を抜き出した波形であり、２２０４は、２２０２と２２０３との差分を示した波形である。

第１実施形態と同じように考えることにより、波形２２０３は、１フレーム期間（１／５０秒）の間に２回表示されている成分と見なすことができ、一方、波形２２０４の輝度成分は１フレーム期間（１／５０秒）の間に１回だけ表示されている成分と見なすことができる。ただし、画像の中央部だけでなく周辺部においても輝度比率は小さいものとなっている。具体的に５０Ｈｚの明暗比で書き直すと、中央部は明暗比が０．１ほどであり、周辺部には明暗比が０．３ほどである。

周辺部における明暗比である０．３について図２を参照すると、フリッカーは感じる範囲であるが明暗比が大幅に小さくなっているため、人間が感じるフリッカー強度は数分の１になることが分かる。このように、図１１に示した画像処理装置によって生成される２つのサブフレームにより、２つのサブフレーム明暗比を調整することが可能となり、人間により感じられることになるフリッカー強度を調整することが可能となる。

以上説明したとおり第２実施形態によれば、２重ブレおよびフリッカーの双方が低減された動画像表示が可能となる。そのため、ユーザにとってより好適な画質の動画像を表示することが可能となる。良好な画像が得られることがわかった。

（変形例）
なお、本願の発明者は、図３に示した第１サブフレーム（波形４０１）と第２サブフレーム（波形４０２）とを交互に表示すると、被験者により波形４０３として知覚されることが期待されるものの、実際には、波形４０３の中央部がエッジ周辺部よりも相対的に暗く見えることを併せて発見した。これは、表示周波数によって、測定輝度（物理量）と官能輝度（心理量）とが異なるために生じていると考えられる。そこで、”第１サブフレーム”（Ｍ画像）および”第２サブフレーム”（Ｓ画像）の少なくとも一方に対し輝度補正を行なうよう、画像処理装置１００輝度補正回路を設けても良い。なお、輝度比のずれる量は人によってばらつきがあり、個人差によりおおよそ０％〜１０％の範囲になるため、第２サブフレームが第１サブフレームより相対的に０％〜１０％明るくなるよう補正すると良い。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (6)

1. 入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置であって、
   フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すフィルタ手段と、
   ０＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１を満たす、第１の係数Ａと第２の係数Ｂとを設定する設定手段と、
   前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像から前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像を減算することにより、第１サブフレーム画像を生成する第１生成手段と、
   前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像と前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像と加算することにより、第２サブフレーム画像を生成する第２生成手段と、
   前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを所定のタイミングで切り替えて出力する出力制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記フィルタ手段の前段に、前記フレーム画像に含まれる各画素の画素値を当該画素の周辺の画素の画素値のうち最小の画素値で置換する最小化フィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記出力制御手段は、前記動画像データのフレームレートのＭ倍（Ｍは偶数）のフレームレートで、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを交互に切り替えて出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１の係数Ａと前記第２の係数Ｂとは、０．２＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜０．８の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記設定手段は、前記第１の係数Ａと前記第２の係数Ｂとを、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像との各々に対して異なる係数として設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像処理装置。
6. 入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置の制御方法であって、該画像処理装置は、フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すフィルタ手段を備えており、該方法は、
   ０＜Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１を満たす、第１の係数Ａと第２の係数Ｂとを設定する設定工程と、
   前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像から前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像を減算することにより、第１サブフレーム画像を生成する第１生成工程と、
   前記フィルタ手段により処理されていないフレーム画像に前記第１の係数Ａを乗算した画像と前記フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記第２の係数Ｂを乗算した画像と加算することにより、第２サブフレーム画像を生成する第２生成工程と、
   前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを所定のタイミングで切り替えて出力する出力制御工程と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。

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