JP2011197215A - 画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示し、且つ、焼き付き現象を防止する画像処理装置等を提供する。
【解決手段】表示画像に対応した画像データ又は該画像データに対応した表示タイミング制御信号に対してフレームレート制御を行う画像処理装置は、前記表示画像の１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、前記画像データに基づいて輝度分布を生成する輝度分布生成部と、前記輝度分布に基づいて前記ブロック単位に画像の種別を判別する画像種別判別部と、前記画像の種別に対応したフレームレート制御を前記ブロック単位に行うフレームレート制御部とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等に関する。

近年、表示素子として、液晶素子を用いたＬＣＤ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）パネルや、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：以下、ＯＬＥＤと略す）（広義には、発光素子）を用いた表示パネル（表示装置）が普及している。中でも、ＯＬＥＤは、液晶素子と比較して高速な応答性を有し、コントラスト比を向上させることができる。このようなＯＬＥＤをマトリックス状に配置させた表示パネルによれば、視野角が広く、高画質の画像を表示できる。

ところが、ＯＬＥＤを用いた表示パネルにおいても、長時間にわたって静止画を表示させたときのように同一の発光素子が同一輝度で点灯される時間が長くなると、いわゆる焼き付き現象が発生し、画質の劣化を招くという問題がある。ＯＬＥＤを用いた表示パネルの焼き付き現象を防止する技術については、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特許文献１には、画像信号として印加する電流値又は定電流の印加時間により画像の階調を制御しながら、所定時間間隔で表示位置を所定距離だけ移動させるようにした有機発光ディスプレイ装置が開示されている。また、特許文献２には、ディスプレイのリフレッシュレートを切り替える際の視覚的兆候を減少させる技術が開示されている。

一方、上記したようなＯＬＥＤの高速な応答性は、ＯＬＥＤに対するフレームレート制御の有用性を高めることができる。例えば、ＬＣＤパネルで画像を表示する際にフレームレート制御を行う場合に比べて、ＯＬＥＤを用いた表示パネルで画像を表示する際にフレームレート制御を行った方が、より一層多様な階調表現が可能となり、より高画質な画像を表示できる。このように、フレームレート制御によって、焼き付き現象を防止すると共に、より高画質化を図ることができる。

特開２００７−３０４３１８号公報 特開２００８−１９７６２６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、入力画像の種類にかかわらず、上記のような制御を行っている。そのため、表示パネルや表示画像によっては、画質を向上できなかったり、焼き付き防止現象を十分に軽減できなかったりする場合がある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示し、且つ、焼き付き現象を防止する画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等を提供することができる。

（１）本発明の一態様は、表示画像に対応した画像データ又は該画像データに対応した表示タイミング制御信号に対してフレームレート制御を行う画像処理装置が、前記表示画像の１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、前記画像データに基づいて輝度分布を生成する輝度分布生成部と、前記輝度分布に基づいて前記ブロック単位に画像の種別を判別する画像種別判別部と、前記画像の種別に対応したフレームレート制御を前記ブロック単位に行うフレームレート制御部とを含む。

本態様においては、１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、画像の種別を判別し、該種別に対応したフレームレート制御を行うようにしている。これにより、フレームレート制御に伴うフリッカーを軽減して、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示することができるようになる。また、焼き付き現象を防止して、表示パネルや表示素子の長寿命化も図ることができるようになる。

（２）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度分布生成部は、前記表示画像の第１の方向の輝度分布を生成する第１の輝度分布生成部と、前記第１の方向と交差する前記表示画像の第２の方向の輝度分布を第２の輝度分布生成部とを含み、前記画像種別判別部は、前記第１の方向の輝度分布と前記第２の方向の輝度分布とに基づいて、前記画像の種別を判別する。

本態様によれば、表示画像の第１の方向の輝度分布及び第２の方向の輝度分布に基づいてブロック単位に画像の種別を判別するようにしたので、第１の方向及び第２の方向に特徴のある画像の種別を判別できるようになる。

（３）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記フレームレート制御部は、第１のインターバル時間経過毎にインターレース走査とプログレッシブ走査とを切り替える第１のモード、１ドット毎にフレームレートを低下させる第２のモード、所与のフレーム毎に画像表示を間引く第３のモード、又は第２のインターバル時間経過後に元の表示画像に対して１ドットシフトさせる第４のモードのうち、前記画像判別部によって判別された前記画像の種別に対応したモードにより、前記画像データ又前記表示タイミング制御信号を出力する。

本態様によれば、表示画像を表示する各ドットの点灯回数の低減や点灯時間の短縮を図ることができ、これらに比例して劣化する表示素子と該表示素子により構成される表示パネルの長寿命化を図ることができるようになる。

（４）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記フレームレート制御部は、前記画像種別判別部によって前記画像の種別が判別されたフレームの次のフレームにおいて、該種別に対応したフレームレート制御を行う。

本態様によれば、画像の種別が判別されたフレームの次のフレームにおいてフレームレート制御を行うようにしたので、処理負荷をかけることなく、より高画質な画像表示や焼き付き現象の防止等を図ることができるようになる。

（５）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像種別判別部は、前記表示画像が静止画であるとき、前記画像の種別を判別する。

本態様によれば、フレームレート制御による効果を得にくい動画では制御を省略して、静止画においてより高画質な画像表示や焼き付き現象の防止等を図ることができる。

（６）本発明の他の態様は、表示システムが、複数のロウ信号線と、前記複数のロウ信号線と交差して設けられる複数のカラム信号線と、前記複数のロウ信号線のいずれかと前記複数のカラム信号線のいずれかとにより特定され駆動電流に応じた輝度で発光する複数の発光素子とを有する表示パネルと、前記複数のロウ信号線を駆動するロウドライバーと、前記複数のカラム信号線を駆動するカラムドライバーと、上記のいずれか記載の画像処理装置とを含み、前記画像処理装置によってフレームレート制御された前記画像データ又は前記表示タイミング制御信号に基づいて前記表示画像を表示する。

本態様によれば、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示し、且つ、焼き付き現象を防止する表示システムを提供できるようになる。

（７）本発明の他の態様は、電子機器が、上記のいずれか記載の画像処理装置を含む。

本態様によれば、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示し、且つ、焼き付き現象を防止する電子機器を提供できるようになる。

（８）本発明の他の態様は、表示画像に対応した画像データ又は該画像データに対応した表示タイミング制御信号に対してフレームレート制御を行う画像処理方法が、前記表示画像の１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、前記画像データに基づいて輝度分布を生成する輝度分布生成ステップと、前記輝度分布に基づいて前記ブロック単位に画像の種別を判別する画像種別判別ステップと、前記画像の種別に対応したフレームレート制御を前記ブロック単位に行うフレームレート制御ステップとを含む。

本態様においては、１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、画像の種別を判別し、該種別に対応したフレームレート制御を行うようにしている。これにより、フレームレート制御に伴うフリッカーを軽減して、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示することができるようになる。また、焼き付き現象を防止して、表示パネルや表示素子の長寿命化も図ることができるようになる。

（９）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記フレームレート制御ステップは、第１のインターバル時間経過毎にインターレース走査とプログレッシブ走査とを切り替える第１のモード、１ドット毎にフレームレートを低下させる第２のモード、所与のフレーム毎に画像表示を間引く第３のモード、又は第２のインターバル時間経過後に元の表示画像に対して１ドットシフトさせる第４のモードのうち、前記画像判別ステップにおいて判別された前記画像の種別に対応したモードにより、前記画像データ又前記表示タイミング制御信号を出力する。

本態様によれば、表示画像を表示する各ドットの点灯回数の低減や点灯時間の短縮を図ることができ、これらに比例して劣化する表示素子と該表示素子により構成される表示パネルの長寿命化を図ることができるようになる。

（１０）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記画像種別判別ステップは、前記表示画像が静止画であるとき、前記画像の種別を判別する。

本態様によれば、フレームレート制御による効果を得にくい動画では制御を省略して、静止画においてより高画質な画像表示や焼き付き現象の防止等を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る表示システムの構成例のブロック図。 図１の画像処理装置の構成例のブロック図。 フレームレート制御カウンターの動作説明図。 第１のモードのフレームレート制御の説明図。 第２のモードのフレームレート制御の説明図。 第３のモードのフレームレート制御の説明図。 第４のモードのフレームレート制御の説明図。 画像処理装置の動作フローの一例を示す図。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は図８のステップＳ１２の輝度分布の生成処理の説明図。 図８のステップＳ１４における画像種別判別処理の処理例のフロー図。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は図１０のステップＳ３０の説明図。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は図１０のステップＳ３４の説明図。 図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は図１０のステップＳ３８の説明図。 図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は図１０のステップＳ３８の別の説明図。 図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は本実施形態における表示システムが適用された電子機器の構成を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。

図１に、本発明の一実施形態に係る表示システムの構成例のブロック図を示す。この表示システムは、表示素子としての発光素子であるＯＬＥＤを用いた表示パネル（発光パネル）を有し、各ＯＬＥＤは、画像処理装置により生成された画像データ及び表示タイミング制御信号に基づいて、ロウドライバー及びカラムドライバーにより駆動される。

図１に示す表示システム１０は、表示パネル２０と、ロウドライバー３０と、カラムドライバー４０と、電源回路６０と、画像処理装置１００と、ホスト２００とを含む。表示パネル２０には、Ｙ方向に延びる複数のデータ信号線ｄ１〜ｄＮ（Ｎは２以上の整数）及び複数のカラム信号線ｃ１〜ｃＮがＸ方向に配設される。更に、表示パネル２０には、各カラム信号線及び各データ信号線と交差するようにＸ方向に延びる複数のロウ信号線ｒ１〜ｒＭ（Ｍは２以上の整数）がＹ方向に配設される。各カラム信号線（より具体的には、各カラム信号線及び各データ信号線）と各ロウ信号線との交差位置には画素回路が形成され、表示パネル２０には、複数の画素回路がマトリックス状に配置される。

図１では、Ｘ方向の隣接するＲ成分の画素回路ＰＲ、Ｇ成分の画素回路ＰＧ及びＢ成分の画素回路ＰＢにより１ドットが構成される。Ｒ成分の画素回路ＰＲは、赤色の表示色を発光するＯＬＥＤを有し、Ｇ成分の画素回路ＰＧは、緑色の表示色を発光するＯＬＥＤを有し、Ｂ成分の画素回路ＰＢは、青色の表示色を発光するＯＬＤＥを有する。

ロウドライバー３０は、表示パネル２０のロウ信号線ｒ１〜ｒＭに接続されている。ロウドライバー３０は、例えば１垂直走査期間内に、表示パネル２０のロウ信号線ｒ１〜ｒＭを順次選択し、各ロウ信号線の選択期間に選択パルスを出力する。

カラムドライバー４０は、表示パネル２０のデータ信号線ｄ１〜ｄＮ、カラム信号線ｃ１〜ｃＮに接続されている。カラムドライバー４０は、カラム信号線ｃ１〜ｃＮに所与の電源電圧を印加すると共に、例えば１水平走査期間毎に、１ライン分の画像データに対応した階調電圧をそれぞれ各データ信号線に印加する。

これにより、第ｊ（１≦ｊ≦Ｍ、ｊは整数）行が選択される水平走査期間に、第ｊ行の第ｋ（１≦ｋ≦Ｎ、ｋは整数）列目の画素回路に、画像データに対応した階調電圧が印加されることになる。第ｊ行の第ｋ列目の画素回路では、ロウドライバー３０によってロウ信号線ｒｊに選択パルスが印加されると、カラムドライバー４０によってデータ信号線ｄｋに印加された画像データに対応した電圧が、当該画素回路が有する駆動トランジスターのゲートに印加される。このとき、カラム信号線ｃｋに所与の電源電圧が印加されていると、この駆動トランジスターが導通状態となって、当該画素回路が有するＯＬＥＤに駆動電流が流れる。以上のように、ロウドライバー３０及びカラムドライバー４０は、１垂直走査期間内に順次選択したロウ信号線に接続された画素を構成するＯＬＥＤに、画像データに対応する駆動電流を供給することができる。

ホスト２００は、表示画像に対応した画像データを生成する。ホスト２００によって生成された画像データは、画像処理装置１００に送られる。画像処理装置１００は、ホスト２００からの画像データに基づく画像表示の際に、フレームレート制御（Frame Rate Control：以下、ＦＲＣ）を行う。画像処理装置１００によるＦＲＣ後の画像データは、カラムドライバー４０に供給される。また、画像処理装置１００によるＦＲＣ後の画像データに対応した表示タイミング制御信号は、ロウドライバー３０及びカラムドライバー４０に供給される。電源回路６０は、複数種類の電源電圧を生成し、表示パネル２０、ロウドライバー３０、カラムドライバー４０、及び画像処理装置１００の各部に電源電圧を供給する。

図２に、図１の画像処理装置１００の構成例のブロック図を示す。

画像処理装置１００は、静止画判別部１１０と、ＹＵＶ変換部１２０と、輝度分布情報生成部１３０と、画像種別判別部１４０と、ＦＲＣカウンター１５０と、ＦＲＣ部（フレームレート制御部）１６０と、表示タイミング制御部１７０とを含む。輝度分布情報生成部１３０は、ｘ方向輝度分布情報生成部１３２（第１の輝度分布生成部）と、ｙ方向輝度分布情報生成部１３４（第２の輝度分布生成部）とを含む。ＦＲＣ部１６０は、第１のＦＲＣ処理部１６２と、第２のＦＲＣ処理部１６４と、第３のＦＲＣ処理部１６６と、第４のＦＲＣ処理部１６８とを含む。

静止画判別部１１０は、ホスト２００から供給される画像データが静止画の画像データであるか否かを判別する。そのため、静止画判別部１１０は、ホスト２００からの画像データに基づいて、表示すべき画像が静止画であるフレームが連続しているか否かを検出する。静止画であるフレームが連続していることが検出されたとき、静止画判別部１１０は、ホスト２００からの画像データが静止画の画像データであると判別する。ＹＵＶ変換部１２０は、ホスト２００からの例えばＲＧＢ形式の画像データを、輝度データＹ及び色差データＵＶにより構成されるＹＵＶデータに変換する。

輝度分布情報生成部１３０は、ＹＵＶ変換部１２０によって変換された輝度データＹに基づいて輝度分布情報を生成する。より具体的には、輝度分布情報生成部１３０は、１画面を複数のブロックに分割することにより得られるブロック単位で、輝度分布情報を生成する。ｘ方向輝度分布情報生成部１３２は、各ブロックのｘ方向（画像の水平方向）に隣接するドット間の輝度差のヒストグラムを表すｘ方向輝度分布情報（第１の方向の輝度分布）を生成する。ｙ方向輝度分布情報生成部１３４は、各ブロックのｙ方向（画像の垂直方向）に隣接するドット間の輝度差のヒストグラムを表すｙ方向輝度分布情報（第１の方向と交差する第２の方向の輝度分布）を生成する。

画像種別判別部１４０は、輝度分布情報生成部１３０によって生成された輝度分布情報に基づいて、ホスト２００からの画像データにより表される画像の種別を判別する。ここで、画像種別判別部１４０が判別する画像の種別は、ＦＲＣ部１６０によって行われる複数種類のＦＲＣのいずれかに対応する種別である。画像種別判別部１４０は、ｘ方向輝度分布情報生成部１３２によって生成されたｘ方向輝度分布情報及びｙ方向輝度分布情報生成部１３４によって生成されたｙ方向輝度分布情報のうち少なくとも１つに基づいて、画像の種別を判別する。これにより、画像のｘ方向やｙ方向に特徴のある画像に最適なＦＲＣを行うことができるようになる。

ＦＲＣカウンター１５０は、ＦＲＣ部１６０によって行われるＦＲＣで参照されるフレーム番号ＦＮやブロック番号ＢＮを生成する。ＦＲＣカウンター１５０は、表示制御される画像のフレーム数をカウントしており、カウントされたフレームを特定するためのフレーム番号ＦＮを出力する。また、ＦＲＣカウンター１５０は、画像表示制御される画像を分割するブロックを管理しており、ＦＲＣが行われるブロックを特定するブロック番号ＢＮを出力する。

図３に、ＦＲＣカウンター１５０の動作説明図を示す。図３は、画像の１画面分を模式的に表す。

本実施形態では、例えば１６ドット×１６ラインを１ブロックとして１画面の画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎にＦＲＣを行う。そこで、ＦＲＣカウンター１５０は、フレーム番号ＦＮにより特定されるフレームの画像ＧＭについて、ホスト２００からの供給される画像データに同期して処理対象のブロックを管理する。処理対象のブロックは、ブロック番号ＢＮにより特定される。こうすることで、ＦＲＣ部１６０は、画像種別判別部１４０によってブロック毎に判別された画像の種別に対応したＦＲＣをブロック毎に行うことで、ブロック毎にＦＲＣを異ならせることができる。

図２において、ＦＲＣ部１６０は、静止画判別部１１０によって静止画であることが判別されたとき、該静止画の画像データ又はこれに同期した表示タイミング制御信号に対してＦＲＣを行う。このとき、ＦＲＣ部１６０は、ブロック番号ＢＮにより特定されるブロックについて、画像種別判別部１４０によって判別された画像の種別に対応したＦＲＣをフレーム番号ＦＮに基づいて行う。また、ＦＲＣ部１６０は、ホスト２００からの画像データ又は表示タイミング制御信号に対して、判別された画像の種別に対応して設けられた第１のＦＲＣ処理部１６２〜第４のＦＲＣ処理部１６８のいずれかによりＦＲＣ制御を行う。

第１のＦＲＣ処理部１６２は、第１のモードのＦＲＣを行い、第１のモードのＦＲＣ後の画像データ及びこれに同期した表示タイミング制御信号を出力する。第２のＦＲＣ処理部１６４は、第２のモードのＦＲＣを行い、第２のモードのＦＲＣ後の画像データ及びこれに同期した表示タイミング制御信号を出力する。第３のＦＲＣ処理部１６６は、第３のモードのＦＲＣを行い、第３のモードのＦＲＣ後の画像データ及びこれに同期した表示タイミング制御信号を出力する。第４のＦＲＣ処理部１６８は、第４のモードのＦＲＣを行い、第４のモードのＦＲＣ後の画像データ及びこれに同期した表示タイミング制御信号を出力する。

表示タイミング制御部１７０は、表示タイミング制御信号を生成する。表示タイミング制御信号としては、例えば１水平走査期間を指定する水平同期信号ＨＳＹＮＣ、１垂直走査期間を指定する垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平走査方向のスタートパルスＳＴＨ、垂直走査方向のスタートパルスＳＴＶ、ドットクロックＤＣＬＫ等がある。ＦＲＣ部１６０の各ＦＲＣ処理部は、表示タイミング制御部１７０によって生成された表示タイミング制御信号に対する制御を行ったり、ホスト２００からの画像データに対する制御を行ったりすることで、ＦＲＣを行う。

ＦＲＣ部１６０の第１のＦＲＣ処理部１６２〜第４のＦＲＣ処理部１６８によって行われる第１のモード〜第４のモードのＦＲＣは、例えば次のＦＲＣを採用できる。

図４に、第１のモードのＦＲＣの説明図を示す。図４は、第１のモードのＦＲＣにおける表示パネル２０の画面の表示画像の変化を模式的に表したものである。

第１のモードのＦＲＣは、第１のインターバル時間経過毎にインターレース走査とプログレッシブ走査とを切り替えるモードである。例えば、通常動作として偶数フレームであるか奇数フレームであるかにかかわらず、画像の各ラインを表示するプログレッシブ走査が行われる。一方、第１のモードに切り替えられると、例えば偶数フレームであることが示されているときには偶数ラインを表示し、奇数フレームであることが示されているときには奇数ラインを表示するインターレース走査が行われる。これにより、所与の時間を置いて画像を構成する各画素が異なる輝度で表示でき、ＯＬＥＤの点灯時間を制御して、焼き付き現象を防止し、表示パネル２０又はＯＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

図５に、第２のモードのＦＲＣの説明図を示す。図５は、第２のモードのＦＲＣにおける表示パネル２０の画面の走査方法の変化を模式的に表したものである。

第２のモードのＦＲＣは、１ドットを構成する１画素毎に又は１ドット毎に反転させて、１画素又は１ドット毎にフレームレートを低下させるモードである。例えば、通常動作として偶数フレームであるか奇数フレームであるかにかかわらず、画像の各ラインが表示される。一方、第２のモードに切り替えられると、ｆフレームのｈラインのｄドットの画像データとして、画像データを構成するＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の画素値がそれぞれ「０」の黒ドットの画像データが生成される。ここで、整数ｐ、ｑ、ｒに対してｆ＝２×ｐ、ｈ＝２×ｑ、ｄ＝２×ｒとしている。また、ｆフレームの（ｈ＋１）ラインの（ｄ＋１）ドットの画像データとして黒ドットの画像データが生成される。また、（ｆ＋１）フレームのｈラインの（ｄ＋１）ドットの画像データとして黒ドットの画像データが生成され、（ｆ＋１）ラインの（ｈ＋１）ラインのｄドットの画像データとして黒ドットの画像データが生成される。こうして、例えば偶数フレームでは、偶数ラインの偶数ドットと奇数ラインの奇数ドットを黒ドットとして表示とすることができ、奇数フレームでは、偶数ラインの奇数ドットと奇数ラインの偶数ドットを黒ドットとして表示することができる。これにより、所与の時間を置いて画像を構成する各画素が異なる輝度で表示でき、ＯＬＥＤの点灯時間を制御して、焼き付き現象を防止し、表示パネル２０又はＯＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

図６に、第３のモードのＦＲＣの説明図を示す。図６は、第３のモードのＦＲＣにおける表示パネル２０の画面の表示画像の変化を模式的に表したものである。

第３のモードのＦＲＣは、所与のフレーム毎に画像表示を間引くモードである。例えば、通常動作として、偶数フレームであるか奇数フレームであるかにかかわらず、画像の各ラインを表示する。一方、第３のモードに切り替えられると、偶数フレームのみを元の画像の画素値のまま画像データを出力し、奇数フレームのみ画像全体の全ドットの画像データとして、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の画素値がそれぞれ「０」の黒画像の画像データが生成される。これにより、奇数フレームでは黒画像が表示され、実質的にフレームレートが半分になる。なお、その他のフレーム間引きの場合には、間引いたフレームにおいて黒画像を適宜挿入することで実現できる。これにより、所与の時間を置いて画像を構成する各画素が異なる輝度で表示でき、ＯＬＥＤの点灯時間を制御して、焼き付き現象を防止し、表示パネル２０又はＯＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

図７に、第４のモードのＦＲＣの説明図を示す。図７は、第４のモードのＦＲＣにおける表示パネル２０の画面のフレームレートの変化を模式的に表したものである。

第４のモードのＦＲＣは、図７に示すように、第２のインターバル時間経過後に元の表示画像に対して所与のドット数（例えば１ドット）シフトさせるモードである。例えば、通常動作として、偶数フレームであるか奇数フレームであるかにかかわらず、画像の各ラインを表示する。一方、第４のモードに切り替えられると、上シフト（第１のシフト）、右シフト（第２のシフト）、下シフト（第３のシフト）、及び左シフト（第４のシフト）を所与の時間経過毎に順次繰り返し行われる。ここで、上シフトでは、元の表示画像（又は直前の表示画像）に対して表示パネル２０の画面の第１の垂直走査方向に１走査ラインだけシフトする。右シフトでは、元の表示画像（又は直前の表示画像）に対して表示パネル２０の画面の第１の水平走査方向に１ドットだけシフトする。下シフトでは、元の表示画像（又は直前の表示画像）に対して表示パネル２０の画面の第１の水平走査方向と反対方向に１走査ラインだけシフトする。左シフトでは、元の表示画像（又は直前の表示画像）に対して表示パネル２０の画面の第１の水平走査方向と反対方向に１ドットだけシフトする。これにより、所与の時間を置いて画像を構成する各画素が異なる輝度で表示でき、ＯＬＥＤの点灯時間を制御して、焼き付き現象を防止し、表示パネル２０又はＯＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

図８に、画像処理装置１００の動作フローの一例を示す。

画像処理装置１００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や専用のハードウェアによって構成され、図２の各部に対応したハードウェアが図８の各ステップに対応した処理を実行することができる。或いは、画像処理装置１００が、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵ）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭ）によって構成されてもよい。この場合、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで図８の各ステップに対応した処理を実行することができる。

まず、画像処理装置１００は、静止画判別部１１０において、ホスト２００からの画像データに基づいて該画像データにより表される画像データが静止画であるか否かを判別する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０においてホスト２００からの画像データが静止画の画像データであることが判別されたとき（ステップＳ１０：Ｙ）、１画面を分割した区数のブロックを構成するブロック単位で画像の種別判別と判別された画像の種別に応じたＦＲＣを行う。

次に、画像処理装置１００は、ＹＵＶ変換部１２０において該画像データをＹＵＶデータに変換し、輝度分布情報生成部１３０において、ブロック単位に、ｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布を生成する（ステップＳ１２）。そして、画像処理装置１００は、画像種別判別部１４０において、ステップＳ１２で生成されたｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布に基づいて、ホスト２００からの画像データにより表される画像の種別を、ブロック単位で判別する（ステップＳ１４）。

続いて、次のブロックがあるとき（ステップＳ１６：Ｙ）、ステップＳ１２に戻り、画像処理装置１００は、次のブロックの画像データに基づいて、ｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布を生成する。なお、図８では、ブロック毎にステップＳ１２及びステップＳ１４を繰り返す処理例を表すが、ステップＳ１２において全ブロックについて、ブロック毎に輝度分布を生成した後、ステップＳ１４における各ブロックの画像の種別の判別を行うようにしてもよい。

ステップＳ１６において、次のブロックがないとき（ステップＳ１６：Ｎ）、画像処理装置１００は、ステップＳ１０で静止画であるか否かが判別された画像のフレームの次のフレームを待つ（ステップＳ１８：Ｎ）。ステップＳ１８において、次のフレームもまた静止画であると判別されたとき（ステップＳ１８：Ｙ、ステップＳ２０：Ｙ）、ステップＳ１４において判別された画像の種別に応じたＦＲＣを、ブロック単位で行う（ステップＳ２２、リターン）。

一方、ステップＳ１０において、ホスト２００からの画像データが静止画の画像データではないと判別されたとき（ステップＳ１０：Ｎ）、ホスト２００からの次の画像の画像データの入力を待つ（リターン）。また、ステップＳ２０において次のフレーム画像が静止画ではないと判別されたとき（ステップＳ２０：Ｎ）、画像処理装置１００は、この次のフレームの画像についてＦＲＣを行うことなく、ホスト２００からの次の画像の画像データの入力を待つ（リターン）。このように、画像処理装置１００は、画像種別判別部１４０によって画像の種別が判別されたフレームの次のフレームにおいて、該種別に対応したＦＲＣを行う。しかし、画像処理装置１００は、この次のフレームが静止画ではないときは、次のフレームの画像データが動画であると判断して、ＦＲＣを省略する。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、図８のステップＳ１２の輝度分布の生成処理の説明図を示す。

ステップＳ１２では、隣接するドットの輝度差の絶対値のヒストグラムが輝度分布として生成される。例えば、画像の水平方向の輝度分布を生成する場合、ｘ方向輝度分布情報生成部１３２は、図９（Ａ）に示すように、ライン毎に各ドットの輝度成分を求め、隣接するドット間の輝度差（小数点以下は切り捨て）を生成する。そして、ｘ方向輝度分布情報生成部１３２は、各ドット間の輝度差を２レベル毎に集計し、図９（Ｂ）に示すようなｘ方向輝度分布情報を生成する。図９（Ｂ）は、輝度差２レベル毎に、カウント数を集計した結果の一例を表している。なお、図９（Ｂ）では、輝度差２レベル毎に集計しているが、所望のレベル毎に集計できるように設定可能に構成されることが望ましい。ｘ方向輝度分布情報生成部１３２は、図９（Ｂ）のような各ラインのカウント数の集計を表示ライン数分繰り返し、１画面分の輝度分布を生成する。ｙ方向輝度分布情報生成部１３４も同様に、画像の垂直方向に並ぶドットについて輝度差のカウント数の集計を１ラインのドット数分繰り返し、１画面分の輝度分布を生成する。

図１０に、図８のステップＳ１４における画像種別判別処理の処理例のフロー図を示す。
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）に、図１０のステップＳ３０の説明図を示す。図１１（Ａ）は、ステップＳ３０において判別される画像（１ブロック分）の一例を表す。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の画像のｘ方向輝度分布の一例を模式的に表す。図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）の画像のｙ方向輝度分布の一例を模式的に表す。
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）に、図１０のステップＳ３４の説明図を示す。図１２（Ａ）は、ステップＳ３４において判別される画像（１ブロック分）の一例を表す。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の画像のｘ方向輝度分布の一例を模式的に表す。図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）の画像のｙ方向輝度分布の一例を模式的に表す。
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に、図１０のステップＳ３８の説明図を示す。図１３（Ａ）は、ステップＳ３８において判別される画像（１ブロック分）の一例を表す。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の画像のｘ方向輝度分布の一例を模式的に表す。図１３（Ｃ）は、図１３（Ａ）の画像のｙ方向輝度分布の一例を模式的に表す。
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）に、図１０のステップＳ３８の別の説明図を示す。図１４（Ａ）は、ステップＳ３８において判別される画像（１ブロック分）の一例を表す。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の画像のｘ方向輝度分布の一例を模式的に表す。図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）の画像のｙ方向輝度分布の一例を模式的に表す。

画像処理装置１００は、ステップＳ１４において、当該ブロックの画像データに基づいて、ｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布を解析する。具体的には、画像種別判別部１４０は、まず、ｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布のそれぞれについて標本分散を算出する。次に、画像種別判別部１４０は、ｘ方向輝度分布及びｙ方向輝度分布のそれぞれの標本分散が、例えば１６レベルに分割した分散レベルのいずれに該当するかを判別する。そして、画像種別判別部１４０は、ｘ方向の分散レベル及びｙ方向の分散レベルに基づいて、ｚ方向及びｙ方向のうち、どちらの輝度差が大きい画像であるかを判別する。例えば、ｘ方向の分散レベルが１２、ｙ方向の分散レベルが１のとき、水平方向に輝度差が大きい画像であると判別する。また、例えば、ｘ方向の分散レベルが５、ｙ方向の分散レベルが１０のとき、垂直方向に輝度差が大きい画像であると判別する。

このように、画像処理装置１００は、ステップＳ１４において、ｘ方向の輝度差が大きいか、ｙ方向の輝度差が大きいかを判別する（ステップＳ３０、ステップＳ３４）。

画像処理装置１００は、ブロック単位で第１のモードのＦＲＣ〜第４のモードのＦＲＣのいずれで表示制御を行うかを管理している。ステップＳ３０では、例えば図１１（Ｂ）に示すようにｘ方向に輝度差があり、図１１（Ｃ）に示すようにｙ方向に輝度差がないか否かがブロック単位で判別される。そして、ｘ方向に輝度差があると判別すると（ステップＳ３０：Ｙ）、画像種別判別部１４０は、当該ブロックの画像を図１１（Ａ）に示す画像と判断し、当該ブロックを第１のモードのＦＲＣで表示制御するように設定する（ステップＳ３２）。その後、画像処理装置１００は、一連の処理を終了する（エンド）。

ステップＳ３０においてｘ方向に輝度差がないと判別されると（ステップＳ３０：Ｎ）、画像種別判別部１４０は、例えば図１２（Ｂ）に示すようにｘ方向に輝度差がなく、図１２（Ｃ）に示すようにｙ方向に輝度差があるか否かがブロック単位で判別する。そして、ｙ方向に輝度差があると判別すると（ステップＳ３４：Ｙ）、画像種別判別部１４０は、当該ブロックの画像を図１２（Ａ）に示す画像と判断し、当該ブロックを第２のモードのＦＲＣで表示制御するように設定する（ステップＳ３６）。その後、画像処理装置１００は、一連の処理を終了する（エンド）。

ステップＳ３４においてｙ方向に輝度差がないと判別されると（ステップＳ３４：Ｎ）、画像種別判別部１４０は、ｘ方向に所与の輝度差レベル以上で所定の幅の輝度の山があるか否かをブロック単位で判別する（ステップＳ３８）。例えばステップＳ３８では、図１３（Ｂ）に示すようにｘ方向に輝度の山があり、図１３（Ｃ）に示すようにｙ方向に輝度の山がないか否かが判別される。そして、ｘ方向に輝度の山があると判別されたとき（ステップＳ３８：Ｙ）、画像種別判別部１４０は、当該ブロックの画像を図１３（Ａ）に示す画像と判断し、当該ブロックを第３のモードのＦＲＣで表示制御するように設定する（ステップＳ４０）。その後、画像処理装置１００は、一連の処理を終了する（エンド）。なお、ステップＳ４０では、当該ブロックを第１のモードのＦＲＣで表示制御をするように設定してもよい。

一方、ステップＳ３８において、ｘ方向に輝度の山がないと判別されたとき（ステップＳ３８：Ｎ）、画像種別判別部１４０は、当該ブロックの画像を図１４（Ａ）に示す画像と判断する。そして、画像種別判別部１４０は、当該ブロックを第４のモードのＦＲＣで表示制御するように設定する（ステップＳ４２）。その後、画像処理装置１００は、一連の処理を終了する（エンド）。図１４（Ａ）の画像は、図１４（Ｂ）に示すｘ方向輝度分布を有し、図１４（Ｃ）に示すｙ方向輝度分布を有する画像であり、例えばべた画像や自然画像となる。

以上のように、画像処理装置１００では、画像種別判別部１４０によって判別された画像の種別に対応した上記のいずれかのＦＲＣをブロック単位に行う。これにより、ＦＲＣに伴うフリッカーを軽減でき、表示パネルや表示画像にかかわらず、より高画質な画像を表示することができるようになる。また、通常動作時と比較して、各ドットの点灯回数の低減や点灯時間の短縮を図ることができ、焼き付き現象を防止することができるようになる。この結果、表示パネル２０又はＯＬＥＤの長寿命化も図ることができるようになる。

本実施形態における表示システム１０は、例えば次のような電子機器に適用することができる。

図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に、本実施形態における表示システム１０が適用された電子機器の構成を示す斜視図を示す。図１５（Ａ）は、モバイル型のパーソナルコンピューターの構成の斜視図を表す。図１５（Ｂ）は、携帯電話機の構成の斜視図を表す。

図１５（Ａ）に示すパーソナルコンピューター８００は、本体部８１０と、表示部８２０とを含む。表示部８２０として、本実施形態における表示システム１０が実装される。本体部８１０は、表示システム１０のうちホスト２００を含み、この本体部８１０にはキーボード８３０が設けられる。即ち、パーソナルコンピューター８００は、少なくとも上記の実施形態における画像処理装置１００を含んで構成される。キーボード８３０を介した操作情報がホスト２００によって解析され、その操作情報に応じて表示部８２０に画像が表示される。この表示部８２０は、ＯＬＥＤを表示素子としているため、視野角が広い画面を有するパーソナルコンピューター８００を提供できる。

図１５（Ｂ）に示す携帯電話機９００は、本体部９１０と、表示部９２０とを含む。表示部９２０として、本実施形態における表示システム１０が実装される。本体部９１０は、表示システム１０のうちホスト２００を含み、この本体部９１０にはキーボード９３０が設けられる。即ち、携帯電話機９００は、少なくとも上記の実施形態における画像処理装置１００を含んで構成される。キーボード９３０を介した操作情報がホスト２００によって解析され、その操作情報に応じて表示部９２０に画像が表示される。この表示部９２０は、ＯＬＥＤを表示素子としているため、視野角が広い画面を有する携帯電話機９００を提供できる。

なお、本実施形態における表示システム１０が適用された電子機器として、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示すものに限定されるものではなく、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ（Point of sale system）端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。

以上、本発明に係る画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、次のような変形も可能である。

（１）本実施形態では、４種類のＦＲＣのいずれかを行う例を示したが、ＦＲＣの内容や種類に限定されるものではない。ブロック毎に判別した画像の種別に対応して、複数種類のＦＲＣのいずれか１つ、又は複数のＦＲＣを組み合わせて実行できるものであればよい。

（２）本実施形態では、ＯＬＥＤが適用された表示システムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

（３）本実施形態では、１ドット又は１走査ライン単位でシフトさせていたが、これに限定されるものではなく、１画素、複数ドット、又は複数走査ライン単位でシフトさせるようにしてもよい。

（４）本実施形態において、本発明を、画像処理装置、表示システム、電子機器及び画像処理方法等として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の画像処理方法の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。

１０…表示システム、 ２０…表示パネル、 ３０…ロウドライバー、
４０…カラムドライバー、 ６０…電源回路、 １００…画像処理装置、
１１０…静止画判別部、 １２０…ＹＵＶ変換部、 １３０…輝度分布情報生成部、
１３２…ｘ方向輝度分布情報生成部、 １３４…ｙ方向輝度分布情報生成部、
１４０…画像種別判別部、 １５０…ＦＲＣカウンター、
１６０…フレームレート制御部、 １６２…第１のＦＲＣ処理部、
１６４…第２のＦＲＣ処理部、 １６６…第３のＦＲＣ処理部、
１６８…第４のＦＲＣ処理部、 １７０…表示タイミング制御部、 ２００…ホスト

Claims (10)

1. 表示画像に対応した画像データ又は該画像データに対応した表示タイミング制御信号に対してフレームレート制御を行う画像処理装置であって、
   前記表示画像の１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、前記画像データに基づいて輝度分布を生成する輝度分布生成部と、
   前記輝度分布に基づいて前記ブロック単位に画像の種別を判別する画像種別判別部と、
   前記画像の種別に対応したフレームレート制御を前記ブロック単位に行うフレームレート制御部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１において、
   前記輝度分布生成部は、
   前記表示画像の第１の方向の輝度分布を生成する第１の輝度分布生成部と、
   前記第１の方向と交差する前記表示画像の第２の方向の輝度分布を第２の輝度分布生成部とを含み、
   前記画像種別判別部は、
   前記第１の方向の輝度分布と前記第２の方向の輝度分布とに基づいて、前記画像の種別を判別することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記フレームレート制御部は、
   第１のインターバル時間経過毎にインターレース走査とプログレッシブ走査とを切り替える第１のモード、１ドット毎にフレームレートを低下させる第２のモード、所与のフレーム毎に画像表示を間引く第３のモード、又は第２のインターバル時間経過後に元の表示画像に対して１ドットシフトさせる第４のモードのうち、前記画像判別部によって判別された前記画像の種別に対応したモードにより、前記画像データ又前記表示タイミング制御信号を出力することを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記フレームレート制御部は、
   前記画像種別判別部によって前記画像の種別が判別されたフレームの次のフレームにおいて、該種別に対応したフレームレート制御を行うことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記画像種別判別部は、
   前記表示画像が静止画であるとき、前記画像の種別を判別することを特徴とする画像処理装置。
6. 複数のロウ信号線と、前記複数のロウ信号線と交差して設けられる複数のカラム信号線と、前記複数のロウ信号線のいずれかと前記複数のカラム信号線のいずれかとにより特定され駆動電流に応じた輝度で発光する複数の発光素子とを有する表示パネルと、
   前記複数のロウ信号線を駆動するロウドライバーと、
   前記複数のカラム信号線を駆動するカラムドライバーと、
   請求項１乃至５のいずれか記載の画像処理装置とを含み、
   前記画像処理装置によってフレームレート制御された前記画像データ又は前記表示タイミング制御信号に基づいて前記表示画像を表示することを特徴とする表示システム。
7. 請求項１乃至５のいずれか記載の画像処理装置を含むことを特徴とする電子機器。
8. 表示画像に対応した画像データ又は該画像データに対応した表示タイミング制御信号に対してフレームレート制御を行う画像処理方法であって、
   前記表示画像の１画面を分割した複数のブロックを構成するブロック単位に、前記画像データに基づいて輝度分布を生成する輝度分布生成ステップと、
   前記輝度分布に基づいて前記ブロック単位に画像の種別を判別する画像種別判別ステップと、
   前記画像の種別に対応したフレームレート制御を前記ブロック単位に行うフレームレート制御ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
9. 請求項９において、
   前記フレームレート制御ステップは、
   第１のインターバル時間経過毎にインターレース走査とプログレッシブ走査とを切り替える第１のモード、１ドット毎にフレームレートを低下させる第２のモード、所与のフレーム毎に画像表示を間引く第３のモード、又は第２のインターバル時間経過後に元の表示画像に対して１ドットシフトさせる第４のモードのうち、前記画像判別ステップにおいて判別された前記画像の種別に対応したモードにより、前記画像データ又前記表示タイミング制御信号を出力することを特徴とする画像処理方法。
10. 請求項８又は９において、
    前記画像種別判別ステップは、
    前記表示画像が静止画であるとき、前記画像の種別を判別することを特徴とする画像処理方法。