JP3818649B2 - 画像表示システム、画像表示方法、およびプログラム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を表示する画像表示システム等に係り、より詳しくは、ディスプレイ上を動く画像の品質を向上させる画像表示システム等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置の中で、軽量かつ薄型、携帯性、低消費電力等の観点から、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を備える液晶ディスプレイ(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)が大きな発展を続けている。このＬＣＤは、所定の電圧をかけることで分子配列が変わる液晶の性質を利用したディスプレイである。また、有機ＥＬとも呼ばれるＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Diode)も次世代ディスプレイデバイスとして注目されている。この、ＯＬＥＤは、電場を加えることによって励起する蛍光性の有機化合物に直流電流を流して発光させるものであり、薄型、高視野角、広いガミュート(Gamut)を確保することができる。
【０００３】
例えばＰＣに用いられるＬＣＤでは、従来、静止画の表示が中心であったが、近年、グラフィックスシステムとして動画像の表示や、モニタとしてビデオ映像の表示等、ＣＲＴに代わってＬＣＤが広く用いられるようになっており、ＬＣＤでの動画表示の技術についての関心が富に高まってきている。また、ＯＬＥＤについても、動画品質を高める必要性が高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような動画の表示に際し、ＣＲＴのようなインパルス型ディスプレイ以外では、いわゆる視線追随積分(動画を追っていく際に人間の網膜に映る残光特性)効果により、動いているオブジェクトについて、前縁のボヤケ、後縁の尾引きや、輝度低下、前縁または中心位置の知覚位置遅れなどが生じてしまう。
【０００５】
ここで、ＬＣＤはフレームの全期間連続光になるホールド型であり、動画品質からみると、そのままではＣＲＴに追従できない。例えば、現行のＴＮモードのＴＦＴ−ＬＣＤでは、オン/オフの応答速度が１リフレッシュサイクル(６０Ｈｚリフレッシュで１６.７ｍｓ)程度であり、ＣＲＴの応答速度が殆ど０(ゼロ)である場合に比べて応答速度が大きく遅れる。そこで、ＬＣＤにおける応答速度の改善の一つとして、いわゆるオーバードライブ技術がある。このオーバードライブ技術では、ＬＣＤにて、ステップ入力に対する応答特性の改善を図るために、例えば、ステップ入力に対しては入力変化の最初のフレームにて目的電圧よりも高い電圧を与え、輝度の遷移を加速させるものである。このオーバードライブ技術を利用することで、応答速度を１フレーム以下に速めることが可能となり、いわゆる完全ホールド型(応答時間が０に近いもの)の品質まで近付けることが可能となる。上述したＯＬＥＤは、この完全ホールド型に該当する。
【０００６】
図９(ａ),(ｂ)は、完全ホールド型における視線追随積分を説明するための図である。図９(ａ)は、スクリーン座標系にて、輝度Ｖ、幅Ｗ(ピクセル)のオブジェクト３０１が、移動速度Ｓ(１フレームあたりＳピクセル)で移動する状態を示している。このとき、追随視線移動速度もＳである。図９(ａ)にて、縦軸は時間を示しており、２フレーム(ここでは３３.３ｍｓ)をかけて時間０まで、左方向から右方向へ移動し、次フレーム開始時までに更に１フレーム(１６.７ｍｓ)移動した状態を示している。この図９に示す例では、幅Ｗに比べて移動速度Ｓが大きい、即ち、Ｗ/Ｓ≦１の関係にある。
【０００７】
図９(ｂ)は、このときの視線追随積分を示しており、縦軸に輝度、横軸に網膜座標系が表されている。時間０のとき、全体のＳ＋Ｗのうち、Ｓ−Ｗピクセルの輝度は、もとの輝度Ｖに対して、Ｖ・｛ Ｗ / Ｓ ｝となる。このＳ−Ｗピクセルの前後は、緩やかに輝度が上昇し、緩やかに輝度が減少している。この輝度が徐々に上がる前縁がボヤケとなり、輝度が徐々に下がる後縁が尾引きとなる。また、スクリーン座標系における次フレーム開始時での位置に対してＳ/２の中心遅れが発生している。即ち、完全ホールド型であっても、移動速度Ｓで移動しているとき、幅Ｗのオブジェクトは、網膜座標系でＳ＋Ｗまで広がり、また、輝度低下、知覚位置遅れ、前縁・後縁のボヤケ(尾引き)が発生してしまう。
【０００８】
また、この完全ホールド型からＣＲＴのようなインパルス型に近付けるためには、フレーム毎に間欠発光させ、発光時間を減らす、いわゆるブランキング方式が適当である。しかしながら、例えばＯＬＥＤは発光効率が低く、ブランキングを採用すると輝度が下がり、コントラストが低下してしまう。
【０００９】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、所謂ホールド型のディスプレイにおいて、ディスプレイに表示される、動く画像の品質を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、特にホールド型ディスプレイにて、動画等の動く画像(以下、動画と略す場合がある)を表示するとき、オブジェクトの移動速度がＳである場合に、オブジェクトの輝度Ｖに波長Ｓの波による修飾をかけることで、動画を追っていく際に人間の網膜に映る残光特性で生じる、オブジェクトの前縁・後縁のボヤケ(尾引き)や輝度低下、前縁または中心位置の知覚遅れなどを抑制することにある。即ち、本発明が適用される画像表示システムは、画像情報を入力する画像情報入力手段と、入力された画像情報の動作オブジェクトを検出する動作オブジェクト検出手段と、検出された動作オブジェクトの移動状態を認識する認識手段と、認識された移動状態に基づいて、検出された動作オブジェクトの画像情報に修飾情報を付加する修飾情報付加手段と、修飾情報が付加された画像情報を表示装置に提供する提供手段とを含んでいる。
【００１１】
ここで、この認識手段は、動作オブジェクトの連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓ（１フレームあたりＳ画素）を認識し、修飾情報付加手段は、認識された移動速度Ｓに基づき、動作オブジェクトの輝度Ｖに、動作オブジェクトの進行方向の前縁から山が始まる波長Ｓ画素で振幅ａが輝度Ｖより小さい正弦波によって表現される修飾情報を画像情報に付加することを特徴としている。また、この認識手段は、動作オブジェクトの移動速度Ｓを認識し、修飾情報付加手段は、認識された移動速度Ｓと動作オブジェクトの移動方向の幅Ｗとの大小関係に応じて、画像情報に付加される修飾情報を変えることを特徴としている。更に、動作オブジェクト検出手段により検出された動作オブジェクトを変形するオブジェクト変形手段を備えることで、修飾情報付加手段は、変形された動作オブジェクトの画像情報に対して修飾情報を付加することを特徴とする。
【００１２】
一方、本発明は、ホールド型のディスプレイ装置に対して動きのある画像を表示させる画像表示方法であって、ディスプレイ装置に表示される画像情報を入力するステップと、入力された画像情報の中から動作オブジェクトを検出するステップと、検出された動作オブジェクトを修飾する修飾情報を生成するステップと、生成された修飾情報を動作オブジェクトの画像情報に付加するステップと、動作オブジェクトが付加された画像情報を出力するステップとを含む。
【００１３】
ここで、検出された動作オブジェクトの移動情報を認識するステップを更に備え、修飾情報を生成するステップは、認識された移動情報に基づいて修飾情報を生成することを特徴とすることができる。この生成される修飾情報は、例えばオブジェクトの移動速度がＳ(１フレームあたりＳ画素)であるとき、波長Ｓの波である。
【００１４】
更に他の観点から捉えると、本発明が適用される画像表示方法は、ディスプレイ装置に表示される画像情報を入力するステップと、入力された画像情報に存在する動作オブジェクトの、連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓを認識するステップと、動作オブジェクトの移動方向に沿う画素数である幅Ｗを認識するステップと、認識された移動速度Ｓおよび幅Ｗに基づいて動作オブジェクトに修飾情報を付加するステップとを含む。
【００１５】
また、動作オブジェクトを変形して変形動作オブジェクトを生成するステップとを更に含み、修飾情報を付加するステップは、生成された変形動作オブジェクトに対して修飾情報を付加することを特徴とすることができる。より詳しくは、この変形動作オブジェクトを生成するステップは、幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍に近いときに、幅Ｗを移動速度Ｓの整数倍の幅に伸縮して変形動作オブジェクトを生成し、修飾情報を付加するステップは、生成された変形動作オブジェクトに対して波長Ｓの波からなる修飾情報を用いて修飾することを特徴とすることができる。更に、修飾情報を付加するステップは、幅Ｗが移動速度Ｓに比べて大きいときに、波長Ｓの波からなる修飾情報を付加する。また更に、修飾情報を付加するステップは、幅Ｗが移動速度Ｓに対して十分に大きいときに、動作オブジェクトの前縁と後縁との双方から内部に向かってゆっくり減衰する波長Ｓの波を用いて修飾することを特徴としている。
【００１６】
尚、これらの発明は、ホールド型のディスプレイ装置を駆動するためのコンピュータに実行させるプログラムとして把握することができる。このプログラムとしては、入力された画像情報の中から動作オブジェクトを検出する機能と、検出された動作オブジェクトに対して修飾される修飾情報を生成する機能と、生成された修飾情報を動作オブジェクトの画像情報に付加する機能と、動作オブジェクトが付加された画像情報をディスプレイ装置に対して出力する機能とを実現させる。ここで、このコンピュータに動作オブジェクトの移動速度を認識させる機能を更に備え、生成される修飾情報は、認識される移動速度によって異なる情報であることを特徴とすれば、ボヤケ等の画像を改善することが出来る点で好ましい。また、認識される移動速度は、連続するフレーム間での移動画素数Ｓであり、生成される修飾情報は、波長Ｓの正弦波であることを特徴とすることができる。
【００１７】
更に他の観点から捉えると、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、ディスプレイ装置に表示される画像情報を入力する機能と、入力された画像情報に存在する動作オブジェクトの、連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓを認識する機能と、動作オブジェクトの移動方向に沿う画素数であるオブジェクトの幅Ｗを認識する機能と、認識された移動速度Ｓおよび幅Ｗに基づいて、動作オブジェクトに修飾情報を付加する機能とを実現させる。ここで、修飾情報を付加する機能は、幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍に近いときに、幅Ｗを移動速度Ｓの整数倍に適合する幅に伸縮し、波長Ｓの波で修飾することを特徴とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像表示システムの全体構成を示した図である。図１に示す画像表示システムは、ホスト側から得られた画像情報を処理して表示情報を出力する処理装置１０と、処理装置１０から得られた表示情報に基づいて実際に画像を表示する表示装置３０とを備えている。ここで、「システム」とは、複数の装置(機能)が論理的に集合した物をいい、各構成の装置(機能)が同一筐体中にあるか否かを問うものではない。従って、例えば、ノートブック型パーソナルコンピュータ(ノートＰＣ)のように画像表示システムを構成するこれらの構成要素が１つの装置にまとまって１つの取引対象となる場合もあり、また、表示装置３０だけが別筐体として単体で扱われる場合もある。また、処理装置１０は、表示装置３０に接続されるコンピュータであり、一般に、コンピュータに各機能を実行させるソフトウェアによって構成される。尚、本実施の形態に示す画像表示方法をハードウェアで構成することも可能である。
【００１９】
表示装置３０は、例えばｍ×ｎ配置のドットマトリクス型のディスプレイである画像表示部３１、このｍ×ｎ配置の画像表示部３１を駆動するにあたり、データ信号をデータ線Ｘ１〜Ｘｍに供給するソースドライバ３２、セレクト信号(アドレス信号)を走査線Ｙ１〜Ｙｎに供給するゲートドライバ３３、処理装置１０から得られる表示情報(ビデオ信号)に基づき、各ドライバ回路に供給すべき制御信号を必要なタイミングで出力する表示制御部３４を備えている。画像表示部３１としては、例えば、ａ-Ｓｉ(アモルファスシリコン)ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型のＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイや、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)が挙げられる。また、ＬＣＤとしては、ＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)などの高速応答型液晶パネルのように絶対精度応答速度が十分に速いディスプレイを用いることもできる。
【００２０】
処理装置１０は、ホスト側からの画像情報を入力する画像情報入力部１１、例えば、ＭＰＥＧ４やＣＡＤなどの場合に別途出力される動き情報を入力する動き情報入力部１２、画像情報入力部１１により入力された画像情報に対して各種処理を実行し、表示装置３０に対して表示情報を出力する画像情報処理部２０を備えている。
【００２１】
画像情報処理部２０は、画像情報の中から継続的な動きをするオブジェクトを検出する動作オブジェクト検出部２１、継続的な動きのオブジェクトに対して輝度に修飾をかける修飾付加部２２、継続的な動きのオブジェクトに対して、オブジェクトの輝度形状を変形して変形動作オブジェクトを生成するオブジェクト変形部２３を備えている。
【００２２】
次に、本実施の形態が適用される画像表示システムにて実行されるボヤケ(尾引き)等の低減処理について説明する。
ここで、説明の簡単のために、取り扱う画像の前提としては、背景は無地一色で、オブジェクトは一定速度(１フレームあたりＳ画素)で画像表示部３１上を動いていくものとする。この前提により、追随視線積分をトレースした場合、このトレース上の輝度は周期関数となり、視線追随積分は１フレーム分のみを考えれば良くなる。ここで視線追随積分は、動く画像(動画)を追っていく際に人間の網膜に映る残光特性と言うことができる。また、前提として、オブジェクトは進行方向に対して幅Ｗ画素で、輝度Ｖでベタ塗りされており、境界(エッジ)の輝度変化は垂直であるものとする。このことを仮定することで、計算が容易となり、ベタ塗りやエッジなどは、更に条件を緩和することができる。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、５０％ブランキングを施した完全ホールド型ディスプレイでの視線追随積分結果を目標品質とすることができる。この目標品質の判定項目としては、知覚境界(前縁と後縁)の急峻さ、到達輝度の半値(最高輝度の半分の値)地点での遅れを考える。また、前縁(および後縁)のインパルス型に対する遅れ、到達輝度の半値地点での遅れを考える。更に、最高輝度の幅および半値輝度での幅がＷからどれだけ広がっているかを判定項目とする。また、台の幅(積分が０でない輝度を与える幅)については、台は広くとも積分輝度が十分に小さければ背景と見なすこととし、台の幅自体は改善項目にはしない。更に、最高輝度については、速度が速い場合には、オブジェクトの最高輝度が下がってコントラストが減少することを改善する。また更に、中心の遅れについては、知覚にとっての自然さを考慮し、重心ではなく最高輝度の点(平坦な場合にはその真中)を取るようにする。但し、完全ホールド型における中心位置の遅れは、前縁を前進させることによって、付随的に解決されるものとすることができる。
【００２４】
図２は、図１に示す処理装置１０にて実行される処理の流れを示したフローチャートである。動作オブジェクト検出部２１では、まず、継続的に移動しているオブジェクトが取得される(ステップ１０１)。次に、上述のように、継続的に移動しているオブジェクト(輝度Ｖ)の移動速度(連続するフレーム間での移動画素数)をＳ、移動方向に平行な線に沿って測ったオブジェクトの幅(画素数)をＷとした場合、Ｓ≦Ｗか否かが判断される(ステップ１０２)。即ち、オブジェクトの幅Ｗと比較して速度が遅いか否かが判断される。速度が遅い場合には、ステップ１０３以下の処理に移行し、速度が速い場合には、ステップ１１０以下の処理に移行する。尚、これらの処理は、修飾付加部２２、オブジェクト変形部２３にて実行される。
【００２５】
速度が遅い場合、まず、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍か否かが判断される(ステップ１０３)。整数倍である場合には、波長Ｓの波である正弦波で修飾する(ステップ１０４)。整数倍ではない場合には、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍に近いか否かが判断される(ステップ１０５)。整数倍に近い場合には、オブジェクトの幅Ｗを移動速度Ｓの整数倍に伸縮して、ステップ１０４と同様に波長Ｓの正弦波で修飾する(ステップ１０６)。整数倍に近くない場合には、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓより十分に大きいか否かが判断される(ステップ１０７)。十分に大きい場合には、オブジェクトの前縁と後縁との双方から内部に向かってゆっくりと減衰する波長Ｓの正弦波で修飾する(ステップ１０８)。十分に大きくない場合には、オブジェクトの幅Ｗを細くして後縁側を前進させ、前縁・後縁ともに、Ｓ/２で急峻に減衰する輝度強調をかける(ステップ１０９)。
【００２６】
一方、ステップ１０２で速度が速い場合、まず、輝度に余裕があるか否かが判断される(ステップ１１０)。余裕がある場合には、オブジェクトの幅Ｗを細くし、輝度Ｖを高くする(ステップ１１１)。即ち、ステップ１１０における「余裕」は、オブジェクトの幅Ｗを細くし、輝度Ｖを高くするに適当なだけ、階調に余裕があるか否かと言うことができる。輝度に余裕がない場合には、台幅(オブジェクトの幅Ｗ)は変えずに縁のボヤケは急峻にしたいか否かが判断される(ステップ１１２)。この判断がなされる態様としては、例えば、飛行機や車、船の動き等を示す場合に、輝度はある程度犠牲にしてもボヤケ領域を急峻にするように設定されている場合等が挙げられる。ステップ１１２にて「ＹＥＳ」の場合には、オブジェクトの輝度形状を山形にする(ステップ１１３)。ステップ１１２にて「ＮＯ」の場合には、台幅(オブジェクトの幅Ｗ)は広がっても輝度を上げたいか否かが判断される(ステップ１１４)。この判断がなされる態様としては、例えば、野球やサッカーボールの動き等、輝度を低くした場合には動きが捉えられないものがオブジェクト対象である場合等が挙げられる。ステップ１１４にて「ＹＥＳ」の場合には、オブジェクトの幅Ｗを移動速度Ｓにまで延ばし、波長Ｓの正弦波で修飾する(ステップ１１５)。ステップ１１４にて「ＮＯ」の場合には、輝度修飾を行わない(ステップ１１６)。
【００２７】
このようにして、条件に応じ、輝度修飾、即ち、輝度変調の重ね合わせの処理が行われる。移動速度Ｓの場合、視線追随積分により波長Ｓ(およびその高周波)の波のＭＴＦ(Modulation Transfer Function：空間周波数のフーリエ成分強度)は０になるので、オブジェクトのベタ塗り輝度Ｖに波長Ｓの波(正弦波で可)による修飾をかけ、視線追随積分結果の前縁(とできれば後縁)を前進させ、また、急峻にさせる。このようにしてもＭＴＦが０であることから、この波は波としては知覚されず、ベタ塗り部分は輝度Ｖのベタ塗りのままに見せることができる。
【００２８】
尚、位置遅れの補償は、このフローチャートでの修飾処理の後、修飾によって変位した遅れ量に応じて行う。この「位置遅れの補償」は、視線追随積分結果の前縁がインパルス型の場合と同じ位置に来るように、移動オブジェクトを本来の位置より少々進めた位置に表示する。上述した「輝度変調の重ね合わせ」を実行している場合には、その場合の遅れ量を使用する。実行していない場合には、例えば、完全ホールド型で移動速度が遅い場合に、Ｓ/２画素、前進させる。その結果として、前縁も中心も補償される。また、例えば、完全ホールド型で移動速度が速い場合には、Ｗ/２画素、前進させる。これにより、前縁を補償することができる。
【００２９】
次に、図２を用いて説明した画像表示処理について、更に詳述する。
図３(ａ)〜(ｃ)は、移動速度Ｓが遅く(Ｓ≦Ｗ)、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍のときにおける修飾を説明するための図である。まず、図３(ａ)は、幅Ｗのオブジェクトが画像表示部３１上を速度Ｓで移動する場合に、図２のステップ１０４に示した、波長Ｓの正弦波で修飾した状態を示している。ここでは、Ｗ＝２Ｓの場合に、波長Ｓの正弦波をオブジェクトの輝度に修飾している。このとき、オブジェクトは右側に移動しているので、正弦波は、オブジェクトの右縁にて山が始まる波形が用いられる。図３(ｂ)は、１フレームの間スクリーン座標(空間座標)上でホールドされているオブジェクトの上を、オブジェクトを追随している眼の網膜座標が時間経過と共に移動していく様子を示している。また、図３(ｃ)は、図３(ａ)に示すように正弦波で修飾した場合の視線追随積分を示している。一方、図３(ｄ)は、修飾をしなかった場合の視線追随積分を示し、図３(ｅ)は、修飾をしないが５０％ブランキングを施した場合の視線追随積分を示している。この５０％ブランキングを施した場合の視線追随積分を目標品質とする。
【００３０】
輝度Ｖのベタ塗りされたオブジェクトに波長Ｓの正弦波を重ねると、輝度修飾により作り変えられたオブジェクトの輝度は、
【式１】
Figure 0003818649
となる。この視線追随積分結果は、前縁側ボヤケとして、ボヤケ領域幅Ｓで、
【式２】
Figure 0003818649
となる。中間部分は、最高輝度で平坦であり、領域幅Ｗ−Ｓで、
【式３】
Figure 0003818649
となる。また、後縁側ボヤケとして、ボヤケ領域幅Ｓで、
【式４】
Figure 0003818649
となる。
【００３１】
ボヤケ領域内にて２重輪郭が発生しない範囲でａを最大にとると、ほぼａ＝Ｖとなる。かかる場合、半値となる前縁位置および後縁位置は、ボヤケ領域内でｘ/Ｓ≒０.３、そこでの勾配≧１.６となって、修飾をしない場合(図３(ｄ))の値であるｘ/Ｓ＝０.５、勾配＝１に比べて改善していることが解る。因みに、目標としていた図３(ｅ)に示す５０％ブランキングの完全ホールド型での値は、ｘ/Ｓ＝０.２５、勾配＝２である。平坦部分の幅や台の幅は、修飾しない場合と変化はないが、ボヤケ領域での輝度変化がロジスティック曲線のようになっているので、最高輝度に近い輝度まで含めれば、実効的な平坦部分はＷ−Ｓから太ってＷに近付いている。また、半値地点の外側は、急峻に背景輝度の近くにまで落ちているので、実効的な台の幅もＷ＋Ｓから細ってＷに近付いている。
【００３２】
幅Ｗが正確に移動速度Ｓの倍数ではないがＳの倍数に近い場合には、図２のステップ１０６に示したように、修飾する際に幅Ｗ自体を移動速度Ｓの倍数に多少伸縮させても大きな問題はない。また、Ｗ＝(ｍ＋１/２)・Ｓ(半整数倍)では後縁が逆位相となるので、ａ＝Ｖの場合、後縁位置はｘ/Ｓ≒０.７となり、０.４Ｓ程半値幅が広がることになる。そこで、ＷがＳの倍数よりも０.１Ｓほど短い場合には、修飾する際にＷを０.４Ｓ縮めてＳの半整数倍にしてしまい、後縁には、わざと逆位相を使うことも可能である。
【００３３】
次に、移動速度が遅い(Ｓ≦Ｗ)場合であって、ＷがＳの整数倍に近くない場合(図２のステップ１０５でＮＯとなる場合)について説明する。このとき、Ｗ＝(ｍ＋α)・Ｓとする。かかる状態において、そのまま修飾波を重ねると、前縁側は良いが、後縁側は位相によっては２重輪郭のような形状になったり(α＝１/４)、遅れが大きくなったり(α＝１/２)する。そこで、後縁側は前縁側とは独立に修飾波の位相を定めることが好ましい。本実施の形態では、図２のステップ１０８に示したように、前縁用の修飾波と後縁用の修飾波とを中間部の真中に向かって減衰させ、この真中で振幅を０にすれば、前縁用の修飾波と後縁用の修飾波とを別個に定めることができる。
【００３４】
例えば、(１−ｘ/ｎＳ)で減衰させたとすると、前縁側は(後縁側は対称になるので略す)、
【式５】
Figure 0003818649
となる。このときの視線追随積分結果は、前縁側ボヤケ、ボヤケ領域幅Ｓで、
【式６】
Figure 0003818649
となり、中間部分では、最高輝度で平坦、領域幅Ｗ−Ｓで、
【式７】
Figure 0003818649
となる。ａ＝Ｖとすると、平坦であるべき中間部分で知覚される輝度のうねりは、ｎ＝３で１０％強、ｎ＝３０で１％強になる。ここで、ａを小さくすれば効果は低くなるが、うねりも小さくなる。幅Ｗは、ｍ≧２ｎ必要であり、Ｗ≧１０Ｓ程度で有効と考えられる。
【００３５】
尚、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓに比べて十分に広くない場合、うねりが顕著になるので、減衰修飾も適用できない。
図４(ａ)〜(ｃ)は、この減衰修飾が適用できない場合の救済策を説明するための図であり、図２に示すステップ１０９を説明している。図４(ａ)は、幅Ｗのオブジェクトが画像表示部３１上を速度Ｓで移動する場合を示している。ここでは、例えば、背景側のアンダー修飾を嫌って、図４(ｂ)に示すように、幅ＷをＷ´に縮めると共に、オブジェクトの両側にオーバーとなる修飾を付けることによっても、ある程度の効果を出すことができる。このとき、図４(ｃ)に見るように、知覚輝度においてオーバーな部分が発生する。
【００３６】
ここでは、図４(ｂ)に示すように、幅Ｓ/２程度で急速に減衰する山で両側を修飾すると、図４(ｃ)に示すように知覚輝度は背景輝度からの立ち上がりを急峻にすることができ、また、オーバー部分の最高輝度を低めに抑えることができる。即ち、前縁の半値地点は前進し、後縁の半値地点は後退するので、半値幅が広がることになることから、その広がった分だけオブジェクトの幅を縮めて表示することが好ましい。
【００３７】
次に、移動速度が速い(Ｓ≧Ｗ)場合について説明する。かかる場合に、半値幅がＳになることや、最高輝度がＶ・Ｗ/Ｓになることは、ブランキングの方法を除いて救済が難しいことから、何を救済するのか、また、制限事項は何か、によって手段が異なってくる。
図５(ａ),(ｂ)は、図２に示すステップ１１１の場合、即ち、画像表示部３１によって表示する動作オブジェクトの輝度に余裕がある場合について示している。図５(ａ)は、動作オブジェクトの輝度に対して半値の部分の幅である半値幅Ｓはそのままであるが、破線に示す幅Ｗの画素について、台の幅を縮めて幅Ｗ´とすることを示している。このことによって、図５(ｂ)に示すように、破線に示す前後のぼやけ領域が、実線のごとく細めることができる。即ち、表示する幅Ｗ´を本来の幅Ｗよりも減らして、Ｗ´＝Ｗ・Ｗ/Ｓにし、輝度をＶ´＝Ｖ・Ｓ/Ｗにすれば、知覚する最高輝度はＶ・Ｗ/Ｓのままで変わらない。しかしながら、台の幅はＳ＋Ｗ´＝Ｓ＋Ｗ・Ｗ/Ｓに縮まっており、その分、ボヤケ領域は減少して急峻になり、また、前縁・中心・後縁とも前進する。当然ながら、Ｖ´をより大きくすれば、最高輝度もＶに近付く。
【００３８】
次に、移動速度が速い(Ｓ≧Ｗ)場合にて、輝度に余裕が少なく、台幅は変えずに縁のボヤケは急峻にしたい場合について説明する。
図６(ａ),(ｂ)は、オブジェクトの幅はそのままでも発光形状を変え、ボヤケ領域を急峻にする方法を説明するための図である。図６(ａ)では、図２のステップ１１３にて説明したように、表示の輝度形状を山型にすることによって、半値地点での勾配を急峻にしている。即ち、輝度の余裕の範囲内で、なるべく急峻なエッジを与えるように、可能な範囲内で山型を作成している。図６(ｂ)に示すように、知覚する輝度は、実効的な平坦部分で広がっている。尚、ここでは、輝度に余裕がない場合の手段として説明したが、輝度に余裕があっても、縁のボヤケを急峻にしたい目的には、この方法を利用することができる。輝度に余裕があれば、より一層、縁のボヤケをなくすことが可能となる。
【００３９】
次に、移動速度が速い(Ｓ≧Ｗ)場合において、台の幅は広がっても良いが半値幅は維持し、半値地点での勾配は急峻にし、平坦部分での輝度をＶにまで上げたい場合について説明する。
図７(ａ),(ｂ)は、図２のステップ１１５に示す、オブジェクトの幅ＷをＳにまで延ばし、波長Ｓの正弦波で修飾した状態を説明するための図である。移動オブジェクトにおける知覚輝度の減少が動画コントラストの悪化、即ち、動画品質劣化の大きな要因とされていることから、輝度の回復を狙うためには有効な方法である。移動速度が速いＳ≧Ｗの場合には、半値幅はＳまで引き伸ばされてしまうことから、幅Ｗ´＝Ｓで表示することで、最高輝度はＶまで達することができる。しかしながら、輝度Ｖのべた塗りのままでは図中の三角形のような知覚輝度になってしまうので、波長Ｓの正弦波による修飾を加えることが好ましい。そうすると、台の幅は２Ｓに広がってはいるが、半値値はＳのままで実効的な平坦部分もＳに近く、半値地点では急峻な形状が得られる。前縁・中心・後縁とも、位置が遅れることになり、その分を考慮して表示位置を前進させておく。この方法では、ディスプレイが表示可能な輝度によって修飾が制限されることから、それによって最高輝度がＶのどの割合まで復元できるかが定まる。
【００４０】
図８(ａ),(ｂ)は、背景の輝度を下げることが可能な場合における移動オブジェクトの改善方法を示した図である。ここでは、背景への影響を許容して、延びきった平坦部分に濃淡を付けて、移動の重心を示したい場合に利用できる。図８(ａ)に示すように、修飾としてオブジェクトの後方における背景の輝度をＷ遅れたところから少々アンダーさせる。図８(ａ)では、Ｗ遅れたところから、Ｓ−Ｗの座標だけアンダーさせている。この方法では、図８(ｂ)に示すように、オブジェクトの最高輝度はＶ・Ｗ/Ｓのままで改善はないが、平坦部の前端からＷ入ったところで平坦部の輝度が減少し、Ｗの幅の筋が入ったように見えることになる。その結果、中心あるいは重心位置が前方に寄り、中心(あるいは重心)位置の遅れを改善することができる。但し、副作用として後方の背景に影が発生する。尚、通常のエッジ強調では、このような効果を発生することができない。
【００４１】
このように、本実施の形態では、ＯＬＥＤなど応答時間０の完全ホールド型ディスプレイでサブフィールドによらず階調を表現できるものや、ＬＣＤであって例えばオーバードライブをかけたＯＣＢなどの高速応答型液晶パネルのように絶対精度応答速度が十分に速いものに対し、動いているオブジェクトについて、前縁のボヤケや後縁の尾引き、輝度低下、前縁または中心位置の知覚位置遅れ等を改善することができる。このときに、ブランキングによらずに、動作品質をインパルス型のディスプレイにおける動画品質表示に近付けることが可能となる。
【００４２】
また、位置遅れ補償については、完全ホールド型のディスプレイに限らず、ＬＣＤなどの応答速度が遅いものについても適用可能である。更に、本実施の形態における「輝度変調の重ね合わせ」では、無地背景上の境界のはっきりしたベタ塗りオブジェクトが一定速度で動いていくことを前提にして説明したが、それらの条件の成立しない一般的な場合についても、本実施の形態における方法を応用することで、動画品質を向上させることが可能である。
【００４３】
尚、本実施の形態にて実現される画像表示方法の各機能は、コンピュータである処理装置１０にて実行されるプログラムとして把握することができる。このプログラムは、コンピュータを顧客に対して提供する際に、装置の中にインストールされた状態にて提供される場合の他、コンピュータに実行させるプログラムをコンピュータが読取可能に記憶した記憶媒体にて提供する形態が考えられる。この記憶媒体としては、例えばフロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ媒体等が該当し、フロッピーディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭ読取装置等によってプログラムが読み取られ、フラッシュＲＯＭ等にこのプログラムが格納されて実行される形態が考えられる。また、これらのプログラムは、例えば、プログラム伝送装置によってネットワークを介して提供される形態がある。このプログラム伝送装置としては、例えば、ホスト側のサーバに設けられ、プログラムを格納するメモリと、ネットワークを介してプログラムを提供するプログラム伝送手段とを備えている。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所謂ホールド型のディスプレイにおいて、動く画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用される画像表示システムの全体構成を示した図である。
【図２】 処理装置にて実行される処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】 (ａ)〜(ｃ)は、移動速度Ｓが遅く(Ｓ≦Ｗ)、オブジェクトの幅Ｗが移動速度Ｓの整数倍のときにおける修飾を説明するための図である。
【図４】 (ａ)〜(ｃ)は、この減衰修飾が適用できない場合の救済策を説明するための図である。
【図５】 (ａ),(ｂ)は、画像表示部によって表示する動作オブジェクトの輝度に余裕がある場合について示している。
【図６】 (ａ),(ｂ)は、オブジェクトの幅はそのままでも発光形状を変え、ボヤケ領域を急峻にする方法を説明するための図である。
【図７】 (ａ),(ｂ)は、オブジェクトの幅ＷをＳにまで延ばし、波長Ｓの正弦波で修飾した状態を説明するための図である。
【図８】 (ａ),(ｂ)は、背景の輝度を下げることが可能な場合における移動オブジェクトの改善方法を示した図である。
【図９】 完全ホールド型における視線追随積分を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…処理装置、１１…画像情報入力部、１２…動き情報入力部、２０…画像情報処理部、２１…動作オブジェクト検出部、２２…修飾付加部、２３…オブジェクト変形部、３０…表示装置、３１…画像表示部、３２…ソースドライバ、３３…ゲートドライバ、３４…表示制御部

Claims (7)

  1. 画像情報を入力する画像情報入力手段と、
    前記画像情報入力手段に入力された画像情報の動作オブジェクトを検出する動作オブジェクト検出手段と、
    前記動作オブジェクト検出手段により検出された前記動作オブジェクトの移動状態を認識する認識手段と、
    前記認識手段により認識された前記移動状態に基づいて、前記動作オブジェクト検出手段により検出された前記動作オブジェクトの画像情報に修飾情報を付加する修飾情報付加手段と、
    前記修飾情報付加手段により前記修飾情報が付加された前記画像情報を表示装置に提供する提供手段とを含み、
    前記認識手段は、前記動作オブジェクトの連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓ（１フレームあたりＳ画素）を認識し、
    前記修飾情報付加手段は、前記認識手段により認識された前記移動速度Ｓに基づき、前記動作オブジェクトの輝度Ｖに、当該動作オブジェクトの進行方向の前縁から山が始まる波長Ｓ画素で振幅ａが当該輝度Ｖより小さい正弦波によって表現される修飾輝度を付加することを特徴とする画像表示システム。
  2. 前記修飾情報付加手段は、前記認識手段により認識された前記Ｓ画素と前記動作オブジェクトの移動方向の画素数である幅Ｗとの大小関係に応じて、前記画像情報に付加される前記修飾情報を変えることを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
  3. 前記動作オブジェクト検出手段により検出された前記動作オブジェクトを変形するオブジェクト変形手段を更に備え、
    前記修飾情報付加手段は、前記オブジェクト変形手段により変形された前記動作オブジェクトの画像情報に対して修飾情報を付加することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
  4. ホールド型のディスプレイ装置に対して動きのある画像を表示させる画像表示方法であって、
    前記ディスプレイ装置に表示される画像情報を入力するステップと、
    入力された前記画像情報に存在する動作オブジェクトの、連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓ（１フレームあたりＳ画素）を認識するステップと、
    認識された前記移動速度Ｓに基づいて、前記動作オブジェクトに修飾情報を付加するステップとを含み、
    前記修飾情報は、前記動作オブジェクトの輝度Ｖに付加される、当該動作オブジェクトの進行方向の前縁から山が始まる波長Ｓ画素で振幅ａが当該輝度Ｖより小さい正弦波によって表現される修飾輝度であることを特徴とする画像表示方法。
  5. 前記動作オブジェクトの移動方向に沿う画素数である幅Ｗを認識するステップと、
    前記動作オブジェクトを変形して変形動作オブジェクトを生成するステップとを更に含み、
    前記変形動作オブジェクトを生成するステップは、前記幅Ｗを前記Ｓ画素の整数倍の幅に伸縮して当該変形動作オブジェクトを生成し、
    前記修飾情報を付加するステップは、生成された前記変形動作オブジェクトに対して前記修飾情報を用いて修飾することを特徴とする請求項４記載の画像表示方法。
  6. ホールド型のディスプレイ装置を駆動するためのコンピュータに、
    前記ディスプレイ装置に表示される画像情報を入力する機能と、
    入力された前記画像情報に存在する動作オブジェクトの、連続するフレーム間での移動画素数である移動速度Ｓ（１フレームあたりＳ画素）を認識する機能と、
    認識された前記移動速度Ｓに基づいて、前記動作オブジェクトに修飾情報を付加する機能とを実現させ、
    前記修飾情報は、前記動作オブジェクトの輝度Ｖに付加される、当該動作オブジェクト の進行方向の前縁から山が始まる波長Ｓ画素で振幅ａが当該輝度Ｖより小さい正弦波によって表現される修飾輝度であることを特徴とするプログラム。
  7. 前記動作オブジェクトの移動方向に沿う画素数である幅Ｗを認識する機能と、
    前記動作オブジェクトを変形して変形動作オブジェクトを生成する機能とを前記コンピュータに更に実現させ、
    前記変形動作オブジェクトを生成する機能は、前記幅Ｗを前記Ｓ画素の整数倍に適合する幅に伸縮して当該変形動作オブジェクトを生成し、
    前記修飾情報を付加する機能は、生成された前記変形動作オブジェクトに対して前記修飾情報を用いて修飾することを特徴とする請求項６記載のプログラム。
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