JP4030336B2 - 動画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像表示装置に係わり、特に、人の視覚の臨界融合周波数以下の低コマ数動画像を表示する際に有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３５ｍｍフィルム映画は、毎秒２４コマの低コマ数の動画であり、その画像を単純に間欠的に表示した場合、２４Ｈｚの明滅となり、人の視覚の臨界融合周波数以下となることから、観察者は、その動画像を見ている際に、”フリッカー／ちらつき”による妨害を感じることになる。
そこで、一般的な３５ｍｍフィルム映写機では、シャッターを用いて同じコマを２回照射することで４８Ｈｚの明滅となるようにして、観察者がフリッカーを感じないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の映画のような低コマ数の動画像を、液晶ディスプレイのようなホールド型画像ディスプレイを用いてフレームレートを変えずに表示しようとしたときに、特開昭６４−８２０１９号公報に記載されているように、フレーム周期に同期させてバックライトを間欠点灯させたり、または、特開平９−３２５７１５号公報に記載されているように、フレーム周期に同期させてバックライトからの光をシャッターによってＯＮ／ＯＦＦしたり、あるいは、特開平１１−１０９９２１公報に記載されているように、各フレームの一部をブランキングデータ表示期間としたりして、動きによるボケを低減するようにすると、そのままフレーム周期である２４Ｈｚの明滅となり、観察者はフリッカーを感じることになる。
前述したようなシャッターやブランキングデータ表示期間を設けたりせずに、バックライトを常時点灯とすれば、ホールド型画像ディスプレイでは、フリッカーは感じなくなるが、動きによるボケを低減することができない。
【０００４】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、動画像表示装置において、低コマ数の動画像を表示する際に、動きによるボケを低減し、画像表示特性を改善することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、動画像表示装置であって、入力される画像信号から１フレーム分以上の画像データを１フレーム周期以上保持する画像保持ブロックと、前記画像データとは異なる別表示データを作成・保持する別表示データ作成・保持ブロックと、フレーム周期を分割して複数のサブフレームを生成するサブフレーム生成ブロックと、前記画像保持ブロックに保持されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロックに保持されている別表示データのどちらか一方を表示データとして、前記サブフレーム毎に選択する表示データ選択ブロックと、前記サブフレーム毎に表示素子を駆動するための信号を生成する表示素子駆動信号生成ブロックと、前記表示素子駆動信号生成ブロックで生成された駆動信号に基づき、前記表示データ選択ブロックで選択された表示データを用いて画像表示光を発生させる画像表示光発生ブロックとを備え、前記別表示データ作成・保持ブロックは、フレームの画像データ内の全画素の画素値を加算する第１の手段と、前記第１の手段で加算された値を全画素数で割算する第２の手段と、前記第２の手段で求められた画素値の表示データを作成する第３の手段とを備える。
【０００６】
また、本発明は、動画像表示装置であって、入力される画像信号から１フレーム分以上の画像データを１フレーム周期以上保持する画像保持ブロックと、前記画像データとは異なる別表示データを作成・保持する別表示データ作成・保持ブロックと、フレーム周期を分割して複数のサブフレームを生成するサブフレーム生成ブロックと、前記画像保持ブロックに保持されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロックに保持されている別表示データのどちらか一方を表示データとして、前記サブフレーム毎に選択する表示データ選択ブロックと、前記サブフレーム毎に表示素子を駆動するための信号を生成する表示素子駆動信号生成ブロックと、前記表示素子駆動信号生成ブロックで生成された駆動信号に基づき、前記表示データ選択ブロックで選択された表示データを用いて画像表示光を発生させる画像表示光発生ブロックとを備え、前記別表示データ作成・保持ブロックは、各参照画素値毎に表示データの画素値を記憶するテーブルと、フレームの画像データ内の全画素の画素値を加算する第１の手段と、前記第１の手段で加算された値を全画素数で割算する第２の手段と、前記第２の手段で求められた画素値を参照画素値として、前記テーブルを検索し、当該参照画素値により決定される画素値の表示データを作成する第３の手段とを備える。
【０００９】
前記手段によれば、人の視覚の臨海融合周波数以下の低コマ数の動画像信号の１フレームを複数のサブフレームに分割して、画像表示装置による明滅の周期を前記臨界融合周期以下とし、さらに画像データと別の表示データの平均の明るさの差が小さくなるようにするようしたので、前記動画像信号による動画像表示時でもフリッカーは感じにくくなる。
また、別の表示データを選択し表示光とすることで、前記動画像信号による画像データを画像表示光とする時間が短くなりホールド型表示に起因する動きぼけも低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態の動画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態の動画像表示装置は、画像保持ブロック１０と、別表示データ作成・保持ブロック１１と、サブフレーム生成ブロック１２と、表示データ選択ブロック１３と、表示素子駆動信号生成ブロック１４と、画像表示光発生ブロック１５とから構成される。なお、図１において、１６は観察者である。
画像保持ブロック１０は、１フレーム分以上の画像データを記憶するだけのフレームメモリを有し、入力される低コマ数動画像信号からフレーム毎にそのフレームの画像データをフレームメモリ上に記憶し、１フレーム周期以上保持する機能を有する。
別表示データ作成・保持ブロック１１は、前記画像保持ブロック１０に保持されている画像データとは別のデータを作成し、保持する。
サブフレーム生成ブロック１２は、フレーム周期の同期信号からｎ個のサブフレーム作成し、それぞれに対応したサブフレーム同期信号を作成する。
例えば、図２に示すように、ＰＬＬ回路２１により、フレーム周期Ｆの同期信号を等しく４分割することで、時間幅１／４Ｆの４つのサブフレーム同期信号作成することができる。
【００１１】
臨界融合周波数（１／臨界融合周期）以下である映画のフレーム周波数（１／フレーム周期）である２４Ｈｚを４分割すると、時間的に等間隔に並んだサブフレームの周波数は９６Ｈｚとなる。
９６Ｈｚは臨界融合周波数以上となるので、その周波数での明滅によるフリッカーは感じられなくなる。なお、サブフレームの時間幅は必ずしも等間隔である必要はない。
表示データ選択ブロック１３は、前記サブフレーム生成ブロック１２で生成されたサブフレーム同期信号にあわせて、前記画像保持ブロック１０に記憶されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロック１１に記憶されている別表示データのどちらか一方を選択して、表示データとする。なお、表示データ選択ブロック１３における具体的な選択方法は、後述する実施の形態で説明する。
表示素子駆動信号生成ブロック１４は、前記サブフレーム同期信号にあわせて表示素子を駆動するための駆動信号を生成する。
画像表示光発生ブロック１５は、表示素子を用いて前記駆動信号により表示データを画像表示光として発生させる。
表示素子は、自発光型、非自発光型どちらでもかまわないが、非自発光型の表示素子を用いる場合は、別の光源からの光を表示素子により透過または反射して画像表示光とする。
【００１２】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態の動画像表示装置の第１の表示方法を説明するための図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）に示す低コマ数の動画像信号による画像表示光は、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、臨界融合周期以下の１Ｆ周期の明滅となり、観察者１６はフリッカーを感じる。なお、図３（ｃ）は、ＣＲＴのようなインパルス的発光による表示素子を用いた場合、図３（ｄ）は、ホールド型表示素子を用いて、発光の後半を消灯するという既存の動きボケ対策をした場合の表示光の明滅を示している。
動きボケ対策をせずにホールド型表示素子を用いれば、図３（ｅ）に示すような連続光となり、観察者１６はフリッカーを感じないが、発光時間ｔが長くなるため、ｗ＝ｖｔで定まる動きボケが大きくなる。なお、ｗはボケの量、ｖは被写体の動く速度、ｔは発光時間である。
本実施の形態の表示方法では、前述の動画像表示装置の別表示データ作成・保持ブロック１１において、別表示データとして、画素値０の表示データをＲＯＭ等の上に保持しておくか、あるいは、表示素子駆動信号としてのブランキング信号パターンを保持しておき、サブフレーム同期信号にあわせて、画像信号・別表示データを交互に選択・表示する。
【００１３】
本実施の形態の表示方法では、前述の実施の形態１のように、フレーム周期Ｆの同期信号を、１／４Ｆのサブフレームに分割し、図３（ｆ）に示すようなサブフレーム同期信号を作成する。
そして、図３（ｇ）に示すように、表示データ選択ブロック１３において、奇数番目（または、偶数番目）のサブフレームには、画像保持ブロック１０に記憶されている画像データを選択し、偶数番目（または、奇数番目）のサブフレームには、画素値０、もしくはブランク信号を供給し、これにより、偶数番目のサブフレームは、画像を表示しないサブフレームとする。
なお、本実施の形態の表示方法において、表示データ選択ブロック１３は、サブフレーム同期信号が入力される毎に、前記画像保持ブロック１０に記憶されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロック１１に記憶されている別表示データを交互に選択するように構成される。
その時の発光は、図３（ｈ）に示すように、半分の周期の明滅となり、観察者１６はフリッカーを感じにくくなる。
例えば、映画のようにＦ＝１／２４（ｓ）とすると、Ｆ／２＝１／４８（ｓ）の明滅となり、ダブルシャッタの映写機と同様の表示効果をえることになり、映画館のような暗い室内であればフリッカーを感じにくくなる。
動きボケの点からも、図３（ｉ）に示すように、発光期間が短くなるので小さくすることができる。
【００１４】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態の動画像表示装置における別表示データ作成・保持ブロック１１の一例を説明するための図である。
本実施の形態の表示方法では、前述の動画像表示装置の別表示データ作成・保持ブロック１１において、画像データ内の画素値によって一意に決まる値を求め、レジスタ等に保持しておき、サブフレーム同期信号にあわせて、画像信号・別表示データを交互に選択・表示する。
例えば、図４に示すように、画像データ内の各画素の輝度レベル値を、加算器３１で加算し、この値をレジスタ３２に保持することにより、画像データ内の全画素の輝度レベル値を加算し、この値を割算器３４でレジスタ３３に保持している総画素数で割ることにより、画像データの平均輝度レベルを求めることができる。
その輝度レベル値の単色画面を別表示データとしたり、または、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３５をその輝度レベル値で参照し、対応する単色画面を別表示データとして、サブフレーム同期信号にあわせて、画像信号・別表示データを交互に選択・表示する。なお、ルックアップテーブル３５の一例を図５に示す。
【００１５】
図６は、本発明の実施の形態の動画像表示装置の第２の表示方法を説明するための図である。
例えば、フレーム周期Ｆの低コマ数動画像信号が、図６（ａ）に示すように、丸い灰色の玉が弧を措いて動き、そのとき背景がだんだん暗くなっていくような動画像信号であると仮定する。
ホールド型表示素子と既存の動きボケ対策を用いた場合、図６（ｂ）に示すように、黒画面が入り周期Ｆの明滅となり、観察者１６はフリッカーを感じる。
前述の実施の形態２の表示方法によれば、図６（ｃ）に示すように、図３（ｂ）の半分の周期の明滅となり、観察者１６がフリッカーを感じにくい領域での明滅となる。
さらに、本実施の形態の表示方法では、図６（ｄ）に示すように、フレーム（Ａ１）に続く別データ表示時には、フレーム（Ａ１）の画像データ内の平均輝度レベルに応じたグレー単色画面を表示する。
これにより、本実施の形態の表示方法では、画像表示時と別データ表示時の画面全体での輝度差がなくなり、観察者１６がよりフリッカーを感じなくなる。
なお、本実施の形態の表示方法において、表示データ選択ブロック１３は、前述の実施の形態２と同様な方法で構成することができる。
【００１６】
なお、本実施の形態の方法では、画像データ内の画素値によって一意に決まる値として、平均の輝度レベル値とした白黒単色画面を別表示データとして挿入する場合について説明したが、色相も考慮したカラー単色画面を別表示データとして挿入してもよい。
また、本実施の形態の表示方法では、そのフレームの画像データの画素値のみによって別表示データを決定したが、そのフレームだけでなく、前または後のフレームの画像データの画素値から別表示データの値を決定してもよい。
例えば、サブフレーム（ＳｕｂＡ２−２）、およびサブフレーム（ＳｕｂＡ３−２）は、それぞれフレーム（Ａ２）、フレーム（Ａ３）の画像表示データを表示する間に存在するので、それぞれフレーム（Ａ２）、フレーム（Ａ３）から別表示データの値を求めるが、サブフレーム（ＳｕｂＡ２−４）は、フレーム（Ａ２）とフレーム（Ａ３）の両方の画像表示データを表示する間に存在するので、フレーム（Ａ２）、フレーム（Ａ３）の両方の画素値を用いて別表示データの値を求めてもよい。
また、非自発光型の表示素子を用いる場合は、別表示データを表示する際の光源からの光の強度を画像データの平均輝度レベルに応じて変化させて、グレー単色画面の表示光としてもよい。
【００１７】
［実施の形態４］
図７は、本発明の実施の形態の動画像表示装置の第３の表示方法を説明するための図である。
本実施の形態の表示方法では、動画像表示装置の別表示データ作成・保持ブロック１１において、そのフレームの画像データと、その前または後のフレームの画素値を用いて、例えば、ＭＰＥＧ等で用いられているような動き推定を行い、画像データとしては存在しない、サブフレーム表示時点の補間データを作成し、それを別の表示データとして表示する。
図７（ａ）は、入力となる低コマ数動画像信号の３フレーム分の画像データである。
フレーム周期Ｆを４等分してサブフレームとした場合、ＳｕｂＡ１−２、ＳｕｂＡ１−３、ＳｕｂＡ１−４、ＳｕｂＡ２−２、ＳｕｂＡ２−３、ＳｕｂＡ２−４、ＳｕｂＡ３−２、ＳｕｂＡ３−３、およびＳｕｂＡ３−４のサブフレームを、別のデータを表示するサブフレームとして、図７（ｂ）に示すような各サブフレーム表示時点の補間データを求め表示する。
なお、本実施の形態の表示方法において、表示データ選択ブロック１３は、４個のサブフレーム同期信号（図７のＳｕｂＡ１−１、ＳｕｂＡ２−１、ＳｕｂＡ３−１のサブフレームを表すサブフレーム同期信号）毎に画像データを選択し、それ以外のサブフレームに別表示データを選択するように構成される。
選択方法は、例えば、サブフレーム同期信号（サブフレーム周期のパルス）をカウントし、その値を４で割った乗余を見て、例えば、乗余が「１」のときは画像データを選択し、それ以外のときは別表示データを選択する。
【００１８】
補間データを求める時間は、各サブフレームが表示されるまでの間に限られるため、サブフレームの数が増すと、それだけ短時間に補間データを求めなければならず大きな計算能力を必要とする。
その場合、図７（ｃ）に示すように、前述の実施の形態３で説明したような方法で求めた単色の別表示データを、サブフレーム（ＳｕｂＡ１−２，ＳｕｂＡ１−４，ＳｕｂＡ２−２，ＳｕｂＡ２−４，ＳｕｂＡ３−２，ＳｕｂＡ３−４）に挿入することで、補間データを求めて表示するサブフレームの数を減少させ、小さな計算能力（この例では、３分の１の計算能力）で済ませることができる。
図７（ｃ）の場合、実際の補間データが表示されるサブフレームの数は減るが、人の視覚は補間データが表示されない、ＳｕｂＡ１−２、ＳｕｂＡ１−４、ＳｕｂＡ２−２、ＳｕｂＡ２−４、ＳｕｂＡ３−２、およびＳｕｂＡ３−４のサブフレームでは、仮現運動によりあたかも補間データがあるように滑らかな動きを知覚することができる。
【００１９】
［実施の形態５］
図８は、本発明の実施の形態の動画像表示装置の第４の表示方法を説明するための図である。
これまでの実施の形態の表示方法は、フレーム周期を４等分したサブフレームを用いて別データを表示する際の説明であったが、本実施の形態の表示方法では３等分したサブフレームを用いる場合について示す。
フレーム周波数が２４Ｈｚの場合、それを３等分して作ったサブフレームの周波数は７２Ｈｚとなる。
３つのサブフレームにおいて、図８（ｂ）に示すように、各フレームの偶数番目のサブフレームのみ別画像を表示すると、別データの表示周波数は２４Ｈｚとなり、前述の実施の形態２の表示方法のように、別表示として０またはブランクを用いた場合、それによるフリッカーが発生する。
そこで、本実施の形態の表示方法では、図８（ｃ）に示すように、奇数フレームにおいては、偶数番目に別データ表示をし、偶数フレームにおいては、奇数番目に別データ表示をするようにする。
【００２０】
このように表示することで、別データの表示周波数も、画像データの表示周波数も４８Ｈｚとすることができ、フリッカーを感じにくい領域での明滅とすることができる。
なお、本実施の形態の表示方法において、表示データ選択ブロック１３は、奇数番目のフレーム周期同期信号の場合に、奇数番目のサブフレーム同期信号が入力された時に画像データを選択し、偶数番目のサブフレーム同期信号が入力された時に別表示データを選択し、偶数番目のフレーム周期同期信号の場合に、偶数番目のサブフレーム同期信号が入力された時に画像データを選択し、奇数番目のサブフレーム同期信号が入力された時に別表示データを選択するように構成される。
また、別の選択方法として、奇数フレームなのか偶数フレームなのかを判別せずに、サブフレーム同期信号の奇数番目／偶数番目を見て選択する方法もある。
例えば、サブフレーム同期信号（サブフレーム周期のパルス）をカウントし、奇数番目のサブフレーム（ＳｕｂＡ１−１，ＳｕｂＡ１−３，ＳｕｂＡ２−２，ＳｕｂＡ３−１，ＳｕｂＡ３−３，ＳｕｂＡ４−２）は画像データを、偶数番目のサブフレーム（ＳｕｂＡ１−２，ＳｕｂＡ２−１，ＳｕｂＡ２−３，ＳｕｂＡ３−２，ＳｕｂＡ４−１，ＳｕｂＡ４−３）は別表示データを表示するという選択方法である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範図において種々変更可能であることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、低コマ数の動画像を表示する際に、動きによるボケを低減し、画像表示特性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の動画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の動画像表示装置におけるサブフレームの作成方法の一例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態の動画像表示装置の第１の表示方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態の動画像表示装置における別表示データ作成・保持ブロックの一例を説明するための図である。
【図５】図４に示すルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の動画像表示装置の第２の表示方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態の動画像表示装置の第３の表示方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の動画像表示装置の第４の表示方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…画像保持ブロック、１１…別表示データ作成・保持ブロック、１２…サブフレーム生成ブロック、１３…表示データ選択ブロック、１４…表示素子駆動信号生成ブロック、１５…画像表示光発生ブロック、１６…観察者、２１…ＰＬＬ回路、３１…加算器、３２，３３…レジスタ、３４…割算器、３５…ルックアップテーブル。

Claims (2)

1. 入力される画像信号から１フレーム分以上の画像データを１フレーム周期以上保持する画像保持ブロックと、
   前記画像データとは異なる別表示データを作成・保持する別表示データ作成・保持ブロックと、
   フレーム周期を分割して複数のサブフレームを生成するサブフレーム生成ブロックと、
   前記画像保持ブロックに保持されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロックに保持されている別表示データのどちらか一方を表示データとして、前記サブフレーム毎に選択する表示データ選択ブロックと、
   前記サブフレーム毎に表示素子を駆動するための信号を生成する表示素子駆動信号生成ブロックと、
   前記表示素子駆動信号生成ブロックで生成された駆動信号に基づき、前記表示データ選択ブロックで選択された表示データを用いて画像表示光を発生させる画像表示光発生ブロックとを備え、
   前記別表示データ作成・保持ブロックは、フレームの画像データ内の全画素の画素値を加算する第１の手段と、
   前記第１の手段で加算された値を全画素数で割算する第２の手段と、
   前記第２の手段で求められた画素値の表示データを作成する第３の手段とを備えることを特徴とする動画像表示装置。
2. 入力される画像信号から１フレーム分以上の画像データを１フレーム周期以上保持する画像保持ブロックと、
   前記画像データとは異なる別表示データを作成・保持する別表示データ作成・保持ブロックと、
   フレーム周期を分割して複数のサブフレームを生成するサブフレーム生成ブロックと、
   前記画像保持ブロックに保持されている画像データ、あるいは、前記別表示データ作成・保持ブロックに保持されている別表示データのどちらか一方を表示データとして、前記サブフレーム毎に選択する表示データ選択ブロックと、
   前記サブフレーム毎に表示素子を駆動するための信号を生成する表示素子駆動信号生成ブロックと、
   前記表示素子駆動信号生成ブロックで生成された駆動信号に基づき、前記表示データ選択ブロックで選択された表示データを用いて画像表示光を発生させる画像表示光発生ブロックとを備え、
   前記別表示データ作成・保持ブロックは、各参照画素値毎に表示データの画素値を記憶するテーブルと、
   フレームの画像データ内の全画素の画素値を加算する第１の手段と、
   前記第１の手段で加算された値を全画素数で割算する第２の手段と、
   前記第２の手段で求められた画素値を参照画素値として、前記テーブルを検索し、当該参照画素値により決定される画素値の表示データを作成する第３の手段とを備えることを特徴とする動画像表示装置。

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