JP4384126B2

JP4384126B2 - 液晶表示方法

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Publication number: JP4384126B2
Application number: JP2006045093A
Authority: JP
Inventors: 場雅裕馬; 村治彦奥
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP2006251793A

Description

本発明は、液晶表示方法に係わり、特に液晶表示装置に輝度情報、色差情報からなる動画をソフトウェアによるリアルタイム処理が可能となる簡単な処理により高品質に表示する方法に関する。

近年、液晶ディスプレイは、パソコン用モニタ、ノートパソコン、テレビといった広い分野にわたって普及してきており、それに伴い、液晶ディスプレイで動画を見る機会が非常に増えてきている。しかし、液晶ディスプレイは、液晶の応答速度が十分に速くはないために、動画を表示した際にボケや残像のような画質劣化が生じる。一般に、液晶ディスプレイのリフレッシュレートは、６０Ｈｚであるため、動画表示に対応するために１６．７ｍｓ以下の応答速度が目標とされている。しかし、最近の液晶ディスプレイは、２値（２５６階調表示の液晶ディスプレイでは、０階調から２５５階調もしくは、２５５階調から０階調）の応答速度が１６．７ｍｓ以下となっているが、中間調間の応答速度が、１６．７ｍｓ以上である。

一般の動画は、中間調間の応答が非常に多く含まれているため、中間調間の応答速度が十分ではないという問題は、動画の画質劣化を招き、更なる応答速度の改善が必要である。

この液晶ディスプレイの応答速度を速くするために、応答速度の速い新規の液晶材料の開発、従来の液晶材料を用いた液晶ディスプレイの駆動方法の改良等が行われている。新規の液晶材料としては、スメクチック系の強誘電性液晶、反強誘電性液晶等の開発が行われているが、液晶材料の自発分極の影響による焼き付きの問題、圧力等により液晶の配向状態が破壊されやすい等、解決すべき課題は多い。

一方、従来の液晶材料を用いた液晶ディスプレイの駆動方法を改良することにより、液晶ディスプレイの応答速度を改善する手法の開発としては、液晶ディスプレイに表示されている階調が変化する際の書き込み階調に必要に応じて所定の階調を加算した階調を液晶ディスプレイに書き込む方法（例えば、非特許文献１参照）がある。この方法の動作の概略を以下に示す。

予め、液晶ディスプレイの階調間の応答を測定し、１フレーム後（一般に１６．７ｍｓ後）に到達する階調を求める。この結果より、１フレーム後にある階調からある階調に変化させるために必要となる書き込み階調が求まり、これを２次元の配列データとして記憶させておく。すなわち、液晶ディスプレイが２５６階調である場合、全階調間のデータを記憶するためには、２５６×２５６の配列データが必要となる。液晶ディスプレイに入力された映像情報は、各画素の赤、緑、青のサブ画素毎に、どの階調からどの階調に変化するかを調べ、１フレーム後に応答が完了するための書き込み階調を強調映像情報として、上記配列データを参照して決定する。つまり、映像情報がＬ_０からＬ_１に変化する場合、Ｌ_１階調を液晶ディスプレイに書き込むのではなく、１フレーム後にＬ_１階調に到達できるＬ_１’階調を、配列データから参照し、液晶ディスプレイに書き込む。この方法を用いることにより、全階調から０階調及び、全階調から２５５階調（２５６階調の液晶ディスプレイの場合）への応答が１フレーム以内に完了する液晶ディスプレイであれば、ほぼ全階調間の応答を１フレーム以内に完了することが可能となる。

上記従来の駆動方法を実現する具体的なシステム構成を図１２に示す。入力映像情報は、フレームメモリ部により１フレーム期間遅延された映像情報とともにゲートアレイに入力される。ゲートアレイでは、入力映像情報及び１フレーム期間遅延された映像情報に基づき、上記の配列データを記憶している配列データ保持部のどのデータを参照するかを示すアドレス情報を配列データ保持部に出力する。配列データ保持部は、入力されたアドレス情報に基づき、記憶されている配列データをゲートアレイに出力する。ゲートアレイは、入力された配列データを強調映像情報として液晶表示装置に出力し、液晶表示装置に映像が表示される。
２００１ＳＩＤＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ／ＶｏｌｕｍｅＸＸＸＩＩ／ＩＳＳＮ−０００１−９６６ＸＰ．４８８

しかし、上記のような方法の場合、入力映像情報が三原色映像情報であればよいが、入力映像情報が輝度情報及び色差情報よりなる映像情報である場合、処理が複雑になるもしくは、配列データ数を大幅に増やす必要がでてくる。入力映像情報が輝度情報及び色差情報の場合、上記方法では、各画素の書き込み階調を求めるために、一旦、三原色映像情報に変換して、サブ画素毎の階調の変化を調べる必要がある。輝度情報及び色差情報から三原色映像情報への変換処理は、比較的負荷の高い処理であるため、ソフトウェアでリアルタイムに行うのは困難である。また、輝度情報及び色差情報をそのまま用いる場合は、輝度情報及び色差情報の組み合わせに応じた配列データが必要になるため、例えば１つの輝度情報と２つの色差情報により入力映像情報が構成されている場合、２５６^３×２５６^３の２次元の配列データが必要になる。配列データが大きくなれば、それに伴い配列データを保存するメモリも大きくする必要があり、コスト的に問題となる。また、配列データを参照する方式をソフトウェアで処理する場合、配列データはパソコンのメインメモリ等に保持されることになるが、メインメモリへのランダムアクセスは負荷の大きい処理であるため、入力映像情報をリアルタイムに表示することが困難となる。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、輝度情報及び色差情報から構成される入力映像情報を、ソフトウェアによるリアルタイム処理が可能なほど、処理数を軽減し、高品質な動画を液晶ディスプレイに表示する方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様による液晶表示方法は、液晶表示装置の表示領域の一部である映像表示領域に表示される、輝度情報（Ｙ）および色差情報（Ｕ、Ｖ）を有する入力映像情報を入力し、前記入力映像情報の前記輝度情報から、前記入力映像情報を１フレーム遅延させて得られる遅延輝度情報を引いて輝度差分情報を求め、前記入力映像情報の前記色差情報から、前記入力映像情報を１フレーム遅延させて得られる遅延色差情報を引いて色差差分情報を求め、前記輝度差分情報と前記色差差分情報とに強調補正係数を乗じ、前記強調補正係数を乗じた前記輝度差分情報に前記遅延輝度情報を加算するとともに、前記強調補正係数を乗じた前記色差差分情報に前記遅延色差情報を加算して、強調された映像情報である強調映像情報（Ｙα、Ｕα、Ｖα）を求め、前記強調映像情報（Ｙα、Ｕα、Ｖα）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報である強調階調情報（Ｒα、Ｇα、Ｂα）に変換し、前記強調階調情報に基づいて前記液晶表示装置の前記映像表示領域の表示を行う、ことを特徴とする。

なお、前記強調補正係数は、前記入力映像情報に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々から前記入力映像情報を１フレーム遅延させた遅延映像情報の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々を引いた差分階調情報に前記強調補正係数を乗じ、前記強調補正係数が乗じられた前記差分階調情報の各々に前記遅延映像情報の前記赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々を加算すると前記強調階調情報（Ｒα、Ｇα、Ｂα）になる性質を有していてもよい。

なお、前記強調補正係数は、到達階調から初期階調を引いた少なくとも２つ以上の階調差分と、１フレーム期間後に前記液晶表示装置の階調が前記初期階調から前記到達階調へ到達するために必要となる前記液晶表示装置への書き込み階調である強調階調から、前記初期階調を引いた少なくとも２つ以上の強調階調差分情報との関係から求めてもよい。

本発明によれば、ソフトウェアでリアルタイムでの処理が可能なほど簡単な処理により、液晶ディスプレイの応答特性によるボケの無い、高品質な動画を液晶ディスプレイの表示することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に本発明の第１の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す。第１の実施形態の液晶表示方法を実施する実施装置は、１フレームの入力映像情報を保持できるフレームメモリ部２と、強調係数乗算部４と、階調情報変換部６と、液晶表示装置８とを備えている。

以下に第１の実施形態による液晶表示方法の具体的な動作を説明する。輝度情報及び色差情報より構成される入力映像信号は、フレームメモリ部２及び強調係数乗算部４に入力される。入力映像情報としては、輝度情報及び色差情報から構成される映像情報であればどのようなものでもよいが、本実施形態では、１つの輝度情報（Ｙ）及び２つを１対とする色差情報（Ｕ、Ｖ）により構成されるＭＰＥＧ２（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ２）のデコード結果を入力映像情報とする。

ＭＰＥＧ２のデコード結果は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブ画素により構成される１画素の情報を１つの輝度情報及び１対の色差情報により表示を行うが、色差情報に関しては、更に隣接する画素の情報を１つにまとめて伝送する方法が取られる。例えば、４画素の輝度情報に対し1対の色差情報を伝送する方式等がある。つまり、輝度情報に対して色差情報の解像度（画素数）が画面の垂直方向及び水平方向それぞれ１／２になっている。これは、人間の色に対する空間周波数特性と輝度に対する空間周波数特性を比較すると、色に対する空間周波数特性の方が、高周波領域における感度低下が大きいため、上記のように色情報の解像度を低下させることが可能となり、伝送する情報量を減らすことが可能となる。ただし、本実施形態では、説明を簡単にするために、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブ画素から構成される１つの画素は、１つの輝度情報（Ｙ）と２つの色差情報（Ｕ、Ｖ）により伝送されているものとする。

強調係数乗算部４は、入力映像情報とフレームメモリ部２に保持されて１フレーム期間遅延された映像情報から強調映像情報を以下の式により算出する。

ここで、（Ｙ_０、Ｕ_０、Ｖ_０）は１フレーム期間遅延された映像情報、（Ｙ_１、Ｕ_１、Ｖ_１）は入力映像情報、（Ｙ_α、Ｕ_α、Ｖ_α）は強調映像情報、αは強調補正係数を示している。強調補正係数αは、液晶表示装置８の応答速度により決定される値であり、以下の方法により導出される。

図２（ａ）、（ｂ）に初期階調Ｌ_０の液晶表示装置８のある画素に書き込み階調Ｌ_１の映像信号が書き込まれた際の、液晶表示装置８の応答の様子を示す。液晶表示装置８のリフレッシュレートを６０Ｈｚとすると、液晶表示装置８に動画を表示する際に残像の無い表示を行うためには１６．７ｍｓ以内に階調Ｌ_０から階調Ｌ_１に変化する必要がある。しかし、一般に液晶表示装置の中間調間の応答は非常に遅く、Ｌ_０及びＬ_１が中間調であった場合、１６．７ｍｓ後には液晶ディスプレイの応答は図２（ａ）に示すように完了していない。そこで図２（ｂ）に示すように１６．７ｍｓ後に階調Ｌ_０から階調Ｌ_１に到達するように強調階調Ｌ_αを決定する。この操作を全階調間の応答について行うことにより、ある階調からある階調に液晶表示装置が変化する際に、どの階調を書き込むことにより１フレーム後に所望の階調に到達できるかがわかる。ただし、Ｌ_αは０から液晶表示装置の最大階調（例えば２５６階調の液晶表示装置ならば、２５５）の値の範囲であるため、Ｌ_αを書き込んでもＬ_１に到達できない場合があるが、このときＬ_αは、液晶表示装置の最大階調（例えば２５６階調の液晶表示装置ならば、２５５）もしくは最小階調（０）とする。つまり、Ｌ_０が１００、Ｌ_１が２２０のときに、２５５を書き込んでも２００までしか応答できない場合は、Ｌ_αを２５５とする。逆にＬ_０が２００、Ｌ_１が３０で、０を書き込んでも５０までしか応答できない場合は、Ｌ_αを０とする。

Ｌ_０、Ｌ_１、Ｌ_αの関係を図３に示す。図３は、横軸をＬ_１−Ｌ_０、縦軸をＬ_α−Ｌ_０としてプロットした場合の図である。この図３は、Ｌ_０が０、６３、１２７、１９１、２５５の場合について示している。図３より、Ｌ_α−Ｌ_０とＬ_１−Ｌ_０の関係はほぼ直線で近似できることがわかる。この場合、近似直線の傾きは、約１．４となる。近似直線は、Ｌ_α−Ｌ_０とＬ_１−Ｌ_０の関係から最小二乗法等を用いることで算出することができる。このときの傾き値を強調補正係数αとする。この関係より、Ｒ、Ｇ、Ｂに関する３つのサブ画素の階調情報が（Ｒ_０、Ｇ_０、Ｂ_０）から（Ｒ_１、Ｇ_１、Ｂ_１）に変化する場合に１フレーム後（１６．７ｍｓ後）に（Ｒ_１、Ｇ_１、Ｂ_１）に到達するために必要となる強調階調（Ｒ_α、Ｇ_α、Ｂ_α）は、（２）式のように求めることができる。

また、１つの輝度情報及び２つの色差情報から構成される映像情報（Ｙ、Ｕ、Ｖ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブ画素から構成される１つの画素の階調情報（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をマトリックス変換することにより求めることが可能である。このマトリックス変換を、次の（３）式に示す。

なお、（３）式のマトリックス変換の成分（係数）は一例であり、その他の異なるマトリックス係数でも構わない。また、同様に、（Ｙ、Ｕ、Ｖ）から（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の変換もマトリックス変換で表すことが可能であり、次の（４）式のように表される。

（２）、（３）、（４）式より、（Ｙ_０、Ｕ_０、Ｖ_０）から（Ｙ_１、Ｕ_１、Ｖ_１）に映像情報が変化する場合の強調映像情報（Ｙ_α、Ｕ_α、Ｖ_α）は、以下の式により求めることができる。

ここで、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から（Ｙ、Ｕ、Ｖ）への変換マトリックスと、（Ｙ、Ｕ、Ｖ）から（Ｒ、Ｇ、Ｂ）への変換マトリックスの積は、単位マトリックスであるため、最終的に（１）式の関係が求められる。

（１）式により求められた強調映像情報（Ｙ_α、Ｕ_α、Ｖ_α）は、階調情報変換部６に入力され、強調階調情報（Ｒ_Ｗ、Ｇ_Ｗ、Ｂ_Ｗ）に変換される。上記の操作を入力映像情報の１フレームに表示される画像の各画素について行うことにより、１フレームの強調階調情報が求められる。そして、液晶表示装置８に１フレームの強調階調情報が入力され、画像が表示される。

なお、（１）式より（Ｙ_α、Ｕ_α、Ｖ_α）を求めた際に、（Ｙ_α、Ｕ_α、Ｖ_α）が異常値、すなわち、（Ｒ_α、Ｇ_α、Ｂ_α）に変換した際に、いずれかの値が０未満もしくは液晶表示装置８の最大階調を上回る値になる場合があるが、これらは、強調階調情報に変換する際に異常値として正常値の範囲にまるめるか、もしくは予め取り得る（Ｙ、Ｕ、Ｖ）の範囲を決めておき、その範囲を超える場合に、強調係数乗算部４で正常値の（Ｙ、Ｕ、Ｖ）のデータに変換すればよい。

また、強調係数αの算出方法であるが、前記のように、Ｌ_α−Ｌ_０、Ｌ_１−Ｌ_０の関係全てから最小二乗法等により求めてもよいが、前記関係のうち、Ｌ_αを書き込んでもＬ_１に到達できない場合（つまり、Ｌ_αが２５５もしくは０でもＬ_１に到達できない場合）を除いて、最小二乗法等により求める方法でもよい。これは、近似直線よりＬ_αの値を求めた際に、前記のような場合は、Ｌ_αが２５６以上、もしくは０未満になり、これらのＬ_αの値は、異常値としてソフトウェアもしくはハードウェア的に正常値に変換されるためである。

次に、第１の実施形態の液晶表示方法を実施する実施装置の具体的なシステム構成を図４に示す。この図４に示す実施装置は、液晶ディスプレイを搭載したノートパソコンのＭＰＥＧ２ビデオソフトウェアデコーダに上記強調係数乗算部４を加えた構成となっている。すなわち、上記実施装置は、ＭＰＥＧ２映像情報を復号化するＭＰＥＧ２ビデオデコーダ部１１と、強調係数乗算部４と、メモリ部２１と、階調情報変換部６と、液晶表示装置８とを備えている。そして、ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ部１１および強調係数乗算部４はソフトウェア１０により構成され、メモリ部２１、階調情報変換部６、および液晶表示装置８はハードウェア２０により構成されている。

次に、図４に示す装置の動作を説明する。ＭＰＥＧ２映像情報は、ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ部１１により輝度情報及び２つの色差情報に復号化され、メモリ部２１及び強調係数乗算部４に入力される。メモリ部２１では、図１に示すフレームメモリ部２と同様に１フレーム分の映像情報を１フレーム期間保持することにより、１フレーム期間遅延された映像情報を強調係数乗算部４に出力する。メモリ部２１は、ノートパソコンに搭載されているメインメモリやビデオ処理部の構成要素であるビデオメモリ等、映像情報を保持できるものであれば何でも良い。

強調係数乗算部４は、入力された映像情報及びメモリ部２１により１フレーム期間遅延された映像情報に基づき、（１）式に示す処理を行い、１フレームの各画素の映像情報について、強調映像情報として輝度強調情報及び２つの色差強調情報を出力する。なお、強調補正係数αは、搭載される液晶ディスプレイの応答特性に基づき予め決定された値を用いるが、概ね１から２の範囲である。これは、図５に示すように横軸に、液晶ディスプレイの最遅応答速度−１６．７（１フレーム期間）、縦軸に強調係数αを取り、横軸が０の場合に強調係数が１を取るように近似直線を求めた場合に、近似直線の関係式が（追加式）のようになることから得られる。

α＝０．００４９×（最遅応答速度［ｍｓ］−１６．７）＋１

横軸が０の場合に強調係数が１になるようにしたのは、横軸が０、すなわち最遅応答速度が１６．７ｍｓの場合は、強調を行う必要がなくなるためである。現状の液晶ディスプレイの最遅応答速度は、概ね２００ｍｓ以下であるため、上記の関係式より強調係数αは、最大でも２程度となる。

輝度強調情報及び２つの色差強調情報は、ビデオ処理部の構成要素である階調情報変換部６により、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの階調情報に変換され、液晶表示装置８に出力され、表示が行われる。

強調係数乗算部４で行われる処理は、１つの輝度情報及び２つの色差情報により構成される１画素の映像情報それぞれに対し１回の乗算、１回の減算及び１回の加算のみの処理であり、それほど負担の大きい処理ではない。更に（１）式の輝度情報及び色差情報のそれぞれに対する演算は、各々独立しているため、ノートパソコンに搭載されているＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）によりそれぞれを同時に、更には複数の画素について同時に処理することが可能であり、動画データをリアルタイムに処理することが十分に可能である。

なお、本実施形態ではソフトウェアによる構成例を示したが、処理の一部もしくは全てをハードウェアで構成しても構わない。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示方法は、動画データをソフトウェアによりリアルタイムに処理できるほど簡単な処理により、高品質な動画を液晶表示装置に表示することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による液晶表示方法を、図６を参照して説明する。本実施形態による液晶表示方法は、基本的に第１の実施形態と同様であるが、入力映像情報の隣接するフレーム間の各画素の輝度情報差分値及び色差情報差分値の絶対値の全てが所定の値より小さい場合にその画素の強調補正係数αを１以下の値にすることを特徴とする。

図６に本実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す。この実施形態の液晶表示方法を実施する実施装置は、基本的には第１の実施形態を実施する実施装置において、各画素の輝度情報差分値及び色差情報差分値の絶対値の全てが所定の値より小さいかどうかの判断を行い、小さい場合にはその画素の強調補正係数αを１以下の値に変更する強調補正係数変更部３を新たに追加した構成となっている。

次に、本実施形態による液晶表示方法の動作を説明する。入力された輝度情報（Ｙ）及び色差情報（Ｕ、Ｖ）より構成される映像情報は、フレームメモリ部２及び強調補正係数変更部３に入力される。フレームメモリ部２の動作は第１の実施形態と同様であり、入力映像情報を１フレーム期間保持した後、１フレーム期間遅延した映像情報を出力する。

強調補正係数変更部３では、入力された各画素についての輝度情報及び色差情報について差分値の絶対値を演算し、その値が所定の値Ｌ_thより小さいかどうかの判断を行う。１画素の映像情報を構成する輝度情報差分値及び色差情報差分値の全てが所定の値Ｌ_thより小さいと判断された場合には、その画素についての強調係数αを１以下の値として変更し出力し、少なくとも１つが所定の値Ｌ_thより大きいと判断された場合には、第１の実施形態と同様の方法により求められた強調補正係数αを出力する。

強調補正係数変更部３から出力された強調補正係数αと入力映像情報の輝度情報及び色差情報は、強調係数乗算部４に入力され強調補正係数変更部３により決定された強調補正係数αを用いて（１）式に示す演算により輝度情報及び色差情報について強調映像情報を出力する。出力された強調映像情報は、第１の実施形態と同様に、階調情報変換部６に入力され強調階調情報に変換された後、液晶表示装置８に入力されて表示を行う。

上記処理を行うことにより、画素の映像情報の変化が小さい場合の強調量を小さくすることが可能となる。つまり、例えば入力映像情報のノイズが多い場合、全ての階調間について強調が行われた場合、ノイズ成分も強調されてノイズを視認しやすくなり画質劣化につながる。ノイズ成分は、信号振幅としてはそれほど大きくないため、そのノイズ分の増幅を上記処理により増幅しないようにすることが可能となり、ノイズによる画質劣化を防止することができる。上記所定の値Ｌ_thは入力映像情報のノイズの大きさ（振幅）により決定することが望ましいが、通常５から１０程度の値に設定すればよい。また、映像情報の差分絶対値が所定の値Ｌ_thより小さい場合の強調補正係数αは通常１とする、つまり強調を全く行わないという処理でよいが、特にノイズが大きい入力映像情報の場合は、強調補正係数αを１以下の値に設定することで、ノイズを減少させることが可能となる。

なお、本実施形態における液晶表示方法では、第１の実施形態に比べ、論理演算が１画素について、最大で３回増えるだけであり、論理演算に対する処理は通常比較的高速に処理が行えるため、十分に動画をリアルタイムに処理することが可能である。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示方法は、第１の実施形態と同様に、動画データをソフトウェアによりリアルタイムに処理できるほど簡単な処理により、高品質な動画を液晶表示装置に表示することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による液晶表示方法を、図７を参照して説明する。この実施形態による液晶表示方法は、基本的に第２の実施形態と同様であるが、入力映像情報の隣接するフレーム間のある画素の輝度情報差分値の絶対値が所定の値より小さい場合にその画素の強調補正係数αを１以下の値にすることを特徴とする。

本実施形態の液晶表示方法を実施する実施装置の構成を図７に示す。この第３の実施形態の液晶表示方法を実施する実施装置は、第２の実施形態を実施する実施装置と基本的な構成は同一である。しかし、第２実施形態に係る強調補正係数変更部３においては、輝度差分情報及び色差差分情報の全てが所定の値Ｌ_thより小さい場合に強調補正係数αを１以下の値と変更していたが、本実施形態に係る強調補正係数変更部３においては、輝度情報の差分値のみを判断の基準とし、色差情報の差分値は参照しない。これは、入力映像情報のノイズが特に視認されやすいのは、明るさ、すなわち輝度情報のノイズということに基づいており、そのため、輝度情報の差分値の絶対値のみを参照して強調補正係数αの変更を行っている。

この方法によれば、１画素について論理演算を１度行うだけの処理となり、第２の実施形態に比べ処理を軽減することが可能である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による液晶表示方法を、図８を参照して説明する。本実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置は、基本的に第１の実施形態に係る実施装置において、強調補正係数αをユーザーが任意に設定、変更可能なインターフェースを備えていることを特徴とする。

図８は、本実施形態の液晶表示方法を実施するノートパソコンのＭＰＥＧ２映像の再生ソフトのインターフェースを示す。ＭＰＥＧ２映像の再生ソフトのシステムは、図４に示す第１の実施形態と同様であるが、ユーザーがインターフェースを介して強調補正係数αを変更できる構成となっている。ＭＰＥＧ２のビデオ再生ソフトはノートパソコンのＯＳ（オペレーティングシステム）上で実行されており、本実施形態では、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８（米国マイクロソフト社登録商標）上で動作するものとした。ＯＳ及びＭＰＥＧ２のビデオ再生ソフトは、グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）によりユーザーが操作できるように構成されており、例えば、マウス等のポインティングデバイスによりＯＳ上のカーソルをユーザーが操作し、所定の操作を実行することができる。例えば、ＭＰＥＧ２再生ソフトは、再生、停止、早送り等のボタンが表示されており、ユーザーがポインティングデバイスによりＯＳ上のカーソルを操作し、それぞれのボタンを選択することにより、ＭＰＥＧ２の映像情報に対し再生、停止、早送り等の処理を行うことができる。

この実施形態におけるＭＰＥＧ２の映像情報は、図９に示す実施装置によって行われる。この図９に示す実施装置は、図４に示す第１の実施形態において、強調係数乗算部４を強調係数乗算部４ａに置き換えた構成となっている。この強調係数乗算部４ａは、強調係数乗算部４において、強調補正係数αをユーザーが任意に設定、変更可能な機能を新たに追加した構成となっている。この図９に示す実施装置は、強調補正係数αがユーザーによって設定または変更されたときは、この設定または変更された強調補正係数αを用いて、そうでないときは搭載された液晶ディスプレイの応答特性に基づき予め決定された値を用いて、図４に示す実施装置と同様の処理が行われ、ＭＰＥＧ２ビデオ再生ソフトの映像表示領域に表示される。

本実施形態に係るＭＰＥＧ２ビデオ再生ソフトは、強調補正係数αを変更するための、例えばダイヤル状のＧＵＩが備えられており、ユーザーがカーソルを用いてそのダイヤルを回転させる操作を行うことにより、強調補正係数を変更することができる。なお、ダイヤル状のＧＵＩは一例であり、他には、スライダ状のＧＵＩでも構わないし、またノートパソコンに備えられているインターフェースデバイスであるキーボードにより直接強調補正係数を数値で入力する方法もある。本実施形態により、液晶ディスプレイの応答速度に基づいてあらかじめ決定されている強調補正係数αを調整することが可能となり、ユーザーが好みに応じて、強調補正係数αをより大きい値にすることにより、よりシャープに表示を行う等の調整を行うことが可能となる。

なお、本実施形態ではソフトウェアによる構成例を示したが、処理の一部もしくは全てをハードウェアで構成しても構わない。例えば、ハードウェアで構成した場合は、強調補正係数αをハードウェアで構成されたつまみ等により調整を行える構成とすればよい。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示方法は、ユーザーが好みに応じて動画の表示品質を可変にすることをソフトウェアによりリアルタイムに処理できるほど簡単な処理により行うことが可能となる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による液晶表示方法を説明する。本実施形態による液晶表示方法は、基本的に第１の実施形態と同様であるが、入力映像情報が撮像されたものか非撮像のものかに応じて強調補正係数αに撮像補正係数βを乗算して表示を行うことを特徴としている。

本実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を図１０に示す。この実施装置は、基本的な構成は図１に示す第１の実施形態に係る実施装置において、入力映像情報が撮像された映像情報か非撮像の映像情報かを示す撮像・非撮像情報により、撮像補正係数βを出力する撮像補正係数出力部１５を新たに設けるとともに、強調係数乗算部４を強調係数乗算部４ｂに置き換えた構成となっている。

ノートパソコン等、液晶ディスプレイを備えているパソコンでは、様々な映像情報が液晶ディスプレイに表示される。それらの映像情報は、大別すると撮像された映像情報（例えば映画）と非撮像の映像情報（例えばゲーム映像、ＣＧ映像）とに分けられる。撮像は、通常、ある一定期間（一般に１フレーム期間）にわたり被写体の情報を蓄積し記録するため、被写体が動いている場合、その動きに応じて被写体のエッジ等にボケが発生する。一方、ゲーム映像やＣＧ映像等は、１枚のフレーム画像をコンピュータにより作製しているため、上記のような撮像ボケは含まれない。撮像ボケを含む映像情報を液晶ディスプレイに表示する場合、強調補正係数αにより液晶ディスプレイの応答による動画のボケを改善できても、もともとの画像に撮像ボケが含まれているため、その分動画の画質が劣化する。例えば１００階調の背景画像上を２００階調の箱画像が横スクロールしている動画を表示した場合の模式図を図１１に示す。図１１は縦軸が階調、横軸が液晶ディスプレイの水平方向表示位置を示す。図１１（ａ）の状態で表示されている箱画像が右方向に横スクロールした場合、撮像ボケが無い場合には理想的には１フレーム後に図１１（ｂ）に示すように、箱画像が表示される。しかし、撮像ボケが含まれている場合には、図１１（ｃ）に示すように箱画像のエッジ部分には、背景画像の階調と箱画像の階調が平均化された撮像ボケが現れる。この画像に対し、強調補正係数αにより１フレーム後に液晶ディスプレイの応答が完了するような映像を表示しても、図１１（ｄ）に示すように、１フレーム後の表示画像は撮像ボケを含んだ画像となり、動画の画質が劣化する。そこで、図１１（ｅ）に示すように、更に強調を行った映像を表示することにより、１フレーム後の表示画像は、図１１（ｄ）に比べ撮像ボケを低減することができ、動画の画質を向上させることができる。

次に具体的な動作例を説明する。入力映像情報とフレームメモリ部により１フレーム期間遅延された映像情報は、第１の実施形態と同様に、強調係数乗算部４ｂに入力される。撮像補正係数出力部１５は、入力された撮像・非撮像情報に基づき入力映像情報が撮像された映像か、非撮像の映像かを判断し、撮像補正係数βを出力する。撮像補正係数βは、撮像された映像の撮像ボケの程度及び液晶ディスプレイの応答特性により様々な値を用いることができるが、通常１〜２の値をとる。本実施形態では、入力映像情報が撮像された映像情報の場合にβ＝１．５、非撮像の映像情報の場合にβ＝１とした。また、撮像・非撮像情報は、種々の情報より得ることが可能である。例えば、入力映像情報がＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）に記録されている映像であれば、映画等の撮像された映像情報と判断し、入力映像情報がゲーム映像であれば、非撮像の映像情報であると判断する。出力された撮像補正係数βは、強調係数乗算部４ｂに入力される。強調係数乗算部４ｂでは、あらかじめ定められた強調補正係数α及び入力された撮像補正係数βを用いて、（６）式の演算を行い、強調映像情報を出力する。

出力された強調映像情報は、第１の実施形態と同様に、階調情報変換部６によって強調階調情報に変換された後、液晶表示装置８に送られて液晶表示装置８に表示される。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示方法は、撮像による撮像ボケを含んだ動画においても、高品質な動画として液晶表示装置に表示することを、ソフトウェアによりリアルタイムに処理できるほど簡単な処理により行うことが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す図。第１の実施形態における液晶ディスプレイの応答の様子を示す図。第１の実施形態におけるＬ_０、Ｌ_１、Ｌ_αの関係を示す図。第１の実施形態による液晶表示方法を実施する具体的な一構成を示す図。搭載される液晶ディスプレイの応答特性に基づき決定される強調係数αの値が概ね１から２の範囲にあることを説明する図。本発明の第２の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す図。本発明の第３の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す図。本発明の第４の実施形態によるＭＰＥＧ２ビデオ再生ソフトのＧＵＩを示す図。本発明の第４の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す図。本発明の第５の実施形態による液晶表示方法を実施する実施装置の構成を示す図。第５の実施形態による液晶表示方法の効果を説明する図。従来技術の構成を示す図。

符号の説明

２フレームメモリ部
３強調補正係数変更部
４強調係数乗算部
４ａ強調係数乗算部
４ｂ強調係数乗算部
６階調情報変換部
８液晶表示装置
１０ソフトウェア
１１ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ部
２０ハードウェア
２１メモリ部（システムメモリまたはビデオメモリ）
３２フレームメモリ部
３４配列データ保持部
３６ゲートアレイ
３８液晶表示装置

Claims

液晶表示装置の表示領域の一部である映像表示領域に表示される、輝度情報（Ｙ）および色差情報（Ｕ、Ｖ）を有する入力映像情報を入力し、
前記入力映像情報の前記輝度情報から、前記入力映像情報を１フレーム遅延させて得られる遅延輝度情報を引いて輝度差分情報を求め、
前記入力映像情報の前記色差情報から、前記入力映像情報を１フレーム遅延させて得られる遅延色差情報を引いて色差差分情報を求め、
前記輝度差分情報と前記色差差分情報とに強調補正係数を乗じ、
前記強調補正係数を乗じた前記輝度差分情報に前記遅延輝度情報を加算するとともに、前記強調補正係数を乗じた前記色差差分情報に前記遅延色差情報を加算して、強調された映像情報である強調映像情報（Ｙα、Ｕα、Ｖα）を求め、
前記強調映像情報（Ｙα、Ｕα、Ｖα）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報である強調階調情報（Ｒα、Ｇα、Ｂα）に変換し、
前記強調階調情報に基づいて前記液晶表示装置の前記映像表示領域の表示を行う、
ことを特徴とする液晶表示方法。
前記強調補正係数は、前記入力映像情報に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々から前記入力映像情報を１フレーム遅延させた遅延映像情報の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々を引いた差分階調情報に前記強調補正係数を乗じ、前記強調補正係数が乗じられた前記差分階調情報の各々に前記遅延映像情報の前記赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に関する階調情報の各々を加算すると前記強調階調情報（Ｒα、Ｇα、Ｂα）になる性質を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示方法。
前記強調補正係数は、
到達階調から初期階調を引いた少なくとも２つ以上の階調差分と、
１フレーム期間後に前記液晶表示装置の階調が前記初期階調から前記到達階調へ到達するために必要となる前記液晶表示装置への書き込み階調である強調階調から、前記初期階調を引いた少なくとも２つ以上の強調階調差分情報との関係から求められる
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示方法。