JP4849304B2 - 表示制御装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は表示制御装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、動画像表示において履歴特性を持った表示装置、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）に画像を表示させる表示制御装置および方法、並びにプログラムに関する。

近年、LCDにおける液晶の応答の遅れによって生じる動画ボケをフィールドメモリを用いて補正する方法が各種提案されている。

従来の液晶表示装置は、ノイズを検出して、検出されたノイズによって映像信号を補正するようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。図１は、この液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

フィールドメモリ１には、階調データが入力され、フィールドメモリ１は、１フィールド前の階調データを出力する。

係数決定部３は、補正の度合をユーザに選択させ、このユーザにより選択された補正の度合に対応する、階調データ増加時および減少時の２つの係数データを演算部２に出力する。演算部２には、階調データとフィールドメモリ１の出力との差分値が入力され、演算部２は、この差分値に応じた補正値Ａを出力する。

ノイズ検出部４は入力映像信号のノイズ量を検出し、ノイズに応じた値を出力する。ノイズ検出部４は、ノイズのないときまたは非常に少ないとき、１を出力し、ノイズが非常に多いときは０に近い値を出力する。ノイズ検出部４から出力されたノイズに応じた値は、乗算器により、補正値Ａと乗算され、乗算の結果が補正値Ｂとして加算器に与えられる。補正値Ｂは、加算器により階調データと加算されて、加算された結果がオーバーフロー補正部５に供給される。

オーバーフロー補正部５は、補正量Ｂの加算によりオーバーフローが発生した場合、入力を補正して出力し、オーバーフローが発生しなかった場合、入力をそのまま出力する。駆動部６は、オーバーフロー補正部５の出力に基づいた印加電圧によって液晶パネル７を駆動する。液晶パネル７は、駆動部６の制御に基づいて画像を表示する。

特開２００４−２４６１１８号公報

しかしながら、従来の方法では、偶数フィールドと奇数フィールドの情報（画像）が異なる一般的なインターレース画像を表示する場合には、画面の垂直方向の解像度が劣化してしまう。

また、従来の方法では、適切な補正が行われないことがあった。

さらに、ブランキングのノイズを検出するようにした場合には、近年のデジタル機器においては、ブランキングや同期信号の部分は、ノイズのない信号に置き換えられることが多く、ノイズを検出できないことが多い。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画像をより正確に表示させることができるようにするものである。

本発明の一側面の表示制御装置は、履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する表示制御装置であって、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算する加算手段と、画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させる遅延手段と、画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算する減算手段と、画素毎に、減算の結果を非線形に補正する補正手段と、画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とする乗算手段とが設けられている。

前記履歴特性を持つ表示デバイスが現在のフレームと共に、入力値についてｋである割合で１つ前のフレームを表示するとした場合、前記乗算手段は、ｋ／（１＋ｋ）である前記定数を減算の結果に乗算して前記帰還値とするようにすることができる。

前記遅延手段および前記減算手段は、ノイズリダクション機能と兼用するようにすることができる。

画素値で示される輝度を前記入力値とするようにすることができる。

本発明の一側面の表示制御方法は、履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する表示制御方法であって、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算し、画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させ、画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算し、画素毎に、減算の結果を非線形に補正し、画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とするステップを含む。

本発明の一側面のプログラムは、履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する処理を、コンピュータに行わせるプログラムであって、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算し、画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させ、画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算し、画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、減算の結果を非線形に補正し、画素毎に、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とするステップをコンピュータに実行させる。

本発明の一側面においては、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とが加算され、画素毎の加算の結果が１フレーム分遅延させられ、画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値が減算され、画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値が乗算され、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値が乗算されることで、減算の結果が非線形に補正され、画素毎に、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数が乗算され前記帰還値とされる。

以上のように、本発明の一側面によれば、画像を表示させることができる。

また、本発明の一側面によれば、画像をより正確に表示させることができる。

図２は、本発明に係る表示制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図２で示される表示制御装置は、チューナモジュール１１、音声多重サラウンド処理部１２、選局マイクロコンピュータ１３、ビデオスイッチ１４、オンスクリーンディスプレイ処理部１５、音声出力部１６、３次元Ｙ／Ｃ分離部１７、γ補正部１８、表示用ドライバ１９、および表示用コントローラ２０を備える。表示制御装置は、スピーカ３１に音声を出力させ、履歴特性を持つ表示デバイスの一例であるLCD３２に画像を表示させる。

チューナモジュール１１は、選局マイクロコンピュータ１３の制御の基に、放送されている番組を受信して、受信した番組の音声を出力するための音声データを音声多重サラウンド処理部１２に供給すると共に、受信した番組の画像を表示するための画像信号をビデオスイッチ１４に供給する。

音声多重サラウンド処理部１２は、ドルビーデジタル（商標）またはDTS（商標）などの規格に基づき、多重化されている音声データを処理して、複数のチャンネルそれぞれの音声を出力させるための音声信号を音声出力部１６に供給する。

選局マイクロコンピュータ１３は、選択された放送局（チャンネル）の番組を受信させるようにチューナモジュール１１を制御する。

ビデオスイッチ１４は、チューナモジュール１１から供給された画像信号または図示せぬ外部の機器から供給された画像信号のいずれか一方を３次元Ｙ／Ｃ分離部１７に供給する。

オンスクリーンディスプレイ処理部１５は、番組表や画像の調整や音声の調整などをするための画面をLCD３２に表示させるための画像信号を生成し、生成した画像信号を３次元Ｙ／Ｃ分離部１７に供給する。

３次元Ｙ／Ｃ分離部１７は、ビデオスイッチ１４を介して供給された画像信号に３次元Ｙ／Ｃ分離の処理を適用して、画像信号を輝度の信号と色の信号とに分離する。また、３次元Ｙ／Ｃ分離部１７は、表示用コントローラ２０の制御に基づいて、オンスクリーンディスプレイ処理部１５から供給された画像信号と、ビデオスイッチ１４を介して供給された画像信号とを重畳して、重畳した画像信号をγ補正部１８に供給する。

γ補正部１８は、３次元Ｙ／Ｃ分離部１７から供給された、輝度の信号と色の信号とに分離されている画像信号にγ補正の処理を適用して、γ補正した画像信号を表示用ドライバ１９に供給する。

表示用ドライバ１９は、表示用コントローラ２０の制御の基に、γ補正部１８から供給された画像信号に応じた画像をLCD３２に表示させる。

リムーバブルメディア２１は、例えば、メモリーカードなどからなり、プログラムを記憶し、必要に応じて装着される。表示用コントローラ２０は、リムーバブルメディア２１からプログラムを読み出して、読み出したプログラムを表示用ドライブ１９に実行させる。

ここで、図３を参照して、LCD３２の応答の遅れについて説明する。

LCD３２が画像を表示するとき、LCD３２の液晶の分子は、入力された信号（液晶の分子に印加される電圧）によって変位させられる（液晶の分子の向きが変わる）。液晶を透過する光の方向（偏光の方向）は、液晶の分子の向きによって変わり、液晶の分子の向きが変わることによって、液晶を透過する光の量が変化する。

LCD３２の画面上の位置または時間によって透過する光の量が変化するので、LCD３２に画像が表示されることになる。

LCD３２の液晶の分子の向きは、入力された信号によって変わるが、信号が入力される前の状態にも影響を受ける。すなわち、LCD３２の液晶の分子の向きは、現在表示しているフレームより１つ前のフレームにおけるその液晶の分子の向きの影響を受けると言える。

言い換えれば、LCD３２により表示されるフレームには、LCD３２の応答の遅れにより、現在表示しているフレームより１つ前のフレームが混ざっているとも言える。

このLCD３２の応答の遅れをブロック線図で表すと、図３のようになる。図３において、入力Ｘは、LCD３２に入力される信号を示し、出力Ｙは、LCD３２により表示される画像を示す。

乗算回路４１は、LCD３２（表示パネル）によって決まる定数ｋ（１＞ｋ＞０）を入力Ｘに乗算し、その結果を遅延回路４２に供給する。遅延回路４２は、乗算回路４１から供給された信号を１フレームの期間だけ遅延させて、遅延させた信号を加算回路４３に供給する。加算回路４３は、入力Ｘおよび遅延回路４２から供給された信号を加算して、その結果を出力Ｙとして出力する。

すなわち、LCD３２の応答の遅れは、式（１）の等価式で示される。
Ｙ＝（１＋ｋＤ）Ｘ ・・・（１）
式（１）において、Ｄは、１フレーム分の遅延を示す。

式（１）からわかるように、LCD３２の応答の遅れによって、１フレーム前の画像、２フレーム前の画像、３フレーム前の画像・・・をノイズとして含む画像（現在のフレーム）がLCD３２に表示される。これは、１フレームの期間の逆数の周波数を基底とし、この整数倍の周波数において大きい成分からなるノイズを含む画像がLCD３２に表示されると言える。

式（１）で示される等価式に対応して、式（１）の（１＋ｋＤ）を打ち消すことを考えると、式（２）の等価式で示される補正回路を実現すればよい。
Ｘ＝Ｙ／（１＋ｋＤ） ・・・（２）

図４は、この補正回路のブロック線図である。補正回路は、加算器６１、遅延部６２、減算器６３、および乗算部６４を備える。

加算器６１は、入力Ｘと、乗算部６４から出力される、入力に帰還される値である帰還値とを加算し、加算した結果を出力ｙとする。遅延部６２は、出力ｙを１フレーム分遅延させて、遅延した出力ｙを減算器６３に供給する。減算器６３は、現在のフレームにおける出力ｙから、遅延の結果得られた１つの前のフレームにおける出力ｙを減算し、減算した結果を乗算部６４に供給する。乗算部６４は、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを、減算の結果に乗算して、その結果を帰還値として加算器６１に供給する。

補正回路の出力ｙは、式（３）で表される。
ｙ＝Ｘ＋ｊ（１−Ｄ）ｙ ・・・（３）

式（３）を、式（４）および式（５）のように展開することができる。
ｙ（１−ｊ（１−Ｄ））＝Ｘ ・・・（４）
ｙ＝Ｘ／（１−ｊ（１−Ｄ）） ・・・（５）

式（５）の両辺を（１−ｊ）で括ると、ｙは式（６）で近似できる。
ｙ＝Ｘ／（１−Ｄｊ／（１−ｊ）） ・・・（６）

式（２）の等価式で示される補正回路を実現するためには、式（７）とすればよい。
ｋ＝ｊ／（１−ｊ） ・・・（７）

式（７）は、式（８）、式（９）、および式（１０）のように変形することができる。
（１−ｊ）ｋ＝ｊ ・・・（８）
ｋ＝ｊ（１＋ｋ） ・・・（９）
ｊ＝ｋ／（１＋ｋ） ・・・（１０）

式（１０）で示されるように定数ｊをｋ／（１＋ｋ）と等しい値とすれば、理想的な補正回路を実現できる。

なお、ここで説明した補正は、画素毎に行われる。

すなわち、加算器６１は、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力Ｘと、入力側に帰還される帰還値とを加算する。遅延部６２は、画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させる。減算器６３は、画素毎に、現在のフレームにおいて入力Ｘと帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて入力Ｘと帰還値とが加算された値を減算する。乗算部６４は、画素毎に、減算の結果に、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを乗算して帰還値とする。

ここで、画素値は、画素の表示状態（例えば、明度、色相、彩度）を定める値である。例えば、LCD３２においては、１つの画素は、赤のサブピクセル、緑のサブピクセル、および青のサブピクセルからなる。この場合、表示用ドライバ１９は、LCD３２に、RGB方式の信号を供給して、LCD３２の表示を制御する。例えば、RGB方式の信号における画素値は、赤のサブピクセルにおける赤の光の量、緑のサブピクセルにおける緑の光の量、および青のサブピクセルにおける青の光の量を定める値である。

例えば、図４のブロック線図で示されるフィードバック型の補正回路は、画素毎に、RGB方式の信号における画素値を補正しても、輝度と色差を示す画素値を補正するようにしてもよい。または、例えば、図４のブロック線図で示されるフィードバック型の補正回路は、それぞれの画素の、赤のサブピクセル、緑のサブピクセル、および青のサブピクセルのそれぞれについて、画素値を補正するようにしてもよい。

図４のブロック線図で示されるフィードバック型の補正回路を表示用ドライバ１９に設けることにより、Ｙ＝Ｘとなるように、LCD３２の応答の遅れによるノイズを理想的に補正することができ、LCD３２の応答の遅れによる動きボケを打ち消した画像をLCD３２に表示させることができるようになる。

ここで、図１で示される従来の液晶表示装置の補正について考える。

液晶パネル７の応答の遅れが、式（１）の等価式で示されるとすると、図１の液晶表示装置の補正された出力は、式（１）に補正式を掛けた式（１１）で表される。
（１＋ｋＤ）（１＋ａｂ−ａｂＤ）
＝１＋ａｂ−ａｂＤ＋ｋＤ（１＋ａｂ−ａｂＤ）
＝１＋ａｂ＋（−ａｂ＋ｋ（１＋ａｂ））Ｄ−ｋａｂＤ＾２ ・・・（１１）
式（１１）において、ａｂは、補正係数（補正値Ａ、補正値Ｂ）を示し、Ｄは、１フレーム分の遅延を示す。

式（１１）においては、Ｄの２次の項（ｋａｂＤ＾２）が現れるので、ａｂをどのような値としても、Ｄの２次の項が消えることがなく、正確な補正をすることができない。

このように補正回路をフィードフォワード型からフィードバック型とすることで、理想的な補正をすることができるようになる。

LCD３２の応答の遅れによって、現在のフレームに含まれる、１フレーム前の画像、２フレーム前の画像、３フレーム前の画像・・・のノイズが、補正回路によって除去されることになる。これは、１フレームの期間の逆数の周波数を基底とし、この整数倍の周波数において大きい成分からなるノイズを減衰させることになるので、この補正回路は帰還型クシ型フィルタを構成しているとも言える。

図５は、表示用ドライバ１９における補正の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、加算器６１は、画素毎に、入力側に帰還される帰還値と、現在のフレームの画素値である入力値とを加算する。ステップＳ１２において、遅延部６２は、帰還値と入力値とが加算された値を１フレームの期間分遅延させる。

ステップＳ１３において、減算器６３は、画素毎に、帰還値と入力値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおける帰還値と入力値とが加算された値を引き算する。ステップＳ１４において、乗算部６４は、画素毎に、引き算の結果に、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを乗算した値を帰還値として、ステップＳ１１に戻り、上述した処理を繰り返す。

図４のブロック線図で示され補正回路を表示用ドライバ１９に直列に加えるだけでも顕著な効果を得ることができるが、動きボケを除去する機能の一部と、表示制御装置の備えるノイズリダクション機能の一部とを兼用するようにしてもよい。

図６は、表示用ドライバ１９のノイズリダクション機能の構成を示すブロック図である。表示用ドライバ１９は、乗算部６４、加算器１０１、リミッタ１０２、フレーム遅延部１０３、減算器１０４、動き適応部１０５、動き適応部１０６、非直線補正部１０７、動き検出部１０８、リミッタ１０９、帰還定数乗算部１１０、反転部１１１、遅延部１１２、減算器１１３、帯域分割部１１４、リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４、および帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４を備える。

加算器１０１は、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力と、乗算部６４からの帰還値および反転部１１１からの帰還値を加算してなる、入力側に帰還される帰還値とを加算する。加算器１０１は、加算した結果をリミッタ１０２に供給する。

リミッタ１０２は、加算器１０１において加算された結果の値の範囲を限定して、オーバーフローを防止する。図６で示される表示用ドライバ１９のノイズリダクション機能は、正帰還なので、値の異常な振動を生じやすいが、リミッタ１０２を設けることにより、これを防止することができる。リミッタ１０２は、値の範囲を限定した、加算器１０１において加算された結果（以下、単に、加算値と称する）を、フレーム遅延部１０３、減算器１０４、動き検出部１０８、および遅延部１１２に供給する。

フレーム遅延部１０３は、リミッタ１０２から供給された、画素毎の加算値を１フレーム分遅延させ、１フレーム分遅延させた画素毎の加算値を減算器１０４および動き検出部１０８に供給する。

減算器１０４は、リミッタ１０２から供給された、画素毎の加算値から、フレーム遅延部１０３から供給された１フレーム分遅延させた画素毎の加算値を引き算する。すなわち、減算器１０４は、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力と帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームの画素値である入力と帰還値とが加算された値を減算する。減算器１０４は、引き算した結果（以下、単に、フレーム差分と称する）を、動き適応部１０５、動き適応部１０６、および非直線補正部１０７に供給する。

動き検出部１０８は、リミッタ１０２から供給された、画素毎の加算値と、フレーム遅延部１０３から供給された、１フレーム分遅延させた画素毎の加算値とから、動きを検出する。例えば、動き検出部１０８は、現在のフレームの画素毎の加算値と、１フレーム分遅延させた画素毎の加算値との差の絶対値が所定の閾値より大きいか否かを判定することで、画像の動きを検出する。また、例えば、動き検出部１０８は、ブロックマッチングまたは勾配法などの方式で画像の動きを検出する。動き検出部１０８は、検出した動きを示す値（以下、単に、動き量と称する）を、動き適応部１０５、動き適応部１０６、および非直線補正部１０７に供給する。

動き適応部１０５は、動き検出部１０８から供給された動き量に応じて、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを調整して、レベルを調整したフレーム差分を帯域分割部１１４に供給する。例えば、動き適応部１０５は、動きがある場合、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを絞る。

動き適応部１０６は、動き検出部１０８から供給された動き量に応じて、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを調整して、レベルを調整したフレーム差分をリミッタ１０９に供給する。例えば、動き適応部１０６は、動きがある場合、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを絞る。

非直線補正部１０７は、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを非線形に補正する。

例えば、図７で示されるように、非直線補正部１０７は、減算器１０４から供給されたフレーム差分が、予め定めた閾値Ａ以下であるか否かを判定する。例えば、閾値Ａは、静止画像を継続して表示する場合に入力にのるノイズの最大の絶対値に等しい値とされる。

また、非直線補正部１０７は、閾値Ａより大きい閾値である予め定めた閾値Ｂを基に、フレーム差分が閾値Ｂ以下であるか否かを判定する。例えば、閾値Ｂは、差分の取り得る値である差分の最大値の８０％程度とされる。

さらにまた、非直線補正部１０７は、閾値Ａと絶対値が等しく符号が異なる予め定めた閾値Ａ’を基に、フレーム差分が閾値Ａ’以上であるか否かを判定し、閾値Ｂと絶対値が等しく符号が異なる予め定めた閾値Ｂ’を基に、フレーム差分が閾値Ｂ’以上であるか否かを判定する。

非直線補正部１０７は、フレーム差分が、閾値Ａ以下であって、閾値Ａ’以上であると判定された場合、フレーム差分に１未満であって０以上の定数α（例えば、０．５）を乗算する。非直線補正部１０７は、フレーム差分が、閾値Ａより大きく閾値Ｂ以下であると判定された場合、または、フレーム差分が、閾値Ａ’より小さく閾値Ｂ’以上であると判定された場合、定数αより大きい定数β（例えば、１．０）をフレーム差分に乗算する。

さらに、非直線補正部１０７は、フレーム差分が、閾値Ｂを超えると判定された場合、または、閾値Ｂ’未満であると判定された場合、定数βより小さい定数ε（例えば、０．５）をフレーム差分に乗算する。

なお、非直線補正部１０７は、フレーム差分が、閾値Ａ、閾値Ａ’、閾値Ｂ、または閾値Ｂ’である点において、乗算の結果に所定の値を加算するかまたは減算して、出力が連続するようにする。

このように、例えば、非直線補正部１０７は、フレーム差分の絶対値が、閾値Ａ以下である場合、フレーム差分に１未満であって０以上の定数αを乗算し、フレーム差分の絶対値が、閾値Ａより大きく、閾値Ｂ以下である場合、定数αより大きい定数βをフレーム差分に乗算し、フレーム差分の絶対値が閾値Ｂより大きい場合、定数βより小さい定数εをフレーム差分に乗算して、フレーム差分を非線形に補正する。

非直線補正部１０７は、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを非線形に補正し、補正されたフレーム差分を乗算部６４に供給する。

静止画像を表示する場合に、値の比較的大きい帰還値を入力側に戻してしまうと、表示される静止画像のノイズが却って増えてしまう。そこで、非直線補正部１０７は、画像の色または輝度の変化が微小である場合に、帰還値を小さくするように、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを補正する。

また、画像の色または輝度が大きく変化する場合には、LCD３２の応答の遅れによって生じる動きボケは目立ちにくいので、この場合も、非直線補正部１０７は、帰還値を小さくするように、減算器１０４から供給された、フレーム差分のレベルを補正する。

一方、LCD３２の輝度または色を変化させることができる範囲（ダイナミックレンジ）に対して、半分程度の変化の範囲で画像の色または輝度が変化する場合（中間調の範囲で変化する場合）、LCD３２の応答の遅れによって生じる動きボケは、目立ちやすくなる（目につきやすくなる）。

非直線補正部１０７を設けることにより、静止画像や輝度または色が大きく変化する画像の表示に影響を与えることなく、画像の色または輝度が中間調の範囲で変化する場合に目立ちやすい、LCD３２の応答の遅れによって生じる動きボケをより効果的に除去することができる。

なお、非直線補正部１０７は、フレーム差分が増加方向であるかまたは減少方向であるかによって、異なる補正の仕方で、フレーム差分のレベルを非線形に補正するようにしてもよい。

乗算部６４は、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを、非直線補正部１０７から供給された、補正されているフレーム差分に乗算して、乗算の結果を帰還値として加算器１０１に供給する。

LCD３２の応答の遅れは、LCD３２の機種（デバイス）毎に変化する。また、LCD３２の応答の遅れは、LCD３２の温度によっても変化する。

乗算部６４は、LCD３２の機種に応じた定数ｊをフレーム差分に乗算する。また、乗算部６４は、LCD３２の温度に応じた定数ｊをフレーム差分に乗算する。

さらに、乗算部６４は、LCD３２の温度またはLCD３２の機種に応じて、定数ｊを調整して、調整した定数ｊをフレーム差分に乗算するようにしてもよい。例えば、LCD３２の温度またはLCD３２の機種を検出するようにして、乗算部６４は、検出されたLCD３２の温度またはLCD３２の機種に応じて、定数ｊを調整するようにすることができる。例えば、LCD３２を特定する情報を取得して、乗算部６４は、取得した情報を基に、定数ｊを調整するようにしてもよい。

リミッタ１０９は、動き適応部１０６から供給されたフレーム差分の値の範囲を限定して、値の範囲を限定したフレーム差分を帰還定数乗算部１１０に供給する。帰還定数乗算部１１０は、リミッタ１０９から供給されたフレーム差分に、ノイズの除去の帰還ループに適した所定の定数ｍを乗算して、乗算した結果を反転部１１１に供給する。反転部１１１は、帰還定数乗算部１１０から供給された乗算の結果を反転して、帰還値として加算器１０１に供給する。

フレーム遅延部１０３、減算器１０４、動き適応部１０６、リミッタ１０９、帰還定数乗算部１１０、および反転部１１１においては、フレーム間の差分として現れるノイズが、反転させられて入力側に帰還されるので、フレーム間の差分として現れるノイズが、打ち消されることになる。

画像に動きがある場合には、フレーム間の差分が大きくなるが、動き検出部１０８において、画像の動きが検出され、画像の動きが検出されると、動き適応部１０６が帰還のレベルを絞るので、画像の動きの成分を打ち消してしまうことがない。

このように、加算器１０１は、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力に、乗算部６４からの帰還値と反転部１１１からの帰還値とを加算する。

遅延部１１２は、帯域分割部１１４、リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４、および帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４の処理に要する時間だけ、リミッタ１０２から供給された、値の範囲が限定された加算値を遅延する。遅延部１１２は、遅延した加算値を減算器１１３に供給する。

帯域分割部１１４は、動き適応部１０５から供給された、レベルが調整されたフレーム差分を、画像の周波数の帯域毎に画像の成分に分割し、帯域毎の画像の成分のそれぞれをリミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４に供給する。

リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４のそれぞれは、画像の周波数の帯域毎の画像の成分の、値の範囲を限定する。リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４のそれぞれは、値の範囲を限定した帯域毎の画像の成分を帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４に供給する。

帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４のそれぞれは、リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４のそれぞれから供給された画像の成分に、帯域別の定数を乗算する。帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４のそれぞれは、帯域別の定数を乗算した、帯域毎の画像の成分を減算器１１３に供給する。

減算器１１３は、遅延部１１２から供給された加算値から、帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４のそれぞれから供給された、帯域毎の画像の成分を減算して、減算した結果を出力する。

フレーム遅延部１０３、減算器１０４、動き適応部１０５、帯域分割部１１４、リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４、および帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４より、フレーム差分として現れるノイズが抽出されて、抽出されたノイズが出力から減算されるので、フレーム差分として現れるノイズが、打ち消されることになる。すなわち、動き適応部１０５、帯域分割部１１４、リミッタ１１５−１乃至リミッタ１１５−４、および帯域別定数乗算部１１６−１乃至帯域別定数乗算部１１６−４においては、レベルの小さい入力がノイズとみなされて除去される。

画像に動きがある場合には、フレーム差分が大きくなるが、動き検出部１０８において、画像の動きが検出され、画像の動きが検出されると、動き適応部１０５がフレーム差分のレベルを絞るので、画像の動きの成分を打ち消してしまうことがない。

このように、ノイズリダクション機能からの出力を用いて、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケを除去することができる。

このようにすることで、機能の追加をより少なくして、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケを除去することができる。

画素毎に、フレーム差分を非線形に補正することで、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケをより効果的に除去することができる。

なお、非直線補正部１０７および乗算部６４は、輝度と色差信号とに同様の処理を適用してもよいが、輝度のみを処理の対象とするようにしてもよい。例えば、非直線補正部１０７および乗算部６４は、RGB方式の信号に変換する前の輝度および色差信号のうちの輝度に上述の処理を適用する。

すなわち、この場合、加算器１０１が、画素毎に、現在のフレームの画素毎の輝度値である入力と、乗算部６４からの帰還値である、入力側に帰還される帰還値とを加算する。フレーム遅延部１０３は、画素毎の輝度の加算の結果を１フレーム分遅延させる。減算器１０４は、画素毎の輝度の加算の結果から、１フレーム分遅延させた画素毎の輝度の加算の結果を引き算する。そして、非直線補正部１０７は、引き算した結果のレベルを非線形に補正する。乗算部６４は、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを補正されている減算の結果に乗算して、その結果を帰還値として加算器１０１に供給する。

例えば、RGBなど色毎に、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケを除去する処理を行うようにした場合、色毎の帰還値が大きく異なるときがあり、そのままでは偽色が発生してしまい、色の間のバランスを取る必要が生じてしまうことがある。画素毎の輝度値だけで、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケを除去する処理を行うようにした場合には、色のバランスを取る必要もない。

画素毎の輝度値を基に、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケを除去する処理を行うようにした場合、回路規模をより小さくすることができると共に、十分に動きボケ（ノイズ）を除去することができる。

以上のように、ノイズリダクション回路に帰還ループを追加するだけで、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケ（ノイズ）を理想的に除去することができるようになる。

図８は、表示用ドライバ１９における補正の他の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ５１において、加算器１０１は、画素毎に、入力側に帰還される帰還値と、現在のフレームの画素値である入力値とを加算する。ステップＳ５２において、フレーム遅延部１０３は、帰還値と入力値とが加算された値を１フレームの期間分遅延させる。

ステップＳ５３において、減算器１０４は、画素毎に、帰還値と入力値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおける帰還値と入力値とが加算された値を引き算する。ステップＳ５４において、非直線補正部１０７は、差分の絶対値が所定の閾値Ａより小さい範囲、および差分の絶対値が所定の他の閾値Ｂ（閾値Ｂ＞閾値Ａ）より大きい範囲において、差分の変化が小さくなるように、差分を補正する。

例えば、ステップＳ５４において、非直線補正部１０７は、減算の結果の絶対値が、閾値Ａ以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の定数αを乗算し、減算の結果の絶対値が、閾値Ａより大きく、閾値Ｂ以下である場合、定数αより大きい定数βを減算の結果に乗算し、減算の結果の絶対値が閾値Ｂより大きい場合、定数βより小さい定数εを減算の結果に乗算して、引き算した結果のレベルを非線形に補正する。

すなわち、ステップＳ５４において、非直線補正部１０７は、画素毎に、減算の結果を非線形に補正する。

ステップＳ５５において、乗算部６４は、画素毎に、補正された差分に、LCD３２の応答の遅れに応じた定数ｊを乗算した値を帰還値として、ステップＳ５１に戻り、上述した処理を繰り返す。

液晶の応答の遅れによって生じる動きボケ（ノイズ）を、帰還型で理想的に補正できるようになるので、表示される画像が広帯域で正しく自然な画像になる。

LCD３２の機種（デバイス）またはLCD３２の温度により、液晶の応答の遅れがばらつくが、多数のパラメータやテーブルなどを必要とせず、定数ｊだけを調整するだけで、正しく補正することができる。

ノイズリダクション機能の一部と機能を兼用することにより、遅延部（遅延回路）を増やすことなく、液晶の応答の遅れによって生じる動きボケ（ノイズ）を除去することができる。

画像の速い動きに対する対応は従来から行われているが、本発明によれば、画像の動きが比較的ゆっくりしている場合、また、中間調の範囲で画像が変化する場合のノイズの除去に顕著な効果がある。発明者による実験によれば、緑色を主体とした、野山の遠景がパンされる中間調の動画像を表示する場合などにおいて顕著な効果が確認されている。

このように、入力に応じた信号をLCDに供給するようにした場合には、画像を表示させることができる。また、画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算し、画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させ、画素毎に、現在のフレームにおいて入力値と帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて入力値と帰還値とが加算された値を減算し、画素毎に、減算の結果に、履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して帰還値とするようにした場合には、画像をより正確に表示させることができる。

図９は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するパーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。CPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM（Read Only Memory）２０２、または記憶部２０８に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）２０３には、CPU２０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU２０１、ROM２０２、およびRAM２０３は、バス２０４により相互に接続されている。

なお、CPU２０１として、”Ｃｅｌｌ誕生”、日経エレクトロニクス、日経BP社、２００５年２月２８日、８９頁乃至１１７頁に記載されているＣｅｌｌを採用することができる。

CPU２０１にはまた、バス２０４を介して入出力インターフェース２０５が接続されている。入出力インターフェース２０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部２０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部２０７が接続されている。CPU２０１は、入力部２０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU２０１は、処理の結果を出力部２０７に出力する。

入出力インターフェース２０５に接続されている記憶部２０８は、例えばハードディスクからなり、CPU２０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部２０９は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークを介して外部の装置と通信する。

また、通信部２０９を介してプログラムを取得し、記憶部２０８に記憶してもよい。

入出力インターフェース２０５に接続されているドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部２０８に転送され、記憶される。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図２または図９に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスクを含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア２１若しくはリムーバブルメディア２１１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM２０２や、記憶部２０８を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースである通信部２０９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。

なお、本明細書において、プログラム記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る表示制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 LCDの応答の遅れを説明するブロック線図である。 補正回路のブロック線図である。 表示用ドライバにおける補正の処理を説明するフローチャートである。 表示用ドライバのノイズリダクション機能の構成を示すブロック図である。 非直線補正部における補正を説明する図である。 表示用ドライバにおける補正の他の処理を説明するフローチャートである。 パーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。

符号の説明

１９ 表示用ドライバ， ２１ リムーバブルメディア， ３２ LCD， ６１ 加算器， ６２ 遅延部， ６３ 減算器， ６４ 乗算部， １０１ 加算器， １０３ フレーム遅延部， １０４ 減算器， １０７ 非直線補正部， ２０１ ＣＰＵ， ２０２ ＲＯＭ， ２０３ ＲＡＭ， ２０８ 記憶部， ２１１ リムーバブルメディア

Claims (6)

1. 履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する表示制御装置において、
   画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算する加算手段と、
   画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させる遅延手段と、
   画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算する減算手段と、
   画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、減算の結果を非線形に補正する補正手段と、
   画素毎に、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とする乗算手段と
   を備える表示制御装置。
2. 前記履歴特性を持つ表示デバイスが現在のフレームと共に、入力値についてｋである割合で１つ前のフレームを表示するとした場合、前記乗算手段は、ｋ／（１＋ｋ）である前記定数を減算の結果に乗算して前記帰還値とする
   請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記遅延手段および前記減算手段は、ノイズリダクション機能と兼用されている
   請求項１に記載の表示制御装置。
4. 画素値で示される輝度を前記入力値とする
   請求項１に記載の表示制御装置。
5. 履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する表示制御方法において、
   画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算し、
   画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させ、
   画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算し、
   画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、減算の結果を非線形に補正し、
   画素毎に、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とする
   ステップを含む表示制御方法。
6. 履歴特性を持つ表示デバイスの表示を制御する処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、
   画素毎に、現在のフレームの画素値である入力値と、入力側に帰還される帰還値とを加算し、
   画素毎の加算の結果を１フレーム分遅延させ、
   画素毎に、現在のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値から、遅延の結果得られた、１つ前のフレームにおいて前記入力値と前記帰還値とが加算された値を減算し、
   画素毎に、減算の結果の絶対値が所定の閾値以下である場合、減算の結果に１未満であって０以上の第１の値を乗算し、減算の結果の絶対値が前記閾値を超える場合、減算の結果に前記第１の値より大きい第２の値を乗算することで、減算の結果を非線形に補正し、
   画素毎に、補正された減算の結果に、前記履歴特性を持つ表示デバイスの応答の遅れに応じた定数を乗算して前記帰還値とする
   ステップを含むプログラム。

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