JP4904792B2 - 画像表示方法、画像表示装置およびプロジェクタ - Google Patents
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Description
図7は、CRT等の瞬間型画像表示装置の場合である。瞬間型画像表示装置では、図7(a)に示すように、1F(フレーム)ごとに移動物体の画像が瞬間的に表示される。そのため、図7(b)に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ70は小さくなる。
図8は、液晶等の持続型画像表示装置の場合である。持続型画像表示装置では、図8(a)に示すように、1フレームの間移動物体の画像が持続的に表示される。この場合、移動物体の輪郭72が背景と足し合わされるため、図8(b)に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ70が大きくなる。
図9は、持続型画像表示装置において間欠的に画像表示を行う場合である。この場合、図9(a)に示すように各フレームに黒表示期間を設ける。これにより、図9(b)に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ70は小さくなる。
図10は、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して画像表示を行う場合である。この場合、図10(a)に示すように、連続する入力画像信号の中間的な生成画像信号を両信号の間に挿入する。これにより、移動物体の輪郭位置72のフレーム間の変動が小さくなり、図10(b)に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ70は小さくなる。
一方、(2)入力画像信号のフレーム周波数を2倍にし、生成画像信号を挿入して画像表示を行う方法では、移動物体の運動を的確に捉え動きベクトル等を算出して新たな画像信号を生成するため、演算処理回路の負担が大きくなるという問題がある。しかも、生成された画像に誤差があるとフリッカーが発生するため、新たな画像信号を高精度に生成する必要がある。
また、表示品質に優れた画像表示装置およびプロジェクタの提供を目的とする。
また、本発明のひとつの画像表示方法は、入力された画像信号のフレーム周波数を増加し、増加したフレームに新たな画像信号を生成し、前記入力画像信号および前記生成画像信号を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第1次中間画像信号を生成する工程と、前記第1次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、前記連続する入力画像信号の変動領域において前記第1次中間画像信号の高周波成分を減少させた第2次中間画像信号を生成する工程と、前記連続する入力画像信号の差分に基づいて、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率を決定するとともに、前記第2次中間画像信号の適用率を決定する工程と、決定された前記適用率にしたがって、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号と前記第2次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を備え、前記適用率を決定する工程では、算出された前記差分が大きいほど前記第2次中間画像信号の適用率を大きくする第1マスクを生成するとともに、算出された前記差分が小さいほど前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率を大きくする第2マスクを生成し、前記生成画像信号を生成する工程では、前記第2次中間画像信号を前記第1マスクで処理して第3次中間画像信号を生成するとともに、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号を前記第2マスクで処理して第4次中間画像信号を生成し、さらに前記第3次中間画像信号と前記第4次中間画像信号とを合成して、前記生成画像信号を生成する、ことを特徴とする。
この構成によれば、持続的に画像表示を行うので、画像の明るさを確保することができる。また、画像信号の高周波成分を減少させることにより、画像の輪郭をぼかすことができる。そして、輪郭をぼかした画像を増加したフレームに挿入して画像表示を行うことにより、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけを小さくすることができる。また、視線を追従させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
また、前記生成画像信号は、前後の前記入力画像信号の非変動領域における画像信号をそのまま備えていることが望ましい。この構成によれば、静止画像の輪郭をぼかすことなく、そのまま維持することができる。また、動画像の輪郭を必要以上にぼかすことがないので、移動物体の輪郭の動きぼけを抑制することができる。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
この構成によれば、高周波成分を減少させた生成画像信号を簡単に生成することができる。
この構成によれば、連続する入力画像信号の変動領域において画像信号の高周波成分を減少させることになり、前後の入力画像信号との間で連続性を有する生成画像信号を、簡単なアルゴリズムで生成することができる。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。
この構成によれば、簡単なアルゴリズムで上述した生成画像信号を生成することができる。
具体的には、連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第1次中間画像信号を生成する工程と、前記第1次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、第2次中間画像信号を生成する工程と、前記連続する入力画像信号の差分に基づいて、前記第2次中間画像信号の適用率を決定する工程と、決定された適用率にしたがって、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号と前記第2次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を有することが望ましい。
これらの構成によれば、入力画像信号の差分が大きい領域から小さい領域まで連続的に変化する生成画像信号を生成することができる。したがって、自然な画像表示を実現することができる。
この構成によれば、簡単かつ一律に第2次中間画像信号の適用率を決定することができる。
この構成によれば、連続する静止画像信号の信号レベルがノイズ等によりわずかに異なる場合に、高周波成分を減少させた第2次中間画像信号の適用率を小さくするとともに、入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率を大きくして生成画像信号が生成される。これにより、静止画像の輪郭を大きくぼかすことがなくなり、的確な画像表示を実現することができる。
この構成によれば、第2マスクを簡単に生成することができる。
この構成によれば、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号に対して、一律に差分を算出することができる。したがって、高周波成分を減少させた画像信号の適用率が色光ごとに異なるのを防止することができる。
この構成によれば、高周波成分を減少させた画像信号の適用率が色光ごとに異なるのを防止することができる。また、カラー画像表示用の異なる色の入力画像信号に対して、生成画像信号の生成回路を共用化することが可能になり、製造コストを低減することができる。
この構成によれば、画像の輪郭を輝度情報で知覚するという人間の視覚特性に適応させることが可能になり、自然な画像表示を実現することができる。
この構成によれば、自然界と同様の視覚特性を備えた画像表示を行うことが可能になり、表示品質に優れた画像表示装置を提供することができる。
この構成によれば、表示品質に優れた画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、入力された画像信号のフレーム周波数を2倍にして画像表示を行う場合を例にして説明するが、3倍以上の整数倍にして画像表示を行うことも可能である。またフレーム周波数を整数倍することには限らず、フレーム周波数を1.5倍にする等、フレーム周波数が増加していれば良く、そのような構成にも本願発明を適用することができる。
図1は、画像表示装置のブロック図である。画像表示装置は、液晶装置100および表示制御回路290を主として構成されている。液晶装置100には、液晶パネル110を駆動する駆動回路110Dが設けられている。この駆動回路110Dは、液晶パネル110に直接実装された半導体ICチップや、液晶パネル110に導電接続された回路基板に実装された半導体ICチップなどによって構成されている。なお駆動回路110Dには、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路が含まれている。
表示情報出力源291は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ294によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号の形で表示情報を表示情報処理回路292に供給するように構成されている。
入力画像信号は、フレームダブラー12に入力されるようになっている。フレームダブラー12は、入力画像信号のフレーム周波数を2倍にするものである。なおフレームダブラー12に代えて、フレーム周波数を3倍以上の整数倍に変換する手段を配設することも可能である。
線形和演算部22は、連続する入力画像信号の線形和演算を行って、第1次中間画像信号を生成するものである。本実施形態では、フレーム周波数を2倍にするので、連続する入力画像信号を平均化して第1次中間画像信号を生成するようになっている。
LPF24は、第1次中間画像信号の高周波帯域をカットして、第2次中間画像信号を生成するものである。高周波帯域をカットすることにより、画像信号の輪郭成分を鈍らせて、画像の明暗境界部をぼかすことができる。なおLPF24として、高周波帯域をカットするバンドパスフィルタを用いてもよい。
差分演算部32は、マスク処理部26に接続されている。マスク処理部26は、LPF24から入力された第2次中間画像信号を、差分演算部32から入力された第1マスクで処理して、第3次中間画像信号を生成するものである。
共通信号生成部34は、合成部28に接続されている。この合成部28では、マスク処理部26から入力された第3次中間画像信号と、共通信号生成部34から入力された共通画像信号とを合成して、最終的な生成画像信号を生成するものである。
フレーム選択部40は、2倍化されたフレーム周波数にしたがって、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入する。そして、各画像信号を所定のタイミングで順次、液晶装置の駆動回路に出力するようになっている。
次に、上記画像表示装置を使用した画像表示方法について説明する。
図3および図4は、本実施形態に係る画像表示方法の説明図である。この図3および図4は、各工程で生成される画像信号を表したものであり、横軸に画像の領域をとり縦軸に電圧レベルをとっている。なお、この電圧レベルがローレベルの場合に黒の画像表示が行われ、ハイレベルの場合に白の画像表示が行われる。また、これらの中間レベルでは、中間階調表示が行われるようになっている。
次に、マスク処理部において、第2次中間画像信号58を第1マスク50に通すことにより、連続する入力画像信号52,54の変動領域に対応する第2次中間画像信号58のみを抽出する。これにより、第3次中間画像信号62が生成される。
次に、合成部において、第3次中間画像信号62と共通画像信号60とを合成する。これにより、最終的な生成画像信号64を生成する。
このように、輪郭をぼかした生成画像を入力画像の間に挿入して画像表示を行うことにより、図5(b)に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ70を小さくすることができる。また、視線を追従させなかった場合には輪郭がぶれて見える。したがって、自然界と同様の視覚特性を実現することができる。また、持続的に画像表示を行うので、図9に示すように間欠的に画像表示を行う場合に比べて、画像の明るさを向上させることができる。
次に、本発明の第2実施形態につき、図11ないし図13を用いて説明する。
図11は、第2実施形態に係る処理回路のブロック図である。なお図11には、図1に示す処理回路292のうち、本発明の特徴的部分のみを示している。第2実施形態に係る画像表示方法は、連続する前記入力画像信号の差分に基づいて、前記第2次中間画像信号の適用率および前記第1次中間画像信号の適用率を決定する工程と、決定された適用率にしたがって、前記第2次中間画像信号と前記第1次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を有するものである。なお第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
図11に示すように、メモリコントローラ14には、マスク生成部30が接続されている。マスク生成部30は、各画像領域における第2次中間画像信号の適用率が記述された第1マスクおよび各画像領域における第1次中間画像信号の適用率が記述された第2マスクを生成するものである。なお後述するように、第2次中間画像信号を第1マスクで処理して第3次中間画像信号が生成され、第1次中間画像信号を第2マスクで処理して第4次中間画像信号が生成されることになる。
図12は、LUTの説明図である。このLUTには、算出された差分と第2次中間画像信号の適用率との関係が記述されている。具体的には、算出された差分が大きいほど第2次中間画像信号の適用率が大きくなっている。このLUTに基づいて、各画像領域における第2次中間画像信号の適用率を計算し、第1マスクが形成されるようになっている。
第2実施形態に係る処理回路は、以上のように構成されている。
次に、上述した処理回路を含む画像表示装置を使用した画像表示方法について説明する。
図13は、第2実施形態に係る画像表示方法の説明図である。第2実施形態でも、先の入力画像信号52の明表示(ハイレベル)領域に対して、後の入力画像信号54の明表示領域が右側にずれている。これに加えて、第2実施形態では、先の入力画像信号52の明表示領域における信号レベルに対して、後の入力画像信号54の明表示領域における信号レベルが低下している。これらの入力画像信号によれば、暗い画面上で明るい物体が左から右に移動しつつ、その明るさが減少するような画像表示が行われることになる。
次に、第1実施形態と同様に第1次中間画像信号56をLPFに通して、レベル変化を緩慢化した第2次中間画像信号58を生成する。
このLUTでは、算出された差分が大きいほど第2次中間画像信号の適用率が極端に大きくなり、算出された差分が小さいほど第2次中間画像信号の適用率が極端に小さくなっている。そのため、図13に示すように、差分51が小さい共通明表示領域Rでは、第1マスク50aにおける第2次中間画像信号の適用率がほとんど0になっている。また差分51が大きい周辺領域S,Tでは、第1マスク50aにおける第2次中間画像信号の適用率が1に近くなっている。
次に、本発明の第3実施形態につき、図14を用いて説明する。
図14は、第3実施形態に係る処理回路のブロック図である。なお図14には、図1に示す処理回路292のうち、本発明の特徴的部分のみを示している。第3実施形態に係る画像表示方法は、予め入力画像信号の明るさ情報を抽出し、抽出された入力画像信号の明るさ情報に基づいて生成画像信号の明るさ情報を生成し、生成された前記生成画像信号の明るさ情報に前記入力画像信号の色情報を合成して前記生成画像信号を生成する点で、第2実施形態と異なっている。なお第2実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
次に、本発明の電子機器の具体例であるプロジェクタにつき、図6を用いて説明する。図6は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、図1に示す液晶装置100を、光変調手段として備えたものである。
Claims (7)
- フレーム周波数を増加する手段に入力された画像信号のフレーム周波数を増加し、増加したフレームに新たな画像信号を生成し、前記入力画像信号および前記生成画像信号を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、
連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第1次中間画像信号を生成する工程と、
前記第1次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、前記連続する入力画像信号の変動領域において前記第1次中間画像信号の高周波成分を減少させた第2次中間画像信号を生成する工程と、
前記変動領域に対応する前記第2次中間画像信号のみを抽出して、第3次中間画像信号を生成する工程と、
前記連続する入力画像信号の非変動領域における前記入力画像信号のみを抽出して、共通画像信号を生成する工程と、
前記第3次中間画像信号および前記共通画像信号を合成して、前記生成画像信号を生成する工程と、を備え、
画像表示に用いる前記入力画像信号は、前記フレーム周波数を増加する手段に入力された前記入力画像信号の高周波成分を減少させたものではなく、
画像表示に用いる前記生成画像信号は、前記連続する入力画像信号の非変動領域において前記入力画像信号をそのまま備えるとともに、前記連続する入力画像信号の変動領域において前記第1次中間画像信号の高周波成分を減少させたものを備えることを特徴とする画像表示方法。 - フレーム周波数を増加する手段に入力された画像信号のフレーム周波数を増加し、増加したフレームに新たな画像信号を生成し、前記入力画像信号および前記生成画像信号を用いて画像表示を行う画像表示方法であって、
連続する前記入力画像信号の間における前記フレームの数に応じて、前記連続する入力画像信号の線形和をとって第1次中間画像信号を生成する工程と、
前記第1次中間画像信号をローパスフィルタで処理して、前記連続する入力画像信号の変動領域において前記第1次中間画像信号の高周波成分を減少させた第2次中間画像信号を生成する工程と、
前記連続する入力画像信号の差分に基づいて、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率を決定するとともに、前記第2次中間画像信号の適用率を決定する工程と、
決定された前記適用率にしたがって、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号と前記第2次中間画像信号とを合成し、前記生成画像信号を生成する工程と、を備え、
前記適用率を決定する工程では、算出された前記差分が大きいほど前記第2次中間画像信号の適用率を大きくする第1マスクを生成するとともに、算出された前記差分が小さいほど前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率を大きくする第2マスクを生成し、
前記生成画像信号を生成する工程では、前記第2次中間画像信号を前記第1マスクで処理して第3次中間画像信号を生成するとともに、前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号を前記第2マスクで処理して第4次中間画像信号を生成し、さらに前記第3次中間画像信号と前記第4次中間画像信号とを合成して、前記生成画像信号を生成する、
ことを特徴とする画像表示方法。 - 前記入力画像信号または前記第1次中間画像信号の適用率が記述された前記第2マスクは、前記第2次中間画像信号の適用率が記述された前記第1マスクを反転させて生成することを特徴とする請求項2に記載の画像表示方法。
- 前記適用率を決定する工程では、前記連続する入力画像信号から抽出した明るさ情報を比較して、前記連続する入力画像信号の差分を算出することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像表示方法。
- 前記明るさ情報は、輝度情報であることを特徴とする請求項4に記載の画像表示方法。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像表示方法を使用して画像表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
- 請求項6に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
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