JP5005260B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホールド型発光する表示部を備える画像表示装置、及び画像表示方法に関する。

従来、液晶素子をディスプレイとして持つテレビジョン受像機（以下、「液晶TV」と略記する）において生じる（ホールドぼやけ）動画ぼやけの改善方法として、駆動方式をCRT（陰極線管）ディスプレイのインパルス方式に近付けるための技術である、黒挿入やブリンクバックライト等の間欠表示方式が知られている（例えば非特許文献１参照）。

黒挿入とは、一般的にフレーム周波数６０Hzで動作し、表示フレーム期間（１６.７msec）中に同一画像が出ているホールド型表示素子である液晶素子において、擬似的なインパルス駆動を実現させるための技術である。即ち、液晶素子において、１フレームが表示される期間中、その７０％程度の期間で画像を表示し、残りの３０％程度の期間は画面全体に黒を表示することにより、ホールド型表示素子である液晶素子が、インパルス型表示素子であるCRTディスプレイが行う瞬間的なインパルス型発光動作を擬似的に行っているようにするものである。他方、ブリンクバックライトとは、上述した画面全体に黒を表示する期間、液晶表示パネルのバックライトをOFFするための技術であり、これにより、液晶素子が擬似的にインパルス駆動を行っているようにするものである。

上述した黒挿入の技術、及びブリンクバックライトの技術の何れにおいても、実効的な映像の表示時間が減少するので、輝度低下によるコントラストの低下や、フリッカやゴーストの発生等、ディスプレイにとって重大な不具合を惹き起こす可能性がある。

そこで、ホールド型画像表示装置において、最大輝度やコントラストの低下を抑えつつ、動画表示の際に生じる動きぼけを抑制することを目的とした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。該提案では、表示輝度の時間的重心位置が入力画像信号の階調レベルに応じて移動する現象を抑えつつ、入力される画像信号と表示輝度との関係が適正なガンマ輝度特性を示すように、各サブフレームにおける画像信号の階調レベルを設定する。例えば、n個（nは２以上の整数）のサブフレーム期間の時間的な中心又は中心に最も近いサブフレーム期間から前後に近接するサブフレーム期間に向かって、順次目標とする輝度レベルを超えない範囲で最大の階調レベルを供給していき、目標とする輝度レベルに達した時点で残りのサブフレーム期間に最小の階調レベルを供給する。

図１は、液晶TVにおいて、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の入出力データの階調変換曲線を示している。

図１において、曲線１は１stサブフレームの入出力階調データ変換曲線を、曲線３は２ndサブフレームの入出力階調データ変換曲線を、曲線５は合成フレームの入出力階調データ変換曲線（理想出力階調:図１ではγ=２.２の曲線）を、夫々示している。図１中の左側の部分に、液晶TVを構成する各部の、１００階調データ入力時における動作の一例を示す。１stサブフレームで１３７階調、２ndサブフレームで０階調のデータを合成表示することにより、理想出力階調データである３２階調を得ることができる。この理想出力階調データの算出は、以下の（１）式により行う。

（入力階調/最大階調）２.２ = ｛（１stサブフレーム階調/最大階調）２．２ + （２ndサブフレーム階調/最大階調）２.２｝／２ ・・・・・・（１）
図１で示した方式では、通常の１フレーム期間において、データの書き込みを２度行うことになるため、駆動周波数は通常の倍速（１２０Hz）となる。この２回のデータ書き込みのうち、最初の期間において通常データより高輝度なデータの書き込みを行い、２回目の書き込み期間においてできる限り０（黒）に近いデータの書き込みを行うことにより、５０％黒挿入を行った場合における効果と同等のボヤケ改善を、輝度を低下させること無く実現することができる。以下、本手法を本明細書では、「階調分配方式」と称する。

特開平２００５−１７３５７３（第１０２項、図１） 日経BP社 フラットパネルディスプレイ２００４〔戦略編〕p.８７−８９

しかし、図１で示した階調分配方式は、液晶TVに入力される画像が中間調である場合には、その効果を発揮することが可能であっても、液晶TVに入力される画像が高階調画像である場合には、上述した処理を実行することにより、２つのサブフレーム間の階調レベルの差が小さくなる。そのため、液晶TVにおいて動画ぼやけの改善効果が得られないという問題が生じる。

上記問題を、図２により詳細に説明する。

図２は、液晶TVにおいて、高階調画像が入力されたときの、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の入出力データの階調変換曲線を示している。

図２において、図１で示したものと同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図２に示すように、仮に入力階調が２２０階調と高輝度な場合には、液晶TVにおいて、１stサブフレームで２５５階調のデータと、２ndサブフレームで１１４階調のデータとを合成表示することにより、理想出力階調データである１８４階調を得ることができる。しかし、２ndサブフレームが１１４階調（黒（０）でない）であるが故に、黒挿入の効果が得られず、その結果として動画ぼやけの改善効果が低減する。つまり、図２において、ライン７（境界値）を境に、それより高階調のデータが液晶TVに入力された場合には、動画ぼやけの改善効果が減少して行くことになる。なお、この動画ぼやけの効果が減少する境界線（境界値）７は、例えば８bitデータが入力された場合であって、且つ、γ=２.２とした場合に約１９０階調となる。
上述した内容から明らかなように、所謂階調分配方式を採用した液晶TVにおいては、中間調の画像が入力されたときには動画ぼやけの改善効果が得られるが、高階調画像が入力されたときには動画ぼやけの改善効果が得られないという問題があった。

従って本発明の目的は、ホールド型表示素子を持つ画像表示装置において、文字テロップや模様等の高階調の動画が入力された場合でも、最大輝度やコントラストの低下を抑制しつつ、動画ぼやけの改善をも図ることが可能なようにすることにある。

本発明の第１の観点に従う画像表示装置は、ホールド型発光する表示部を備えるもので、上記表示部に表示されるべき画像情報の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム期間分割部と、入力された画像信号の階調レベルに応じて、上記フレーム期間分割部により分割された各サブフレーム期間における階調レベルを、最大輝度及びコントラストの低下の抑制が可能な階調レベルに決定する階調レベル決定部と、上記入力された画像信号中から、背景画像領域よりも高階調の可動画像を検出する可動画像検出部と、上記可動画像検出部が、上記入力された画像信号中から、上記高階調の可動画像を検出した場合に、上記画像信号中の上記可動画像の領域に対し、その動きを補償するための動き補償処理を行う動き補償処理部と、を有する。

本発明の第１の観点に係る好適な実施形態では、上記可動画像検出部が、上記入力された画像信号中から上記可動画像を検出するための領域を、上記画像信号中の所定エリアに限定するエリア限定部、を有する。

上記とは別の実施形態では、上記可動画像検出部が、上記入力された画像信号における輝度を検出してそのヒストグラムを生成する輝度ヒストグラム生成部と、上記入力された画像信号中からエッジを検出するエッジ検出部と、を有し、上記入力された画像信号における、所定閾値以上の輝度値を持ち、且つ所定閾値以上のエッジを含む部分を上記高階調の可動画像と識別する。

また、上記とは別の実施形態では、上記エッジ検出部が、更に、上記検出したエッジの極性情報を、上記高階調の可動画像の検出に用いる。

また、上記とは別の実施形態では、上記輝度ヒストグラム生成部、及び上記エッジ検出部が、上記高階調の可動画像を識別するための各閾値を、上記入力画像信号における各フレームの高輝度エッジ画素のカウント数に応じて可変するようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記可動画像検出部が、上記入力画像信号中の文字がスクロールしていることを検出するスクロール検出部、を有する。

また、上記とは別の実施形態では、上記スクロール検出部が、上記入力画像信号の現フレームにおける上記高階調の可動画像部分の画素値と、上記入力画像信号の１フレーム前の上記高階調の可動画像部分の画素値との差分値の累積値により、上記高階調の可動画像部分同士のマッチング処理を行うマッチング処理部、を有し、上記マッチング処理部においてカウントする差分値の閾値を、上記入力画像信号の各フレームの高輝度エッジ画素のカウント数に応じて可変するようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記スクロール検出部において検出される、上記入力画像信号の１フレーム期間中の文字テロップの移動量が、上記入力画像信号における所定フレーム期間連続して同一の値を示した場合に、上記移動量を有効とするようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記可動画像検出部が、上記入力された画像信号中から立上り、立下りエッジを検出する立上り、立下りエッジ検出部と、上記立上り、立下りエッジ検出部により検出された立上りエッジから、輝度が高く、且つエッジが無いという条件に基づいて、第１の方向に文字部分を辿る順トレース部と、上記立上り、立下りエッジ検出部により検出された立下りエッジから、輝度が高く、且つエッジが無いという条件に基づいて、上記第１の方向とは逆方向の第２の方向に文字部分を辿る逆トレース部と、を有し、上記順トレース部からの出力信号と、上記逆トレース部からの出力信号との論理和により、上記背景画像領域から分離した文字部分領域のイネーブル信号を検出するようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記可動画像検出部が、検出した可動画像部分のイネーブル信号を、上記可動画像部分の移動量分移動させたマスクイネーブル信号を出力し、上記背景画像領域に上記入力画像信号における現フレームの１つ前フレームの繰り返し画像が重なるのを防止するようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記動き補償処理部が、上記可動画像検出部が検出した上記可動画像部分の移動量に応じて、上記入力画像信号における現フレームの１つ前フレームの情報を移動させてサブフレームを作成し、上記可動画像部分に対しての動画ぼやけの改善を行うようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記動き補償処理部が、上記可動画像検出部が検出した上記可動画像部分の移動量に応じて、上記入力画像信号における現フレームの１つ前フレームに係わる情報と、上記現フレームの１つ後フレームに係わる情報とから、サブフレームを作成し、上記可動画像部分に対しての動画ぼやけの改善を行うようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記動き補償処理部が、上記可動画像検出部が検出した上記可動画像部分の移動量に応じて、上記入力画像信号における前後複数フレームに係わる情報からサブフレームを作成し、上記可動画像部分に対しての動画ぼやけの改善を行うようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記動き補償処理部が、上記可動画像検出部が検出した上記可動画像に係わるイネーブル信号部分のみに動き補償処理を行うようにしている。

また、上記とは別の実施形態では、上記可動画像検出部が、検出した上記可動画像部分のみに動き補償処理を行い、上記可動画像部分の背景画像のAPLを検出するAPL検出部、を有し、上記マスクイネーブル信号部分には、上記背景画像のAPLの画像を表示するようにしている。

更に、上記とは別の実施形態では、画像表示装置が、上記可動画像検出部の何れか１つを有する。

本発明の第２の観点に従う画像表示方法は、ホールド型発光する表示部を備える画像表示装置において、上記表示部に表示されるべき画像情報の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するステップと、上記フレーム期間を分割するステップにおいて、入力された画像信号の階調レベルに応じて、上記フレーム期間を分割するステップにより分割された各サブフレーム期間における階調レベルを、最大輝度及びコントラストの低下の抑制が可能な階調レベルに決定するステップと、上記入力された画像信号中から、背景画像領域よりも高階調の可動画像を検出するステップと、上記可動画像を検出するステップにおいて、上記入力された画像信号中から、上記高階調の可動画像を検出した場合に、上記画像信号中の上記可動画像の領域に対し、その動きを補償するための動き補償処理を行うステップと、を有する。

本発明によれば、ホールド型表示素子を持つ画像表示装置において、文字テロップや模様等の高階調の動画が入力された場合でも、最大輝度やコントラストの低下を抑制しつつ、動画ぼやけの改善をも図ることが可能なようにすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。

上記画像表示装置は、図３に示すように、RGB/YCbCr変換部１１と、文字テロップ検出部１３と、補間フレーム生成部１５と、メモリインタフェース部（以下、「メモリI/F部」と表記する）１７と、画像メモリ１９と、を備える。上記画像表示装置は、上記各部に加えて、倍速変換部２１と、YCbCr/RGB変換部２３と、階調変換部２５と、タイミングコントロール部２７と、LCD（Liquid Crystal Display）（液晶表示）パネル２９、をも備える。

以下では、図示と説明の都合上、上記画像表示装置への入力画像が含む高階調動き物体として文字テロップを例に取る。

RGB/YCbCr変換部１１は、入力された画像信号（RGB信号）（６０Hz）３１を受けて、該RGB信号３１をYCbCr信号（Yは輝度信号（濃淡信号）、Cbは青の色差信号、Crは赤の色差信号）に変換する。そして、変換したYCbCr信号を、文字テロップ検出部１３、補間フレーム生成部１５、及びメモリI/F部１７に夫々出力する。

なお、RGB/YCbCr変換部１１には、画像信号（RGB信号）（６０Hz）３１と共に、データイネーブル信号も入力されるが、データイネーブル信号は、画像信号（RGB信号）（６０Hz）３１とは異なり、RGB/YCbCr変換部１１において信号処理が施されない。そこで、上記データイネーブル信号を、上記YCbCr信号と同期させてRGB/YCbCr変換部１１から出力させる必要上、画像信号（RGB信号）（６０Hz）３１をYCbCr信号に変換するのに要する時間分だけ、上記データイネーブル信号のRGB/YCbCr変換部１１からの出力時期を遅延させている。上記データイネーブル信号は、RGB/YCbCr変換部１１から文字テロップ検出部１３に出力される。

メモリI/F部１７は、画像メモリ１９とRGB/YCbCr変換部１１との間、画像メモリ１９と文字テロップ検出部１３との間、画像メモリ１９と補間フレーム生成部１５との間、及び画像メモリ１９と倍速変換部２１との間において行われる、現フレームのYCbCr信号の授受、その１フレーム前のYCbCr信号の授受、その１フレーム前のY信号の授受等のインタフェースとして機能する。

画像メモリ１９は、メモリI/F部１７を通じてRGB/YCbCr変換部１１から出力されるYCbCr信号（フレーム信号）を時系列的に蓄積すると共に、補間フレーム生成部１５により生成され、補間フレーム生成部１５からメモリI/F部１７を通じて出力される補間フレーム信号をも時系列的に蓄積する。画像メモリ１９には、・・・、現フレーム信号の１つ前のフレーム信号（以下、「１フレーム前信号」と表記する）、補間フレーム信号、現フレーム信号の順序で、各フレーム信号、及び補間フレーム信号が、メモリI/F部１７によって時系列的に蓄積される。

画像メモリ１９は、現フレーム信号のYCbCr信号と、１フレーム前信号のY信号（輝度信号）とを、メモリI/F部１７を通じて文字テロップ検出部１３に出力する。画像メモリ１９は、１フレーム前のYCbCr信号を、メモリI/F部１７を通じて補間フレーム生成部１５に出力する。画像メモリ１９は、・・・、１フレーム前信号、補間フレーム信号、現フレーム信号の順序で時系列的に蓄積しているデータを、メモリI/F部１７を通じて倍速変換部２７に出力する。

文字テロップ検出部１３は、入力画像中の高階調動き物体を検出する高階調動き物体検出回路であり、入力画像に含まれる、高階調動き物体としての文字テロップを検出する。文字テロップ検出部１３は、RGB/YCbCr変換部１１より出力される（現フレームの）YCbCr信号からY信号（輝度信号）のみを入力すると共に、メモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９から現フレームのYCbCr信号、及び１フレーム前のYCbCr信号を入力する。文字テロップ検出部１３は、メモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９から入力した現フレームのYCbCr信号と、RGB/YCbCr変換部１１から入力した現フレームのY信号とに基づいて、入力画像信号（RGB信号）３１中の文字テロップの有／無を検出する。

文字テロップ検出部１３は、入力画像信号（RGB信号）３１中に文字テロップが有ることを検出した場合には、現フレームのYCbCr信号と、１フレーム前のYCbCr信号とを比較対照することにより、上記文字テロップのスクロール速度（文字テロップの流れる速度）をも検出する。文字テロップ検出部１３は、上記検出した文字テロップ有／無の検出信号、及びスクロール速度検出信号を、補間フレーム生成部１５に出力する。

補間フレーム生成部１５は、RGB/YCbCr変換部１１から出力される現フレームのYCbCr信号と、メモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９から出力される１フレーム前のYCbCr信号と、文字テロップ検出部１３から出力される文字テロップ有／無の検出信号、及びスクロール速度検出信号と、を夫々入力する。そして、文字テロップ検出部１３によって検出された、現フレーム信号、及び１フレーム前信号における文字テロップのスクロール速度に基づいて、現フレームとそれより１つ前のフレームとの間に挿入すべき補間フレームの生成を行う。補間フレーム生成部１５は、生成した補間フレームを、メモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９に出力する。

倍速変換部２１は、メモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９から６０Hzの周波数を持つ入力画像信号（３１）を読込んで、所謂フレーム繰り返しの手法を用いることにより、該入力画像信号（３１）を、１２０Hzの周波数を持つ入力画像信号に変換（倍速変換）する。倍速変換部２１は、上記フレーム繰り返しによって増えた各フレームに対し、補間フレーム生成部１５において生成された補間フレームを挿入する。これにより、例えば現フレーム信号と１フレーム前信号との間に、上記生成された補間フレームが挿入される。その結果、上記入力画像像信号（３１）を構成する各フレーム間に、補間フレームが挿入された120Hzの周波数を持つ画像信号が生成される。この画像信号は、倍速変換部２１からYCbCr/RGB変換部２３に出力される。

YCbCr/RGB変換部２３は、倍速変換部２１から出力されるYCbCr信号である画像信号をRGB信号に変換し、該RGB信号を、階調変換部２５に出力する。

階調変換部２５は、YCbCr/RGB変換部２３から出力されるRGB信号を入力し、所定の階調データ変換曲線（例えば、図１で示したような階調データ変換曲線）に従って該RGB信号の１stサブフレーム（明るいフレーム）、及び２ndサブフレーム（暗いフレーム）の階調データ変換を行う。階調変換部２５において階調変換されたデータは、タイミングコントローラ部２７を通じてLCDパネル２９に表示出力される。

図４は、図３に記載の倍速変換部２１における所謂フレーム繰り返しの手法の概念を示す模式図である。

図４において、図４（ａ）は、倍速変換部２１がメモリI/F部１７を通じて画像メモリ１９から読込んだ６０Hzの周波数を持つ入力画像信号（３１）であり、この入力画像信号（３１）が、所謂フレーム繰り返しの手法によって、図４（ｂ）で示すような、１２０Hzの周波数を持つ入力画像信号に変換（倍速変換）される。

なお、上記フレーム繰り返しの手法により、２つに増えた各フレームのうちの、繰り返しにより生成された方のフレームの位置に、補間フレーム生成部１５において生成された補間フレーム（図４（ｃ）において黒く塗りつぶされた方のフレーム）が挿入されることになる。

図５は、図３で示した文字テロップ検出部１３の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

上記文字テロップ検出部１３は、図５に示すように、エリア限定部３３と、第１ノイズ除去部（以下、「第１NR」と表記する）３５と、高輝度／エッジ部検出部３７と、スクロール検出部３９と、補間イネーブル生成部４１と、第２ノイズ除去部（以下、「第２NR」と表記する）４３と、を含む。エリア限定部３３は、RGB/YCbCr変換部１１から出力されるデータイネーブル信号４５を入力し、該入力したデータイネーブル信号４５に対し、文字テロップ検出を行うための検出範囲を設定する。エリア限定部３３は、設定した文字テロップの検出範囲に係わる情報を、高輝度／エッジ部検出部３７に出力する。

第１NR３５は、画像メモリ１９（図３で示した）からメモリI/F部１７（図３で示した）を通じて出力される現フレーム信号４７、及び１フレーム前信号４９を夫々入力し、現フレーム信号４７、１フレーム前信号４９に含まれるモスキートノイズやブロックノイズ等のノイズ除去を行う。ここで、モスキートノイズとは、JPEG圧縮の圧縮率を高くして、ファイル容量を小さくしたとき、高域成分を含んだ映像やエッジ部分に発生するノイズのことである。また、ブロックノイズとは、ブロック歪とも言い、ディジタル映像圧縮を行った映像において画像の一部領域がモザイク状に見える現象のことである。このノイズは、模様やエッジのある部分よりも、グラデーション等ののっぺりした画像で特に目立つ。

第１NR３５は、モスキートノイズやブロックノイズ等を除去した後の現フレーム信号、及び１フレーム前信号を、夫々高輝度／エッジ部検出部３７に出力する。

高輝度／エッジ部検出部３７は、エリア限定部３３から出力される文字テロップの検出範囲に係わる情報と、第１NR３５から出力されるノイズ除去後の現フレーム信号、及び１フレーム前信号とを、夫々入力する。高輝度／エッジ部検出部３７は、上記文字テロップの検出範囲に係わる情報に基づいて、入力した上記現フレーム信号、及び上記１フレーム前信号の限定された画面領域における高輝度で且つエッジが存在する部分を検出する。高輝度／エッジ部検出部３７による上記部分の検出に際しては、例えば所定閾値以上の輝度値を持ち、且つ所定閾値以上のエッジ部を有する部分を検出する手法が採用される。

高輝度／エッジ部検出部３７は、現フレームのY（輝度）信号、及び１つ前フレームのY（輝度）信号を、スクロール検出部３９に出力する。高輝度／エッジ部検出部３７は、また、現フレームの高輝度／エッジ部信号、及び１つ前フレームの高輝度／エッジ部信号についても、スクロール検出部３９、及び補間イネーブル部４１に夫々出力する。

スクロール検出部３９は、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームのY（輝度）信号、１つ前フレームのY（輝度）信号、現フレームの高輝度／エッジ部信号、及び１つ前フレームの高輝度／エッジ部信号を入力する。そして、上記文字テロップのスクロール速度（数）を検出すると共に、検出したスクロール速度（数）４０を、図３で示した補間フレーム生成部１５、及び補間イネーブル生成部４１に夫々出力する。

補間イネーブル生成部４１は、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームの高輝度／エッジ部信号、及び１つ前フレームの高輝度／エッジ部信号と、スクロール検出部３９から出力される上記検出されたスクロール速度（数）４０とを入力する。そして、文字テロップ部分の補間用イネーブル信号を検出すると共に、検出した補間用イネーブル信号を、第２NR４３に出力する。

第２NR４３は、補間イネーブル生成部４１から出力される補間用イネーブル信号を入力し、該補間用イネーブル信号におけるノイズの除去や、高輝度／エッジ部検出部３７、スクロール検出部３９での検出ミスによる孤立点的な破綻を抑制するための処理を行う。本処理の一例としては、周囲のイネーブル値によるメディアンフィルタ処理、イネーブル信号に対する膨張・収縮処理等が挙げられる。第２NR４３は、上記処理を実行した後、文字テロップイネーブル信号５１を、図３で示した補間フレーム生成部１５に出力する。

図６は、図５に記載のエリア限定部３３によって限定される表示画面領域の一例を示す説明図である。

図６に示すように、文字テロップは、基本的に表示画面領域（画面領域の全体）５３の下側領域（ハッチングで示す）５５に存在するので、図５で示したエリア限定部３３により、該下側領域５５に文字テロップの検出範囲が設定（限定）される。

図７は、図５で示したスクロール検出部３９の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

上記スクロール検出部３９は、図７に示すように、第１遅延部５７と、第２遅延部５９と、第１論理積演算部６１と、第２論理積演算部６３と、第３論理積演算部６５と、第４論理積演算部６７と、第１差分演算部６９と、第２差分演算部７１と、第３差分演算部７３と、第４差分演算部７５と、を備える。上記スクロール検出部３９は、上記各部に加えて、第１比較部７７と、第２比較部７９と、第３比較部８１と、第４比較部８３と、第１カウンタ８５と、第２カウンタ８７と、第３カウンタ８９と、第４カウンタ９１と、第５比較部９３と、第６比較部９５と、第７比較部９７と、第８比較部９９、をも備える。上記スクロール検出部３９は、上記各部に加えて、更に、第１積分処理部１０１と、第２積分処理部１０３と、第３積分処理部１０５と、第４積分処理部１０７と、最大値判定部１０９と、出力制御部１１１、をも備える。

第１遅延部５７は、図５で示した高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３を入力し、該高輝度／エッジ部信号１１３を水平方向に遅延させた信号を生成する。本実施形態では、該高輝度／エッジ部信号を、１クロック遅延させた第１の遅延信号、２クロック遅延させた第２の遅延信号、３クロック遅延させた第３の遅延信号、及び４クロック遅延させた第４の遅延信号が、第１遅延部５７において夫々生成される。

第１遅延部５７は、上記第１の遅延信号を第１論理積演算部６１に、上記第２の遅延信号を第２論理積演算部６３に、上記第３の遅延信号を第３論理積演算部６７に、上記第４の遅延信号を第４論理積演算部６９に、夫々出力する。

第１論理積演算部６１は、第１遅延部５７から出力される上記第１の遅延信号と、図５で示した高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームの１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５とを入力し、両信号の論理積演算を行う。第１論理積演算部６１は、上記論理積演算により得られる論理レベル信号を、第１差分演算部６９に出力する。

第２論理積演算部６３は、第１遅延部５７から出力される上記第２の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５とを入力し、両信号の論理積演算を行う。第２論理積演算部６３は、上記論理積演算により得られる論理レベル信号を、第２差分演算部７１に出力する。

第３論理積演算部６５は、第１遅延部５７から出力される上記第３の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５とを入力し、両信号の論理積演算を行う。第３論理積演算部６５は、上記論理積演算により得られる論理レベル信号を、第３差分演算部７３に出力する。

第４論理積演算部６７は、第１遅延部５７から出力される上記第４の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５とを入力し、両信号の論理積演算を行う。第４論理積演算部６７は、上記論理積演算により得られる論理レベル信号を、第４差分演算部７５に出力する。

第２遅延部５９は、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームの輝度（Y）信号１１７を入力し、該輝度信号１１７を水平方向に遅延させた信号を生成する。本実施形態では、第１遅延部５７におけると同様に、該輝度信号を、１クロック遅延させた第５の遅延信号、２クロック遅延させた第６の遅延信号、３クロック遅延させた第７の遅延信号、及び４クロック遅延させた第８の遅延信号が、第２遅延部５９において夫々生成される。

第２遅延部５９は、上記第５の遅延信号を第１差分演算部６９に、上記第６の遅延信号を第２差分演算部７１に、上記第７の遅延信号を第３差分演算部７３に、上記第８の遅延信号を第４差分演算部７５に、夫々出力する。

第１差分演算部６９は、第１論理積演算部６１から出力される論理レベル信号をイネーブル信号として、第２遅延部５９から出力される上記第５の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される現フレームの１フレーム前の輝度（Y）信号１１９とを入力し、両信号間の差分演算（相関演算）を行う。第１差分演算部６９は、上記差分演算（相関演算）により得られる上記両信号間の差分値を示す信号を、第１比較部７７に出力する。

第２差分演算部７１は、第２論理積演算部６３から出力される論理レベル信号をイネーブル信号として、第２遅延部５９から出力される上記第６の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の輝度信号１１９とを入力し、両信号間の差分演算を行う。第２差分演算部７１は、上記差分演算により得られる上記両信号間の差分値を示す信号を、第２比較部７９に出力する。

第３差分演算部７３は、第３論理積演算部６５から出力される論理レベル信号をイネーブル信号として、第２遅延部５９から出力される上記第７の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の輝度信号１１９とを入力し、両信号間の差分演算を行う。第３差分演算部７３は、上記差分演算により得られる上記両信号間の差分値を示す信号を、第３比較部８１に出力する。

第４差分演算部７５は、第４論理積演算部６７から出力される論理レベル信号をイネーブル信号として、第２遅延部５９から出力される上記第８の遅延信号と、高輝度／エッジ部検出部３７から出力される１フレーム前の輝度信号１１９とを入力し、両信号間の差分演算を行う。第４差分演算部７５は、上記差分演算により得られる上記両信号間の差分値を示す信号を、第４比較部８３に出力する。

第１比較部７７は、第１差分演算部６９から出力される上記差分値を示す信号と、所定の第１閾値１２１とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す信号を第１カウンタ８５に出力する。第２比較部７９は、第２差分演算部７１から出力される上記差分値を示す信号と、所定の第１閾値１２１とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す信号を第２カウンタ８７に出力する。

第３比較部８１は、第３差分演算部７３から出力される上記差分値を示す信号と、所定の第１閾値１２１とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す信号を第３カウンタ８９に出力する。第４比較部８３は、第４差分演算部７５から出力される上記差分値を示す信号と、所定の第１閾値１２１とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す信号を第４カウンタ９１に出力する。

第１カウンタ８５は、第１比較部７７から出力される上記比較結果を示す信号のうちの、上記所定の第１閾値１２１よりも低い値を持つ信号部分を１フレーム単位でカウントすると共に、それにより得られた第１のカウント値を、第５比較部９３、及び最大値判定部１０９に夫々出力する。第２カウンタ８７は、第２比較部７９から出力される上記比較結果を示す信号のうちの、第１閾値１２１よりも低い値を持つ信号部分を１フレーム単位でカウントすると共に、それにより得られた第２のカウント値を、第６比較部９５、及び最大値判定部１０９に夫々出力する。

第３カウンタ８９は、第３比較部８１から出力される上記比較結果を示す信号のうちの、第１閾値１２１よりも低い値を持つ信号部分を１フレーム単位でカウントすると共に、それにより得られた第３のカウント値を、第７比較部９７、及び最大値判定部１０９に夫々出力する。第４カウンタ９１は、第４比較部８３から出力される上記比較結果を示す信号のうちの、第１閾値１２１よりも低い値を持つ信号部分を１フレーム単位でカウントすると共に、それにより得られた第４のカウント値を、第８比較部９９、及び最大値判定部１０９に夫々出力する。

第５比較部９３は、第１カウンタ８５から出力される上記第１のカウント値と、所定の第２閾値１２３とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す第１の信号を、上述した文字テロップのスクロール速度（数）の第１の検出信号候補として第１積分処理部１０１に出力する。第６比較部９５は、第２カウンタ８７から出力される上記第２のカウント値と、第２閾値１２３とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す第２の信号を、文字テロップのスクロール速度（数）の第２の検出信号候補として第２積分処理部１０３に出力する。

第７比較部９７は、第３カウンタ８９から出力される上記第３のカウント値と、所定の第２閾値１２３とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す第３の信号を、文字テロップのスクロール速度（数）の第３の検出信号候補として第３積分処理部１０５に出力する。第８比較部９９は、第４カウンタ９１から出力される上記第４のカウント値と、第２閾値１２３とを比較演算すると共に、該比較演算の結果を示す第４の信号を、文字テロップのスクロール速度（数）の第４の検出信号候補として第４積分処理部１０７に出力する。

第１積分処理部１０１は、第５比較部９３から出力される上記第１の検出信号候補を入力して該第１の検出信号候補に所定の信号処理を施すことにより、該第１の検出信号候補が所定のフレーム期間中連続して有効かどうかチェックする。第１積分処理部１０１は、該チェックの結果、該第１の検出信号候補が上記所定のフレーム期間中連続して有効であると判断した場合には、出力制御部１１１に所定の検出信号を出力する。

第２積分処理部１０３は、第６比較部９５から出力される上記第２の検出信号候補を入力して該第２の検出信号候補に所定の信号処理を施すことにより、該第２の検出信号候補が所定のフレーム期間中連続して有効かどうかチェックする。第２積分処理部１０３は、該チェックの結果、該第２の検出信号候補が上記所定のフレーム期間中連続して有効であると判断した場合には、出力制御部１１１に所定の検出信号を出力する。

第３積分処理部１０５は、第７比較部９７から出力される上記第３の検出信号候補を入力して該第３の検出信号候補に所定の信号処理を施すことにより、該第３の検出信号候補が所定のフレーム期間中連続して有効かどうかチェックする。第３積分処理部１０５は、該チェックの結果、該第３の検出信号候補が上記所定のフレーム期間中連続して有効であると判断した場合には、出力制御部１１１に所定の検出信号を出力する。

第４積分処理部１０７は、第８比較部９９から出力される上記第４の検出信号候補を入力して該第４の検出信号候補に所定の信号処理を施すことにより、該第４の検出信号候補が所定のフレーム期間中連続して有効かどうかチェックする。第４積分処理部１０７は、該チェックの結果、該第４の検出信号候補が上記所定のフレーム期間中連続して有効であると判断した場合には、出力制御部１１１に所定の検出信号を出力する。

最大値判定部１０９は、第１カウンタ８５から出力される上記第１のカウント値と、第２カウンタ８７から出力される上記第２のカウント値と、第３カウンタ８９から出力される上記第３のカウント値と、第４カウンタ９１から出力される上記第４のカウント値とを入力する。最大値判定部１０９は、上記第１乃至第４のカウント値を比較対照することにより、最も大きいカウント値を選択し、該最大カウント値を、スクロール速度（数）候補値１２５として出力制御部１１１に出力する。

出力制御部１１１は、第１積分処理部１０１、第２積分処理部１０３、第３積分処理部１０５、及び第４積分処理部１０７から夫々出力される所定の検出信号と、最大値判定部１０９から出力されるスクロール速度（数）候補値１２５とを入力する。出力制御部１２５は、第１積分処理部１０１乃至第４積分処理部１０７から夫々入力した所定の検出信号中より、最大値判定部１０９から入力したスクロール速度（数）候補値１２５に対応する検出信号を選択する。そして、該選択した検出信号が有効な場合に、上記スクロール速度（数）候補値１２５をスクロール速度（数）値１２７として、図３で示した補間フレーム生成部１５、及び図５で示した補間イネーブル生成部４１に夫々出力する。上記選択した検出信号が無効な場合には、出力制御部１１１は、上記スクロール速度（数）値１２７として、スクロール数「０」（文字テロップ無し／スクロール無し）を出力することになる。

なお、図７で示した例では、第１遅延部５７における現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３の遅延量、及び第２遅延部５９における現フレームの輝度（Y）信号１１７の遅延量を、夫々１乃至４クロックの４つのパターンとし、１乃至４スクロール対応としたが、本発明はこれのみに限定されるものではない。また、図７で示した例では、第１遅延部５７において、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３を１乃至４クロック遅延させることとしたが、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３に代えて１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５を１乃至４クロック遅延させることとしても差し支えない。

また、図７で示した例では、第１カウンタ８５乃至第４カウンタ９１において、夫々１フレーム単位で第１比較部７７乃至第４比較部８３からの出力信号に係わるカウント動作を行うこととしたが、これに代えて、まずライン単位でカウント動作を実施して、該カウント値が所定の閾値以上のラインをテロップラインと定義し、次に該テロップラインが１フレーム中に存在する数（何ライン存在するか）をカウント動作するというような、所謂二段階カウント方式を採用しても差し支えない。また、図７で示した例では、第１比較部７７乃至第４比較部８３に係わる第１閾値１２１、及び第５比較部９３乃至第８比較部９９に係わる第２閾値１２３は、何れも固定値であるが、例えばフレーム単位で高輝度エッジ画素をカウントし、そのカウント値から文字テロップの大きさや複雑さを予測し、その予測結果に応じて第１閾値１２１、第２閾値１２３を変更するような閾値可変方式を採用しても差し支えない。

更に、上述したスクロール速度（数）を、ブロックマッチング法や、勾配法を用いた動き推定法によって検出する方式を採用しても良い、
図８は、図５で示した補間イネーブル生成部４１の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

上記補間イネーブル生成部４１は、図８に示すように、第１イネーブル拡張部１３１と、遅延部１３３と、論理積演算部１３５と、遅延調整部１３７と、第２イネーブル拡張部１３９と、を備える。

第１イネーブル拡張部１３１は、図５で示した高輝度／エッジ部検出部３７から夫々出力される現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３、及び（現フレームの）１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５を入力する。そして、何れも矩形状の波形を持つ現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３、及び１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５に対し、上記矩形状の波形の両端側から論理レベル"Ｈ"の部分（即ち、信号部分）を、所定画素分だけ拡張するための信号処理を行う。第１イネーブル拡張部１３１において、上記信号処理を行うことにより、ノイズ等の影響によって上記各信号１１３、１１５における高輝度／エッジ部分として把握できなかった部分を、より正確に高輝度／エッジ部分として把握できるようになる。

第１イネーブル拡張部１３１は、上記信号処理を施した後の現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３については、遅延部１３３に、上記信号処理を施した後の１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５については、論理積演算部１３５に、夫々出力する。

遅延部１３３は、図５で示したスクロール検出部３９から出力されるスクロール速度（数）検出値４０と、第１イネーブル拡張部１３１から出力される現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３とを夫々入力する。遅延部１３３は、上記スクロール速度（数）検出値４０に応じて、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３を遅延させる信号処理を行う。これにより、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３の遅延部１３３からの出力タイミングを、１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５の第１イネーブル拡張部１３１からの出力タイミングと調整する。

論理積演算部１３５は、第１イネーブル拡張部１３１から出力される１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５と、遅延部１３３から出力される現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３とを入力して、両信号（１１５、１１３）の論理積を演算する。論理積演算部１３５は、該論理積演算を行うことにより、スクロール検出部３９から遅延部１３３に出力されたスクロール速度（数）（検出値）４０で移動している文字テロップの部分のみを、上記両信号（１１５、１１３）中から抽出する。論理積演算部１３５は、上記抽出した文字テロップの部分を、遅延調整部１３７に出力する。

遅延調整部１３７は、論理積演算部１３５から出力される上記抽出された文字テロップの部分を入力し、該文字テロップの部分に対応するイネーブル信号を、図３で示した補間フレーム生成部１５において生成される補間フレーム用に、（スクロール数／２）分移動させて、第２イネーブル拡張部１３９に出力する。

第２イネーブル拡張部１３９は、遅延調整部１３７から出力される上記イネーブル信号を入力する。そして、矩形状の波形を持つ該イネーブル信号に対し、上記矩形状の波形の両端側から論理レベル"Ｈ"の部分（即ち、信号部分）を、所定画素分だけ拡張するための信号処理を行う。第２イネーブル拡張部１３９において、上記信号処理を行うことにより、遅延調整部１３７から出力される上記イネーブル信号が、文字全体を覆うイネーブル信号に拡張される。第２イネーブル拡張部１３９は、上記拡張したイネーブル信号を、補間フレーム生成用イネーブル信号１４１として、図５で示した第２NR４３に出力する。

図９は、図８に記載の第１イネーブル拡張部１３１に入力される前の高輝度／エッジ部信号１１３、１１５の波形、及び第１イネーブル拡張部１３１から出力された後の高輝度／エッジ部信号１１３、１１５の波形の比較図である。

図９において、図９（ａ）で示した波形は、第１イネーブル拡張部１３１に入力される前の高輝度／エッジ部信号１１３、１１５の波形であり、図９（ｂ）で示した波形は、第１イネーブル拡張部１３１から出力された後の高輝度／エッジ部信号１１３、１１５の波形である。図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較対照すれば、図９（ｂ）で示した波形の方が図９（ａ）で示した波形よりも、第１イネーブル拡張部１３１において、所定画素分だけ該信号の両端が夫々拡張されているため、論理レベル"Ｈ"の部分（即ち、信号部分）が長いことが明らかである。

図１０は、図８に記載の補間イネーブル生成部４１を構成する各部における処理動作の概念を示す説明図である。

図１０では、太線矢印で示すように、時間軸tが図１０の右から左に向かって設定されており、現フレーム１５１とその１つ前のフレーム１５３との間に、図３で示した補間フレーム生成部１５によって生成される補間フレーム１５５が挿入される。この補間フレーム１５５の、補間フレーム生成部１５による生成に際しては、補間イネーブル生成部４１で生成される補間フレーム生成用イネーブル信号１４１の補間フレーム生成部１５への出力が必要である。

１つ前フレーム１５３は、１フレーム前の高輝度／エッジ部信号１１５に、現フレーム１５１は、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３に、夫々対応している。本実施形態では、１つ前フレーム１５３の下側領域、及び現フレーム１５１の下側領域には、夫々スクロール文字「あ」１５７が存在している。１つ前フレーム１５３におけるスクロール文字「あ」１５７の位置から、スクロール数（即ち、移動距離）１５９分だけ図１０の左側に移動した位置が、現フレーム１５１におけるスクロール文字「あ」１５７の位置である。

１つ前フレーム１５３と現フレーム１５１との時間軸t上の中間位置に、補間フレーム生成用イネーブル信号１４１が、図８で示した第２イネ−ブル拡張部１３９から出力されることに起因して、図３で示した補間フレーム生成部１５において、破線で示す補間フレーム１５５が生成される。

１つ前フレーム１５３におけるスクロール文字「あ」１５７が、現フレーム１５１におけるスクロール文字「あ」１５７の位置に移動すると、まず現フレーム１５１、及び１つ前フレーム１５３の双方において、図５で示した高輝度／エッジ部検出部３７により高輝度／エッジ部信号１１３、１１５が夫々検出される。図５で示した補間イネーブル生成部４１では、前記各イネーブル信号（即ち、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３、及び１つ前フレームの高輝度／エッジ部信号１１５）を夫々所定画素分拡張する。

次に、現フレームの高輝度／エッジ部信号１１３を、スクロール文字「あ」１５７のスクロール数１５９分だけ遅延させた信号１６１（太い破線で示す）を生成し、該信号１６１と１つ前フレームの高輝度／エッジ部信号１１５との論理積演算を行う。次に、上記論理積演算の結果得られた信号を、上記スクロール数の1/2分１６３だけ遅延させると共に、該遅延させた信号を、その両端側から所定画素分拡張し、この拡張した信号を補間フレーム生成用イネーブル信号１４１として（図５で示した第２NR４３を通じて）図３で示した補間フレーム生成部１５に出力する。

上述した内容は、６０Hz→１２０Hzフレームレート変換に係わる例であり、補間フレーム生成用イネーブル信号の生成の際に、論理積演算の結果得られた信号をスクロール数の1/2分だけ遅延させる構成としている。しかし、本発明は、これのみに限定されるものではなく、（現フレームと１つ前のフレームとの間に挿入される）補間フレームの挿入数に応じて前記遅延数を適宜な値を設定するようにしても差し支えない。

図１１は、本発明の第１の実施形態に係る動画ぼやけの改善効果と、従来技術に係る動画ぼやけの改善効果との比較対照図である。

図１１において、図１１（ａ）が従来技術に係る動画ぼやけの改善効果を、図１１（ｂ）が本発明の第１の実施形態に係る動画ぼやけの改善効果を、夫々示している。図１１において、図１０で示した物と同一物には、同一符号を付す。

図１１（ａ）で示した補間フレーム１５５では、文字テロップ部分に完全な「黒」色が挿入されないため、動画ぼやけの改善効果が殆ど期待できない。これに対し、図１１（ｂ）で示した補間フレーム１５５は、文字テロップ部分が動き補償により移動された補間フレームであるため、人間の肉眼による積分区間減少により、動画ぼやけの改善効果が得られる。図１１（ａ）、及び図１１（ｂ）では、補間フレーム１５５に暗フレームが割り当てられているが、補間フレーム１５５に明フレームを割り当てるようにしても良い。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態においては、階調分割方式を用いた動画ぼやけ改善において、輝度の高い文字テロップが入力された場合に、該文字テロップの位置と、スクロール数とを検出して、文字テロップ部分のみに動き補償処理を行うこととしたので、現フレーム、１つ前フレーム、及び補間フレーム等の各フレームにおける高輝度の部位に関しても、動画ぼやけの改善効果を得ることが可能になる。

図１２は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る画像表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。

本変形例に係る画像表示装置は、文字テロップ検出部１３に対してのみ、RGB/YCbCr変換部１１から（現フレームの）YCbCr信号が出力されるように構成されていると共に、図３で示したYCbCr/ RGB変換部２３を備えていない点で、図３で示した画像表示装置とその構成が相違する。その他の構成については、図３で示した画像表示装置における構成と同様であるので、図１２において、図３で示した物と同一物には同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。なお、文字テロップ検出部１３は、RGB/YCbCr変換部１１より出力されるRGB/YCbCr信号からY信号（輝度信号）のみを入力する。

本変形例では、文字テロップ検出部１３において、Y（輝度）信号のみを入力して文字テロップの検出を行うこととしているが、Y（輝度）信号ではなく、CbCr信号（青・赤の色差信号）を入力して文字テロップ検出を行うようにしても良い。また、文字テロップ検出部１３における文字テロップ検出を、Y（輝度）信号や、CbCr信号（青・赤の色差信号）ではなく、RGB信号を用いて行うことも可能である。RGB信号により文字テロップ検出を行うこととすれば、図３で示したYCbCr/ RGB変換部２３に加えて、更に、RGB/YCbCr変換部１１も不要になるので、画像表示装置の内部構成を、より簡素化することも可能になる。

図１３は、本発明の第２の実施形態に係る文字テロップ検出部１３（図３で示した）の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

本実施形態では、図５で示した高輝度／エッジ部検出部３７に代えて、エッジ極性考慮高輝度／エッジ部検出部１７１を、図５で示した補間イネーブル生成部４１に代えて、イネーブルトレース部１７３を、夫々備えている点において、図５で示した文字テロップ検出部１３の内部構成と相違する。その他の構成においては、図５で示した文字テロップ検出部１３の内部構成と同様であるので、図１３において、図５で示した物と同一物には同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る文字テロップ検出部１３の特徴は、補間イネーブル信号の生成時に、エッジの極性情報を考慮して、高輝度／エッジ部信号から文字テロップ部分のみを切り出すためのイネーブル信号を生成するようにした点にある。

図１３において、エッジ極性考慮高輝度／エッジ部検出部１７１は、図５において説明したのと同様に、エリア限定部３３からの出力、及び第１NR３５からの出力に基づいて、高輝度／エッジ部に加え、立上りエッジ／立下りエッジ情報の検出をも行う。エッジ極性考慮高輝度／エッジ部検出部１７１は、所定の信号処理を行った結果、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号、高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号、高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号、及び高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号の４種類の信号を、スクロール検出部３９、及びイネーブルトレース部１７３に夫々出力する。

以上説明したように、本実施形態によれば、現フレーム信号、及び１つ前フレーム信号において、文字テロップ部と背景とを完全に分離し、文字テロップとは異なる動きをするような背景部分での誤動作を抑制することができる。

図１４は、図１３に記載のイネーブルトレース部１７３の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

上記イネーブルトレース部１７３は、図１３に示すように、イネーブル拡張部１８１と、遅延部１８３と、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５と、順／逆トレース部１８７と、論理和演算部１８９と、遅延調整部１９１と、を備える。

イネーブル拡張部１８１は、図１３で示したエッジ極性考慮高輝度／エッジ部検出部１７１から夫々出力される高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３、高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９を入力する。そして、何れも矩形状の波形を持つ高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３、高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９に対し、上記矩形状の波形の両端側から論理レベル"Ｈ"の部分（即ち、信号部分）を、所定画素分だけ拡張するための信号処理を行う。

イネーブル拡張部１８１は、上記信号処理を施した後の高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３、及び高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５については、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５に出力する。また、上記信号処理を施した後の高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９については、遅延部１８３に出力する。

遅延部１８３は、図５で示したスクロール検出部３９から出力されるスクロール速度（数）検出値４０と、イネーブル拡張部１８１から出力される高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９とを夫々入力する。遅延部１３３は、上記スクロール速度（数）検出値４０に応じて、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９を遅延させる信号処理を行う。これにより、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７、及び高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９の遅延部１８３からの出力タイミングを、高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３、及び高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５のイネーブル拡張部１８１からの出力タイミングと調整する。

エッジ極性考慮型論理積演算部１８５は、エッジ極性別にイネーブル信号（即ち、現フレーム信号と前フレーム信号）同士の論理積を演算する。即ち、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５は、イネーブル拡張部１８１から出力される高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３と、遅延部１８３から出力される高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７との論理積を演算する。また、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５は、イネーブル拡張部１８１から出力される高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５と、遅延部１８３から出力される高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９との論理積を演算する。

エッジ極性考慮型論理積演算部１８５は、高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３と、高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７との論理積演算の結果得られる論理レベル信号を、順／逆トレース部１８７に出力する。また、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５は、高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５と、高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９との論理積演算の結果得られる論理レベル信号をも、順／逆トレース部１８７に出力する。

順／逆トレース部１８７は、エッジ極性別にイネーブル信号（即ち、現フレーム信号と前フレーム信号）の信号幅の、拡張を行う。順／逆トレース部１８７は、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５により演算された、高輝度／立上りエッジ部前フレーム信号１９３と高輝度／立上りエッジ部現フレーム信号１９７との論理積である立上りエッジ出力イネーブル信号を、立上りエッジから"高輝度、且つエッジが無い"という条件を満たす部分まで時間的に順方向に拡張する処理を行う。この信号処理を、順方向トレースという。また、順／逆トレース部１８７は、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５により演算された、高輝度／立下りエッジ部前フレーム信号１９５と高輝度／立下りエッジ部現フレーム信号１９９との論理積である立下りエッジ出力イネーブル信号を、立下りエッジから"高輝度、且つエッジが無い"という条件を満たす部分まで時間的に逆方向に拡張する処理を行う。この信号処理を、逆方向トレースという。

順／逆トレース部１８７は、上記順方向トレースにより得られた立上りエッジ出力イネーブル信号、及び上記逆方向トレースにより得られた立下りエッジ出力イネーブル信号を、論理和演算部１８９に出力する。

論理和演算部１８９は、順／逆トレース部１８７から夫々出力される、上記順方向トレースを行うことにより得られた立上りエッジ出力イネーブル信号と、上記逆方向トレースを行うことにより得られた立下りエッジ出力イネーブル信号との論理和演算を行う。この論理和演算の結果として、文字部分のみのイネーブル信号を生成することが可能になる。論理和演算部１８９は、上記文字部分のみのイネーブル信号を、遅延調整部１９１を通じて図５で示した補間イネーブル生成部４１に出力する。なお、遅延調整部１９１の処理動作は、例えば図８で示した遅延調整部１３７のそれと略同様であるので、詳細な説明を省略する。

図１５は、図１４に記載の順／逆トレース部１８７において行われる立上りエッジ出力イネーブル信号の順方向トレース処理の概念を示す説明図、図１６は、図１４に記載の順／逆トレース部１８７において行われる立下りエッジ出力イネーブル信号の逆方向トレース処理の概念を示す説明図である。

図１５、及び図１６において、文字「Ａ」は、高輝度（白色）表示であり、図１５、及び図１６中、横方向に伸びる点線部分が上／下方向に移動することで、文字「Ａ」の走査が行われる。換言すれば、順／逆トレース部１８７が行う順／逆方向トレース処理において、横方向に伸びる点線部分の１ラインに注目した処理が行われる。

図１５において、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５により、現フレーム、及び１つ前フレームの夫々に対し、高輝度エッジ部を示す波形（エッジ波形）２０１が検出される。このエッジ波形２０１から、高輝度で、且つエッジ部では無いという条件を満足するまで、波形２０３（高輝度立上りエッジ部を示す波形）を順方向に拡張する第１段階の順方向トレース処理２０５、同じく波形２０３を更に順方向に拡張する第２段階の順方向トレース処理２０７を含む、順方向にイネーブル信号を拡張するための処理（トレース処理）が行われる。

図１６において、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５により、現フレーム、及び１つ前フレームの夫々に対し、高輝度エッジ部を示す波形（エッジ波形）２１１が検出される。このエッジ波形２１１から、高輝度で、且つエッジ部では無いという条件を満足するまで、波形２１３（高輝度立下りエッジ部を示す波形）を逆方向に拡張する第１段階の逆方向トレース処理２１５、同じく波形２１３を更に逆方向に拡張する第２段階の逆方向トレース処理２１７を含む、逆方向にイネーブル信号を拡張するための処理（トレース処理）が行われる。

図１５で示した順方向トレース処理によって得られた順トレースイネーブル信号、及び図１６で示した逆方向トレース処理によって得られた逆トレースイネーブル信号の論理和が、論理和演算部１８９において演算される。そして、該演算により得られた順トレースイネーブル信号と逆トレースイネーブル信号との論理和を示すイネーブル信号が、遅延調整部１９１により補間フレーム用に上記スクロール数の1/2分だけ移動され、補間イネーブル信号４０が出力される。

なお、順／逆トレース部１８７において、エッジ極性考慮型論理積演算部１８５からの出力信号のトレース処理を順／逆方向（順／逆両方向からのトレース処理）の２種類実施する理由は、ノイズ等の影響で、立上り（立下り）エッジが捉えられなかった場合に、それを補間するためである。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、階調分割方式を用いた動画ぼやけ改善において、輝度の高い文字テロップが入力された際に、その位置とスクロール数とを検出すると共に、更に文字テロップ部分と背景とを完全に分離し、文字テロップ部分のみに動き補償処理を行うことで、高輝度部分に関しても動画ぼやけの改善効果を得ることが可能になる。

図１７は、本発明の第３の実施形態に係る文字テロップ検出部（１３）の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

本実施形態では、APL（Average Picture Level）（画面の平均輝度）検出部２２１を備える点、及び第２NR４３から文字テロップイネーブル信号５１に加えて、マスクイネーブル信号２２３をも出力するようにした点において、図１３で示した文字テロップ検出部（１３）の内部構成と相違する。その他の構成においては、図１３で示した文字テロップ検出部（１３）の内部構成と同様であるので、図１７において、図１３で示した物と同一物には同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る文字テロップ検出部（１３）の特徴は、補間用イネーブル信号の論理レベルが"L"の部分において、（現フレームの）１つ前フレーム情報の繰り返し表示に際し、該１つ前フレームの画像をマスクするためのマスク信号を生成するようにし、更に、該マスク信号部分に、背景画像のAPL値に応じた画像を表示するようにした点にある。

図１７において、APL検出部２２１は、第１NR３５から出力されるモスキートノイズやブロックノイズ等が除去された後の現フレーム信号４７を入力すると共に、エリア限定部３３により限定されたエリアにおけるAPL値を検出し、該検出したAPL値に応じて、マスクエリアにおける表示階調を決定する。即ち、例えば上記APL値が、図２で示した階調分配方式による動画ぼやけ改善効果の境界値７（以下「LEL」と表記する）以下の場合は黒（０）、APL値がLEL以上の場合は得られたAPL値をマスクエリアの表示階調として、APL検出部２２１は、APL判定信号２２５を出力する。

本実施形態によれば、画像信号中の動き補償を行う文字テロップ部分以外の部分において、（現フレームの）１つ前フレームでの繰り返し処理による弊害を防止することが可能になる。

図１８は、図１７に記載のイネーブルトレース部１７３の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。

図１８で示すイネーブルトレース部１７３は、一方の入力端子が反転入力端子になっている論理積演算部２３１を新たに備える点で、図１４で示したイネーブルトレース部１７３の内部構成と相違する。その他の構成においては、図１４で示したイネーブルトレース部（１７３）の内部構成と同様であるので、図１８において、図１４で示した物と同一物には同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

図１８において、論理積演算部２３１は、論理和演算部１８９から出力される立上りエッジ出力イネーブル信号と、立下りエッジ出力イネーブル信号との論理和演算の結果得られた論理レベル信号を、非反転入力端子、及び反転入力端子を通じて入力する。そして、上記２つの入力端子を通じて入力した上記２つの論理レベル信号の間で論理積を演算し、その結果としてマスク信号２３３を、図１７で示した第２NR４に出力する。なお、遅延調整部１９１は、論理和演算部１８９からの上述した文字部分のみのイネーブル信号を、図５で示した補間イネーブル生成部４１に出力する。

図１９は、図１８に記載の内部構成を備えていないイネーブルトレース部（１７３）の各部における処理動作の概念を示す説明図である。

図１９では、太線矢印で示すように、時間軸tが図１９の右から左に向かって設定されており、現フレーム２４１とその１つ前のフレーム２４３との間に、図３で示した補間フレーム生成部１５によって生成される補間フレーム２４５が挿入される。この補間フレーム２４５の、補間フレーム生成部１５による生成に際しては、図５で示した補間イネーブル生成部４１で生成される補間フレーム生成用イネーブル信号２４７の補間フレーム生成部１５への出力が必要である。

１つ前フレーム２４３は、１フレーム前の高輝度／エッジイネーブル信号に基づく信号２４９に、現フレーム２４１は、現フレームの高輝度／エッジイネーブル信号に基づく信号２５１に、夫々対応している。本実施形態では、１つ前フレーム２４３の下側領域、及び現フレーム２４１の下側領域には、夫々文字テロップ「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」２５３が存在している。この文字テロップ「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」２５３は、画面右側から左側に一定速度でスクロールしている画像である。

１つ前フレーム２４１と現フレーム２４３との時間軸t上の中間位置に、補間フレーム生成用イネーブル信号２４７が、図１８で示した遅延調整部１９１から、また、マスク信号２３３が、同じく図１８で示した論理積演算部２３１から夫々出力されることに起因して、図３で示した補間フレーム生成部１５において、破線で示す補間フレーム２４５が生成される。

図１９において、既述の方法により文字テロップ部分が検出され、補間フレーム生成用イネーブル信号２４７が得られる。この補間フレーム生成用イネーブル信号２４７を用いて補間フレーム２４５を生成する場合、補間フレーム生成用イネーブル信号４７における論理レベルが「Ｌ」の部分は、（現フレーム２４１の）１つ前フレーム２４３の繰り返し出力になる。そのため、文字テロップ「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」２５３における各文字同士の間隔、及びそれらのスクロール速度によっては、図１９で示すように、１つ前フレーム２４３中の文字テロップ「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」２５３の映像が、補間フレーム２４５中の文字テロップ「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」２５３の映像に重なり、符合２５３で示すように弊害が発生する可能性がある。しかし、本実施形態によれば、このような弊害を防止することが可能になる。

図２０は、図１８に記載の内部構成を備えているイネーブルトレース部（１７３）の各部における処理動作の概念を示す説明図である。

図２０において、図１９で示した物と同一物には同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。

図２０において、図１８で示した論理積演算部２３１では、反転入力端子を介して入力されるスクロール数分遅延させた現フレーム高輝度エッジイネーブルに基づいた信号２６１と、非反転入力端子を介して入力される上述した文字部分のみのイネーブル信号２４７との論理積が求められる。そして、その演算結果としてマスクイネーブル信号２６３が、論理積演算部２３１から出力される。マスクイネーブル信号２６３における論理レベルが"H"の部分に関しては、１つ前フレームの繰り返しではなく、上述した（図１７で示したAPL検出部２２１からの）APL判定信号２２５により、例えば「黒」を表示することによって、上述したような弊害（図１９において、符号２５３で示した）の発生を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、階調分割方式を用いた動画ぼやけ改善において、輝度の高い文字テロップが入力された際に、その位置とスクロール数とを検出し、文字テロップ部分と背景部分とを完全に分離して、文字テロップ部分のみに動き補償処理を行うと共に、文字テロップ部分以外の１つ前フレームの繰り返し出力処理による弊害を抑圧することによって、動画ぼやけの改善効果を高い精度で得ることが可能になる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。

液晶TVにおいて、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の入出力データの階調変換曲線を示す図。 液晶TVにおいて、高階調画像が入力されたときの、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の入出力データの階調変換曲線を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図。 図３に記載した倍速変換部における所謂フレーム繰り返しの手法の概念を示す模式図。 図３で示した文字テロップ検出部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図５に記載したエリア限定部によって限定される表示画面領域の一例を示す説明図。 図５で示したスクロール検出部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図５で示した補間イネーブル生成部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図８に記載した第１イネーブル拡張部に入力される前の高輝度／エッジ部信号の波形、及び第１イネーブル拡張部から出力された後の高輝度／エッジ部信号の波形の比較図。 図８に記載した補間イネーブル生成部を構成する各部における処理動作の概念を示す説明図。 本発明の第１の実施形態に係る動画ぼやけの改善効果と、従来技術に係る動画ぼやけの改善効果との比較対照図。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る画像表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図。 本発明の第２の実施形態に係る文字テロップ検出部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図１３に記載したイネーブルトレース部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図１４に記載した順／逆トレース部において行われる立上りエッジ出力イネーブル信号の順方向トレース処理の概念を示す説明図。 図１４に記載した順／逆トレース部において行われる立下りエッジ出力イネーブル信号の逆方向トレース処理の概念を示す説明図。 本発明の第３の実施形態に係る文字テロップ検出部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図１７に記載したイネーブルトレース部の内部構成の一例を示す機能ブロック図。 図１８に記載した内部構成を備えていないイネーブルトレース部の各部における処理動作の概念を示す説明図。 図１８に記載した内部構成を備えているイネーブルトレース部の各部における処理動作の概念を示す説明図。

符号の説明

１１ RGB/YCbCr変換部
１３ 文字テロップ検出部
１５ 補間フレーム生成部
１７ メモリインタフェース部（メモリI/F部）
１９ 画像メモリ
２１ 倍速変換部
２３ YCbCr/RGB変換部
２５ 階調変換部
２７ タイミングコントロール部
２９ LCD（Liquid Crystal Display）（液晶表示）パネル
３３ エリア限定部
３５ 第１ノイズ除去部（第１NR）
３７ 高輝度／エッジ部検出部
３９ スクロール検出部
４１ 補間イネーブル生成部
４３ 第２ノイズ除去部（第２NR）
５７ 第１遅延部
５９ 第２遅延部
６１、６３、６５、６７ 第１論理積演算部〜第４論理積演算部
６９、７１、７３、７５ 第１差分演算部〜第４差分演算部
７７、７９、８１、８３ 第１比較部〜第４比較部
８５、８７、８９、９１ 第１カウンタ〜第４カウンタ
９３、９５、９７、９９ 第５比較部〜第８比較部
１０１、１０３、１０５、１０７ 第１積分処理部〜第４積分処理部
１０９ 最大値判定部
１１１ 出力制御部
１３１ 第１イネーブル拡張部
１３３ 遅延部
１３５ 論理積演算部
１３７ 遅延調整部
１３９ 第２イネーブル拡張部

Claims (6)

1. ホールド型発光する表示部を備える画像表示装置において、
   前記表示部に表示されるべき画像情報の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割するフレーム期間分割部と、
   入力された画像信号の階調レベルに応じて、前記フレーム期間分割部により分割された各サブフレーム期間における階調レベルを、最大輝度及びコントラストの低下の抑制が可能な階調レベルに決定する階調レベル決定部と、
   前記入力された画像信号中から、背景画像領域よりも高階調の可動画像を検出する可動画像検出部と、
   前記可動画像検出部が、前記入力された画像信号中から、前記高階調の可動画像を検出した場合に、前記画像信号中の前記可動画像の領域に対し、その動きを補償するための動き補償処理を行う動き補償処理部と、
   を有する画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記可動画像検出部が、
   前記入力された画像信号中から前記可動画像を検出するための領域を、前記画像信号中の所定エリアに限定するエリア限定部、
   を有する画像表示装置。
3. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記可動画像検出部が、
   前記入力された画像信号中から立上り、立下りエッジを検出する立上り、立下りエッジ検出部と、
   前記立上り、立下りエッジ検出部により検出された立上りエッジから、輝度が高く、且つエッジが無いという条件に基づいて、第１の方向に文字部分を辿る順トレース部と、
   前記立上り、立下りエッジ検出部により検出された立下りエッジから、輝度が高く、且つエッジが無いという条件に基づいて、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に文字部分を辿る逆トレース部と、
   を有し、
   前記順トレース部からの出力信号と、前記逆トレース部からの出力信号との論理和により、前記背景画像領域から分離した文字部分領域のイネーブル信号を検出するようにした画像表示装置。
4. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記動き補償処理部は、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像の移動量に応じて、前記入力された画像信号における現フレームの１つ前フレームの情報を移動させてサブフレームを作成し、前記入力された画像信号における現フレームの１つ動画像部分に対しての動画ぼやけの改善を行い、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像に係わるイネーブル信号部分のみに動き補償処理を行うようにした画像表示装置。
5. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記動き補償処理部は、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像の移動量に応じて、前記入力された画像信号における現フレームの１つ前フレームに係わる情報と、前記現フレームの１つ後フレームに係わる情報とから、サブフレームを作成し、前記可動画像に対しての動画ぼやけの改善を行い、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像に係わるイネーブル信号部分のみに動き補償処理を行うようにした画像表示装置。
6. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記動き補償処理部は、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像の移動量に応じて、前記入力された画像信号における前後複数フレームに係わる情報からサブフレームを作成し、前記可動画像に対しての動画ぼやけの改善を行い、
   前記可動画像検出部が検出した前記可動画像に係わるイネーブル信号部分のみに動き補償処理を行うようにした画像表示装置。

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