JP5010391B2

JP5010391B2 - 画像信号処理装置

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Publication number: JP5010391B2
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Authority: JP
Inventors: 知久樋口
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Description

本発明は、画像信号の各フレームの画像データを処理した後に該画像信号を液晶表示装置へ出力する画像信号処理装置に関するものである。

画像表示装置は、インパルス型表示装置とホールド型表示装置とに大別される。インパルス型表示装置の一例として挙げられるＣＲＴ（Cathode Ray Tube）では、電子銃により画面が走査されて電子ビームが到達した画素においてのみ表示がされる。これに対して、ホールド型表示装置の一例として挙げられる液晶表示装置や有機エレクトロルミネセンス表示装置では、画像信号のフレームが一定周期で更新され、或る第１フレームの画像の表示が指示されると、次の第２フレームの画像の表示が指示されるまで第１フレームの画像の表示が保持される。インパルス型表示装置と比較して、ホールド型表示装置は、画像歪みが生じ難い等の様々な特長を有している。

しかし、液晶表示装置は応答が遅いという問題を有している。すなわち、或るフレームの画像の目標表示値が指示されたときから、液晶表示装置における実際の表示値が目標表示値になるまで、時間を要する。その所要時間は、フレームが更新される周期を超える場合がある。したがって、動きが速い動画像が液晶表示装置の画面に表示される場合には、その動画像にボケが生じる場合がある。

このような問題を解決することを意図した技術としてオーバードライブ技術が知られている。オーバードライブ技術は、液晶表示装置の画面における或る画素に着目したとき、或る第１フレームにおける目標表示値に対応する画像データＧ_１に対して、次の第２フレームにおける目標表示値に対応する画像データＧ_２が異なる場合に、この画像データＧ_２を補正して、その補正後の画像データＧ_２'を液晶表示装置に与えるものである。この補正に際して、「Ｇ_１＜Ｇ_２」であるときには「Ｇ_２＜Ｇ_２'」とされ、「Ｇ_１＞Ｇ_２」であるときには「Ｇ_２＞Ｇ_２'」とされる。このように画像信号の各フレームの画像データを処理した後に該画像信号を液晶表示装置へ出力する画像信号処理装置が設けられることで、液晶表示装置における実際の表示値が目標表示値に速く達するようにされる。

このオーバードライブ技術に関して様々な提案がなされている。特許文献１に開示された発明では、上記画像データ（Ｇ_１，Ｇ_２）の各値と補正後画像データＧ_２'とを互いに対応づけて格納したルックアップテーブルが用いられ、各画素について画像データ（Ｇ_１，Ｇ_２）に対応する補正後画像データＧ_２'がルックアップテーブルから出力される。この場合、例えば、画像データが８ビットであって表示値が０〜２５５の範囲であると、ルックアップテーブルに入力されるデータ（Ｇ_１，Ｇ_２）は６５５３６（＝256×256）とおりにもなり、ルックアップテーブルとして大容量のメモリを用いる必要がある。

特許文献１，２には、ルックアップテーブルとして用いられるメモリの容量を低減することを意図した発明が開示されている。これらの文献に開示された発明では、ルックアップテーブルにはデータＧ_１，Ｇ_２それぞれの上位ビットのみが入力され、ルックアップテーブルから出力されるデータに基づいて補間計算が行われて補正後画像データＧ_２'が求められる。
特開２００５−３５２１５５号公報特開２００４−００４８２９号公報

しかしながら、上記のようにルックアップテーブルおよび補間計算により補正後画像データＧ_２'を求めるオーバードライブ技術では、その補間計算により求められる補正後画像データＧ_２'を液晶表示装置に与えると、その液晶表示装置の画面に表示される画像においてフリッカ等の画像品質悪化を招く場合がある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ルックアップテーブルおよび補間計算により補正後画像データを求めるオーバードライブ技術を採用し、フリッカ等の画像品質悪化を抑制することができる画像信号処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像信号処理装置は、画像信号の各フレームの画像データを処理した後に該画像信号を液晶表示装置へ出力する画像信号処理装置であって、(1) 画像信号の各フレームの画像データを入力して、１フレームに相当する期間だけ遅延させて該画像データを出力する遅延部と、(2) 遅延部から出力される第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_１[n-1:k]、および、遅延部に入力される第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_２[n-1:k]を入力して、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_１、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４を出力する基本補正値出力部と、(3) 遅延部から出力される第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]、遅延部に入力される第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]、および、基本補正値出力部から出力される基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４を入力して、データ（Ｇ_１[n:0]，Ｇ_２[n:0]）に対応する補正後画像データを補間計算により求めて、この求めた補正後画像データを液晶表示装置へ出力する補正後画像データ出力部と、を備えることを特徴とする。ただし、ｎは４以上の整数であり、ｋは２以上(ｎ−２)以下の整数である。

さらに、本発明に係る画像信号処理装置では、補正後画像データ出力部は、(a) 画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_４に基づいて補正後画像データを補間計算により求め、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_４に基づいて補正後画像データを補間計算により求め、(b) 画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]≠Ｇ_２[n-1:k]」である場合、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データを双線形補間計算により求めることを特徴とする。

本発明に係る画像信号処理装置では、遅延部から出力される第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_１[n-1:k]、および、遅延部に入力される第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_２[n-1:k]は、基本補正値出力部に入力される。そして、この基本補正値出力部から、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_１、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４が補正後画像データ出力部へ出力される。

補正後画像データ出力部では、第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]、第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]、および、基本補正値出力部から出力される基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４が入力されて、データ（Ｇ_１[n:0]，Ｇ_２[n:0]）に対応する補正後画像データが補間計算により求められて、この求められた補正後画像データが液晶表示装置へ出力される。

特に、補正後画像データ出力部では、画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合と「Ｇ_１[n-1:k]≠Ｇ_２[n-1:k]」である場合とで異なる処理が行われる。また、前者の「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合には、補正後画像データ出力部では、更に、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」であるときと「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」であるときとで異なる処理が行われる。すなわち、補正後画像データ出力部では、「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」且つ「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」である場合には基本補正値Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_４に基づいて補正後画像データが補間計算により求められ、「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」且つ「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」である場合には基本補正値Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_４に基づいて補正後画像データが補間計算により求められ、また、「Ｇ_１[n-1:k]≠Ｇ_２[n-1:k]」である場合には基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データが双線形補間計算により求められる。

本発明に係る画像信号処理装置では、補正後画像データ出力部は、画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_３を「Ｄ_３＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_２」なる式で得られる値とし、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_２を「Ｄ_２＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_３」なる式で得られる値として、これら基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データを双線形補間計算により求めることが好ましい。

この場合には、「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」且つ「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」である場合には基本補正値Ｄ_３は「Ｄ_３＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_２」なる式で得られる値とされ、また、「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」且つ「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」である場合には基本補正値Ｄ_２は「Ｄ_２＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_３」なる式で得られる値とされる。そして、その後は、全ての場合において、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データが双線形補間計算により求められる。

なお、上記の処理は、フレームの全体の画像データに対して行われてもよいが、画面に表示される画像のうち一部の領域のみが動画である場合には、その一部領域に対応する画像データに対してのみ行われてもよい。

本発明に係る画像信号処理装置は、ルックアップテーブルおよび補間計算により補正後画像データを求めるオーバードライブ技術を採用し、フリッカ等の画像品質悪化を抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る画像信号処理装置１の構成を示す図である。画像信号処理装置１は、画像信号の各フレームの画像データを処理した後に該画像信号を液晶表示装置２へ出力するものであり、遅延部１０，基本補正値出力部２０および補正後画像データ出力部３０を備える。なお、以下では、画像データは８ビットデータであるとする。また、カラー画像である場合には、各色の画像データが８ビットデータであるとして、そのうちの１色の画像データについて以下に説明するが、他の色の画像データについても同様である。

遅延部１０は、画像信号の各フレームの画像データを入力して、１フレームに相当する期間だけ遅延させて該画像データを基本補正値出力部２０へ出力するものであり、フレームメモリを含んで構成される。

基本補正値出力部２０は、遅延部１０から出力される第１フレームの８ビットの画像データＧ_１[7:0]のうち上位４ビットのデータＧ_１[7:4] を入力するとともに、遅延部１０に入力される第２フレームの８ビットの画像データＧ_２[7:0]のうち上位４ビットのデータＧ_２[7:4]を入力する。第２フレームは、第１フレームの後に続くフレームである。基本補正値出力部２０に同時に入力される画像データＧ_１[7:0]，Ｇ_２[7:0]は、液晶表示装置２の画面における共通の画素に対応するものである。

データＧ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4] それぞれは、二進数表記で0000〜1111 の何れかの値であり、十進数表記で０〜１５の何れかの整数値である。例えば、二進数表記したとき、Ｇ_１[7:0]が00000000〜00001111 の範囲内であるとき、Ｇ_１[7:4]は 0000 であり、Ｇ_１[7:0]が11110000〜11111111 の範囲内であるとき、Ｇ_１[7:4]は 1111 である。

そして、基本補正値出力部２０は、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]）に対応する基本補正値Ｄ_１、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４を、補正後画像データ出力部３０へ出力する。

基本補正値出力部２０はルックアップテーブルにより構成される。すなわち、このルックアップテーブルは、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]）の各値と基本補正値とを互いに対応付けて格納しており、各画素について、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]）を入力して、これ対応する基本補正値Ｄ_１を出力し、また、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４も出力する。

補正後画像データ出力部３０は、遅延部１０から出力される第１フレームの８ビットの画像データＧ_１[7:0] を入力するとともに、遅延部１０に入力される第２フレームの８ビットの画像データＧ_２[7:0] を入力し、更に、基本補正値出力部２０から出力される基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４をも入力する。そして、補正後画像データ出力部３０は、データ（Ｇ_１[7:0]，Ｇ_２[7:0]）に対応する補正後画像データＧ_２'[7:0]を補間計算により求めて、この求めた補正後画像データＧ_２'[7:0]を液晶表示装置２へ出力する。

具体的には、補正後画像データ出力部３０は、画像データの上位４ビットについて「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合と「Ｇ_１[7:4]≠Ｇ_２[7:4]」である場合とで異なる処理をする。また、前者の「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合には、補正後画像データ出力部３０は、更に、画像データの下位４ビットについて「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」であるときと「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」であるときとで異なる処理をする。

図２は、第１フレームの画像データＧ_１[7:0]と第２フレームの画像データＧ_２[7:0]とを平面に表した図である。同図（ａ）は、画像データＧ_１[7:0]のうちの上位４ビットのデータＧ_１[7:4]と画像データＧ_２[7:0]のうちの上位４ビットのデータＧ_２[7:4]とを平面に表した図であり、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である領域をハッチングで示している。また、同図（ｂ）は、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合（同図（ａ）中でハッチングにより示された領域である場合）に、画像データＧ_１[7:0]のうちの下位４ビットのデータＧ_１[3:0]と画像データＧ_２[7:0]のうちの下位４ビットのデータＧ_２[3:0]とを平面に表した図であり、「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」である領域Ａと、「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」である領域Ｂとに、区分されている。

なお、同図（ａ）および（ｂ）それぞれにおいて直線Ｌ上では「Ｇ_１[7:0]＝Ｇ_２[7:0]」である。また、同図（ｂ）において、基本補正値出力部２０がデータ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]）に対応して出力する基本補正値Ｄ_１は、位置Ｐ_１が示すデータ（Ｇ_１[7:0]，Ｇ_２[7:0]）に対する補正後画像データＧ_２'[7:0]に等しい。基本補正値出力部２０がデータ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応して出力する基本補正値Ｄ_２は、位置Ｐ_２が示すデータ（Ｇ_１[7:0]，Ｇ_２[7:0]＋16）に対する補正後画像データＧ_２'[7:0]に等しい。基本補正値出力部２０がデータ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]）に対応して出力する基本補正値Ｄ_３は、位置Ｐ_３が示すデータ（Ｇ_１[7:0]＋16，Ｇ_２[7:0]）に対する補正後画像データＧ_２'[7:0]に等しい。基本補正値出力部２０がデータ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応して出力する基本補正値Ｄ_４は、位置Ｐ_４が示すデータ（Ｇ_１[7:0]＋16，Ｇ_２[7:0]＋16）に対する補正後画像データＧ_２'[7:0]に等しい。

「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」である場合（図２（ｂ）中の領域Ａである場合）には、補正後画像データ出力部３０は、基本補正値Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]を補間計算により求めるが、この際、基本補正値出力部２０から出力された基本補正値Ｄ_３を利用しない。「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」である場合（図２（ｂ）中の領域Ｂである場合）には、補正後画像データ出力部３０は、基本補正値Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]を補間計算により求めるが、この際、基本補正値出力部２０から出力された基本補正値Ｄ_２を利用しない。つまり、上記の２つの場合には、補正後画像データ出力部３０は、３つの基本補正値に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]を補間計算により求める。また、「Ｇ_１[7:4]≠Ｇ_２[7:4]」である場合（図２（ａ）中でハッチング領域以外の領域である場合）には、補正後画像データ出力部３０は、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]を双線形補間計算により求める。

図３は、本実施形態に係る画像信号処理装置１に含まれる補正後画像データ出力部３０の構成を示す図である。補正後画像データ出力部３０は、基本補正値変換部３１および補間計算部３２を含む。

基本補正値変換部３１は、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」であるか否かを判断するとともに、「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」であるか否かをも判断する。そして、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」である場合（図２（ｂ）中の領域Ａである場合）には、基本補正値変換部３１は、基本補正値Ｄ_３を「Ｄ_３＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_２」なる式で得られる値とする。「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」である場合（図２（ｂ）中の領域Ｂである場合）には、基本補正値変換部３１は、基本補正値Ｄ_２を「Ｄ_２＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_３」なる式で得られる値とする。また、「Ｇ_１[7:4]≠Ｇ_２[7:4]」である場合（図２（ａ）中でハッチング領域以外の領域である場合）には、基本補正値変換部３１は、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４を変更しない。

補間計算部３２は、これら基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]を下記（１）式の双線形補間計算により求める。そして、補間計算部３２は、この求めた補正後画像データＧ_２'[7:0]を液晶表示装置２へ出力する。

本実施形態に係る画像信号処理装置１では、遅延部１０から出力される第１フレームの画像データＧ_１[7:0]のうち上位４ビットのデータＧ_１[7:4]、および、遅延部１０に入力される第２フレーム（第１フレームの後に続くフレーム）の画像データＧ_２[7:0]のうち上位４ビットのデータＧ_２[7:4]は、基本補正値出力部２０に入力される。そして、この基本補正値出力部２０から、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]）に対応する基本補正値Ｄ_１、データ（Ｇ_１[7:4]，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[7:4]＋１，Ｇ_２[7:4]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４が、補正後画像データ出力部３０へ出力される。

補正後画像データ出力部３０では、第１フレームの画像データＧ_１[7:0]、その次の第２フレームの画像データＧ_２[7:0]、および、基本補正値出力部２０から出力される基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４が入力されて、データ（Ｇ_１[7:0]，Ｇ_２[7:0]）に対応する補正後画像データＧ_２'[7:0]が補間計算により求められて、この求められた補正後画像データＧ_２'[7:0]が液晶表示装置２へ出力される。

特に、補正後画像データ出力部３０では、画像データの上位４ビットについて「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合と「Ｇ_１[7:4]≠Ｇ_２[7:4]」である場合とで異なる処理が行われる。また、前者の「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合には、補正後画像データ出力部３０では、更に、画像データの下位４ビットについて「Ｇ_１[4:0]＜Ｇ_２[4:0]」であるときと「Ｇ_１[4:0]≧Ｇ_２[4:0]」であるときとで異なる処理が行われる。すなわち、補正後画像データ出力部３０では、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」である場合には基本補正値Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]が補間計算により求められ、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」である場合には基本補正値Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]が補間計算により求められ、また、「Ｇ_１[7:4]≠Ｇ_２[7:4]」である場合には基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]が双線形補間計算により求められる。

また、補正後画像データ出力部３０が図３の構成とされる場合には、基本補正値変換部３１において、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]＜Ｇ_２[3:0]」である場合には基本補正値Ｄ_３は「Ｄ_３＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_２」なる式で得られる値とされ、また、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」且つ「Ｇ_１[3:0]≧Ｇ_２[3:0]」である場合には基本補正値Ｄ_２は「Ｄ_２＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_３」なる式で得られる値とされる。そして、補間計算部３２において、全ての場合において、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて補正後画像データＧ_２'[7:0]が双線形補間計算により求められる。

図４および図５それぞれは、本実施形態に係る画像信号処理装置１に入力される第１フレームの画像データＧ_１[7:0]および第２フレームの画像データＧ_２[7:0]、ならびに、画像信号処理装置１から液晶表示装置２へ出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]を説明する図である。各図（ａ）〜（ｃ）の横軸は、フレームの画像における或るライン上の画素位置を示す。各図（ａ）は、第１フレームの該ライン上の画像データＧ_１[7:0]の分布を示し、各図（ｂ）は、第２フレームの該ライン上の画像データＧ_２[7:0]の分布を示し、また、各図（ｃ）は、該ライン上の補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す。また、各図（ａ）〜（ｃ）で中央にある画素に注目する。

図４に示される例では、第１フレームにおける注目画素の画像データＧ_１と比べて、次の第２フレームにおける注目画素の画像データＧ_２が大きいので（同図（ａ），（ｂ））、出力される注目画素の補正後画像データＧ_２'は画像データＧ_２より大きい値とされる（同図（ｃ））。また、図５に示される例では、第１フレームにおける注目画素の画像データＧ_１と比べて、次の第２フレームにおける注目画素の画像データＧ_２が小さいので（同図（ａ），（ｂ））、出力される注目画素の補正後画像データＧ_２'は画像データＧ_２より小さい値とされる（同図（ｃ））。このようなオーバードライブ技術に基づいて補正された後の画像データＧ_２'が液晶表示装置２に入力されることで、液晶表示装置２における実際の表示値が目標表示値に速く達するようにされる。

図６〜図９それぞれは、画像信号処理装置から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す図である。図６および図７は、比較例の画像信号処理装置から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す。比較例の画像信号処理装置は、本実施形態に係る画像信号処理装置１において基本補正値変換部３１による処理を行なうことなく補間計算部３２により双線形補間計算を行うものである。図８および図９は、本実施形態に係る画像信号処理装置１から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す。また、図６〜図９の何れにおいても、図２（ｂ）中の位置Ｐ_１に対応する基本補正値Ｄ_１を０とし、位置Ｐ_２に対応する基本補正値Ｄ_２を０とし、位置Ｐ_３に対応する基本補正値Ｄ_３を４１とし、また、位置Ｐ_４に対応する基本補正値Ｄ_４を１０としている。

図６は、比較例の場合に図２（ｂ）に示した範囲における補正後画像データＧ_２'の分布を示し、図７は、比較例の場合に図２（ｂ）中の直線Ｌ上における補正後画像データＧ_２'の分布を示す。比較例では、これらの図に示されるように、「Ｇ_１[7:0]＝Ｇ_２[7:0]」である直線Ｌに沿った補正後画像データＧ_２'の分布は、中央付近で盛り上がった形となっている。

直線Ｌおよび当該近傍領域では、第１フレームの画素データＧ_１と第２フレームの画素データＧ_２との差が零または非常に小さいので、オーバードライブ技術を適用しなくても、液晶表示装置２の画面に表示される動画にはボケが生じない（または、問題ならない程度である）。しかし、この比較例のように単純にルックアップテーブルおよび補間計算を用いたオーバードライブ技術を適用するのみであると、直線Ｌおよび当該近傍領域では液晶表示装置２に与えられる補正後画像データＧ_２'が元の画像データＧ_２と比べて大きく異なってしまう場合があり、その結果、液晶表示装置２の画面に表示される画像においてフリッカ等の画像品質悪化を招く場合がある。

これに対して、図８は、本実施形態の場合に図２（ｂ）に示した範囲における補正後画像データＧ_２'の分布を示し、図９は、本実施形態の場合に図２（ｂ）中の直線Ｌ上における補正後画像データＧ_２'の分布を示す。本実施形態では、これらの図に示されるように、「Ｇ_１[7:0]＝Ｇ_２[7:0]」である直線Ｌに沿った補正後画像データＧ_２'の分布は、直線性が優れている。

本実施形態では、ルックアップテーブルおよび補間計算を用いたオーバードライブ技術を適用するだけでなく、「Ｇ_１[7:4]＝Ｇ_２[7:4]」である場合（図２（ａ）中のハッチング領域である場合）にルックアップテーブル出力値に基づく補間計算の際に所要の工夫をすることで、直線Ｌおよび当該近傍領域で液晶表示装置２に与えられる補正後画像データＧ_２'は元の画像データＧ_２と等しく（または、差が小さく）なり、その結果、液晶表示装置２の画面に表示される画像においてフリッカ等の画像品質悪化が抑制され得る。

本実施形態に係る画像信号処理装置１の構成を示す図である。第１フレームの画像データＧ_１[7:0]と第２フレームの画像データＧ_２[7:0]とを平面に表した図である。本実施形態に係る画像信号処理装置１に含まれる補正後画像データ出力部３０の構成を示す図である。本実施形態に係る画像信号処理装置１に入力される第１フレームの画像データＧ_１[7:0]および第２フレームの画像データＧ_２[7:0]、ならびに、画像信号処理装置１から液晶表示装置２へ出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]を説明する図である。本実施形態に係る画像信号処理装置１に入力される第１フレームの画像データＧ_１[7:0]および第２フレームの画像データＧ_２[7:0]、ならびに、画像信号処理装置１から液晶表示装置２へ出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]を説明する図である。比較例の画像信号処理装置から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す図である。比較例の画像信号処理装置から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す図である。本実施形態に係る画像信号処理装置１から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す図である。本実施形態に係る画像信号処理装置１から出力される補正後画像データＧ_２'[7:0]の分布を示す図である。

符号の説明

１…画像信号処理装置、２…液晶表示装置、１０…遅延部、２０…基本補正値出力部、３０…補正後画像データ出力部、３１…基本補正値変換部、３２…補間計算部。

Claims

画像信号の各フレームの画像データを処理した後に該画像信号を液晶表示装置へ出力する画像信号処理装置であって、
前記画像信号の各フレームの画像データを入力して、１フレームに相当する期間だけ遅延させて該画像データを出力する遅延部と、
前記遅延部から出力される第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_１[n-1:k]、および、前記遅延部に入力される第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]のうち上位(ｎ−ｋ)ビットのデータＧ_２[n-1:k]を入力して、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_１、データ（Ｇ_１[n-1:k]，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_２、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]）に対応する基本補正値Ｄ_３、および、データ（Ｇ_１[n-1:k]＋１，Ｇ_２[n-1:k]＋１）に対応する基本補正値Ｄ_４を出力する基本補正値出力部と、
前記遅延部から出力される第１フレームのｎビットの画像データＧ_１[n-1:0]、前記遅延部に入力される第２フレームのｎビットの画像データＧ_２[n-1:0]、および、前記基本補正値出力部から出力される基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４を入力して、データ（Ｇ_１[n:0]，Ｇ_２[n:0]）に対応する補正後画像データを補間計算により求めて、この求めた補正後画像データを前記液晶表示装置へ出力する補正後画像データ出力部と、
を備え、
前記補正後画像データ出力部が、
画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_４に基づいて前記補正後画像データを補間計算により求め、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_１，Ｄ_３，Ｄ_４に基づいて前記補正後画像データを補間計算により求め、
画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]≠Ｇ_２[n-1:k]」である場合、基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて前記補正後画像データを双線形補間計算により求める、
ことを特徴とする画像信号処理装置（ただし、ｎは４以上の整数、ｋは２以上(ｎ−２)以下の整数）。
前記補正後画像データ出力部が、画像データの上位(ｎ−ｋ)ビットについて「Ｇ_１[n-1:k]＝Ｇ_２[n-1:k]」である場合、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]＜Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_３を「Ｄ_３＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_２」なる式で得られる値とし、画像データの下位ｋビットについて「Ｇ_１[k-1:0]≧Ｇ_２[k-1:0]」であるときに基本補正値Ｄ_２を「Ｄ_２＝Ｄ_１＋Ｄ_４−Ｄ_３」なる式で得られる値として、これら基本補正値Ｄ_１〜Ｄ_４に基づいて前記補正後画像データを双線形補間計算により求める、ことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。