JP5341509B2 - 画像表示装置、画像表示方法、プラズマディスプレイパネル装置、プログラム、集積回路、及び、記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示する画像表示装置及び画像表示方法に関するものである。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）などの画像表示装置は、３色の蛍光体（赤、緑、青）を用いているが、それぞれの残光時間は異なる。青の蛍光体は残光時間が数マイクロ秒と限りなく短いのに対し、赤、緑の蛍光体は残光量が１０％以下になるまでの時間が１０数ミリ秒と長い。

まず、この蛍光体の残光と、視線移動により、画像の動きのぼけ（以下、残光動きぼけという）が生じる。

そして、この残光動きぼけのために、複数の残光時間が異なる蛍光体の発光により表示される物体が動く場合には、残光動きぼけの色ずれ（以下、色ずれという）が生じる。

以下、残光動きぼけとその色ずれの原理を説明する。

まず、網膜積分について説明する。

人間の視覚は、目に入ってくる光量を網膜上で積分して知覚しており、その積分値により、明るさや色を感じている（以下、網膜積分という）。ＰＤＰでは網膜積分の原理を用いて、発光の明るさを変えず、発光時間を変えることにより、階調を表現している。

図１は、１ピクセルの白い点の画像信号の静止状態における各色の網膜積分を説明する説明図である。図１を用いて、ＰＤＰの発光の時間分布と、その網膜積分、そして視線が移動しないときは残光動きぼけが発生しないことを説明する。

ＰＤＰの１フィールドの発光は基本的に、例えば１０枚から１２枚の濃淡の異なるサブフィールドによる信号成分とその後に続く残光成分からなる。しかし、青の蛍光体は残光時間が極端に短い。そのため以下では、青の蛍光体のみ、残光成分が存在しないと仮定する。図１（ａ）は静止している赤、緑、青の画像信号の値が全て２５５である白１ピクセル（以下、赤：２５５、緑：２５５、青：２５５のように表記する）の１フィールド期間中の発光の時間分布を表したものである。すなわち、赤信号成分２０１の後に赤残光成分２０４が続き、緑信号成分２０２の後に緑残光成分２０５が続き、青の蛍光体は青信号成分２０３のみが発光する。

そして、赤、緑、青の蛍光体の各発光が図１（ｂ）のように網膜積分される。すなわち、視線固定時の視線方向２０６で、赤信号成分２０１、赤残光成分２０４が網膜積分され、それぞれ、網膜上の赤信号成分の積分量２０７、網膜上の赤残光成分の積分量２１０となり、これらの和が赤色として人間の視覚に知覚される。同様に、緑信号成分２０２、緑残光成分２０５が網膜積分され、それぞれ、網膜上の緑信号成分の積分量２０８、網膜上の緑残光成分の積分量２１１となり、これらの和が緑色として人間の視覚に知覚される。最後に、青信号成分２０３が網膜積分され、網膜上の青信号成分の積分量２０９となり、これが青色として人間の視覚に知覚される。

ここで、これら赤、緑、青の各網膜積分量が同じであるため、白色に見えるのであるから、青信号成分２０９は、赤残光成分２１０と緑残光成分２１１の分だけ、赤信号成分２０７と緑信号成分２０８より多い。すなわち、ＰＤＰの青の信号成分は、赤、緑の信号成分と画像信号が同じ値でも、より発光輝度が高い。

このように、視線が静止しているときは、残光動きぼけが発生しない。

しかし、動きがあった場合に、赤、緑等の残光成分を有する蛍光体が発光する場合には動きぼけが生じる。さらに、青等の残光成分を有しない蛍光体も発光して物体が表示される場合には、各蛍光体の発光の時間分布の違いにより、色ずれの問題を引き起こす。

図２は、１ピクセルの白画像信号の視線追跡状態における各色の網膜積分を説明する説明図である。図２を用いて説明する。

図２（ａ）は１ピクセルの白の点（赤：２５５、緑：２５５、青：２５５）が黒色の背景（赤：０、緑：０、青：０）をある一定の速度で右に水平移動している場合の２フィールド期間分の発光の時間分布を表したものである。ただし、移動しているからといって、図１（ａ）のときと１フィールド期間中の各発光が変わるわけではない。すなわち、赤信号成分３０１・３０６の後に赤残光成分３０４・３０９が続き、緑信号成分３０２・３０７の後に緑残光成分３０５・３１０が続き、青の蛍光体は青信号成分３０３・３０８のみが発光する。

図２（ｂ）は視線固定時（視線方向３１１）の、ｔ＝Ｔ〜２Ｔ（Ｔは１フィールド期間を表す）における網膜上の各色の積分量を表す。このとき、ｔ＝Ｔ〜２Ｔにおいて赤残光成分３０４・緑残光成分３０５は、それぞれ３１２・３１３の位置に網膜成分される。また、赤信号成分３０６・赤残光成分３０９は同じ位置に網膜積分され、それぞれ積分量３１４・３１７となる。同様に、緑信号成分３０７・緑残光成分３１０は同じ位置に網膜積分され、それぞれ積分量３１５・３１８となる。そして、青信号成分３０８は網膜積分され、積分量３１６となる。この結果、積分量３１２・３１３の位置に、赤、緑のみの残光が残り、結果として色ずれが発生し、黄色に見える。ただし、１フィールド期間という非常に短い期間であるため、あまり問題にはならない。

しかしながら、視線がその１ピクセルの白の点の移動を追跡した場合に、残光動きぼけが発生し、結果として色ずれの問題が起こることを、図２（ｃ）を用いて説明する。

図２（ｃ）は視線追跡時（視線方向３１９）、ｔ＝Ｔ〜２Ｔにおける網膜上の各色の積分量を示す。視線は連続的に追従するので、視線方向３１９のように時間と共に右に連続的に移動する。これにより、各色は視線３１９の方向に網膜積分される。すなわち、赤信号成分３０６、緑信号成分３０７、青信号成分３０８はそれぞれ、積分量３２０・３２１・３２２のように網膜積分され、赤残光成分３０４・３０９、緑残光成分３０５・３１０はｔ＝Ｔ〜２Ｔにおいてそれぞれ積分量３２３・３２４のように、尾引きのように、網膜積分される。この結果、図２（ｄ）のように網膜上に見える。すなわち、網膜上の各色の信号成分３２０・３２１・３２２により、信号成分はやや青く積分量３２５のように見え、また、網膜上の残光成分３２３・３２４により、残光成分は黄色く積分量３２６のように尾引きのように見える。視線が追跡した場合、これが数フィールド間に渡って繰り返し積分され続けるため、視線固定時よりも、残光動きぼけおよびその色ずれの問題が目立ってしまい、主観的に画質が劣化する。

このように、本来白１ピクセルが移動しているだけなのだが、視線が移動を追跡した場合、動き方向に対して、信号成分はやや青く、残光成分は黄色く見えるという色ずれが生じる。

これが、残光成分を有する蛍光体の発光により表示される物体が動く場合に生じる残光動きぼけとその色ずれの原理である。

そして、これが複数ピクセル、すなわち画像となった場合、この各ピクセルの残光動きぼけとその色ずれの重ね合わせが起こる。

図３は、グレー色の背景における白い矩形物体の視線が追跡している状態における信号成分と残光成分毎の網膜積分を説明する説明図である。図３（ａ）はＰＤＰ上に映し出されている画像信号で、グレー色の背景（赤：１２８、緑：１２８、青：１２８）に、白い矩形物体（赤：２５５、緑：２５５、青：２５５）がある一定の速度で右に水平移動している状態を示している。

次に、図３（ｂ）は図３（ａ）の画像信号から水平１ラインを取り出し、その発光の１フィールド期間中の時間分布を表したものである。すなわち、信号成分４０１が発光し、その後、残光成分４０２が続き、次フィールドへ残光が漏れ込む。

そして、視線がその白い矩形物体の移動を追跡した場合、視線は連続的に追従するので、視線４０３は時間とともに右に連続的に移動する。この視線方向に網膜積分が行われ、位置Ｐ１においては信号成分４０１の成分Ｓ１に対する積分が行われ、積分量Ｉ１が算出される。また、位置Ｐ２においては信号成分４０１の成分Ｓ２に対する積分が行われて積分量Ｉ２が、位置Ｐ３においては信号成分４０１の成分Ｓ３に対する積分が行われて積分量Ｉ３が、位置Ｐ４においては信号成分４０１の成分Ｓ４に対する積分が行われて積分量Ｉ４が、位置Ｐ５においては信号成分４０１の成分Ｓ５に対する積分が行われて積分量Ｉ５が、位置Ｐ６においては信号成分４０１の成分Ｓ６に対する積分が行われて積分量Ｉ６が、位置Ｐ７においては信号成分４０１の成分Ｓ７に対する積分が行われて積分量Ｉ７が、位置Ｐ８においては信号成分４０１の成分Ｓ８に対する積分が行われて積分量Ｉ８が算出され、その結果、信号成分４０１は図３（ｃ）に示すような信号成分の網膜積分量４０４になる。さらに、位置Ｐ１においては残光成分４０２の成分Ｓ１１に対する積分が行われて積分量Ｉ１１が、位置Ｐ２においては残光成分４０２の成分Ｓ１２に対する積分が行われて積分量Ｉ１２が、位置Ｐ３においては残光成分４０２の成分Ｓ１３に対する積分が行われて積分量Ｉ１３が、位置Ｐ４においては残光成分４０２の成分Ｓ１４に対する積分が行われて積分量Ｉ１４が、位置Ｐ５においては残光成分４０２の成分Ｓ１５に対する積分が行われて積分量Ｉ１５が、位置Ｐ６においては残光成分４０２の成分Ｓ１６に対する積分が行われて積分量Ｉ１６が、位置Ｐ７においては残光成分４０２の成分Ｓ１７に対する積分が行われて積分量Ｉ１７が、位置Ｐ８においては残光成分４０２の成分Ｓ１８に対する積分が行われて積分量Ｉ１８が算出され、その結果、残光成分４０２は図３（ｄ）に示すような残光成分の網膜積分量４０５になる。

ここで、本来、グレー背景に白物体が動いただけであるから、青色や黄色などの色が発生してはならない。先に述べたように、ＰＤＰの信号成分による白はやや青く、残光成分は黄色く、これらの和により白くみえるのであるから、信号成分の網膜積分量４０４と残光成分の網膜積分量４０５は各座標位置で積分値が比例しなければならない。しかし、図３（ｄ）のように、残光成分に過不足（以下、残光動きぼけ成分という）が生じる。すなわち、図３（ａ）において、前フィールドから現フィールドにかけて赤または緑の画像信号の値が減少した領域（以下、輝度減少領域という）４０６周辺では、図３（ｄ）の残光過多量４０８が生じて黄色く見え、逆に、前フィールドから現フィールドにかけて赤または緑の画像信号の値が増加した領域（以下、輝度増加領域という）４０７周辺では残光不足量４０９が生じて青く見える。

これが画像における残光動きぼけとその色ずれの原理である。

特許文献１では、この輝度減少領域周辺の残光過多による色ずれに対し、青の画像信号に赤、緑の蛍光体と同等の折れ線特性の擬似残光を現フィールドから作成し、現フィールドに付加して、色ずれを低減する方法が提案されている。
特開２００５−１４１２０４号公報

しかしながら、特許文献１で提案されている方法は、現フィールドに青の擬似残光信号を付加しているので、例えば青の擬似残光信号を付加する領域が正しく算出された場合、図３を例にすると残光過多量４０８が生じている領域に対して青の擬似残光信号を付加することになる。すなわち、赤残光成分および緑残光成分の積分量に青の擬似残光信号の積分量が付加されるために、色ずれは解消される。しかしながら、本来必要のない積分量を生じていることに変わりはなく、さらに、現フィールドに青の擬似残光信号を付加することは、青の画像信号に積極的に動きのぼけを付加していることに他ならない。そのため、ぼけが増加してしまうという問題がある。また、残光不足量４０９が生じている領域は考慮されていなかった。

本発明は、残光時間を有する蛍光体を用いた画像表示装置に関し、動きによって生じる残光動きぼけ自体を低減することができる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示する画像表示装置であって、入力された画像信号から動き情報を検出する動き検出手段と、前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる画質劣化を補正するための補正信号を算出する補正信号算出手段と、前記画像信号を前記補正信号により補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

これによって、残光時間を有する蛍光体に対応する画像信号、一般的には赤と緑の画像信号に対してのみ、残光動きぼけ成分を補正しているので、視線の動きに伴って生じる残光による動きのぼけを、高精度に補正することができる。この結果、残光動きぼけの色ずれの問題を根本から解決でき、色ずれも発生しなくなる。

ここで、残光時間とは、例えば、蛍光体が発光した後に、その光量が発光直後の１０％以下に減衰するまでに要する時間である。

また、動き情報とは、動き領域、動きの方向、速さ、動き検出時のマッチング誤差などである。ここで、動き領域とは、例えば、前フィールドから現フィールドにかけて、入力された画像内の物体に動きのあった領域のことである。

また、画質劣化とは、残光成分を有する蛍光体の発光により表示される物体の残光動きぼけに相当する。動く対象が、残光時間の異なる複数の蛍光体の発光により表示される場合には、残光動きぼけの結果生じる色ずれのことを含む。

また、補正信号は、残光動きぼけ成分に相当する。なお、動き領域とは、例えば、画素単位、または、複数の画素で構成される領域単位のどちらであっても構わない。また、前記動き検出手段は、前記画像信号の動き領域を前記動き情報として検出し、前記補正信号算出手段は、前記動き領域およびその周辺領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域およびその周辺領域に対して、前記画像信号を減衰させるための補正信号を算出してもよい。

本発明においては、前フィールドとは、現フィールド以前のフィールドのことを指し、１フィールド前のみに限らない。

これによって、輝度減少領域およびその周辺領域における残光動きぼけを低減することができ、付随して、例えば白い物体の移動を視線追跡した際に見える黄色い残光動きぼけの色ずれを補正することができる。また、前記動き検出手段は、前記画像信号の動き領域を前記動き情報として検出し、前記補正信号算出手段は、前記動き領域およびその周辺領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより増加した領域およびその周辺領域に対して、前記画像信号を増幅させるための補正信号を算出してもよい。

これによって、輝度増加領域およびその周辺領域における残光動きぼけを低減することができ、付随して、例えば白い物体の移動を視線追跡した際に見える青い残光動きぼけの色ずれを補正することができる。また、前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域の動きの速さを算出し、前記補正信号算出手段は、前記動き領域およびその周辺領域における前記画像信号の現フィールドと前フィールドの変化量を前記動きの速さに応じて修正し、修正した値を前記補正信号として算出してもよい。

ここで、前フィールドとは、例えば、現フィールドより１フィールド前のフィールドのことである。

残光動きぼけ成分を原理に従って正確に算出するには、先に図３で説明したように、現フィールドのみから算出するのが正しい。しかしながら、これには指数関数特性で減衰する残光成分を視線の移動に伴って積分する必要があるため、回路規模が大きくなるなどの問題がある。そこで、現フィールドと前フィールドの信号の変化量を、動きの速さに基づいて修正することにより近似的に補正信号を算出し、残光動きぼけを補正する。これにより、小さい回路規模で補正を行うことが可能となる。また、前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さに応じたタップ数でローパスフィルタ処理を行って修正してもよい。また、前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域の動きの方向を算出し、前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さおよび前記動きの方向に応じて非対称に修正し、修正した値を前記補正信号として算出してもよい。

ここで、動きの方向に対して非対称な修正とは、例えば、動きの方向の補正の強さがより強くなるように重み付けして補正することである。残光は指数関数特性で減衰し、これを視線の移動に伴って網膜積分するため、時間的に早く現れる残光成分の光量の多い部分が、視線の移動方向前方に強く知覚される。そのため、補正信号も動きの方向に対して前方を強くできるよう、動きの方向に対して非対称な修正を行わなければならない。これにより、より高精度に補正することが可能となる。

もし動きの方向を用いないと、動きとは逆の方向に補正されるなど、不要な補正を行ってしまう可能性がある。動きの方向を用いることにより、高精度に補正を行うことが可能となる。また、前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さに応じたタップ数でローパスフィルタ処理を行い、さらに、前記ローパスフィルタ処理されたローパスフィルタ通過信号に対して、前記動きの方向に応じて非対称に２つの直線および１つの２次関数を用いて作成した信号を乗じて修正してもよい。

ここで、２つの直線および１つの２次関数を用いて補正信号を整形する方法は１例であり、動きの方向前方の補正信号値がより大きくなるようなものであれば何でもよい。

また、前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域に関する動き情報、および前記動き情報の信頼性を示す動き情報信頼度を算出し、前記補正信号算出手段は、前記動き情報信頼度が低いほど前記補正信号を減衰させてもよい。

ここで、動き情報とは、例えば、動画像における動きの速さ、方向、動きベクトル、動きベクトル検出の際に計算された誤差（以下、誤差）などである。また、誤差とは、例えば、２次元ブロックマッチングなどで用いられる、現フィールドの２次元ブロックと、参照フィールドの２次元ブロックの各ピクセルの差分絶対値の総和（絶対値誤差総和）などのことを指す。動き検出手段とは、動き情報を出力する手段であり、例えば２次元ブロックマッチングなどであってもよい。また、動き情報信頼度とは、動き検出の信頼性が低い場合、または、動き情報と人間の視線が追跡する傾向の相関が低い場合に低くなる値である。

動き検出は実際の動きを完璧に検出できるわけでなく、また、完璧に検出できたとしても必ず人間の視線が追跡するわけではない。そこで、動き検出により間違った動きを検出している可能性が高い場合、補正信号を減衰させることにより、不要な補正（以下、副作用）を抑えることが可能となる。

また、前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さを前記動き情報として算出し、前記動きの速さが大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出してもよい。

すなわち、動きが速すぎる場合に補正を弱めることになる。人間の視覚は速すぎる動きは視線追跡しない傾向がある。また、速すぎる動きのときに補正に失敗すると副作用が広範囲に起こってしまう。このような場合に補正効果を弱めることにより、副作用を抑えることが可能となる。

また、前記動き検出手段は、現フィールドと前フィールドとの対応領域の誤差を前記動き情報として算出し、前記誤差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出してもよい。

すなわち、誤差が大きい場合に補正を弱めることになる。動き検出は失敗することがあり、誤差が大きいときには動き検出に失敗している可能性が高い。このような場合に補正効果を弱めることにより、副作用を抑えることが可能となる。

また、前記動き検出手段は、現フィールドと前フィールドとの対応領域の誤差、および前記対応領域の周辺領域における誤差を前記動き情報として算出し、２つの前記誤差の差が小さいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出してもよい。

すなわち、動きの方向を誤検出した際に補正を弱めることになる。動き検出は失敗することがあり、検出された動き情報と、その周辺の、例えば反対側の動き情報の誤差の差が小さいときには、動きの方向に対して信頼性が低い。このような場合に補正効果を弱めることにより、副作用を抑えることが可能となる。

また、前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さおよび動きの方向を前記動き情報として算出し、前記動きの速さおよび前記動きの方向と、前記動き領域の周辺領域の前記動きの速さおよび前記動きの方向との差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出してもよい。

ここで、周辺領域の動きの速さおよび動きの方向との差とは、例えば、２次元ブロックマッチングの場合、対象とするブロックの動きベクトルと、計算済みの、その上、右上、左に隣接するブロックの動きベクトルの平均ベクトルとの差である。この差は、対象動きベクトルと、その周囲の平均動きベクトルの内積から求めるなどしてもよい。

すなわち、対象とする動きと周辺の動きの平均の差が大きい場合に補正を弱めることになる。人間の視覚は複数の小さい物体が様々な方向に動いている場合、周辺の平均的な動きを見ている場合が多い。このような場合に補正効果を弱めることにより、副作用を抑えることが可能となる。

また、前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さおよび動きの方向を前記動き情報として算出し、前記動きの速さおよび前記動きの方向と、前フィールドの対応領域の前記動きの速さおよび前記動きの方向との差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出してもよい。

具体的には、例えば２次元ブロックマッチングの場合、対象とする２次元ブロックの動きベクトルと、その動きベクトルが指す現フィールド以前のフィールドの２次元ブロックの動きベクトルの差を用いる。この差は両ベクトルの内積から求めるなどしてもよい。

すなわち、ある領域の動きが２フィールド期間中で大きく変化する場合に補正信号を減衰させることになる。人間の視覚はある程度連続した期間以上の動きを追跡し、そうでない動きは追跡しない傾向がある。このような場合に補正効果を弱めることにより、副作用を抑えることが可能となる。なお、２フィールド期間中の動きだけなく、より多くのフィールド期間中の動きの変化を用いてもよく、また、両動きベクトルの時間変化を算出し、動きの加速度ベクトルを考慮してもよい。

なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

また、本発明は、このような画像表示装置として実現することができるだけでなく、このような画像表示装置が備える特徴的な手段をステップとする画像表示方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。

本発明に係る画像表示装置および画像表示方法によれば、残光時間を有する蛍光体を用いた画像表示装置において、残光動きぼけを低減させることが可能となる。付随して、残光時間の異なる複数の発光体が発光することにより表示された物体の動きについて、残光動きぼけの色ずれを低減することができる。

本発明の実施の基本形態を説明し、その基本形態において各構成を限定した４つの実施の形態を説明する。

まず、図４を用いて本発明の実施の基本形態の構成を説明する。図４は、本発明の実施の基本形態の画像表示装置の構成を示すブロック図であり、図５は画像表示装置の具体的な適用例を示す図である。画像表示装置１は、残光時間を有する赤・緑の蛍光体と、残光時間をほぼ有しない青の蛍光体を用いて画像を表示する画像表示装置であり、入力された画像信号から動きの領域・速さ・方向・マッチング誤差などの動き情報を検出する動き検出部２と、入力された画像信号と動き情報とを用いて赤と緑の画像信号に対する補正信号を算出する補正信号算出部３と、この補正信号を用いて入力された画像信号を補正する補正部４を備えている。具体的には、この画像表示装置１は、例えば図５に示すようなプラズマディスプレイパネル１０に適用するができる。この基本形態により、残光動きぼけを低減することができる。

次に、前記基本形態の動き検出部２、補正信号算出部３、補正部４を限定した、４つの実施の形態を説明する。ここで、４つの実施の形態があるのは、輝度減少領域周辺と輝度増加領域周辺では補正信号の形状が異なり、また、動きの方向を用いて高精度に補正する場合と、動きの方向を検出せずに少ないハードウェア規模で補正する場合とがあり、これらの組み合わせにより４つの実施の形態が存在するからである。

すなわち、実施の形態１「動きの方向を用いて、輝度減少領域周辺を補正する形態」、実施の形態２「動きの方向を用いて、輝度増加領域周辺を補正する形態」、実施の形態３「動きの方向を用いずに、輝度減少領域周辺を補正する形態」、実施の形態４「動きの方向を用いずに、輝度増加領域周辺を補正する形態」である。

以下、この４つの実施の形態を順に説明する。

（実施の形態１）
本発明の画像表示装置の実施の形態１について図６、図７を用いて説明する。

実施の形態１では、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することを目的とする。

また、これは実施の形態１〜４に共通であるが、ハードウェア規模を削減するため、水平１ライン毎に処理を行う。

図６は、実施の形態１の画像表示装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の画像表示装置６００は、１フィールド遅延器６０１、動き検出部６０３、減算器６０２・６０８、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）６０４、非対称ゲイン算出部６０５、動き情報信頼度算出部６０６、乗算器６０７、および動き情報メモリ６０９を備えている。ここで、各構成要素における入出力は、赤、緑、青の画像信号の水平１ラインである。

１フィールド遅延器６０１は、入力された現フィールドを１フィールド期間遅延させ、現フィールドに対して１フィールド期間前にあたる、前フィールドを出力する。減算器６０２は、前フィールドから現フィールドを減算し、正の成分のみの減算信号を出力する。動き検出部６０３は、入力された現フィールド、前フィールド、および減算信号を用いて動き検出を行い、動き情報（動き領域、方向、速さ、誤差）を出力する。ＬＰＦ６０４は、入力された減算信号に対して、動きの速さから求めたタップ数のＬＰＦを適用し、減算信号ＬＰＦ通過信号を出力する。非対称ゲイン算出部６０５は、入力された動き情報を用いて、減算信号ＬＰＦ通過信号を整形するための非対称なゲインを出力する。動き情報信頼度算出部６０６は、動き情報と、動き情報メモリ６０９から出力された、処理中のラインに対して上側に隣接する３ラインの動き情報と、対象とする動き情報に対応する前フィールドの領域の動き情報とを用いて、動き情報信頼度を算出する。乗算器６０７は、ＬＰＦ６０４から出力された減算信号ＬＰＦ通過信号と、非対称ゲイン算出部６０５から出力された非対称ゲインと、動き情報信頼度算出部６０６から出力された動き情報信頼度ゲインとを乗算して補正信号を出力する。減算器６０８は、赤と緑の画像信号に対してのみ、現フィールドから補正信号を減算し、残光動きぼけを補正した現フィールドを出力する。動き情報メモリ６０９は、検出済みの動き情報を保存するメモリである。

図７（ａ）〜図７（ｇ）は、実施の形態１の画像表示装置の処理の流れを説明するための説明図である。図７（ａ）〜図７（ｇ）では、水平１ラインの赤または緑の画像信号に対する補正信号を作成するための各信号とその変化を示している。

以下、実施の形態１の処理の詳細を示す。

実施の形態１の画像表示装置６００は、現フィールドの水平１ラインを入力し、残光動きぼけを補正した現フィールドの水平１ラインを出力する。

第１に、前フィールドを算出する。

１フィールド遅延器６０１は、入力された現フィールドを１フィールド期間遅延させ、現フィールドに対して１フィールド期間前にあたる、前フィールドを出力する。図７（ａ）、図７（ｂ）はそれぞれ、前フィールド、現フィールドを示している。

第２に、前フィールド、現フィールドから、減算信号を算出する。

減算器６０２は、前フィールドから現フィールドを減算し、正の成分のみの減算信号を出力する。図７（ｃ）はこの減算信号を示している。

ここで減算信号を用いたのは、残光動きぼけ成分が原理的に減算信号に似ていることによる。

なお、減算に限らず、現フィールド自体を変形、現フィールド以前のフィールドを変形するなど残光動きぼけ成分を近似的に算出できるものなら何でも良い。

第３に、前フィールド、現フィールド、および減算信号から動き情報を検出する。

動き検出部６０３は、入力された現フィールド、前フィールド、および減算信号を用いて動き検出を行い、動き情報（動き領域、方向、速さ、誤差）を出力する。

まず、動き検出部６０３は、動き領域を検出し、速さを算出する。すなわち、動き検出部６０３は、赤、緑の減算信号のうち、一方または両方が所定の閾値を超える領域を動き領域とし、この幅を動きの速さとする。これにより、輝度減少領域を動き領域とすることができる。また、例えば２次元ブロックマッチング等の動き探索を行わないため、回路規模を抑えて、動きの領域、速さを検出できる。

次に、動き検出部６０３は、誤差を算出し、方向を検出する。すなわち、動き検出部６０３は、前フィールドにおける動き領域と、現フィールドにおけるその動き領域に対して左隣と右隣の同じ幅の領域それぞれに対し、絶対値誤差総和（以下、ＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）という）を求める。これらを仮に左ＳＡＤ、右ＳＡＤと名づける。この際、求めるＳＡＤは、例えば、赤、緑、青の画像信号の誤差の総和とする。そして、動き検出部６０３は、左ＳＡＤが右ＳＡＤより小さい場合には、動きの方向を左方向とし、右ＳＡＤが左ＳＡＤより小さい場合は右方向とし、左ＳＡＤと右ＳＡＤが等しい場合は動きなしとみなす。ここで、動きなしの場合は補正を行わないものとする。

なお、動き検出部６０３はこの方法に限らず、例えば２次元ブロックマッチング等少なくとも動きの方向と速さを検出するものであれば何でも良い。

第４に、減算信号にＬＰＦを適用して、減算信号ＬＰＦ通過信号を算出する。

ＬＰＦ６０４には、減算信号と動き情報とが入力される。ＬＰＦ６０４は、入力された減算信号に対して、動きの速さから求めたタップ数のＬＰＦを適用し、減算信号ＬＰＦ通過信号を出力する。図７（ｄ）は減算信号ＬＰＦ通過信号を示している。ここで、タップ数は動きの速さ（ピクセル／フィールド）とし、また、ＬＰＦは周辺画素値の平均を計算するものとするが、これに限らない。

ここでＬＰＦを用いたのは、原理的に残光動きぼけ成分は視線方向の網膜積分により広がりを持つため、これに相当する処理が必要だからである。なお、空間的に減算信号を拡げる処理であればＬＰＦでなくてもよい。

第５に、動き情報から非対称ゲインを算出する。

非対称ゲイン算出部６０５は、入力された動き情報を用いて、減算信号ＬＰＦ通過信号を整形するための非対称なゲインを出力する。ここで、非対称ゲイン算出部６０５は、非対称ゲインを、例えば図７（ｅ）のように、２つの直線と１つの２次関数から作成する。すなわち、非対称ゲイン算出部６０５は、非対称ゲインを、動き領域に対して前方の（この場合右隣の）領域では直線部７０１で、動き領域内では２次関数部７０２と、直線部７０３の組み合わせから構成する。また、これら値の範囲は０．０〜１．０とする。このとき、動き領域に対して前方を把握する必要があるため、非対称ゲインを作成するには、必ず動きの方向が必要となる。

ここで非対称ゲインを用いたのは、原理的に残光動きぼけは、尾引きのように、動きの方向前方に強く現れるので、前方を強く補正するためである。この後、非対称ゲインを減算信号ＬＰＦ信号に乗算することにより、例えば図３（ｄ）に示した輝度減少領域周辺の残光過多量４０８を作成する。

なお、図７（ｅ）の非対称ゲインの形状は図３、図６のときの形状であるが、残光動きぼけ成分は入力された現フィールドにより変化するので、図７（ｅ）の形状に限らない。また、例えば動きの速さが速いほど、非対称ゲインの形状を横方向に広げた形状にすることができる。これは、動きの速さが速いほど、画質劣化を生じる領域が大きくなるため、補正が必要となる領域も大きくなるためである。

第６に、動き情報から動き情報信頼度ゲインを算出する。

動き情報信頼度算出部６０６は、動き情報と、動き情報メモリ６０９から出力された、処理中のラインに対して上側に隣接する３ラインの動き情報と、対象とする動き情報に対応する前フィールドの領域の動き情報とを用いて、動き情報信頼度を算出する。ただし、図７では、動き情報信頼度が１．０であると仮定しているので、図７中に動き情報信頼度に関する記述は無い。

図８は、動き情報信頼度算出部６０６の詳細な構成を示すブロック図である。動き情報信頼度算出部６０６は、５つのゲイン（以下、第１〜第５ゲイン）の積を出力するものであり、図８に示すように第１ゲイン算出部８０１、座標平均算出部８０２ａ、８０２ｂ、最小値選択部８０３、第２ゲイン算出部８０４、差分絶対値算出部８０５、第３ゲイン算出部８０６、動きベクトル作成部８０７、周辺ベクトル算出部８０８、第４ゲイン算出部８０９、および第５ゲイン算出部８１０を備えている。

以下、各ゲインについて詳細に述べる。

第１ゲインについて述べる。第１ゲインは動きの速さに関する。

第１ゲイン算出部８０１は、入力された動きの速さが、第１閾値より小さいときは１．０、第１閾値以上第２閾値未満のときは１．０〜０．０に直線的に変化する値とし、第２閾値以上のときは０．０を出力する、折れ線特性のゲイン関数である。

これにより、動きが速すぎて副作用が起こる可能性が高いときなどに、補正効果を弱める、または、補正を行わないようにすることができる。

第２ゲインについて述べる。第２ゲインは動き検出の誤差に関する。

まず、座標平均算出部８０２ａ、８０２ｂは、それぞれ左ＳＡＤと右ＳＡＤを動き領域幅で割った左平均ＳＡＤと右平均ＳＡＤを求める。次に最小値選択部８０３は、これらの最小値を選択する。そして、第２ゲイン算出部８０４は、入力された最小値が、第１閾値より小さいときは１．０、第１閾値以上第２閾値未満のときは１．０〜０．０に直線的に変化する値とし、第２閾値以上のときは０．０を出力する、折れ線特性のゲイン関数である。

これにより、動き検出の誤差が大きいほど、補正効果を弱める、または、補正を行わないようにする。

第３ゲインについて述べる。第３ゲインは動きの方向に関する。

差分絶対値算出部８０５は、座標平均算出部８０２ａ、８０２ｂで算出された左平均ＳＡＤと右平均ＳＡＤの差分絶対値を算出する。そして、第３ゲイン算出部８０６は、入力された差分絶対値が、第１閾値より小さいときは０．０、第１閾値以上第２閾値未満のときは０．０〜１．０に直線的に変化する値とし、第２閾値以上のときは１．０を出力する、折れ線特性のゲイン関数である。

周辺の動き情報同士の差が小さいほど、動きの方向に対して信頼性が低くなるため、これにより、補正効果を弱める、または、補正を行わないようにすることができる。

なお、第１〜第３ゲインにおいて、全て折れ線特性のゲイン関数としたが、閾値を１つだけ用いたステップ関数、または、曲線にするなどしてもよい。

第４ゲインについて述べる。第４ゲインは対象動き情報の、周辺動き情報に対する孤立性に関する。

まず、動きベクトル作成部８０７は、動きの方向と速さから、動きベクトルを作成する。具体的には、動きベクトル作成部８０７は、例えば、右方向に速さ５で動いている場合は「＋５」、左方向に速さ１０で動いている場合は「−１０」などという符号付の値にする。これは動きの方向と速さを別に算出した場合に必要となるが、例えば２次元ブロックマッチングなどのように、最初からベクトルになっている場合は必要ない。

次に、動き情報メモリ６０９から、現在処理中のラインの空間的に上側の３ラインにおいて、現在処理中の動き領域に対して、１ライン上、２ライン上、３ライン上の領域の各動きベクトルを出力し（動きベクトル作成は動きベクトル作成部８０７と同様の方法による）、これらを周辺ベクトル算出部８０８に入力する。周辺ベクトル算出部８０８は、入力された３つの動きベクトルの平均ベクトルを周辺ベクトルとして出力する。

なお、例えば２次元のブロックマッチングで動きベクトル検出を行う場合は、計算済みの上、右上、左に隣接するブロックの動きベクトルの平均を周辺動きベクトルとしてもよい。このように、空間的に周辺の動き情報を用いるものであれば何でも良い。

そして、第４ゲイン算出部は、動きベクトル作成部８０７から出力された動きベクトルと、周辺ベクトル算出部８０８から出力された周辺ベクトルとのなす角の余弦を内積などから求め、この余弦に１を足して２で割るなどして１．０〜０．０の値とし、この値を第４ゲインとして出力する。

これにより、対象動きベクトルが、周囲の動きベクトルとの差が大きい場合、すなわち、対象動きベクトルが周辺ベクトルに対して孤立しているような場合に、補正効果を弱める、または、補正を行わないようにすることができる。

第５ゲインについて述べる。第５ゲインは動きの持続性に関する。

まず、動きベクトル作成部８０７で作成された現フィールドの動きベクトル（以下、現動きベクトル）を動き情報メモリ６０９に入力し、現動きベクトルに対応する前フィールドの領域の動きベクトル（以下、前動きベクトル）を出力する。

そして、第５ゲイン算出部８１０は、入力された現動きベクトルと前動きベクトルとのなす角の余弦を内積などから求め、この余弦に１を足して２で割るなどして１．０〜０．０の値とし、この値を第５ゲインとして出力する。

これにより、現動きベクトルと、前動きベクトルとの差が大きい場合、すなわち、動きに持続性がない場合に、補正効果を弱める、または、補正を行わないようにすることができる。

そして、乗算器８１１により、第１〜第５ゲインを乗算した値を、動き情報信頼度として出力する。

なお、第１〜第５ゲイン全てにおいて、回路規模削減のため、ビットシフトにより演算できるようにしてもよい。また、第４、第５ゲインは、動き情報メモリを必要とするため用いないなど、第１〜第５全てのゲインを用いなくとも良い。

第７に、減算信号ＬＰＦ通過信号に非対称ゲイン、動き情報信頼度ゲインを乗算して、補正信号を算出する。

乗算器６０７は、ＬＰＦ６０４から出力された減算信号ＬＰＦ通過信号と、非対称ゲイン算出部６０５から出力された非対称ゲインと、動き情報信頼度算出部６０６から出力された動き情報信頼度ゲインとを乗算して補正信号を出力する。図７（ｆ）は得られた補正信号を示している。

なお、図６には記載していないが、実施の形態１〜４は１ライン毎に独立した処理を行っており、処理／非処理による上下方向の処理ムラが生じる場合がある。これを防ぐため、現在処理中のラインの補正信号と、処理済みの、その空間的に１ライン上の補正信号の内分信号を現在の補正信号に置き換えるＩＩＲフィルタを用いても良い。

第８に、現フィールドと補正信号から、補正後現フィールドを出力する。図７（ｇ）は補正後の現フィールドを示している。

減算器６０８は、赤と緑の画像信号に対してのみ、現フィールドから補正信号を減算し、残光動きぼけを補正した現フィールドを出力する。実施の形態１により、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することが可能となる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２の画像表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の画像表示装置の実施の形態２は、実施の形態１を部分的に変更したものである。この変更点のみ説明する。

実施の形態２では、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することを目的とする。

実施の形態１との構成の違いを、図６および図９を用いて説明する。

実施の形態２の画像表示装置６１０では、実施の形態１の画像表示装置６００の減算器６０２、動き検出部６０３、減算器６０８を、それぞれ減算器６１１、動き検出部６１２、加算器６１３に変更する。以下、その詳細を示す。

減算器６０２の変更について述べる。

減算の対象を逆に変更する。すなわち、減算器６１１は、現フィールドから前フィールドを減算し、正になった減算信号のみを出力する。

これにより、輝度増加領域を動き領域とすることができる。

動き検出部６０３の変更について述べる。

誤差算出時の参照するフィールド、動きの方向検出をそれぞれ逆に変更する。すなわち、動き検出部６１２は、現フィールドにおける動き領域と、前フィールドにおけるその動き領域に対して左隣と右隣の同じ幅の領域それぞれに対し、ＳＡＤを求める。これらを仮に左ＳＡＤ、右ＳＡＤと名づける。そして、動き検出部６１２は、左ＳＡＤが右ＳＡＤより小さい場合には、動きの方向を右方向とし、右ＳＡＤが左ＳＡＤより小さい場合は左方向とし、左ＳＡＤと右ＳＡＤが等しい場合は動きなしとみなす。ここで、動きなしの場合は補正を行わないものとする。

減算器６０８の変更について述べる。

減算を加算に変更する。すなわち、加算器６１３は、現フィールドに補正信号を加算して出力する。ここで、加算の際に現フィールドが２５５を超える場合があるが、これを２５５として出力するなどする。

しかしながら、原理的には単に赤、緑の画像信号に補正信号を加算するのは正しくない。なぜなら、図３の輝度増加領域周辺の残光不足量４０９は、領域４１１のように網膜に入る光量を考慮して付加する必要があるからである。この実現方法としては、この部分のみサブフィールドの構成を変える、などの方法がある。具体的には、領域４１１の位置・時刻に、赤、緑のサブフィールドを点灯させるようにする。

実施の形態２により、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することが可能となる。

（実施の形態３）
本発明の画像表示装置の実施の形態３について図１０、図１１を用いて説明する。

実施の形態３では、動きの方向を用いずに、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することを目的とする。

図１０は、実施の形態３の画像表示装置の構成を示すブロック図である。実施の形態３の画像表示装置９００は、図１０に示すように１フィールド遅延器９０１、減算器９０２・９０５・９０９、動き検出部９０３、ローパスフィルタ９０４・９０７、絶対値算出部９０６、および補正信号領域制限部９０８を備えている。ここで、各構成要素における入出力は、赤、緑、青の画像信号の水平１ライン分である。

１フィールド遅延器９０１は、入力された現フィールドを１フィールド期間遅延させ、現フィールドに対して１フィールド期間前にあたる、前フィールドを出力する。減算器９０２は、前フィールドから現フィールドを減算し、正の成分のみの減算信号を出力する。動き検出部９０３は、入力された減算信号が、閾値を超えた領域を動き領域とし、その幅を速さとして出力する。ＬＰＦ９０４は、入力された現フィールドにＬＰＦを適用して出力する。減算器９０５は、現フィールドから現フィールドＬＰＦ通過信号を減算する。絶対値算出部９０６は、現フィールドと現フィールドＬＰＦの減算信号の絶対値を算出する。ＬＰＦ９０７は、絶対値算出部９０６から出力された絶対値信号にＬＰＦを適用して出力する。補正信号領域制限部９０８は、動き領域周辺領域以外の補正信号値を全て０にする。減算器９０９は、現フィールドから、補正信号領域制限部９０８から出力された補正信号を減算する。

図１１（ａ）〜図１１（ｈ）は、実施の形態３の処理の流れを説明するための説明図である。図１１（ａ）〜図１１（ｈ）では、水平１ラインの赤または緑の画像信号に対する補正信号を作成するための各信号とその変化を示している。以下、実施の形態３の処理の詳細を示す。

実施の形態３の画像表示装置９００は、現フィールドの水平１ラインを入力し、残光動きぼけを補正した現フィールドの水平１ラインを出力する。

第１に、前フィールドを算出する。１フィールド遅延器９０１は、入力された現フィールドを１フィールド期間遅延させ、現フィールドに対して１フィールド期間前にあたる、前フィールドを出力する。図１１（ａ）、図１１（ｂ）はそれぞれ、前フィールド、現フィールドを示している。

第２に、前フィールド、現フィールドから、減算信号を算出する。減算器９０２は、前フィールドから現フィールドを減算し、正の成分のみの減算信号を出力する。図１１（ｃ）はこの減算信号を示している。

第３に、減算信号から動き領域を検出する。動き検出部９０３は、入力された減算信号が、閾値を超えた領域を動き領域とし、その幅を速さとして出力する。図１１（ｄ）は動き領域を示している。これにより、輝度減少領域を動き領域とすることができる。また、例えば２次元ブロックマッチング等の動き探索を行わないため、回路規模を抑えて、動きの領域、速さを検出できる。

また、下記補正信号領域制限部９０８で用いるが、図１１（ｄ）のように、動き領域の左右に対して、それぞれ動き領域と同じ幅の領域を合わせた領域を動き領域周辺領域と呼ぶことにする。

第４に、現フィールドにＬＰＦを適用する。ＬＰＦ９０４は、入力された現フィールドにＬＰＦを適用して出力する。ここで、ＬＰＦは平均を計算するものとし、タップ数は、動き検出部９０３から出力された速さであるが、これに限らない。図１１（ｅ）は現フィールドＬＰＦ通過信号を示している。

第５に、現フィールドから、現フィールドＬＰＦ通過信号を減算する。減算器９０５は、現フィールドから現フィールドＬＰＦ通過信号を減算する。

第６に、現フィールドと現フィールドＬＰＦ通過信号の減算信号の絶対値を算出する。絶対値算出部９０６は、現フィールドと現フィールドＬＰＦの減算信号の絶対値を算出する。図１１（ｆ）は現フィールドと現フィールドＬＰＦの減算信号の絶対値信号を示している。

第７に、絶対値算出部９０６から出力された絶対値信号にＬＰＦを適用する。ＬＰＦ９０７は、絶対値算出部９０６から出力された絶対値信号にＬＰＦを適用して出力する。ここで、ＬＰＦは平均を計算するものとし、タップ数は、動き検出部９０３から出力された速さであるが、これに限らない。図１１（ｇ）は絶対値信号のＬＰＦ通過信号を示している。これが補正信号となる。

第８に、補正信号を、動き領域周辺領域内のみに制限する。補正信号領域制限部９０８は、動き領域周辺領域以外の補正信号値を全て０にする。なお、動き領域周辺領域の端で補正信号が不連続にならないよう、ＬＰＦなどでぼかしても良い。これにより、残光動きぼけが目立ちやすい、輝度の減少が大きい付近のみに補正を行うことが可能となる。

第９に、現フィールドから補正信号を減算する。減算器９０９は、現フィールドから、補正信号領域制限部９０８から出力された補正信号を減算する。図１１（ｈ）は、補正後の現フィールドを示している。

実施の形態３により、動きの方向を用いずに、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することが可能となる。

（実施の形態４）
図１２は、実施の形態４の画像表示装置の構成を示すブロック図である。

本発明の画像表示装置の実施の形態４は、実施の形態３を部分的に変更したものである。この変更点のみ説明する。

実施の形態４では、動きの方向を用いずに、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することを目的とする。

実施の形態３との構成の違いを、図１０および図１２を用いて説明する。実施の形態４では、減算器９０２・９０９を、それぞれ減算器９１１、加算器９１２に変更する。以下、その詳細を示す。

減算器９０２の変更について述べる。減算の対象を逆に変更する。すなわち、減算器９１１は、現フィールドから前フィールドを減算し、正になった減算信号のみを出力する。この減算信号を動き検出部９０３に入力することにより、輝度増加領域周辺を動き領域とすることができる。

減算器９０９の変更について述べる。減算器９０９を加算器９１２に変更する。これにより、残光が不足する輝度増加領域に対して、補正信号を加算することができ、残光によるぼけを低減することができ、色ずれを低減することが可能となる。

実施の形態４により、動きの方向を用いずに、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の長い「赤、緑」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、残光動きぼけを低減することを目的とする。同時に、これにより、色ずれを低減することが可能となる。

なお、実施の形態１〜４において、動き検出部、非対称ゲイン、ＬＰＦなどを２次元に拡張し、２次元の補正を行うなどしてもよい。

なお、上記実施の形態１〜４全てにおいて、最終の、減算または加算による補正後に（基本形態では図４の補正部４に該当）、赤と緑の画像信号が可変範囲外の値になり、補正不足、すなわち、残光動きぼけが消しきれない場合がある。８ビットであれば、補正後の画像信号が負または２５５以上となる場合である。

これは単に０〜２５５以内にクリップする、すなわち、負の値は０に、２５５以上の値は２５５にして出力してもよい。

また、クリップせずに、例えば、残光動きぼけが発生しない青の画像信号に、補正不足成分の絶対値を（赤と緑で大きい方を）、輝度減少領域付近には加算し、輝度増加領域付近には減算して、「色ずれ」を改善するために用いてもよい。

ただし、この際、色ずれが発生していないところに補正すると、不必要な補正を行うことになるため、色ずれが発生していることが前提である。

そこで、上記実施の形態１〜４全てにおいて、青の画像信号に対しても補正信号を算出しておき、青に対する補正信号を超えた補正を行わないようリミットする。これにより、色ずれが発生している場合のみ、この機能を働かせることができる。なお、上記実施の形態１および３では輝度減少領域周辺に対して、上記実施の形態２および４では輝度増加領域周辺に対して補正を行っているが、これらを組み合わせても構わない。

また、上記実施の形態１〜４では、赤と緑の画像信号に対して補正を行っているが、これに限られるものではなく、特許文献１同様、例えば青の画像信号に対して補正を行っても構わない。ただし、この場合、残光動きボケは改善されないが、色ずれは改善される。またこの際、「動きの方向」を用いることにより、特許文献１より高精度に補正することが可能となる。

以下、「輝度減少領域周辺に対し、動きの方向を用いて、青の画像信号に補正する」場合、「輝度増加領域周辺に対し、動きの方向を用いて、青の画像信号に補正する」場合についてそれぞれ説明する。「輝度減少領域周辺に対し、動きの方向を用いて、青の画像信号に補正する」場合の画像表示装置は、実施の形態１を部分的に変更したものである。この変更点のみ説明する。

この画像表示装置では、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の短い「青」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、色ずれを低減することを目的とする。

実施の形態１との構成の違いを、図６を用いて説明する。

この場合、ＬＰＦ６０４、非対称ゲイン算出部６０５、減算器６０８を変更する。以下、その詳細を示す。

ＬＰＦ６０４を削除する。これは、「青」の画像信号により補正を行う場合、図３の領域４１２のように、動き領域内のみに補正を行えばよいため、減算信号を空間的に拡げる処理が必要ないからである。

非対称ゲイン算出部６０５の変更について述べる。非対称ゲインを、例えば図３の領域４１２のように補正できるような形のゲインとする。これは、輝度減少領域周辺において、「青」の画像信号により補正を行う場合、補正信号形状は例えば図３の領域４１２のようにする必要があり、これは、赤、緑で補正する場合の補正信号形状４１０とは異なる。そのため、異なった形状の非対称ゲインを用いる必要がある。

減算器６０８を加算器に変更する。これは、「青」の補正信号を加算するためである。

この場合、各色の画像信号に対し、輝度「減少」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の短い「青」の画像信号に対して現フィールドへ補正信号を「付加」することにより、色ずれを低減することが可能となる。

次に、「輝度増加領域周辺に対し、動きの方向を用いて、青の画像信号に補正する」場合の画像表示装置は、同じく実施の形態１を部分的に変更したものである。この変更点のみ説明する。

この画像表示装置では、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の短い「青」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、色ずれを低減することを目的とする。

実施の形態１との構成の違いを、図６を用いて説明する。この場合、減算器６０２、動き検出部６０３、ＬＰＦ６０４、非対称ゲイン算出部６０５を変更する。以下、その詳細を示す。

減算器６０２、動き検出部６０３は、実施の形態２と同様の変更を行う。

ＬＰＦ６０４は削除する。これは、上記と同様に、「青」の画像信号により補正を行う場合、図３の領域４１３のように、動き領域内のみに補正を行えばよいため、減算信号を空間的に拡げる処理が必要ないからである。

非対称ゲイン算出部６０５の変更について述べる。非対称ゲインを、例えば図３の４１３のように補正できるような形のゲインとする。これは、輝度増加領域周辺において、「青」の画像信号により補正を行う場合、補正信号形状は例えば図３の領域４１３のようにする必要があり、これは、赤、緑で補正する場合の補正信号形状４１１とは異なる。そのため、異なった形状の非対称ゲインを用いる必要がある。

この場合、各色の画像信号に対し、輝度「増加」領域周辺の残光動きぼけ成分を算出し、残光時間の短い「青」の画像信号に対して現フィールドから補正信号を「減算」することにより、色ずれを低減することが可能となる。

（その他変形例）
なお、本発明を上記実施の形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、などから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。

（４）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。

また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。

また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。

さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明にかかる画像表示装置および画像表示方法は、蛍光体の残光成分による画像の動きのぼけを低減させることができ、付随して、その色ずれを改善できるため、例えば、プラズマディスプレイパネル等の残光時間を有する蛍光体を用いた画像表示装置に適用可能である。

図１は、１ピクセルの白い点の画像信号の静止状態における各色の網膜積分を説明する説明図であり、（ａ）１フィールド期間中の時間方向の発光分布、（ｂ）網膜上の積分量、を示す図である。 図２は、１ピクセルの白画像信号の視線追跡状態における各色の網膜積分を説明する説明図であり、（ａ）２フィールド期間分の時間方向の発光分布、（ｂ）視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔにおける網膜上の各色の積分量、（ｃ）視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔにおける網膜上の各色の積分量、（ｄ）視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔにおける網膜上の見え方、を示す図である。 図３は、グレー色の背景における白い矩形物体の視線が追跡している状態における信号成分と残光成分毎の網膜積分を説明する説明図であり、（ａ）ＰＤＰ上に表示パターン（移動）、（ｂ）（ａ）の画像信号の水平１ラインの１フィールド期間中の時間方向の発光分布、（ｃ）視線追跡時の網膜上の信号成分の網膜積分量、（ｄ）視線追跡時の網膜上の残光成分の網膜積分量、を示す図である。 図４は、本発明の実施の基本形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の画像表示装置の具体的な適用例を示す図である。 図６は、実施の形態１の画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態１の画像表示装置の処理の流れを説明する説明図であり、（ａ）前フィールド、（ｂ）現フィールド、（ｃ）減算信号（前フィールド−現フィールド）、（ｄ）減算信号ＬＰＦ通過信号、（ｅ）非対称ゲイン、（ｆ）補正信号、（ｇ）補正後現フィールド、を示す図である。 図８は、動き情報信頼度算出部の構造を説明するブロック図である。 図９は、実施の形態２の画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態３の画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態３の画像表示装置の処理の流れを説明する説明図であり、（ａ）前フィールド、（ｂ）現フィールド、（ｃ）減算信号（前フィールド−現フィールド）、（ｄ）動き領域、（ｅ）現フィールドＬＰＦ通過信号、（ｆ）現フィールドと現フィールドＬＰＦの減算信号の絶対値信号、（ｇ）絶対値信号のＬＰＦ通過信号、（ｈ）補正後現フィールド、を示す図である。 図１２は、実施の形態４の画像表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
２ 動き検出部
３ 補正信号算出部
４ 補正部
２０１，３０１，３０６ 赤信号成分
２０２，３０２，３０７ 緑信号成分
２０３，３０３，３０８ 青信号成分
２０４，３０４，３０９ 赤残光成分
２０５，３０５，３１０ 緑残光成分
２０６，３１１ 視線固定時の視線方向
２０７ 網膜上の赤信号成分の積分量
２０８ 網膜上の緑信号成分の積分量
２０９ 網膜上の青信号成分の積分量
２１０ 網膜上の赤残光成分の積分量
２１１ 網膜上の緑残光成分の積分量
３１２ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の、前フィールドからの赤残光成分の漏れ込み成分の網膜上の積分量
３１３ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の、前フィールドからの緑残光成分の漏れ込み成分の網膜上の積分量
３１４ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の赤信号成分の積分量
３１５ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の緑信号成分の積分量
３１６ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の青信号成分の積分量
３１７ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の赤残光成分の積分量
３１８ 視線固定時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の緑残光成分の積分量
３１９ 視線追跡時の視線移動方向
３２０ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の赤信号成分の積分量
３２１ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の緑信号成分の積分量
３２２ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の青信号成分の積分量
３２３ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の赤残光成分の積分量
３２４ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の緑残光成分の積分量
３２５ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の信号成分の見え方
３２６ 視線追跡時のｔ＝Ｔ〜２Ｔの期間の網膜上の残光成分の見え方
４０１ 信号成分
４０２ 残光成分
４０３ 視線追跡時の視線移動方向
４０４ 視線追跡時の網膜上の信号成分の積分量
４０５ 視線追跡時の網膜上の残光成分の積分量
４０６ 輝度減少領域
４０７ 輝度増加領域
４０８ 輝度減少領域周辺の残光過多量
４０９ 輝度増加領域周辺の残光不足量
４１０ 輝度減少領域周辺に対する、赤、緑の画像信号の減算による補正信号形状の一例
４１１ 輝度増加領域周辺に対する、赤、緑の画像信号の加算による補正信号形状の一例
４１２ 輝度減少領域周辺に対する、青の画像信号の加算による補正信号形状の一例
４１３ 輝度増加領域周辺に対する、青の画像信号の減算による補正信号形状の一例
６００ 実施の形態１の画像表示装置
６０１ １フィールド遅延器
６０２，６０８，６１１ 減算器
６０３，６１２ 動き検出部
６０４ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
６０５ 非対称ゲイン算出部
６０６ 動き情報信頼度算出部
６０７ 乗算器
６０９ 動き情報メモリ
６１３ 加算器
７０１ 非対称ゲインにおける動き領域前方の直線部
７０２ 非対称ゲインにおける動き領域の２次関数部
７０３ 非対称ゲインにおける動き領域の直線部
８０１ 第１ゲイン算出部
８０２ 座標平均算出部
８０３ 最小値選択部
８０４ 第２ゲイン算出部
８０５ 差分絶対値算出部
８０６ 第３ゲイン算出部
８０７ 動きベクトル作成部
８０８ 周辺ベクトル算出部
８０９ 第４ゲイン算出部
８１０ 第５ゲイン算出部
８１１ 乗算器
９００ 実施の形態３の画像表示装置
９０１ １フィールド遅延器
９０２，９０５，９０９，９１１ 減算器
９０３ 動き検出部
９０４，９０７ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
９０６ 絶対値算出部
９０８ 補正信号領域制限部
９１２ 加算器

Claims (17)

1. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示する画像表示装置であって、
   入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出手段と、
   前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出手段と、
   前記画像信号を前記補正信号により補正する補正手段とを備え、
   前記補正信号算出手段は、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記補正信号算出手段は、前記動き領域およびその周辺領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域およびその周辺領域に対して、前記画像信号を減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域の動きの速さを算出し、
   前記補正信号算出手段は、前記動き領域およびその周辺領域における前記画像信号の現フィールドと前フィールドの変化量を前記動きの速さに応じて修正し、修正した値を前記補正信号として算出する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
4. 前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さに応じたタップ数でローパスフィルタ処理を行って修正する
   ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
5. 前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域の動きの方向を算出し、
   前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さおよび前記動きの方向に応じて非対称に修正し、修正した値を前記補正信号として算出する
   ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
6. 前記補正信号算出手段は、前記変化量を、前記動きの速さに応じたタップ数でローパスフィルタ処理を行い、さらに、前記ローパスフィルタ処理されたローパスフィルタ通過信号に対して、前記動きの方向に応じて非対称に２つの直線および１つの２次関数を用いて作成した信号を乗じて修正する
   ことを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
7. 前記動き検出手段は、さらに、前記動き領域に関する動き情報、および前記動き情報の信頼性を示す動き情報信頼度を算出し、
   前記補正信号算出手段は、前記動き情報信頼度が低いほど前記補正信号を減衰させる
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さを前記動き情報として算出し、前記動きの速さが大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出する
   ことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
9. 前記動き検出手段は、現フィールドと前フィールドとの対応領域の誤差を前記動き情報として算出し、前記誤差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出する
   ことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
10. 前記動き検出手段は、現フィールドと前フィールドとの対応領域の誤差、および前記対応領域の周辺領域における誤差を前記動き情報として算出し、２つの前記誤差の差が小さいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出する
    ことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
11. 前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さおよび動きの方向を前記動き情報として算出し、前記動きの速さおよび前記動きの方向と、前記動き領域の周辺領域の前記動きの速さおよび前記動きの方向との差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出する
    ことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
12. 前記動き検出手段は、前記動き領域の動きの速さおよび動きの方向を前記動き情報として算出し、前記動きの速さおよび前記動きの方向と、前フィールドの対応領域の前記動きの速さおよび前記動きの方向との差が大きいほど前記動き情報信頼度を低くなるように算出する
    ことを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
13. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示する画像表示方法であって、
    入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出ステップと、
    前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出ステップと、
    前記画像信号を前記補正信号により補正する補正ステップとを含み、
    前記補正信号算出ステップでは、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
    ことを特徴とする画像表示方法。
14. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示するプラズマディスプレイパネル装置であって、
    入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出手段と、
    前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出手段と、
    前記画像信号を前記補正信号により補正する補正手段とを備え、
    前記補正信号算出手段は、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
    ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル装置。
15. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示するためのプログラムであって、
    入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出ステップと、
    前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出ステップと、
    前記画像信号を前記補正信号により補正する補正ステップとをコンピュータに実行させ、
    前記補正信号算出ステップでは、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
    ことを特徴とするプログラム。
16. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示するための集積回路であって、
    入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出手段と、
    前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出手段と、
    前記画像信号を前記補正信号により補正する補正手段とを備え、
    前記補正信号算出手段は、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
    ことを特徴とする集積回路。
17. 残光時間を有する蛍光体を用いて画像を表示するためのプログラムを格納した記録媒体であって、
    入力された画像信号の動き領域を動き情報として検出する動き検出ステップと、
    前記動き情報に基づいて、残光と、前記画像信号の動きに起因して生じる動きぼけを除去するための補正信号を算出する補正信号算出ステップと、
    前記画像信号を前記補正信号により補正する補正ステップとをコンピュータに実行させるプログラムを格納し、
    前記補正信号算出ステップでは、前記動き領域のうち、前記画像信号の値が前フィールドより減少した領域に対して、前記画像信号をさらに減衰させるための前記補正信号を前記動き情報に基づいて算出する
    ことを特徴とする記録媒体。

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