JP6386244B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、PSR(Panel Self-Refresh:パネルセルフリフレッシュ)機能を有する画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
液晶パネル等の表示パネルを備える画像表示装置の消費電力を削減するために、ディスプレイポート(DisplayPort)等の画像インターフェイス規格を採用する画像表示装置では、画面の表示が変化しない静止画を表示する場合に、この静止画の1画面(1フレーム)分の画像データを、画像表示装置が備える画像処理装置内部のメモリ部に記憶しておき、メモリ部に記憶された静止画の画像データを読み出して画面の表示を自己リフレッシュするPSR機能が実用化されている。
図9は、従来の画像処理装置の構成を表す一例のブロック図である。同図に示す画像処理装置40は、PSR機能を有するものであり、データ受信部12と、メモリ部14と、メモリ制御部16と、出力データ選択部22とを備えている。
画像処理装置40では、データ受信部12により、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)のGPU(Graphics Processing Unit)42からディスプレイポートを介して転送されてくる入力画像データが受信され、受信画像データとして出力される。
第1表示モードの場合、図10(A)に示すように、受信画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、受信画像データに対応する画像が表示パネルに表示される。
続いて、静止画が表示パネルに表示される場合、第1表示モードから第2表示モードへの切り替えを指示するデータがGPU42から画像処理装置40へ転送されてくる。
このデータをデータ受信部12が受け取ると、その指示に応じて、図10(B)に示すように、メモリ制御部16により、受信画像データがメモリ部14に順次書き込まれる。その結果、1画面分の静止画に対応する受信画像データがメモリ部14に記憶される。
1画面分の静止画に対応する受信画像データがメモリ部14に記憶されると、図10(C)に示すように、メモリ制御部16により、メモリ部14から受信画像データが順次読み出され、記憶画像データとして出力される。そして、記憶画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、記憶画像データに対応する静止画が表示パネルに表示される。つまり、第1表示モードから第2表示モードへ切り替えられる。
第2表示モードの期間、入力画像データの送信側のGPU42、および、その受信側の画像処理装置40のデータ受信部12が休止状態とされる。これにより、消費電力を削減することができる。
続いて、動画が表示パネルに表示される場合、第2表示モードから第1表示モードへの切り替えを指示するデータがGPU42から画像処理装置40へ転送されてくる。
このデータをデータ受信部12が受け取ると、その指示に応じて、図10(D)に示すように、受信画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、受信画像データに対応する画像が表示パネルに表示される。つまり、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる。
これ以降の動作は同じである。
ディスプレイポートで用いられる第1表示モードの場合、画像処理装置40は、GPU42から転送されてくるデータからリカバリされたクロックを用いて動作するが、第2表示モードの場合はGPU42およびデータ受信部12が休止状態となり、そのクロックを得ることができないため、画像処理装置40の内部で発生された内部クロックを用いて動作する。つまり、第2表示モードから第1表示モードへの切り替えの期間、受信画像データと記憶画像データとは非同期となる。
そこで、第2表示モードから第1表示モードへ切り替える場合、画像の切り替えを滑らかに行うために、図11に示すように、受信画像データA、B、C、D、…と記憶画像データPSRの位相を調整した後に、V(垂直)ブランキング期間において記憶画像データPSRから受信画像データBに切り替える必要がある。例えば、両者の位相を合わせるために、メモリ部14からの記憶画像データPSRの読み出しを止めて、受信画像データAと受信画像データBとの間のVブランキング期間を待つことになる。
この場合、図11に示すように、切り替えタイミングに応じて、第2表示モードから第1表示モード、つまり、記憶画像データPSRから受信画像データBに切り替える切り替えフレームのVブランキング期間が増加し、リフレッシュレートが意図せず一時的に変化する場合がある。一時的にフレームレートが変わると、液晶パネル等の表示パネルに表示される画像のフリッカとなって見える場合がある。もしくは、フリッカには至らないが、画像の輝度が変化したり変色して見えることがある。
また、液晶パネルは、液晶のトランジスタの電荷が時間とともにリークするため、静止画を表示している場合であっても画面を定期的にリフレッシュする必要がある。一方で、リフレッシュに要する消費電力を削減するために、第2表示モードで静止画を表示する場合はリフレッシュレートをなるべく下げたいという要求がある。
ところが、フレームレートを下げると、同様に、第2表示モードの場合に表示された静止画の輝度が変化したり変色して見える場合がある。
ここで、本発明に関連性のある先行技術文献として、特許文献1がある。
特許文献1には、静止画像開始信号が印加されると、入力映像データをフレームメモリに保存し、フレームメモリに保存された保存映像データを表示パネルに第1の周波数よりも低い第2の周波数にて出力し、入力映像データの伝送を不活性化させ、静止画像終了信号が印加されると、入力映像データの伝送を活性化させ、入力映像データを表示パネルに第1の周波数にて出力する表示装置が記載されている。
特開2013−37366号公報
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、リフレッシュレートが変化することにより生じる画像の輝度の変化や変色を低減することができる画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、外部から転送されてくる入力画像データを出力画像データとして出力し、前記入力画像データに対応する画像を表示パネルに表示する第1表示モードと、パネルセルフリフレッシュ機能により、内部に記憶された記憶画像データを前記出力画像データとして出力し、前記記憶画像データに対応する静止画を前記表示パネルに表示する第2表示モードとを有する画像処理装置であって、
外部から転送されてくる前記入力画像データを受信し、受信画像データとして出力するデータ受信部と、
前記受信画像データを記憶するメモリ部と、
外部から転送されてくる前記第1表示モードから前記第2表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データを前記メモリ部へ書き込んで1画面分の前記静止画に対応する受信画像データを前記メモリ部に記憶させ、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から前記受信画像データを読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するメモリ制御部と、
外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記第2表示モードから前記第1表示モードへ切り替える切り替えフレームのフレームレートを算出する切り替えフレーム算出部と、
前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正した第1補正画像データを出力する画像補正部と、
前記第1表示モードの場合に、前記受信画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記記憶画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記切り替えフレームの場合に、前記第1補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力する出力データ選択部とを備えることを特徴とする画像処理装置を提供するものである。
ここで、前記切り替えフレーム算出部は、
前記外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データの1フレーム時間、および、前記受信画像データと、前記メモリ制御部の制御により、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から読み出される前記受信画像データである前記記憶画像データとの位相差を算出する位相差算出部と、
前記受信画像データの1フレーム時間および前記位相差に基づいて、前記記憶画像データのフレームレートを算出するフレームレート算出部と、
前記記憶画像データのフレームレートの算出が完了した後に、前記受信画像データおよび前記記憶画像データに各々対応する画像の同期信号に基づいて、前記フレームレートが算出された記憶画像データのフレームを前記切り替えフレームに決定する切り替えフレーム決定部とを備えることが好ましい。
また、前記画像補正部は、
前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正するための補正係数または補正値の代表値を記憶するLUT部と、
前記切り替えフレームの場合に、前記切り替えフレームのフレームレートに対応する1以上の補正係数または補正値の代表値を前記LUT部から読み出し、前記LUT部から読み出された1以上の補正係数または補正値の代表値に基づいて前記第1補正画像データを算出する補正値算出部とを備えることが好ましい。
また、前記メモリ制御部は、前記第2表示モードの場合に、さらに、前記受信画像データを、外部から入力された前記第2表示モードの場合のフレームレートで前記メモリ部から読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するものであり、
前記画像補正部は、さらに、前記外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにおける前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値を補正した第2補正画像データを出力するものであり、
前記出力データ選択部は、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記第2補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するものであることが好ましい。
また、本発明は、外部から転送されてくる入力画像データを出力画像データとして出力し、前記入力画像データに対応する画像を表示パネルに表示する第1表示モードと、パネルセルフリフレッシュ機能により、内部に記憶された記憶画像データを前記出力画像データとして出力し、前記記憶画像データに対応する静止画を前記表示パネルに表示する第2表示モードとを有する画像処理装置における画像処理方法であって、
データ受信部が、外部から転送されてくる前記入力画像データを受信し、受信画像データとして出力するステップと、
メモリ制御部が、外部から転送されてくる前記第1表示モードから前記第2表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データをメモリ部へ書き込んで1画面分の前記静止画に対応する受信画像データを前記メモリ部に記憶させ、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から前記受信画像データを読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するステップと、
切り替えフレーム算出部が、外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記第2表示モードから前記第1表示モードへ切り替える切り替えフレームのフレームレートを算出するステップと、
画像補正部が、前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正した第1補正画像データを出力するステップと、
出力データ選択部が、前記第1表示モードの場合に、前記受信画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記記憶画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記切り替えフレームの場合に、前記第1補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するステップとを含むことを特徴とする画像処理方法を提供する。
ここで、前記メモリ制御部が、前記第2表示モードの場合に、さらに、前記受信画像データを、外部から入力された前記第2表示モードの場合のフレームレートで前記メモリ部から読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するステップと、
前記画像補正部が、さらに、前記外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにおける前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値を補正した第2補正画像データを出力するステップと、
前記出力データ選択部が、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記第2補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するステップとを含むことが好ましい。
本発明によれば、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる場合に、リフレッシュレートが意図せず一時的に変化した場合であっても、表示パネルに表示された画像の輝度の変化や変色を低減することができる。
また、本発明によれば、第2表示モードの場合に、フレームレートを下げたことによりリフレッシュレートが変化した場合であっても、表示パネルに表示された画像の輝度の変化や変色を低減することができる。また、第2表示モードの場合のフレームレートを自由に調整できるため、フレームレートを下げて表示パネルの消費電力を削減することができる。
つまり、本発明によれば、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる場合、および、第2表示モードでフレームレートを下げる場合の問題への対応を、画像処理装置の内部のみで完結させることができる。
本発明の画像処理装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。 図1に示す切り替えフレーム算出部の構成を表す一例のブロック図である。 図1に示す画像補正部の構成を表す一例のブロック図である。 図1に示す画像処理装置の動作を表す一例のタイミングチャートである。 図2に示す切り替えフレーム算出部の動作を表す一例のフローチャートである。 図3に示す画像補正部の動作を表す一例のフローチャートである。 4つの補正値の代表値から、切り替えフレームのフレームレートおよびその記憶画像データの階調値に対応する補正値を算出する場合の一例の概念図である。 図1に示す画像処理装置の動作を表す別の例のタイミングチャートである。 従来の画像処理装置の構成を表す一例のブロック図である。 (A)〜(D)は、図9に示す画像処理装置の動作を表す一例の概念図である。 図9に示す画像処理装置の動作を表す一例のタイミングチャートである。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の画像処理装置および画像処理方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の画像処理装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す画像処理装置10は、外部から転送されてくる入力画像データを出力画像データとして出力し、入力画像データに対応する画像を表示パネルに表示する第1表示モード(通常表示モード)と、PSR機能により、内部に記憶された記憶画像データを出力画像データとして出力し、記憶画像データに対応する静止画を表示パネルに表示する第2表示モード(PSR表示モード)とを有するものである。
画像処理装置10は、データ受信部12と、メモリ部14と、メモリ制御部16と、切り替えフレーム算出部18と、画像補正部20と、出力データ選択部22とを備えている。
データ受信部12は、画像処理装置10の外部から、例えば、PCのGPUから、ディスプレイポート等のビデオポートを介して転送されてくる入力画像データを受信し、受信画像データとして出力するものである。
データ受信部12は、入力画像データだけでなく、GPUから転送されてくる、第1表示モードから第2表示モードへの切り替えの指示のデータ、第2表示モードから第1表示モードへの切り替えの指示のデータ等も受信する。
メモリ部14は、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリであり、メモリ制御部16の制御により、第2表示モードの場合に表示パネルに表示される1画面分の静止画の受信画像データを記憶するものである。
メモリ制御部16は、受信画像データのメモリ部14への書き込み、および、メモリ部14からの受信画像データの読み出しを制御するものである。
メモリ制御部16は、GPUから転送されてくる第1表示モードから第2表示モードへの切り替えの指示に応じて、受信画像データをメモリ部14へ書き込んで1画面分の静止画に対応する受信画像データをメモリ部14に記憶させ、第2表示モードの場合に、メモリ部14から受信画像データを読み出し、記憶画像データとして出力するように制御する。
続いて、切り替えフレーム算出部18は、GPUから転送されてくる第2表示モードから第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、第2表示モードから第1表示モードへ切り替える切り替えフレームのフレームレートを算出するものである。
切り替えフレーム算出部18は、図2に示すように、位相差算出部24と、フレームレート算出部26と、切り替えフレーム決定部28とを備えている。
位相差算出部24は、GPUから転送されてくる第2表示モードから第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、受信画像データの1フレーム時間、および、受信画像データと記憶画像データとの位相差を算出するものである。
位相差算出部24からは、受信画像データおよび記憶画像データに各々対応する画像の画像表示期間信号およびVブランキング期間信号を含む同期信号も出力される。
フレームレート算出部26は、受信画像データの1フレーム時間、および、受信画像データと記憶画像データとの位相差に基づいて、記憶画像データ(切り替えフレームと予測されるフレームの記憶画像データ)のフレームレートを算出するものである。
フレームレート算出部26からは、記憶画像データのフレームレートの算出が完了した場合にアクティブ状態となるフレームレート算出完了信号も出力される。
切り替えフレーム決定部28は、フレームレート算出完了信号に基づいて、記憶画像データのフレームレートの算出が完了した後に、受信画像データおよび記憶画像データに各々対応する画像の同期信号に基づいて、フレームレートが算出された記憶画像データのフレームを切り替えフレームに決定するものである。
切り替えフレーム決定部28からは、切り替えフレームの期間にアクティブ状態となる切り替えフレーム信号が出力される。
続いて、画像補正部20は、切り替えフレームのフレームレートにおける切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度が、受信画像データのフレームレートにおける受信画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度と同じになるように、切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正した第1補正画像データを出力するものである。
画像補正部20は、図3に示すように、LUT部30と、補正値算出部32とを備えている。
LUT部30は、切り替えフレームのフレームレートにおける切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度が、受信画像データのフレームレートにおける受信画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度と同じになるように、切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正するための補正係数または補正値の代表値を記憶するものである。
補正値算出部32は、切り替えフレーム信号に基づいて、切り替えフレームの場合に、切り替えフレームのフレームレートに対応する1以上の補正係数または補正値の代表値をLUT部30から読み出し、LUT部30から読み出された1以上の補正係数または補正値の代表値に基づいて第1補正画像データを算出するものである。
切り替えフレームの記憶画像データの階調値に一致する補正係数または補正値の代表値がLUT部30に記憶されている場合、補正値算出部32は、その階調値に一致する1つの補正係数または補正値の代表値を読み出す。
一方、切り替えフレームの記憶画像データの階調値に一致する補正係数または補正値の代表値がLUT部30に記憶されていない場合には、補間処理が必要となる。この場合、補正値算出部32は、その階調値に対応する補正係数または補正値の前後の2以上の補正係数または補正値の代表値を読み出し、読み出された2以上の補正係数または補正値の代表値の間を補間して、切り替えフレームの記憶画像データの階調値に一致する補正係数または補正値を算出する。
また、補正係数がLUT部30に記憶されている場合、補正値算出部32は、補間して算出された補正係数と切り替えフレームの記憶画像データの階調値とを乗算した結果を算出し、第1補正画像データとして出力する。
一方、補正値がLUT部30に記憶されている場合、補正値算出部32は、補間して算出された補正値を第1補正画像データとして出力する。
最後に、出力データ選択部22は、第1表示モードの場合に、受信画像データを出力画像データとして選択して出力し、第2表示モードの切り替えフレーム以外のフレームの場合に、記憶画像データを出力画像データとして選択して出力し、第2表示モードの切り替えフレームの場合に、第1補正画像データを出力画像データとして選択して出力するものである。
次に、画像処理装置10の動作を説明する前に、図5に示すフローチャートを参照して切り替えフレーム算出部18の動作を説明する。
切り替えフレーム算出部18は、データ受信部12が、第2表示モードから第1表示モードへの切り替え開始の指示のデータを受信するまで待機する(ステップS1でNO)。データ受信部12が切り替え開始の指示のデータを受信すると(ステップS1でYES)、この切り替え開始の指示に応じて、位相差算出部24により、受信画像データの1フレーム時間、および、受信画像データと記憶画像データとの位相差が算出される。
この場合、位相差算出部24は、受信画像データに対応する画像の同期信号に基づいて、受信画像データのフレームの開始を検出するまで待機する(ステップS2でNO)。受信画像データのフレームの開始を検出すると(ステップS2でYES)、図4に示すように、位相差算出部24は、カウンタのカウント値を0にクリアした後、カウンタにより、内部クロックに同期して、受信画像データAのフレームの開始からカウントを開始する(ステップS3)。
続いて、位相差算出部24は、次の受信画像データBのフレームの開始を検出するまで、カウンタによりカウントを続ける(ステップS4でNO)。受信画像データBのフレームの開始を検出すると(ステップS4でYES)、図4に示すように、位相差算出部24は、カウンタのカウントを終了し(ステップS5)、そのカウント値を、受信画像データの1フレーム時間のサイクル数aとして第1レジスタに格納した後(ステップS6)、カウンタのカウント値を0にクリアする。
なお、サイクル数aは、例えば、第2表示モードの開始時に、あらかじめ算出しておくこともできる。
続いて、位相差算出部24は、記憶画像データPSRに対応する画像の同期信号に基づいて、次の記憶画像データPSRのフレームの開始を検出するまで、カウンタによりカウントを続ける(ステップS7でNO)。次の記憶画像データPSRのフレームの開始を検出すると(ステップS7でYES)、図4に示すように、位相差算出部24は、カウンタのカウントを終了し、そのカウント値を、受信画像データと記憶画像データとの位相差のサイクル数bとして第2レジスタに格納する(ステップS8)。
続いて、フレームレート算出部26により、サイクル数a、bに基づいて、記憶画像データのフレームレートが算出される(ステップS9)。
ここで、図4に示すように、受信画像データの1フレーム時間のサイクル数をX、記憶画像データの1フレーム時間のサイクル数をYとすると、X=a、Y=a+a−bである。従って、受信画像データのフレームレートが60Hzであれば、記憶画像データのフレームレートFは、F=60×(X/Y)により算出することができる。
続いて、切り替えフレーム決定部28により、フレームレート算出部26からのフレームレート算出完了信号に基づいて、切り替えフレームのフレームレートの算出が完了した後に、位相差算出部24からの受信画像データA、B、C、D、…および記憶画像データPSRに各々対応する画像の同期信号に基づいて切り替えフレームが決定される。図4の例の場合、切り替えフレームは、受信画像データBの次の記憶画像データPSRのフレームの開始から、受信画像データDのフレームの開始までの期間となる。
上記のようにして、切り替えフレームのフレームレート、および、切り替えフレームの期間にアクティブ状態となる切り替えフレーム信号が切り替えフレーム算出部18から出力される(ステップS10)。
続いて、切り替えフレーム算出部18は、データ受信部12が、第2表示モードから第1表示モードへの切り替えの終了の指示のデータを受信するまで待機する(ステップS11でNO)。データ受信部12が切り替え終了の指示のデータを受信すると(ステップS11でYES)、この指示に応じて、切り替えフレーム信号は非アクティブ状態となる(ステップS12)。
これ以降は、ステップS1へ戻り、前述の動作が繰り返される。
続いて、図6に示すフローチャートを参照して画像補正部20の動作を説明する。
画像補正部20では、例えば、画像処理装置10を搭載する画像表示装置の電源投入時に、画像処理装置10の外部に設けられたフラッシュROM(Read Only Memory)等に格納された補正係数または補正値の代表値が読み出されて、LUT部30に書き込まれる(ステップS13)。
画像補正部20は、補正係数または補正値の代表値のLUT部30への書き込みが完了するまで待機する(ステップS14でNO)。補正係数または補正値の代表値のLUT部30への書き込みが完了すると(ステップS14でYES)、画像補正部20は、補正処理が可能な状態となる(ステップS15)。
続いて、画像補正部20は、記憶画像データが入力されるまで待機する(ステップS16でNO)。記憶画像データが入力されると(ステップS16でYES)、切り替えフレーム信号がアクティブ状態となるまで(ステップS17でNO)、つまり、切り替えフレームとなるまで、記憶画像データの階調値は補正されず、そのまま補正値算出部32から出力される(ステップS18)。その後、ステップS16へ戻る。
続いて、切り替えフレーム信号がアクティブ状態になると(ステップS17でYES)、補正値算出部32により、切り替えフレームのフレームレートに対応する補正係数または補正値の代表値がLUT部30から読み出され(ステップS19)、LUT部30から読み出された補正係数または補正値の代表値に基づいて、切り替えフレームの記憶画像データの階調値が補正され(ステップS20)、第1補正画像データが出力される(ステップS21)。
これ以降は、ステップS16へ戻り、前述の動作が繰り返される。
ここで、補正値算出部32の補正処理について説明する。
例えば、補正係数の代表値がLUT部30に記憶されている場合、切り替えフレームの記憶画像データのRGB成分の階調値をRx、Gx、Bx、切り替えフレームのフレームレートに対応するRGB成分に共通の補正係数をγとすると、第1補正画像データのRGB成分の階調値R_out、G_out、B_outは、式(1)により算出することができる。
R_out=Rx×γ
G_out=Gx×γ
B_out=Bx×γ … 式(1)
一方、補正値の代表値がLUT部30に記憶されている場合、第1補正画像データのRGB成分の階調値R_out、G_out、B_outは、切り替えフレームのフレームレートに対応する、RGB成分の各々の補正値となる。
なお、RGB成分に各々対応する補正係数または補正値の代表値が記憶された3つのLUT部30を備えていてもよく、その場合、補正係数または補正値の代表値は、RGB成分の各々について異なる値とすることができる。
以下、具体例を挙げて説明する。
例えば、表1に示すように、補正係数の代表値がLUT部30に記憶されている場合に、切り替えフレームのフレームレートが42Hzであり、8ビットで表される階調値が134であるとする。
この場合、切り替えフレームのフレームレートである42Hzの前後の45Hzおよび40Hzのフレームレートに各々対応する補正係数の代表値である0.95および0.9がLUT部30から読み出される。
補正値算出部32は、式(2)により、2つの補正係数の代表値である0.95および0.9の間を補間して、切り替えフレームのフレームレートである42Hzに対応する補正係数を算出する。
(0.95×(42−40)+0.9×(45−42))/(45−40)=0.92 … 式(2)
また、第1補正画像データの階調値は、式(3)により、切り替えフレームの記憶画像データの階調値である134と、補間して算出された補正係数0.92とを乗算することにより算出することができる。
134×0.92=123.28 … 式(3)
例えば、小数点以下を四捨五入して、第1補正画像データの階調値は123となる。
また、表2に示すように、補正値の代表値がLUT部30に記憶されている場合に、切り替えフレームのフレームレートが51Hzであり、8ビットで表される階調値が218であるとする。
この場合、切り替えフレームのフレームレートである51Hzの前後の55Hzおよび50Hzのフレームレートに各々対応し、かつ、その階調値である218の前後の224および208に各々対応する補正値の代表値である223、207、220および205がLUT部30から読み出される。
補正値算出部32は、まず、式(4)により、図7に示すように、2つの補正値の代表値である207および205の間、および、2つの補正値の代表値である223および220の間を補間した補間値AおよびBを算出する。
A:(207×(51−50)+205×(55−51))/(55−50)=205.4
B:(223×(51−50)+220×(55−51))/(55−50)=220.6 … 式(4)
続いて、式(5)により、補間値AおよびBである205.4および220.6の間を補間して、図7に示すように、切り替えフレームのフレームレートである51Hz、その階調値である218に対応する補正値を算出する。
(205.4×(224−218)+220.6×(218−208))/(224−208)=214.9 … 式(5)
例えば、小数点以下を四捨五入して、第1補正画像データの階調値は215となる。
なお、表2の階調値の刻み幅は一定でなくてもよい。
次に、画像処理装置10の動作を説明する。
第1表示モード、第1表示モードから第2表示モードへの切り替え、および、第2表示モードの場合の画像処理装置10の動作は、図9に示す従来の画像処理装置40の場合と同様である。
データ受信部12が、第2表示モードから第1表示モードへの切り替えを指示するデータを受け取ると、その指示に応じて、切り替えフレーム算出部18により、切り替えフレームのフレームレートが算出される。
そして、画像補正部20により、切り替えフレームのフレームレートにおける切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度が、受信画像データのフレームレートにおける受信画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度と同じになるように、切り替えフレームの記憶画像データの階調値が補正され、第1補正画像データが出力される。
切り替えフレームでは、第1補正画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、第1補正画像データに対応する静止画が表示パネルに表示される。
これにより、画像処理装置10では、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる場合に、リフレッシュレートが意図せず一時的に変化した場合であっても、表示パネルに表示された画像の輝度の変化や変色を低減することができる。
続いて、受信画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、受信画像データに対応する画像が表示パネルに表示される。つまり、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる。
これ以降の動作は同じである。
また、本発明は、切り替えフレームだけでなく、第2表示モードの場合に、フレームレートを、受信画像データのフレームレートよりも下げる場合にも同様に適用可能である。
ここで、記憶画像データのフレームレートは、画像処理装置10が自律的に決定するのではなく、外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにより決定される。また、フレームモードではなくても、1フレーム時間のサイクル数、画像表示期間のサイクル数、Vブランキング期間のサイクル数等によりフレームレートを決定することもできる。
例えば、図8に示すように、第2表示モードの場合のフレームレートが、1フレーム時間のサイクル数Zとして決められた場合、受信画像データのフレームレートが60Hzであれば、記憶画像データのフレームレートFは、式(6)により算出することができる。
F=60×(X/Y) … 式(6)
この場合、データ受信部12が、第1表示モードから第2表示モードへの切り替えの指示のデータを受け取ると、その指示に応じて、メモリ制御部16により、第2表示モードの場合に、さらに、受信画像データが、GPUから入力された第2表示モードの場合のフレームレートでメモリ部14から読み出され、記憶画像データとして出力されるように制御される。
また、画像補正部20により、さらに、外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにおける第2表示モードの切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度が、受信画像データのフレームレートにおける受信画像データの階調値に対応する表示パネル上での輝度と同じになるように、第2表示モードの切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値を補正した第2補正画像データが出力される。
そして、切り替えフレーム以外の第2表示モードのフレームの場合に、第2補正画像データが出力画像データとして選択されて出力データ選択部22から出力され、第2補正データに対応する画像が表示パネルに表示される。
これ以降の動作は同じである。
これにより、画像処理装置10では、第2表示モードの場合に、フレームレートを下げたことによりリフレッシュレートが変化した場合であっても、表示パネルに表示された画像の輝度の変化や変色を低減することができる。また、第2表示モードの場合のフレームレートを自由に調整できるため、フレームレートを下げて表示パネルの消費電力を削減することができる。
つまり、画像処理装置10では、第2表示モードから第1表示モードへ切り替えられる場合、および、第2表示モードでフレームレートを下げる場合の問題への対応を、画像処理装置10の内部のみで完結させることができる。
なお、画像処理装置10を構成する各構成要素の具体的な構成は何ら限定されず、同様の機能を果たす各種構成のものを利用することができる。
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
10、40 画像処理装置
12 データ受信部
14 メモリ部
16 メモリ制御部
18 切り替えフレーム算出部
20 画像補正部
22 出力データ選択部
24 位相差算出部
26 フレームレート算出部
28 切り替えフレーム決定部
30 LUT部
32 補正値算出部
42 GPU

Claims (6)

  1. 外部から転送されてくる入力画像データを出力画像データとして出力し、前記入力画像データに対応する画像を表示パネルに表示する第1表示モードと、パネルセルフリフレッシュ機能により、内部に記憶された記憶画像データを前記出力画像データとして出力し、前記記憶画像データに対応する静止画を前記表示パネルに表示する第2表示モードとを有する画像処理装置であって、
    外部から転送されてくる前記入力画像データを受信し、受信画像データとして出力するデータ受信部と、
    前記受信画像データを記憶するメモリ部と、
    外部から転送されてくる前記第1表示モードから前記第2表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データを前記メモリ部へ書き込んで1画面分の前記静止画に対応する受信画像データを前記メモリ部に記憶させ、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から前記受信画像データを読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するメモリ制御部と、
    外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記第2表示モードから前記第1表示モードへ切り替える切り替えフレームのフレームレートを算出する切り替えフレーム算出部と、
    前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正した第1補正画像データを出力する画像補正部と、
    前記第1表示モードの場合に、前記受信画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記記憶画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記切り替えフレームの場合に、前記第1補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力する出力データ選択部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記切り替えフレーム算出部は、
    前記外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データの1フレーム時間、および、前記受信画像データと、前記メモリ制御部の制御により、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から読み出される前記受信画像データである前記記憶画像データとの位相差を算出する位相差算出部と、
    前記受信画像データの1フレーム時間および前記位相差に基づいて、前記記憶画像データのフレームレートを算出するフレームレート算出部と、
    前記記憶画像データのフレームレートの算出が完了した後に、前記受信画像データおよび前記記憶画像データに各々対応する画像の同期信号に基づいて、前記フレームレートが算出された記憶画像データのフレームを前記切り替えフレームに決定する切り替えフレーム決定部とを備える請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記画像補正部は、
    前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正するための補正係数または補正値の代表値を記憶するLUT部と、
    前記切り替えフレームの場合に、前記切り替えフレームのフレームレートに対応する1以上の補正係数または補正値の代表値を前記LUT部から読み出し、前記LUT部から読み出された1以上の補正係数または補正値の代表値に基づいて前記第1補正画像データを算出する補正値算出部とを備える請求項1または2に記載の画像処理装置。
  4. 前記メモリ制御部は、前記第2表示モードの場合に、さらに、前記受信画像データを、外部から入力された前記第2表示モードの場合のフレームレートで前記メモリ部から読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するものであり、
    前記画像補正部は、さらに、前記外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにおける前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値を補正した第2補正画像データを出力するものであり、
    前記出力データ選択部は、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記第2補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 外部から転送されてくる入力画像データを出力画像データとして出力し、前記入力画像データに対応する画像を表示パネルに表示する第1表示モードと、パネルセルフリフレッシュ機能により、内部に記憶された記憶画像データを前記出力画像データとして出力し、前記記憶画像データに対応する静止画を前記表示パネルに表示する第2表示モードとを有する画像処理装置における画像処理方法であって、
    データ受信部が、外部から転送されてくる前記入力画像データを受信し、受信画像データとして出力するステップと、
    メモリ制御部が、外部から転送されてくる前記第1表示モードから前記第2表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記受信画像データをメモリ部へ書き込んで1画面分の前記静止画に対応する受信画像データを前記メモリ部に記憶させ、前記第2表示モードの場合に、前記メモリ部から前記受信画像データを読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するステップと、
    切り替えフレーム算出部が、外部から転送されてくる前記第2表示モードから前記第1表示モードへの切り替えの指示に応じて、前記第2表示モードから前記第1表示モードへ切り替える切り替えフレームのフレームレートを算出するステップと、
    画像補正部が、前記切り替えフレームのフレームレートにおける前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記切り替えフレームの記憶画像データの階調値を補正した第1補正画像データを出力するステップと、
    出力データ選択部が、前記第1表示モードの場合に、前記受信画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記記憶画像データを前記出力画像データとして選択して出力し、前記切り替えフレームの場合に、前記第1補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
  6. 前記メモリ制御部が、前記第2表示モードの場合に、さらに、前記受信画像データを、外部から入力された前記第2表示モードの場合のフレームレートで前記メモリ部から読み出し、前記記憶画像データとして出力するように制御するステップと、
    前記画像補正部が、さらに、前記外部から入力された第2表示モードの場合のフレームレートにおける前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度が、前記受信画像データのフレームレートにおける前記受信画像データの階調値に対応する前記表示パネル上での輝度と同じになるように、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの記憶画像データの階調値を補正した第2補正画像データを出力するステップと、
    前記出力データ選択部が、前記第2表示モードの前記切り替えフレーム以外のフレームの場合に、前記第2補正画像データを前記出力画像データとして選択して出力するステップとを含む請求項5に記載の画像処理方法。
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