JPH0720827A

JPH0720827A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0720827A
Application number: JP18918293A
Authority: JP
Inventors: Hisao Fujiwara; 久男藤原; Haruhiko Okumura; 治彦奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】時間軸方向の信号処理の入力画像信号の雑音
による画質の劣化を防止し高画質な表示画像が得られる
液晶表示装置を提供することを目的とする。【構成】本発明に係る液晶表示装置では、入力画像信
号の少なくとも１画面のフィールド画像を保持する画像
記憶手段１と、前記入力画像信号および前記画像記憶手
段に保持された画像信号を用いて時間軸方向の信号処理
を行う信号処理手段２，３と、前記信号処理に用いられ
る入出力特性を、前記入力画像信号の有する電圧レベル
および前記入力画像信号と前記画像記憶手段に保持され
た画像信号との間の電圧レベル変動に応じて適応的に変
化させる制御手段２，６と、前記信号処理手段の出力信
号が供給される液晶表示部とを備えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に、雑音の混入した入力画像信号に対する時間軸方向
の信号処理による画質の劣化を防止した液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に薄膜トランジスターを用いた液晶
表示装置は、２値駆動を行った場合２０〜３０msecの応
答速度を有する。一方、ＴＶ画像などの中間調表示を行
う場合には、２値駆動を行った場合の２〜３倍も応答速
度が低下し、動きのあるＴＶ画像などの表示を行うと残
像現象を起こし著しく画質を劣化させる原因となってい
る。

【０００３】この問題を解決する手段として時間軸方向
の信号処理を行い画像信号に時間軸フィルターをかけて
応答速度を改善する低残像駆動法がある。例えば、特願
平３−１５０５７７にその技術思想が開示されている。
図８は、この低残像駆動法による液晶表示装置の一例で
ある。入力画像信号に対して広域強調処理を施した後、
極性反転回路に与えるものであり、中間調の応答速度が
改善され残像現象を除去することができる。

【０００４】しかし、フィールド間差分を用いて動画検
出を行うこの手法では、静止画に雑音が乗りフィールド
間差分が生じた場合にも、これを動画として検出するた
め、静止画の部分にも時間軸フィルターをかけてしま
い、かえって静止画の雑音を強調する結果となる欠点が
あった。

【０００５】ここで、図８に示す上記手法を用いた従来
の液晶表示装置において、雑音が重畳された静止画が入
力された場合を考える。まず、第ｉフィールドにおける
低残像信号処理出力Ｓｏは入力信号Ｓｉと等しい。

【０００６】Ｓｏ＝Ｓｉまた、低残像信号処理の制御量
をαとし、雑音出力をＮｏ、ｉおよびｉ−１フィールド
の雑音をそれぞれＮ_i，Ｎ_i-1とすると、Ｎｏ＝Ｎ_i＋α＊（Ｎ_i−Ｎ_i-1）＝Ｎ_i＊（α＋１）−α＊Ｎ_i-1 ここで、雑音は無相関であるので、Ｎｏ＝Ｎ_i＊｛（α＋１）²＋α²｝^1/2 したがって、Ｓ／Ｎは、Ｓｏ／Ｎｏ＝Ｓｏ／［Ｎ_i＊｛（α＋１）²＋α²｝
^1/2］となる。

【０００７】この制御量αとＳ／Ｎの関係を図９に示
す。このように静止画に雑音が重畳された場合は、制御
量αにより画像のＳ／Ｎが劣化してしまい、高画質な表
示画像が得られない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、雑音の
有無にかかわらず一定制御の時間軸方向の信号処理を行
った場合には画像のＳ／Ｎが劣化し、特に静止画の部分
では雑音を強調してしまい表示画質を劣化させるという
問題があった。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、時間軸方向の信号処理の入力画像信号の雑音に
よる画質の劣化を防止し高画質な表示画像が得られる液
晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置では、入力画像信号の少なくとも１画面のフィールド
画像を保持する画像記憶手段と、前記入力画像信号およ
び前記画像記憶手段に保持された画像信号を用いて時間
軸方向の信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理
に用いられる入出力特性を、前記入力画像信号の電圧レ
ベルおよび前記入力画像信号と前記画像記憶手段に保持
された画像信号との間の電圧レベル変動に応じて適応的
に変化させる制御手段と、前記信号処理手段の出力信号
が供給される液晶表示部とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、前記制御手段は、前記入力画像信号
と前記画像記憶手段に保持された画像信号との間の画素
毎の差分値が第１の基準値以下である場合はこれを雑音
と判定し、これら差分値に基づいて算出される雑音量が
第２の基準値を越えた場合は時間軸方向の信号処理特性
の強調度を低くし、前記雑音量が第２の基準値以下の場
合は時間軸方向の信号処理特性の強調度を高くする制御
を行うように構成すると好ましい。この場合、前記制御
手段は、前記差分値に重み付けをした値を１画面内で累
積し、その累積値と所定の基準値とを比較して雑音判定
するように構成しても良い。さらに、前記制御手段にお
いて、この基準値を外部から与えるように構成しても良
い。

【００１２】また、前記制御手段は、信号処理特性の強
調度を高くした場合には前記入力画像信号と前記画像記
憶手段に保持された画像信号との間の差分値が第３の基
準値を越える信号まで信号処理特性の強調操作を行い、
信号処理特性の強調度を低くした場合には前記差分値が
第３の基準値以下の信号に対しては強調操作を行わない
ように構成しても良い。

【００１３】また、前記制御手段は、信号処理特性の強
調度の制御を行いながら当該強調度にしたがって強調操
作し始める前記差分値のしきい値を制御すると共に、入
力画像信号の輝度レベルにより信号処理特性の強調度と
強調操作する信号レベルとを可変とするように構成して
も良い。

【００１４】

【作用】本発明によれば、入力画像信号の電圧レベルに
応じて時間軸方向の信号処理特性を制御するのに加え
て、当該入力画像信号と前記画像記憶手段に保持された
画像信号との間の電圧レベル変動に応じて時間軸方向の
信号処理特性を適応的に変化させる。

【００１５】したがって、入力画像信号のＳ／Ｎに応じ
て時間軸方向の信号処理特性を制御できるので、入力画
像信号にノイズが混入した場合にも時間軸フィルターに
よる画質の劣化を防止して高画質な表示画像を得ること
が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００１７】図１に、本発明の一実施例に係る液晶表示
装置の要部構成を示す。図１の入力信号Ｓｉはビデオ信
号をＲＧＢに分解した後の信号であるが、ＲＧＢの各信
号に対して同じ信号処理が行われるので、ここではその
うちの１チャンネルのみを示している。

【００１８】図１において、極性反転回路４の前段に設
けられた本発明の特徴部分である時間軸信号処理回路
は、入力ビデオ信号を１フィールド分保持するための１
フィールド遅延回路１、差分器２、入力ビデオ信号に対
して高域強調処理を施すための時間軸フィルター３、後
述の特性制御回路６から構成される。なお、この特性制
御回路６はＲＧＢの各信号に対して同じ制御信号を供給
するので、ＲＧＢの信号処理回路のうちのいずれか１つ
の回路に備わっていれば良い。

【００１９】前記特性制御回路６は、差分器２の出力を
基に、入力されているビデオ信号のＳ／Ｎを判定するた
めの回路であり、係数回路６１，１フィールド累積回路
６２，ノイズ量判定回路６３から構成される。

【００２０】前記時間軸フィルター３は、入力画像信号
の電圧レベルおよび特性制御回路６からの制御信号によ
り強調量αの特性が制御される適応型の時間軸フィルタ
ーであり、加算器３１，強調量αを乗ずるための強調回
路３２から構成される。この強調量αは、入力信号レベ
ルにより表示信号レベル（現入力信号レベル）に応じた
最適値が選択され、また、後述するように特性制御回路
６のＳ／Ｎ比の判定結果に従って調整される。

【００２１】以上の構成において、入力画像信号Ｓｉは
１フィールド遅延回路１と減算回路２、そして時間軸フ
ィルター３に入力される。減算回路２では、１フィール
ド遅延回路１の出力と入力信号Ｓｉとの差分をとること
で入力信号の動き量が検出される。

【００２２】特性制御回路６では、この減算回路２の出
力を係数回路６１でゼロ近傍の値のみを取り出し、その
値をノイズ成分として１フィールド累積回路６２で１画
面分の累積を行い、そして累積回路６２の出力をノイズ
判定回路６３により入力されているビデオ信号のＳ／Ｎ
が良いのか悪いのかを判定し、この判定結果に応じて所
定の特性制御信号を発生する。この特性制御信号は前記
強調量αの特性を制御するための信号であり、入力ビデ
オ信号のＳ／Ｎが良いと判定された場合には強調量αを
信号レベルに応じた最適値のままで前記時間軸フィルタ
ー３を動作させるが、一方、Ｓ／Ｎが悪いと判定された
場合には強調量αを最適値よりも小さくした値で時間軸
フィルター３を動作させる。

【００２３】そして、時間軸フィルター３では、強調回
路３２により差分器２の出力の動き量に対して、決定さ
れた強調量αを乗じ、この信号を加算器３１により入力
信号Ｓｉと加算し低残像出力Ｓｏとして出力する。

【００２４】このようにして得られた低残像出力Ｓｏ
は、極性反転回路４によって交流化されて液晶表示部５
に供給される。

【００２５】したがって、従来と異なりＳ／Ｎが悪い場
合にはノイズ成分を強調することなく時間軸フィルター
３の出力である低残像出力Ｓｏを得ることが可能とな
る。

【００２６】次に、図２に係数回路６１に与えるべき特
性の一例を示す。時間軸フィルター３の強調量αの制御
のために、係数回路６１ではノイズ成分としてフィール
ド間差分値のゼロ近傍の値を抽出するが、ゼロは静止画
としてそのままゼロとして扱う。図２の特性例のように
ゼロ近傍の微小値には重みを掛けて係数回路６１の出力
とする。また、ノイズ成分の符号には意味がないので係
数回路６１の出力は絶対値で出力される。

【００２７】図３には、累積回路６２の構成例を示す。
この累積回路６２は、係数回路６１の出力を累積して１
フィールド分のノイズの量を保持する回路であり、レジ
スタ６２２および加算器６２１から構成される。レジス
タ６２２は毎フィールドの最初にゼロにクリアーされ、
その後各画素毎に前記係数回路６１から出力される値を
加算器６２１でレジスタ６２２の出力に加算し、その加
算された値をまたレジスタ６２２にストアしながら１フ
ィールド間累積していく。一方、ノイズ量判定回路６３
では、累積回路６２で１フィールドにわたって累積され
たノイズの値を毎フィールドの最後で読み取り画面のノ
イズが多いかどうか判定して、時間軸フィルター３を制
御するための制御信号、つまりノイズが多い場合には時
間軸フィルター３の強調量αを最適値よりも小さくしノ
イズが少ない場合には時間軸フィルター３の強調量αを
最適値にする信号を発生する。

【００２８】図４には、ノイズ量判定回路６３の第１の
構成例を示す。このノイズ量判定回路６３は、ラッチ回
路６３１、基準値発生回路６３２、減算器６３３および
制御信号発生回路６３４からなる。ノイズ量判定回路６
３では累積回路６２の出力を毎フィールドの最後でラッ
チ回路６３１でラッチし、これと基準値保持回路６３２
に格納されている基準値とを減算器６３３で比較して、
その比較結果を判定してノイズが多いかどうか判定し、
この判定結果に応じて制御信号発生回路６３４で制御信
号を発生する回路である。制御信号発生回路６３４はラ
ッチした前記累積回路６２の出力と基準値との差によ
り、差が大きい場合（前記減算結果が正の場合）にはノ
イズが多いと判定して強調量αを小さくする信号を発生
し、差が小さい場合（前記減算結果が負の場合）にはノ
イズが少ないと判定して強調量αを大きくする信号を発
生する。また、前記差の符号だけでなく差の絶対値によ
って判定レベルを細かく設定することにより、より精度
の高い制御信号を発生することが可能になる。

【００２９】また、図５はノイズ判定回路６３の第２の
構成例である。このノイズ判定回路６３の構成および動
作は、図４の場合とほぼ同様であるが、ここでは、これ
はユーザーが基準値発生回路６３５に設定する基準値の
大小を可変できるように構成した点に特徴がある。この
場合は、ユーザーにより画質を好みに応じて選択できる
構成になっている。つまり、多少ノイズの影響を受けて
もキレのよいシャープな画質を選択するか、あるいは、
ノイズの影響を極力少なくしてソフトな画質を選択する
かについては、ユーザー自信が設定できる構成になって
いる。ユーザーにより画質を選択できる構成を採ること
により、強調量αの最大値を時間軸フィルターの最適値
に抑えることなく、過補償ぎみの値に設定することによ
りユーザーの選択範囲を拡大することができ、表示画像
の表示品質の可変範囲を拡大することも可能となる。

【００３０】次に、前記特性制御回路６のハードウェア
量について述べる。一般的に、自然画を表示する場合に
は８ビットの精度が必要である。したがって、従来の液
晶記憶装置においては、入力信号Ｓｉ、１フィールド遅
延回路１は８ビットで構成され、差分器２は９ビットで
構成されるのが通常である。しかし、前述のように特性
制御回路６はゼロ近傍にある入力信号のノイズ成分を取
り扱い、その他の信号はゼロとする。したがって、画像
全体を表現するために必要な８ビットの精度は必要な
く、３ビット程度でノイズ成分の表現が可能である。

【００３１】よって、ノイズ成分を累積する累積回路６
２のレジスタ６２０もＮＴＳＣ信号の場合では２２ビッ
ト程度、またハイビジョン信号の場合でも２５ビット程
度でよい。また、ノイズ量判定回路６３は累積回路６２
の出力をすべて判定する必要はなく、上位４ビット程度
を参照してノイズの量を判定すればよい。つまり、本発
明によれば、この特性制御回路６には大規模な演算回路
を必要としない利点がある。このように、本発明による
特性制御回路を採用することにより、わずかなハードウ
ェアの追加で精度良く時間軸フィルターを制御でき高画
質な液晶表示装置が実現できる。

【００３２】続いて、時間軸フィルター３のハードウェ
ア量について述べる。時間軸フィルター３の強調量αを
発生する強調回路３２は、一般に、読みだし専用メモリ
ー（ＲＯＭ）で構成される。よって、特性制御回路６か
ら与えられる制御信号の精度に応じて強調量αを記憶し
ておくＲＯＭを用意しておかなければならないように見
受けられる。例えば、強調量αを制御するための制御信
号が３ビットであれば、一定値制御の場合に比べて８倍
のＲＯＭが必要かと思われる。

【００３３】しかし、強調量αを２のべき乗で制御すれ
ば一種類の強調量αを記憶しているＲＯＭとシフトレジ
スタやマルチプレクサ等のシフト手段で構成することが
できる。つまり、一種類の基準となる強調量αのＲＯＭ
出力を４倍、２倍、１倍、１／２倍、１／４倍…とビッ
トシフトすることにより、特性制御回路６から与えられ
る制御信号の精度に応じて強調量α変化させることがで
きる。よって、高価なＲＯＭを増加させることなく精度
良く時間軸フィルターを制御でき安価に高画質な液晶表
示装置が実現できる。

【００３４】以上は時間軸フィルターの強調量αそのも
のを変化させる場合の実施例であったが、次に、強調量
αを適用する入力信号の範囲を可変とした実施例につい
て述べる。

【００３５】入力信号にノイズがそれ程多く含まれてい
ない場合でも、強調量αがある程度の値を持っていれば
ノイズ成分を強調してしまい画質を劣化させる。そこ
で、ノイズ判定の場合と同様に、ゼロ近傍のフィールド
間差分に対しては強調量αを適用せず、ノイズ成分を強
調してしまうような時間軸フィルターの動作を禁止する
制御を行うと効果的である。しかし、単に強調量αの適
用範囲を強調量αの大きさによらず一定にした場合、強
調量αの適用されている画像とそうでない画像との画質
の差が大きく不自然な画像になってしまう。そこで、強
調量αの大きさにより適用範囲を可変とする制御を行
う。

【００３６】図６に、強調量αの適用範囲を可変とした
場合の強調量αの第１の特性例を示す。図６に示すよう
に、入力画像にノイズが少なく強調量αが大きくできる
場合（例えば２αにできる場合）には、フィールド間差
分の極ゼロ近傍の値にまで強調量αを適用するが、入力
画像にノイズが多く強調量αを小さくしなければならな
い場合（例えばα／２にしなければならない場合）には
フィールド間差分の大きな値にまで強調量αを適用しな
い。

【００３７】また、図７に強調量αの適用範囲を可変と
した場合の強調量αの第２の特性例を示す。図６に比べ
て図７は、強調量αを適用しない範囲と通常通り強調量
αを適用する範囲との間を滑らかな傾きの特性としてい
る。こうすることにより、強調量αを適用しない範囲と
通常どおり強調量αを適用する範囲との間の画質をさら
に自然に処理を行うことができる。

【００３８】本発明は、上述した各実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、入力信号の雑音成分の多少を判定して時間軸方向の
信号処理特性を可変とすることにより、雑音成分による
表示画像の劣化、特に静止画部分の雑音強調を抑圧で
き、高画質な液晶表示装置を実現できる。

【００４０】また、本発明によれば、もともとの時間軸
信号処理回路のハードウェアに追加するハードウェアは
小規模なもので良く、しかも高価な回路を必要とせず、
もともとの時間軸信号処理回路の性能を向上させること
ができる。さらに、本発明の効果は液晶材料や液晶パネ
ルの構造によって変わるものではなく、入力ビデオ信号
に対して時間軸信号処理を施す手段を備えた液晶表示装
置であれは適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図

【図２】同実施例の係数回路の係数の一例を示す図

【図３】同実施例の累積回路の構成の一例を示す図

【図４】同実施例のノイズ量判定回路の第１の構成例を
示す図

【図５】同実施例のノイズ量判定回路の第２の構成例を
示す図

【図６】同実施例の時間軸信号処理回路の強調量の第１
の例を示す図

【図７】同実施例の時間軸信号処理回路の強調量の第２
の例を示す図

【図８】従来の時間軸信号処理回路の構成例を示す図

【図９】従来の時間軸信号処理回路のＳ／Ｎの劣化を説
明するための図

【符号の説明】

１…１フィールド遅延回路２…差分器３…時間軸フィルター３１…加算
器３２…強調回路４…極性反
転回路５…液晶表示部６…特性制
御回路６１…係数回路６２…１フ
ィールド累積回路６２１…加算器６２２…レ
ジスタ６３…ノイズ量判定回路６３１…ラッ
チ回路６３２，６３５…基準値発生回路６３３…減
算器６３４…制御信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号の少なくとも１画面のフィー
ルド画像を保持する画像記憶手段と、前記入力画像信号および前記画像記憶手段に保持された
画像信号を用いて時間軸方向の信号処理を行う信号処理
手段と、前記信号処理に用いられる入出力特性を、前記入力画像
信号の電圧レベルおよび前記入力画像信号と前記画像記
憶手段に保持された画像信号との間の電圧レベル変動に
応じて適応的に変化させる制御手段と、前記信号処理手段の出力信号が供給される液晶表示部と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。