JPH11231832A

JPH11231832A - 動ベクトル検出方法、動画像表示方法及び動画像表示装置

Info

Publication number: JPH11231832A
Application number: JP3449098A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Kawakami; 秀彦川上; Hideaki Kawamura; 秀昭川村; Hiromasa Fukushima; 宏昌福島; Masaki Tokoi; 雅樹床井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＤＰ等において画像が移動する場合に発生
する偽輪郭の発生を抑止し、高画質化を図ることを目的
とする。【解決手段】画素レベルに応じて識別コードを付与す
る識別コード化し、フィールド間で識別コード画像を比
較して動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段５
と、注目画素位置の動きベクトル検出結果を前記動きベ
クトルテーブルから取り出して当該画素を補正するデー
タ補正手段７と、動き検出によらない現フィールド画像
の補正を行うデータ分散処理手段６と、前記現フィール
ド画像の濃度差分布を検出する濃度勾配検出手段４によ
り、データ分散処理による補正処理か又は前記動きベク
トルテーブルによるデータ補正処理かを選択する切換手
段８とを具備することにより、偽輪郭を抑制し、高画質
な表示ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル（以下、単に「ＰＤＰ」と記述する）等にお
いて画像が移動する場合に発生する偽輪郭の発生を抑止
するための動きベクトル検出方法、動画像表示方法及び
動画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の表示装置の大型化要望に応えるも
のとして、ＰＤＰ，ＥＬ表示素子、蛍光表示管、液晶表
示素子等の薄型のマトリックスパネルが提供され始め
た。かかる薄型の表示装置の中で、特にＰＤＰは大画面
で直視型の表示デバイスとしての期待が非常に大きい。

【０００３】ところで、ＰＤＰの中間調表示方法の一つ
として、フィールド内時間分割法がある。この中間調表
示方法は１フィールドを輝度の重みの異なるＮ枚の画面
（これらを以下サブフィールドと呼ぶ）で構成する。輝
度の重みの小さい側からＳＦ０，ＳＦ１，ＳＦ２，…・
・，ＳＦ（Ｎ−１）と呼ばれ、それらサブフィールドの
輝度の重みの比はそれぞれ、２⁰，２¹，２²，…・・，
２^N-1である。１フィールド内の中間輝度は、これらの
サブフィールドの発光の有無を選択する事により行わ
れ、人間の視覚特性（残光特性）により、人間の目に感
じる輝度は発光サブフィールドの各々の輝度の和で表せ
る。この中間調表示方法で表現出来る中間調数は１フィ
ールド内のサブフィールド数、即ち２のＮ乗通りであ
る。

【０００４】図２０に上記中間調表示方法を用いた１フ
ィールド内の表示シーケンスを示す。１フィールドは８
枚（Ｎ＝８）の輝度の重みの異なるサブフィールドで構
成され、輝度の重みの大きいほうからＳＦ７，ＳＦ６，
…・・，ＳＦ０と呼ばれている。ここで、ＳＦ７を最上
位ビット（ＭＳＢ）側、ＳＦ０を最下位ビット（ＬＳ
Ｂ）側と呼んでいる。各々のサブフィールドは１フィー
ルドの中に、ＳＦ０，ＳＦ１，…・・，ＳＦ７と輝度の
重みの小さいものから順に並んで発光を制御する場合が
多く用いられている。即ち、各サブフィールドの発光回
数の比は、ＳＦ０を“１”とすると、ＳＦ１は“２”，
ＳＦ２は“４”，…・・ＳＦ６は“６４”，ＳＦ７は
“１２８”である。このサブフィールド数が８個のとき
は２５６階調まで表現できる。

【０００５】ところで、上述したサブフィールド法によ
る中間調表示方法は、１と０の２つの階調しか表現出来
ないＰＤＰのような２値表示デバイスでも多階調表現が
可能な技術として優れた方法であり、このサブフィール
ドを用いた表示方法により、ブラウン管方式のテレビ画
像とほぼ同様な画質がＰＤＰにおいても得られるように
なった。

【０００６】しかしながら、例えば、濃淡が緩やかに変
化している被写体で動きのある映像が表示された場合、
ブラウン管方式のテレビ画像では見られないＰＤＰ画像
に特有のいわゆる偽輪郭が発生する問題がある。この偽
輪郭発生現象は視覚の特性からくるもので、その映像信
号レベルが２５６階調表示のとき、上記の１２８，６
４，３２，１６などといった２のＮ乗の境界付近に沿っ
て、あたかも階調が失われたような状態で、更には本来
表示すべき色と違った色が縞状となって見られる現象で
ある。しかし、静止画像を表示した場合には偽輪郭は感
じられない。動きのある部分でかつ上記信号レベルの周
辺でのみ認知されるのが偽輪郭の特徴である。

【０００７】図２１を用いてサブフィールドによる階調
表示方法で偽輪郭が発生する原理について説明する。図
２１（ａ）では、１フィールド内のサブフィールド数が
８個でその配列が輝度の重みの小さい方、即ちＳＦ０，
ＳＦ１，ＳＦ２，…・・，ＳＦ７の順に並ぶ場合を示し
ている。ある画素位置の信号レベルが１２７から１２８
に変化しているときに、この動画像が１フィールドで３
画素移動しているものとする。図２１（ｂ）は、観測者
が画面上でこの動画像を観測した結果を示す。

【０００８】このように、信号レベル１２７（ＳＦ０か
らＳＦ６までの発光）と信号レベル１２８（ＳＦ７のみ
が発光）が隣り合っている場合、その階調差は１ＬＳＢ
（１／２５６）であるが、人間の網膜上で感じる発光値
はこの発光時間の不均一性により画像の移動した画素分
だけ各々の信号レベルの発光が重なり合う結果、空間的
拡がりとなって網膜上には大きな値(積分値)として感じ
る。即ち、本来同じ画素で発光しているべき各々のサブ
フィールドの発光が動画像部では異なった画素位置で発
光していることになり、画素の中間調輝度が単に各サブ
フィールドの和で表現出来なくなる。これが偽輪郭とし
て感じられる理由である。

【０００９】図２１に示した様に、動画像が表示画面の
左側から右側へスクロールすると、上述の信号レベルの
境界部は明るい線として感じられ、反対に動画像が表示
画面の右側から左側へスクロールすると、上述の信号レ
ベルの境界部はサブフィールドの空間的分離により、暗
い線として感じられることになる。一方、サブフィール
ドの配列が輝度の重みの大きい方、即ちＳＦ７、ＳＦ
６，ＳＦ５，…・・，ＳＦ０と順に並んでいる表示方法
においては、動画像が表示画面の左側から右側へスクロ
ールすると、信号レベルの境界部は暗い線として感じら
れ、反対に動画像が表示画面の右側から左側へスクロー
ルすると、信号レベルの境界部は明るい線として感じら
れることになる。つまり、表示画面の動画像の移動方向
によって、偽輪郭の見え方が異なることになる。

【００１０】更に、この偽輪郭の発生は動画像の動き速
度にも依存し、動き速度が速い程、偽輪郭の及ぶ範囲は
大きい。例えば、１フィールド中に１０画素移動する動
画像の偽輪郭は１０画素にも及ぶ。

【００１１】従来より、この偽輪郭に対する対策として
各種の提案がされており、特開平７−２７１３２５号公
報では、サブフィールドの表示順を、パルス数比率が
１，２，４，８，１６，３２，６４，１２８のような単
純増加でなく、偽輪郭が目立たないような順序に並び替
える技術を開示している。例えば、サブフィールド中で
一番表示期間の長いサブフィールドをフィールドの中心
に配置するような順番に表示したり、１フィールド毎に
表示順番を変化させたりする方法などである。

【００１２】しかし、サブフィールドの並び替えやフィ
ールド毎にサブフィールドの発光シーケンスを変えたの
では、動きの速い動画像に対する偽輪郭には対応出来な
いなど効果が極めて限定される。

【００１３】また、特開平８−１２３３５５号公報には
動き検出を利用した偽輪郭の抑止技術が開示されてい
る。これは連続した２枚のフィールド画面の動画と背景
画に対応した画面から動き量と方向を検出し、この検出
値と各サブフィールド画面の単位時間における分割時間
割合に基づいて動き補正量を求め、この補正量だけ対応
するサブフィールド画面の発光パターンを移動させると
いった技術である。

【００１４】また、特開平８−２１１８４８号公報で
は、動きベクトルをフィールド間の表示データにより画
素ブロック毎に検出し、フィールド内の先頭サブフィー
ルドは入力データのそれに対応するデータを表示し、そ
れに続く各サブフィールドは各々の先頭サブフィールド
からの遅れ時間をフィールド周期で割った値を動きベク
トルに掛け算した値を用いて表示データを移動させ画像
を表示する技術内容が開示されている。

【００１５】上記したように動き量に応じてサブフィー
ルドの発光パターンを移動させたり表示データを変える
だけでは、後述するように、視覚光量とのマッチングが
完全に対応できない場合が発生し、単に動き量によるサ
ブフィールドデータの移動だけでは偽輪郭の発生を防止
できないことが視覚実験により判った。また、動き検出
を利用した偽輪郭抑制では、偽輪郭を防止するための決
め手は如何に精度良く動き量を検出するかにかかってい
るにも拘わらず、実用性のある動き検出の具体的構成が
十分に開示されていない。

【００１６】また、特開平８−２３４６９４号公報に開
示された偽輪郭補正方法では、同一画素に対応する単位
画素データを少なくとも１フレーム期間だけ離れた前回
値と今回値とを比較して、双方の発光論理値の最上位ビ
ットの桁位置がお互いに異なる場合、今回値について補
正データを加算あるいは減算している。

【００１７】しかし、この偽輪郭補正方法では動画像の
動き方向が特定出来なければ効果が反対になる可能性が
ある。例えば、上位方向にビットの桁位置を検出した時
補正データを減算するが、前述したように画像が左方向
に動いているときに上記演算を行うとかえって偽輪郭が
強調され効果が反対になる場合が生じてくる。同様に下
位方向にビットを検出した時補正データを加算するが、
画像が反対方向に移動している場合は効果が逆となる。
また、速度の速い動画像にも対応できない課題を有して
いる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来から
ある偽輪郭の抑止に関する技術では、動きベクトルの検
出精度が十分でなく、動きの速い動画像および濃度が平
坦な画像に発生する偽輪郭を十分に防止することができ
ないという課題を有している。

【００１９】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、サブフィールド法で階調表示を行う表示装
置において、動画像を目で追従したときの偽輪郭の発生
を大幅に抑制し、高画質な動画像表示方法及び動画像表
示装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は以下のような手段を講じた。

【００２１】本発明の請求項１に記載の発明は、現フィ
ールド画像及び前フィールド画像からブロック単位で動
きベクトルを検出する際に、前記現フィールド画像と前
記前フィールド画像の画素レベルに応じて各々に付与し
た識別コードの相関値から動きベクトルを検出する構成
を採る。

【００２２】この構成によれば、複数の閾値にて現フィ
ールド画像及び前フィールド画像の画素レベルに応じて
識別コードを付与するので、小領域でも原画像の特徴を
十分に反映したものとなり、従来の画素計数のみによる
ブロックマッチング法に比べ動きベクトルの検出精度も
大幅に向上する。従って、動きの検出された正確な画素
の移動画素数及び移動方向に応じて現フィールド画像を
補正するので偽輪郭の発生を防止できる。

【００２３】請求項２に記載の発明は、現フィールド画
像と前フィールド画像の画素レベルに応じて各々に識別
コードを付与し、現フィールドの識別コード画像を複数
の検出ブロックに分割し、検出ブロック毎に前フィール
ドの識別コード画像内に参照領域を設定し、参照領域内
に複数設定した参照ブロックと検出ブロックとの一致度
を識別コードに基づいて評価し、評価値の最も高い参照
ブロックと前記検出ブロックとの位置関係から動きベク
トルを検出する構成を採る。

【００２４】この構成によれば、画素レベルに応じて付
与した識別コードに基づいて評価するもので、複数の２
値画像である識別コードを用いて動きベクトルを検出す
ることにより、動きベクトルの検出精度も大幅に向上す
る。

【００２５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の動きベクトル検出方法において、画素レベル
に応じて識別コードを付与する際に、画素レベルに応じ
て区分領域の異なる２種類以上の識別コードを付与し、
各々に求めた動きベクトルを統合して画素の動きベクト
ルを求める構成を採る。

【００２６】この構成によれば、区分領域の異なる識別
コードを用いることにより、入力画像の種類を問わず
に、高精度な動きベクトルの検出ができる。

【００２７】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至２
のいずれかの動きベクトル検出方法において、識別コー
ドが同一のブロックは、動きベクトル検出をパスする構
成を採る。

【００２８】この構成によれば、識別コードが同一のブ
ロックは動きがない画像であるために、動きベクトル検
出処理をパスすることにより、動きベクトル検出処理時
間の短縮を図ることができる。

【００２９】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の動きベクトル検出方法において、現
フィールド画像及び前フィールド画像の入力画像は、各
Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号の成分割合を等しくなるように変換
した等価輝度画像信号である構成を採る。

【００３０】この構成によれば、輝度信号を求める際に
各ＲＧＢ信号の成分割合を等しくすることにより、各色
の動きを正確に検出でき、高精度な動きベクトル検出が
可能となる。

【００３１】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載の動きベクトル検出方法により検出し
た動きベクトルに応じて、現フィールド画像のデータ補
正処理を行う構成を採る。

【００３２】この構成によれば、精度の高い動きベクト
ルを用いて、現フィールド画像のデータ補正処理を行う
ことにより、偽輪郭を抑制し、高画質な動画像表示方法
を提供することできる。

【００３３】請求項７に記載の発明は、入力画像の濃度
勾配を検出し、濃度勾配の平坦部は動き検出に依存しな
い現フィールド画像のデータ分散処理を行い、濃度勾配
の平坦部以外は動き検出結果に基づく動きベクトルに応
じた現フィールド画像のデータ補正処理を行う構成を採
る。

【００３４】この構成によれば、現フィールド画像の濃
度分布を調べて、濃度勾配の変化度合いが大きい場合と
緩やかな平坦な場合とに応じて適合処理を行うことによ
り、濃度勾配の変化が大きく画像表示が細かい部分の動
き検出精度は非常に高いが、濃度勾配が緩やかな部分の
動き検出精度は難しいことから、このような適応処理に
よる偽輪郭の発生防止は単一方法に比べ、お互いの弱点
を補うことができ、視覚的にも十分な画質を得ることが
できる。

【００３５】請求項８に記載の発明は、請求項７記載の
動画像表示方法において、濃度勾配の検出は、注目画素
とその周辺画素との濃度差を求め、濃度差から統計処理
により平坦領域を検出する構成を採る。

【００３６】この構成によれば、濃度差から統計処理に
より平坦領域を検出することにより、正確に平坦領域の
検出ができ、高画質な画像表示ができる。

【００３７】請求項９に記載の発明は、請求項７または
請求項８記載の動画像表示方法において、動きベクトル
検出は、請求項１乃至５のいずれかに記載の動ベクトル
検出方法を用いる構成を採る。

【００３８】この構成によれば、精度の高い動きベクト
ルを用いて、現フィールド画像のデータ補正処理を行う
ことにより、偽輪郭を抑制し、高画質な動画像表示方法
を提供することできる。

【００３９】請求項１０に記載の発明は、請求項７また
は請求項８記載の動画像表示方法において、現フィール
ド画像及び前フィールド画像の入力画像は、各Ｒ、Ｇ、
Ｂ画像信号の成分割合を等しくなるように変換した等価
輝度画像信号である構成を採る。

【００４０】この構成によれば、輝度信号を求める際に
各ＲＧＢ信号の成分割合を等しくすることにより、各色
の動きを正確に検出でき、高精度な動きベクトル検出が
可能となり、偽輪郭を抑制し、高画質な動画像表示方法
を提供することできる。

【００４１】請求項１１に記載の発明は、現フィールド
画像及び前フィールド画像を画素レベルに応じて識別コ
ードを付与する識別コード化手段と、フィールド間で識
別コード画像を比較して動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により現
フィールド画像のブロック毎に求められた動きベクトル
が登録された動きベクトルテーブルから、現フィールド
画像の注目画素位置の動きベクトル検出結果を前記動き
ベクトルテーブルから取り出して当該画素を補正するデ
ータ補正手段とを具備する構成を採る。

【００４２】この構成によれば、精度の高い動きベクト
ルを用いて、現フィールド画像のデータ補正処理を行う
ことにより、偽輪郭を抑制し、高画質な動画像表示装置
を提供することできる。

【００４３】請求項１２に記載の発明は、現フィールド
画像及び前フィールド画像を画素レベルに応じて識別コ
ードを付与する識別コード化手段と、フィールド間で識
別コード画像を比較して動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により現
フィールド画像のブロック毎に求められた動きベクトル
が登録された動きベクトルテーブルから、現フィールド
画像の注目画素位置の動きベクトル検出結果を前記動き
ベクトルテーブルから取り出して当該画素を補正するデ
ータ補正手段と、前記動き検出手段によらない現フィー
ルド画像の補正を行うデータ分散処理手段と、前記現フ
ィールド画像の濃度差分布を検出する濃度勾配検出手段
により、データ分散処理による補正処理か又は前記動き
ベクトルテーブルによるデータ補正処理かを選択する切
換手段とを具備する構成を採る。

【００４４】この構成によれば、現フィールド画像の濃
度分布を調べて、濃度勾配の変化度合いが大きい場合と
緩やかな平坦な場合とに応じて適合処理を行うことによ
り、濃度勾配の変化が大きく画像表示が細かい部分の動
き検出精度は非常に高いが、濃度勾配が緩やかな部分の
動き検出精度は難しいことから、このような適応処理に
よる偽輪郭の発生防止は単一方法に比べ、お互いの弱点
を補うことができ、視覚的に十分な画質を得ることがで
きる。

【００４５】請求項１３に記載の発明は、請求項１１ま
たは請求項１２記載の動画像表示装置において、現フィ
ールド画像及び前フィールド画像の入力画像は、各Ｒ、
Ｇ、Ｂ画像信号の成分割合を等しくなるように変換した
等価輝度画像信号である構成を採る。

【００４６】この構成によれば、各ＲＧＢ信号の成分割
合を等しくすることにより、各色の動きを正確に検出で
き、高精度な動きベクトル検出が可能となり、精度の高
い動きベクトルを用いて、現フィールド画像のデータ補
正処理を行うことにより、偽輪郭を抑制し、高画質な動
画像表示装置を提供することできる。

【００４７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００４８】図１は、本発明の動き検出方法および動画
像表示方法を適用した階調画像表示装置の全体構成図を
示している。図１の階調画像表示装置は、ビデオ信号処
理部１でビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に分離し、
Ａ／Ｄ変換部２でＲ，Ｇ，Ｂの画像データに変換してか
ら画像変換部３とデータ分散処理部６とデータ補正処理
部７に入力する。画像変換部３ではＲ、Ｇ、Ｂ各信号を
等価輝度信号（Ｙｔ）に変換し、さらに、現フィールド
及び前フィールド画像への変換と平滑化処理を行い、こ
れらの画像信号を動き検出処理部５と濃度勾配検出処理
部４に入力する。濃度勾配検出処理部４で、画像濃度差
検出、２値化処理、膨張・収縮などのモフォロジー処理
などにより画像の中の濃度勾配の平坦な部分、いわばベ
タエリアを検出する。動き検出処理部５では、閾値処
理、ブロックマッチング処理、統合判定処理を実施して
入力画像の動き画素数及び移動方向を検出する。動き検
出処理部５で検出した動き画素数、移動方向及び検出ブ
ロック情報を、データ補正処理部７へ入力し、動き画素
数及び移動方向の結果に基づいて入力画素位置データの
サブフィールドパターンの組合せ演算を行ない、視覚光
量に適合したサブフィールドデータの再構成を行うこと
により、偽輪郭の発生する画素の階調データ補正を行
う。

【００４９】一方、データ分散処理部６は誤差拡散法な
どの動き検出に因らないデータ処理を行う。データ切換
部８は、濃度勾配検出処理部４からの検出信号に応じ
て、データ分散処理部６からの出力データを採用する
か、データ補正処理部７からの出力データを採用するか
を画像のブロック毎に切換えを行う。この出力データは
出力処理部９へ入力する。出力処理部９は、各画素の階
調データを電圧印可時間幅に対応したパルス数に変換し
てＸスキャンドライバ１０及びＹスキャンドライバ１１
に与えることでＰＤＰで構成された画像表示部１２に中
間調表示を行っている。

【００５０】なお、同期分離処理部１３においてビデオ
信号から同期信号を分離して入力ビデオ信号に同期した
タインミング信号をタイミング発生部１４で生成して各
部に供給している。

【００５１】上記のように構成された階調画像表示装置
の動作について説明する。ビデオ信号処理部１は、ビデ
オ信号をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に分離し、Ａ／Ｄ変換部
２でＲ，Ｇ，Ｂの原画像信号に変換し、画像変換部３と
データ分散処理部６とデータ補正処理部７に供給する。

【００５２】画像変換部３の具体的なブロック構成図を
図２に示し、その動作を説明する。Ａ／Ｄ変換部２から
入力した各Ｒ、Ｇ、Ｂ原画像信号を、遅延回路２０で１
フィールド分遅延させてからＮ−１フィールドＹ画像変
換回路２１へ入力する。Ｎ−１フィールドＹ画像変換回
路２１では入力された各Ｒ、Ｇ、Ｂ原画像信号を（数
１）で示される等価輝度信号（Ｙｔ_(N-1)）に変換す
る。

【００５３】

【数１】

【００５４】このＮ−１フィールド画像信号、即ち前フ
ィールドＹｔ画像信号は平滑化フィルタ２３に入力し、
原画像に含まれるノイズ成分を除去する。

【００５５】同様に、各Ｒ、Ｇ、Ｂ原画像信号は、Ｎフ
ィールドＹ画像変換回路２２へ入力し、ＮフィールドＹ
画像変換回路２２で（数２）で示される等価輝度信号
（Ｙｔ _(N)）に変換する。

【００５６】

【数２】

【００５７】このＮフィールド画像信号、即ち現フィー
ルドＹｔ画像信号も同様に平滑化フィルタ２４に入力
し、原画像に含まれるノイズ成分を除去する。

【００５８】ところで、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号から通常の輝度
（Ｙ）信号への変換は、一般には（数３）で行われる。

【００５９】

【数３】

【００６０】しかし、（数３）では、Ｒ信号成分とＢ信
号成分のＹ信号成分に対する比率が低く、偽輪郭の発生
近傍の画像の動きを正確に検出できないことを実験で確
認した。本発明の如く、Ｙｔ信号に対する各Ｒ、Ｇ、Ｂ
信号の寄与率を等しくしたことで、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に動き
検出を求める方式と比較して高精度な動き検出ベクトル
の検出ができる。さらに、Ｙｔ信号への変換方式を適用
したことにより、従来のＲ、Ｇ、Ｂ毎に動き検出を行う
方式に比べ、回路規模で２／３に低減でき、コスト及び
演算の高速化が可能となる特徴を有する。以下、Ｙｔ画
像信号を単にＹ信号として述べる。

【００６１】動き検出処理部５の具体的なブロック構成
図を図３に示し、その動作を説明する。動き検出処理部
５は、現フィールドＹ画像信号と前フィールドＹ画像信
号を閾値レベルの異なる２つの閾値グループでそれぞれ
識別コードを付与することにより多値画像（識別コード
画像）に変換し、一旦画像メモリに記憶する。画像メモ
リから読み出された多値画像は、閾値グループ毎に動き
ベクトルを求め、統合判定部３５で２つ閾値グループか
らの動きベクトルを統合するものである。

【００６２】現フィールドブロックＢ１の閾値処理は、
画像変換部３から入力した現フィールドＹ画像信号を入
力し、現フィールドのＹ画像信号を閾値処理部３０−
２、３０−２では画素レベルに応じた区分領域で識別コ
ードを付与して、多値画像を出力する。この時、Ｙ画像
信号から識別コード画像である多値画像データの生成
は、画素レベルに応じた区分領域を図４に示す２つの閾
値グループ（図４では閾値グループ（Ａ）と閾値グルー
プ（Ｂ）で示した）で、Ｙ画像信号をそれぞれの閾値ａ
１〜ｇ２、ｈ１〜ｑ２の区分領域に従ってそれぞれ識別
コード付与部３１により３ビットの識別コードを付与す
る。なお、Ｙ画像信号が区分領域の範囲外の場合は、識
別コード”０”を付与するものとする。図４に示した例
では、識別コードを各々３ビットとしているため、各８
種類の区分領域が選択でき、それぞれを閾値グループＡ
とＢとしている。

【００６３】従って、この２つの閾値グループ（Ａ及び
Ｂ）が現フィールドＹ画像信号と前フィールドＹ画像信
号にそれぞれ割り当てられ識別コードの付与を行い、こ
れらの識別コード別にブロックマッチング処理が行われ
るため、従来の２つ画像によるブロックマッチングより
精度の高い動きベクトルの検出できる。各閾値グループ
毎に得られた多値層画像データはそれぞれ多値メモリ３
２−１、３２−２に格納する。

【００６４】また、前フィールドブロックＢ２は、上記
現フィールドブロックＢ１と同様に構成されている。す
なわち、閾値処理部３０−３、３０−４では、前述した
ように入力された前フィールドＹ画像信号を画素レベル
に応じて識別コード付与部３１を介して各閾値グループ
（閾値Ａ、Ｂ）毎に識別コード付与し、得られた多階値
画像データ（識別コード画像）を多値メモリ３２−３、
３２−４に格納する。

【００６５】なお、閾値グループＡ、Ｂの各々の区分領
域は、互いの区分領域が重ならないように設定しても、
互いの区分領域が一部重なるように設定しても良い。

【００６６】動きベクトル検出のためのブロックマッチ
ング処理において、現フィールド画像から切り出す検出
ブロックＫＢのアドレスマッピングをアドレスマッピン
グ部３３−１が行い、前フィールド画像から切り出す参
照ブロックＲＢのブロックのアドレスマッピングをアド
レスマッピング部３３−２が行う。検出ブロックＫＢ及
び参照ブロックＲＢの各画像データは動きベクトル検出
部３４へ入力する。

【００６７】動きベクトル検出部３４は、閾値グループ
（Ａ及びＢ）毎に設けられた多値演算・比較部３４−
１、３４−２で構成され、ブロックマッチングによって
フィールド間の画像の動きを求める。

【００６８】統合判定部３５は、各検出ブロックＫＢの
動き画素数及び動き方向を判定して、判定結果を動きベ
クトルテーブル３６に登録する。

【００６９】また、濃度勾配検出処理部４は、Ｙ画像信
号の濃度勾配の平坦なエリアを検出するもので、Ｙ画像
信号の濃度差を検出し、濃度差が設定値より小さい部分
を抽出し、モフォロジー処理により孤立ノイズを除去し
て平坦なエリアを検出するものである。

【００７０】データ補正処理部７は、動き画素数及び移
動方向が格納されてある動きベクトルテーブル３６の結
果に基づいて、入力画素位置データのサブフィールドパ
ターンの組合せ演算を行ない、視覚光量に適合したデー
タの再構成を行うことにより、偽輪郭の発生する画素の
階調データ補正を行う。

【００７１】データ分散処理部６は、誤差拡散法や画素
配分法などの動き検出に因らないでＹ画像信号を分散さ
せ画質の改善を行うものである。データ切換部８は、濃
度勾配検出処理部４からの検出信号に応じて、データ分
散処理部６からの出力データを採用するか、データ補正
処理部７からの出力データを採用するかを画像のブロッ
ク毎に切換えを行う。この出力データは、出力処理部９
へ入力し、各画素の階調データを電圧印可時間幅に対応
したパルス数に変換してＸスキャンドライバ１０及びＹ
スキャンドライバ１１に与えることでＰＤＰで構成され
た画像表示部１２に中間調表示を行うものである。

【００７２】次に、本発明に関係する動き検出処理部
５、濃度分布検出処理部４、データ分散処理部６、デー
タ補正処理部７およびデータ切替部８について、図５を
用いて詳細に説明する。

【００７３】まず、動き検出処理部５について詳細に説
明する。閾値処理部３０−１〜３０−４は、現フィール
ドＹ画像信号及び前フィールドＹ画像信号をそれぞれ設
定された区分領域により識別コード化処理がなされる。
ここで、識別コード化（多値画像）の概念について図６
を参照して説明する。図６は、横軸が画素位置、縦軸が
画素レベルを示す。Ｙ画像信号の画素レベルの区分領域
は、図４で示したｎ個の閾値ａ１からｇ２（同図ではｎ
＝８）により、（ｎ）個の区間に分割されており、隣接
区間では重ならないように異なる閾値が割り振られ、各
画素は画素値がどの区分領域に属するかに応じて識別コ
ードが付与される。これを前述した如く、閾値コード毎
に割り当てられた識別コードにより、入力信号レベルを
閾値グループＡとＢとで２分割し、現フィールド画像及
び前フィールド画像を多値画像（識別コード画像）にす
るものである。なお、図６において、斜線領域の画素値
が閾値範囲外の場合は識別コードとして”０”が与えら
れる。

【００７４】この閾値処理は、画素値の分布の偏りに影
響されることなく、画像の局所的な変化を表すことがで
きるので、識別コード毎（１〜７）の動きベクトルはブ
ロックのような少量域内でも原画像の特徴を反映したも
のとなる。偽輪郭の発生する画素の動きは極めて局所的
な検出で十分であり、計算時間、回路構成等を簡単にで
きる。

【００７５】この現フィールド及び前フィールドのそれ
ぞれ多値化処理３０−１〜３０−４により識別コード化
された多値画像データはそれぞれ多値画像メモリ３２−
１〜３２−４に格納されて、次のブロックマッチング処
理に供される。

【００７６】次に、動きベクトル検出部３４を構成する
多値演算・比較部３４−１、３４−２のブロックマッチ
ング処理について説明する。フィールド間の画像の動き
ベクトルを求める方法としてブロックマッチング方法を
用いている。この方法は、前述したように検出ブロック
ＫＢを水平１６画素、垂直１６画素に、参照ブロックＲ
Ｂも検出ブロックＫＢと同じサイズに設定したとき、参
照ブロックＲＢを含む参照領域Ｒを水平４８画素、垂直
４８画素とすれば、水平方向（ｘ方向）の動き画素数は
−１６画素から＋１６画素まで検出でき、垂直方向（ｙ
方向）の動き画素数も同様に−１６画素から＋１６画素
まで検出できる。動画像が表示画面で動くとき、その偽
輪郭が目立つのは、そのフィールド間の動きが６画素か
ら１５画素近傍であるので、動き画素数の検出能力は上
記の程度必要である。図７に示すように、現フィールド
と前フィールド間の画像の動きを矩形のブロック単位で
求め、現フィールドを複数の参照領域Ｒに分割した各検
出ブロックＫＢについて最もよく一致する部分を前フィ
ールドの参照領域Ｒの中に含まれる参照ブロックＲＢの
中から見つけ、この間の量を動きベクトルとして求め
る。

【００７７】従来の２値画像によるブロックマッチング
は、定められた評価関数値の大小により判定し、動きベ
クトルの検出は参照領域Ｒに含まれる多数の参照ブロッ
クＲＢの中から評価関数の最小値を与えるものを探し出
すことにより行なわれ、実際には、（数４）に示すよう
に検出ブロックＫＢ内の２値画像ｇ_t（ｘ、ｙ）と参照
ブロックＲＢ内の２値画像ｇ_t-1（ｘ、ｙ）との間で、
排他論理操作による画素数計数値の最大一致点をその検
出ブロックＫＢの動きベクトルとして求めていた。

【００７８】

【数４】

【００７９】この時、Ｄｎｔを最小にする位置（ｉ，
ｊ）を各検出ブロックＫＢの動きベクトルとして定義す
る。これは各検出ブロックＫＢ毎に、参照領域ＲＢ内に
おいて相関値の最大値にする場所を見つけることと等価
である。

【００８０】本発明のブロックマッチングは、画素数の
一致のみでなく、前述のように検出情報として識別コー
ドも同時に参照することにより、動きベクトルの検出精
度の大幅な改善が可能となった。これを式で表すと（数
５）のようになる。

【００８１】

【数５】

【００８２】ここで、ｋは閾値処理で付与された識別コ
ードであり、前述のように図４で示したものであり、こ
れを前述のように３ビットで表すと、ｋは０から７まで
の値を持つことができる。

【００８３】本発明の多値演算・比較部３４−１、３４
−２のブロックマッチング処理を図８に示すフローチャ
ートを参照して説明する。まず、入力画像として、現フ
ィールド多値画像（識別コード画像）を対象に検出ブロ
ック内の識別コード毎の画素数を計数する（ｓ１）。こ
の時、検出ブロック内が全て同じ識別コードの時（ｓ
２）はフラグを’１’にセット（ｓ５）し、検出ブロッ
ク内の識別コードが全て０の時（ｓ３）はフラグを’
０’にセット（ｓ６）し、検出ブロック内に複数の識別
コードが存在するとき（ｓ４）は、フラグ’−１’にセ
ットする（ｓ７）。

【００８４】このように、検出ブロックの識別コードに
応じてフラグを設定するのは、後述するように統合処理
における動きベクトル処理の場合分けを行うためであ
る。従って、検出ブロック内に複数のコードが存在する
場合のみ参照領域内の全ての参照ブロックとの相関処理
を行い、動きベクトル（ｍｘ，ｍｙ）を求める（ｓ
８）。これを、全ブロック個数まで繰り返し処理を行う
（ｓ９）。

【００８５】図９は、図８に示した（ｓ８）の動きベク
トル検出処理の更に詳細なフローチャートを示す。図９
において、まず参照領域の設定を行い（ｓ１０）、次
に、全ての参照ブロックと相関処理を（数４）または
（数５）を用いて行う（ｓ１１）。これを相関値の大き
い順に並び替えを行い（S１２）、相関の一番大きい参
照ブロックと検出ブロックとの対応位置を動きベクトル
とする（ｓ１３）。更に、同一参照ブロック内で相関値
が同値のものがあるかチェックし（ｓ１４）、その同値
が無い場合には得られた動きベクトルを出力として取り
出す。一方、検出ブロックの位置に一番近い参照ブロッ
クがあれば、その検出ブロックとの対応位置を動きベク
トルとして取り出し（ｓ１５）、それを出力とする。

【００８６】上述した本発明の識別コード法によるブロ
ックマッチングでは、従来の画素数計数のみによるブロ
ックマッチング法に比べ、２乗平均誤差で２０〜３０％
の動きベクトル検出精度向上が確認された。

【００８７】次に、統合判定部３５の動作について説明
する。ここでは、動きベクトル検出部３４において現フ
ィールドＹ画像と前フィールドＹ画像を２つの閾値グル
ープ（ここではＹ（Ａ）グループとＹ（Ｂ）グループと
呼ぶ）毎に検出されたの動きベクトル情報から一つの動
きベクトルに統合演算する処理と、それぞれの検出ブロ
ックと参照ブロックとの比較で動きベクトルの検出され
なかった検出ブロック、即ち、不定ブロックを周囲の既
知ブロックの情報から演算する処理を行う。

【００８８】統合判定部３５は、動きベクトル検出部３
４から現フィールドを複数分割した各検出ブロックＫＢ
について検出した動きベクトル情報が入力される。統合
判定部３５は、不定ブロック処理により各検出ブロック
ＫＢの動き画素数及び動き方向を判定して、判定結果を
動きベクトルテーブル３６に登録する。

【００８９】統合判定部３５で実行される不定ブロック
処理の概念について図１０を参照して説明する。ブロッ
ク内の画像データが全て”１”の領域およびその領域が
隣接している場合（図１０の”Ｆ”の符号を付した動き
画素数が不定な領域）は、そのブロックの領域の動き画
素数が見つけることができない。

【００９０】このような場合は、動きベクトルの検出時
にこのブロック域での動き画素数を不定（フラグを’
Ｆ’）とし、他のブロックと区別して仮登録しておく。
そして、既知ブロックＫＴ領域１０１で挟まれた不定ブ
ロックＦＴ領域１００の動き画素数及び方向を既知ブロ
ックＫＴ領域から求めるようにするものである。

【００９１】次に、具体的な方法として、線形補間法に
ついて図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、この
方法による不定ブロックを含んだブロック関係を示す。
この場合の線形補間法の手順は次のように行われる。ま
ず、動きベクトル検出部３４から動きベクトルとフラグ
からなる動きベクトル情報を入力する。図１１に示す注
目ブロック（図中の＊印）を基準として、右方向へフラ
グ’−１’の既知ブロックの探索を行い、このブロック
が存在すればその動きベクトルを取り出し、参照ブロッ
ク１とする。この時、参照ブロック１の位置の動きベク
トルを（ｘ１，ｙ１）で示し、注目ブロックからの距離
をｄ１とする。なお、動きベクトルは、動き画素数と動
き方向（＋／−）で示すものとする。次に、注目ブロッ
クを基準として左方向へフラグ’−１’の既知ブロック
の探索を行い、このブロックが存在すればその動きベク
トルを取り出し、参照ブロック２とする。この時、参照
ブロック２の位置の動きベクトルを（ｘ２，ｙ２）で示
し、注目ブロックからの距離をｄ２とする。

【００９２】さらに、注目ブロックを基準として上方向
へフラグ’−１’の既知ブロックの探索を行い、このブ
ロックが存在すればその動きベクトルを取り出し、参照
ブロック３とする。この時、参照ブロック３の位置の動
きベクトルを（ｘ３，ｙ３）で示し、注目ブロックから
の距離をｄ３とする。最後に、注目ブロックを基準とし
て下方向へフラグ’−１’の既知ブロックの探索を行
い、このブロックが存在すればその動きベクトルを取り
出し、参照ブロック４とする。この時、参照ブロック４
の位置の動きベクトルを（ｘ４，ｙ４）で示し、注目ブ
ロックからの距離をｄ４とする。

【００９３】このように、左右上下方向の探索により取
り出した参照ブロックと注目ブロックとの距離から、各
参照ブロックへの重みを算出し、その重みと参照ブロッ
クの動きベクトルを用いて、以下に示す線形補間による
演算式に従って注目ブロックの動きベクトルを求める。

【００９４】図１１から、各参照ブロックへの重みｗ
は、（数６）で与えられる。

【００９５】

【数６】

【００９６】そして、線形補間によって求める注目ブロ
ックの動きベクトル（ｍｘ，ｍｙ）は、

【００９７】

【数７】

【００９８】となる。これをブロック個数分繰り返し行
い、不定ブロックの動きベクトルが線形補間によって求
められる。

【００９９】図１２は、線形補間の図形的位置関係を示
す。ここで、ｉ，ｊ，ｋ，ｌは注目点Ｐからの距離で、
Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋ，ＰｌはＰからそれぞれｉ，ｊ，ｋ，
ｌだけ離れた点の値とすると、注目ブロック位置Ｐの補
間式は以下ようになる。

【０１００】各点への重みをＩとすると、

【０１０１】

【数８】

【０１０２】で与えられるから、求める点の値（Ｐｘ、
Ｐｙ）は、

【０１０３】

【数９】

【０１０４】となる。

【０１０５】以上のように、Ｙ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）画像毎
に不定ブロックＦＴ領域の動きベクトルを周辺の既知ブ
ロックＫＴの動き画素数から演算式により求める。そし
て、次にＹ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）それぞれの動きベクトルか
ら統合処理により各ブロックの動きベクトル値を求め
る。

【０１０６】しかし、各ブロックはＹ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）
画像について同じブロックであるため、当然動き方向及
び動き画素数は同じはずであるが、対象画像のブロック
における２値演算・比較部の演算誤差などにより差違が
発生する場合がある。

【０１０７】上記課題を解決する解決し、動きベクトル
の精度を向上させる統合処理方法を以下に説明する。こ
こで、図１３に示すフローチャートを参照して統合処理
の具体的な内容を説明する。

【０１０８】図１３は、Ｙ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）の各動きベ
クトル値から、一つの動きベクトルを求めるための動作
フローである。この方式では、注目ブロックが不定ブロ
ックなのか、更には既知ブロックなのかということと、
注目ブロックの周辺ブロックの動きベクトルをも考慮に
入れて演算処理を行う。

【０１０９】そこで、図で示したように、この統合処理
では注目ブロックのフラグをまずチェックし（ｓ２
０）、フラグが’０’（ｓ２１）の場合は注目ブロック
の動きベクトルを取り出さず、フラグが’−１’（ｓ２
３）の場合にのみ注目ブロックの動きベクトルを取り出
す（ｓ２４）。しかる後に、注目ブロックを囲う周辺８
近傍の動きベクトルを取り出し（ｓ２５）、取り出した
複数の動きベクトルをｘ，ｙ成分毎にそれぞれ並び替え
を行い、その中央値を代表値とする（ｓ２６）。これを
統合すべき画像数まで行い（ｓ２７）、その後代表値の
個数に応じて処理を分ける。代表値は各Ｙ（Ａ）、Ｙ
（Ｂ）毎に示されるものであり、この時、代表値が１個
の場合には（ｓ２８）、統合結果として注目ブロックの
動きベクトル値はフラグ＝−１として、代表値そのまま
とする（ｓ３２）。又、代表値が２個の場合は（ｓ２
９）、２つの代表値の平均値を求め（ｓ３０）る。統合
結果として注目ブロックの動きベクトル値はフラグ＝−
１として、その平均値演算結果を採る（ｓ３１）。この
処理を全ブロック個数まで求め（ｓ３３）、注目ブロッ
クの動きベクトル値とする。

【０１１０】さらに、図１４には、一例として注目ブロ
ックとその８近傍のブロックの動きベクトルの値から一
つの動きベクトルを求める統合処理の例を示す。

【０１１１】図１４（ａ）は、Ｙ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）それ
ぞれの動きベクトルについて、注目ブロックとその８近
傍ブロック動きベクトル値を取り出した時の例を示す。
この時、網線で記したブロックが注目ブロックである。
又、図中（−、−）で記したブロックは動きベクトルが
検出されない領域（フラグ＝０）のブロックを示す。

【０１１２】図１４（ｂ）はＹ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）のベク
トル値から動きベクトルの有効なブロックを取り出した
時を示す。

【０１１３】図１４（ｃ）はＹ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）それぞ
れについて数値の大きい順に並び替える手順を示す。

【０１１４】図１４（ｄ）はＹ（Ａ），Ｙ（Ｂ）それぞ
れの代表値を算出する例を示す。その際、動きベクトル
のデータ数が奇数個の場合は配列の中央値を選択し、偶
数個の場合は中央２個の平均値を算出する手順を示す。
このとき、動きベクトル値は小数点以下は切り捨てとす
る。このようにして、各Ｙ（Ａ）、Ｙ（Ｂ）の代表値が
求められる。

【０１１５】この結果を用いて、図１３に示した様に統
合処理を行う。つまり、代表値が１つの場合は、そのま
まの値を結果とし、代表値が２つの場合は、２つの値で
平均値を採る。上記の平均値演算は小数点以下は四捨五
入を行う。

【０１１６】この場合の動きベクトル結果は（数１０）
で与えられる。

【０１１７】

【数１０】

【０１１８】従って、Ｘ方向の動きベクトルは’１
１’、Ｙ方向の動きベクトルは’１’と求まる。

【０１１９】以上のように、Ｙ（Ａ），Ｙ（Ｂ）画像毎
に求められた動き画素数を各ブロック毎に１つの値に統
合処理し、動き画素数として動きベクトルテーブル３６
に登録する。動きベクトルテーブル３６には、現フィー
ルドの各検出ブロックＫＢの動きベクトル情報が登録さ
れている。

【０１２０】上記統合処理の結果では、６４０画素ｘ４
８０画素のＶＧＡタイプでは、検出ブロックが１６画素
ｘ１６画素であるため、総検出ブロック数は１２００個
である。このように、単一のＹ画像による動きベクトル
による方法より、Ｙ画像を２つ以上の閾値グループでそ
れぞれ動きベクトルを求め統合処理をすることにより極
めて精度も良好で、かつそのバラツキも少ない動きベク
トルが得られる。

【０１２１】図１５には、動きベクトルテーブル３６の
構成を示しており、前述のようなＶＧＡタイプの場合の
動きテーブルの例である。この場合、１２００個のブロ
ック毎に動き画素数と方向がテーブル化されている。こ
こで、各ブロックの左上を座標の原点としている。現フ
ィールド画像について動き検出の済んだ検出ブロック順
に、検出ブロックＫＢのブロック番号と、その検出ブロ
ックＫＢの原点からのオフセット値と、その検出ブロッ
クＫＢの前フィールドからの動き画素数（動き方向を含
む）とを登録している。

【０１２２】次に、データ補正処理部７について説明す
る。本発明のデータ補正処理の概念は、動きベクトル値
から各サブフィールドで発光しているパターンを視線が
追従した時の視線の始点と終点の中間座標位置を求め、
その中間座標から画像データを各サブフィールド毎に画
素単位で発光するか否かを決定し、これらのサブフィー
ルドビットマップ毎の画像データを合成することによ
り、新画像データ作成し直すものである。これにより偽
輪郭のない表示画像を得ることができる。

【０１２３】図１６は、この目的のためにデータ補正処
理部７のブロック構成図を示すものである。図におい
て、動きベクトルテーブル３６からの動きベクトルデー
タである動き画素数はブロック（１６ｘ１６画素等）単
位に格納されているが、データ補正処理部７には１画素
毎のベクトル値を入力する。

【０１２４】画素４隅動きベクトル演算部４０は、各画
素の動きベクトルデータの入力により、当該画素と各画
素の４隅毎の隣接３画素の動きベクトルからから４隅毎
の動きベクトルを平均演算で求める。当該画素の４隅の
隣接画素の動きベクトルを演算する理由は以下の理由で
ある。即ち、通常一定方向に動くスクロール画像などは
正方格子で変形することはないが、動きの違う画素と画
素では画素が伸縮したり膨張したり形状が歪むために画
素単位毎に同じ動きベクトルで定義できない。そのた
め、画素位置を表す四角形の頂点位置の動きベクトルを
求めて、これらの頂点の値を画素の動きベクトルとして
使用する。これにより、画素単位を囲む四角形の動きベ
クトル値が定義できる。

【０１２５】中間座標演算部４１は、サブフィールドの
数だけ設けてあり、動きベクトル演算部４０からの画素
４隅動きベクトルより、各サブフィールド毎の視線の動
きの始点と終点の中間座標位置を演算する。

【０１２６】サブフィールドビットマップ演算部４２
は、中間座標演算部４１からの中間座標データと現フィ
ールド画像データを使用して、各サブフィールドの画素
単位毎に発光するか否かを演算し、画像データのサブフ
ィールドビットパターンを生成する。この中間座標演算
部４１とサブフィールドビットマップ演算部４６とは対
をなしており、例えば、２５６階調表示の場合はこのサ
ブフィールドの数が８個必要であるので、この組合せも
８個必要となる。

【０１２７】合成部４３は、出力処理部９において、プ
ラズマディスプレイの出力形式に合ったデータを合成す
るところであり、サブフィールドビットマップ演算部４
２で計算されたデータの遅延を調整してサブフィールド
パターンのビット毎の組合せを行い、新しい画像データ
の合成を行う。

【０１２８】このように、データ補正処理部７は入力画
像データを補正するに当たり、動き画素数及び動き方向
に応じたベクトル値から、表示画面上で移動画素に対し
視線が追従した時に、各サブフィールド区間内での発光
時間と画面上の視線移動の経路から各網膜位置に入る光
量をリアルタイムで計算し、その出力データから新しい
サブフィールドデータを作成し直しているため、偽輪郭
の無い表示画像を得ることができる。

【０１２９】次に、濃度勾配検出処理部４の目的とその
処理内容について、図を参照して説明する。２値画像、
又は多値画像を使った動きベクトルの検出では、空間周
波数の非常に低い、即ち背景の空や単一の壁など、濃度
変化が緩やかな画像が複数の検出ブロックに跨るような
広い面積を占めている場合に、正確な動きベクトルを求
めることが難いという課題を有していた。これは、各フ
ィールド画像が全く同じ輝度であるということはまずあ
り得なく、多少とも周囲の明るさやカメラ感度等により
輝度変化があるため、フィールド間で輝度差が生じるも
のである。このため、２値化画像のエッジが複雑な形状
になり、ブロックマッチング処理の際に誤差として発生
するものである。

【０１３０】しかし、このような濃度変化の緩やかな画
像の、特に低輝度または高輝度部分では余り偽輪郭は目
立たなく、動きベクトルによる補正を必ずしも適用しな
くてもよい場合がある。

【０１３１】本発明では、このように動きベクトルによ
る偽輪郭補正を全ての画像シーンに適応するものではな
く、上記のように画像のシーン又は画像の特徴ある構造
に適応した処理を行うことを目的としている。

【０１３２】図１７は、このための画像の濃度差分布、
特に背景などの濃度変化が緩やかな、いわゆるベタ部分
を検出するための濃度勾配検出処理部４の詳細の構成図
を示すものである。図１７において、濃度差検出部５１
は、例えば３ｘ３のオペレータ処理により中心濃度と周
辺８画素との濃度差を検出する。

【０１３３】２値化処理部５２では、例えば現フィール
ドＹ画像信号を入力したときに、上記オペレータの中心
画素の濃度と周辺８画素との濃度差が２／２５５レベル
以下をベタ部と定義しておくと、その出力結果はベタ部
は画像データが’１’の領域となり、それ以外は画像デ
ータが’０’となったいわゆるセグメントに分離された
２値のベタ画像が得られる。この結果を、次の第１の孤
立点除去処理部５３と第２の孤立点除去理部５４で構成
されたモフォロジー処理部５６に接続される。

【０１３４】モフォロジー処理部５６は、検出されたベ
タ部画像に存在する黒点ノイズやベタ部以外に存在する
白点ノイズ等の孤立点除去を行う。例えば、第１の孤立
点除去処理部５３では、ベタ部画像に存在する黒点ノイ
ズを除去するもので、２画素の８連結オペレータによる
膨張処理により４画素程度の固まりである黒点ノイズが
除去し、収縮処理により黒点ノイズ以外の図形を元に戻
す処理を行うもので、濃度勾配が緩やかな画像部分は均
一なベタ画像領域となる。これを更に、第２の孤立点除
去処理部５４で、４画素の８連結オペレータによる収縮
処理を行うことにより、ベタ画像部以外の領域の８画素
程度の白点の固まりが除去され、膨張処理により他の部
分を元に戻すことにより、画像シーンの中からベタ画像
部分が抽出できる。この画像をベタブロックメモリ５５
に格納しておく。

【０１３５】また、制御情報線３７は画像シーンにおけ
るベタブロック位置の情報などを統合判定部３５と交信
するために使用されるものである。この処理により、画
像シーンにおけるベタ部を、動き検出処理と同様なブロ
ックに対応したベタ検出信号５７として出力する。この
場合、検出ブロック内のすべての画素がベタの時に、上
記検出信号を出力する。

【０１３６】次に、データ分散処理部６について、図１
８を用いて説明する。図１８（ａ）は、データ分散処理
部６の一例として多値誤差拡散法のブロック構成図を示
している。

【０１３７】多値誤差拡散法とは、入力Ｒ、Ｇ、Ｂ信号
のビット数よりも出力拡散信号ビット数を低減しながら
入力信号と発光輝度との濃度誤差を周辺画素に分散する
もので、いわば擬似中間調を表現する処理方法である。
多値誤差拡散処理を用いた方法は、図１８（ａ）のよう
に構成されている。６０は入力画像に集積誤差を加える
補正演算部、６１は多値化する多値化部、６２は量子化
誤差を求める量子化誤差演算部、６３は量子化誤差を周
辺画素に配分する誤差配分部、６４はＲＧＢの各信号を
入力する入力端子、６５は多値信号を出力する出力端子
である。

【０１３８】入力端子６４より入力したＲＧＢの各信号
は、補正演算部６０で配分された誤差の集積誤差を加え
られ、多値化部６１で多値信号に変換される。量子化誤
差演算部６２は、集積誤差で補正された補正信号と多値
信号との差分を演算し量子化誤差を求める。求められた
量子化誤差は、誤差配分部６３で周辺画素に配分し、集
積誤差を求める。得られた多値信号は、出力端子６５か
ら出力する。

【０１３９】さらに、別の方式として報告されている画
素拡散法（”ＰＤＰの動画偽輪郭低減に関する一検
討”：電子情報通信学会エレクトニクス、Ｃ−４０８、
ｐ６６、１９９６年）と称する表示方法がある。

【０１４０】この画素拡散方法は、図１８（ｂ）に示す
ように、入力信号に対して変調部６６でパターン発生部
６９からのパターン信号で変調を加えるというもので、
表示する入力Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対して表示画素ごとに水
平、垂直、表示時間方向に互いに逆特性となるようなパ
ターン信号で任意のレベルの信号変調を行い、時間方向
の平均レベルが本来の信号レベルになるようにしてい
る。図１９は変調を加えるパターンの一例を示すもの
で、フィールド毎に図１９（ａ）と図１９（ｂ）とを切
り替えて出力する。この結果、上下左右、かつ時間方向
に隣り合う画素は、不連続なレベルの信号を表示し、そ
の平均値で本来の画像レベルを検知することになるた
め、本来滑らかな画像の連続点において検知されていた
偽輪郭は分散されることになる。

【０１４１】データ分散処理部６には、かかる処理方法
が応用されるが、本発明の趣旨は、前述したように画像
のシーンに応じた適応処理をすることにある。

【０１４２】つまり、画像のシーンの中で偽輪郭の目立
たない背景等の画像濃度が緩やかに変化する部分は、前
記のベタ部検出信号５７によりブロック毎に前述のデー
タ分散処理部６による分散補正を行う。さらに、画像の
濃度変化が大きく、空間周波数の高く画像の細かい部分
は動きベクトルが高精度に求められるが、また偽輪郭も
非常に目立つ部分でもある。このため正確な偽輪郭補正
を動きベクトルを使って、前述のデータ補正処理部７よ
り行う。

【０１４３】次に、データ切替部８について説明する。
データ切替部８は、分割したブロック単位で濃度勾配検
出処理部４で検出されたベタ部検出信号５７に応じて、
データ補正処理部７からの動きベクトル検出に基づいて
補正された出力データまたはデータ分散処理部６からの
出力データを切り替えて出力処理部９供給するものであ
る。

【０１４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１に画素レベルに応じて付与した識別コー
ドの相関値から動きベクトルを検出することで、精度の
高い動きベクトルの検出ができる。さらに、精度の高い
動きベクトルを用いた画像データの補正を行うことによ
り、偽輪郭の発生を抑制し、高画質な表示ができる。

【０１４５】第２に、入力画像の濃度勾配を検出して、
濃度勾配の平坦部はデータ分散処理を行い、それ以外は
動きベクトルによるデータ補正を行う画像に応じた適応
処理を施すことにより、サブフィールド法で階調表示を
行う表示装置において、動画を目で追従したときの偽輪
郭の発生を大幅に抑制し、高画質な動画像表示のできる
動画像表示方法及び動画像表示装置を提供できる。

【０１４６】また、動きベクトルおよび濃度勾配の検出
は、各ＲＧＢ画像信号の成分割合を等しくした等価輝度
画像信号を用いることにより、大幅に検出精度を向上さ
せ、回路構成を大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に形態に係る階調画像表示装置の
全体構成図

【図２】実施の形態に係る階調画像表示装置における画
像変換部のブロック構成図

【図３】実施の形態に係る階調画像表示装置における動
き検出処理部のブロック構成図

【図４】識別コードの付与例を示す図

【図５】実施の形態に係わる階調画像表示装置の全体的
な処理の流れを示す図

【図６】サンプル画像での多階層画像と閾値との関係を
示す図

【図７】ブロックマッチングの概念図

【図８】識別コードによる動きベクトル検出の全体動作
フローチャート

【図９】動きベクトル検出を求めるための動作フローチ
ャート

【図１０】不定ブロック処理における既知ブロックと不
定ブロックの具体例を示す図

【図１１】不定ブロック処理のブロック関係を示す図

【図１２】不定ブロック処理における線形補間の位置関
係を示す図

【図１３】統合処理の動作フローチャート

【図１４】統合処理の演算を示す図

【図１５】動きベクトルテーブルの構成図

【図１６】データ補正処理部のブロック構成図

【図１７】濃度勾配検出処理部のブロック構成図

【図１８】（ａ）多値誤差拡散法の構成図（ｂ）画素拡散法の構成図

【図１９】画素拡散法のパターンの一例を示す図

【図２０】サブフィールドの輝度比を示す図

【図２１】サブフィールド法での偽輪郭発生原理を示す
図

【符号の説明】

１ビデオ信号処理部２Ａ／Ｄ変換部３画像変換部４濃度勾配検出処理部５動き検出処理部６データ分散処理部７データ補正処理部８データ切換部９出力処理部１０Ｘスキャンドライバ１１Ｙスキャンドライバ１２画像表示部２０遅延回路２１Ｎ−１フィールドＹ画像変換回路２２ＮフィールドＹ画像変換回路２３、２４平滑フィルタ３０−１〜３０−４閾値処理部３１識別コード付与部３２−１〜３２−４多値画像メモリ３４−１、３４−２多値演算・比較部３５統合判定部３６動きベクトルテーブル５１濃度勾配検出部５２２値化処理部５３第１の孤立点除去処理部５４第２の孤立点除去処理部５５ベタブロックメモリ５６モフォロジー処理部５７ベタ検出信号６０補正演算部６１多値化部６２量子化誤差演算部６３誤差配分部６６変調部６９パターン発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 7/32 Ｇ０６Ｆ 15/70 ４１０ 11/04 Ｈ０４Ｎ 7/137 Ｚ (72)発明者床井雅樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現フィールド画像及び前フィールド画像
からブロック単位で動きベクトルを検出する際に、前記
現フィールド画像と前記前フィールド画像の画素レベル
に応じて各々に付与した識別コードの相関値から動きベ
クトルを検出することを特徴とする動きベクトル検出方
法。
【請求項２】現フィールド画像と前フィールド画像の
画素レベルに応じて各々に識別コードを付与し、現フィ
ールドの識別コード画像を複数の検出ブロックに分割
し、検出ブロック毎に前フィールドの識別コード画像内
に参照領域を設定し、参照領域内に複数設定した参照ブ
ロックと検出ブロックとの一致度を識別コードに基づい
て評価し、評価値の最も高い参照ブロックと前記検出ブ
ロックとの位置関係から動きベクトルを検出することを
特徴とする動ベクトル検出方法。
【請求項３】画素レベルに応じて識別コードを付与す
る際に、画素レベルに応じて区分領域の異なる２種類以
上の識別コードを付与し、各々に求めた動きベクトルを
統合して画素の動きベクトルを求めることを特徴とする
請求項１または請求項２記載の動きベクトル検出方法。
【請求項４】識別コードが同一のブロックは、動きベ
クトル検出をパスすることを特徴とする請求項１乃至２
のいずれかに記載の動きベクトル検出方法。
【請求項５】現フィールド画像及び前フィールド画像
の入力画像は、各Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号の成分割合を等し
くなるように変換した等価輝度画像信号であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の動ベクトル
検出方法。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の動き
ベクトル検出方法により検出した動きベクトルに応じ
て、現フィールド画像のデータ補正処理を行うことを特
徴とする動画像表示方法。
【請求項７】入力画像の濃度勾配を検出し、濃度勾配
の平坦部は動き検出に依存しない現フィールド画像のデ
ータ分散処理を行い、濃度勾配の平坦部以外は動き検出
結果に基づく動きベクトルに応じた現フィールド画像の
データ補正処理を行うことを特徴とする動画像表示方
法。
【請求項８】濃度勾配の検出は、注目画素とその周辺
画素との濃度差を求め、濃度差から統計処理により平坦
領域を検出することを特徴とする請求項７記載の動画像
表示方法。
【請求項９】動きベクトル検出は、請求項１乃至５の
いずれかに記載の動ベクトル検出方法を用いることを特
徴とする請求項７または請求項８記載の動画像表示方
法。
【請求項１０】現フィールド画像及び前フィールド画
像の入力画像は、各Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号の成分割合を等
しくなるように変換した等価輝度画像信号であることを
特徴とする請求項７または請求項８記載の動画像表示方
法。
【請求項１１】現フィールド画像及び前フィールド画
像を画素レベルに応じて識別コードを付与する識別コー
ド化手段と、フィールド間で識別コード画像を比較して
動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、前記
動きベクトル検出手段により現フィールド画像のブロッ
ク毎に求められた動きベクトルが登録された動きベクト
ルテーブルから、現フィールド画像の注目画素位置の動
きベクトル検出結果を前記動きベクトルテーブルから取
り出して当該画素を補正するデータ補正手段とを具備す
ることを特徴とする動画像表示装置。
【請求項１２】現フィールド画像及び前フィールド画
像を画素レベルに応じて識別コードを付与する識別コー
ド化手段と、フィールド間で識別コード画像を比較して
動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、前記
動きベクトル検出手段により現フィールド画像のブロッ
ク毎に求められた動きベクトルが登録された動きベクト
ルテーブルから、現フィールド画像の注目画素位置の動
きベクトル検出結果を前記動きベクトルテーブルから取
り出して当該画素を補正するデータ補正手段と、前記動
き検出手段によらない現フィールド画像の補正を行うデ
ータ分散処理手段と、前記現フィールド画像の濃度差分
布を検出する濃度勾配検出手段により、データ分散処理
による補正処理か又は前記動きベクトルテーブルによる
データ補正処理かを選択する切換手段とを具備すること
を特徴とする動画像表示装置。
【請求項１３】現フィールド画像及び前フィールド画
像の入力画像は、各Ｒ、Ｇ、Ｂ画像信号の成分割合を等
しくなるように変換した等価輝度画像信号であることを
特徴とする請求項１１または請求項１２記載の動画像表
示装置。