JPWO2008016036A1 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、これら技術には黒挿入率を上げて動画応答改善効果を上げれば上げる程輝度が低下するという問題点がある。
なお、フレームレート変換の方法は、補間フレームの作成方法でも単なるオリジナルフレーム複製方法でも構わない。
図2は一般的なホールド駆動のフレームレート変換および階調変換前のフレームの出力階調特性を示す図、図3は階調変換特性を示す図、図4は改善擬似インパルス駆動を採用した場合のフレームレート変換および階調変換後のサブフレームの出力階調特性を示す図、図5は改善擬似インパルス駆動を採用した場合のフレームレート変換およぶ階調変換後のサブフレームの透過率特性を示す図である。
このときの液晶の応答は、図5に示すように、インパルス波形に類似する擬似インパルスとなるので、ホールド型表示に起因する液晶動画応答が改善される。
特に、入力信号がPAL(Phase Alternation by Line)方式等の低フレームレートの場合はフリッカーの低減が顕著に現れ、フリッカーの低減が全く感じられない階調変換特性を選択すると、動画応答改善効果は殆ど認識できなくなり、フリッカーの低減動画応答改善効果の向上の両立が不可能であった。
たとえば処理領域検出部において、参照画像の時間的に前または後ろの画像情報からこの参照画像内の画像の動きが検出される。そして、この検出した動き検出結果と、参照画像内において、画像を構成する画素についてその周辺画素と所定値以上のレベル差のある成分を検出したレベル差検出結果とを含む信号が処理領域検出部から適応駆動部に出力される。
適応駆動部においては、処理領域検出部の出力信号に応じて、参照画像内の動きが検出される。そして、レベル差が検出された領域に改善擬似インパルス駆動が適応的に適用される。
より具体的には、本実施形態の画像処理装置は、改善擬似インパルス駆動を単にフレーム画像全体に適応させるのではなく、フレーム画像内から動画表示時のボケ感の発生源である動画のエッジ領域を検出し、この領域にのみ改善擬似インパルス駆動を適応的に適用させることにより、低フレームレートの場合においても動画応答改善効果とフリッカーの低減の両立を可能としている。
1.通常の表示フレームレート(たとえば60Hz)の2倍またはそれ以上のハイフレームレート(たとえば120Hz)で表示パネルを駆動する。
2.通常フレームレートの1枚のフレームをハイフレームレートの複数枚のサブフレーム(たとえば60Hz→120Hzの場合2枚のサブフレーム)にフレームレート変換を行い、かつ階調変換も行う。
なお、フレームレート変換の方法は、補間フレームを作成してもよいし、単なるオリジナルフレームの複製でも構わない。
3.ある画素の階調変換前のフレームの輝度とフレームレート変換後の複数枚のサブフレームの平均輝度が同じとなるような階調変換を行うので、輝度の低下は起こらない。
以下、本実施形態の上記2.の改善擬似インパルス駆動に対応する画像処理装置の構成、機能について具体的に説明する。
なお、本画像処理装置100に入力される映像信号SINのフレームレートは一例として60Hzとして説明する。
なお、フレームレート変換の方法は、動き検出による補間フレームを作成してもよいし、単なるオリジナルフレーム複製でも構わない。
図7の処理領域検出部120の処理概念図を使って、サブフレーム内の動画のエッジ領域検出方法の概要を説明する。
処理領域検出部120において、動き検出部121は各サブフレームの情報から動画像の動き検出を行い、図7(B)に示すように、サブフレームSFRM1−1,サブフレームSFRM2−1に対応した動き検出結果MD1−1,動き検出結果MD2−1を出力する。
このときの動き検出の方法は、ブロックマッチング法の動きベクトル検出方法でもよいし、フレーム間差分を利用したフレーム間動き検出方法でも構わない。
エッジ検出部122は各サブフレーム内のエッジ検出を行い、図7(C)に示すように、サブフレームSFRM1−1,サブフレームSFRM2−1に対応したエッジ検出結果ED1−1,エッジ検出結果ED2−1を出力する。
検出合成部123は、動き検出結果とエッジ検出結果の合成および各種調整処理(検出領域広げ、検出領域丸め、孤立点処理など)を行い、図7(D)に示すように、サブフレームSFRM1−1,サブフレームSFRM2−1に対応した検出合成結果DTC1−1,検出合成結果DTC2−1を信号S123として階調変換部130に出力する。
つまり検出合成部123からは動画表示時のボケ感の発生源である各サブフレーム内の動画のエッジ領域検出結果が検出合成結果DCT1−1,検出合成結果DCT2−1のように出力され、これが処理領域検出部120の出力となり、階調変換部130に入力される。
120Hzにフレームレート変換されたサブフレームSFRM1,2は処理領域検出部120および階調変換部130に入力される。
また、エッジ検出部122でサブフレーム内のエッジ成分が検出され、エッジ検出結果が検出合成部123に入力される。
そして、検出合成部123において、動き検出結果とエッジ検出結果とが合成され、合成結果が信号S123として階調変換部130に出力される。
また、第2適応階調変換部132において、処理領域検出部120の出力信号S123に応じてサブフレームSFRM2内の動画のエッジ領域にのみ選択的に階調変換が行われ、その結果がサブフレーム選択出力部133に入力される。
そして、サブフレーム選択出力部133においては、選択的に輝度変換されたサブフレームがサブフレームレートの120Hz毎に交互に選択されて液晶パネル140に出力される。
このとき、階調変換された動画のエッジ領域での液晶の応答は図8,図9、66.7〜83.3ms、100IREに示すような、擬似インパルスとなるので動画応答が改善され、それ以外の領域は通常のホールド型表示となる。
これにより、改善擬似インパルス駆動を単にフレーム画像全体に適応させた場合には不可能であった、低フレームレートの場合においての動画応答改善効果とフリッカーの低減の両立を実現している。
これにより、改善擬似インパルス駆動を単にフレーム画像全体に適応的に適用させた場合には不可能であった、低フレームレートの場合においての動画応答改善効果とフリッカーの低減の両立を実現することが可能である。
特に入力信号がPAL等の低フレームレートの場合は動画応答改善効果とフリッカーの低減の両立が可能となる利点がある。
Claims (11)
- 表示パネルに表示される画像を参照画像とした場合に、当該参照画像を、所定の表示駆動と、少なくとも2つの時間的に連続する画面の異なる明暗の階調により当該参照画像に対応する所定の1つの階調を表現する改善擬似インパルス駆動とにより上記表示パネルに表示可能な画像処理装置であって、
上記参照画像の時間的に前または後ろの画像情報から当該参照画像内の画像の動きを検出した動き検出結果と、当該参照画像内において、画像を構成する画素についてその周辺画素と所定値以上のレベル差のある成分を検出したレベル差検出結果とを含む出力信号を出力する処理領域検出部と、
上記処理領域検出部から出力される動き検出結果とレベル差検出結果とを含む出力信号に応じて、上記参照画像内の動きを検出し、かつ、上記レベル差が検出された領域に上記改善擬似インパルス駆動を適応的に適用する適応駆動部と、
を有する画像処理装置。 - 上記所定の表示駆動による画面は、明るさが略等しい少なくとも2つの連続する画面を含む
請求項1記載の画像処理装置。 - 上記処理領域検出部が検出する所定値以上のレベル差のある成分は画像の輪郭を構成するエッジ成分であり、
上記適応駆動部は画面内のエッジ成分が検出された領域にのみ選択的に上記改善擬似インパルス駆動を適用する
請求項1記載の画像処理装置。 - 複数のサブフレームにより入力映像信号の1つのフレームに対応する画像信号を出力する画像処理装置であって、
時間的に連続する上記複数のサブフレームからサブフレーム内の画像の動きを検出する第1の検出部、およびサブフレーム内において、画像を構成する画素についてその周辺画素と所定値以上のレベル差のある成分を検出する第2の検出部を含む処理領域検出部と、
上記処理領域検出部において検出された動き検出値とレベル差の検出値に応じて、上記第1および第2の検出部により上記複数のサブフレームのうち対応するサブフレーム内の動きの検出された上記レベル差のある成分の領域に階調変換を行う複数の適応階調変換部、および選択的に階調変換された各サブフレームをサブフレームレート毎に切替て選択して出力するサブフレーム選択出力部を含む階調変換部と、
を有する画像処理装置。 - 上記各適応階調変換部は、上記画像信号より明るいレベルと暗いレベルにそれぞれ対応する所定の特性に従った階調変換を行う
請求項4記載の画像処理装置。 - 上記各適応階調変換部により変換された複数のサブフレームを改善擬似インパルス駆動で表示した時のある画像の輝度は、変換前の入力信号の1フレームを上記所定の表示駆動で生じたした時の輝度と略等しい
請求項4記載の画像処理装置。 - 入力映像信号のフレームを当該フレームより高いレートの複数のサブフレームに変換し、上記変換したサブフレームを、上記処理領域検出部および上記階調変換部に出力するフレームレート変換部を、さらに有する
請求項4記載の画像処理装置。 - 上記処理領域検出部の第2の検出部が検出する所定値以上のレベル差のある成分は画像の輪郭を構成するエッジ成分であり、
上記階調変換部の各適応階調変換部はサブフレーム画像内の第1の検出部で動きと検出され、かつ第2の検出部でエッジ成分と検出された領域に対して選択的に階調変換を行う
請求項4記載の画像処理装置。 - 上記各適応階調変換部は、上記画像信号より明るいレベルと暗いレベルにそれぞれ対応する所定の特性に従った階調変換を行う
請求項8記載の画像処理装置。 - 入力映像信号のフレームを当該フレームより高いレートの複数のサブフレームに変換し、上記変換したサブフレームを上記処理領域検出部および上記階調変換部に出力するフレームレート変換部を、さらに有する
請求項8記載の画像処理装置。 - 複数のサブフレームにより入力映像信号の1つのフレームに対応する画像信号を出力する画像処理方法であって、
時間的に連続する上記複数のサブフレームからサブフレーム内の画像の動きを検出する第1ステップと、
サブフレーム内において、画像を構成する画素についてその周辺画素と所定値以上のレベル差のある成分を検出する第2ステップと、
上記第1および第2ステップにより上記複数のサブフレームのうち対応するサブフレーム内の動きの検出された上記レベル差のある成分の領域に階調変換を行う第3ステップと、
選択的に階調変換された各サブフレームをサブフレームレート毎に切替て選択して出力する第4ステップと、
を有する画像処理方法。
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