KR20020002229A - 화상 처리 장치 및 방법 및 화상 표시 시스템 - Google Patents

화상 처리 장치 및 방법 및 화상 표시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화질의 열화를 가급적 방지한다.
입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 취득하는 입력 전환 스위치부(12)와, 이 입력 전환 스위치부에 의해서 취득된 프레임 화상이 기록되는 입력 프레임 메모리(131-13m)와, 흑 래스터 화상을 생성하는 흑 래스터 화상 생성부(14)와, 화상 정보 및 입력 동기 신호 및 출력 동기 신호에 기초하여 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 간에 보간 화상을 생성하거나, 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 화상 변환 처리부(15)와, 출력 프레임 화상을 기록하는 출력 프레임 메모리(171-17n)와, 출력 프레임 메모리에 기록된 출력 프레임 화상으로부터 출력 화상 신호 및 출력 동기 신호를 추출하여 표시 장치(50)로 송출하는 출력 제어 스위치부(18)를 갖는 화상 신호 변환부(10)를 구비한다.

Description

화상 처리 장치 및 방법 및 화상 표시 시스템{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND METHOD AND IMAGE DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 화상 처리 장치 및 방법 및 화상 표시 시스템에 관한 것이다.
종래의 화상 표시 장치로서는 화상의 기입 후, 형광체의 잔광 시간만 계속해서 발광하는 임펄스형 표시 장치(예를 들면 CRT나 필드에미션형 표시 장치(이하, FED로 부름))와, 새롭게 화상의 기입이 행해질 때까지 전 프레임의 표시를 계속해서 유지하는 홀드형 표시 장치(예를 들면 액정 표시 장치(이하, LCD로 부름), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(이하, ELD로 부름) 등)의 2종류가 있다. 이 밖에도 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP로 부름)이나 필름을 이용한 프로젝터가 있다. PDP는 시간축 방향에서 계조 표시를 행하는 방식으로 1프레임 기간 걸쳐서 표시를 행하기 때문에 일종의 홀드형으로 생각된다. 또한 필름을 이용한 프로젝터는 화상의 조사와 비조사를 1프레임 기간 중에 행하는 혼성형으로 생각된다. 혼성형의 다른 수단으로서 LCD와 셔터를 이용한 방식이 일본 방송 협회에 의해 제안되고(특개평9-325715호 공보 참조), LCD와 점멸식 백 라이트를 이용한 방식이 인터내셔널·비즈니스·머신즈·코퍼레이션(international business machines corp)에 의해 제안되고 있다(특개평11-109921호 공보 참조).
홀드형 표시 장치의 문제점은 동화상 표시시 생기는 흐려짐 현상이나 불연속 표시 현상이다. 흐려짐 현상은 도 16에 도시한 바와 같이, 동체의 움직임에 눈이 따라 움직이는 경우, 전 프레임의 화상으로부터 다음 프레임의 화상으로 그림이 전환되는 기간도 동일한 전 프레임의 화상이 계속해서 표시되고 있음에도 불구하고, 눈이 전 프레임 화상 상을 이동하면서 관찰하는 것에 의해 발생한다. 즉 눈의 추종 운동은 연속성이 있고, 정밀하게 샘플링되기 때문에, 결과로서 제1 프레임과 제2 프레임 사이의 화상을 메우도록 시각적으로 인식함으로써 흐려짐으로서 관찰된다. 한편, 불연속 표시 현상은 고정 시점으로 관찰한 경우에 발생하고, 도 17에 도시한 바와 같이, 전 프레임과 다음 프레임의 재기록시 전 프레임의 화상과 다음 프레임의 화상이 거의 동시에 관찰되는 것에 의한다. 이들은 동체의 속도에 의존하고, 동체 속도가 빨라지면 전 프레임 화상과 다음 프레임 화상 간의 상관이 낮아져 보다 현저하게 관찰된다.
한편, 임펄스형 표시 장치의 문제점은 동화상 표시시에 있어서의 화면 끊어짐 현상이다. 이 화면 끊어짐 현상은 상기 불연속 표시 현상과 동일하게 관찰되는 것이지만, 발생 요인이 다르기 때문에 표현을 바꿔 나타내고 있다. 화면 끊어짐 현상도 고정 시점으로 하여 동체를 관찰한 경우에 생긴다. 이것은 동체의 속도와 프레임 주파수(프레임 주기의 역수)에 의존하고, 프레임 주파수에 대하여 동체 속도가 빨라지면, 망막 상으로는 시계열로 정확한 영상을 투영해 내고 있지만, 도 18에 도시한 바와 같이 전 프레임과 다음 프레임 사이의 영상이 없어져 뇌 내에서의 보간 처리가 충분히 행해지지 않게 되기 때문이라고 생각된다. 발명자들의 실험에의하면 프레임 주파수 480㎐의 고속으로 재기입 가능한 모니터 상에 1프레임 기간 그림을 표시하고, 7프레임 기간 표시를 행하지 않는 방식으로 화상을 표시한 경우, 물체의 움직임이 띄엄띄엄 표시되어 있는 것이 확인되었다. 한편, 모든 프레임에 그림을 표시한 경우에는 현실의 세계와 거의 마찬가지로 동체는 약간 흐려지게 관찰되었다. 이와 같은 고정 시점이 발생할 수 있는 상황이지만, 예를 들면 디지털 텔레비전에 있어서 표시되는 화상 정보와 독립적으로 문자 정보가 보내어져 온 경우에, 배경의 영상에 문자가 중첩되어 표시됨으로써 문자 관찰시에 발생할 수 있다.
이와 같이 종래의 화상 표시 장치에서는, 표시되는 내용에 의해서는 화질이 열화된다고 하는 문제가 있었다. 또, 이들의 화질 열화는 컴퓨터 그래픽스 등을 사용한 영상이나 고속 셔터 비디오 카메라에 의한 촬영 화상 등 윤곽이 선명한 화상이 증가함에 따라서 보다 현저해진다고 생각된다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있는 화상 처리 장치 및 화상 처리 방법 및 화상 표시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 화상 표시 시스템의 제1 실시예의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 화상 표시 시스템에 따른 움직임 판별부의 한 구체예의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 화상 표시 시스템에 따른 화상 신호 변환부의 한 구체예의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 화상 신호 변환부에 의해서 생성되는 보간 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 5는 화상 신호 변환부에 의해서 생성되는 보간 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 6은 화상 신호 변환부에 의해서 생성되는 보간 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 7은 화상 신호 변환부에 의해서 생성되는 보간 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 8은 제1 실시예에 있어서 표시 방식 제어 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 의한 화상 표시 시스템의 제2 실시예의 구성을 나타내는 블록도.
도 10은 제2 실시예에 있어서, 표시 방식 제어 신호 및 동화상·정지 화상 지시 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고속 리프레시 표시 장치의 특성을 설명하는 도면.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고속 리프레시 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예가 특히 효과를 발휘하는 경우의 예를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 있어서 동체의 이동 속도를 구하는 일 방식을 설명하는 도면.
도 15는 화면 끊어짐 현상이 발생하지 않는 표시 화상 내의 동체의 속도와, 프레임 주파수와의 관계를 나타내는 그래프.
도 16은 종래의 홀드형 표시 장치에 있어서의 흐려짐 현상을 설명하는 도면.
도 17은 종래의 홀드형 표시 장치에 있어서의 표시 불연속 현상을 설명하는 도면.
도 18은 종래의 임펄스형 표시 장치에 있어서의 화면 끊어짐 현상을 설명하는 도면.
도 19는 제1 실시예에 있어서 표시 방식 제어 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 20은 제1 실시예에 있어서 표시 방식 제어 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 21은 제1 실시예에 있어서 표시 방식 제어 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 22는 제1 실시예에 있어서 표시 방식 제어 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성을 설명하는 도면.
도 23은 제6 실시예의 구성을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 화상 처리 장치
10 : 화상 신호 변환부
12 : 입력 전환 스위치
131-13m: 입력 프레임 메모리
14 : 흑 래스터 화상 생성부
15 : 화상 변환 처리부
171-17n: 출력 프레임 메모리
18 : 출력 제어 스위치
20 : 움직임 판별부
30 : 클럭 생성 회로
40 : 동화상·정지 화상 지시부
본 발명에 의한 화상 처리 장치는 프레임 화상마다 화상을 전환하여 표시하는 표시 장치에 표시해야 할 화상의 화상 정보에 기초하여, 상기 표시해야 할 화상의 화상 신호인 입력 화상 신호 및 이 화상 신호의 동기 신호인 입력 동기 신호를 상기 표시 장치의 표시에 적합한 화상의 화상 신호인 출력 화상 신호 및 이 화상신호의 동기 신호인 출력 동기 신호로 변환하는 화상 신호 변환부를 구비하고, 상기 화상 신호 변환부는 프레임 화상이 기록되는 입력 프레임 메모리와, 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 상기 입력 프레임 메모리로 송출하는 입력 전환 스위치부와, 흑 래스터 화상을 생성 또는 기억한 흑 래스터 화상 생성부와, 상기 화상 정보 및 상기 입력 동기 신호 및 상기 출력 동기 신호에 기초하여 상기 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 상기 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 화상 변환 처리부와, 상기 출력 프레임 화상을 기록하는 출력 프레임 메모리와, 상기 출력 프레임 메모리에 기록된 상기 출력 프레임 화상으로부터 상기 출력 화상 신호 및 상기 출력 동기 신호를 추출하여 상기 표시 장치로 송출하는 출력 제어 스위치부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 화상 정보는 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 나타내는 정보이고, 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 움직임 판별부를 구비하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 움직임 판별부는 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하고, 연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 상관을 구하고, 이 상관 결과에 기초하여 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하도록 구성해도 좋다.
또, 상기 움직임 판별부는 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하는 전환 스위치부와, 이 전환 스위치부에 의해서 취득된 프레임 화상을 기억하는 복수의 프레임 메모리와, 연속하여 취득한 2개의 프레임 화상의 차분 신호를 연산하고, 이 연산 결과에 기초하여 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하도록 구성해도 좋다.
또, 상기 화상 신호 변환부는 상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고, 상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고, 상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고, 상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 또는 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하도록 구성해도 좋다.
또, 상기 화상 신호 변환부는 상기 표시 장치에 표시해야 할 화상의 종류가 동화상인지 정지 화상인지를 지시하는 동화상·정지 화상 지시 신호와 상기 움직임 판별부의 출력에 기초하여, 상기 입력 프레임 화상으로부터 상기 출력 프레임 화상을 생성하도록 구성해도 좋다.
또한, 본 발명에 의한 화상 처리 방법은 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 표시 장치에 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 취득하는 단계와, 이 취득된 프레임 화상을 입력 프레임 메모리에 기록하는 단계와, 흑 래스터 화상을 생성하는 단계와, 상기 표시해야 할 화상의 화상 정보 및 상기 입력 동기 신호 및 출력 동기 신호에 기초하여 상기 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 상기 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 화상 표시 시스템은 본 발명에 따른 화상 처리 장치와, 상기 표시 장치를 구비하고, 상기 표시 장치는 상기 출력 화상 신호의 기입 후에 자연 소광하는 형광체를 갖는 임펄스형 표시 장치인 것을 특징으로 한다
또한, 본 발명에 의한 화상 표시 시스템은 본 발명에 따른 화상 처리 장치와, 상기 표시 장치를 구비하고, 상기 표시 장치는 상기 출력 화상 신호의 기입 후라도 다음에 기입이 행해질 때까지 화상을 계속해서 유지하는 홀드형 표시 장치인 것을 특징으로 한다.
<실시예>
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 이하에 설명한다.
(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예를 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 이 제1 실시예는 화상 표시 시스템이고, 그 구성을 도 1에 도시한다. 이 실시예의 화상 표시 시스템은 화상 처리 장치(1)와, 고속 리프레시 표시 장치(50)를 구비하고 있다. 화상 처리 장치(1)는 화상 신호 변환부(10)와, 움직임 판별부(20)와, 클럭 생성 회로(30)를 구비하고 있다.
화상 신호 변환부(10)는 움직임 판별부(20)로부터의 표시 방식 제어 신호 및 클럭 생성 회로(30)로부터의 클럭 신호에 기초하여 영상 소스(예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, DVD(Digital Versatile Disk), NTSC 신호원 및 HDTV 신호원 등)측으로부터 보내져 오는 입력 화상 신호 Sv1및 입력 동기 신호 Ss1을 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호 Ss2로 각각 변환하고, 고속 리프레시 표시 장치(50)로 송출한다. 또, 입력 화상 신호 Sv1과 출력 화상 신호 Sv2및 입력 동기 신호 Ss1과 출력 동기 신호 Ss2는 각각 후술하는 바와 같이 반드시 동일한 것은 아니다. 입력 화상 신호 Sv1과 입력 동기 신호 Ss1은 상기 영상 소스측에 의해서 결정되는 신호 형식이고, 출력 화상 신호 Sv2와 출력 동기 신호 Ss2는 고속 리프레시 표시 장치(50)에 의해서 결정되는 신호 형식이다. 그리고 변환 처리를 위해 이들의 신호는 클럭 생성 회로(30)로부터 출력되는 클럭 신호 CLK에 의해서 래치된다. 또, 상기 화상 신호 등을 래치하기 위한 클럭 신호 CLK는 외부로부터 화상 신호 변환부(10)로 입력하도록 해도 좋다. 이 경우에는 클럭 생성 회로(30)가 불필요해진다.
또한, 고속 리프레시 표시 장치(50)는 프레임마다 화상을 전환하여 표시하는표시 장치이다. 이 표시 장치가 멀티 스캔 컨버터를 갖고 있는 경우에는, 화상 신호 변환부(10)로부터 출력되는 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호 Ss2의 수평 및 수직 주파수는 고속 리프레시 표시 장치(50)의 표시 가능한 최대 수평 주파수 및 최대 수직 주파수 이하의 주파수가 되도록 설정된다. 따라서, 임의의 입력 프레임 주파수(입력 동기 신호 Ss1의 수직 주파수) 및 표시 가능한 최대 수직 주파수 이하의 임의의 출력 프레임 주파수(출력 동기 신호 Ss2의 수직 주파수)에 대응할 수 있는 멀티 프레임 컨버터가 된다.
다음에 움직임 판별부(20)에 대하여 설명한다. 움직임 판별부(20)는 영상 소스로부터 보내어져 오는 입력 화상 신호 Sv1및 입력 동기 신호 Ss1에 기초하여 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하고, 연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 상관을 조사하여 상기 2개의 프레임 화상이 동화상인지 또는 정지 화상인지의 판별을 행한다. 이 판별 결과는 표시 방식 제어 신호에 포함된 화상 정보로서 화상 신호 변환부(10)로 송출된다.
이 움직임 판별부(20)의 한 구체예의 구성을 도 2에 도시한다. 이 구체예의 움직임 판별부(20)는 전환 스위치(21)와, 프레임 화상을 기억하는 n(n≥2)개의 제1 내지 제n 프레임 메모리(221, … 22n)와 차분 신호 검출부(23)를 구비하고 있다. 영상 소스로부터 보내어져 오는 입력 영상 신호 Sv1및 입력 동기 신호 Ss1에 기초하여 전환 스위치(21)에 의해서 프레임 화상이 소정의 간격으로 취득되고, 프레임 메모리(221, … 22n)에 순차, 시계열적으로 기입된다. 여기서 소정의 간격이란, 예를 들면 1/60 sec 간격을 의미한다. 이 때문에, 영상 소스로부터 보내어져 와서 영상 신호 변환 처리부(10)에 입력되는 입력 화상의 프레임 주파수에 따라서, 프레임 메모리(221, … 22n)에 기억되는 프레임 화상의 프레임 번호가 다르다. 예를 들면 입력 화상의 프레임 주파수가 60㎐인 경우에는, 첫번째의 프레임 화상은 제1 프레임 메모리(221)에 기록되고, 두번째의 프레임 화상은 제2 프레임 메모리(222)에 기록되고, 제n(n≥2)번째의 프레임 화상은 제n 프레임 메모리(22n)에 기록된다. 그리고, 제n+1번째의 프레임 화상은 제1 프레임 메모리(221)에 기록된다. 따라서 k(i≥1)번째의 프레임 화상은 k를 n으로 제산했을 때의 몫을 r로 하면, 몫 r이 영이 아닐 때는 제r 프레임 메모리(22r)에 기록되게 된다. 또, 몫 r이 영일 때는 제n 프레임 메모리(22n)에 기록된다. 또한, 입력 화상의 프레임 주파수가 240㎐인 경우에는, 예를 들면 k를 자연수(k≥1)로 하고, k를 n으로 제산했을 때의 몫을 r로 하면, 몫 r이 영이 아닐 때는 4k-3번째의 프레임 화상이 제r 프레임 메모리(22r)에 기록된다. 또, 몫 r이 영일 때는 제n 프레임 메모리(22n)에 기록된다. 즉, 4프레임 화상 걸러서(1/60sec 걸러서) 프레임 메모리(221, … 22n)에 기록된다. 또한, 입력 화상의 프레임 주파수가 480㎐인 경우에는, 예를 들면 k를 자연수(k≥1)로 하고, k를 n으로 제산했을 때의 몫을 r로 하면, 몫 r이 영이 아닐 때는 8k-7번째의 프레임 화상이 제r 프레임 메모리(22r)에 기록된다. 또 몫 r이 영일 때는 제n 프레임 메모리(22n)에 기록된다. 즉, 8프레임 화상 걸러서(1/60sec 걸러서) 프레임 화상이 프레임 메모리(221, … 22n)에 기록된다.
이와 같이 하여 소정의 간격(상술한 설명에서는 1/60sec)의 프레임 화상을 취득한다. 그리고 이들의 프레임 화상의 상관으로부터 동화상인지 정지 화상인지의 판별을 차분 신호 검출부(23)에 의해서 행한다.
차분 신호 검출부(23)는 2개의 연속된 번호의 프레임 메모리(예를 들면, 제 i(i=1, …, n-1) 프레임 메모리와 제i+1 프레임 메모리, 또는 제n 프레임 메모리와 제1 프레임 메모리)에 저장된 2개의 프레임 화상 간의 차분, 즉 대응하는 화소 간의 화상 신호의 차분을 취함으로써, 프레임 화상 간의 상관을 조사한다. 차분은 화상 신호의 모든 비트(예를 들면 화상 신호가 8피트이면 8비트)에서 행할 필요는 없고, 상위 4비트에서만 검출해도 좋다. 이 경우에는 프레임 메모리(221, … 22n)의 각각은 각 화소의 화상 신호의 상위 4비트 값만을 기록할 수 있도록 구성하면 좋고, 모든 비트를 기록하는 경우에 비해 용량을 적게 할 수 있다.
다음에 상기 차분 연산 결과에 기초하여 동화상인지 정지 화상인지의 판별 방법에 대하여 설명한다
상기 2개의 프레임 화상의 대응하는 화소 간의 화상 데이터의 차분이 모든 화소에 있어서 영인 경우에는 정지 화상으로 판별하고, 그 이외의 경우를 동화상으로 판별해도 좋다. 또한 임계치를 설정하고, 상기 차분의 절대치가 상기 임계치이상이 되는 화소가 있으면 동화상으로 판별해도 좋다. 또한 차분의 절대치를 모든 화소 혹은 일정한 간격으로 샘플링된 화소(예를 들면, 3화소 간격)에 대하여 가산하고, 이 가산치가 임계치 이상으로 된 경우에는 동화상으로 판별해도 좋다. 또, 이 판별 결과는 표시 방식 제어 신호에 포함된 정보로서 화상 신호 변환부(10)로 송출한다.
다음에 화상 신호 변환부(10)의 한 구체예의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다. 이 구체예의 화상 신호 변환부(10)는 입력 전환 스위치(12)와, m개의 제1 내지 제m 입력 프레임 메모리(131, …, 13m)와, 흑 래스터 화상 생성부(14)와, 화상 변환 처리부(15)와, n개의 제1 내지 제n 출력 프레임 메모리(171, …, 17n)와, 출력 제어 스위치(18)를 구비하고 있다.
영상 소스로부터 보내어져 오는 입력 화상 신호 Sv1및 입력 동기 신호 Ss1에 기초하여 입력 전환 스위치(12)에 의해서 프레임 화상이 취득되고, m개의 제1 내지 제m 입력 프레임 메모리(131, …, 13m)에 순차 기록된다. 또 입력 프레임 화상이 어떤 입력 프레임 메모리에 기록되었는지를 나타내는 입력시 어드레스 신호가 입력 전환 스위치(12)로부터 화상 변환 처리부(15)로 보내어진다. 화상 변환 처리부(15)는 동기 신호 Ss1, Ss2및 움직임 판별부(20)로부터의 표시 방식 제어 신호 Sc및 입력 전환 스위치(12)로부터의 입력시 어드레스 신호에 기초하여, 기록된 프레임 화상을 그대로 출력 프레임 화상으로서 출력하거나, 2개의 연속된 번호의프레임 메모리에 기록된 2개의 프레임 화상 사이의 보간 화상을 생성하여 이 보간 화상을 출력 프레임 화상으로서 출력하거나, 혹은 흑 래스터 화상 생성부(14)에 의해서 생성된 흑 래스터 화상을 출력 프레임 화상으로서 출력한다. 이 출력 프레임 화상은 제1 내지 제n 출력 프레임 메모리(171, …, 17n)에 순차 기록된다. 또, 출력 프레임 화상이 어떤 출력 프레임 메모리에 기록되었는지를 나타내는 출력시 어드레스 신호가 화상 변환 처리부(15)로부터 출력 제어 스위치(18)로 보내어진다. 그리고 기록된 출력 프레임 화상은 출력 제어 스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호 Ss2로서 고속 리프레시 표시 장치(50)로 보내어진다.
도 3에 도시한 화상 신호 변환부(10)의 입력 프레임 메모리의 개수 m은, 화상 변환 처리부(15)에 있어서 보간 화상을 만드는 데 필요한 처리 시간이 움직임 판별부(20)에 있어서의 프레임 화상의 취득 시간 간격(예를 들면 1/60sec)과 동일한 경우에는 동기 신호 Ss1이 60㎐일 때는 3(=60/60+2)개, 240㎐일 때는 6(=240/60+2)개, 480㎐일 때는 10(=480/60+2)개가 필요해진다. 「+2」개로 되어 있는 이유는 보간 화상을 만들기 위한 프레임 메모리 1개와, 보간 화상을 만들고 있는 동안 새로운 화상을 입력하기 위한 프레임 메모리 1개와의 합계 2개가 여분으로 필요해지기 때문이다.
또한, 보간 화상을 만드는 데 필요한 처리 시간이 움직임 판별부(20)에 있어서의 프레임 화상의 취득 시간보다도 빠른 경우에는, 입력 프레임 메모리(131, …,13m)의 개수 m은 2장의 프레임 화상을 입력하기 위한 프레임 메모리 2개와, 보간 화상을 작성하기 위한 프레임 메모리 1개와의 합계 3개가 필요해진다.
다음에 화상 신호 변환부(10)의 움직임에 대하여 설명한다. 화상 신호의 변환은 기본적으로 입력 동기 신호 Ss1의 수직 주파수(입력 프레임 화상의 리프레시 레이트)와 출력 동기 신호 Ss2의 수직 주파수(출력 프레임 화상의 리프레시 레이트)를 비교함으로써 결정된다.
입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 출력 프레임 화상으로서 보간 화상을 생성할 필요는 없고, 제1 내지 제m 입력 프레임 메모리(131, …, 13m)에 순차 기록된 입력 프레임 화상을 그대로 출력 프레임 화상으로서 제1 내지 제n 출력 프레임 메모리(171, …, 17n)에 순차로 보내어 기록시키거나, 또는 입력 프레임 화상 사이에 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 출력 프레임 화상으로서 제1 내지 제n 출력 프레임 메모리(171, …, 17n)에 순차로 보내어 기록시킨다. 그리고, 제1 내지 제n 출력 프레임 메모리(171, …, 17n)에 기록된 출력 프레임 화상으로부터 출력 제어 스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호 Ss2로서 추출하여 고속 리프레시 표시 장치(50)로 송출한다.
한편, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 프레임 수를 늘릴 필요가 있고, 이 때문에 보간 화상을 생성하거나, 혹은 흑 래스터 화상을 삽입한다. 이 보간 화상의 생성에 대하여 이하 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 4는 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 360㎐이고 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 경우의 보간 화상의 생성을 설명하는 도면이고, 도 5는 이 때의 입력 프레임 화상의 입력 프레임 메모리로의 입력 방법 및 출력 프레임 화상의 출력 프레임 메모리로의 입력 방법을 설명하는 도면이다.
우선 도 5에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 A가 제1 입력 프레임 메모리(131)로, 입력 프레임 화상 B가 제2 입력 프레임 메모리(132)로, 입력 프레임 화상 C가 제3 입력 프레임 메모리(133)로 입력되어 기록된 후, 입력 프레임 화상 D가 제1 입력 프레임 메모리(131)로, 입력 프레임 화상 E가 제2 입력 프레임 메모리(132)로, 입력 프레임 화상 F가 제3 입력 프레임 메모리(133)로 반복하여 기록된다. 각 입력 프레임 화상의 입력 제어는 입력 전환 스위치(12)에 의해서 행한다.
입력 전환 스위치(12)로부터 화상 변환 처리부(15)로, 입력 프레임 화상과 입력 프레임 메모리의 어드레스의 관계를 나타내는 입력시 어드레스 신호를 보낸다. 그렇게 하면 화상 변환 처리부(15)에서는 시간축을 맞춰서 입력 프레임 화상으로부터 보간 화상을 생성한다. 예를 들면 입력 프레임 화상 A는 화상 변환 처리부(15)에 의해서 화상 변환되지 않고서 출력 프레임 화상 a로서, 제1 출력 프레임메모리(171)로 보내어져 기록된다(도 4, 도 5 참조). 입력 프레임 화상과, 출력 프레임 화상에서는 1프레임의 간격이 1/1440sec(=1/360-1/480)만큼 다르다. 이 때문에 입력시 어드레스 신호에 기초하여 입력 프레임 화상 A와 입력 프레임 화상 B로부터 시간축 방향으로 시프트(입력 프레임 화상 B로부터 봐서 1/1440sec 앞으로 시프트)한 보간 화상을 화상 변환 처리부(15)가 생성하고, 이 생성한 보간 화상을 출력 프레임 화상 b로서 출력하고(도 4 참조), 제2 출력 프레임 메모리(172)에 기록한다(도 5 참조). 또, 이 보간 화상 b를 생성하고 있는 동안, 입력 프레임 화상 C가 제3 입력 프레임 메모리(133)에 입력되어 기록된다(도 5 참조). 또한, 보간 화상 b가 제2 출력 프레임 메모리(172)에 기록되고 있는 동안 출력 프레임 화상 a는 출력 제어 스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2로서 출력된다.
보간 화상 b의 생성이 종료되고, 또한 입력 프레임 화상 C가 제3 프레임 메모리(133)로의 기록이 종료된 후, 입력 프레임 화상 B로서 입력 프레임 화상 C로부터 시간축 방향으로 시프트(입력 프레임 화상 C로부터 봐서 1/720sec 앞으로 시프트)한 보간 화상 c를 생성하고, 이 생성한 보간 화상 c를 출력 프레임 화상 C로서 출력하고, 제1 출력 프레임 메모리(171)에 기록한다(도 5 참조).
또, 보간 화상 c를 생성하고 있는 동안, 입력 프레임 화상 D를 제1 입력 프레임 메모리(131)에 입력하여 기록한다(도 5 참조). 또한, 보간 화상 c가 제1 출력 프레임 메모리(171)에 기록되고 있는 동안, 출력 프레임 화상 b는 출력 제어스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2로서 출력된다.
보간 화상 c의 생성이 종료되고, 입력 프레임 화상 D의 기록이 종료되면, 입력 프레임 화상 C와 입력 프레임 화상 D로부터 시간축 방향으로 시프트한 보간 화상 d를 생성하고, 이 보간 화상 d를 출력 프레임 화상 d로서 제2 출력 프레임 메모리(172)에 기록한다(도 4, 도 5 참조). 또, 이 보간 화상 d를 생성하고 있는 동안, 입력 프레임 화상 E를 제2 프레임 메모리(132)에 기록한다(도 5 참조). 또한, 보간 화상 d가 기록되고 있는 동안, 출력 프레임 화상 C는 출력 제어 스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2로서 출력된다.
계속해서 입력 프레임 화상 D는 그대로 출력 프레임 화상 e로서 출력되어 제1 출력 프레임 메모리(171)에 기록된다. 이 때, 입력 프레임 화상 F가 제3 입력 프레임 메모리(133)에 입력되어 기록됨과 함께, 출력 프레임 화상 d가 제2 출력 프레임 메모리(172)로부터 출력 제어 스위치(18)를 통해 출력 화상 신호 Sv2로서 출력된다. 이와 같이 하여 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 얻을 수 있다.
도 4, 도 5에 있어서는 입력 프레임 화상 A와 출력 프레임 화상 a를 동일하게 하고 있기 때문에, 입력 프레임 메모리 및 출력 프레임 메모리의 수를 각각 5프레임만큼 줄일 수도 있다. 또한, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 2개분의 입력 프레임 화상으로부터 1개분의 출력 프레임 화상을 작성하고 있기 때문에, 입력 프레임 화상용으로 3프레임만큼(2개의 프레임 화상을 처리하고 있는 동안 다른 프레임 메모리에 화상을 입력하기 위해서), 출력 프레임 화상용으로 2프레임만큼(1개는 보간 화상, 다른 1개는 흑 래스터용으로서 하고 있지만, 흑 래스터용으로서 특히 구비하고 있지 않아도 실현은 가능) 줄일 수도 있다. 또, 이 경우에는 보간 화상의 생성 처리 속도가 입력 화상의 주파수와 동일할 필요가 있다.
한편, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 프레임 화상을 추출하여 처리하거나 보간 화상을 생성하거나 혹은 흑 래스터 화상을 삽입한다. 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트의 정수배로 되어 있는 경우(예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐인 경우)는 도 6에 도시한 바와 같이 단순하게 하나 걸러서 추출할 수 있다. 그 이외의 경우(예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 360㎐인 경우)는 도 7에 도시한 바와 같이 보간 화상을 생성한다. 보간 화상의 생성은 상술한 것과 동일하게 하면 좋고, 입력 프레임 화상 B와 입력 프레임 화상 C로부터 시간축 방향으로 시프트(B로부터 봐서 1/1440sec 뒤로 시프트)한 보간 화상 b를 생성하여 이것을 출력 프레임 화상 b로 하고, 입력 프레임 화상 C와 입력 프레임 화상 D로부터 출력 프레임 화상 c를 순차 작성해 간다. 도 7에서도 입력 프레임 화상 A와 출력 프레임 화상 a를 동일한 것으로 하고 있기 때문에, 입력 프레임 메모리 및 출력 프레임 메모리의 수를 각각 6프레임만큼 줄일 수도 있고, 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 2프레임분의 입력프레임 화상으로부터 1프레임분의 출력 프레임 화상을 작성하고 있기 때문에, 입력 프레임 화상용으로 3프레임만큼(2장의 프레임 화상을 처리하고 있는 동안 다른 프레임 메모리에 화상을 입력하기 위해서), 출력 프레임 화상용으로 2프레임만큼(1장은 보간 화상, 다른 1장은 흑 래스터용으로 하고 있지만, 흑 래스터용으로서 특히 구비하고 있지 않아도 실시는 가능)으로 할 수도 있다.
표시 방식 제어 신호를 생성하는 데에 있어서 필요한 다른 정보로서 고속 리프레시 표시 장치(50)가 임펄스형인지 홀드형인지를 나타내는 신호가 있고, 이 신호에 대해서는 접속하는 고속 리프레시 표시 장치(50)측으로부터 신호를 수신한다. 이 표시 시스템에 의해 출력되는 화상의 예를 후에 상술한다. 흑 래스터 화상 생성부(14)에서는 홀드형 표시 장치를 기교적으로 임펄스형 표시 장치로서 사용하는 경우의 리세트 기간에 표시하는 화상을 생성하는 것으로서 사용한다. 여기서 흑 래스터 화상은 반드시 흑이 아니더라도 좋고, 시감도가 낮은 청색이나 마젠더색이라도 좋지만, 콘트라스트를 유지할 수 있도록 휘도는 낮은 것이 바람직하다.
표시 방식 제어 신호에 기초하여 화상 신호 변환부(10)는 출력 화상 신호 및 출력 동기 신호를 다음과 같이 제어한다. 예를 들면 정지 화상으로 판별된 경우에는 출력 화상 신호와 출력 동기 신호의 출력을 지시하는 신호로 하고, 동화상으로 판별한 경우에는 홀드형 표시 장치에 대해서는 보간 화상의 출력과 출력 동기 신호의 출력을 지시하는 신호 혹은 흑 래스터 화상의 출력과 출력 동기 신호의 출력을 지시하는 신호를, 임펄스형 표시 장치에 대해서는 출력 화상 신호 및 출력 동기 신호의 출력 정지를 지시하는 신호 혹은 보간 화상의 출력과 출력 동기 신호의 출력을 지시하는 것으로 한다. 표시 방식 제어 신호로서는 기본적으로 동화상과 정지 화상 판별 결과를 지시하게 되지만, 상기한 바와 같이 표시 장치의 종류(홀드형 또는 임펄스형)에 의해서 그 지시 방법이 다르기 때문에, 표시 장치측으로부터 홀드형인지 임펄스형인지를 나타내는 신호를 움직임 판별부에 입력하고, 동화상·정지 화상의 판별 결과와 표시 장치의 종류와의 조합에 따라서 미리 설정해 둘 수 있다.
또, 이 실시예에 있어서는, 움직임 판별부(20)에서는 각 프레임의 차분 신호를 받아들여 변화량이 큰 경우에는 움직임이 빠른 동화상으로 하고, 변화량이 작은 경우에는 움직임이 느린 동화상으로 하고, 변화가 없는 경우에는 정지 화상으로 판별한다. 판별 결과는 표시 방식 제어 신호로서 출력 제어 스위치(18)로 보내어지고, 표시 방식을 나타내는 신호와 동화상·정지 화상 지시 신호에 따라서 고속 리프레시 표시 장치(50)로의 출력 화상(출력 화상 신호 및 출력 동기 신호)이 만들어진다.
다음에 이 제1 실시예에 따른 화상 신호 변환부(10)의 표시 방식 제어 신호 Sc에 따른 출력 프레임 화상의 생성에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서는 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐라고 가정한다(도 8 참조).
또한 표시 장치는 임펄스형으로 한다. 이 때, 움직임 판별부(20)가 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우에는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 A, B 사이를 보간한 보간 화상 a1, …, a7을 생성한다. 즉, 입력 프레임화상 A는 그대로 출력 프레임 화상 a로서, 입력 프레임 화상 B는 그대로 출력 프레임 화상 b로서 출력하고, 그 사이의 7개의 출력 프레임 화상은 상술한 바와 같이 하여 보간한 보간 화상 a1, a2, …, a7을 출력한다. 또한, 움직임 판별부(20)가 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우에는, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 A를 출력 프레임 화상 a로서 출력한 후는 입력 프레임 화상 B를 출력 프레임 화상 b로서 출력할 때까지 흑 래스터 화상 r1, …, r7을 출력하거나, 또는 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호 Ss2의 출력을 정지한다. 또한 움직임 판별부(20)가 정지 화상으로 판별한 경우에는, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 A를 출력 프레임 화상으로서 출력한 후, 두번째로부터 네번째의 출력 프레임 화상까지는 흑 래스터 화상 rs를 출력 프레임 화상으로서 출력하고, 다섯번째의 출력 프레임 화상으로서 출력 프레임 화상 a를 출력하거나, 또는 8프레임 걸쳐 동일한 화상 a를 출력한다.
한편, 표시 장치가 홀드형일 때, 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우에는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 입력 프레임 화상 사이를 보간한 보간 화상을 출력 프레임 화상으로서 출력한다. 또한 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우에는, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 출력 프레임 화상 a를 출력한 후는 출력 프레임 화상 b를 출력하기까지의 2∼8번 프레임까지 흑 래스터 화상 신호를 출력한다. 또한, 정지 화상으로 판별한 경우에는 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 해도 좋고, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이 해도 좋지만, 흑 래스터 화상 신호에 대해서는 그 출력 화상 신호 및 출력 동기 신호의 출력을 정지한다. 따라서, 이 경우에는 출력 프레임 화상 a가 계속해서 유지된다.
도 8을 참조하여 화상 신호 변환부(10)의 표시 방식 제어 신호 Sc에 따른 출력 프레임 화상의 생성에 대하여 간단하게 설명하였지만, 이하, 도 19 내지 도 22를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 화상 신호 변환부(10)에서 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교한 결과와, 움직임 판별부(20)의 판별 결과에 따라서 표시 방법을 바꿀 수 있다.
우선, 고속 리프레시 표시 장치(50)가 임펄스형 표시 장치인 경우에 대해 설명한다.
i) 움직임 판별부(20)에서 동화상으로 판별된 경우를 도 19를 참조하여 설명한다.
1) 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 동일한 경우에는 도 19의 (a)에 도시한 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E를 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e로서 각각 출력한다.
2) 또한, 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높을 때, 움직임 판별부(20)가 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우에는 도 19의 (a)에 도시한 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하여 출력한다(도 19의 (c) 참조). 즉, 입력 화상 A, B …에 대응하는 출력 프레임 화상 a, b, … 사이에 보간 화상 a', …를 생성하여 출력한다. 도 19의 (c)에 있어서, 프레임 화상 a'는 출력 프레임 화상 a와 b의 보간 화상이다.
3) 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높을 때, 움직임 판별부(20)가 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우에는 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e 간의 신호 출력을 정지하거나, 또는 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E에 대응하는 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e 사이에 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 흑 래스터 화상을 삽입한다. 출력 프레임 화상 간의 신호 출력을 정지한 경우에는, 예를 들면 도 19의 (c)의 화상 a'가 표시되는 기간은 어떠한 것도 표시되지 않게 된다(도시하지 않음). 또한, 이 경우, 화상 a'의 표시 기간에 표시의 유무를 전환함으로써 화면 휘도의 변화가 생기지만, 이것을 피하기 위해서 도 19의 (d)에 도시한 바와 같이 화상 a'를 표시하는 기간에 화상 a를 그대로 표시하도록 해도 좋다.
4) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 높은 경우에는 도 19의 (e)에도시한 바와 같이 입력 프레임 화상 B, C, D에 대응하는 출력 프레임 화상 b, c, d를 추출하여 화상 신호를 출력한다.
ⅱ) 다음에, 움직임 판별부(20)에서 정지 화상으로 판별된 경우를 도 20을 참조하여 설명한다.
1) 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 도 20의 (a)에 도시한 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E를 도 20의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e로서 출력한다.
2) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 화면의 흐려짐을 보다 억제하기 위해서, 도 20의 (c)에 도시한 바와 같이, 출력 프레임 화상 사이에 동일한 화상을 표시하거나(예를 들면 출력 프레임 화상 a, b 사이에 화상 a를 표시함), 이 경우와 같이 고속 리프레시 표시 장치의 주파수가 높을 때(예를 들면 240㎐ 이상일 때)는 화상 간의 신호 출력을 정지하고, 예를 들면 도 20의 (c)의 화상 a가 표시되는 기간은 어떠한 것도 표시시키지 않도록 구성한다. 후자의 경우, 흐려짐의 주파수는 120㎐(240㎐의 절반)가 되기 때문에, 흐려짐이 문제가 되지 않는다.
3) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고 출력프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 높은 경우에는 도 20의 (d)에 도시한 바와 같이 입력 프레임 화상 B, C, D에 대응하는 출력 프레임 화상 b, c, d를 추출하여 화상 신호를 출력한다.
다음에, 고속 리프레시 표시 장치(50)가 홀드형 표시 장치인 경우에 대해 설명한다.
ⅰ) 움직임 판별부(20)에서 동화상으로 판별된 경우를 도 21을 참조하여 설명한다.
1) 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 동일한 경우에는 도 21의 (a)에 도시한 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E를 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e로서 각각 출력한다.
2) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높을 때, 움직임 판별부(20)가 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우에는 도 21의 (c)에 도시한 바와 같이 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E에 대응하는 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e 사이에 보간 화상 a', …을 생성하여 출력하거나, 도 21의 (d)에 도시한 바와 같이 흑 래스터 화상 r을 삽입한다.
3) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높을 때, 움직임 판별부(20)가 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우에는 화상 간의 신호 출력을 정지하고, 또한, 홀드형 표시 장치 내의 출력 제어 신호(도시하지 않음)를 비액티브로 함으로써, 예를 들면 LCD에 있어서는 게이트선이 ON 상태로 되지 않고, 화소로의 기입이 행해지지 않도록 한다. 이에 따라, 예를 들면 도 21의 (c)에 도시한 보간 화상 a'가 표시되는 기간에는 화상 a가 그대로 계속해서 표시되게 된다(도시하지 않음).
4) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 높은 경우에는, 도 21의 (e)에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E에 대응하는 출력 프레임 화상 b, c, d를 추출하여 화상 신호를 출력한다.
ⅱ) 다음에, 움직임 판별부(20)에서 정지 화상으로 판별된 경우에 대해 도 22를 이용하여 설명한다.
1) 예를 들면, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 도 22의 (a)에 도시한 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E를 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이 그대로 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e로서 각각 출력한다.
2) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상 리프레시 레이트보다 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 도 22의 (c)에 도시한 바와 같이 입력 프레임 화상 A, B, C, D, E에 대응하는 출력 프레임 화상 a, b, c, d, e 사이에 동일한 화상을 표시하거나(예를 들면, 출력 프레임 화상 a, b 사이에 화상 a를 표시함), 또는 화상 사이의 신호 출력을 정지하고, 또한, 홀드형 표시 장치 내의 출력 제어 신호(도시하지 않음)를 비액티브로 함으로써, 예를 들면 LCD에 있어서는 게이트선이 ON 상태로 되지 않고, 화소로의 기입이 행해지지 않도록 한다. 이 때 표시 상태는 도 22의 (c)에 도시한 경우와 동일해진다.
3) 또한, 예를 들면 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 240㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐인 것과 같이, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 높은 경우에, 도 22의 (d)에 도시한 바와 같이, 입력 프레임 화상 B, C, D에 대응하는 출력 화상 b, c, d를 추출하여 화상 신호를 출력한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 입력 화상 신호로부터 표시 장치(50)에 따른 출력 화상 신호를 생성하는 것이 가능해짐과 함께, 표시 화상이 동화상인지 정지 화상인지에 따라서 출력 프레임 화상을 생성 가능해지도록 구성함으로써, 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 이 제2 실시예는 화상 표시 시스템이고, 그 구성을 도 9에 도시한다. 이 제2 실시예의 화상 표시 시스템(1A)은, 제1 실시예의 화상 표시 시스템(1)에 있어서, 동화상·정지 화상 지시부(40)를 또한 설치한 구성으로 되어 있다. 이 동화상·정지 화상 지시부(40)는 표시 장치(50)에 표시되는 표시 화상의 종류가 동화상인지 또는 정지 화상인지를 지시하는 동화상·정지 화상 지시 신호를 화상 신호 변환부(10)로 송출한다.
동화상·정지 화상 지시부(40)에서는 입력의 동기 신호에 의해서 화상 신호를 판별하거나(예를 들면 NTSC, PAL, HD의 판별), PC로부터 가동 중의 어플리케이션 소프트(예를 들면 동화상 재생용의 어플리게이션 소프트, 정지 화상용의 어플리케이션 소프트)를 나타내는 신호 또는 재생하고 있는 파일(예를 들면 확장자)을 나타내는 신호를 수신하고, 동화상·정지 화상 지시부(40)에 구비되어 있는 대응표에 의해서 동화상·정지 화상을 판별하는 방식이 취해진다.
여기서 동화상·정지 화상 지시부(40)의 역할이지만, 기본적으로는 움직임 판별부(20)와 같이 일정 기간의 움직임 판별을 하고 있으면 좋지만, 영상 소스에 의해서 움직임 판별부(20)에서 행해지는 처리의 일정 기간보다 긴 간격으로 동화상 표시되는 경우가 있다. 이 경우 동화상임에도 불구하고 움직임 판별부(20)에서는 동일한 화상이 입력 프레임 메모리에 기록되기 때문에 정지 화상으로서 판별된다. 이에 따라 홀드형 표시 장치에 있어서의 동화상에서의 흐려짐이 발생할 수 있다. 그래서 동화상·정지 화상 지시부(40)로부터 동화상인지 정지 화상인지를 지시하는 동화상·정지 화상 지시 신호를 화상 신호 변환부(10)가 수신하도록 구성하였다.
다음에 제2 실시예의 화상 신호 변환부(10)의 표시 방식 제어 신호 및 동화상·정지 화상 지시 신호에 따른 출력 프레임 화상의 생성에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 여기서는 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 60㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐인 것으로 한다.
예를 들면 표시 장치(50)가 임펄스형이었을 때, 동화상·정지 화상 지시 신호가 정지 화상으로 지시하고, 움직임 판별부(20)가 움직임의 빠른 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 화면 전체의 전환시)는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택하고, 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 화면의 스크롤시)는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택하고, 정지 화상으로 판별한 경우에는 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택한다. 한편, 동화상·정지 화상 지시 신호가 동화상으로 지시하고, 움직임 판별부(20)가 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 움직임이 빠른 동체가 존재함)는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택하고, 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 움직임이 느린 동체가 존재함)에는 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택한다. 정지 화상으로 판별한 경우에는 그 정보를 무시하고 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택한다. 도 8의 (c)에 도시한 출력 화상을 선택하는 이유는 보간 화상을 작성할 수 없기 때문이다. 여기서 동화상의 움직임 속도를 판별하는 방식은 제1 실시예의 경우와 마찬가지이어도 좋고, 가장 새롭게 입력된 입력 프레임 메모리의 정보와 그 이외의 입력 프레임 메모리와의 차분이 큰 경우에는 움직임이 빠르다고 판별하고, 가장 새롭게 입력된 입력 프레임 메모리의 정보와 가장 오래된 입력 프레임 메모리의 정보와의 차분이 작은 경우에는 움직임이 느리다고 간단하게 판별해도 좋다.
또한, MPEG4 등의 이동 벡터를 이용하는 경우에는 그 벡터의 크기로부터 동화상의 움직임의 빠름·느림을 판별할 수 있다. 화상의 보간 방법에 대해서는, MPEG4에 있어서의 이동 벡터로부터 변화 영역과 변화 후의 화상 정보를 추출하고, 변화 영역에 대해서는 프레임 메모리 내의 화상 정보로 치환하는 방식(특원평11-89327호 참조)이나 내삽 방식(특개평7-107465호 공보 참조)을 들 수 있다. 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
다음에 표시 장치(50)가 홀드형인 경우에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 이 경우, 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 480㎐이고, 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가가 120㎐라고 가정한다(도 10 참조).
동화상·정지 화상 지시 신호가 정지 화상으로 지시된 경우에는 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이 출력 화상을 선택하고, 동화상·정지 화상 지시 신호가 동화상으로 지시하고, 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 움직임이 빠른 동체가 존재함)에는 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 화상을 추출하는 출력 화상을 선택하고, 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우(예를 들면 움직임이 느린 동체가 존재함)에는 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이 흑 래스터 화상을 삽입하는 출력 화상을 선택한다. 정지 화상으로 판별한 경우에는 그 정보를 무시하고 도 10의 (c)에 도시한 출력 화상을 선택한다.
여기서 정지 화상으로 지시하는 혹은 정지 화상으로 판별한 경우에 홀드형표시 장치의 특성을 이용하여 제1 출력 프레임 메모리(171)의 화상을 출력한 후, 출력을 멈추는 방법에 의해서도 흐려짐이 없는 화상을 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이 제2 실시예의 화상 표시 시스템에 따르면, 표시 화상이 움직임이 빠른 동화상, 움직임이 느린 동화상, 또는 정지 화상인지에 따라서 출력 화상을 선택하여 출력하도록 구성하고 있기 때문에, 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있다.
또한, 동화상·정지 화상 지시부(40)를 설치함으로써, 움직임 판별부에서 행해지는 처리의 일정 기간보다 긴 간격으로 동화상 표시되는 경우라도 홀드형 표시 장치에 있어서 동화상에서의 흐려짐이 생기는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 화질의 열화를 방지할 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예를 도 11을 참조하여 설명한다. 이 제3 실시예는 화상 표시 시스템이고, 제1 또는 제2 실시예의 화상 표시 시스템에 있어서, 고속 리프레시 표시 장치(50)를 형광체를 갖는 CRT, 또는 FED 등의 임펄스형 표시 장치로 한 구성으로 되어 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 도 8의 (c), 도 8의 (d) 및 도 10의 (c)에 도시한 출력 화상을 표시하는 경우에, 흑 래스터 화상을 출력하는 대신에 출력 화상 신호 Sv2및 출력 동기 신호의 출력을 정지하여 비발광 기간을 설치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다. 형광체를 이용한 표시 장치에 있어서 주의할 것은형광체의 잔광 시간과 프레임 기간의 관계이고, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이 형광체의 잔광 시간보다 프레임 기간이 긴 제1 형광체를 사용한다. 프레임 기간보다 형광체의 잔광 시간이 긴 제2 형광체를 사용한 경우에는 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이 서서히 밝아지는 경우가 있기 때문에, 표시 장치의 최대 구동 전압 Vdrv(캐소드 전압과 차단 전압의 최대 편이)로 제한을 가할 필요가 있다.
또한, 표시 방식을 여러 가지로 바꿈으로써 화면의 밝기가 다른 문제가 발생할 수 있다. 예를 들면 도 8, 도 10에 있어서 도 8의 (c), 도 10의 (c)에 도시한 출력 화상의 밝기에 대하여 도 8의 (d), 도 10의 (d)에 도시한 출력 화상의 밝기는 2배로, 도 8의 (c), 도 10의 (b)에 도시한 출력 화상의 밝기는 8배로 되어 있다. 따라서, 화면의 평균적 밝기를 어느 정도 동등하게 할 필요가 있다. 이것은 표시 방식이 빈번하게 변화하는 경우에는 특히 중요하고, 이들의 휘도차를 약 1% 정도로 억제해야만 한다. CRT를 이용한 고속 리프레시 표시 장치에 있어서는 최대 구동 전압 Vdrv와 빔의 차단 전압 Ek-co를 조정함으로써, 콘트라스트, 색 순도를 모두 맞추는 것이 가능하다. 또한, FED에 있어서는 애노드 전압에 의해 조정할 수 있다. 이들의 설정치는 미리 고속 리프레시 표시 장치에 갖게 한 메모리에 기록하고, 움직임 판별부(20)로부터의 표시 방식 제어 신호에 따라서 판독하면 좋다.
이 제3 실시예에 있어서도 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예를 도 12를 참조하여 설명한다. 이 제4 실시예는 화상 표시 시스템이고, 제1 또는 제2 실시예의 화상 표시 시스템에 있어서 고속 리프레시 표시 장치를 LCD나 메모리 소자를 갖는 ELD 등의 홀드형 표시 장치로 한 구성으로 되어 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 도 8의 (c), 도 8의 (d) 및 도 10의 (c), 도 10의 (d)에 도시한 출력 화상을 표시할 때는 흑 래스터 화상을 출력해야 할 프레임 화상의 경우에 흑 래스터 화상을 출력한다.
단 여기서 이용하는 ELD는 화상 정보를 화소마다 기록할 수 있는 메모리 소자를 갖는 구성이고, LCD와는 원리가 다르지만 다음의 정보가 재차 기입될 때까지 표시 정보가 재기입되지 않는 표시 장치의 예로서 인용하고 있다. 이 실시예에 있어서는 홀드형의 대표예인 LCD를 이용하여 설명한다. LCD에 이용하는 액정 재료로서는 트위스트네마틱 액정이나 강유전제 액정(이하, FLC로 부름)이 있고, 또한 고속 응답을 목표로 한 Optically Compensated Bend 모드(이하, OCB로 부름) 등이 있다. 특히 FLC나 OCB 등은 그 고속성을 위해서 고속 리프레시 표시도 가능하다. 본 실시예에서는 도 12에 도시한 바와 같이 액정 셀의 각 화소 전극으로 신호를 공급하는 신호선 구동 회로(62)와, 행마다 기입을 행하기 위해서 행 방향의 각 화소 전극과 스위칭 소자를 통해 접속되어 있는 게이트선을 구동하는 게이트선 구동 회로(63)와 모든 화소를 리세트(흑 표시 상태로 함)할 수 있는 리세트 전압 출력부(65)와, 액정 표시 패널(61)에 의해서 구성되어 있다. 액정 표시 패널(61)의 어레이 구성에 대해서는 잘 알려져 있기 때문에 다른 상세한 설명은 생략한다. 신호선 구동 회로(62)로는 출력 화상 신호와 출력 동기 신호를 입력하고, 이 동기 신호에 맞춰 행 방향의 화소에 동시에 신호를 출력한다. 또한, 게이트선 구동 회로(63)도 출력 동기 신호를 받아 열 방향으로 게이트선을 순차 주사해 간다. 액정 표시 장치에서는 다음에 게이트선이 주사되기 전까지의 화상을 계속해서 유지하는 표시 방식이지만, 예를 들면 도 8의 (c), 도 8의 (d)에 도시한 출력 화상을 표시하는 경우에는 흑 래스터 화상을 출력 화상 신호로서 입력하거나, 리세트 전압 출력부(65)로 리세트 지시 신호를 출력 동기 신호와 맞춰 출력 제어 스위치(18)로부터 입력하고, 모든 화소를 흑 표시시키면 좋다. 이 경우 게이트선을 순차 주사하여 1프레임씩 순차 흑 래스터 표시로 바꾸는 방법이나, 게이트선 구동 회로(63)로부터 모든 게이트선을 동시에 주사하여 모든 화소를 동시에 흑 표시로 바꾸는 방법 등이 있다.
또한, 표시 방식을 여러 가지로 바꿈으로써 화면의 밝기가 다른 문제가 마찬가지로 발생할 수 있지만, 예를 들면 프레임 주파수에 따라서 백 라이트 휘도를 가변으로 하거나, 혹은 액정 패널의 전면에 투과율을 가변으로 할 수 있는 다른 라이트 밸브(액정 패널이라도 좋음)를 배치할 수 있다. 이 경우에도 제3 실시예와 마찬가지로 설정치를 미리 고속 리프레시 표시 장치에 갖게 한 메모리에 기록하고, 움직임 판별 처리부로부터의 표시 방식 제어 신호에 따라서 백 라이트 휘도 혹은 다른 라이트 밸브로의 인가 전압을 제어한다.
이 제4 실시예에 있어서도, 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있는 것은 물론이다.
(제5 실시예)
다음에 본 발명의 제5 실시예를 도 13을 참조하여 설명한다. 이 제5 실시예는 화상 표시 시스템이고, 제1 또는 제2 실시예의 화상 표시 시스템에 있어서 고속리프레시 표시 장치(50)의 프레임 주파수를 240㎐ 이상이 되도록 구성한 것이다. 본 발명자 등의 실험에 의해, 고속 리프레시 표시 장치의 프레임 주파수를 240㎐ 이상으로 함으로써, 대부분의 동화상에 있어서 화질을 개선할 수 있는 것이 확인되었다.
예를 들면, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 화면 전체가 이동하는 소위 스크롤 화상이나, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 정지하고 있는 배경(도 13 중에서는 집) 중에 움직임이 빠른 물체(도 13 중에서는 사람)가 존재하는 화상이나, 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 배경과 동체가 역방향으로 이동하기 때문에 상대적으로 동체의 움직임이 빨라지는 경우에 있어서는 프레임 주파수를 240㎐ 이상으로 함으로써 동화상의 화질을 매끄럽게 하고, 화면 끊어짐 현상을 개선할 수 있는 것이 확인되었다. 이 때문에, 컴퓨터 그래픽스나 고속 셔터 비디오 카메라로 잡은 선명한 화상도 화질의 열화 없이 표시할 수 있다
컴퓨터 그래픽스나 고속 셔터 비디오 카메라로 잡은 선명한 화상 등은 물체의 윤곽이 선명한 경우가 많다. 즉, 통상의 카메라를 이용한 촬영 방법에서는 카메라의 셔터가 열린 상태 중에 물체가 움직이게 되어 프레임 화상 내의 물체의 윤곽이 이미 흐려져 있는 경우가 많다. 그 때문에, 본 방식을 이용하여 보간 화상을 생성해도 효과가 나타나기 어려운 경우가 많다.
그래서, 1프레임 화상의 공간 주파수를 푸리에 변환에 의해 구하고, 높은 공간 주파수가 많이 포함되는 경우에는 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 높게하고, 높은 공간 주파수가 거의 포함되지 않은 경우에는 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 낮게 설정한다.
또한, 화면 끊어짐 현상은 물체의 이동 속도뿐만 아니라, 상기 공간 주파수에도 의존하기 때문에, 높은 공간 주파수가 많이 포함되는 경우에는 보간 화상을 생성하는 방식을 사용하고, 높은 공간 주파수가 거의 포함되지 않은 경우에는 흑 래스터 화상을 생성하는 방식을 사용하도록 설정하는 것이 보다 바람직하다.
(제6 실시예)
다음에 본 발명의 제6 실시예를 도 14, 도 15 및 도 23을 참조하여 설명한다. 이 제6 실시예는 화상 표시 시스템이고, 제1 또는 제2 실시예의 화상 표시 시스템에 있어서, 고속 리프레시 표시 장치(50)의 프레임 주파수를 화상 정보 내에 포함되는 동체의 이동 속도에 따라서 가변으로 하도록 구성한 것이다. 동체의 이동 속도는 상술한 바와 같이 움직임 판별부(20) 내에서의 처리, 예를 들면 MPEG4를 이용한 이동 벡터의 스칼라량에 의해서 산출할 수 있다.
예를 들면, 도 23에 도시한 바와 같이, MPEG4의 콘텐츠·베이스 부호화에 의해 오브젝트의 형상 정보와 위치 정보를 시스템에 입력하고, 형상 정보는 공간 주파수 분해부(25)에 있어서 푸리에 변환에 의해 공간 주파수 분해하고, 오브젝트의 공간 주파수마다의 스펙트럼을 구하고, 위치 정보로부터 동체 속도 검출부(26)에 의해 오브젝트의 이동 거리, 즉 동체 속도를 구한다. 상기 스펙트럼과 상기 동체 속도를 오브젝트 움직임 판별 처리부(27)에 입력하고, 오브젝트의 움직임 지시 신호로 한다. 여기서 오브젝트의 움직임 지시 신호는 도 1에 도시한 표시 방식 제어신호와 동등한 기능을 갖기 때문에, 도 23 중에서도 표시 방식 제어 신호로 표기하고 있다.
다음에, 오브젝트 움직임 판별에 있어서의 처리 방법에 대하여 설명한다. 예를 들면 오브젝트의 3cpd(cycle per degree)의 스펙트럼이 -20㏈ 이하인 경우에는 동체의 속도 10deg/s에 있어서 화면 끊어짐 현상이 시각적으로 인식되기 어렵기 때문에 흑 래스터 화상을 삽입하는 방식을 이용하고, -20㏈ 이상인 경우에는 보간 화상을 생성하는 방식을 이용한다. 즉, 동일한 동체 속도라도 오브젝트의 3cpd의 스펙트럼이 -20㏈ 이하인 경우에는 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우의 처리 방법을, -20㏈ 이상인 경우에는 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우의 처리 방법을 이용한다. 또한, 예를 들면 상기 3cpd의 스펙트럼이 -10㏈ 이하인 경우에는 동체의 속도 20deg/s에 있어서 화면 끊어짐 현상이 시각적으로 인식되기 어렵기 때문에 흑 래스터 화상을 삽입하는 방식을 이용하고, -10㏈ 이상인 경우에는 보간 화상을 생성하는 방식을 이용한다. 여기서도 마찬가지로, 동일한 동체 속도라도 오브젝트의 3cpd의 스펙트럼이 -10㏈ 이하인 경우에는 움직임이 느린 동화상으로 판별한 경우의 처리 방법을, -10㏈ 이상인 경우에는 움직임이 빠른 동화상으로 판별한 경우에 처리 방법을 이용한다. 수치에 의한 판별 방법은 시각의 시공간 주파수 특성의 변별 임계치에 기초하여 판별함으로써 실시 가능해진다. 또, 수치를 1종류로 한정하는 것이 아니라 복수의 수치로부터 판별하는 것도 가능하다. 이와 같이 출력 프레임 화상으로서 보간 화상을 사용할지 흑 래스터 화상을 사용할지를 1프레임 화상의 공간 주파수에 의해 전환하는 기능을 갖음으로써 본 시스템에서의 계산처리량을 최적화하여 저소비 전력화하는 것이 가능해진다.
또한, 동체의 이동 속도는 MPEG4를 이용한 이동 벡터의 스칼라량에 의해서 산출하는 대신에, 윤곽 추출을 행하여 어떤 일정 기간 중에 윤곽부가 형성하는 호(縞)의 공간 주파수를 구하고, 시각의 시공간 주파수로부터 변별 임계치를 구함으로써도 얻어진다. 이 방식은 예를 들면 도 14에 도시한 바와 같이 둥근 동체의 윤곽을 추출하고, 3프레임분(프레임 주파수 60㎐에서는 50㎳에 상당함)의 윤곽으로 형성되는 공간 주파수를 구한다(도 14의 (b) 참조). 프레임 주파수 60㎐의 표시 방식에 있어서, 이 동체가 20deg/s로 움직인다고 하면, 한변의 윤곽에 의해서 형성되는 호의 공간 주파수 c는 다음 수학식 1과 같이 구해진다.
3cpd라는 공간 주파수는 시각의 시공간 주파수 특성으로부터 매우 시각적으로 인식하기 쉽게 화면 끊어짐으로서 화질 열화에 연결된다. 그래서, 이와 같이 하여 구한 공간 주파수가 예를 들면 12cpd 이상이 되도록 동체의 속도와 프레임 주파수의 관계를 구하면, 도 15에 도시한 바와 같이 직선을 사이에 두고 화면 끊어짐 현상이 시각적으로 인식되기 어려운 영역과 화면 끊어짐 현상이 발생할 수 있는 영역으로 나누어진다. 이것을 이용하여 화상 정보 내에 포함되는 동체에 따라서 프레임 주파수를 바꿔 표시한다.
일반적으로, 텔레비전 방송으로 표시되는 화상은 10deg/s의 동체가 많기 때문에, 프레임 주파수는 120㎐ 이상이 필요하고, 스포츠 등의 움직임이 빠른 화면에서는 20deg/s의 동체가 많아지기 때문에, 프레임 주파수는 240㎐ 이상이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이 이 제6 실시예도 화질을 개선할 수 있다.
이상 진술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화질의 열화를 가급적 방지할 수 있다.
또한, 발명자들의 실험에 의하면 프레임 주파수 480㎐의 고속으로 재기입 가능한 모니터 상에 1프레임 기간 그림을 표시하고, 7프레임 기간 표시를 행하지 않는 방식으로 화상을 표시한 경우, 물체의 움직임이 띄엄띄엄 표시되어 있는 것이 확인되었다. 한편, 모든 프레임에 그림을 표시한 경우는 현실의 세계와 거의 마찬가지로 동체는 약간 흐려지게 관찰되었다. 상기 고정 시점으로 관찰하는 상황은 예를 들면 디지털 텔레비전에 있어서 표시되는 화상 정보와 독립적으로 문자 정보가 보내어져 와서 배경의 영상에 문자가 중첩되어 표시되어 있는 문자를 관찰하는 경우 등이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이들의 결점을 개선할 수 있다.

Claims (20)

  1. 화상 처리 방법에 있어서,
    입력 화상 신호 및 이 입력 화상 신호의 동기 신호인 입력 동기 신호에 기초하여 표시 장치에 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 취득하는 단계와,
    이 취득된 프레임 화상을 입력 프레임 메모리에 기록하는 단계와,
    상기 표시해야 할 화상의 화상 정보 및 상기 입력 동기 신호 및 출력 동기 신호에 기초하여 상기 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 상기 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력 프레임 화상을 생성하는 단계는,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 또는 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화상 정보는 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 방법은 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하는 단계와,
    연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 상관을 구하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상관 결과에 기초하여 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 표시해야 할 화상이 동화상으로 판별한 경우에, 또한 상기 상관에 기초하여 상기 동화상 중의 동체의 움직임이 빠른 제1 상태인지, 이 제1 상태보다도 동체의 움직임이 느린 제2 상태인지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상관은 상기 연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 대응하는 화소 간의 차분에 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상관은 이동 벡터의 크기에 기초하여 구해지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 표시해야 할 화상이 동화상으로 판별되고 또한 상기 동화상 중의 동체의 움직임의 속도가 제1 상태로 결정된 경우에는,
    상기 출력 프레임 화상을 생성하는 단계는,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하여 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하여 상기 출력 프레임 화상을 생성하여 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 표시 장치는 임펄스형 표시 장치이고, 상기 표시해야 할 화상이 동화상으로 판별되고 또한 상기 동화상 중의 동체의 움직임의 속도가 제2 상태로 결정된 경우에는,
    상기 출력 프레임 화상을 생성하는 단계는,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 사이의 신호 출력을 정지하거나, 또는 흑 래스터 화상을 삽입하여 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하여 상기 출력 프레임 화상을 생성하여 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 표시 장치는 홀드형 표시 장치이고, 상기 표시해야 할 화상이 동화상으로 판별되고 또한 상기 동화상 중의 동체의 움직임의 속도가 제2 상태로 결정된 경우에는,
    상기 출력 프레임 화상을 생성하는 단계는,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 간의 신호 출력을 정지하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하여 상기 출력 프레임 화상을 생성하여 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 표시해야 할 화상이 정지 화상으로 판별된 경우에는,
    상기 출력 프레임 화상을 생성하는 단계는,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 출력 프레임 화상 사이에 동일한 화상을 표시하거나, 상기 입력 프레임 화상 간의 신호 출력을 정지하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하여 상기 출력 프레임 화상을 생성하여 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    1프레임 화상 내의 공간 주파수 및 각 주파수 성분의 크기에 따라서 상기 보간 화상인지 흑 래스터 화상인지를 선택하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표시해야 할 화상 내의 동체의 속도에 따라서 상기 보간 화상인지 흑 래스터 화상인지를 선택하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  14. 화상 처리 장치에 있어서,
    프레임 화상마다 화상을 전환하여 표시하는 표시 장치에 표시해야 할 화상의 화상 정보에 기초하여, 상기 표시해야 할 화상의 화상 신호인 입력 화상 신호 및 이 화상 신호의 동기 신호인 입력 동기 신호를 상기 표시 장치의 표시에 적합한 화상의 화상 신호인 출력 화상 신호 및 이 화상 신호의 동기 신호인 출력 동기 신호로 변환하는 화상 신호 변환부를 포함하고,
    상기 화상 신호 변환부는,
    프레임 화상이 기록되는 입력 프레임 메모리와,
    상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 상기 입력 프레임 메모리로 송출하는 입력 전환 스위치부와,
    흑 래스터 화상을 생성 또는 기억한 흑 래스터 화상 생성부와,
    상기 화상 정보 및 상기 입력 동기 신호 및 상기 출력 동기 신호에 기초하여 상기 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 상기 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 화상 변환 처리부와,
    상기 출력 프레임 화상을 기록하는 출력 프레임 메모리, 및
    상기 출력 프레임 메모리에 기록된 상기 출력 프레임 화상으로부터 상기 출력 화상 신호 및 상기 출력 동기 신호를 추출하여 상기 표시 장치로 송출하는 출력 제어 스위치부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화상 정보는 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 나타내는 정보이고, 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 움직임 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 움직임 판별부는 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하고, 연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 상관을 구하고, 이 상관 결과에 기초하여 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 움직임 판별부는 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 소정의 간격으로 취득하는 전환 스위치부와, 이 전환 스위치부에 의해서 취득된 프레임 화상을 기억하는 복수의 프레임 메모리와, 연속하여 취득된 2개의 프레임 화상의 차분 신호를 연산하고, 이 연산 결과에 기초하여 상기 표시해야 할 화상이 동화상인지 정지 화상인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 화상 신호 변환부는 상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기출력 프레임 화상의 리프레시 레이트를 비교하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트와 상기 출력 프레임 화상의 리프 레시 레이트가 동일한 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 그대로 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 높은 경우에는 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하고,
    상기 입력 프레임 화상의 리프레시 레이트보다 상기 출력 프레임 화상의 리프레시 레이트가 낮은 경우에는 상기 입력 프레임 화상을 추출하거나, 상기 입력 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 또는 상기 흑 래스터 화상을 삽입한 것을 상기 출력 프레임 화상으로서 출력하는
    것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 화상 신호 변환부는 상기 표시 장치에 표시해야 할 화상의 종류가 동화상인지 정지 화상인지를 지시하는 동화상·정지 화상 지시 신호와 상기 움직임 판별부의 출력에 기초하여 상기 입력 프레임 화상으로부터 상기 출력 프레임 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  20. 화상 표시 시스템에 있어서,
    프레임 화상마다 화상을 전환하여 표시하는 표시 장치와,
    상기 표시 장치에 표시해야 할 화상의 화상 정보에 기초하여, 상기 표시해야 할 화상의 화상 신호인 입력 화상 신호 및 이 화상 신호의 동기 신호인 입력 동기 신호를 상기 표시 장치의 표시에 적합한 화상의 화상 신호인 출력 화상 신호 및 이 화상 신호의 동기 신호인 출력 동기 신호로 변환하는 화상 신호 변환부를 포함하고, 상기 화상 신호 변환부는 프레임 화상이 기록되는 입력 프레임 메모리와, 상기 입력 화상 신호 및 입력 동기 신호에 기초하여 상기 표시해야 할 화상의 프레임 화상을 상기 입력 프레임 메모리로 송출하는 입력 전환 스위치부와, 흑 래스터 화상을 생성 또는 기억한 흑 래스터 화상 생성부와, 상기 화상 정보 및 상기 입력 동기 신호 및 상기 출력 동기 신호에 기초하여 상기 화상 정보에 대응하는 프레임 화상 사이에 보간 화상을 생성하거나, 상기 흑 래스터 화상을 삽입하거나, 또는 상기 프레임 화상을 추출함으로써 상기 입력 프레임 메모리에 기록된 입력 프레임 화상으로부터 출력 프레임 화상을 생성하는 화상 변환 처리부와, 상기 출력 프레임 화상을 기록하는 출력 프레임 메모리와, 상기 출력 프레임 메모리에 기록된 상기 출력 프레임 화상으로부터 상기 출력 화상 신호 및 상기 출력 동기 신호를 추출하여 상기 표시 장치로 송출하는 출력 제어 스위치부를 포함하는 화상 처리 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 시스템.
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