TW200947416A - Video display apparatus - Google Patents

Description

200947416 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於影像顯示裝置’尤其係使用液晶面板顯示 圖像之顯示裝置中’藉由於訊框間加入内插圖像進行倍速 驅動，而減少動畫顯示時發生之液晶特有之動態模糊。 【先前技術】 液晶面板發生之動態模糊，其發生主要原因可舉例為液 晶之特性為保持電荷維持發光之保持型（如，參考專利文 ，獻 1) ° 先則之陰極射線管（CRT)等之電子束對螢光趙之照射， 像素之發光形態為脈衝型，發光時間短。 人對移動物體之視覺可流暢地追從其動作，而在保持型 發光之情形下，由於亮度位準保持至下一訊框之期間，故 因時間積分效果出現殘影感。該便是動態模糊。 作為減少該動態模糊之方法，可舉例有將訊框頻率倍速 化使液晶顯示接近脈衝型之方法。該技術被稱作 & FRC(Frame Rate Converter，訊框速率轉換器），已在液晶 顯示裝置等實用化。作為該技術之例，有藉由單純重複同 一圖像且於訊框間進行線性插值之訊框内插，而將頻率提 高2倍之方法，然而會發生動作不自然（顫動、抖動），無法 充分改善保持型發光所引起之動態模糊，故無法改善 質。 因此，為消除顫動之影響而改善動畫質，考慮有動態補 償型之訊框内插處理之FRC技術，且已實用化。 136300.doc 200947416 圖3顯示該電路之一例，處理内容如下述。 所輸入之圖像信號B最初藉由前處理濾波器30被分割為 特定像素數及線數之區塊，且於區塊内予以濾波，進行多 餘雜訊等之去除。該區塊稱為檢測區塊。 在下一位移向量檢測部32 ’利用來自向量記憶體33之候 補向量選出與迭代梯度法，求出於訊框記憶艎31予以延遲 之前訊框與現訊框間之各檢測區塊的位移向量（檢測向 量）。該位移向量檢測之處理内容（以虛線框3A圈起之部 〇 分）之詳細說明如後述。 内插向量評估部34由評估位移向量檢測部32所得之檢測 向量，並以其評估結果為基礎，將内插向量逐一指派到訊 框間之各内插區塊。此處，内插區塊係以小於檢測區塊之 尺寸構成。具體而言，將應生成之内插圖.像分割為内插區 塊單位，而將分派至檢測區塊之檢測向量，指派到由前訊 框向現訊框延伸時所通過之内插圓像内的内插區塊。若已 分派有其他檢測向量之情形時，則評估何者為適宜之向 ® 量，而採用較適宜之向量。 其後，使用藉由内插向量評估部34分派之内插向量，於 内插訊框生成部36生成内插圖像。其程序實例使用圓4進 行說明。 虛線框W表示應處理之檢測區塊。若要求取内插圓像之 檢測區塊内之某!個像素P的資料時，藉由對前後之原圖像 延伸指派到該像素P之位置之内插向量，求得點pi 。 其後，藉由補償㈣㈣之附近之4像素，獲得内插圖像ρ 136300.doc 200947416 之資料。 經上述處理獲得内插圖像，藉由時基變換部37對合與原 圖像之時序，並藉由輸出原圖.内插.原圖與資料，可實現 倍速變換。 此處，圖5顯示與圖3之虛線框3A圈起之位移向量檢測有 關之區塊的詳細構成’其處理内容如下述。 首先，藉由向量選擇部52，將經過前處理之輸入信號A 與藉由訊框§己憶體50予以遲延之前訊框之信號a相同位置 ❹ 之區塊的資料，藉由使用從向量記憶體51讀取之數個候補 向量之DFD值比較，而決定初始向量。向量記憶體51保存 有對象區塊附近之算出向量、經前訊框與先前訊框檢測之 向量、及訊框整體之向量平均值等之初始向量候補。此 處 ’ DFD(Displaced Field Difference，位移訊框差值）表示 向量之可能性’其為區塊内各像素之訊框間差分的絕對值 和’值越小可能性越高。如此，以選出之初始向量為基 礎，藉由位移向量演算部53利用迭代梯度法求得各區塊單 ® 位之檢測向量Va·。 迭代梯度法在專利文獻2中有詳細揭示，圖6顯示簡單原 . 理。藉由從前訊框之區塊B與現訊框同一位置之區塊B0僅 移動初始向量V0，獲得現訊框之區塊B1。於該區塊B1與 前訊框之區塊B之間套用梯度法，求得1次向量VI。於VI 表示之現訊框之區塊B2與前訊框區塊B之間套用梯度法， 求得2次向量V2，以此類推，以於V2表示之區塊B3與前訊 框區塊B之間套用梯度法之形式進行處理。一般用梯度法 136300.doc 200947416 求得的向量尺寸其數值會以|vo|>|vi|>|v2l>|v3lie 式變小，故套用次數越多則算出之檢測向量精度越高。然 而’實際之電路因即時處理之關係，故處理次數有所限 制。 以上為實用化之訊框速率倍速化（FRC)技術的概要。 [專利文獻1]日本專利第3295437號公報 [專利文獻2]日本專利第2930675號公報 【發明内容】 〇 [發明所欲解決之問題] 此處’假設以下情形：將藉由電視電影機等將電影等1 秒鐘24張圖像之素材或CG等1秒鐘30張圖像之素材變換成 1秒鐘60張之速率者，放入應用上述FRC技術之裝置。該 等係稱為32幀頻轉換或22幀頻轉換之相同圖像為2張至3張 連續之動畫’每隔2訊框或1訊框便存在著圖像間之位移 (差異）。 由於原本之速率為1秒間24張或30張之素材，故120 Hz ❿ 顯示之情形中，應内插的圖像為4張至3張。即，於每隔2 訊框或1訊框之不同的圖像間檢測位移向量，以該檢測向 量為基礎生成4張至3張内插圖像。圖2顯示該輸入原圖與 輸出圖像之關係。因此，對於通常以60P拍攝相同位移時 之鄰接的像素間的位移，其位移範圍亦成幾倍以上之大範 圍。因此’藉由上述迭代梯度法之位移向量的檢測精度便 有所不足’而由精度不足之向量所生成之内插像素增多， 成為品質差的内插圖像。 136300.doc 200947416 本發明之目的在於提供一種圖像顯示裝置，其即使因如 32幀頻轉換或22幀頻轉換之原本素材之位移範圍廣，以致 檢測向量之精度劣化之可能性高的情形下，亦可有效利用 處理時間、提高檢測向量之精度，而生成更高品質之内插 圖像。 [解決問題之技術手段] 為提高圖像品質，有必要提高向量精度。本來，迭代梯 度法雖了藉由增加套用次數、提高精度但受到處理時間 〇 之限制而不得不停止處理。 於此，若端看作為輸入信號之32幀頻轉換或22幀頻轉 換，其中存在著無需進行位移檢測處理之相同圖像連續的 部分。即圖2之原圖3B與4B間及4B與5B間或3b與4b之間等 處。藉由利用該期間，將其之前檢測之檢測向量作為初始 向量使用，再度套用迭代梯度法，可將向量精度已更加提 高者使用於下一内插圖像生成。 此即為將迭代梯度法之說明圖（圖6)之向量¥2作為初始 向量，逐一求取1次向量V3、2次向量V4之處理，可望藉 此提高向量精度。又，若當計算該處理中所算出之丨次向 量與2-人向量之差，發現該差為低於某個臨限值以下時， 藉由判斷其檢測區塊之檢測向量之精度之可能性，於第2 次檢測向量處理中將該區塊從對象中排除，可節省其他向 量精度低之區塊之迭代梯度法處理的時間，故可確保3次 以上之套用次數。藉此，可提高訊框整體之檢測向量之精 度’進而提高内插圖像之品質。 136300.doc 200947416 即，本發明之影像顯示裝置，其特徵為其係具有於輸入 圓像信號之訊框間，以訊框間之位移向量為基礎，内插經 施加修正處理之圖像，藉此變換訊框頻率之機構的液晶顯 示裝置，且，對電視電影機等所生成之2張至3張相同囷像 連續之信號進行内插處理時，藉由以第丨張之内插圖像生 成所使用之位移向量為基礎，重新計算下一内插圖像生成 用之位移向量，而檢測精度更高、誤差更少的位移向量。 又，本發明之影像顯示裝置具有重複圖像判定部，且利 ® 用無需進行向量檢測之相同圖像連續的期間，進行使之前 在不同之圖像間檢測到之位移向量的精度更加提高之處 理。 且，本發明之影像顯示裝置，具有藉由預先定義之臨限 值，針對藉由上述位移向量檢測所計算出之向量而判定其 精度之電路》 再者，本發明之影像顯示裝置，將藉由上述判定電路判 ❹ $為高精度之向量，充當對於不為下—重新計算之對象、 未求得其計料間之可能數冑、精度低的向量之重新計 算。 [發明之效果] 根據本發明之裝置，即使因32t貞頻轉換或則頻轉換之 原本素材之位移範圍廣，以致在先前技術中造成檢測向量 之精度劣化之可能性高的情形下，亦可有效利用處理時 間提局檢須J向量之精纟，而生成更高品質之内插圖像。 【實施方式】 13630〇.d〇c 200947416 以下舉電路構成例詳細說明本發明之實施形態。 首先’用圖1顯示本發明之簡單的電路構成例。圖1對應 囷3所示之先前技術之需線框3A所圈起的部分（圖5)。 輸入信號A為32 f貞頻轉換或22+貞頻轉換之圖像信號。藉 由重複圖像判定部10判斷其圖像是否為重複圖像部分，然 後選擇收納於訊框記憶體11之圖像資料。 最初之向量檢測處理中’來訊框記憶體U之前訊框資料 與現訊框資料會藉由向量選擇部13從數個候補向量算出 DFD值，藉此決定初始向量，且藉由位移向量演算部“利 用迭代梯度法獲得檢測向量Va。該檢測向量Va作為初始向 量之候補向量而收納於訊框記憶體12。在該處理時，藉由 向量評估部15進行迭代梯度法時之向量評估。藉由判定ι 次向量與2次向量之絕對值之差是否小於預先定義的臨限 值，而判定精度之高或低，且判斷是否需要進行該檢測區 塊之下一次向量檢測處理。 在輸入相同圖像之第2次處理中，向量選擇部13從向量 記憶體12僅讀取前次檢測之檢測向量，直接作為初始向量 傳送到位移向量演算部14。 位移向量演算部丨4對於藉由向量評估部15判斷為不需要 進行處理之檢測區塊，不進行迭代梯度法之向量處理僅 對其他區塊適當套用3次至4次等之迭代梯度法，將檢測向 量送於向量評估部15、向量記憶體12。 在該時點未進行演算之檢測區塊的處理由於時間充裕， 故利用其時間僅針對未達到臨限值之向量再度進入該 136300.doc •12· 200947416 如此，藉由選擇精度低的向量重複套用迭代梯度法，提 高檢測向量整體之精度，故可提高生成之内插圖像之品 質。 以上為本發明之實施形態之電路的一例。 之後’本發明之影像顯示裝置與先前技術同樣進行内插 向量評估、内插訊框生成、時基變換等，而將輸出圖像信 號輸出》 © 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之圖像顯示裝置進行位移向量檢測處理之 電路部分的方塊圖。 圖2係底片素材之情形之FRC之内插處理的說明圖。 圖3係FRC電路之構成例的方塊圖。 圖4係先前之FRC之内插圖像生成的說明圖。 圖5係先前之位移向量檢測部之構成的方塊圖。 圖ό係迭代梯度法之說明圓。 【主要元件符號說明】 10 重複圖像判定部 11 訊框記憶體 12 向量記憶體 13 向量選擇部 14 位移向量演算部 15 向量評估部 30 前處理濾波器 136300.doc •13- 200947416 31 32 33 34 35 36 37 50 ❹ 51 52 53 訊框記憶體（位移檢測用） 位移向量檢測部 向量記憶體 内插向量評估部 訊框記憶體（内插處理用） 内插訊框生成部 時基變換部 訊框記憶體 向量記憶體 向量選擇部 位移向量演算部

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Claims (1)

1. 200947416 十、申請專利範圍： h 一種影像顯示裝置，其特徵為其係具有於輸人圖像信號 之訊框間，以訊框間之位移向量為基礎，内插經施加修 正處理之圖像，藉此變換訊框頻率之機構的液晶顯示裝 置’且’對電視電影機等所生成之2張至3張相同圖像連 續之信號進行内插處理時，藉由以第旧之内插圖像生 成所使用之位移向量為基礎，重新計算下—内插圖像生 成用之位移向量，而檢測精度更高、誤差更少的位移向

   2. :請求項k影像顯示裝置，其中具有重複圖像判定 且利用無需進行向量檢測之相同圖像連續的期間， ㈣使之前在不同之圖像間檢測到之位移 加提高之處理。 ^ ’具有藉由預先定義 檢測所計算出之向量 3·如請求項1之影像顯示裝置，其中 之臨限值，針對藉由上述移動向量 而判定其精度之電路。 ❹ 判之影像顯示裝置’其中將藉由上述判定電路 奐、1门精度之向量充當對於不為下-重新計算之對 新計算求仔其°十算時間之可能數值、精度低的向量之重 136300.doc