JP2011090162A - 画像処理装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置であって、フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すことにより第1サブフレーム画像を生成し、該フレーム画像と該第1サブフレーム画像との差分を第2サブフレーム画像として生成する、生成手段と、第1サブフレーム画像と第2サブフレーム画像との少なくとも一方の輝度を補正する補正手段と、補正手段により少なくとも一方の輝度が補正された第1サブフレーム画像と第2サブフレーム画像とを所定のタイミングで出力する出力制御手段と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明に係る画像処理装置の第1実施形態として、表示装置であるパネルモジュール109に画像を出力する画像処理装置100を例に挙げて以下に説明する。なお、以下の説明では、毎秒60フレーム(60Hz)の動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々から2つのサブフレーム(サブフレーム画像)を生成し、毎秒120フレーム(120Hz)の動画像として出力する例について説明する。ただし、他の入力フレームレートおよび他の出力フレームレートであっても本発明を適用することは可能である。なお、以下の説明において”フレーム周波数”は、プログレッシブ(順次)走査を行う場合には1秒あたりに表示されるフレーム数を意味し、インターレース(飛び越し)走査を行う場合には1秒あたりに表示されるフィールド数を意味する。
まず、背景技術として上述したホールド型表示装置およびインパルス型表示装置の表示特性について、より詳しく説明する。
図7は、ホールド型表示装置における表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。図7の横軸は表示画面上の位置(座標)を、縦軸は時間を示しており、一様な明るさを有する画像(矩形、円など)が、画面の左側から右側に移動している状態を示している。なお、図7に示される矩形波は、各タイミングにおける画像の輝度分布を示している。
図8は、インパルス型表示装置における表示の動特性および駆動分配した際の動特性を説明するための図である。図8の横軸および縦軸は図7と同様であり、一様な明るさを有する画像(矩形、円など)が、画面の左側から右側に移動している状態を示している。なお、図8に示される矩形波は、各タイミングにおける画像の輝度分布を示している。
図1は、第1実施形態に係る画像処理装置100のブロック図である。101は、入力されたオリジナル画像のフレーム周波数を上げる方向に変換するフレーム周波数変換回路である。上述したように、以下の説明では、毎秒60フレーム(60Hz)の動画像を毎秒120フレーム(120Hz)の動画像に変換する例について説明する。102は、入力された画像に対し注目画素を当該注目画素の周辺の画素の画素値の最小値で置換し出力するよう構成された最小値フィルタである。103は、入力された画像に対し、例えばガウス関数を用いたソフト化フィルタ処理を行なうガウスフィルタである。104は、各サブフレームの画像に分配比率に応じたゲインを乗じる分配比率回路である。105は、最小化フィルタ102から分配比率回路104の処理による遅延に合わせ、フレーム周波数変換回路101から出力された画像を後述する引算処理回路106に出力するためのタイミング調整回路である。106は、2つの画像に対しビット単位で引き算処理を行なう引算処理回路であり、”第1サブフレーム”を出力する。107は、分配比率回路104の出力に対し所定の輝度補正係数を乗算する輝度補正回路(請求項における第1補正回路)であり、”第2サブフレーム”を出力する。108は、第1サブフレームと第2サブフレームと切り替えて出力画像として順次出力するセレクタ回路(請求項における出力制御手段)である。なお、109はセレクタ回路108により出力された出力画像の表示を行なうパネルモジュールである。なお、第2サブフレーム(請求項における第1サブフレーム画像)は、オリジナルのフレーム画像をソフト化フィルタ103により処理して得られることから分かるように、オリジナルのフレーム画像の低周波成分により構成される。一方、第1サブフレーム(請求項における第2サブフレーム画像)は、オリジナルのフレーム画像と第2サブフレームとの差分により得られることから分かるように、オリジナルのフレーム画像の高周波成分により構成される。
・評価実験
本願の発明者は、図1に示した構成の回路を用い、人間が感じる明るさの表示周波数に対する依存性についての評価実験を行なった。具体的には、60Hzで駆動表示(以降、”60Hz表示”と呼ぶ)されるパッチと、120Hzで駆動表示(以降、”120Hz表示”と呼ぶ)されるパッチの、2つのパッチをパネルモジュール109に表示し、4人の被験者により明るさの評価を行なった。
図3は、駆動分配におけるオリジナルのフレーム画像と2枚のサブフレームとの関係を示す図である。とくに、輝度補正回路107の輝度補正係数を1.0倍(つまり補正なし)とした場合を示している。横軸は画面上の位置を示し、縦軸は輝度を示している。301はオリジナルのフレーム画像の輝度変化(輝度パターン)を示した波形、401は第1サブフレームの輝度変化を示した波形、402は第2サブフレームの輝度変化を示した波形、である。
そこで、輝度補正回路107にて、輝度補正(官能輝度補正)を行ない輝度の補償を行なうことを考える。ここでは、輝度補正回路107において+4%の輝度補正(輝度補正係数は1.04)を行い、”第2サブフレーム”に相当するサブフレームの輝度を1.04倍する例について説明する。
図9は、第2実施形態に係る画像処理装置200のブロック図である。なお、図1と同様の参照符号の機能部は図1と同一または類似のものを示しており、詳細な説明は省略する。第1実施形態では、第2サブフレームに対し輝度向上の補正を行う例について説明したが、第2実施形態では、第1サブフレームに対し輝度低減の補正を行なう例について説明する。
なお、上述の第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、第1サブフレームおよび第2サブフレームの双方に対し輝度補正をおこなうよう輝度補正回路を2つ設けても良い。たとえば、60Hz表示の画像を4%暗くしたときに120Hz表示の画像と同じ明るさに見えるとした場合、第1サブフレームに対する輝度補正係数を0.98とし、第2サブフレームに対する輝度補正係数を1.02とするよう構成するとよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (4)
- 入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置であって、
フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すことにより第1サブフレーム画像を生成し、該フレーム画像と該第1サブフレーム画像との差分を第2サブフレーム画像として生成する、生成手段と、
前記第1サブフレーム画像と前記第2サブフレーム画像との少なくとも一方の輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段により少なくとも一方の輝度が補正された前記第1サブフレーム画像と前記第2サブフレーム画像とを所定のタイミングで出力する出力制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - フレーム画像に含まれる各画素の画素値を当該画素の周辺の画素の画素値のうち最小の画素値で置換する最小化フィルタ手段を更に有し、
前記生成手段は、前記最小化フィルタ手段により処理されたフレーム画像に前記ソフト化フィルタ処理を施すことにより前記第1サブフレーム画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記第1サブフレームの輝度を向上させる第1補正手段と、前記第2サブフレームの輝度を低下させるよう補正する第2補正手段と、の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 入力された動画像データに含まれる複数のフレーム画像の各々に対して輝度パターンの異なる複数のサブフレーム画像を生成して出力する画像処理装置の制御方法であって、
フレーム画像に対してソフト化フィルタ処理を施すことにより第1サブフレーム画像を生成し、該フレーム画像と該第1サブフレーム画像との差分を第2サブフレーム画像として生成する、生成工程と、
前記第1サブフレーム画像と前記第2サブフレーム画像との少なくとも一方の輝度を補正する補正工程と、
前記補正工程により少なくとも一方の輝度が補正された前記第1サブフレーム画像と前記第2サブフレーム画像とを所定のタイミングで出力する出力制御工程と、
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
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