JP4144600B2 - 画像処理装置、画像処理方法、および画像表示装置 - Google Patents

Description

液晶パネルは、薄型・軽量であるため、テレビジョン受信機、コンピュータのディスプレイ装置、携帯情報端末の表示部等の表示装置として広く用いられている。しかし、液晶は駆動電圧を印加してから所定の透過率に到達するまでに一定の時間を要するため、変化の早い動画に対応できないという欠点がある。こうした問題を解決するため、フレーム間で階調値が変化する場合、１フレーム以内に液晶が所定の透過率に到達するよう、液晶に過電圧を印加する駆動方法が採用されている（特許文献１）。具体的には、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとを画素毎に比較し、階調値が変化している場合はその変化量に対応する補正量を現フレームの画像データに加算する。これにより、１フレーム前とで階調値が増加した場合は液晶パネルにおいて通常よりも高い駆動電圧が印加され、減少した場合は通常よりも低い電圧が印加される。

上記の方法を実施するためには、１フレーム前の画像データを出力するためのフレームメモリが必要となる。近年、液晶パネルの大型化による表示画素数の増加に伴い、フレームメモリの容量も大きくする必要が生じている。また、表示画素数が増えると、所定期間内（例えば１フレーム期間内）にフレームメモリへの書き込みおよび読み出しを行うデータ量が増えるので、書き込みおよび読み出しを制御するクロック周波数を高くし、データの転送速度を増加させる必要が生じる。こうしたフレームメモリ、および転送速度の増加は、液晶表示装置のコストの上昇につながる。

こうした問題を解消するため、特許文献２に記載された液晶駆動用画像処理回路においては、画像データを符号化してからフレームメモリに記憶することによりメモリ容量の削減を図っている。また、符号化した画像データを復号化して得られる現フレームの復号化画像データと、符号化した画像データを１フレーム期間遅延してから復号化して得られる１フレーム前の復号化画像データとの比較に基づいて画像データの補正を行うことにより、静止画が入力された場合に、符号化・復号化の誤差に伴う不要な過電圧が液晶に印加されるのを防ぐことができる。

特許第２６１６６５２号公報 特開２００３-２０２８４５号公報

動画像においては、画像データの最下位ビットに１階調を加算したフレームの割合を制御することで擬似的に中間調を発生させる処理（ディザ処理）が行われている。特許文献２に記載の液晶駆動用画像処理回路においては、現フレームの復号化画像データと、１フレーム前の復号化画像データとの比較に基づいて画像データの補正を行うので、上記のような処理が行われた画像データが入力された場合、フレーム間における１階調分の変化が符号化・復号化誤差により増幅されると、復号化された画像を用いて検出される画像データの時間的な変化量が大きくなるため、本来は必要のない補正処理が画像データに対して行われることにより、液晶に不要な過電圧が印加されるという問題が生じる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、フレームメモリ容量削減のために画像データの符号化・復号化を行う液晶駆動用画像処理回路において、擬似階調を発生させる信号が加算された画像データが入力された場合であっても符号化・復号化の誤差の影響を生じることなく、画像データの補正を正確に行い、適切な補正電圧を液晶に印加することが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、画像の各画素の階調値を表す画像データを、上記各画素における階調値の変化に基づいて補正して出力する画像処理装置であって、
現フレームの画像を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける画素データの大きさを表す代表値、および当該代表値に基づいて上記各ブロックにおける画素データを量子化した量子化値を含んで構成される、上記現フレームの画像に対応する第１の符号化画像データを出力する符号化手段と、
上記第１の符号化画像データを復号化することにより上記現フレームの画像に対応する第１の復号化画像データを出力する復号化手段と、
上記第１の符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の符号化画像データを出力する遅延手段と、
上記第２の符号化画像データを復号化することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の復号化画像データを出力する復号化手段と、
上記第１の符号化画像データと上記第２の符号化画像データとを参照し、上記現フレームの画像と上記１フレーム前の画像との間における上記代表値の変化量、および上記量子化値の変化量を求め、これらの変化量に基づいて上記現フレームの各ブロックにおける画素データの変化を表す制御信号を生成する符号データ判定手段と、
上記制御信号に基づいて、上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データのいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データを生成する１フレーム前画像演算手段と、
上記１フレーム前画像データおよび上記現フレームの画像データに基づいて、当該現フレームの画像の階調値を補正する画像データ補正手段とを備えたものである。

本発明に係る画像処理方法は、画像の各画素の階調値を表す画像データを、上記各画素における階調値の変化に基づいて補正して出力する画像処理方法であって、
現フレームの画像を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける画素データの大きさを表す代表値、および当該代表値に基づいて上記各ブロックにおける画素データを量子化した量子化値を含んで構成される、上記現フレームの画像に対応する第１の符号化画像データを出力する工程と、
上記第１の符号化画像データを復号化することにより上記現フレームの画像に対応する第１の復号化画像データを出力する工程と、
上記第１の符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の符号化画像データを出力する工程と、
上記第２の符号化画像データを復号化することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の復号化画像データを出力する工程と、
上記第１の符号化画像データと上記第２の符号化画像データとを参照し、上記現フレームの画像と上記１フレーム前の画像との間における上記代表値の変化量、および上記量子化値の変化量を求め、これらの変化量に基づいて上記現フレームの各ブロックにおける画素データの変化を表す制御信号を生成する工程と、
上記制御信号に基づいて、上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データのいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データを生成する工程と、
上記１フレーム前画像データおよび上記現フレームの画像データに基づいて、当該現フレームの画像の階調値を補正する工程とを備えたものである。

本発明に係る画像処理装置、および画像処理方法によれば、第１の符号化画像データと第２の符号化画像データとを参照して、現フレームの画像と１フレーム前の画像との間における代表値の変化量、および量子化値の変化量を求め、これらの変化量に基づいて現フレームの各ブロックにおける画素データの変化を表す制御信号を生成し、当該制御信号に基づいて、現フレームの画像データと第２の復号化画像データのいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データを生成するので、擬似階調信号が加算された画像データが入力された場合においても符号化・復号化の誤差の影響を受けることなく、適切な補正電圧を液晶に印加することが可能となる。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る画像処理装置を備えた液晶表示装置の構成を示すブロック図である。受信部２は、入力端子１を介して入力される映像信号に対し、選局、復調等の処理を行うことにより、１フレーム分の画像（現フレームの画像）を表す画像データ
Ｄｉ１を画像データ処理部３に順次出力する。画像データ処理部３は、符号化部４、遅延部５、復号化部６，７、変化量算出部８、符号データ判定部９、１フレーム前画像演算部１０、および画像データ補正部１１により構成される。画像データ処理部３は、画像データＤｉ１を階調値の変化に基づいて補正し、補正画像データＤｊ１を表示部１２に出力する。表示部１２は、補正画像データＤｊ１により指定される所定の駆動電圧を液晶に印加することにより画像を表示する。

以下、画像データ処理部３の動作について説明する。
符号化部４は、ＦＢＴＣやＧＢＴＣなどのブロック符号化（ＢＴＣ）を用いて画像データＤｉ１を符号化し、符号化画像データＤａ１を出力する。具体的には、画像データＤｉ１を複数のブロックに分割し、各ブロックの画像データを、当該ブロックにおける画素データの大きさを表す代表値に応じて設定される量子化閾値を用いて量子化することにより符号化画像データＤａ１を生成する。この代表値としては、平均値Ｌａ１、およびダイナミックレンジＤａ１が用いられる。符号化画像データＤａ１は、各ブロックにおける画像データの平均値Ｌａ１、ダイナミックレンジＬｂ１、および画素データの量子化値Ｑを含んで構成される。

遅延部５は、符号化画像データＤａ１を１フレームに相当する期間遅延し、１フレーム前の符号化画像データＤａ０を出力する。ここで、符号化部４における画像データＤｉ１の符号化率（データ圧縮率）を高くするほど、符号化画像データＤａ１を遅延するために必要な遅延部５のメモリの容量を少なくすることができる。

復号化部６は、符号化画像データＤａ１を復号化することにより、画像データＤｉ１に対応する復号化画像データＤｂ１を出力する。また、復号化部７は、遅延部５により１フレームに相当する期間遅延された符号化画像データＤａ０を復号化することにより、１フレーム前の画像を表す復号化画像データＤｂ０を出力する。

変化量算出部８は、現フレームの画像データに対応する復号化画像データＤｂ１と、１フレーム前の画像データに対応する復号化画像データＤｂ０との差分を画素毎に求め、当該差分の絶対値を変化量Ｄｖ１として出力する。この変化量Ｄｖ１は、画像データＤｉ１、および復号化画像データＤｂ０とともに１フレーム前画像演算部１０に入力される。

符号データ判定部９には、符号化部４から出力される符号化画像データＤａ１と遅延部５から出力される１フレーム前の符号化画像データＤａ０が入力される。符号データ判定部９は、現フレームおよび１フレーム前の符号化画像データＤａ１，Ｄａ０の変化に基づいて、現フレームの画像における動画領域、および静止画領域を示す制御信号Ｄｗ１を各画素について出力する。すなわち、１フレーム前とで階調値が変化する画素、およびブロックについては制御信号Ｄｗ１＝１が出力され、階調値の変化がないか変化が小さい画素については制御信号Ｄｗ１＝０が出力される。

具体的には、現フレームおよび１フレーム前の各ブロックの平均値Ｌａ０，Ｌａ１の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、およびダイナミックレンジＬｂ０，Ｌｂ１の変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜をそれぞれ求め、これらの変化量が所定の閾値（Ｔｈａ，Ｔｈｂ）を越える場合はブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。ブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ１＝１が出力された場合、後段の１フレーム前画像演算部１０は、各画素における変化量Ｄｖ１の大きさに基づいて動画、静止画の判別を画素毎に行う。すなわち、変化量Ｄｖ１が所定の閾値（Ｔｈｖ）を越える画素については動画を表し、変化量Ｄｖ１が閾値以下の画素については静止画を表すものと判別する。
一方、変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜，｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が閾値以下の場合は、各画素における量子化値Ｑ１，Ｑ０の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜に基づいて動画、静止画の判別を行う。すなわち、変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜が０または１となる画素については静止画を表すと判別し、制御信号Ｄｗ１＝０を出力し、変化量が１より大きい画素については動画と判別して制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。
符号データ判定部９から出力された制御信号Ｄｗ１は、１フレーム前画像演算部１０に入力される。

１フレーム前画像演算部１０は、制御信号Ｄｗ１および変化量Ｄｖ１の値に基づいて画像データＤｉ１および１フレーム前の復号化画像Ｄｂ０のいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。具体的には、制御信号Ｄｗ１＝０の画素については静止画を表すものとして画像データＤｉ１を選択し、Ｄｗ＝１の画素については更に変化量Ｄｖ１を参照し、変化量Ｄｖ１の値が小さい画素については静止画を表すものとして画像データＤｉ１を選択し、変化量Ｄｖ１の値が大きい画素については動画を表すものとして復号化画像Ｄｂ０を選択する。１フレーム前画像データＤｑ０は、画像データ補正部１１に入力される。

画像データ補正部１１は、画像データＤｉ１と、１フレーム前画像データＤｑ０との比較により得られる１フレーム間における階調値の変化に基づいて、液晶が１フレーム期間内に画像データＤｉ１により指定される所定の透過率となるよう画像データＤｉ１を補正し、補正画像データＤｊ１を出力する。図２は、補正画像データＤｊ１に基づく駆動電圧を液晶に印加した場合の応答特性を示す図である。図２において、（ａ）は画像データＤｉ１、（ｂ）は補正画像データＤｊ１、（ｃ）は当該画像データＤｊ１に基づく駆動電圧を印加して得られる液晶の応答特性を示す図である。図２（ｃ）において、破線により示す特性は画像データＤｉ１に基づく駆動電圧を印加したときの液晶の応答特性である。図２（ｂ）に示すように階調値が増加・減少する場合、補正量Ｖ１，Ｖ２を画像データＤｉ１に加算・減算することにより、補正画像データＤｊ１が生成される。この補正画像データＤｊ１に基づく駆動電圧を液晶に印加することにより、図２（ｃ）に示すように略１フレーム期間内に液晶を画像データＤｉ１により指定される所定の透過率に到達させることができる。

図３〜５は、画像データ処理部３における１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程について説明するための図である。
以下、図３〜５を参照して１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程を詳細に説明する。以下の説明において、平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜の閾値Ｔｈａ、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜の閾値Ｔｈｂ、および変化量Ｄｖの閾値Ｔｈｖをそれぞれ、Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０，Ｔｈｖ＝１０とする。

図３は、ディザ処理により擬似階調信号が加算された静止画像が入力された場合における１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程について説明するための図である。
図３（ａ）および図３（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図３（ｄ）に示すように、ディザ処理により現フレームの画像データＤｉ１における（ｂ，Ｂ）の画素データに擬似階調信号が加算されたことにより、当該画素データが５９から６０に変化している。
図３（ｂ）および図３（ｅ）は、図３（ａ）および図３（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤａ０，Ｄａ１をそれぞれ示している。図３（ｂ）および図３（ｅ）に示すように、図３（ａ）および図３（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝Ｌａ１＝６０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝Ｌｂ１＝１２０となっている。なお、量子化値Ｑ０，Ｑ１は量子化ビット数を２ビットとして求めている。
図３（ｃ）および図３（ｆ）は、図３（ｂ）および図３（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１をそれぞれ示している。

図３（ｇ）は、図３（ａ）および図３（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示し、図３（ｈ）は、図３（ｃ）および図３（ｆ）に示す復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１の変化量Ｄｖ１を示している。図３（ｇ）に示すように（ｂ，Ｂ）の画素データの実際の変化量は１であるが、符号化・復号化の過程で発生する誤差の影響により、図３（ｈ）に示すように（ｂ，Ｂ）の画素データの変化量Ｄｖ１は４０となる。
図３（ｉ）は、図３（ｇ）に示す実際の変化量と、図３（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１との誤差を示している。符号化・復号化誤差の影響により、擬似階調信号が加算された（ｂ，Ｂ）における画素データに大きな誤差が発生していることが分かる。

図３（ｊ）は、図３（ｂ）および図３（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図３（ｂ）および図３（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝０であり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０以下となっている。また、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜は（Ｂ，ｂ）の画素において１、その他の画素においては０となっている。したがって、符号判定部９は全ての画素について制御信号Ｄｗ１＝０を出力する。

図３（ｋ）は、図３（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１、および図３（ｊ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図３（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図３（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図３（ｈ）に示すように（ｂ，Ｂ）の画素データについては、変化量Ｄｖ１が閾値（Ｔｈｖ＝１０）を越えているが、図３（ｊ）に示すように制御信号Ｄｗ１は全ての画素について０となっているので、１フレーム前画像演算部１０は、全ての画素について現フレームの画像データＤｉ１を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図３（ｌ）は、図３（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図３（ｊ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図３（ｌ）に示すように、制御信号Ｄｗ１および変化量Ｄｖ１に基づいて現フレームの画像データＤｉ１を１フレーム前の画像データとして選択することにより、擬似階調信号による符号化・復号化誤差を修正することができる。つまり、符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に含まれるブロックの平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜、および量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜に基づいて画像の変化と、擬似階調とを判別し、擬似階調と判別された場合は現フレームの画像データＤｉ１を選択することで、ディザ処理による符号化・復号化誤差を防ぐことができる。

図４は、動画像が入力された場合における画像データ処理部３の動作を説明するための図である。
図４（ａ）および図４（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図４（ａ）および図４（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１を比較すると、Ｂ列の画素データは０から５９に変化し、Ｃ列の画素データは５９から６０に変化し、Ｄ列の画素データは６０から０に変化している。
図４（ｂ）および図４（ｅ）は、図４（ａ）および図４（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤａ０，Ｄａ１をそれぞれ示している。図４（ｂ）および図４（ｅ）に示すように、図４（ａ）および図４（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝Ｌａ１＝３０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝Ｌｂ１＝６０となっている。
図４（ｃ）および図４（ｆ）は、図４（ｂ）および図４（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１をそれぞれ示している。

図４（ｇ）は、図４（ａ）および図４（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示し、図４（ｈ）は、図４（ｃ）および図４（ｆ）に示す復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１の変化量Ｄｖ１を示している。
図４（ｉ）は、図４（ｇ）に示す実際の変化量と、図４（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１との誤差を示している。

図４（ｊ）は、図４（ｂ）および図４（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図４（ｂ）および図４（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝０であり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０以下となっている。また、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜はＡ，Ｃ列の画素において０、Ｂ，Ｄ列の画素において３となっている。したがって、符号判定部９は、Ａ，Ｃ列の画素について制御信号Ｄｗ１＝０を出力し、Ｂ，Ｄ列の画素について制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。

図４（ｋ）は、図４（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１、および図４（ｊ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図４（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図４（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図４（ｈ）に示すように変化量Ｄｖ１は、Ｂ，Ｄ列において６０となり、閾値（Ｔｈｖ＝１０）を越えており、また、図４（ｊ）に示すように制御信号Ｄｗ１はＡ，Ｃ列の画素について０となり、Ｂ，Ｄ列の画素について１となる。したがって１フレーム前画像演算部１０は、Ａ，Ｃ列の画素について現フレームの画像データＤｉ１を選択し、Ｂ，Ｄ列の画素について復号化画像データＤｂ０を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図４（ｌ）は、図４（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図４（ｊ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図４（ｌ）に示すように、制御信号Ｄｗ１および変化量Ｄｖ１に基づいて現フレームの画像データＤｉ１、および復号化画像データＤｂ０を画素毎に選択することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を正確に生成することができる。また、図４（ｌ）に示す誤差は、図４（ｉ）に示す誤差よりも小さい。すなわち、１フレーム前画像データＤｑ０と画像データＤｉ０との変化量の誤差は、復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１の変化量Ｄｖ１の誤差よりも小さいことが分かる。

図５は、他の動画像が入力された場合における画像データ処理部３の動作を説明するための図である。
図５（ａ）および図５（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図５（ａ）および図５（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１を比較すると、Ｂ列の画素データは０から５９に変化し、Ｃ列の画素データは５９から６０に変化し、Ｄ列の画素データは６０から１２０に変化している。
図５（ｂ）および図５（ｅ）は、図５（ａ）および図５（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤa０，Ｄa１をそれぞれ示している。図５（ｂ）および図５（ｅ）に示すように、図５（ａ）および図５（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝３０，Ｌａ１＝６０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝６０，Ｌｂ１＝１２０となっている。
図５（ｃ）および図５（ｆ）は、図５（ｂ）および図５（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１をそれぞれ示している。

図５（ｇ）は、図５（ａ）および図５（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示し、図５（ｈ）は、図５（ｃ）および図５（ｆ）に示す復号化画像データＤｂ０，Ｄｂ１の変化量Ｄｖ１を示している。
図５（ｉ）は、図５（ｇ）に示す実際の変化量と、図５（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１との誤差を示している。
図５（ｊ）は、図５（ｂ）および図５（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図５（ｂ）および図５（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝３０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝６０となり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０を越えているので、ブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ＝１が出力される。

図５（ｋ）は、図５（ｈ）に示す変化量Ｄｖ１、および図５（ｊ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図５（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図５（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図５（ｈ）に示すように変化量Ｄｖ１は、Ｂ，Ｃ，Ｄ列において４０，２０，６０となり、閾値（Ｔｈｖ＝１０）を越えており、また、図５（ｊ）に示すように制御信号Ｄｗ１は全ての画素について１となっている。したがって、１フレーム前画像演算部１０はＡ列の画素について現フレームの画像データＤｉ１を選択し、Ｂ，Ｃ，Ｄ列の画素について復号化画像データＤｂ０を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図５（ｌ）は、図５（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図５（ｋ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図５（ｌ）に示すように、ブロックの平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が所定の閾値（Ｔｈａ，Ｔｈｂ）を越える場合、変化量Ｄｖ１の大きさに基づいて現フレームの画像データＤｉ１、および復号化画像データＤｂ０のいずれかを画素毎に選択することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を少ない誤差で正確に生成することができる。

以上、図３〜５に基づいて説明したように、符号化画像データＤａ０，Ｄａ１から平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜、および量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜を求め、これらの値に基づいて各画素が動画、静止画のいずれを表すかを判別する制御信号Ｄｗ１を出力し、当該制御信号Ｄｗ１、および変化量Ｄｖ１に基づいて復号化画像データＤｂ０、および画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を正確に再生することができる。これにより、擬似階調信号が加算された画像データＤｉ１が入力された場合においても符号化・復号化の誤差の影響を受けることなく、適切な補正電圧を液晶に印加することが可能となる。

なお、符号化部４における符号化方式として、ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ−ＬＳ、ＪＰＥＧ２０００といった、画像データを周波数領域のデータに変換する符号化では、低周波成分をブロックの代表的値として用いることが考えられる。こうした静止画用の符号化方法は、符号化前の画像データと復号化された画像データが完全に一致しない非可逆符号化であっても適用することが可能である。

図６は、以上に説明した画像データ処理部３の処理工程を示すフローチャートである。
まず、画像データＤｉ１が画像データ処理部３に入力される（Ｓｔ１）。符号化部４は、入力された画像データＤｉ１を符号化し、符号化画像データＤａ１を出力する（Ｓｔ２）。遅延部５は、符号化画像データＤａ１を１フレーム期間遅延し、１フレーム前の符号化画像データＤａ０を出力する（Ｓｔ３）。復号化部７は、符号化画像データＤａ０を復号化し、１フレーム前の画像データＤｉ０に対応する復号化画像データＤｂ０を出力する（Ｓｔ４）。これらの処理に並行して、復号化部６は、符号化画像データＤａ１を復号化し、現フレームの画像データＤｉ１に対応する復号化画像データＤｂ１を出力する（Ｓｔ５）。

変化量算出部８は、１フレーム前の復号化画像データＤｂ０と、現フレームの復号化画像データＤｂ１との差分を画素毎に求め、この差分の絶対値を変化量Ｄｖ１として出力する（Ｓｔ６）。この処理に平行して、符号データ判別部９は、１フレーム前の符号化画像データＤａ０と現フレームの符号化画像データＤａ１を比較し、各ブロックの平均値Ｌａ０，Ｌａ１の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、およびダイナミックレンジＬｂ０，Ｌｂ１の変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が所定の閾値（Ｔｈａ，Ｔｈｂ）を越える場合はブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。一方、変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜，｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が閾値以下の場合、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜が０または１となる画素については制御信号Ｄｗ１＝０を出力し、変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜が１より大きい画素については制御信号Ｄｗ１＝１を出力する（Ｓｔ７）。

１フレーム前画像演算部１０は、変化量Ｄｖ１が所定の閾値（Ｔｈｖ）より大きく、かつ、制御信号Ｄｗ１が１となる画素については復号化画像データＤｂ０を１フレーム前の画像データとして選択し、変化量Ｄｖ１が所定の閾値より小さいか、あるいは制御信号Ｄｗ１が０となる画素については原画像データＤｉ１を１フレーム前の画像データとして選択することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を出力する（Ｓｔ８）。

画像データ補正部１１は、１フレーム前画像データＤｑ０と、画像データＤｉ０との比較によって得られる階調値の変化に基づいて、液晶が１フレーム期間内に画像データＤｉ１により指定される所定の透過率となるよう駆動するのに必要な補正量を求め、この補正量を用いて画像データＤｉ１を補正し、補正画像データＤｊ１を出力する（Ｓｔ９）。
上記Ｓｔ１〜Ｓｔ９の処理が、画像データＤｉ１の各画素に対して実施される。

なお、１フレーム前画像データＤｑ０は、以下の式（１）により算出してもよい。
Ｄｑ０＝min(ｋ１,ｋ２)×Ｄｂ０+(1-min(ｋ１,ｋ２))×Ｄｉ１ …式（１）
上記式（１）において、ｋ１，ｋ２は、それぞれ変化量Ｄｖ１、および制御信号Ｄｗ１の大きさに応じて０から１の値をとる変数である。なお、ｍｉｎ（ｋ１，ｋ２）はｋ１，ｋ２のいずれか小さい方の値である。

図７は、変化量Ｄｖ１とｋ１、および制御信号Ｄｗ１とｋ２との関係を示す図である。図７（ａ）に示すように、変化量Ｄｖ１に対し、２つの閾値ＳＨ０，ＳＨ１（ＳＨ０＜ＳＨ１）が予め設定されており、Ｄｖ１＜ＳＨ０の場合はｋ１＝０、ＳＨ０≦Ｄｖ１≦ＳＨ１の場合は０≦ｋ１≦１、Ｄｖ１＞ＳＨ１の場合はｋ１＝１となる。また、図７（ｂ）に示すように、制御信号Ｄｗ１に対し２つの閾値ＳＨ２，ＳＨ３（ＳＨ２＜ＳＨ３）が予め設定されており、Ｄｗ１＜ＳＨ１の場合はｋ２＝０、ＳＨ２≦Ｄｗ１≦ＳＨ３の場合は０≦ｋ２≦１、Ｄｗ１＞ＳＨ３の場合はｋ２＝１となる。

式（１）に示すように、ｋ１，ｋ２のいずれか一方が０の場合は、画像データＤｉ１が１フレーム前画像データＤｑ０として選択され、ｋ１、ｋ２の両方が１の場合は、復号化画像データＤｂ０が１フレーム前画像データＤｑ０として出力される。また、上記以外では、ｋ１とｋ２の小さい方の値に基づいて、画像データＤｉ１と復号化画像データＤｂ０との重み付き平均が１フレーム前画像データＤｑ０として算出される。

このように、式（１）を用いることで、変化量Ｄｖ１および制御信号Ｄｗ１が閾値付近にある場合であっても、より誤差の少ない理想的な１フレーム前画像データＤｑ０を求めることができる。

また、制御信号Ｄｗ１は以下の式（２）により算出してもよい。
Ｄｗ１＝ｋｃ×(1-max(ｋａ，ｋｂ))＋ｋｄ×max(ｋａ，ｋｂ) …式（２）
上記式（２）において、ｋａ，ｋｂは、それぞれ平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、およびダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜の大きさに応じて０から１の値をとる変数である。また、ｋｃは、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜の大きさに応じて０または１のいずれかの値をとる変数であり、ｋｄは所定の定数である。なお、ｍａｘ（ｋａ，ｋｂ）はｋａ，ｋｂのいずれか大きい方の値である。

図８は、上記式（２）にけるｋａ，ｋｂ，ｋｃ，ｋｄの各値を示す図である。
図８（ａ）は、平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜とｋａとの関係を示す図である。図８（ａ）に示すように、平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜に対し、２つの閾値ＳＨ４，ＳＨ５（ＳＨ４＜ＳＨ５）が予め設定されており、｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＜ＳＨ４の場合はｋａ＝０、ＳＨ４≦｜Ｌａ１−Ｌａ０｜≦ＳＨ５の場合は０≦ｋａ≦１、｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＞ＳＨ５の場合はｋａ＝１となる。

図８（ｂ）は、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜とｋｂとの関係を示す図である。図８（ｂ）に示すように、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜に対し、２つの閾値ＳＨ６，ＳＨ７（ＳＨ６＜ＳＨ７）が予め設定されており、｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＜ＳＨ６の場合はｋｂ＝０、ＳＨ６≦｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜≦ＳＨ７の場合は０≦ｋｂ≦１、｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＞ＳＨ７の場合はｋｂ＝１となる。

図８（ｃ），（ｄ）は、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜とｋｃ，ｋｄとの関係をそれぞれ示す図である。図８（ｃ）に示す変数ｋｃは、対象となるブロックが静止画、または動きが小さい画像と判断される場合、つまり、平均値の変化量が｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＜ＳＨ５となり、ダイナミックレンジの変化量が｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＜ＳＨ７となる場合に用いられる。一方、図８（ｄ）に示す定数ｋｄ（＝１）は、ブロックが動画と判断された場合、つまり、平均値の変化量が｜Ｌａ１−Ｌａ０｜≧ＳＨ５となるかまたは、ダイナミックレンジの変化量が｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜≧ＳＨ７となる場合に用いられる。

式（２）に示すように、ｋａ，ｋｂの両方が０の場合は、図８（ｃ）に示す特性を有するｋｃが制御信号Ｄｗ１として選択され、ｋａ，ｋｂのいずれか一方が１の場合は、ｋｄ＝１が制御信号Ｄｗ１として選択される。また、上記以外の場合、ｋａとｋｂの大きい方の値に基づいて、ｋｃ，ｋｄの重み付き平均が制御信号Ｄｗ１として算出される。

実施の形態２．
実施の形態１において、画像データ補正部１１は、１フレーム前画像データＤｑ０と画像データＤｉ０との比較により得られる階調値の変化に基づいて補正量を算出し、補正画像データＤｊ１を生成するものとしたが、ルックアップテーブル等のメモリ手段を設け、予め格納した補正量を読み出して画像データＤｉ１を補正し、補正画像データＤｊ１を出力する構成としてもよい。

図９は、本実施の形態に係る画像データ補正部１１の内部構成を示すブロック図である。ルックアップテーブル１１ａは、１フレーム前画像データＤｑ０、および画像データＤｉ１を入力とし、両者の値に基づいて補正量Ｄｃ１を出力する。

図１０は、ルックアップテーブル１１ａの構成の一例を示す模式図である。ルックアップテーブル１１ａには、画像データＤｉ１、および１フレーム前画像データＤｑ０が読み出しアドレスとして入力される。画像データＤｉ１、および１フレーム前画像データＤｑ０がそれぞれ８ビットの画像データの場合、ルックアップテーブル１１ａには２５６×２５６のデータが補正量Ｄｃ１として格納される。ルックアップテーブル１１ａは、画像データＤｉ１、および１フレーム前画像データＤｑ０の各値に対応する補正量Ｄｃ１＝ｄｔ（Ｄｉ１，Ｄｑ０）を読み出して出力する。補正部１１ｂは、ルックアップテーブル１１ａにより出力された補正量Ｄｃ１を画像データＤｉ１に加算し、補正画像データＤｊ１を出力する。

図１１は、液晶の応答時間の一例を示す図であり、ｘ軸は画像データＤｉ１の値（現画像における階調値）、ｙ軸は１フレーム前の画像データＤｉ０の値（１フレーム前の画像における階調値）であり、ｚ軸は液晶が１フレーム前の階調値に対応する透過率から画像データＤｉ１の階調値に対応する透過率となるまでに要する応答時間を示している。ここで、現画像の階調値が８ビットの場合、画像データおよび１フレーム前の画像データの階調値の組合せは２５６×２５６通り存在するので、応答時間も２５６×２５６通り存在する。図１１においては階調値の組合せに対応する応答時間を８×８通りに簡略化して示している。

図１２は、液晶が１フレーム期間経過時に画像データＤｉ１により指定される透過率となるよう画像データＤｉ１に加算される補正量Ｄｃ１の値を示す図である。画像データの階調値が８ビットの場合、補正量Ｄｃ１は、画像データおよび１フレーム前の画像データの階調値の組合せに対応して２５６×２５６通り存在する。図１２においては階調値の組合せに対応する補正量を８×８通りに簡略化して示している。

図１１に示すように、液晶の応答時間は、画像データおよび１フレーム前の画像データの階調値に応じて異なるため、ルックアップテーブル１１ａには、画像データおよび１フレーム前の画像データの両階調値に対応する２５６×２５６通りの補正量Ｄｃ１が格納される。液晶は特に、中間階調（グレー）から高階調（白）に変化する際の応答速度が遅い（液晶パネルの種類、あるいは動作モードによっては、逆あるいは、別の変化が遅い場合もある。）。従って、中間階調を表す１フレーム前画像データＤｑ０と、高階調を表す画像データＤｉ１に対応する補正量ｄｔ（Ｄｉ１，Ｄｑ０）の値を大きく設定することにより、応答速度を効果的に向上させることができる。また、液晶の応答特性は液晶の材料、電極形状、温度などによって変化するので、こうした使用条件に対応する補正量Ｄｃ１を備えたルックアップテーブル１１ａを用いることにより、液晶の特性に応じて応答時間を制御することができる。

以上のように、予め求められた補正量Ｄｃ１を格納したルックアップテーブル１１ａを用いることにより、補正画像データＤｊ１を出力する際の演算量を削減することができる。

図１３は、本実施の形態に係る画像データ補正部１１の他の内部構成を示すブロック図である。図１３に示すルックアップテーブル１１ｃは、１フレーム前画像データＤｑ０、および画像データＤｉ１を入力とし、両者の値に基づいて補正画像データＤｊ１＝（Ｄｉ１，Ｄｑ０）を出力する。ルックアップテーブル１１ｃには、図１２に示す２５６×２５６通りの補正量Ｄｃ１＝（Ｄｉ１，Ｄｑ０）を、画像データＤｉ１に加算することにより得られる補正画像データＤｊ１＝（Ｄｉ１，Ｄｑ０）が格納される。なお、補正画像データＤｊ１は、表示部１２の表示可能な階調の範囲を超えないよう設定される。

図１４は、ルックアップテーブル１１ｃに格納される補正画像データＤｊ１の一例を示す図である。画像データの階調値が８ビットの場合、補正量Ｄｃ１は、画像データおよび１フレーム前の画像データの階調値の組合せに対応して２５６×２５６通り存在する。図１４においては階調値の組合せに対応する補正量を８×８通りに簡略化して示している。

このように、予め求められた補正画像データＤｊ１をルックアップテーブル１１ｃに格納し、画像データＤｉ１、および１フレーム前画像データＤｑ０に基づいて対応する補正画像データＤｊ１を出力することにより、補正画像データＤｊ１を出力する際の演算量をさらに削減することができる。

実施の形態３．
図１５は、本発明に係る画像処理装置を備えた液晶表示装置の他の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る液晶駆動用画像処理装置の画像データ処理部３は、符号化部４、遅延部５、復号化部７、符号データ判定部９、１フレーム前画像演算部１４、および画像データ補正部１１により構成される。図１に示す画像データ処理部３と等価な構成については同一符号を付している。

本実施の形態に係る画像データ処理部３において、１フレーム前画像演算部１４は符号データ判定部９により出力される制御信号Ｄｗ１のみに基づいて画像データＤｉ１、および復号化画像データＤｂ０を画素毎に選択し、１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。すなわち、制御信号がＤｗ１＝１となる画素については復号化画像データＤｂ０を１フレーム前の画像データとして選択し、制御信号がＤｗ１＝０となる画素については画像データＤｉ１を１フレーム前の画像データとして選択することにより１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。制御信号Ｄｗ１の生成方法は実施の形態１と同様である。

図１６〜１８は、本実施の形態に係る画像データ処理部３における１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程について説明するための図である。
以下、図１６〜１８を参照して本実施の形態に係る１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程を詳細に説明する。以下の説明において、平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜の閾値Ｔｈａ、およびダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜の閾値Ｔｈｂをそれぞれ、Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０とする。

図１６は、ディザ処理により擬似階調信号が加算された静止画像が入力された場合における１フレーム前画像データＤｑ０の生成工程について説明するための図である。
図１６（ａ）および図１６（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図１６（ｄ）に示すように、ディザ処理により現フレームの画像データＤｉ１における（ｂ，Ｂ）の画素データに擬似階調信号が加算されたことにより、当該画素データが５９から６０に変化している。
図１６（ｂ）および図１６（ｅ）は、図１６（ａ）および図１６（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤａ０，Ｄａ１をそれぞれ示している。図１６（ｂ）および図１６（ｅ）に示すように、図１６（ａ）および図１６（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝Ｌａ１＝６０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝Ｌｂ１＝１２０となっている。
図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）に示す符号化画像データＤａ０を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０を示している。
図１６（ｆ）は、図１６（ａ）および図１６（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示している。

図１６（ｇ）は、図１６（ｂ）および図１６（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図１６（ｂ）および図１６（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝０であり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０以下となっている。また、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜は（ｂ，Ｂ）の画素において１、その他の画素においては０となっている。したがって、符号判定部９は全ての画素について制御信号Ｄｗ１＝０を出力する。

図１６（ｈ）は、図１６（ｇ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図１６（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図１６（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図１６（ｇ）に示すように制御信号Ｄｗ１は全ての画素について０となっている。したがって１フレーム前画像演算部１０は、全ての画素について現フレームの画像データＤｉ１を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図１６（ｉ）は、図１６（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図１６（ｊ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図１６（ｉ）に示すように、制御信号Ｄｗ１のみに基づいて１フレーム前画像データＤｑ０を生成する場合であっても、擬似階調信号による符号化・復号化誤差を修正することができる。

図１７は、動画像が入力された場合における画像データ処理部３の動作を説明するための図である。
図１７（ａ）および図１７（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図１７（ａ）および図１７（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１を比較すると、Ｂ列の画素データは０から５９に変化し、Ｃ列の画素データは５９から６０に変化し、Ｄ列の画素データは６０から０に変化している。
図１７（ｂ）および図１７（ｅ）は、図１７（ａ）および図１７（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤａ０，Ｄａ１をそれぞれ示している。図１７（ｂ）および図１７（ｅ）に示すように、図１７（ａ）および図１７（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝Ｌａ１＝３０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝Ｌｂ１＝６０となっている。
図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）に示す符号化画像データＤａ０を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０を示している。
図１７（ｆ）は、図１７（ａ）および図１７（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示している。

図１７（ｇ）は、図１７（ｂ）および図１７（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図１７（ｂ）および図１７（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝０であり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０以下となっている。また、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜はＡ，Ｃ列の画素において０、Ｂ，Ｄ列の画素において３となっている。したがって、符号判定部９は、Ａ，Ｃ列の画素について制御信号Ｄｗ１＝０を出力し、Ｂ，Ｄ列の画素について制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。

図１７（ｈ）は、図１７（ｇ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図１７（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図１７（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図１７（ｇ）に示すように制御信号Ｄｗ１はＡ，Ｃ列の画素について０となり、Ｂ，Ｄ列の画素について１となる。したがって１フレーム前画像演算部１０は、Ａ，Ｃ列の画素について現フレームの画像データＤｉ１を選択し、Ｂ，Ｄ列の画素について復号化画像データＤｂ０を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図１７（ｉ）は、図１７（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図１７（ｊ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図１７（ｉ）に示すように、制御信号Ｄｗ１に基づいて現フレームの画像データＤｉ１、および復号化画像データＤｂ０を画素毎に選択することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を正確に生成することができる。

図１８は、他の動画像が入力された場合における画像データ処理部３の動作を説明するための図である。
図１８（ａ）および図１８（ｄ）は、１フレーム前の画像データＤｉ０、および現フレームの画像データＤｉ１の値をそれぞれ示している。図１８（ａ）および図１８（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１を比較すると、Ｂ列の画素データは０から５９に変化し、Ｃ列の画素データは５９から６０に変化し、Ｄ列の画素データは６０から１２０に変化している。
図１８（ｂ）および図１８（ｅ）は、図１８（ａ）および図１８（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１に対応する符号化画像データＤａ０，Ｄａ１をそれぞれ示している。図１８（ｂ）および図１８（ｅ）に示すように、図１８（ａ）および図１８（ｄ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１の平均値はＬａ０＝３０，Ｌａ１＝６０、ダイナミックレンジはＬｂ０＝６０，Ｌｂ１＝１２０となっている。
図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）に示す符号化画像データＤａ０を復号化して得られる復号化画像データＤｂ０を示している。
図１８（ｆ）は、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示す画像データＤｉ０，Ｄｉ１との差である画像の実際の変化量を示している。

図１８（ｇ）は、図１８（ｂ）および図１８（ｅ）に示す符号化画像データＤａ０，Ｄａ１に基づいて出力される制御信号Ｄｗ１を示している。図１８（ｂ）および図１８（ｅ）に示すように、現フレームおよび１フレーム前の平均値の変化量は｜Ｌａ１−Ｌａ０｜＝３０、ダイナミックレンジの変化量は｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜＝６０となり、いずれも閾値Ｔｈａ＝１０，Ｔｈｂ＝２０を越えているので、ブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ＝１が出力される。
図１８（ｈ）は、図１８（ｇ）に示す制御信号Ｄｗ１に基づいて、図１８（ｃ）に示す復号化画像データＤｂ０、および図１８（ｄ）に示す画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成される１フレーム前画像データＤｑ０を示している。図１８（ｇ）に示すように制御信号Ｄｗ１は全ての画素について１となっているので、１フレーム前画像演算部１０は全ての画素について復号化画像データＤｂ０を選択して１フレーム前画像データＤｑ０を生成する。

図１８（ｉ）は、図１８（ａ）に示す１フレーム前の画像データＤｉ０と、図１８（ｆ）に示す１フレーム前画像データＤｑ０との誤差を示している。図１８（ｉ）に示すように、ブロックの平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、ダイナミックレンジの変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が所定の閾値（Ｔｈａ，Ｔｈｂ）を越える場合、復号化画像データＤｂ０を１フレーム前の画像データとして選択することにより、１フレーム前画像データＤｑ０を少ない誤差で正確に生成することができる。

以上、図１６〜１８に基づいて説明したように、制御信号Ｄｗ１のみに基づいて復号化画像データＤｂ０、および画像データＤｉ１のいずれかを画素毎に選択して生成することによっても、擬似階調信号が加算された画像データＤｉ１が入力された場合における符号化・復号化の誤差の影響を受けることなく、１フレーム前画像データＤｑ０を正確に生成することができる。

図１９は、以上に説明した本実施の形態に係る液晶駆動用画像処理部の処理工程を示すフローチャートである。
まず、画像データＤｉ１が画像データ処理部１３に入力される（Ｓｔ１）。符号化部４は、入力された画像データＤｉ１を符号化し、符号化画像データＤａ１を出力する（Ｓｔ２）。遅延部５は、符号化画像データＤａ１を１フレーム期間遅延し、１フレーム前の符号化画像データＤａ０を出力する（Ｓｔ３）。復号化部７は、符号化画像データＤａ０を復号化し、１フレーム前の画像データＤｉ０に対応する復号化画像データＤｂ０を出力する（Ｓｔ４）。この処理に平行して、符号データ判別部９は、１フレーム前の符号化画像データＤａ０と現フレームの符号化画像データＤａ１を比較し、各ブロックの平均値の変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜、およびダイナミックレンジＬｂ０，Ｌｂ１の変化量｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が所定の閾値（Ｔｈａ，Ｔｈｂ）を越える場合はブロックの画素全体について制御信号Ｄｗ１＝１を出力する。一方、変化量｜Ｌａ１−Ｌａ０｜，｜Ｌｂ１−Ｌｂ０｜が閾値以下の場合、量子化値の変化量｜Ｑ１−Ｑ０｜が０または１となる画素については制御信号Ｄｗ１＝０を出力し、変化量が１より大きい画素については制御信号Ｄｗ１＝１を出力する（Ｓｔ７）。

１フレーム前画像演算部１０は、制御信号Ｄｗ１が１となる画素については復号化画像データＤｂ０を１フレーム前の画像データとして選択し、制御信号Ｄｗ１が０となる画素については画像データＤｉ１を１フレーム前の画像データとして選択して、１フレーム前画像データＤｑ０として出力する（Ｓｔ１８）。

画像データ補正部１１は、１フレーム前画像データＤｑ０と、画像データＤｉ０との比較によって得られる階調値の変化に基づいて、液晶が１フレーム期間内に画像データＤｉ１により指定される所定の透過率となるよう駆動するのに必要な補正量を求め、この補正量を用いて画像データＤｉ１を補正し、補正画像データＤｊ１を出力する（Ｓｔ９）。
上記Ｓｔ１〜Ｓｔ１８の処理が、画像データＤｉ１の各画素に対して実施される。

本発明に係る液晶駆動用画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。 液晶の応答特性を示す図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 本発明に係る液晶駆動用画像処理装置の動作を示すフローチャートである。 変数ｋ１，ｋ２の特性を示す図である。 変数ｋａ，ｋｂ，ｋｃおよびｋｄの特性を示す図である。 画像データ補正部の内部構成の一例を示すブロック図である。 ルックアップテーブルの構成を示す模式図である。 液晶の応答速度の一例を示す図である。 ルックアップテーブルに格納される補正量の一例を示す図である。 画像データ補正部の内部構成の一例を示すブロック図である。 ルックアップテーブルに格納される補正画像データの一例を示す図である。 本発明に係る液晶駆動用画像処理部の一実施形態を示すブロック図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 １フレーム前画像データの生成工程について説明するための図である。 本発明に係る液晶駆動用画像処理装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 入力端子、 ２ 受信部、 ３ 画像データ処理部、 ４ 符号化部、 ５ 遅延部、 ６，７ 復号化部、 ８ 変化量算出部、 ９ 符号データ判定部、 １０ １フレーム前画像データ演算部、 １１ 画像データ補正部、 １２ 表示部、１１ａ ルックアップテーブル、１１ｂ 補正部。

Claims (15)

1. 画像の各画素の階調値を表す画像データを、上記各画素における階調値の変化に基づいて補正して出力する画像処理装置であって、
   現フレームの画像を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける画素データの大きさを表す代表値、および当該代表値に基づいて上記各ブロックにおける画素データを量子化した量子化値を含んで構成される、上記現フレームの画像に対応する第１の符号化画像データを出力する符号化手段と、
   上記第１の符号化画像データを復号化することにより上記現フレームの画像に対応する第１の復号化画像データを出力する復号化手段と、
   上記第１の符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の符号化画像データを出力する遅延手段と、
   上記第２の符号化画像データを復号化することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の復号化画像データを出力する復号化手段と、
   上記第１の符号化画像データと上記第２の符号化画像データとを参照し、上記現フレームの画像と上記１フレーム前の画像との間における上記代表値の変化量、および上記量子化値の変化量を求め、これらの変化量に基づいて上記現フレームの各ブロックにおける画素データの変化を表す制御信号を生成する符号データ判定手段と、
   上記制御信号に基づいて、上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データのいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データを生成する１フレーム前画像演算手段と、
   上記１フレーム前画像データおよび上記現フレームの画像データに基づいて、当該現フレームの画像の階調値を補正する画像データ補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 上記符号化手段は、上記代表値として上記各ブロックにおける画素データの平均値、およびダイナミックレンジを用い、
   上記判定手段は、上記代表値の変化量として上記平均値の変化量、および上記ダイナミックレンジの変化量を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 符号データ判定手段は、上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
   上記１フレーム前画像演算手段は、上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択して上記１フレーム前画像データを生成する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。
4. 上記符号データ判定手段は、上記代表値の変化が所定の閾値より大きいブロックにおける全ての画素について、動画とみなす第２の制御信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 上記第１の復号化画像データと、上記第２の復号化画像データとの変化量を画素毎に算出する変化量算出手段をさらに備え、
   上記符号データ判定手段は、上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
   上記１フレーム前画像演算手段は、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が所定の閾値より小さい画素、および上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が所定の閾値を越え、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択して上記１フレーム前画像データを生成する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。
6. 上記符号データ判定手段は、上記代表値の変化が所定の閾値より大きいブロックにおける全ての画素について、動画とみなす第２の制御信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 上記第１の復号化画像データと、上記第２の復号化画像データとの変化量を画素毎に算出する変化量算出手段をさらに備え、
   上記符号データ判定手段は、上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
   上記１フレーム前画像演算手段は、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が第１の閾値より小さい画素、および上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が第２の閾値を越え、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が上記第１の閾値と上記第２の閾値との間の値であり、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データとの重み付き平均値を選択することにより上記１フレーム前画像データを生成する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。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。
9. 画像の各画素の階調値を表す画像データを、上記各画素における階調値の変化に基づいて補正して出力する画像処理方法であって、
   現フレームの画像を複数のブロックに分割し、各ブロックにおける画素データの大きさを表す代表値、および当該代表値に基づいて上記各ブロックにおける画素データを量子化した量子化値を含んで構成される、上記現フレームの画像に対応する第１の符号化画像データを出力する工程と、
   上記第１の符号化画像データを復号化することにより上記現フレームの画像に対応する第１の復号化画像データを出力する工程と、
   上記第１の符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の符号化画像データを出力する工程と、
   上記第２の符号化画像データを復号化することにより、上記現フレームの１フレーム前の画像に対応する第２の復号化画像データを出力する工程と、
   上記第１の符号化画像データと上記第２の符号化画像データとを参照し、上記現フレームの画像と上記１フレーム前の画像との間における上記代表値の変化量、および上記量子化値の変化量を求め、これらの変化量に基づいて上記現フレームの各ブロックにおける画素データの変化を表す制御信号を生成する工程と、
   上記制御信号に基づいて、上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データのいずれかを画素毎に選択して１フレーム前画像データを生成する工程と、
   上記１フレーム前画像データおよび上記現フレームの画像データに基づいて、当該現フレームの画像の階調値を補正する工程とを備えたことを特徴とする画像処理方法。
10. 上記代表値として上記各ブロックにおける画素データの平均値、およびダイナミックレンジを用い、
    上記代表値の変化量として上記平均値の変化量、および上記ダイナミックレンジの変化量を求めることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
11. 上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
    上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択して上記１フレーム前画像データを生成することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像処理方法。
12. 上記代表値の変化が所定の閾値より大きいブロックにおける全ての画素について、動画とみなす第２の制御信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
13. 上記第１の復号化画像データと、上記第２の復号化画像データとの変化量を画素毎に算出する工程をさらに備え、
    上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
    上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が所定の閾値より小さい画素、および上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が所定の閾値を越え、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択して上記１フレーム前画像データを生成することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像処理方法。
14. 上記代表値の変化が所定の閾値より大きいブロックにおける全ての画素について、動画とみなす第２の制御信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
15. 上記第１の復号化画像データと、上記第２の復号化画像データとの変化量を画素毎に算出する工程をさらに備え、
    上記代表値の変化が所定の閾値より小さいブロックにおいて、上記量子化値の変化量が０または１となる画素については静止画とみなす第１の制御信号を出力し、上記量子化値の変化量が１を越える画素については動画とみなす第２の制御信号を出力し、
    上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が第１の閾値より小さい画素、および上記第１の制御信号が出力された画素については現フレームの画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が第２の閾値を越え、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については第２の復号化画像データを選択し、上記第１の復号化画像データと上記第２の復号化画像データとの変化量が上記第１の閾値と上記第２の閾値との間の値であり、かつ上記第２の制御信号が出力された画素については上記現フレームの画像データと上記第２の復号化画像データとの重み付き平均値を選択することにより上記１フレーム前画像データを生成することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像処理方法。
    

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