JP4169768B2 - 画像符号化装置、画像処理装置、画像符号化方法、及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力画像データをブロック毎に符号化する画像符号化装置、この画像符号化装置を含む画像処理装置、この画像処理装置を含む画像表示装置、画像符号化方法、及び画像処理方法に関するものである。

液晶パネルは、薄型且つ軽量であるため、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（例えば、特許文献１参照）。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フレーム前よりも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及び読み出しを行うデータ量が増えるので、書き込み及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の大容量化及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結果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、符号化及び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（段落００２５−００２６、図１４） 特開２００４−１６３８４２号公報（段落００２１−００４２、図１）

上記の特許文献２に記載の液晶駆動用画像処理回路によれば、入力される画像の態様に関わらず、符号化画像データ中の量子化画像データの数が一定になるようなブロック符号化を用いて符号化を行うので、符号化の圧縮率を高くして符号化画像データのデータ量を小さくした場合、符号化及び復号化による誤差が大きくなり、補正後の画像データに大きく反映されてしまう。これにより、符号化の圧縮率を高くして符号化画像データのデータ量を小さくした場合、液晶に不要な過電圧が印加されるという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、符号化誤差を抑制しつつ、符号化画像データのデータ量を小さくすることができる画像符号化装置、この画像符号化装置を含む画像処理装置、この画像処理装置を含む画像表示装置、画像符号化方法、及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の画像符号化装置は、輝度信号と色信号で構成される画像データを量子化する画像符号化装置であって、入力する画像データを複数のブロックに分割して得られたブロック画像データを出力する画像データブロック化部と、前記ブロック画像データのダイナミックレンジを求め、前記ダイナミックレンジを示すダイナミックレンジデータを出力するダイナミックレンジ生成部と、前記ブロック画像データの平均値を求め、前記平均値を示す平均値データを出力する平均値生成部と、減少画素数が入力され、前記ブロック画像データの画素数を前記減少画素数減らすことによって画素数減少ブロック画像データを生成する画素数減少部と、前記画像データの量子化ビット数を、前記ダイナミックレンジデータの大きさに応じて切換え、前記色信号のダイナミックレンジがあらかじめ設定された値よりも小さい場合、前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、かつ前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低くするように決定し、前記量子化ビット数と前記減少画素数を指定する符号化パラメータを生成する符号化パラメータ生成部と、前記ダイナミックレンジデータ、前記平均値データ、及び前記量子化ビット数によって決まるダイナミックレンジ内のある値を量子化閾値とする量子化閾値生成部と、前記量子化閾値を用いて前記画素数減少ブロック画像データを量子化することによって量子化画像データを生成する画像データ量子化部とを有し、前記ダイナミックレンジ生成部で求められた、入力する色信号のダイナミックレンジデータに基づき、前記画素数減少部における、前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を制御することを特徴とするものである。

また、本発明の画像処理装置は、上記画像符号化装置と同じ構成を有し、入力される現フレームの画像データを符号化して符号化画像データを出力する符号化部と、前記符号化画像データを復号化することにより前記現フレームの画像データに対応する第１の復号化画像データを出力する第１の復号化部と、前記符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延させる遅延部と、前記遅延部から出力される前記符号化画像データを、前記色信号のダイナミックレンジデータに基づき復号化することにより、前記現フレームの１フレーム前の画像データに対応する第２の復号化画像データを出力する第２の復号化部と、前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求める変化量算出部と、前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量と、前記現フレームの画像データとを加算することで、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データを算出する１フレーム前画像演算部と、前記現フレームの画像データ及び前記再生画像データとの比較により得られる階調値の変化に基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正する画像データ補正部とを有することを特徴とするものである。

また、本発明の画像符号化方法は、輝度信号と色信号で構成される画像データを量子化する画像符号化方法であって、現フレームの画像データを複数のブロックに分割して得られたブロック画像データを出力し、前記ブロック画像データのダイナミックレンジを求め、前記ダイナミックレンジを示すダイナミックレンジデータを出力し、前記ブロック画像データの平均値を求め、前記平均値を示す平均値データを出力し、前記画像データの量子化ビット数を、前記ダイナミックレンジデータの大きさに応じて切換え、前記色信号のダイナミックレンジがあらかじめ設定された値よりも小さい場合、前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、かつ前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低くするように決定し、前記量子化ビット数と前記減少画素数を指定する符号化パラメータを生成し、前記ダイナミックレンジデータ、前記平均値データ、及び前記量子化ビット数によって決まるダイナミックレンジ内のある値である量子化閾値を生成し、前記量子化閾値を用いて前記画素数減少ブロック画像データを量子化することによって量子化画像データを生成し、入力する色信号の前記ダイナミックレンジデータに基づき、前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を制御することを特徴とするものである。

また、本発明の画像処理方法は、上記画像符号化方法によって、入力される現フレームの画像データを符号化して符号化画像データを出力し、前記符号化画像データを復号化することにより前記現フレームの画像データに対応する第１の復号化画像データを出力し、前記符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延させ、遅延した前記符号化画像データを前記色信号のダイナミックレンジデータに基づき復号化することにより、前記現フレームの１フレーム前の画像データに対応する第２の復号化画像データを出力し、前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求め、前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される間の変化量と、前記現フレームの画像データとを加算することで得られる、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データと、前記現フレームの画像データとの比較により得られる階調値の変化に基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正することを特徴とするものである。

本発明によれば、現フレームの画像データをブロック毎に量子化して符号化画像データを出力する際、各ブロックのダイナミックレンジに基づいて、符号化画像データ中の量子化画像データの画素数を減少させる値を示す減少画素数を調整するので、符号化誤差を抑制しつつ、符号化画像データのデータ量を小さくすることができるという効果を得ることができる。

また、本発明を画像表示装置に適用すれば、符号化画像データのデータ量を減少させた場合の符号化誤差を低減し、符号化誤差の影響による不要な過電圧を印加することなく表示部の応答速度を適切に制御することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置である画像データ処理部３を備えた、画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、画像表示装置は、受信部２と、画像データ処理部３と、表示部１１とを主要な構成としている。なお、本出願において「…部」として示される構成は、電気回路等を含むハードウェアによって実現されるもの、又は、ソフトウェアによって実現されるもの、又は、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されるもののいずれであってもよい。なお、画像データ処理部３は、本発明の画像処理方法を実施することができる装置である。また、図１に示される画像表示装置は、例えば、液晶テレビである。

受信部２は、テレビチューナ等から構成されており、入力端子１を介して入力される映像信号に対し、選局及び復調等の処理を行うことにより、１フレーム分の画像（現フレーム画像又は現画像）を表す現画像データＤｉ１を生成して、画像データ処理部３に順次出力する。

図１に示されるように、画像データ処理部３は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置である符号化部４と、遅延部５と、第１の復号化部６と、第２の復号化部７と、変化量算出部８と、１フレーム前画像算出部９と、画像データ補正部１０とを有している。画像データ処理部３は、現画像データ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１１に出力する。

表示部１１の表示パネルは、例えば、液晶パネルであり、画像の輝度又は濃度を表す画像データＤｊ１に対応する電圧を液晶に印加することにより、液晶の各画素の光透過率を変化させることによって、画像を表示する。

次に、画像データ処理部３の動作を説明する。符号化部４は、現画像データＤｉ１を符号化することによりデータ量を圧縮し、符号化画像データＤａ１を生成する。符号化部４による符号化方式としては、例えば、ＦＢＴＣ（Ｆｉｘｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）又はＧＢＴＣ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）などのブロック符号化（ＢＴＣ）を用いることができる。また、符号化部４における符号化方式として、ＪＰＥＧに代表される２次元離散コサイン変換符号化、ＪＰＥＧ−ＬＳに代表される予測符号化、ＪＰＥＧ２０００に代表されるウェーブレット変換を用いた符号化方式を採用することができる。また、静止画用の符号化方式であれば任意の符号化方式を採用することができる。なお、採用する静止画用の符号化方式は、符号化前の画像データと復号化後の画像データとが完全に一致しない非可逆符号化であってもよい。ここで、符号化部４は、後述するように、各ブロックのダイナミックレンジの大きさに応じて符号化画像データ中の量子化画像データの数を決定し、すなわち、各ブロックの画素数を減少させる値を示す減少画素数を決定し、画素数が減少した符号化画像データＤａ１を出力する。

遅延部５は、符号化部４で生成された符号化画像データＤａ１を１フレームに相当する期間遅延させることによって、１フレーム前の符号化画像データＤａ０を出力する。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（図示せず）の記憶容量を小さくすることができる。

第１の復号化部６は、符号化画像データＤａ１の量子化ビット数をブロック毎に判別して復号化することにより、現画像データＤｉ１に対応する復号化画像データＤｂ１を出力する。また、第２の復号化部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の量子化ビット数をブロック毎に判別して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、現画像に対応する第１の復号化画像データＤｂ１及び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Ｄｂ０に基づいて、第２の復号化画像データＤｂ０から第１の復号化画像データＤｂ１を減算することにより、１フレーム前の画像から現画像への画素毎の階調値の変化量Ｄｖ１を算出する。この変化量Ｄｖ１と、現画像データＤｉ１は、１フレーム前画像算出部９に入力される。

１フレーム前画像演算部９は、変化量算出部８により出力される階調値の変化量Ｄｖ１を現画像データＤｉ１に加算することにより、１フレーム前画像データＤｐ０を生成する。生成された１フレーム前画像データＤｐ０は、画像データ補正部１０に入力される。

画像データ補正部１０は、現画像データＤｉ１と、１フレーム前画像データＤｐ０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（ａ）〜（ｃ）は、補正後画像データ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（ａ）は現画像データＤｉ１の階調値（輝度値）の時間変化を示し、図２（ｂ）は補正後画像データＤｊ１の階調値（輝度値）の時間変化を示す。また、図２（ｃ）において、実線は補正後画像データＤｊ１に基づく駆動電圧を印加して得られる液晶パネルの表示輝度の時間変化（すなわち、液晶パネルの応答特性）を示し、破線は、補正後画像データＤｊ１に基づく駆動電圧（図２（ｂ）に示されるＶＨ又はＶＬ）を印加し続けた場合における液晶パネルの応答特性を示す。図２（ｂ）に示されるように、階調値が増加又は減少する場合、補正量Ｖ１又はＶ２を現画像データＤｉ１に加算又は減算することにより、補正後画像データＤｊ１が生成される。この補正後画像データ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）に実線で示すように、略１フレーム期間内に液晶を現画像データＤｉ１の階調値に対応する所定の透過率に到達させることができる。

次に、実施の形態１に係る画像符号化装置である符号化部４の構成及び動作を説明する。図３は、符号化部４の構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるように、符号化部４は、画像データブロック化部１２と、ダイナミックレンジ生成部１３と、平均値生成部１４と、量子化部１５と、符号データ合成部１６とを主要な構成としている。画像データブロック化部１２は、現画像データＤｉ１を所定の画素数毎にブロック分割することによってブロック画像データＤｃ１を生成する。ダイナミックレンジ生成部１３は、画像データブロック化部１２から出力された各ブロック画像データＤｃ１のダイナミックレンジを求め、ダイナミックレンジデータＤｄ１を出力する。平均値生成部１４は、画像データブロック化部１２から出力された各ブロック画像データＤｃ１の平均値を求め、平均値データＤｅ１を算出する。量子化部１５は、画像データブロック化部１２から出力されたブロック画像データＤｃ１の各画素データを量子化し、量子化画像データＤｆ１を出力する。符号データ合成部１６は、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１をビット結合して、符号化画像データＤａ１として出力する。

図４は、量子化部１５の構成を概略的に示すブロック図である。図４に示されるように、量子化部１５は、閾値生成部１７と、符号化パラメータ生成部１８と、量子化閾値生成部１９と、画素数減少部２０と、画像データ量子化部２１とを主要な構成としている。

閾値生成部１７は、ブロック画像データＤｃ１の量子化ビット数をダイナミックレンジデータＤｄ１の大きさに応じて切り替える際に用いられる切り替え閾値ｔａ１を出力する。切り替え閾値ｔａ１は、例えば、画像処理装置の製造段階で設定される値である。

符号化パラメータ生成部１８は、ダイナミックレンジデータＤｄ１と切り替え閾値ｔａ１との比較結果に基づいて、ブロック画像データＤｃ１の量子化ビット数を決定する。また、符号化パラメータ生成部１８は、ダイナミックレンジデータＤｄ１と切り替え閾値ｔａ１との比較結果に基づいて、ブロック画像データＤｃ１の減少画素数を決定する。符号化パラメータ生成部１８は、決定された量子化ビット数及び減少画素数を指定する符号化パラメータｐａ１を出力する。

量子化閾値生成部１９は、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び符号化パラメータｐａ１により指定される量子化ビット数に基づいて、ブロック画像データＤｃ１を量子化する際に用いる量子化閾値ｔｂ１を算出する。量子化閾値ｔｂ１は、量子化ビット数から１を減じた数の閾値データから構成される。

画素数減少部２０は、符号化パラメータｐａ１により指定される減少画素数に基づいて、ブロック画像データＤｃ１の画素数を減少させ、ブロック画像データＤｃ１の画素数以下の画素で構成される画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を出力する。画素数減少部２０において画素数を減少する方法としては、単純な画素間引きによる方法、又は、近傍画素同士の平均値を出力する方法など、画素数を減少できれる方法であれば種々の方法が採用できる。

画像データ量子化部２１は、画素数減少ブロック画像データＤｃ１´の各画素データを量子化閾値ｔｂ１に含まれる閾値データによって量子化し、量子化画像データＤｆ１として出力する。

符号化パラメータｐａ１は、ブロック画像データＤｃ１のダイナミックレンジデータＤｄ１が小さい場合には画素数を減少することによる誤差の影響が小さいので、大きな減少画素数を指定する。また、符号化パラメータｐａ１は、ブロック画像データＤｃ１のダイナミックレンジデータＤｄ１が大きい場合には画素数を減少することによる誤差の影響が大きくなるので、小さな減少画素数を指定する。このように、ダイナミックレンジに応じてブロック画像データＤｃ１の減少画素数を調節するので、符号化誤差を最小限に抑えつつ、符号化画像データＤａ１を小さくすることができる。

図５は、符号化部４における符号化処理の工程を示すフローチャートである。まず、現画像データＤｉ１が画像データブロック化部１２に入力されると（ステップＳｔ１）、画像データブロック化部１２は、現画像データＤｉ１をブロックに分割し、ブロック画像データＤｃ１を出力する（ステップＳｔ２）。次に、ダイナミックレンジ生成部１３は、ブロック画像データＤｃ１のダイナミックレンジを検出してダイナミックレンジデータＤｄ１を生成し（ステップＳｔ３）、平均値生成部１４は、ブロック画像データＤｃ１の平均値を算出して平均値データＤｅ１を生成する（ステップＳｔ４）。符号化パラメータ生成部１８は、ダイナミックレンジデータＤｄ１と切り替え閾値ｔａ１との比較結果に基づいて量子化ビット数を決定し、ダイナミックレンジデータＤｄ１に基づいて減少画素数を決定し、決定された量子化ビット数及び減少画素数を指定する符号化パラメータｐａ１を出力する（ステップＳｔ５）。次に、量子化閾値生成部１９は、符号化パラメータｐａ１により指定される量子化ビット数に対応する量子化閾値ｔｂ１を算出する（ステップＳｔ６）。画素数減少部２０は、符号化パラメータｐａ１により指定される減少画素数に基づいて、ブロック画像データＤｃ１の画素数を減少し、ブロック画像データＤｃ１の画素数以下の画素で構成される画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を出力する（ステップＳｔ７）。次に、画像データ量子化部２１は、画素数減少ブロック画像データＤｃ１´の各画素データを量子化閾値ｔｂ１に基づいて量子化し、量子化画像データＤｆ１を出力する（ステップＳｔ８）。符号データ合成部１８は、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１をビット結合することにより、符号化画像データＤａ１を出力する（ステップＳｔ９）。

次に、第１の復号化部６及び第２の復号化部７の構成及び動作を説明する。図６は、第１の復号化部６の構成（第２の復号化部７と同じ構成）を示すブロック図である。図６に示されるように、第１の復号化部６は、閾値生成部２２と、符号化パラメータ判別部２３と、符号データ分割部２４と、画像データ復元値生成部２５と、画像データ復元部２６と、画像データ補間部２７とを主要な構成としている。

閾値生成部２２は、符号化パラメータの切り替え閾値ｔａ１と同じ値に設定される判別閾値ｔｃ１を出力する。

符号化パラメータ判別部２３は、符号化データＤａ１に含まれるダイナミックレンジデータＤｄ１の値を判別閾値ｔｃ１と比較し、符号化画像データＤａ１の符号化パラメータＰａ１を判別し、判別されたパラメータを符号化パラメータｐｂ１として出力する。

符号データ分割部２４は、符号化パラメータｐｂ１を参照して、符号化画像データＤａ１をダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１に分割して出力する。

画素データ復元値生成部２５は、符号化パラメータｐｂ１に基づいて、ダイナミックレンジデータＤｄ１及び平均値データＤｅ１から、復元値データｒａ１を生成して出力する。この復元値データｒａ１は、量子化画像データの各量子化値に対応する復元値から構成されるデータであり、この復元値は量子化ビット数分存在する。

画素データ復元部２６は、復元値データｒａ１に基づいて量子化画像データＤｆ１を復元し、画素数減少復号化画像データＤｈ１を出力する。

画像データ補間部２７は、ブロック画像データＤｃ１の画素数以下の画素数で構成される画素数減少復号化画像データＤｈ１を補間することによって、ブロック画像データＤｃ１の画素数に等しい画素数で構成される復号化画像データＤｂ１を出力する。

図７は、第１の復号化部６及び第２の復号化部７における復号化処理の工程を示すフローチャートである。まず、符号化画像データＤａ１が符号化パラメータ判別部２３及び符号データ分割部２４に入力されると（ステップＳｔ１１）、符号化パラメータ判別部２３は、符号化データＤａ１に含まれるダイナミックレンジデータＤｄ１と切り替え閾値ｔａ１とを比較して符号化パラメータｐｂ１を判別する（ステップＳｔ１２）。次に、符号データ分割部２４は、符号化パラメータｐｂ１を参照して、符号化画像データＤａ１をダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１に分割する（ステップＳｔ１３）。次に、画像データ復元値生成部２５は、ダイナミックレンジデータＤｄ１及び平均値データＤｅ１から復元値データｒａ１を生成する（ステップＳｔ１４）。次に、画像データ復元部２６は、量子化画像データＤｆ１を復元値データｒａ１に基づいて復元し、画素数減少復号化画像データＤｈ１を出力する（ステップＳｔ１５）。次に、画像データ補間部２７は、ブロック画像データＤｃ１の画素数よりも少ない画素数で構成される画素数減少復号化画像データＤｈ１を補間することによって、ブロック画像データＤｃ１に等しい画素数で構成される復号化画像データＤｂ１を出力する（ステップＳｔ１６）。

図８は、実施の形態１に係る画像処理装置である画像データ処理部３の処理工程を示すフローチャートである。まず、現画像データＤｉ１が画像データ処理部３に入力されると（ステップＳｔ２１）、符号化部４は、現画像データＤｉ１を図５に示す工程により符号化し、符号化画像データＤａ１を出力する（ステップＳｔ２２）。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を出力し（ステップＳｔ２３）、第２の復号化部７は、１フレーム前の符号化画像データＤａ０を図７に示す工程により復号化し、１フレーム前の現画像データＤｉ０に対応する復号化画像データＤｂ０を出力する（ステップＳｔ２４）。ステップＳｔ２３及びＳｔ２４の処理と並行して、第１の復号化部６は、符号化画像データＤａ１を図７に示す工程により復号化し、現フレームの現画像データＤｉ１に対応する復号化画像データＤｂ１を出力する（ステップＳｔ２５）。

次に、変化量算出部８は、復号化画像データＤｂ０から復号化画像データＤｂ１を減算することにより、１フレーム前の画像から現画像への画素毎の階調値の変化を求め、この差分を変化量Ｄｖ１として出力する（ステップＳｔ２６）。次に、１フレーム前画像データ演算部９は、現画像データＤｉ１に変化量Ｄｖ１を加算し、１フレーム前画像データＤｐ０として出力する（ステップＳｔ２７）。次に、画像データ補正部１０は、１フレーム前画像データＤｐ０と、現画像データＤｉ１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フレーム期間内に現画像データ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現画像データＤｉ１を補正し、補正画像データＤｊ１（図２（ｂ））を出力する（ステップＳｔ２８）。なお、上記ステップＳｔ２１〜Ｓｔ２８の処理が、現画像データＤｉ１の各画素に対して実施される。

以上に説明したように、実施の形態１に係る画像処理装置によれば、現画像データＤｉ１を符号化する際、ブロック分割された画像データのダイナミックレンジが大きいほど減少画素数を小さくし、ダイナミックレンジが小さいほど減少画素数を大きくする。このように制御することで、符号化部４において発生する符号化誤差を最小限に抑えつつ、遅延部５のフレームメモリに一時的に記憶される画像データの量をより削減することができるので、遅延部５のフレームメモリの容量をより小さくすることが可能になる。

なお、上記説明では、画像データ補正部１０は１フレーム前画像データＤｐ０と現画像データＤｉ１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部に補正量を格納し、当該補正量を読み出して現画像データＤｉ１を補正する構成としてもよい。

図９は、画像データ補正部１０の構成の一例を示すブロック図である。図９に示す画像データ補正部１０は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）２８、及び補正部２９により構成される。ルックアップテーブル２８は、１フレーム前画像データＤｐ０と現画像データＤｉ１を入力とし、両者の値に基づいて補正量Ｄｇ１を出力する。

図１０は、図９に示されるルックアップテーブル２８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２８には、現画像データＤｉ１及び１フレーム前画像データＤｐ０が読み出しアドレスとして入力される。現画像データＤｉ１及び１フレーム前画像データＤｐ０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２８には２５６×２５６個のデータが補正量Ｄｇ１として格納される。ルックアップテーブル２８は、現画像データＤｉ１、及び１フレーム前画像データＤｐ０の各値に対応する補正量Ｄｇ１＝ｄｔ（Ｄｉ１，Ｄｐ０）を読み出して出力する。補正部２９は、ルックアップテーブル２８により出力された補正量Ｄｇ１を現画像データ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る。図１１において、ｘ軸は現画像データＤｉ１の値（現画像における階調値）、ｙ軸は１フレーム前の現画像データ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現画像データ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、現画像データ及び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現画像データＤｉ１により指定される透過率となるよう現画像データＤｉ１に加算される補正量Ｄｇ１の値を示す図である。現画像データの階調値が８ビットの場合、補正画像データＤｊ１は、現画像データ及び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、図１１と同様に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に示されるように、液晶の応答時間は、現画像データ及び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２８には、現画像データ及び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Ｄｇ１が格納される。液晶は特に、中間階調（グレー）における応答速度が遅い。従って、中間階調を表す１フレーム前画像データＤｐ０と、高階調を表す現画像データＤｉ１に対応する補正量Ｄｇ１＝ｄｔ（Ｄｉ１，Ｄｐ０）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Ｄｇ１をルックアップテーブル２８に格納することにより、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Ｄｇ１を格納したルックアップテーブル２８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、実施の形態１に係る画像データ補正部１０の他の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（ＬＵＴ）３０は、１フレーム前画像データＤｐ０、及び現画像データＤｉ１を入力とし、両者の値に基づいて補正画像データＤｊ１＝（Ｄｉ１，Ｄｐ０）を出力する。ルックアップテーブル３０には、図１２に示す補正量Ｄｇ１＝（Ｄｉ１，Ｄｐ０）を、現画像データＤｉ１に加算することにより得られる２５６×２５６通りの補正画像データＤｊ１＝（Ｄｉ１，Ｄｐ０）が格納される。なお、補正画像データＤｊ１は、表示部１１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３０に格納される補正画像データＤｊ１の一例を示す図である。現画像データの階調値が８ビットの場合、補正画像データＤｊ１は、現画像データ及び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３０に格納し、現画像データＤｉ１及び１フレーム前画像データＤｐ０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をそれぞれ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２．
図１５は、本発明の実施の形態２に係る画像処理装置である画像データ処理部４０を備えた、画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１５において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態２に係る画像データ処理部４０は、符号化部４の前段に色空間変換部４１を備え、第１の復号化部６の後段に色空間変換部４２を備え、第２の復号化部７の後段に色空間変換部４３を備えている点が、上記実施の形態１に係る画像データ処理部３と相違する。

色空間変換部４１は、現画像データＤｉ１を輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ，Ｃｒからなる画像データに変換し、変換された現画像データＤｔ１を出力する。符号化部４は、現画像データＤｔ１を符号化し、現画像データＤｔ１に対応する符号化画像データＤａ１を出力する。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することにより、現画像の１フレーム前の画像に対応する符号化画像データＤａ０を出力する。第１の復号化部６及び第２の復号化部７は、符号化画像データＤａ１，Ｄａ０を復号化することにより、現画像に対応する復号化画像データＤｂ１，Ｄｂ０を出力する。

色空間変換部４２及び４３は、輝度信号及び色信号からなる復号化画像データＤｂ１，Ｄｂ０をＲＧＢのデジタル信号に変換し、変換された画像データＤｕ１，Ｄｕ０を出力する。

変化量算出部８は、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Ｄｕ０から現フレームの画像データに対応する復号化画像データＤｕ１を減算することにより、１フレーム前の画像から現画像への画素毎の階調値の変化量Ｄｖ１を算出する。この変化量Ｄｖ１は、現画像データＤｉ１とともに１フレーム前画像演算部９に入力される。

１フレーム前画像演算部９は、変化量算出部８により出力される階調値の変化量Ｄｖ１を現画像データＤｉ１に加算することにより、１フレーム前画像データＤｐ０を生成する。生成された１フレーム前画像データＤｐ０は、画像データ補正部１０に入力される。

画像データ補正部１０は、現画像データＤｉ１と、１フレーム前画像データＤｐ０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。

実施の形態２に係る符号化部４は、実施の形態１と同様に、現画像データＤｔ１をブロック分割したブロック画像データＤｃ１を生成し、分割された各ブロックごとにブロック画像データＤｃ１を用いてダイナミックレンジデータＤｄ１と平均値データＤｅ１とブロック画像データＤｃ１を量子化した量子化画像データＤｆ１を生成する。この際、ブロック画像データＤｃ１、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１は、輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ，Ｃｒのそれぞれについて生成される。

図１６（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２に係る符号化画像データのデータ構成の一例を示す図である。図１６（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２におけるダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１の一例を示しており、１ブロックあたりの輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ，Ｃｒに含まれる画素数をそれぞれ８個とした場合を示している。なお、図中それぞれ四角の中に記載している数字は各データのビット数である。

図１６（ａ）は、輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ，Ｃｒのブロック画像データＤｃ１を示しており、１ブロック内に８ビットの画像データが８画素あることを示している。

図１６（ｂ１）は、輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｂ，Ｃｒのブロック画像データＤｃ１の減少画素数が４画素である場合の画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を示している。図１６（ｂ２）は、輝度信号Ｙのブロック画像データＤｃ１の減少画素数が０であり、色信号Ｃｂ，Ｃｒのブロック画像データＤｃ１の減少画素数が６である場合の画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を示している。

また、図１６（ｃ１）は、同図（ｂ１）に示した画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を符号化することによって得られる符号化画像データＤａ１を示している。また、図１６（ｃ２）は、同図（ｂ２）に示した画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を符号化することによって得られる符号化画像データＤａ１を示している。図１６（ｃ１）及び（ｃ２）のそれぞれの符号化画像データは、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１によって構成されている。

実施の形態２においては、１ブロック内のデータのダイナミックレンジが小さい場合には、画素数を減少することによって発生する誤差が小さいので、図１６（ｂ２）のように、色信号Ｃｂ，Ｃｒの減少画素数を大きし、輝度信号Ｙの減少画素数を小さくする。逆に、色信号ＣｒとＣｒのダイナミックレンジが大きい場合には、図１６（ｂ１）のように、実施の形態２においては、輝度信号Ｙと色信号Ｃｂ、Ｃｒの減少画素数を同じ値に設定する。このように、色信号Ｃｂ、Ｃｒのダイナミックレンジに応じて輝度信号Ｙと色信号Ｃｂ、Ｃｒの減少画素数を調整することにより、符号化画像データＤａ１のデータ量を一定に保ちながら、画素数を減少することによる誤差の影響を最小限に抑えることが可能である。

なお、画素数減少部２０における、画素数を減少するための方法としては、単純な画素間引きや、近傍画素同士の平均値を出力するなど、画素数を減少できればどのような方法を用いてもよい。

図１７（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２に係る符号化画像データのデータ構成の他の例を示す図である。図１７（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２におけるダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１の他の例を示す図であり、１ブロックあたりの輝度信号Ｙに含まれる画素数を８個、色信号Ｃｂ，Ｃｒに含まれる画素数をそれぞれ１６個とした場合を示している。なお、図中それぞれ四角の中に記載している数字は各データのビット数である。

図１７（ａ）は、ブロック画像データＤｃ１を示しており、輝度信号Ｙは２ブロック分の画像データを、色信号Ｃｂ，Ｃｒは１ブロック分の画像データを示している。

図１７（ｂ１）は、輝度信号Ｙの減少画素数が４であり、色信号Ｃｂ，Ｃｒの減少画素数が１２である場合の画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を示している。また、図１７（ｂ２）は、輝度信号Ｙの減少画素数が０であり、色信号Ｃｂ，Ｃｒの減少画素数が１６である場合の画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を示している。

また、図１７（ｃ１）は、同図（ｂ１）に示した画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を符号化することによって得られる符号化画像データＤａ１を示している。図１７（ｃ２）は、同図（ｂ２）に示した画素数減少ブロック画像データＤｃ１´を符号化することによって得られる符号化画像データＤａ１を示している。図１７（ｃ１）及び（ｃ２）のそれぞれの符号化画像データは、ダイナミックレンジデータＤｄ１、平均値データＤｅ１、及び量子化画像データＤｆ１によって構成されている。

図１７（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）に示される例の場合、輝度信号Ｙと色信号Ｃｂ，Ｃｒの１ブロックに含まれる画素数が異なり、輝度信号Ｙの２ブロック分の画素数が色信号Ｃｂ，Ｃｒの１ブロック分の画素数に等しい。

１ブロック内のデータのダイナミックレンジが小さい場合には、画素数を減少することによって発生する誤差が小さいので、図１７の例においては、画素数減少部２０は、色信号ＣｂとＣｒのダイナミックレンジが共に小さい場合には、図１７（ｂ２）のように、色信号Ｃｂ、Ｃｒの画素数が０になるまで減少画素数を大きして、輝度信号Ｙの減少画素数を０にする。

逆に、色信号ＣｂとＣｒいずれかのダイナミックレンジが大きい場合には、図１７（ｂ１）のように、輝度信号Ｙの減少画素数を４に設定し、色信号Ｃｂ、Ｃｒの減少画素数を１２に設定する。このように、図１６の例のように輝度信号Ｙと色信号Ｃｂ，Ｃｒの１対のブロック画像データだけで減少画素数の調節を行うのではなく、複数のブロック間で減少画素数を調節することも可能であり、符号化画像データＤａ１のデータ量が一定になるような減少画素数の組合せであれば用いることができる。

また、図１７の例のように、減少画素数を１ブロックに含まれる画素数と等しくすることで、画素数減少ブロック画像データＤｃ１´の画素数を０にし、符号化画像データＤａ１をダイナミックレンジデータＤｄ１と平均値データＤｅ１のみで構成することもできる。

以上に説明した実施の形態２に係る画像処理装置によれば、色信号Ｃｂ，Ｃｒのダイナミックレンジが小さい場合には、色信号Ｃｂ，Ｃｒの減少画素数を大きくすると同時に輝度信号Ｙの減少画素数を小さくするように制御するので、画素数を減少することによる符号化誤差を低減するとともに符号化画像データ量を一定に保つことが可能である。

また、色信号Ｃｂ，Ｃｒのダイナミックレンジが小さい場合には、色信号Ｃｂ，Ｃｒの減少画素数を大きくすると同時に輝度信号Ｙの減少画素数を小さくするように制御することによって、画素数を減少した場合の符号化誤差を低減するので、圧縮率を高くした場合であっても誤差の小さい補正画像データＤｊ１を生成することが可能である。すなわち、画像データを符号化により削減した場合であっても、符号化誤差による不要な過電圧を印加することなく液晶の応答速度を適切に制御することができるので、符号化画像データＤａ１を遅延するために必要な遅延部５のフレームメモリの容量を少なくすることが可能である。

実施の形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る画像処理装置である画像データ処理部４４を備えた、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１８において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態３の画像データ処理部４４が、図１に示される実施の形態１の画像データ処理部３と異なる点は、第１の復号化部６の後段に第１の高域成分強調部４５を備え、第２の復号化部７の後段に第２の高域成分強調部４６を備え、第１の復号化部６から第１の高域成分強調部４５に復号化画像データＤｂ１と符号化パラメータＰｂ１が出力され、第２の復号化部７から第２の高域成分強調部４６に復号化画像データＤｂ０と符号化パラメータＰｂ０が出力され、変化量算出部８は第１の高域成分強調部４５からの出力Ｄｂ１ａと第２の高域成分強調部４６からの出力Ｄｂ０ａとの差分を計算する点である。

図１９は、第１の高域成分強調部４５（又は第２の高域成分強調部４６）の内部構成を示すブロック図である。実施の形態３において、第１の高域成分強調部４５と第２の高域成分強調部４６とは、同じ構成及び機能を持つ。図１９に示されるように、第１の高域成分強調部４５（又は第２の高域成分強調部４６）は、高周波成分検出部４７と、強調量生成部４８と、強調量加算部４９とを有している。

高周波成分検出部４７は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）等を有し、第１の復号化画像データＤｂ１（又は第２の復号化画像データＤｂ０）に含まれる高周波成分を抽出し、高周波成分信号Ｒ１（又はＲ０）を出力する。

強調量生成部４８は、高周波成分信号Ｒ１（又はＲ０）、予め定められたゲイン量Ｇ、及び第１の復号化部６（又は第２の復号化部７）から出力された符号化パラメータＰｂ１（又はＰｂ０）に基づいて、強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）を出力する。図２０は、強調量生成部４８の内部構成を示すブロック図である。図２０に示されるように、強調量生成部４８は、高周波成分信号Ｒ１（又はＲ０）に予め定められたゲイン量Ｇを積算して高周波成分信号Ｒ１Ｇ（又はＲ０Ｇ）を出力する積算器５０と、この積算器５０から出力される高周波成分信号Ｒ１Ｇ（又はＲ０Ｇ）と、符号化パラメータＰｂ１（又はＰｂ０）とが入力される画素数減少判定部５１とを有する。画素数減少判定部５１は、符号化パラメータＰｂ１（又はＰｂ０）により、符号化部４で画像データの画素数が減少されているか否かを判定し、画素数が減少されていると判定したときは、強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）として、高周波成分信号Ｒ１Ｇ（又はＲ０Ｇ）を反転させ、任意のゲイン係数を積算した信号を出力する。また、画素数減少判定部５１は、画素数が減少されていないと判定したときは、強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）として０を出力する。

強調量加算部４９は、第１の復号化画像データＤｂ１（又は第２の復号化画像データＤｂ０）に、強調量生成部４８から出力された強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）を加算し、高域強調された第１の復号化画像データＤｂ１ａ（又は高域強調された第２の復号化画像データＤｂ０ａ）を出力する。なお、図１８に示される構成の内の上記以外の構成は、上記実施の形態１において説明した構成と同様の構成及び機能を持つ。

次に、図１８に示される画像データ処理部４４の動作について説明する。図２１（ａ）及び（ｂ）は、画像データ処理部４４における復号化後のデータを示す図であり、同図（ａ）は符号化部４にて画素数を減少させない場合を示し、同図（ｂ）は符号化部４にて画素数を減少させた場合を示している。図２１（ａ）及び（ｂ）において、縦軸はある画素の輝度値、横軸は時間である。図２１（ａ）及び（ｂ）においては、画像が１フレーム期間に１画素ずつ移動している場合を示している。画素数を減少させる方法には、画素を間引くことによって画素数を減少させる方法と、近接する複数の画素の平均化処理によって得られたデータを持つ画素に置き換えることによって画素数を減少させる方法とがある。図２１（ｂ）は、平均化処理を行うことによって画素数を減少させる方法を用いた場合を示しており、平均化処理によって、元々急峻な輝度変化（図２１（ａ）に示されるような輝度変化）であったエッジ部分に、新たに中間調の画素が生成される場合を示している。この中間調を有する補完されたエッジが動くとき、ある画素をフレーム間で比較すると、図２１（ｂ）に示すような変化が観測される。

図２２（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態３の第１の高域成分強調部４５及び第２の高域成分強調部４６の高域強調機能を動作させない場合に生じことがある問題点を説明するための図である。図２２（ａ）及び（ｂ）は、画像データ処理部４４から出力される補正画像データＤｊ１を示し、同図（ａ）は符号化部４にて画素数を減少させない場合を示し、同図（ｂ）は符号化部４にて画素数を減少させた場合を示している。図２２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図２１（ａ）及び（ｂ）に対応している。図２２（ａ）は、図２１（ａ）において連続する２フレーム間を比較して、前フレームよりも輝度値が増加しているときには、その増加量に応じた値だけ輝度値を増加させ、前フレームよりも輝度値が減少しているときには、その減少量に応じた値だけ輝度値を減少させることによって得られる。図２２（ｂ）は、図２１（ｂ）において連続する２フレーム間を比較して、前フレームよりも輝度値が増加しているときには、その増加量に応じた値だけ輝度値を増加させ、前フレームよりも輝度値が減少しているときには、その減少量に応じた値だけ輝度値を減少させることによって得られる。図２２（ａ）に示されるように、符号化部４にて画素数を減少させないときには、補正画像データに付加される補正量Ｖ１，Ｖ２の振幅は大きいが、図２２（ｂ）に示されるように、符号化部４にて画素数を減少させたときには、補正量Ｖ１ａ，Ｖ２ａの振幅が小さくなり、また、輝度値が長い時間をかけて変化する（すなわち、図２２（ｂ）における輝度値の変化が幅広になる）ため、画素数を減少させた場合のみ液晶応答速度の改善効果が減少してしまう可能性がある。

図２３（ａ）〜（ｄ）は、第１の高域成分強調部４５及び第２の高域成分強調部４６の動作を示す図である。ここでは、説明を簡単にするため、図２１（ｂ）に示す復号化画像データＤｂ１（又はＤｂ０）を１フレーム毎に１画素ずつ移動している場合を例として用い、その信号の画素ごとの変化を図２３（ａ）に示す。また、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）に示される復号化画像データＤｂ１に対して、高周波成分検出部４７において、任意のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）による処理（２次微分処理）を施した後の出力信号である高周波成分信号Ｒ１（又はＲ０）を示す図である。Ｙ（ｎ）をｎ画素位置の輝度値とすると、ＢＰＦ出力は、例えば、
２Ｙ（ｎ）−｛Ｙ（ｎ−１）＋Ｙ（ｎ＋１）｝
によって得られる。

図２３（ｃ）は、図２３（ｂ）を反転させ、係数を掛けることによって得られる。図２３（ｄ）は高周波成分信号Ｒ１（又はＲ０）を、強調量生成部４８において符号反転することで生成した、強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）を、強調量加算部４９において、第１の復号化画像データＤｂ１（又は第２の復号化画像データＤｂ０）に加算することによって生成した第１の復号化信号Ｄｂ１ａ（又は第２の復号化信号Ｄｂ０ａ）を示している。

図２４（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態３の第１の高域成分強調部４５及び第２の高域成分強調部４６の高域強調機能を動作させた場合の画像データ処理部４４から出力される補正画像データＤｊ１を示し、同図（ａ）は符号化部４にて画素数を減少させない場合を示し、同図（ｂ）は符号化部４にて画素数を減少させた場合を示している。図２４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図２１（ａ）及び図２３（ｄ）に対応している。図２４（ａ）は、図２１（ａ）において連続する２フレーム間を比較して、前フレームよりも輝度値が増加しているときには、その増加量に応じた値だけ輝度値を増加させ、前フレームよりも輝度値が減少しているときには、その減少量に応じた値だけ輝度値を減少させることによって得られる。図２４（ｂ）は、図２３（ｄ）において連続する２フレーム間を比較して、前フレームよりも輝度値が増加しているときには、その増加量に応じた値だけ輝度値を増加させ、前フレームよりも輝度値が減少しているときには、その減少量に応じた値だけ輝度値を減少させることによって得られる。図２４（ｂ）に示されるように、符号化部４にて画素数を減少させたときであっても、補正量Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂの振幅は大きくなるので、画素数を減少させた場合であっても、十分な液晶応答速度の改善効果を得ることが可能となる。

また画素位置によって画素数の減少数が異なる場合、全ての画面領域において高周波成分強調処理を行うと、信号や画素位置によって生成される補正量に差が出てしまい、画面のちらつき等の画質劣化に繋がる可能性がある。しかし、実施の形態３に示す画像処理装置においては、第１の復号化部６（又は第２の復号化部７）から出力される符号化データＰｂ１（又はＰｂ０）を基に、画素数減少判定部５１にて、強調量信号ＳＨ１（又はＳＨ０）を制御する。よって、画素数を削減している場合は高周波成分を強調し、画素数を削減していない場合は復号化画像データＤｂ１（又はＤｂ０）をそのままＤｂ１ａ（又はＤｂ０ａ）として出力することで、信号によって、また画素位置によって画素数の減少数が異なる場合においても、画面全体に均一な補正量を生成することが可能となる。

以上に説明した実施の形態３に係る画像処理装置によれば、画像数を減少させた後に符号化処理を行った場合に低下する高周波数成分を、復号化後に強調するので、画素数を減少させることで圧縮率を高くした場合であっても、高周波数領域の信号に対しても誤差の少ない補正画像データＤｊ１を生成することが可能である。すなわち、画素数を減少させた場合であっても、画像の高周波数領域に対して十分に過電圧を印加することが可能になる。

なお、以上に説明した内容は、図２５に示すように、画像データ処理部５２が、符号化部４の前段の色空間変換部４１と、第１及び第２の高域成分強調部４５，４６の後段の色空間変換部４２，４３とを備えた場合にも適用可能である。なお、図２５において、図１５に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態３に係る画像データ処理部４０は、上記実施の形態２に示すように、輝度信号及び色差信号ごとに画素数減少数が異なる場合に有効である。

本発明の実施の形態１に係る画像処理装置（画像データ処理部）を備えた、画像表示装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、液晶の応答特性を示す図であり、（ａ）は現画像データの輝度値の時間変化を示し、（ｂ）は補正後画像データの輝度値（液晶への印加電圧に対応する値）の時間変化を示し、（ｃ）は（ｂ）の補正後画像データに基づく電圧を印加して得られる液晶パネルの表示輝度の時間変化を示す。 実施の形態１に係る画像符号化装置（図１に示される符号化部）の構成を示すブロック図である。 図３に示される量子化部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る符号化部の動作を示すフローチャートである。 図１に示される復号化部の構成を示すブロック図である。 図６に示される復号化部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示される画像データ補正部の構成の一例を示すブロック図である。 図９に示され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。 補正量の一例を示す図である。 画像データ補正部の構成の他の例を示すブロック図である。 補正画像データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る画像処理装置（画像データ処理部）を備えた、画像表示装置の構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２に係る符号化画像データのデータ構成の一例を示す図である。 （ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２）は、実施の形態２に係る符号化画像データのデータ構成の他の例を示す図である。 実施の形態３に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る高周波成分強調部の内部構成を示す図である。 実施の形態３に係る強調量生成部の内部構成を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、復号化画像データにおける画素数削減の影響を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、復号化画像データにおける画素数削減の影響を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施の形態３に係る高周波成分強調部の動作を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、高周波成分強調時の補正データを示す図である。 実施の形態３に係る画像処理装置の他の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 入力端子、 ２ 受信部、 ３ 画像データ処理部（画像処理装置）、 ４ 符号化部（画像符号化装置）、 ５ 遅延部、 ６ 第１の復号化部、 ７ 第２の復号化部、 ８ 変化量算出部、 ９ １フレーム前画像演算部、 １０ 画像データ補正部、 １１ 表示部、 １２ 画像データブロック化部、 １３ ダイナミックレンジ生成部、 １４ 平均値生成部、 １５ 量子化部、 １６ 符号データ合成部、 １７ 閾値生成部、 １８ 符号化パラメータ生成部、 １９ 量子化閾値生成部、 ２０ 画素数減少部、 ２１ 画像データ量子化部、 ２２ 閾値生成部、 ２３ 符号化パラメータ判別部、 ２４ 符号データ分割部、 ２５ 画像データ復元値生成部、 ２６ 画像データ復元部、 ２７ 画像データ補間部、 ２８ ルックアップテーブル、 ２９ 補正部、 ３０ ルックアップテーブル、 ４０ 画像データ処理部、 ４１，４２，４３ 色空間変換部、 ４４ 画像データ処理部、 ４５ 第１の高周波成分強調部、 ４６ 第２の高周波成分強調部、 ４７ 高周波成分検出部、 ４８ 強調量生成部、 ４９ 強調量加算部、 ５０ 積算器、 ５１ 画素数減少判定部、 ５２ 画像データ処理部。

Claims (14)

1. 輝度信号と色信号で構成される画像データを量子化する画像符号化装置において、
   入力する画像データを複数のブロックに分割して得られたブロック画像データを出力する画像データブロック化部と、
   前記ブロック画像データのダイナミックレンジを求め、前記ダイナミックレンジを示すダイナミックレンジデータを出力するダイナミックレンジ生成部と、
   前記ブロック画像データの平均値を求め、前記平均値を示す平均値データを出力する平均値生成部と、
   減少画素数が入力され、前記ブロック画像データの画素数を前記減少画素数減らすことによって画素数減少ブロック画像データを生成する画素数減少部と、
   前記画像データの量子化ビット数を、前記ダイナミックレンジデータの大きさに応じて切換え、前記色信号のダイナミックレンジがあらかじめ設定された値よりも小さい場合、前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、かつ前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低くするように決定し、前記量子化ビット数と前記減少画素数を指定する符号化パラメータを生成する符号化パラメータ生成部と、
   前記ダイナミックレンジデータ、前記平均値データ、及び前記量子化ビット数によって決まるダイナミックレンジ内のある値を量子化閾値とする量子化閾値生成部と、
   前記量子化閾値を用いて前記画素数減少ブロック画像データを量子化することによって量子化画像データを生成する画像データ量子化部と
   を有し、
   前記ダイナミックレンジ生成部で求められた、入力する色信号のダイナミックレンジデータに基づき、前記画素数減少部における、前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を制御する
   ことを特徴とする画像符号化装置。
2. 前記色信号の画像データから得られた符号化画像データのデータ量と、前記輝度信号の画像データから得られた符号化画像データのデータ量の和が一定となるように、前記色信号の減少画素数と前記輝度信号の減少画素数を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
3. 請求項２に記載の画像符号化装置と同じ構成を有し、入力される現フレームの画像データを符号化して符号化画像データを出力する符号化部と、
   前記符号化画像データを復号化することにより前記現フレームの画像データに対応する第１の復号化画像データを出力する第１の復号化部と、
   前記符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延させる遅延部と、
   前記遅延部から出力される前記符号化画像データを、前記色信号のダイナミックレンジデータに基づき復号化することにより、前記現フレームの１フレーム前の画像データに対応する第２の復号化画像データを出力する第２の復号化部と、
   前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求める変化量算出部と、
   前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量と、前記現フレームの画像データとを加算することで、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データを算出する１フレーム前画像演算部と、
   前記現フレームの画像データ及び前記再生画像データとの比較により得られる階調値の変化に基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正する画像データ補正部と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
4. 前記符号化部の前記符号化パラメータ生成部は、前記現フレームの画像データの各ブロックにおける色信号データのダイナミックレンジがあらかじめ設定された値より小さい場合、各ブロックにおける前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、また前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低く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. 現フレームの画像データの各ブロックにおける色信号の画像データから得られた符号化画像データと、輝度信号の画像データから得られた符号化画像データの和が一定となるように、前記減少画素数を生成することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 輝度信号と色信号で構成される画像データを量子化する画像符号化方法において、
   現フレームの画像データを複数のブロックに分割して得られたブロック画像データを出力し、
   前記ブロック画像データのダイナミックレンジを求め、前記ダイナミックレンジを示すダイナミックレンジデータを出力し、
   前記ブロック画像データの平均値を求め、前記平均値を示す平均値データを出力し、
   前記画像データの量子化ビット数を、前記ダイナミックレンジデータの大きさに応じて切換え、前記色信号のダイナミックレンジがあらかじめ設定された値よりも小さい場合、前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、かつ前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低くするように決定し、前記量子化ビット数と前記減少画素数を指定する符号化パラメータを生成し、
   前記ダイナミックレンジデータ、前記平均値データ、及び前記量子化ビット数によって決まるダイナミックレンジ内のある値である量子化閾値を生成し、
   前記量子化閾値を用いて前記画素数減少ブロック画像データを量子化することによって量子化画像データを生成し、
   入力する色信号の前記ダイナミックレンジデータに基づき、前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を制御する
   ことを特徴とすることを特徴とする画像符号化方法。
7. 前記画素数を減らす処理は、画素の間引き処理及び複数の近傍画素の平均値を１画素のデータとする処理のいずれかを含むことを特徴とする請求項６に記載の画像符号化方法。
8. 前記ダイナミックレンジデータ、前記平均値データ、及び前記量子化画像データを結合した符号化画像データを出力することを特徴とする請求項６又は７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
9. 請求項８に記載の画像符号化方法によって、入力される現フレームの画像データを符号化して符号化画像データを出力し、
   前記符号化画像データを復号化することにより前記現フレームの画像データに対応する第１の復号化画像データを出力し、
   前記符号化画像データを１フレームに相当する期間遅延させ、
   遅延した前記符号化画像データを前記色信号のダイナミックレンジデータに基づき復号化することにより、前記現フレームの１フレーム前の画像データに対応する第２の復号化画像データを出力し、
   前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求め、
   前記第２の復号化画像データから前記第１の復号化画像データを減算することにより算出される間の変化量と、前記現フレームの画像データとを加算することで得られる、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データと、前記現フレームの画像データとの比較により得られる階調値の変化に基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正する
   ことを特徴とする画像処理方法。
10. 前記現フレームの画像データの各ブロックにおける色信号データのダイナミックレンジがあらかじめ設定された値より小さい場合、各ブロックにおける前記色信号の減少画素数を大きくしてデータ圧縮率を高め、また前記輝度信号の減少画素数を小さくしてデータ圧縮率を低くすることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
11. 前記第１の復号化画像データの高周波成分を強調して第１の高周波成分強調済み復号化画像データとする高周波成分強調部と、
    前記第２の復号化画像データの高周波成分を強調して第２の高周波成分強調済み復号化画像データとする高周波成分強調部と、
    前記第２の高周波成分強調済み復号化画像データから前記第１の高周波成分強調済み復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求める変化量算出部と、
    前記変化量と前記現フレームの画像データとを用いて、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データを算出する１フレーム前画像演算部と、
    前記現フレームの画像データおよび前記再生画像データに基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正する補正部とを備え、
    前記符号化部は、現フレームの画像データの各ブロックにおける画像データの前記輝度信号の画素数と前記色信号の画素数を減少する画素数減少部を備え、
    前記現フレームの画像データの各ブロックにおける前記色信号のダイナミックレンジに基づいて、各ブロックにおける前記現フレームの画像データの前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を調整する
    ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の画像処理装置。
12. 前記遅延手段により出力される前記符号化画像データを復号化することにより、前記現フレームの１フレーム前の画像データに対応する第２の復号化画像データを出力する工程と、
    前記第１の復号化画像データの高周波成分を強調して第１の高周波成分強調済み復号化画像データとする工程と、
    前記第２の復号化画像データの高周波成分を強調して第２の高周波成分強調済み復号化画像データとする工程と、
    前記第２の高周波成分強調済み復号化画像データから前記第１の高周波成分強調済み復号化画像データを減算することにより算出される変化量を画素毎に求める工程と、
    前記変化量と前記現フレームの画像データとを用いて、前記１フレーム前の画像データに対応する再生画像データを算出する工程と、
    前記現フレームの画像データ及び前記再生画像データに基づいて、前記現フレームの画像の階調値を補正する工程と、
    現フレームの画像データの各ブロックにおける画像データの前記輝度信号の画素数と前記色信号の画素数を減少する工程とを備え、
    前記現フレームの画像データの各ブロックにおける前記色信号のダイナミックレンジに基づいて、各ブロックにおける前記現フレームの画像データの前記輝度信号の減少画素数と前記色信号の減少画素数を調整する
    ことを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の画像処理方法。
13. 前記高周波成分強調部は、
    前記復号化画像データの高周波成分を検出する高周波成分検出部と、
    前記高周波成分検出部の検出結果を基に、前記復号化画像データに加算される高周波成分強調量を算出する強調量生成部とを有し、
    前記強調量生成部は、前記符号化部において前記画像データの減少画素数を調整した結果に基づき、画素が減少させられている場合に前記高周波成分強調量を出力する
    ことを特徴とする請求項１１記載の画像処理装置。
14. 前記復号化画像データの高周波成分を強調する工程は、
    前記復号化画像データの高周波成分を検出する高周波成分検出工程と、
    前記高周波成分検出工程の検出結果を基に、前記復号化画像データに加算される高周波成分強調量を算出する強調量生成工程とを有し、
    前記強調量生成工程においては、前記符号化方法において前記画像データの減少画素数を調整した結果に基づき、画素が減少させられている場合に前記高周波成分強調量を出力する
    ことを特徴とする請求項１２記載の画像処理方法。

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