JP4746514B2 - 画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法 - Google Patents

画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、フレームレートあるいはフィールドレートを変換する機能を備えた画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法に関し、より詳細には、動き補償型のレート変換処理に起因する動画像の画質劣化を防止する画像表示装置及び該装置による画像表示方法、画像処理装置及び該装置による画像処理方法に関するものである。
動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に対して、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、動きのある画像を表示した場合に、観る者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが指摘されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。これをインパルス型表示方式という。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレームあるいはフィールド（以下、フレームで代表する）の画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。
上記のようなホールド型表示方式においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、動きぼけが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。
上記のホールド型表示方式における動きぼけを改善するために、フレーム間に画像を内挿することにより、フレームレート（フレーム数）を変換する技術が知られている。この技術は、ＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼ばれ、液晶表示装置等において実用化されている。
従来、フレームレートを変換する方法には、単に同一フレームの複数回繰り返し読み出しや、フレーム間の直線内挿（線形補間）によるフレーム内挿などの各種の手法がある（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、線形補間によるフレーム内挿処理の場合、フレームレート変換に伴う動きの不自然さ（ジャーキネス、ジャダー）が発生するとともに、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することはできず、画質的には不十分なものであった。
そこで、上記ジャーキネスの影響等をなくして動画質を改善するために、動きベクトルを用いた動き補償型のフレーム内挿（動き補償）処理が提案されている。この動き補償処理によれば、動画像そのものをとらえて画像の動きを補償するため、解像度の劣化がなく、また、ジャーキネスの発生もなく、極めて自然な動画を得ることができる。さらに、内挿画像信号は動き補償して形成されるので、上述したホールド型表示方式に起因する動きぼけ妨害を十分に改善することが可能となる。
前述の特許文献１には、動き適応的に内挿フレームを生成することにより、表示画像のフレーム周波数を上げて、動きぼけの原因となる空間周波数特性の低下を改善するための技術が開示されている。これは、表示画像のフレーム間に内挿する少なくとも１つの内挿画像信号を、前後のフレームから動き適応的に形成し、形成した内挿画像信号をフレーム間に内挿して順次表示するようにしている。
図１７は、従来の液晶表示装置におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成を示すブロック図で、図中、ＦＲＣ駆動表示回路は、入力画像信号のフレーム間に動き補償処理を施した画像信号を内挿することにより入力画像信号のフレーム数を変換するＦＲＣ部１００と、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１０３と、ＦＲＣ部１００によりフレームレート変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル１０３の走査電極及びデータ電極を駆動するための電極駆動部１０４と、を備えて構成される。
ＦＲＣ部１００は、入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１０１と、動きベクトル検出部１０１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１０２とを備える。
上記構成において、動きベクトル検出部１０１は、例えば、後述するブロックマッチング法や勾配法などを用いて動きベクトル情報を求めてもよいし、入力画像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これを利用してもよい。例えば、ＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれており、この動きベクトル情報を取得する構成としてもよい。
図１８は、図１７に示した従来のＦＲＣ駆動表示回路によるフレームレート変換処理を説明するための図である。ＦＲＣ部１００は、動きベクトル検出部１０１より出力された動きベクトル情報を用いた動き補償により、フレーム間の内挿フレーム（図中グレーに色付けされた画像）を生成し、この生成された内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに、順次出力することで、入力画像信号のフレームレートを例えば毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に変換する処理を行う。
図１９は、動きベクトル検出部１０１及び内挿フレーム生成部１０２による内挿フレーム生成処理について説明するための図である。動きベクトル検出部１０１は、図１８に示した例えばフレーム＃１とフレーム＃２から勾配法等により動きベクトル１０５を検出する。すなわち、動きベクトル検出部１０１は、フレーム＃１とフレーム＃２の１／６０秒間に、どの方向にどれだけ動いたかを測定することにより動きベクトル１０５を求める。次に、内挿フレーム生成部１０２は、求めた動きベクトル１０５を用いて、フレーム＃１とフレーム＃２間に内挿ベクトル１０６を割り付ける。この内挿ベクトル１０６に基づいてフレーム＃１の位置から１／１２０秒後の位置まで対象（ここでは自動車）を動かすことにより、内挿フレーム１０７を生成する。
このように、動きベクトル情報を用いて動き補償フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることで、ＬＣＤ（ホールド型表示方式）の表示状態を、ＣＲＴ（インパルス型表示方式）の表示状態に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。
ここで、上記動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出の代表的な手法として、例えば、ブロックマッチング法、勾配法などが提案されている。これらの手法においては、連続した２つのフレーム間で各画素または小さなブロック毎に動きベクトルを検出し、この動きベクトルを用いて２つのフレーム間の内挿フレームの各画素または各小ブロックを内挿する。すなわち、２つのフレーム間の任意の位置の画像を正しく位置補正して内挿することにより、フレーム数の変換を行う。
特許第３２９５４３７号明細書 石黒秀一、栗田泰市郎、「８倍速ＣＲＴによるホールド発光型ディスプレイの動画質に関する検討」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、ＥＩＤ９６−４（１９９６−０６）、ｐ．１９−２６ 山内達郎、「テレビジョン方式変換」、テレビジョン学会誌、Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．１２、ｐｐ．１５３４−１５４３（１９９１）
ところで、動き補償フレーム内挿処理に不可欠な動きベクトルの検出においては、動物体が移動しても動物体の輝度レベルが変化しないことを検出条件の一つとしているため、映像の乱れやノイズの発生などにより入力画像信号が劣化している場合は、動きベクトルの検出に誤りが生じることになり、これに起因して内挿画像が劣化するという問題がある。
例えば、入力画像信号に含まれるノイズ成分が増加して、Ｓ／Ｎ比（信号対ノイズ比）が低下している場合、このような画像信号に対して動き補償型のフレームレート変換（ＦＲＣ）処理を施すと、動きベクトルの検出に誤りが生じて、表示画像の画質劣化を招来するという問題があった。
尚、映像劣化の原因となるノイズの種類としては、外来ノイズの他、受信環境／電波状態が悪い場合やデータ誤りの発生が多い場合などに発生するブロックノイズ、バーストノイズ等が存在し、これらの各種ノイズによって劣化した画像信号に対しては、動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラーが発生する可能性が高い。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、動き補償型のフレームレート変換（ＦＲＣ）処理に起因する、動画像の画質劣化を防止することができる画像表示装置及び方法、画像処理装置及び方法を提供することを目的とする。
本願の第１の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、該画像表示装置が、前記入力画像信号の劣化度合いを判定する判定手段を備え、前記レート変換手段が、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第２の発明は、前記内挿画像生成部が、前記入力画像信号に含まれる連続したフレーム間あるいはフィールド間で動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部と、該検出した動きベクトル情報に基づいて、前記フレーム間あるいは前記フィールド間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル割付部とを有することを特徴とする。
本願の第３の発明は、前記内挿画像生成部が、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動きベクトル検出部で検出された動きベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする。
本願の第４の発明は、前記内挿画像生成部が、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記内挿ベクトル割付部で割り付けた内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする。
本願の第５の発明は、前記レート変換手段が、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号を挿入することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第６の発明は、前記レート変換手段が、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号に線形補間処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第７の発明は、前記判定手段が、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号のＳ／Ｎ比に基づいて判定することを特徴とする。
本願の第８の発明は、前記判定手段が、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号のＣ／Ｎ比に基づいて判定することを特徴とする。
本願の第９の発明は、前記判定手段が、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号の誤り検出数に基づいて判定することを特徴とする。
本願の第１０の発明は、前記判定手段が、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号の受信電界強度に基づいて判定することを特徴とする。
本願の第１１の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換工程を備えた画像表示方法であって、前記入力画像信号の劣化度合いを判定する工程を備え、前記レート変換工程が、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程を有し、前記判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第１２の発明は、前記内挿画像生成工程が、前記入力画像信号に含まれる連続したフレーム間あるいはフィールド間で動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出工程と、該検出した動きベクトル情報に基づいて、前記フレーム間あるいは前記フィールド間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル割付工程とを有することを特徴とする。
本願の第１３の発明は、前記内挿画像生成工程が、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動きベクトル検出工程で検出された動きベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする。
本願の第１４の発明は、前記内挿画像生成工程が、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記内挿ベクトル割付工程で割り付けた内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする。
本願の第１５の発明は、前記レート変換工程が、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号を挿入することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第１６の発明は、前記レート変換工程が、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号に線形補間処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第１７の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、前記レート変換手段が、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、前記入力画像信号の劣化度合いを判定する判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本願の第１８の発明は、入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換工程を備えた画像処理方法であって、前記入力画像信号の劣化度合いを判定する工程を備え、前記レート変換工程が、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程を有し、前記判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする。
本発明によれば、映像の乱れやノイズ成分の発生などによって劣化した画像信号が入力された場合は、動き補償による内挿処理を行わないようにすることにより、表示画像の画質劣化を効果的に防止することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な画像表示装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、フィールド信号及び内挿フィールド信号、フレーム信号及び内挿フレーム信号のいずれに対しても適用できるものであるが、両者（フィールドとフレーム）は互いに類似の関係にあるため、フレーム信号及び内挿フレーム信号を代表例として説明するものとする。
図１は、本発明の画像表示装置が備える動き補償型フレームレート変換部の構成例を示すブロック図で、図中、１０はフレームレート変換部（以下、ＦＲＣ部）で、該ＦＲＣ部１０は、本発明のレート変換手段に相当し、入力画像信号に含まれる２つの連続したフレーム間で動きベクトルを検出するベクトル検出部１１と、検出した動きベクトルに基づいて内挿フレーム（内挿画像）を生成するフレーム生成部１２とから構成される。なお、ベクトル検出部１１は、動きベクトル検出に反復勾配法を用いた場合の例について示すが、この反復勾配法に限定されず、ブロックマッチング法などを用いてもよい。
ここで、反復勾配法の特徴は、動きベクトルの検出がブロック単位で可能であるため、数種類の動き量が検出でき、また、小領域の動物体でも動きベクトルを検出することができる。また、回路構成も他の方式（ブロックマッチング法など）と比較して小規模で実現することができる。この反復勾配法では、被検出ブロックに対して、すでに検出された近傍のブロックの動きベクトルを初期偏位ベクトルとして、これを起点として勾配法の演算を繰り返す方法が用いられる。この方法によれば、勾配法の繰り返しは２回程度でほぼ正確な動き量を得ることができる。
図１において、ベクトル検出部１１は、入力画像信号（ＲＧＢ信号）から輝度信号（Ｙ信号）を抽出する輝度信号抽出部１１ａと、抽出したＹ信号にＬＰＦを掛けて高域部の帯域を制限するための前処理フィルタ１１ｂと、動き検出用フレームメモリ１１ｃと、初期ベクトル候補を蓄積するための初期ベクトルメモリ１１ｄと、反復勾配法を用いてフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部１１ｅと、検出した動きベクトルに基づいてフレーム間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル評価部１１ｆと、を備えて構成される。
なお、ＦＲＣ部１０は、本発明のレート変換手段に相当し、動きベクトル検出部１１ｅは、本発明の動きベクトル検出部に相当し、内挿ベクトル評価部１１ｆは、本発明の内挿ベクトル割付部に相当する。
上記反復勾配法の演算は画素の微分成分を用いているため、ノイズの影響を受け易く、また、検出ブロック内の勾配の変化量が多いと演算誤差が大きくなるため、前処理フィルタ１１ｂにおいてＬＰＦをかけて高域部の帯域を制限しておく。初期ベクトルメモリ１１ｄには、初期ベクトル候補として、前々フレームで既に検出されている動きベクトル（初期ベクトル候補）を蓄積しておく。
動きベクトル検出部１１ｅは、初期ベクトルメモリ１１ｄに蓄積されている初期ベクトル候補の中から被検出ブロックの動きベクトルに最も近い動きベクトルを初期ベクトルとして選択する。すなわち、被検出ブロック近傍のブロックにおける既検出動きベクトル（初期ベクトル候補）の中からブロックマッチング法により初期ベクトルを選択する。そして、動きベクトル検出部１１ｅは、選択した初期ベクトルを起点として、勾配法演算によって前フレームと現フレーム間の動きベクトルを検出する。
内挿ベクトル評価部１１ｆは、動きベクトル検出部１１ｅにより検出された動きベクトルを評価し、その評価結果に基づいて最適な内挿ベクトルをフレーム間の内挿ブロックに割り付けて、フレーム生成部１２に出力する。
フレーム生成部１２は、２つの入力フレーム（前フレーム、現フレーム）を蓄積するための内挿用フレームメモリ１２ａと、内挿用フレームメモリ１２ａからの２つの入力フレームと内挿ベクトル評価部１１ｆからの内挿ベクトルとに基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１２ｂと、入力フレーム（前フレーム、現フレーム）を蓄積するためのタイムベース変換用フレームメモリ１２ｃと、タイムベース変換用フレームメモリ１２ｃからの入力フレームに内挿フレーム生成部１２ｂからの内挿フレームを挿入して出力画像信号（ＲＧＢ信号）を生成するタイムベース変換部１２ｄと、を備えて構成される。
なお、内挿フレーム生成部１２ｂは、本発明の内挿画像生成部に相当し、タイムベース変換部１２ｄは、本発明の画像内挿部に相当する。
図２は、フレーム生成部１２による内挿フレーム生成処理の一例を説明するための図である。内挿フレーム生成部１２ｂは、内挿ブロックに割り付けられた内挿ベクトルＶを前フレーム、現フレームに伸ばして、各フレームとの交点近傍の画素を用いて内挿ブロック内の各画素を補間する。例えば、前フレームでは近傍３点よりＡ点の輝度を算出する。現フレームでは近傍３点よりＢ点の輝度を算出する。内挿フレームではＰ点の輝度をＡ点とＢ点の輝度から補間する。Ｐ点の輝度は、例えばＡ点の輝度とＢ点の輝度の平均としてもよい。
上記のようにして生成された内挿フレームは、タイムベース変換部１２ｄに送られる。タイムベース変換部１２ｄは、前フレーム、現フレームの間に、内挿フレームを挟み込んで、フレームレートを変換する処理を行う。このように、ＦＲＣ部１０により、入力画像信号（６０フレーム／秒）を、動き補償された出力画像信号（１２０フレーム／秒）へ変換することができ、これを表示パネルに出力することにより、動きぼけを低減して動画質を改善することが可能となる。尚、ここでは、６０フレーム／秒の入力画像信号を、１２０フレーム／秒（２倍）の出力画像信号にフレームレート変換する場合について説明するが、例えば９０フレーム／秒（１．５倍）、１８０フレーム／秒（３倍）の出力画像信号を得る場合に適用しても良いことは言うまでもない。
本発明の画像表示装置は、図１に示したＦＲＣ部１０を備え、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、ＦＲＣ部１０における動き補償処理を無効化して、ＦＲＣ処理に起因する画質劣化を防止することを主たる目的とする。なお、本発明は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動ディスプレイなどのホールド型の表示特性を有する画像表示装置全般に適用可能であるが、以下の各実施形態においては、表示パネルとして液晶表示パネルを用いた液晶テレビジョン受像機に本発明を適用した場合を代表例として説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したときに、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を無効化するために、動きベクトル検出部１１ｅの出力を強制的に０ベクトルにするものである。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、及び液晶表示パネル１９を備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０内の動きベクトル検出部１１ｅと内挿ベクトル評価部１１ｆの間に設けられ、制御部１５からの指示に従って、動きベクトル検出部１１ｅからの動きベクトルを０ベクトル１７へ切り替える。
復調部１３は、アンテナＡＮＴで受信されたデジタルテレビジョン放送信号に対して選局動作を行った後、デジタル復調処理、誤り訂正処理などを行う。デコーダ１４は、復調部１３からの画像データを復号処理して、後段のＦＲＣ部へ出力するとともに、復号した画像信号のＳ／Ｎ比を検出し、制御部１５へ出力する。
制御部１５は、デコーダ１４からのＳ／Ｎ比に基づいて、ＦＲＣ部１０への入力画像信号の劣化度合いを判定し、この判別結果に応じて、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を制御するものである。すなわち、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、ＦＲＣ部１０における動き補償処理を無効化するように制御する。
液晶表示パネル１９は、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイである。電極駆動部１８は、ＦＲＣ部１０によりフレームレート変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル１９の走査電極及びデータ電極を駆動するための表示ドライバである。
液晶表示パネル１９の駆動周波数は、ＦＲＣ部１０により変換されたフレーム周波数となる。従って、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力された画像信号が、ＦＲＣ部１０で１２０Ｈｚのフレーム周波数に変換された場合、液晶表示パネル１９の駆動周波数は、１２０Ｈｚとなる。但し、ＦＲＣ処理によるフレーム周波数変換を行わない場合で、入力画像信号をそのまま表示出力する場合は、液晶表示パネル１９の駆動周波数は、入力画像信号のフレーム周波数となる。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を０ベクトル１７側に切り替えて、動きベクトル検出部１１ｅで検出された動きベクトルを強制的に０ベクトルに置き換える。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６を動きベクトル検出部１１ｅ側に切り替えて、動きベクトル検出部１１ｅで検出された動きベクトルを内挿ベクトル評価部１１ｆに入力する。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、動きベクトルを０ベクトルにして動き補償処理を無効化することにより、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるとき、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を無効化するために、内挿ベクトル評価部１１ｆからの内挿ベクトルを０ベクトルにして、異なる位置の画素間での内挿が生じないようにするものである。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、及び液晶表示パネル１９を備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０内の内挿ベクトル評価部１１ｆと内挿フレーム生成部１２ｂの間に設けられ、制御部１５からの指示に従って、内挿ベクトル評価部１１ｆからの内挿ベクトルを０ベクトル１７へ切り替える。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を０ベクトル１７側に切り替えて、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルを０ベクトルにする。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６を内挿ベクトル評価部１１ｆ側に切り替えて、内挿ベクトル評価部１１ｆで割り付けられた内挿ベクトルを内挿フレーム生成部１２ｂに入力する。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、強制的に内挿ベクトルを０ベクトルにして動き補償処理を無効化することにより、上記第１の実施形態と同様、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路を設け、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるときに、この入力画像信号を迂回経路側へ入力し、該入力画像信号のフレーム周波数に合わせて液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更するものである。すなわち、映像劣化度合いの大きい画像信号が入力された場合には、フレームレート変換を行わず、入力画像信号をそのまま液晶表示パネル１９に表示出力するように切り替えるものである。
図５は、本発明の第３の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、液晶表示パネル１９、さらに、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路２０を備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の前段に設けられ、制御部１５からの指示に従って、入力画像信号をＦＲＣ部１０に入力するか、経路２０に入力するかを切り替える。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を経路２０側に切り替えて、ＦＲＣ部１０を迂回させる。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号に対してＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）を行う。尚、切替部１６をＦＲＣ部１０の後段に設け、ＦＲＣ部１０の出力信号と経路２０の出力信号とを切り替えて、液晶パネル１９へ出力する構成としても良い。
本実施形態では、制御部１５は、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更可能とし、Ｓ／Ｎ比の低下した画像信号が入力された場合、入力画像信号を経路２０側へ入力し、該入力画像信号のフレーム周波数に合わせて液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。図６（Ａ）は、経路２０への入力データを示し、図６（Ｂ）は、経路２０からの出力データを示す。図６（Ａ）に示すように、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力画像信号（入力データ）が経路２０に入力された場合、１フレーム当りの表示時間は約１６．７ｍｓとなる。制御部１５は、表示ドライバである電極駆動部１８を制御して、液晶表示パネル１９の駆動周波数を１２０Ｈｚから６０Ｈｚに変更し、上記入力データを、図６（Ｂ）に示すように、６０Ｈｚのままフレームレート変換せずに経路２０から出力させる。
液晶表示パネル１９は、フレーム数変換されずに経路２０から出力されたフレームを、駆動周波数６０Ｈｚで表示するため、このときの１フレーム当りの表示時間は約１６．７ｍｓのままとなる。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、ＦＲＣ処理を迂回させて、フレームレート変換自体を禁止することにより、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路を設け、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるときに、この入力画像信号を迂回経路側へ入力して、該入力画像信号を経路上のメモリに蓄積し、メモリから同一フレームの画像信号を複数回高速で繰り返し読み出して、フレームレート変換するものである。すなわち、映像劣化度合いの大きい画像信号が入力された場合には、動き補償型のフレームレート変換を行わず、入力画像信号を高速連続出力することによりフレームレート変換して、液晶表示パネル１９へ表示出力するように切り替えるものである。
図７は、本発明の第４の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、液晶表示パネル１９、さらに、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路２０と、経路２０上にメモリ２１とを備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の前段に設けられ、制御部１５からの指示に従って、入力画像信号をＦＲＣ部１０に入力するか、経路２０に入力するかを切り替える。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を経路２０側に切り替えて、ＦＲＣ部１０の処理を迂回させ、入力画像信号をメモリ２１に蓄積する。その後、メモリ２１から同一フレームを複数回繰り返し読み出してフレーム挿入処理を行う。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号に対してＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）を行う。尚、切替部１６をＦＲＣ部１０の後段に設けて、ＦＲＣ部１０の出力信号とメモリ２１の出力信号とを切り替えて、液晶パネル１９へ出力する構成としても良い。
本実施形態では、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更させずに１２０Ｈｚのままとする。制御部１５及びメモリ２１は、Ｓ／Ｎ比の低下した画像信号が入力された場合、入力画像信号のフレーム間に、その前或いは後フレームの画像信号を挿入することにより、該入力画像信号のフレーム数を変換する手段を構成する。すなわち、電極駆動部１８に入力される表示画像信号のフレームレート（フレーム数）は常に同一とされる。
図８は、本発明の第４の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。図８（Ａ）は、経路２０への入力データを示し、図８（Ｂ）は、経路２０からの出力データを示す。図８（Ａ）に示すように、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力画像信号（入力データ）が経路２０に入力された場合、１フレーム当りの表示時間は約１６．７ｍｓとなる。上記入力データはメモリ２１に一旦蓄積され、図８（Ｂ）に示すように、メモリ２１から２倍の速度で繰り返し読み出されたフレームの画像信号（図中、フレームＡ）が出力される。
液晶表示パネル１９は、同一フレームの画像信号が挿入された出力データを駆動周波数１２０Ｈｚで表示する。なお、同一フレームの２回繰り返し読み出しによりフレーム数が変換されるため、このときの１フレーム当りの表示時間は約８．３ｍｓとなる。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、入力画像信号に対して動き補償による内挿処理を行わないようにすることにより、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。さらに、この場合、同じフレームを繰り返し読み出してフレームレート変換するため、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更する必要がない。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路を設け、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるときに、この入力画像信号を迂回経路側へ入力して、該入力画像信号を経路上の線形補間内挿処理部に入力し、線形補間を施した画像信号を内挿するものである。すなわち、映像劣化度合いの大きい画像信号が入力された場合には、動き補償による内挿処理を行うのではなく、線形内挿処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図９は、本発明の第５の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、液晶表示パネル１９、さらに、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路２０と、経路２０上に線形補間内挿処理部２２とを備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の前段に設けられ、制御部１５からの指示に従って、入力画像信号をＦＲＣ部１０に入力するか、経路２０に入力するかを切り替える。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を経路２０側に切り替えて、ＦＲＣ部１０を迂回させ、入力画像信号を線形補間内挿処理部２２に入力する。線形補間内挿処理部２２は、フレーム間において線形補間処理を施した内挿フレームを挿入する。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号に対してＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）を行う。尚、切替部１６をＦＲＣ部１０の後段に設けて、ＦＲＣ部１０の出力信号と線形補間内挿処理部２２の出力信号とを切り替えて、液晶パネル１９へ出力する構成としても良い。
本実施形態では、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更させずに１２０Ｈｚのままとする。すなわち、電極駆動部１８に入力される表示画像信号のフレームレート（フレーム数）は常に同一とされる。線形補間内挿処理部２２は、Ｓ／Ｎ比の低下した画像信号が入力された場合、入力画像信号のフレーム間に、線形補間処理を施した画像信号を内挿することにより、該入力画像信号のフレーム数を変換する手段を構成する。なお、線形補間処理とは、前述の非特許文献２に記載されているように、前フレームの信号と現フレームの信号からフレーム内挿比αによる線形補間を行うことで内挿フレームを得るものである。
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。図１０（Ａ）は、経路２０への入力データを示し、図１０（Ｂ）は、経路２０からの出力データを示す。図１０（Ａ）に示すように、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力画像信号（入力データ）が経路２０に入力された場合、１フレーム当りの表示時間は約１６．７ｍｓとなる。上記入力データは線形補間内挿処理部２２に入力され、図１０（Ｂ）に示すように、フレーム間（ここではフレームＡ、フレームＢ間）において線形補間処理が施された画像信号（図中、フレームＡ＋Ｂ）が内挿されて出力される。
液晶表示パネル１９は、線形補間処理を施した画像信号が内挿された出力データを駆動周波数１２０Ｈｚで表示する。なお、線形補間処理を施した画像信号の内挿によりフレーム数が変換されるため、このときの１フレーム当りの表示時間は約８．３ｍｓとなる。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、入力画像信号に対して動き補償による内挿処理を行わないようにすることにより、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。さらに、この場合、線形補間処理を施した画像信号を内挿して、フレームレート変換するため、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更する必要がない。
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態は、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路を設け、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるときに、この入力画像信号を迂回経路側へ入力し、該入力画像信号を経路上の黒レベル信号挿入処理部に入力し、黒レベル信号などの予め決められた単色画像信号を挿入するものである。すなわち、映像劣化度合いの大きい画像信号が入力された場合には、動き補償による内挿処理を行うのではなく、単色画像挿入処理を行うことで、フレームレート変換するように切り替えるものである。
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図で、液晶テレビジョン受像機は、ＦＲＣ部１０、復調部１３、デコーダ１４、制御部１５、切替部１６、電極駆動部１８、液晶表示パネル１９、さらに、ＦＲＣ部１０を迂回させるための経路２０と、経路２０上に黒レベル信号挿入処理部２３とを備えて構成されている。切替部１６は、ＦＲＣ部１０の前段に設けられ、制御部１５からの指示に従って、入力画像信号をＦＲＣ部１０に入力するか、経路２０に入力するかを切り替える。
制御部１５は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下した場合、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定して、切替部１６を経路２０側に切り替えて、ＦＲＣ部１０を迂回させ、入力画像信号を黒レベル信号挿入処理部２３に入力する。黒レベル信号挿入処理部２３は、例えば、メモリを用いて入力画像信号を時間軸圧縮（フレームレート変換）し、入力フレーム間に黒レベル信号などの予め決められた単色画像信号を挿入する。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、切替部１６をＦＲＣ部１０側に切り替えて、入力画像信号に対してＦＲＣ処理（動き補償フレーム内挿処理）を行う。尚、切替部１６をＦＲＣ部１０の後段に設けて、ＦＲＣ部１０の出力信号と黒レベル信号挿入処理部２３の出力信号とを切り替えて、液晶パネル１９へ出力する構成としても良い。
本実施形態では、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更させずに１２０Ｈｚのままとする。すなわち、電極駆動部１８に入力される表示画像信号のフレームレート（フレーム数）は常に同一とされる。黒レベル信号挿入処理部２３は、Ｓ／Ｎ比の低下した画像信号が入力された場合、入力画像信号のフレーム間に、黒レベル信号などの予め決められた単色画像信号を挿入することにより、該入力画像信号のフレーム数を変換する手段を構成する。また、黒ベル信号挿入処理の別の実施形態として、電極駆動部１８により、所定期間（本例の場合、１／１２０秒）黒書き込み電圧を液晶表示パネル１９に印加するように構成してもよい。
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。図１２（Ａ）は、経路２０への入力データを示し、図１２（Ｂ）は、経路２０からの出力データを示す。図１２（Ａ）に示すように、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力画像信号（入力データ）が経路２０に入力された場合、１フレーム当りの表示時間は約１６．７ｍｓとなる。上記入力データは黒レベル信号挿入処理部２３に入力され、図１２（Ｂ）に示すように、フレーム間（ここではフレームＡ、フレームＢ間）において黒レベル信号（図中、黒に色付けされたフレーム）が挿入されて出力される。
このように、入力画像信号の各フレーム間に黒画像信号を挿入することで、動きぼけによる画質劣化が改善され、さらに動き補償のエラーによる画質劣化も発生しないが、この場合、画像表示期間の短縮による表示輝度の低下を補償するために、液晶表示パネル１９の背面に設けられるバックライト（図示せず）の発光輝度を上げる必要がある。
液晶表示パネル１９は、黒レベル信号が挿入された出力データを駆動周波数１２０Ｈｚで表示する。なお、黒レベル信号の挿入によりフレーム数が変換されるため、このときの１フレーム当りの表示時間は約８．３ｍｓとなる。
このように、通常の映像劣化が少ない動画像表示時においては動き補償型のＦＲＣ処理により動画質を改善することができるとともに、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、入力画像信号に対して動き補償による内挿処理を行わないようにすることにより、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等をなくし、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に防止することができる。さらに、この場合、単色画像信号を挿入して、フレームレート変換するため、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更する必要がない。そしてまた、この場合、動画質改善効果も維持することが可能となる。
尚、上記実施形態の他にも、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合には、入力フレームの原画像を所定の輝度比で複数のフレーム画像に分割して、フレームレート変換することにより、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を防止しつつ、動画質改善効果を維持するようにしてもよい。
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態は、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上であるときに、内挿フレーム生成部における動き補償処理の補償強度を可変するように構成される。具体的には、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを所定の比率で加重加算することにより、内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部を備え、映像劣化度合いの大きい画像信号が入力されたときに、加重加算比率を可変する。
図１３は、本発明の第７の実施形態に係るＦＲＣ部１０の要部構成例を示すブロック図で、ＦＲＣ部１０のフレーム生成部１２は、内挿用フレームメモリ１２ａ、内挿フレーム生成部１２ｂ、さらに、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の補償強度を可変する補償強度可変部１２ｅ、を備えて構成される。図中、Ｖは内挿ベクトル、αはフレーム内挿比、βは補償強度（加重加算比率）を示す。
一般に、フレーム内挿処理の方法として、例えば、２フレーム間の線形補間内挿によるフレーム内挿と、動きベクトルを用いたフレーム内挿（動き補償内挿）が知られている。前者は、前フレームの信号と現フレームの信号からフレーム内挿比αによる線形補間を行うことで内挿フレームを得るものである。従って、この線形補間内挿を用いれば、ＦＲＣ処理の動き補償のエラーによる画質劣化を抑制することができる。
一方、後者は、前フレームと現フレームから内挿フレームを得るために、前フレームの画像と現フレームの画像間の動きベクトルから内挿ベクトルＶを検出し、その値（内挿ベクトルＶ）をフレーム内挿比αで分割したαＶの大きさだけ前フレームの画像をずらした信号と、現フレームの画像を（１−α）Ｖだけずらした信号との加重加算により内挿フレームを得る。この動き補償型の内挿処理を用いれば、動画像そのものをとらえて補償するため、解像度の劣化がなく、良好な画質を得ることができるが、この処理に起因して映像乱れやノイズが発生している映像の画質が劣化してしまうことがある。
そこで、本実施形態では、フレーム生成部１２に補償強度可変部１２ｅを設けている。この補償強度可変部１２ｅは、入力画像信号のＳ／Ｎ比が予め定められた所定の設定値以下に低下して、入力画像信号の劣化度合いが大きいと判定された場合、加重加算比率βを可変する。この加重加算比率βは、動き補償処理を施した画像信号と、線形補間処理を施した画像信号とを加重加算する際の比率である。本実施形態の内挿フレーム生成部１２ｂは、この加重加算比率βに従って、線形補間内挿と動き補償内挿とを加重加算して内挿フレームを生成する。
例えば、補償強度可変部１２ｅは、Ｓ／Ｎ比の低下した画像信号が入力された場合、加重加算比率β＝０とし、線形補間処理を施した画像信号を内挿フレームにして動き補償のエラーによる画質劣化を防止する。一方、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定レベルを維持している場合は、加重加算比率β＝１とし、動き補償処理を施した画像信号を内挿フレームにして動画像の画質をより良好にする。
また、加重加算比率βは任意に可変設定できるため、０〜１の略中間の値に設定するようにしてもよい。これにより、内挿フレーム画像において動き補償も行いつつ、動き補償のエラーによる画質の劣化を抑制するように制御することができ、動きぼけによる画質劣化と、動き補償のエラーによる画質劣化との双方を適切に改善することが可能となる。
このようにして、映像劣化度合いの大きな画像信号が入力された場合には、ＦＲＣにおける動き補償処理の強度を可変できる（弱くすることができる）ため、ノイズによる動きベクトルの検出エラー、動き補償のエラー等の影響を低減し、動き補償型のＦＲＣ処理に起因する画質劣化を効果的に抑制することができる。
図１４は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の一例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第１の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したかどうかを判定し（ステップＳ１）、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したと判定された場合（ＹＥＳの場合)、動きベクトルあるいは内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を無効化する（ステップＳ２）。また、ステップＳ１において、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下していないと判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０の動き補償処理を通常通りに実行する（ステップＳ３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、液晶表示パネル１９から表示出力する（ステップＳ４）。
図１５は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第２乃至第６の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したかどうかを判定し（ステップＳ１１）、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ＦＲＣ部１０の動き補償フレーム内挿処理を迂回させて、入力画像信号を別の経路２０に入力する（ステップＳ１２）。
ここで、迂回させた経路２０において、線形補間処理を施した画像信号のフレーム間内挿、同一フレームの画像信号のフレーム間挿入、黒レベル信号などの予め決められた単色画像信号のフレーム間挿入のいずれかの処理を施してフレームレート変換を行った画像信号を出力するか、或いは、そのまま入力画像信号を出力して、液晶表示パネル１９の駆動周波数を変更するなどの処理を行う。
また、ステップＳ１１において、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下していないと判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０にて動き補償による内挿処理を施した画像信号を出力する（ステップＳ１３）。最後に、画像を液晶表示パネル１９から表示出力する（ステップＳ１４）。
図１６は、本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。ここでは、前述の第７の実施形態における画像表示方法の例について説明する。まず、画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したかどうかを判定し（ステップＳ２１）、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下したと判定された場合（ＹＥＳの場合）、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の強度を可変（弱く）する（ステップＳ２２）。また、入力画像信号のＳ／Ｎ比が所定の設定値以下に低下していないと判定された場合（ＮＯの場合）、ＦＲＣ部１０における動き補償処理の強度を通常通り強くする（ステップＳ２３）。このようにしてフレーム周波数が変換された画像信号を、液晶表示パネル１９から表示出力する（ステップＳ２４）。
以上説明したように、本発明によれば、入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、フレームレート変換（ＦＲＣ）部における動き補償処理を無効化して表示出力することができるため、動き補償のエラーによる画質劣化を効果的に防止することができる。
尚、上述した本発明の各実施形態においては、入力画像信号の劣化度合いを、デコーダ１４により得られる該入力画像信号のＳ／Ｎ比に基づいて判定するものについて説明したが、これに限らず、各種情報に基づいて入力画像信号の劣化度合いを判定するようにしてもよいことは明らかである。
例えば、受信映像信号のＣ／Ｎ比（キャリア対ノイズ比）が低下すると、ノイズが増加して映像劣化を引き起こすことから、動き補償のエラーによる画質劣化を招来する可能性が高い。従って、復調部１３内のチューナーにより得られるＣ／Ｎ比に基づいて、入力画像信号の劣化度合いを判定し、フレームレート変換（ＦＲＣ）部における動き補償処理を適切に制御するように構成してもよい。
また、受信映像信号のデータ誤りが多くなると、ノイズが増加して映像劣化を引き起こすことから、動き補償のエラーによる画質劣化を招来する可能性が高い。従って、復調部１３内の誤り訂正部により得られる誤り検出数／誤り訂正数に基づいて、入力画像信号の劣化度合いを判定し、フレームレート変換（ＦＲＣ）部における動き補償処理を適切に制御するようにしてもよい。
さらに、テレビジョン放送信号の受信状態（電波状態）が悪化すると、ノイズが増加して映像劣化を引き起こすことから、動き補償のエラーによる画質劣化を招来する可能性が高い。従って、復調部１３内のチューナーにより得られる受信映像信号の受信電界強度に基づいて、入力画像信号の劣化度合いを判定し、フレームレート変換（ＦＲＣ）部における動き補償処理を適切に制御するようにしてもよい。尚、上記映像劣化度合いに関する各種情報を２つ以上組み合わせて、入力画像信号の劣化度合いの判定に利用してもよいことは明らかである。
そしてまた、上述した本発明の各実施形態においては、テレビジョン放送信号を受信して表示するテレビジョン受像機について説明したが、これに限らず、外部メディア或いは内部メディアより再生される画像信号などを入力して表示することが可能な画像表示装置に適用してもよいことは言うまでもない。
さらに、以上の説明においては、本発明の画像表示装置及び方法に関する実施形態の一例について説明したが、これらの説明から、本画像表示方法をコンピュータによりプログラムとして実行する画像表示プログラム、及び、該画像表示プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録したプログラム記録媒体についても容易に理解することができるであろう。
本発明の画像表示装置が備えるフレームレート変換部の構成例を示すブロック図である。 フレーム生成部による内挿フレーム生成処理の一例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る液晶テレビジョン受像機の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係る入力データと出力データの関係を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るＦＲＣ部の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の画像表示装置による画像表示方法の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。 本発明の画像表示装置による画像表示方法の他の例を説明するためのフロー図である。 従来の液晶表示装置におけるＦＲＣ駆動表示回路の概略構成を示すブロック図である。 図１７に示した従来のＦＲＣ駆動表示回路によるフレームレート変換処理を説明するための図である。 動きベクトル検出部及び内挿フレーム生成部による内挿フレーム生成処理について説明するための図である。
符号の説明
１０，１００ フレームレート変換（ＦＲＣ）部
１１ ベクトル検出部
１１ａ 輝度信号抽出部
１１ｂ 前処理フィルタ
１１ｃ 動き検出用フレームメモリ
１１ｄ 初期ベクトルメモリ
１１ｅ，１０１ 動きベクトル検出部
１１ｆ 内挿ベクトル評価部
１２ フレーム生成部
１２ａ 内挿用フレームメモリ
１２ｂ，１０２ 内挿フレーム生成部
１２ｃ タイムベース変換用フレームメモリ
１２ｄ タイムベース変換部
１２ｅ 補償強度可変部
１３ 復調部
１４ デコーダ
１５ 制御部
１６ 切替部
１７ ０ベクトル
１８，１０４ 電極駆動部
１９，１０３ 液晶表示パネル
２０ 経路
２１ メモリ
２２ 線形補間内挿処理部
２３ 黒レベル信号挿入処理部
１０５ 動きベクトル
１０６ 内挿ベクトル
１０７ 内挿フレーム

Claims (18)

  1. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像表示装置であって、
    該画像表示装置は、前記入力画像信号の劣化度合いを判定する判定手段を備え、
    前記レート変換手段は、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、
    前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記請求項１に記載の画像表示装置において、
    前記内挿画像生成部は、前記入力画像信号に含まれる連続したフレーム間あるいはフィールド間で動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部と、
    該検出した動きベクトル情報に基づいて、前記フレーム間あるいは前記フィールド間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル割付部とを有することを特徴とする画像表示装置。
  3. 前記請求項２に記載の画像表示装置において、
    前記内挿画像生成部は、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動きベクトル検出部で検出された動きベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする画像表示装置。
  4. 前記請求項２に記載の画像表示装置において、
    前記内挿画像生成部は、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記内挿ベクトル割付部で割り付けた内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする画像表示装置。
  5. 前記請求項１に記載の画像表示装置において、
    前記レート変換手段は、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号を挿入することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示装置。
  6. 前記請求項１に記載の画像表示装置において、
    前記レート変換手段は、前記判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号に線形補間処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示装置。
  7. 前記判定手段は、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号のＳ／Ｎ比に基づいて判定することを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
  8. 前記判定手段は、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号のＣ／Ｎ比に基づいて判定することを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
  9. 前記判定手段は、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号の誤り検出数に基づいて判定することを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
  10. 前記判定手段は、前記入力画像信号の劣化度合いを、該入力画像信号の受信電界強度に基づいて判定することを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
  11. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換工程を備えた画像表示方法であって、
    前記入力画像信号の劣化度合いを判定する工程を備え、
    前記レート変換工程は、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程を有し、
    前記判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示方法。
  12. 前記請求項１１に記載の画像表示方法において、
    前記内挿画像生成工程は、前記入力画像信号に含まれる連続したフレーム間あるいはフィールド間で動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出工程と、
    該検出した動きベクトル情報に基づいて、前記フレーム間あるいは前記フィールド間に内挿ベクトルを割り付ける内挿ベクトル割付工程とを有することを特徴とする画像表示方法。
  13. 前記請求項１２に記載の画像表示方法において、
    前記内挿画像生成工程は、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動きベクトル検出工程で検出された動きベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする画像表示方法。
  14. 前記請求項１２に記載の画像表示方法において、
    前記内挿画像生成工程は、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記内挿ベクトル割付工程で割り付けた内挿ベクトルを０ベクトルにすることにより、前記動き補償処理を無効化することを特徴とする画像表示方法。
  15. 前記請求項１１に記載の画像表示方法において、
    前記レート変換工程は、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号を挿入することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示方法。
  16. 前記請求項１１に記載の画像表示方法において、
    前記レート変換工程は、前記入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号として、該フレームあるいはフィールドの画像信号に線形補間処理を施した画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像表示方法。
  17. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換手段を備えた画像処理装置であって、
    前記レート変換手段は、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成部を有し、
    前記入力画像信号の劣化度合いを判定する判定手段により判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像処理装置。
  18. 入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿画像信号を内挿することにより、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換するレート変換工程を備えた画像処理方法であって、
    前記入力画像信号の劣化度合いを判定する工程を備え、
    前記レート変換工程は、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間における動きベクトル情報に基づき、前記入力画像信号に動き補償処理を施して内挿画像信号を生成する内挿画像生成工程を有し、
    前記判定された入力画像信号の劣化度合いが所定の設定値以上である場合、前記動き補償処理を無効化して生成した内挿画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に内挿することによって、あるいは、前記入力画像信号に動き補償処理を施して生成した内挿画像信号を用いず、前記入力画像信号に動き補償処理を施さずに生成した画像信号または予め決められた単色画像信号を、前記入力画像信号のフレーム間あるいはフィールド間に挿入することによって、前記入力画像信号のフレーム数あるいはフィールド数を変換することを特徴とする画像処理方法。
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