JPH07199856A - マトリクス型映像表示システムとその動作方法 - Google Patents

マトリクス型映像表示システムとその動作方法

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JPH07199856A
JPH07199856A JP30643394A JP30643394A JPH07199856A JP H07199856 A JPH07199856 A JP H07199856A JP 30643394 A JP30643394 A JP 30643394A JP 30643394 A JP30643394 A JP 30643394A JP H07199856 A JPH07199856 A JP H07199856A
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display
matrix
video signal
display panel
pixel
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JP30643394A
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Bitzakidis Stefan
ビットザキディース ステファン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マトリクス型映像表示システムとその動作
方法の開示 【構成】 能動型マトリクス液晶表示パネル等の時間
持続型の表示パネル(10)を用い、行列形式の画素配列(1
2)を有し、これら画素は、到来する映像信号に従って、
引き続く各フィールドごとに順次繰り返し行にアドレス
することにより駆動される(15)ような種類の、動画像例
えばテレビの画像を表示するマトリクス型映像表示シス
テムにおいて、動画像を見る人の知覚するぼやけの量
は、映像信号の処理により表示画像の運動成分をその速
度に応じて強調することによって減少する。１個の速度
依存型高域空間周波数強調フィルタ回路(40)が、映像信
号に作用して強調信号を生成し、それがパネル(10)に加
えられる。この強調は見る人の目の、速度に依存した低
域通過作用を補償するように行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス型の表示シ
ステム<matrix display systems>、特に映像表示システ
ム、例えばテレビ画像の表示システムに関連する。上記
システムは、動画を表示するための表示パネル例えば液
晶表示パネルを含む種類のシステムであり、周期的にア
ドレスを受けて表示出力を生成する１組の画素<picture
elements>の行列、及び到来する映像信号に従って上記
画素を駆動するための１個の駆動回路を有する。また上
記画素は、続いて起こる各フィールド周期ごとに、上記
各行に対する順次のアドレスを繰り返すことにより駆動
され、更にそれらの画素の表示出力は、少なくともアド
レスと次のアドレスの間の時間間隔のかなりの部分にわ
たり保持される。本発明は、上記のような種類の表示シ
ステムの動作方法にも関連する。
【０００２】
【従来の技術】液晶素子などの画素配列を有する表示パ
ネルを含み、テレビの画像、コンピュータ作成図形など
を表示するための映像表示システムは周知である。比較
的大きな画面の表示パネルでは通常、表示画像品質を向
上するため、能動スィッチング素子<active switching
device> 例えば TFTまたは薄膜ダイオードを含み、その
１個を各画素と組み合わせている。動作時には、表示パ
ネルは光源で照明され、各画素がこの光を、到来する映
像信号の情報に従って変調することにより、表示出力を
生成している。画素は、行列状に配列したアドレス導体
に接続され、行導体を選択信号で走査することにより各
画素は行単位で順次駆動され、こうして駆動された画素
に対して、列導体上にある画素映像情報のデータ信号が
転送される。上記データ信号は入力映像信号を標本化す
ることにより得られる。１個のフィールド内におけるす
べての行へのアドレスが終わると、同じ動作がそれに続
くフィールド周期で行なわれ、以下同様に繰り返され
る。走査、従ってフィールドの周期は、入力映像信号の
タイミング信号で決定し、表示パネルのフィールド周波
数<rate>は到来する映像信号のそれに対応する。 PAL方
式のテレビ表示では、例えば、画素の各行は１回64マイ
クロ秒の線周期<line period> の間、またはある線周期
と次の線周期との間隔内にアドレスされる。このアドレ
スは20ミリ秒に１回の割合に起こりフィールド周期に対
応する。特に能動マトリクス型表示パネルの場合には、
１回のアドレスと次のアドレス動作の間の時間（フィー
ルド周期に対応する）には、電荷が各画素に蓄積される
よう画素は有効に分離されており、従って画素により生
じる表示効果は、その画素が次のフィールド周期におい
てアドレスされるまで十分に保持される。このようなマ
トリクス型液晶表示装置は、いわゆる持続型<persisten
t>表示装置の１例であり、映像信号の表示に際して、あ
る画像フィールドを少なくともそのフィールド周期のか
なりの部分の間表示し続ける型である。特にこの表示装
置について言えば、行を形成する各画素は、次々に起こ
るアドレス動作の間で、それらの表示出力を、少なくと
もフィールド周期に対応する時間間隔のかなりの部分の
間は保持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば TFTまたはMIM
などのダイオ−ドによる能動型アドレス動作と、ねじり
ネマティック液晶物質<twisted nematic liquid crysta
l>とを使用することにより、映像表示に必要な多くの条
件、例えばグレイスケール、コントラスト、明るさなど
は概ね満足されるようになったが、その一方テレビやコ
ンピュ−タ作成図形などで出現する動画像の表示品質に
ついては、依然として特に動画像表示に際して知覚され
る鮮鋭度の欠如、すなわちぼやけ<blur>の形をとる不要
効果を改善したいとする要求がある。これらの効果は、
静止した背景の中で動く物体の尖った先端で特に知覚さ
れ易い。
【０００４】本発明の１つの目的は、動画の表示にあた
り不要のぼやけ効果を減少するように改善した、マトリ
クス型表示システム及びそれを動作させる方法を提供す
るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの局面に基
づいて、動画表示用のマトリクス型映像表示システムが
提供される。上記システムは、表示出力を生成するため
の行列形式の画素配列と、連続する各フィールドごとに
画素に対して行単位で順次アドレスを繰り返して、入力
に到来する映像信号に従って画素を駆動する画素駆動回
路とを含み、また上記画素はその表示出力を少なくとも
次のアドレス動作までの時間間隔のかなりの部分保持す
る機能を有する。上記表示システムの特徴は、同システ
ムが速度依存型の高域空間周波数強調フィルタ回路<spe
ed-dependent high spatial frequency enhancement fi
lter circuit> を含み、到来する映像信号の映像情報が
この回路を介して画素駆動回路に供給され、またこの回
路により画像の中の運動成分の空間周波数が同成分の速
度に従って強調されることである。
【０００６】本発明により、運動物体を含む表示画像に
おいて知覚されるぼやけの量が減少し、その結果、時間
持続型<time-persistent type>表示素子を使った在来の
マトリクス型表示システムに比べて、表示品質が格段に
改善される。例えば、フィールド周波数50Hz(PALの標
準) で動作するlc（液晶）表示システムを考えると、フ
ィールド周期は20ミリ秒なので、この20ミリ秒の全期間
にわたって各画像フィールドが表示される。このような
表示装置が運動物体を表示する場合、これを見る人の知
覚の仕方は、実世界で運動物体を見た場合とも、CRT を
用いた表示システムなど別の型の装置で運動物体を見た
場合の見え方とも異なる。時間持続型表示装置の表示出
力の持続性は、実世界の状況、すなわち見る人の目は運
動物体を常に追い掛けようとしておりその結果見る人の
網膜上で運動が生じるという仕方とは矛盾するという点
で、実世界とはかけ離れたものである。網膜上の残留運
動<residual motion> の周波数は、表示のフィールド周
波数に支配される。約50Hzまたはそれ以上の運動が起こ
ると、そうした動きが見る人にとってぼやけ<blur>にな
る。このぼやけは網膜の動きに対する目の平均化作用<a
veraging> のため起こるもので、ぼやけの量は、フィー
ルドからフィールドへの変位、すなわち表示される運動
物体の、あるフィールドから次のフィールドへの運動範
囲に比例する。フィールド周波数が低い場合、網膜の運
動周波数も低く、見る人にはジッタ<jutter>として受け
取られる。
【０００７】本発明の一部は、液晶マトリクス表示装置
のような時間持続型の表示装置の場合、これを見る人の
知覚するぼやけは、空間速度依存型の低域通過フィルタ
<spatial speed dependent low pass filter> でモデル
化され得るという認識に基づいている。従って、見る人
が感じるぼやけ効果は、本発明に基づいて空間速度依存
型高域周波数強調フィルタ<spatial speed-dependent h
igh frequency enhancement filter> を用いることによ
り画素駆動回路に加える映像信号の情報内容を修正<mod
ify>すれば、相当減少が可能になる。この修正の結果、
低域通過の補償が必要になる。最適な結果を得るには、
このフィルタ特性は、時間持続型の表示装置で動画像を
見る人の目の低域通過動作に対して、実質的に相補的<c
omplementary> なものとすべきことが望まれる。従っ
て、これを達成するため、このフィルタの周波数応答は
運動に依存するようにする。
【０００８】本発明のもう一つの局面に基づいて、到来
する映像信号に従って動画像を表示するため行列の形に
配列した画素を有するマトリクス型映像表示パネルを含
むマトリクス型映像表示システムを動作させる方法が提
供される。上記の方法では、次々と連続するフィールド
周期ごとに画素の行が走査されて画素が駆動されること
により一連の画像表示フィールドが生成され、それら表
示出力は少なくとも１フィールド周期のかなりの部分保
持される。上記の方法の特徴は、映像信号に対して、そ
れが表示パネルに加わる前に速度依存型の高域空間周波
数強調フィルタ動作を加え、それにより表示すべき画像
の中の運動成分の空間周波数を運動成分の速度に応じて
強調することである。
【０００９】本発明の更にもう一つの局面に基づいて、
到来する映像信号に従って動画像を表示するため行列の
形に配列した画素を有するマトリクス型表示パネルを含
むような種類の、マトリクス型映像表示システムを動作
させる方法が提供される。上記の方法においては、画素
の各行は、連続して起こるフィールド周期において次々
とアドレスされて、一連の表示画像フィールドが生成さ
れ、この場合各画素は、少なくとも連続するアドレス動
作の時間間隔のかなりの部分にわたりその表示出力を保
持する。上記方法の特徴は、表示パネルに加わる映像信
号を処理してその運動成分がそれらの速度に応じて強調
されるようにし、それにより見る人の目の空間低域通過
作用を速度に応じて補償することである。
【００１０】
【本発明の効果】本発明は、能動マトリクスによりアド
レスされる液晶表示システムに適用すると特に有利であ
る。しかし、ある種の受動型マトリクスの液晶表示シス
テムに適用した場合も有効なことがある。更に、本発明
は、他の型の表示システムであって同様に時間持続型の
表示出力を示すシステムにも適用できる。
【００１１】
【実施例】本発明に基づく１個のマトリクス表示システ
ム、特に液晶映像表示システムとその動作方法とを、以
下例示によって、本明細書の末尾に列挙する図面を引用
しつつ説明する。
【００１２】図１に示すように、本表示システムは、映
像例えばテレビの画像を表示するためのもので、能動マ
トリクスによりアドレスを受ける液晶表示パネル10を含
み、上記パネルは行列の形に配列した画素を有し、これ
ら画素は、ｍ行ｎ列、すなわち各行ごとにｎ個の水平に
並んだ画素12をもつｍ個の行から成る。また本システム
は、全体を15で示した表示パネル駆動回路を有し、これ
が加わる映像信号に従ってパネルの画素を駆動する。映
像表示用に適した能動マトリクス表示パネル及び駆動回
路の構成と動作は、周知でありかつ広く資料化されてい
る。
【００１３】簡潔に述べれば、表示パネル10は、通常の
TFT(薄膜トランジスタ) 型パネルを含み、上記パネルの
中では各画素１２がそれぞれスイッチング素子として動
作するＴＦＴ11と組合せられ、行アドレス導体14及び列
アドレス導体16の交差点に位置している。同一行の各画
素と組合わさったすべてのTFT 11のゲート端子は共通の
行導体14に接続され、これに対して動作時には選択（ゲ
ーティング）信号が加わる。同様に、同一列の各画素と
組合わさったソース端子は共通の列導体16に接続され、
これに対して映像情報（データ）信号が加わる。これら
各TFT のドレイン端子は、それぞれ透明画素電極<trans
parent picture element> 18に接続されて、各画素の一
部を形成しその画素を規定している。行導体14と列導体
16、TFT11、および電極18はすべて透明な板、例えばガ
ラス板上に搭載されている。この板と平行にかつ間隔を
明けて、もう１枚の透明板があり、その上には連続した
透明導電性の層があってパネルの全画素に共通な１個の
電極を形成する。ねじりネマティック液晶物質<twisted
nematic liquid crystal material> は上記２枚の板の
間に充填され、これら２枚の板は適当な方法でその周囲
と絶縁<seal>される。上記対向する板には、通常の方法
でそれぞれ偏光層<polariser layer> が設けられる。
【００１４】パネル10は、上記と異なり周知の他の一種
に見られるように、スィッチング素子に２端子の非線形
素子であるダイオードかMIM を用い、各板上に行・列ア
ドレス導体の組合せを収容するという種類のものでもよ
い。
【００１５】表示パネル10は、片側に設置された光源1
9、例えば小型低圧の蛍光灯で照明され、光源から入る
光は画素12の伝送特性に従って変調され、パネルの別の
側に目に見える表示出力を生じる。液晶物質は、画素を
通過する光を、（液晶を）横切って加わる電圧に従って
変調し、また各画素には、それぞれの電極を横切って加
わり到来映像信号で決定される駆動電圧に従って、パネ
ルを通過する光を変化する機能がある。上記パネルは、
標準的な実現方法に従って、行導体14を順次選択信号に
よって走査して各行のTFT を次々とオン状態にするとと
もに、完全な表示画像を作り上げるべく、列導体に対し
て、各行の画素に対応するデ−タ信号を適切にかつゲー
ティング信号と同期して次々に加えるという方法で「一
度に一行<one row at a time> 」方式による駆動が行な
われる。テレビの表示においては、画素の各行には、テ
レビ（走査）線の画像情報信号が供給される。一度に一
行アドレス方式に従ってアドレスを受けた行のすべての
TFT 11は、選択信号の継続時間により定まる行アドレス
時間の間オン状態になり、その時間の間に、画素のキャ
パシタンスは列導体16に現れる映像情報信号の電圧レベ
ルに従って充電される。その後選択信号が終わると、そ
の行のTFT 11はすべてオフ状態になり、それにより各画
素は導体16から切り離され、それらの画素が次のフィー
ルド周期に再びアドレスを受けるまでの間、加えられた
電荷はそれら画素上に確実に蓄積される。このような方
式による画素へのアドレスは、引き続くフィールド周期
ごとに繰り返され、一連の表示画像フィールドが形成さ
れる。
【００１６】行導体14には、次々と同形の選択信号が、
駆動回路15の行駆動回路20から加わる。この行駆動回路
は、１個のデジタルシフトレジスタを含み、それがタイ
ミング・制御回路21からの規則的なタイミングパルスに
より制御される。21には同期信号が同期セパレータ26か
ら供給される。これら同期信号は、画像情報とタイミン
グ情報を含み入力25に加わる映像信号、例えばテレビ信
号から抽出される。映像データ（画像情報）信号は、単
数または複数のシフトレジスタ／標本・保持回路を含む
列駆動回路22から、列導体16に供給される。この回路22
には、入力25に加わる映像信号から引き出された映像情
報（データ）信号が、通常の映像処理回路24を経由して
供給される。回路24は周知の方法で動作し、明るさとコ
ントラストを調整するほか、カラー表示の場合にはガン
マ補正を行なう。タイミング信号は、入力映像信号のタ
イミング情報に基づいて同期セパレ−タに得られる同期
信号から抽出され、タイミング・制御回路21により回路
22に加わり、行走査と同期して、パネル10の「一度に一
行」方式のアドレス動作に適した直列−並列変換を行な
う。駆動回路15は、部分回路20, 21, 22, 24及び26を含
み、一般に在来型なので特に詳細は述べない。図１に示
した駆動回路は極めて単純化したものであることは理解
できよう。従って例えば、図１に図式的に示した列駆動
回路22は、最も基礎的な種類であり、他の型の回路も使
用できるのは当業者には自明のことと理解すべきであ
る。液晶物質の電気化学的劣化を避けるため、画素に加
える駆動信号の極性は、周知の方法によって、回路24を
用いて周期的に転換される。ただし、それを達成するた
めの回路手段は、簡単のため図１には示さない。この極
性転換は表示パネルの各フィールドが完了する都度行な
ってよい。
【００１７】こうしてテレビ画面表示のための画素への
アドレス動作は、通常の方法すなわち、それぞれテレビ
のライン周期<line period> T1またはそれより短い継続
時間を有する選択信号を、テレビの走査と同期して順次
行導体に加える、という方式によって行なわれるので、
例えばライン周期が64マイクロ秒である半解像度<half
resolution> 型の PAL標準テレビ表示では、各行導体に
は選択信号が20ミリ秒の周期で加えられる。この種の動
作により、時間持続型の表示出力が得られる。というの
は、各行の画素は、アドレスがなされた後次のフィール
ドで次回のアドレスがなされるまで、その間隔の少なく
ともかなりの部分にわたり表示出力を保持するので、各
画像フィールドは各フィールド周期の全体にわたり表示
されるからである。50Hzのフィールド周波数で動作する
表示パネルでは、フィールド周期は20ミリ秒で、従って
各フィールドは20ミリ秒のほぼ全期間にわたり表示され
る。
【００１８】こうした表示パネルから得られる時間持続
型の表示出力では、動きの表示に関する知覚の問題が起
こる。目は動く物体を「直線的」方法で追跡するが、こ
れは実世界の動きに見るように、運動物体が時間ととも
に連続的に変位を行なうのと同様である。図2Aは、実世
界における等速度物体の時間−変位グラフであり、記号
ｄは変位を、ｔは時間を表している。しかし装置による
表示の場合は、時間は量子化され<quantised> 、動きは
異なる瞬間ごとの画像の系列で表現される。 CRT表示装
置で運動物体を表示する場合の、等価時間−変位グラフ
を図2Bに示す。CRT表示は実世界の標本（ドット）を表
示するとはいうものの、これらの標本は、対応する時間
−変位点にごく短時間存在するに過ぎず、いわば実世界
を点線でなぞる形になる。 CRT表示は時間持続型ではな
い。時間持続型表示では、画素から生じる表示出力の持
続性のため実世界との乖離を起こす。図2A及び図2Bと比
較するため、図2Cにマトリクス型液晶表示パネルから得
られるような時間持続型表示の１例を示す。図2Cに見ら
れるように、時間持続型表示では、階段状の時間−変位
表示が出現する。同図に破線で示したのは実世界での動
きの再掲で、パネルの出力を見る人の目はこの破線を追
跡しようとする。この目による運動追跡動作は、網膜の
背後で、動く物体を定常的<stationary>なものとして捉
えようとする。目が時間持続型表示で動く物体を追跡し
ようとした場合、目の追跡動作（直線、実世界）は画面
上の運動物体の動き（階段運動）とは異なることにな
る。この差は図2Dに示す通りで、連続的な前進後退運動
である。この前進後退運動が目の網膜に生じることとな
る。もしこの運動の周波数が50Hzの付近かそれより高い
場合、見る人は、網膜の前進後退運動に対して行なわれ
る目の平均化作用の結果として、ぼやけ<blur>を知覚す
る（図2D）。フィールド周波数（前進後退運動の周波
数）が50HZかそれ以上の場合、知覚されるぼやけは、フ
ィールドからフィールドへの変位（前進後退運動の振
幅）に比例することが理解できる。変位が大きいほど、
平均化の行なわれる領域が広くなる。もし例えば、運動
物体が、各フィールドごとに５画素分 (速度５ppf)ずつ
変位するとすれば、平均化は６画素にわたって行なわ
れ、図3Aに示すように、ブロックで示した隣接６画素に
おいて、運動物体はフィールドＵではＸの位置に、フィ
ールド U＋1 ではＹの位置にあり、Ｂが見る人のぼやけ
を知覚する領域である。この平均化はインパルス応答を
伴う空間的な畳み込み<spatial convolution> と同一で
あり、図3BにＡを振幅ｔを時間で表して図示した。この
畳み込み関数<convolving function> の正確な形は必ず
しも重要ではない。例えばもっと矩形に近いこともあり
得る。しかし、畳み込み関数の低域通過特性は重要であ
り、図3Aについて見れば、平均化が変位幅全体にわたっ
て起こることに注意すべきである。図3Bに示した形の関
数による空間畳み込みは空間低域通過作用<spatial low
passing> である。低域通過関数の周波数応答は、図3C
で周波数(f) に対して振幅を(A) で示したような形にな
る。破線は、利用できる映像帯域幅（対象映像標準によ
り定まる）を示し、従って破線と実線の間に囲まれた２
つの面積は、それぞれ失われた高周波数情報の範囲を示
す。知覚されるぼやけは、空間低域通過作用の結果であ
り、変位（従って速度）に支配される。変位が大きい
と、平均化の起こる画素の範囲が大きくなり、低域通過
作用の遮断周波数<cut off point> が低くなる。すなわ
ち高周波数空間成分の損失が激しく、多量のぼやけが起
こる。
【００１９】こうして上記の議論から、時間持続型表示
におけるぼやけは、空間速度依存型の低域通過フィルタ
<spatial speed dependent low pass filter> でモデル
化されることが理解される。
【００２０】上記の理解に立って、本表示システムに
は、１個の空間速度依存型高域周波数強調フィルタ回路
を含む１個の映像信号強調回路が組み込まれ、これを用
いて入力映像信号を処理し、この信号を、表示すべき画
像における運動成分の空間周波数を運動成分の速度に従
って強調し、それにより低域通過特性を補償している。
再び図１を参照すると、本実施例における強調フィルタ
回路は40で示され、入力25と同期セパレータ<synchroni
sation separator> 26の間に接続されて、入力映像信
号、もっと正確にはこの信号の情報内容を処理し、この
処理で強調した映像情報信号を表示駆動回路15の列駆動
回路22に供給する。このフィルタの作用は、目の低域通
過作用と相補的であるのが理想なので、フィルタは運動
に依存した遮断周波数応答特性を示すよう設計される。
完全に相補的なフィルタは実際上得られない、というの
は、極めて低いレベル、例えば雑音しきい値以下にまで
減衰した周波数成分は、実際には回復できないからであ
る。
【００２１】図４は、望ましい１実施例に関する模範的
な回路40における主構成要素の動作原理を図式的に示し
ている。この例における回路は、デジタル型の運動適応
型空間フィルタ<motion adaptive spatial filter>MASF
の回路50を含み、この回路ではその周波数特性が空間領
域における運動に応じて（自動）調節される。低速にお
いては高域周波数の強調は起こらない。速度が増すにつ
れて、このフィルタの遮断点は低くなり、それにより速
度依存型の強調が実現する。すなわち、速度が増すと周
波数スペクトル内の強調開始点は低くなる。
【００２２】到来する映像信号Ｖは、映像情報の一連の
フィールドｎ,n＋1, n＋2 などから成り、運動適応型空
間フィルタ50、及び運動見積もり回路<motion estimato
r>51の両入力に加わる。運動見積もり回路51は、隣接フ
ィールド間の運動、従って速度情報を見積もる。その出
力は、各画像フィールドに関する変位フィールド<displ
acement field>である。 X-Y座標システムを仮定する
と、この変位フィールドは、各画素、または場合により
画素ブロックの、現在フィールドから次のフィールドへ
の変位の水平・垂直成分 dx, dy を示す。こうした変位
は運動（速度）情報を与える一つの方法である。この変
位フィールドは、極力実際の運動の流れに近いことが期
待される。運動見積もり回路とその動作の一例は、ヨー
ロッパ特許出願第EP-A-0415491号に述べられ、その開示
内容は本明細書に参考として取り入れられる。この運動
見積もり回路51は、画素または画素ブロック単位で、そ
れぞれ画素または画素ブロックの運動情報出力を与える
ことができる。両者のうちでは、ブロック単位の運動見
積もり回路の方が一般的である。見積もり回路が情報を
ブロック単位で出力する場合でも、そのブロック内のす
べての画素がブロックとして同一運動をしていると仮定
できるなら、画素単位の運動情報に簡単な方法で変換で
きる。
【００２３】MASF回路50は、到来映像情報とともに、運
動情報Imを運動見積もり回路から受け取る。結果とし
て、MASF回路50には、画素の内容 px,y のほか、その画
素の現在のフィールドから次のフィールドへの変位
【外１】 が存在する。利用できるフィルタには多数の型がある。
以下の説明は、実験的に用いた一例について行なう。理
解を容易にするため、この回路の動作説明では、ｘ方向
（水平）の一次元運動を仮定する。すなわち与えられた
画素について、
【数１】 とする。ただし茲で簡単のため下記の記号を用いる：
【数２】 なお、
【外２】 は x,yに位置する画素の（情報）内容である。ある特定
のフィルタは次のように実現できる：
【数３】 この例では、簡単のため、目の平均化作用のプロセス
は、関連する<contributory>画素が均等のウェイトをも
つ形で起こるものと仮定した。すなわち、図3Bで示した
振幅−時間関係は、図示した形の代わりに便宜上矩形で
あると考える。x,yにおける画素の新たな値は、式(3)
を用いて
【外３】 と計算される。このフィルタは高域周波数を強調する特
性を有し、一方、低域周波数での利得は１である。dxは
偶数のことがあるので、その場合には、下付き文字を有
効にするため最も近い奇数（０も偶数と考える）に切り
上げる必要がある。運動見積もり回路の与える変位の値
が単なる整数でなくもっと精度の高い場合にも、切り上
げで整数値を得る。
【００２４】例えば、dx＝4 とする。そこで切り上げて
dx＝5 とすれば各画素ｎ0 について次の式が得られる：
【数４】
【００２５】ここで、これは水平のｘ方向に沿った一次
元の運動であることを想起する必要がある。もし二次元
運動なら、運動の水平成分を計算した後、同様の方法で
運動の垂直成分について画像処理を行なう必要が生じる
筈である。ただし今回は；
【数５】 また当然、フィルタ作用の式(3) ではdxをdyで置き換え
ることになる。
【００２６】等式(3) に示したフィルタ特性は、運動適
応型フィルタである。その特定の特性は変位（運動）で
支配される。変位が０か１なら、
【外４】 はｎ0 に等しい。従って０または極めて低速の運動では
フィルタ作用は起こらない。速度が増すにつれ、より低
い空間周波数から強調が始まるようになる。これは加算
における負の項の数が次第に「広がる<spreads> 」から
である。
【００２７】一連のフィルタされたフィールドを含むよ
う修正された映像信号V'が、回路50から得られ、駆動回
路15へと通過し、駆動回路15は表示パネルをそれに従っ
て駆動する。
【００２８】MASFに関する上述の例は簡単で実現に便利
である。しかし、それ自体としては周知の他の運動適応
フィルタにより代用することも可能である。また、運動
情報を、例えば画素単位のベクトルでなくブロック単位
のベクトルで与えるなど、別の形態のの運動見積もり回
路を用い得ることも理解すべきである。
【００２９】上記のフィルタ作用を行なうための映像信
号強調回路40の回路構成例を図５に示す。映像信号Ｖ
は、目と同様の低域通過特性を有する速度依存の低域通
過フィルタ回路41に加わり、またこのフィルタ回路41に
は運動見積もり回路から得られる画像運動情報信号Imも
加わる。目の低域通過作用を模擬することにより修正信
号Ｖlpが生成され、その原信号との差分Vdは、減算回路
42によって得られる。この差分信号Vdが次いで加算回路
43で原信号に加算されるので、そこではそれがプレエン
ファシスとして作用して、V'で示す強調映像信号が出現
し、それが表示パネル駆動回路15に加わる。
【００３０】回路40の動作と、得られた拡張映像信号の
表示画面上に与える効果とを、以下図6A〜6Dを用いて説
明する。その目的のため、暗い背景の下での輝く物体の
単純な端を例として考える。図6Aは、輝度(L) の暗Dkか
ら明Btへの移行を説明するもので、端部の一次元振幅を
示す。端部が動くと、その動きは低域通過作用Ｖlpで模
擬でき、図6Bに示すような効果を与える。この低域通過
は端部の運動の速度に支配されるので、得られる効果は
速度により異なる。比較的高速と低速の場合の効果を、
図6Bではそれぞれ実線と破線で示してある。図５にVdで
示す強調信号<enhancement signal>は、図6Aと6Bの信号
の差で、それを図6Cに示す。ここでも実線と破線により
高速と低速をそれぞれ描き分けている。図５の加算回路
43で強調信号Vdを原信号に加えると、図6Dのような形の
強調映像信号V'が得られ、端部が強調される。要する
に、表示10を見る人にはこの画像信号が見えることにな
る。見る人の目が既に空間速度依存の低域通過動作を行
なった後では、その人の知覚する信号は、強調手続き以
前の原信号（図6A）と同様になる、ただしすべての情報
の回復はできないので全く同一ではない。
【００３１】従って、回路40が映像信号に加える強調に
よって、見る人の目がパネル上の表示動画像に対して行
なう速度依存空間低域通過作用は補償されることにな
る。その結果、運動物体を見る人の経験するぼやけの知
覚程度はかなりの程度まで<considerably>減少する。
【００３２】信号強調フィルタ回路の有効性は、その速
度に対する周波数応答特性で決定される。強調回路の遮
断周波数は、低速では高く、高速では低く選ばれる。与
えられた速度に対してフィルタ回路の遮断周波数が低す
ぎると強調過剰となる。他方、高すぎると強調不足とな
り、知覚されるぼやけの程度が実質変わらないことにな
る。それ故、あらゆる速度に対して正しいフィルタ特性
を持たせ、それにより、目に見える程度の改善に十分な
強調は行なうが強調自体が極端なピークの形で目につく
ほどにはならないよう、適度の強調を行なう必要があ
る。
【００３３】回路40は、必ずしも図１に示したように入
力25と回路26, 24との間に設ける必要はなく、その代わ
りに例えば、映像処理回路24と表示パネル駆動回路15の
列駆動回路22との間に設けてもよい、
【００３４】これまでは能動マトリクスによりアドレス
される型の表示装置に関連して述べてきたが、この動作
方法は、受動型液晶表示パネルや、他の種類の時間持続
型表示パネル、例えば電気クロミック<electrochromic>
型や電気泳動型のパネルに適用しても同様に有利な効果
がある。
【００３５】本表示システムは、直視型でなく投影表示
システムであってもよく、その場合には、光源として光
強度の高い投影ランプを用いる。
【００３６】本開示を読めば、他に各種の変形があり得
ることは当業者には明らかである。そうした変形には、
映像マトリクスの分野で既知の他の特徴を含むもの、及
び本明細書で述べた特徴の代わりに、あるいはそれに追
加して使用できる他の特徴を含むものがあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に基づく能動マトリクス映像液
晶表示システムの一つの実施例の回路構成を図式的に示
したものである。
【図２】図2A〜2Dはそれぞれ、実世界、ＣＲＴ表示、在
来型駆動方式による能動マトリクス液晶表示パネルが時
間的に運動を描く振舞い、及び在来型駆動方式による能
動マトリクス液晶表示パネルを見る人の目の網膜上に生
じる運動の時間的振舞い、を比較図示したものである。
【図３】図3Aは、説明の目的で、図１のシステムの表示
パネルにおいて典型的な１群を成す６個の隣接画素が、
運動物体を表示するため作動している状態を示す。図3A
に関連して、図3Bは見る人の目がそのような動きに応答
して行なう平均化作用<averaging process> の振幅対時
間の関係を、また図3Cは図3Bに示した実効的低域通過機
能に関する振幅対周波数応答を、それぞれ図解してい
る。
【図４】図４は、図１の表示システムに用いる速度依存
型の高域空間周波数強調フィルタ回路の一実施例を図示
している。
【図５】図５は、図１のシステムにおいてマトリクス型
表示パネルに加わる映像信号を強調するため、図１の表
示システムで用いる速度依存型の高域空間周波数強調フ
ィルタの一例を図式的に示す。
【図６】図6A〜6Dは、この強調作用が、加わる映像信号
の映像情報内容に与える効果を示す。
【符号の説明】
10 液晶表示パネル 11 TFT(薄膜トランジスタ) 12 画素 14 行アドレス導体 15 表示パネル駆動回路 16 列アドレス導体 18 透明画素電極 19 光源 20 行駆動回路 21 タイミング・制御回路 22 列駆動回路 24 映像処理回路 25 入力 26 同期セパレータ 50 運動適応型空間フィルタ(MASF)回路 51 運動見積もり回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示出力を生成するための行列形式の画
    素配列と、連続する各フィールドごとに繰り返して画素
    の行に順次アドレスすることにより入力に到来する映像
    信号に従って画素を駆動する画素駆動回路とを含み、 上記画素がその表示出力を少なくとも引き続くアドレス
    動作の時間間隔のかなりの部分にわたり保持する機能を
    有して成る動画表示用のマトリクス型映像表示システム
    において、 上記システムは速度依存型の高域空間周波数強調フィル
    タ回路を含み、入力に到来する映像信号の映像情報は上
    記フィルタ回路を経由して画素駆動回路に供給され、ま
    た上記フィルタ回路により画像の中の運動要素の空間周
    波数が上記要素の速度に応じて強調されることを特徴と
    するマトリクス型映像表示システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のマトリクス型映像表示
    システムにおいて、上記速度依存型高域空間周波数強調
    フィルタ回路は目と同様の低域通過フィルタ特性を有す
    る１個の速度依存型低域通過フィルタ回路を含み、この
    回路に対して到来映像信号が加わり、更に上記低域通過
    フィルタに対して、連続する画像フィールド間における
    到来映像信号の運動を示す情報を供給する手段を含むこ
    とを特徴とするシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のマトリクス型映像表示
    システムにおいて、上記強調フィルタ回路は更に、上記
    低域通過フィルタ回路の出力と到来映像信号の間の差分
    に基づいた強調信号を供給する手段、及び上記強調信号
    を到来映像信号に加えて得られる強調映像信号を画素駆
    動回路に供給するための手段を含むことを特徴とするシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載のマトリク
    ス型映像表示システムにおいて、表示パネルが能動型マ
    トリクス液晶表示パネルを含むことを特徴とするシステ
    ム。
  5. 【請求項５】 到来する映像信号に従って動画像を表示
    するために行列の形に配列した画素を有するマトリクス
    型映像表示パネルを含む種類のマトリクス型映像表示表
    示システムを動作させる方法であって、 連続する各フィールド周期ごとに画素の各行を走査する
    ことにより画素を駆動して一連の画像表示フィールドを
    生成し、それら表示出力を少なくとも１フィールド周期
    のかなりの部分保持するような方法において、 映像信号に対してそれが表示パネルに加わる前に速度依
    存型の高域空間周波数強調フィルタ動作を加え、その動
    作により、表示すべき画像の中の運動成分の空間周波数
    を運動成分の速度に応じて強調することを特徴とする表
    示システム動作方法。
  6. 【請求項６】 到来する映像信号に従って動画像を表示
    するために行列の形に配列した画素を有するマトリクス
    型表示パネルを含む種類のマトリクス型映像表示システ
    ムを動作させる方法であって、 上記システムにおける画素の各行は連続する各フィール
    ド周期ごとに次々とアドレスされて一連の表示画像フィ
    ールドを生成し、また各画素は、少なくとも連続するア
    ドレス動作の時間間隔のかなりの部分にわたりその表示
    出力を保持するシステムを動作させる方法において、 表示パネルに加える映像信号を処理してその運動成分が
    運動速度に応じて強調されるようにし、それにより見る
    人の目の空間低域通過作用を速度に応じて補償すること
    を特徴とするマトリクス型映像表示システムの動作方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の方法におい
    て、上記マトリクス型表示パネルが能動型マトリクス液
    晶表示パネルを含むことを特徴とする方法。
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