[发明专利]图像显示装置及方法、图像处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有变换帧率或半帧率的功能的图像显示装置及方法、图像处理装 置及方法，更详细而言，涉及防止由运动补偿型的帧率变换处理引起的、多张相同 图像能够连续的动态图像的画质劣化的图像显示装置及采用该装置的图像显示方 法、图像处理装置及采用该装置的图像处理方法。

背景技术

在具体实现动态图像的用途上，以往主要采用阴极射线管(CRT：Cathode Ray Tube)，而与之相反的，在LCD(Liquid Crysta1Disp1ay：液晶显示器)显示动态 图像时，观赏者会发觉动态部分的轮廓模糊，即存在所谓动态模糊的缺点。该动态 模糊被认为是由LCD的显示方式本身所引起的(参照例如日本专利第3295437号 说明书；“石黑秀一、栗田泰市郎《采用8倍速CRT的保持发光型显示器的动态 画质相关研究)》，信学技报，社团法人电子信息通信学会，EID96-4(1996-06)， p.19-26”)。

在扫描电子束以使荧光体发光从而进行显示的CRT中，各像素的发光因荧光 体的若干残余光而实质上成脉冲形状。称之为脉冲型显示方式。另一方面，在LCD 中，通过对液晶施加电场而积累的电荷，直到下一次施加电场为止都保持较高的比 例。尤其是在TFT方式的情况下，对构成像素的每个点都设置有TFT开关，而且 通常对各像素还设置有辅助电容，所积累的电荷的保持能力极高。因此，像素持续 发光，直到通过根据后一帧或半帧(下面以帧为代表)的图像信息施加电场而进行 改写为止。称之为保持型显示方式。

在上述保持型显示方式中，由于图像显示光的脉冲响应在时间上很宽，因此， 时间频率特性变差，空间频率特性也随之降低，从而产生动态模糊。即，由于人的 视线会流畅地追随运动物体，若像保持型那样发光时间较长，则由于时间的积分效 应，图像的运动就会变得不流畅，看起来不太自然。

为了改善上述保持型显示方式中的动态模糊，已知有通过对帧间内插图像来变 换帧率(帧数)的技术。该技术称为FRC(Frame Rate Converter：帧率变换)，应 用于液晶显示装置等。

以往，对于变换帧率的方法，有单纯地重复多次读出同一帧、帧间直线内插(线 性插值)的帧内插等各种方法(参照例如山内达郎《电视方式变换》，电视学会杂 志，v01.45，No.12，PP.1534-1543(1991))。然而，在采用线性插值的帧内插处 理的情况下，会发生伴随帧率变换的运动不自然(抖动、颤抖)，并且无法充分改 善由上述保持型显示方式引起的动态模糊的影响，从而使得画质不佳。

因此，为了消除上述抖动的影响而改善动态画质，提出了使用运动向量的运动 补偿型的帧内插处理。据此，由于对动态图像本身补偿图像的运动，因此，消除了 分辨率的劣化，还不会发生抖动，从而可以获得极自然的动态图像。而且，由于进 行运动补偿而形成内插图像信号，因此，能够充分改善由上述保持型显示方式引起 的动态模糊的影响。

在上述专利第3295437号说明书中，揭示了这样一种技术：通过生成与运动相 适应的内插帧，提高显示图像的帧频，以改善因动态模糊引起的空间频率特性的降 低。它是根据前后帧，与运动相适应地形成对显示图像的帧间内插的至少一个内插 图像信号，并将所形成的内插图像信号内插于帧间而依次进行显示。

图1是表示以往液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构框图，图中， FRC驱动显示电路包括：通过对输入图像信号的帧间内插实施了运动补偿处理的 图像信号而变换输入图像信号的帧数的FRC部100；有源矩阵型液晶显示面板104， 该液晶显示面板104具有液晶层和对液晶层施加扫描信号和数据信号用的电极；以 及根据通过FRC部100变换了帧率的图像信号而驱动液晶显示面板104的扫描电 极和数据电极用的电极驱动部103。

FRC部100包括：从输入图像信号检测出运动向量信息的运动向量检测部101； 以及根据运动向量检测部101所获得的运动向量信息生成内插帧的内插帧生成部 102。

在上述结构中，运动向量检测部101可以利用例如后述的块匹配法或梯度法等 求出运动向量信息，也可以在输入图像信号中含有任意一种形状的运动向量信息的 情况下使用。例如，可以采用以下结构：利用MPEG方式进行压缩编码的图像数 据中含有编码时算出的动态图像的运动向量，则获取该运动向量信息。