[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场率的功能的图像显示装置及方法、和图像处理装 置及方法，更详细地涉及防止因运动补偿型的频率变换处理引起的、在画面端部等 有效图像端部附近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、和图 像处理装置及采用该装置的图像处理方法。

背景技术

电视方式存在以下三种方式：PAL(Phase Alternation by Line：逐行倒相)、 SECAM(SEquential Couleur A Memoire：按顺序传送彩色与存储)方式、 NTSC(National Television Committee国家电视系统委员会)方式。这些广播方式的 扫描线数量和帧频并不相同(PAL、SECAM为625根/50Hz，NTSC为525根/60Hz)， 由于保持这样不变则无互换性可言，因此，为了进行国际广播或节目交换等，以往 以来开发了相互变换广播方式的技术，用在广播电台等。其中，帧率变换为时间轴 上的处理，由于变换处理后的运动再现性会给画质带来很大的影响，因此是广播方 式变换技术中最重要的技术之一。

如今，在电视机用的采用数字化处理的方式变换装置中，通过检测和推测输入 图像的运动矢量，对按照输出帧率而生成的内插图像进行运动补偿，从而进行输入 输出帧率的变换处理(以下称之为运动补偿型帧率变换处理)。

运动补偿型帧率变换处理的简要情况如下所述。首先，从输入图像信号的两至 三幅连续多帧图像中，检测和推测该图像中的运动情况，求出输入图像的运动矢量 (运动矢量检测)。作为该运动矢量的检测和推测方法，已知有梯度法、块匹配法、 相位相关法等。

然后，对求出的运动矢量进行评价，选出最佳矢量，根据输入输出的帧率来安 排运动矢量的长度，从输入图像在内插帧上将此作为内插矢量进行分配(内插矢量 分配)。最后，重新在内插帧上从时间轴上前后存在的输入帧，按照内插矢量分配 图像信号(内插图像生成)，进行包含内插帧的输出帧的频率变换(图像内插)。如上 所述，大致分为运动矢量检测、内插矢量分配、内插图像生成和图像内插，通过这 些处理进行输入输出帧率的变换。

上述运动补偿型帧率变换技术原来是为了对广播方式不同的图像信号进行变 换而开发的，但近年来也用于改善以液晶显示装置为代表的保持型显示装置的动态 模糊。在保持型显示方式中，由于各像素的发光状态大致保持一帧期间，所以图像 显示光的脉冲响应在时间上具有宽度。因此，时间频率特性变差，随之空间频率特 性也降低，发生动态模糊。即，由于人的视线流畅地跟踪运动物体，所以若像保持 型显示装置那样发光时间长，则通过时间积分效果图像的运动就变得不流畅，看起 来不自然。

若采用运动补偿型帧率变换技术使得输入信号高帧率化，则由于内插图像信号 是通过运动补偿形成的，因此，可以改善成为动态模糊原因的空间频率特性的降低， 能够充分改善保持型显示方式的动态模糊的影响(例如，参照日本专利第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 画质的相关研究》，信学技报，社团法人电子信息通信学会，EID96-4(1996-06)， p.19-26)。这样，为了改善保持型显示装置中的动态模糊，通过在帧间内插图像从 而变换帧率(帧数)的技术称为FRC(Frame Rate Converter：帧率变换)，已在液晶显 示装置等中实用化。

图1是表示以往的液晶显示装置中的FRC驱动显示电路的简要结构的框图， 如图所示，FRC驱动显示电路由以下构成：通过在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、从而变换输入图像信号的帧数的FRC部10；具有液 晶层和用于对该液晶层施加扫描信号及数据信号的电极的有源矩阵型液晶显示面 板14；以及用于根据经FRC部10进行了帧率变换的图像信号驱动液晶显示面板 14的扫描电极及数据电极的电极驱动部13。

FRC部10包括：从输入图像信号检测出运动矢量信息的运动矢量检测部11； 以及根据运动矢量检测部11获得的运动矢量信息生成内插帧的内插帧生成部12。

这样，通过利用运动矢量信息进行运动补偿帧内插处理，提高显示帧频，从而 可以使LCD(保持型显示方式)的显示状态接近CRT(脉冲型显示方式)的显示状态， 能够改善由显示动态图像时发生的动态模糊引起的画质劣化。