JP2016118606A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としての映像信号生成装置は、入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成する。該映像信号生成装置は、入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と第１の階調よりも高い第２の階調を有して上記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における角部を検出する角検出手段と、フレーム画像のうち、角部の頂点に斜め方向にて隣接する１つの特定画素に、第２の階調よりも低い第３の階調を与えた出力映像信号を生成する階調付与手段と、入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別する判別手段とを有し、階調付与手段は、入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に特定画素に第３の階調を与えることを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての映像信号生成方法は、入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成するための方法である。該映像信号生成方法は、入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と第１の階調よりも高い第２の階調を有して上記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における角部を検出し、フレーム画像のうち、角部の頂点に斜め方向にて隣接する１つの特定画素に、第２の階調よりも低い第３の階調を与えた出力映像信号を生成し、入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別し、入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に特定画素に第３の階調を与えることを特徴とする。

図２には、液晶プロジェクタ４１の構成を示す。液晶プロジェクタ４１に入力された映像信号は、映像処理部５０１にてブライトネス補正、コントラスト補正、ガンマ変換および色変換等の画像処理を施された後、映像信号生成装置としての映像信号生成部５１０に入力される。

角検出回路５０２は、ステップＳ１０３において、角評価値Ｃが所定値以上であるか否かを判別する。そして、角評価値Ｃが所定値以上である場合に、図４（ａ）のように黒矩形領域（第１の画像領域）の角部に白背景領域（第２の画像領域）が縦、横および斜め方向にて隣接しているフレーム画像における上記角部を検出する。ここでは、映像処理部５０１は、図４（ａ）に示すように、縦および横方向に２画素を含む２×２画素のサイズの角部を検出する。

角部を検出した角検出回路５０２は、ステップＳ１０４にて補正回路５０３による補正処理を開始させる。補正回路５０３は、ステップＳ２００において補正処理を行う。また、角検出回路５０２は、上述した角部の検出処理を、角検出領域およびラインメモリ６１に保存する３ラインをシフトしながらフレーム画像の全体（全画素）に対して逐次行う（ステップＳ１０５→ステップＳ１０６→ステップＳ１０１）。

このように１つの特定画素に対してこの特定画素の本来の白の階調（第２の階調）より低い黒の階調（第３の階調）を与えることにより尾引きの発生を効果的に抑制することができることを発明者は確認した。以下、発明者が見出した、液晶表示素子の特性に基づく尾引きの発生メカニズムと、上記特定画素に黒の階調を与えることによる尾引きの抑制メカニズムについて説明する。

図６（ａ）に示した黒矩形領域の角部の頂点を形成する液晶画素９１において、液晶分子の配向方位は図６の紙面に対して垂直方向上向きとなる。一方、白背景領域の画素のうち、角部を含む黒矩形領域の２辺に横方向（右側）および縦方向（下側）にて隣接する６つの液晶画素（第１の液晶画素）にはディスクリネーションが発生している。すなわち、これら６つの液晶画素の液晶分子は、点線矢印で示すように、ディスクリネーションにより白表示状態での正常な配向方位（プレチルト方位）９４とは異なる方位を向いている。ただし、その方位は、黒矩形領域の右辺に隣接する液晶画素では該右辺（その液晶画素の左辺）に平行な方向であり、黒矩形領域の下辺に隣接する液晶画素では該下辺（その液晶画素の上辺）に平行な方向である。すなわち、これらディスクリネーションが発生した６つの液晶画素（以下、ディスクリネーション画素という）における液晶分子の配向方位は、正常な配向方位とは異なるものの、特定の方位に定まっている。

そして、液晶分子の配向方位が不定状態となった液晶画素（以下、液晶方位不定画素ともいう）を白電圧印加状態としても、その液晶画素内の複数の液晶分子の配向方位がプレチルト方位９４に安定するのには数１００ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度の長時間を要する。つまり、この時間中はその液晶画素は液晶方位不定画素として残り、白表示状態にならない。

図６（ｃ）では、黒矩形領域のさらなる移動に伴い、それまで黒矩形領域の角部の頂点を形成していた液晶画素９３も白電圧印加状態とされる。しかし、黒矩形領域の移動とともにその２辺に沿って新たにディスクリネーション画素が発生し、液晶画素９３は、図６（ｂ）における液晶画素９１と同様に、多数（６つ）のディスクリネーション画素９２に囲まれる。このため、液晶画素９３の液晶分子も液晶方位不定状態となり、長い時間にわたって白表示状態にならない。

そして、図７（ｂ）から黒矩形領域の角部がさらに斜め移動方向９５に１画素移動した図７（ｃ）でも、図６（ｃ）にて液晶方位不定画素となっていた液晶画素９３に相当する特定液晶画素１０４が黒表示状態（黒電圧印加状態）とされる。このとき、図７（ｂ）で特定液晶画素１０３として黒電圧印加状態とされた液晶画素１０５が白電圧印加状態とされると、この液晶画素１０５の液晶分子は白表示状態として正常なプレチルト方位９４を向く。これは、液晶画素１０５が図７（ｂ）において液晶方位不定画素とはならず、かつ図７（ｃ）において液晶画素１０５は少数（２つ）のディスクリネーション画素９２を除いた多数（５つ）の正常な白表示状態の液晶画素に隣接しているためである。この結果、尾引きは発生しない。

例えば、解像度が８Ｋ×４Ｋ程度でフレーム周波数が１２０Ｈｚ程度の映像信号を表示する場合まで考慮する。この場合は、図５に一点鎖線で示すように、角部の頂点に斜め方向にて隣接する１つの画素（３，３）を頂点画素として含み、該頂点画素以外の画素が黒矩形領域に隣接しない３×３画素（またはそれ以上の画素）を含む矩形の領域（第３の画像領域）を設定する。そして、この矩形の領域内の画素のうち少なくとも１つ画素を特定画素として黒表示画素としてもよい。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、図２に示した映像信号生成部５１０において、フレーム画像ごとに、それぞれ同じ階調を有する画素群の構成画素数を抽出してヒストグラムを作成する。そして、映像信号生成部(判別手段)５１０は、連続した前後のフレーム画像間でフレーム画像ごとに作成されたヒストグラムを比較することで、入力映像信号が動画の映像信号か静止画の映像信号であるかを判別する。映像信号生成部５１０は、動画の映像信号である場合に限って補正回路５０３による補正処理を行う。

図８のフローチャートには、本実施例において映像信号生成部５１０が行う処理を示している。

ステップＳ１１１では、映像信号生成部５１０は、前のフレーム画像において、それぞれ同じ階調を有する画素群の構成画素数を抽出してヒストグラムを作成する。また、ステップＳ１１２では映像信号生成部５１０は、後のフレーム画像（現フレーム画像）において、それぞれ同じ階調を有する画素群の構成画素数を抽出してヒストグラムを作成する。なお、ヒストグラムの作成は、各フレーム画像の全体に対して行ってもよいし、各フレーム画像の一部に対して行ってもよい。

そして、ステップＳ１１４では、映像信号生成部５１０は、全ての階調の構成画素数の差分が０か否かを判定する。全ての階調の構成画素数の差分が０である場合は入力映像信号は静止画であるみなしてステップＳ１１５に進み、補正回路５０３による補正処理を行わない設定とする。全ての階調の構成画素数の差分が０でない場合は、入力映像信号は動画であるとみなしてステップＳ１１６に進み、補正処理を行う設定とする。

Claims (14)

1. 入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成する映像信号生成装置であって、
   前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出する角検出手段と、
   前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成する階調付与手段と、
   前記入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別する判別手段とを有し、
   前記階調付与手段は、前記入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする映像信号生成装置。
2. 入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成する映像信号生成装置であって、
   前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出する角検出手段と、
   前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの画素を頂点画素として含み、かつ該頂点画素以外の画素が前記第１の画像領域に隣接しない矩形の領域であって前記縦および横方向に少なくとも３画素を有する第３の画像領域に含まれる少なくとも１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成する階調付与手段とを有することを特徴とする映像信号生成装置。
3. 前記階調付与手段は、前記入力映像信号に含まれる複数のフレーム画像間において前記角部が前記縦および横方向以外の方向であって前記前のフレーム画像における前記角部の凸方向とは反対方向に移動する場合に、前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする請求項１または２に記載の映像信号生成装置。
4. 前記動画の映像信号である前記入力映像信号に含まれる前後のフレーム画像間における前記角部の動きを検出する動き検出手段を有し、
   前記階調付与手段は、前記動きの方向が前記縦および横方向以外の方向であって前記前のフレーム画像における前記角部の凸方向とは反対方向である場合および前記動きの量が前記前後のフレーム画像間で１画素である場合のうち少なくとも一方において前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の映像信号生成装置。
5. 前記入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別する判別手段を有し、
   前記階調付与手段は、前記入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の映像信号生成装置。
6. 前記角検出手段は、前記縦および横方向に少なくとも２画素を有する前記角部を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の映像信号生成装置。
7. 液晶表示素子に映像を表示させるための映像信号を生成する映像信号生成装置であって、
   前記液晶表示素子が、前記映像信号に含まれるフレーム画像として、それぞれ第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含み、前後のフレーム画像間において前記角部が前記縦および横方向以外の方向であって前記前のフレーム画像における前記角部の凸方向とは反対方向に移動する複数のフレーム画像を表示する際に、該液晶表示素子における前記角部に前記縦および横方向にて隣接する第１の液晶画素では液晶分子の配向方位が特定の方位となるディスクリネーションが発生し、かつ前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの第２の液晶画素では液晶分子の配向方位の不定状態が生じる場合において、
   前記角部を含むフレーム画像における前記第２の液晶画素に対応する画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記映像信号を生成する階調付与手段を有することを特徴とする映像信号生成装置。
8. 液晶表示素子と、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の映像信号生成装置と、
   前記出力映像信号に基づいて前記液晶表示素子を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
9. 入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成する映像信号生成方法であって、
   前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出し、
   前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成し、
   前記入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別し、
   前記入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする映像信号生成方法。
10. 入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成する映像信号生成方法であって、
    前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出し、
    前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの画素を頂点画素として含み、かつ該頂点画素以外の画素が前記第１の画像領域に隣接しない矩形の領域であって前記縦および横方向に少なくとも３画素を有する第３の画像領域に含まれる少なくとも１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成することを特徴とする映像信号生成方法。
11. 液晶表示素子に映像を表示させるための映像信号を生成する映像信号生成方法であって、
    前記液晶表示素子が、前記映像信号に含まれるフレーム画像として、それぞれ第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含み、前後のフレーム画像間において前記角部が前記縦および横方向以外の方向であって前記前のフレーム画像における前記角部の凸方向とは反対方向に移動する複数のフレーム画像を表示する際に、該液晶表示素子における前記角部に前記縦および横方向にて隣接する第１の液晶画素では液晶分子の配向方位が特定の方位となるディスクリネーションが発生し、かつ前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの第２の液晶画素では液晶分子の配向方位の不定状態が生じる場合において、
    前記角部を含むフレーム画像における前記第２の液晶画素に対応する画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記映像信号を生成することを特徴とする映像信号生成方法。
12. コンピュータに、入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出する処理と、
    前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成する処理と、
    前記入力映像信号が動画の映像信号であるか静止画の映像信号であるかを判別する処理とを行わせ、
    前記入力映像信号が動画の映像信号であると判別された場合に前記特定画素に前記第３の階調を与えることを特徴とする映像信号生成プログラム。
13. コンピュータに、入力映像信号から液晶表示素子に映像を表示させるための出力映像信号を生成させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    前記入力映像信号が、第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含むフレーム画像を含む場合に、該フレーム画像における前記角部を検出する処理と、
    前記フレーム画像のうち、前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの画素を頂点画素として含み、かつ該頂点画素以外の画素が前記第１の画像領域に隣接しない矩形の領域であって前記縦および横方向に少なくとも３画素を有する第３の画像領域に含まれる少なくとも１つの特定画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記出力映像信号を生成する処理とを行わせることを特徴とする映像信号生成プログラム。
14. コンピュータに、液晶表示素子に映像を表示させるための映像信号を生成せるコンピュータプログラムであって、
    前記液晶表示素子が、前記映像信号に含まれるフレーム画像として、それぞれ第１の階調を有して角部を含む第１の画像領域と前記第１の階調よりも高い第２の階調を有して前記角部に縦、横および斜め方向にて隣接する第２の画像領域とを含み、前後のフレーム画像間において前記角部が前記縦および横方向以外の方向であって前記前のフレーム画像における前記角部の凸方向とは反対方向に移動する複数のフレーム画像を表示する際に、該液晶表示素子における前記角部に前記縦および横方向にて隣接する第１の液晶画素では液晶分子の配向方位が特定の方位となるディスクリネーションが発生し、かつ前記角部の頂点に前記斜め方向にて隣接する１つの第２の液晶画素では液晶分子の配向方位の不定状態が生じる場合において、
    前記コンピュータに、前記角部を含むフレーム画像における前記第２の液晶画素に対応する画素に、前記第２の階調よりも低い第３の階調を与えた前記映像信号を生成させる処理を行わせることを特徴とする映像信号生成プログラム。