[发明专利]帧速率转换装置及帧速率转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对输入图像进行帧速率转换的帧速率转换装置及帧速率转换方法。

背景技术

按照显示设备的显示特性，显示设备大致分为两类，即脉冲型和保持型。这里所指的脉冲型显示设备是在单帧中具有短的光发射时间的显示设备，如图1A所示。另一方面，保持型显示设备是在单帧中保持几乎恒定的显示的、诸如液晶面板的显示设备，如图1B所示。

脉冲型显示设备的示例包括CRT(阴极射线管)显示器和场发射型显示器。脉冲型具有因为像素反复闪烁而易于引起诸如画面出现闪烁的闪变(flicker)的特性。由于在较高亮度(luminance)的情况下或者在较大画面区域中更容易检测到闪变，因此随着近来显示画面大小的增加，需要进一步改善脉冲型显示设备存在的闪变问题。

保持型显示设备的一个示例为LCD(液晶显示器)。因为像素照射时间长，所以保持型存在运动图像由于保持型的特性而产生运动模糊的问题。换言之，需要改善的问题在于降低的运动图像的视觉分辨率。

作为改善这种运动模糊的方法，提出了如下方法：向液晶面板添加光阀(optical shutter)机构，以限制显示光的持续时间，由此带来更接近于脉冲型显示设备的显示特性(例如参见日本特开平9-325715号公报)。

然而，上述方法(日本特开平9-325715号公报)存在因为显示特性更接近于像素反复闪烁的脉冲型，所以发生闪变的问题。

用于减少这种闪变的方法的一个示例为：通过利用任意因素将输入帧划分为多个子帧而增加显示的帧速率的方法。例如，将图2A所示的输入图像划分为图2B所示的两个子帧，使得显示的帧速率变为两倍，这提高了显示的时间频率，结果，使得更不可能检测到闪变。

然而，在观看这种显示时，如图3所示，在单帧时间期间，时间上在后的子帧偏离了视线跟踪，从而出现依赖视觉特性的伪轮廓。

为了减少这种伪轮廓，已知在帧速率转换时增加或减少划分的子帧的空间频率分量的技术(例如参见日本特开2002-351382号公报)。利用这种技术，降低时间上在后的子帧的高频分量，察觉的伪轮廓因此得以改善。

然而，利用上述技术(日本特开2002-351382号公报)，存在边缘附近的边缘对比度(contrast)降低导致的浮动黑水平(floating black level)的问题，以及明显的运动边缘拖尾的问题。在上述技术(日本特开2002-351382号公报)中，当利用空间频率分离图像时，由低通滤波器或高通滤波器的滤波因数来确定分离频率。

图4A和图4B是例示低通滤波器的滤波因数与低通滤波器的输出之间的关系的图。图4A代表低通滤波器的滤波因数高的情况下的空间权重，图4B代表滤波因数低的情况下的空间权重。可以看出，在较高的滤波因数的情况下，距离处理的像素位置越远的像素值权重越大。

图5A至图5C是例示针对低通滤波器的滤波因数高的情况以及滤波因数低的情况、关于输入的输出的图。图5A代表输入。可以看出，与图5C所示的低滤波因数相比，图5B所示的高滤波因数导致更低的空间频率。

图6A和图6B是例示在应用上述技术(日本特开2002-351382号公报)的情况下显示输出的概要与在视觉上捕获的显示输出的外观之间的关系的图。参照图6A，发现在高边缘对比度区域中，图中的黑色填充区域的亮度增加，并且该区域显现浮动黑水平。问题在于，随着滤波因数的增大，这种浮动黑水平区域(例如图像劣化区域)的面积也增大。

另一方面，参照图6B，发现在运动区域的边缘部分出现边缘崩溃(breakup)。这种崩溃随着滤波因数的减小而扩大。

发明内容

本发明提供一种保持减少闪变、运动模糊、伪轮廓以及图像崩溃的效果的装置及方法。

根据本发明的一个方面，提供一种帧速率转换装置，其将输入帧划分为多个子帧并执行帧速率转换，该帧速率转换装置包括：检测单元，用于检测所述输入帧的运动度；生成单元，用于根据由所述检测单元检测到的所述运动度，生成在进行滤波时使用的滤波因数；滤波单元，用于基于由所述生成单元生成的所述滤波因数，对所述输入帧进行滤波；以及输出单元，用于将作为所述滤波单元进行滤波的结果而获得的帧划分为多个子帧，并输出所述子帧。