校正数据输出装置、帧数据校正装置和显示装置、方法

专利名称：校正数据输出装置、帧数据校正装置和显示装置、方法
技术领域：
本发明涉及用于改善色调数变化速度的装置及方法，特别涉及适用于液晶显示屏等矩阵型显示装置的装置及方法。
背景技术：
液晶显示屏所用的液晶的透射率由于累积响应效应而变化，所以不能应付变化快的动画。为了解决这种问题，以往通过使色调变化时的液晶驱动电压大于正常驱动电压，来改善液晶的响应速度(例如请参照专利文献1。)。
在如上所述增大液晶驱动电压的情况下，如果液晶屏上的显示像素数增多，则写入到记录输入图像数据的图像存储器中的1帧图像数据增加。因此，所需存储容量增大。因此，以往为了削减图像存储器的容量，抽掉像素数据并记录到图像存储器中。然后，在读出图像存储器时，对抽掉了像素数据的像素，输出与记录的像素数据相同的像素数据(例如，请参照专利文献2。)。
专利文献1(日本)特许第2616652号公报(第3页-第5页，图1)专利文献2(日本)特许第3041951号公报(第2页-第4页，图2)如上所述，在要显示的帧(以下，将要显示的帧称为显示帧。)和显示帧的前一帧之间色调数变化的情况下，通过使显示显示帧时的液晶驱动电压大于正常液晶驱动电压，能够改善液晶屏的色调变化速度。但是，在上述现有技术的情况下，只根据显示帧的色调数、及该显示帧的前一帧的色调数来决定要增减的液晶驱动电压，所以在上述液晶驱动电压中包含与噪声分量对应的液晶驱动电压的情况下，与该噪声分量对应的液晶驱动电压也会增减，显示帧的画质发生恶化。特别是，在显示帧和该显示帧的前一帧之间色调变化微小的情况下的液晶驱动电压中，与上述色调变化大的情况相比，与噪声分量对应的液晶驱动电压的影响大，显示帧的画质容易发生恶化。
此外，在通过抽掉图像存储器中存储的图像数据来削减存储器的容量的情况下，在抽掉了图像数据的部分不能正确进行电压控制。因此，有下述课题由于抽掉了图像的轮廓部分或字符等的细线部分的数据，所以施加不必要的电压而使画质恶化，或者不施加必要的电压而使液晶屏上的色调变化速度的改善效果降低。

发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，第1目的在于得到一种校正数据输出装置、及校正数据校正方法，在使用液晶屏等的图像显示装置中，即使在使液晶驱动电压大于正常液晶驱动电压来改善色调变化速度的情况下，也适当控制显示帧和该显示帧的前一帧之间的色调变化微小的情况下的液晶驱动电压。
此外，第2目的在于得到一种帧数据校正装置、或帧数据校正方法，根据上述校正数据输出装置、或校正数据校正方法输出的校正数据，来校正图像信号中包含的与帧对应的帧数据，输出能够由液晶屏等显示画质恶化少的帧的帧数据。
此外，第3目的在于得到一种上述校正数据输出装置、或上述帧数据校正装置，不用抽掉与目标帧对应的帧数据，就能够削减记录帧数据的图像存储器。
此外，第4目的在于得到一种帧数据显示装置、或帧数据显示方法，能够根据上述帧数据校正装置、或上述帧数据校正方法输出的、校正过的帧数据来显示画质恶化少的帧。
本发明的校正数据输出装置包括校正数据输出部件，根据输入的图像信号中包含的目标帧数据和上述目标帧数据的前一帧数据，来输出校正上述目标帧数据的校正数据；以及校正数据校正部件，根据上述目标帧数据和上述前一帧数据，来校正从上述校正数据输出部件输出的上述校正数据并输出。


图1是实施方式1的图像显示装置的结构图。
图2是实施方式1的前一帧再生图像数据的说明图。
图3是实施方式1的帧数据校正装置的工作流程图。
图4是实施方式1的帧数据校正器10的结构图。
图5是实施方式1的LUT的结构图。
图6是向液晶施加了电压的情况下的响应特性的一例。
图7是校正数据的示例图。
图8是液晶的响应速度的示例图。
图9是校正图像数据的示例图。
图10是校正数据控制器中的阈值设置的例子。
图11是实施方式1中使用中间色调数据输出部件的情况下的校正数据输出装置的结构的一例。
图12是色调数信号的说明图。
图13是实施方式1的校正数据输出装置中使用色调变化检测部件的情况下的结构的一例。
图14是实施方式1的将LUT中的LUT数据作为系数的情况下的校正数据输出装置的结构的一例。
图15是目标帧的色调数和该目标帧的前一帧的色调数之间的变化量大于阈值的情况下的、显示帧中的色调变化的一例。
图16是目标帧的色调数和该目标帧的前一帧的色调数之间的变化量小于阈值的情况下的、显示帧中的色调变化的一例。
图17是实施方式2的帧数据校正装置的结构图。
图18是实施方式2的LUT的结构图。
图19是实施方式2的插值帧数据的说明图。
具体实施例方式
实施方式1.
图1是实施方式1的图像显示装置的结构方框图。在该图像显示装置中，图像信号经输入端子1被输入到接收机2中。
接收机2将与图像信号中包含的帧(以下，也称为图像)中的一个帧对应的帧数据Di1输出到帧数据校正装置3。这里，所谓帧数据Di1，是控制液晶驱动电压的数据，包含与帧的亮度、浓度等对应的信号、色差信号等。以下，将帧数据校正装置3要校正的帧数据称为目标帧数据，将与该目标帧数据对应的帧称为目标帧。
帧数据校正装置3将校正目标帧数据Di1而得到的校正帧数据Dj1输出到显示器11。然后，显示器11根据输入的上述校正帧数据Dj1来显示目标帧。其中，本实施方式1是显示器11由液晶屏构成的情况下的例子。
以下，说明本实施方式1的帧数据校正装置3的工作。
从接收机2输入的目标帧数据Di1由帧数据校正装置3中的编码器4进行编码。然后，编码器4将对目标帧数据Di1进行编码而得到的第1编码数据Da1输出到延迟器5、及第1解码器6。这里，编码器4中的编码方式可以采用任意的静止图像用的编码方式，例如FBTC或GBTC等分组编码(BTC)方式、JPEG等二维离散余弦变换编码方式、JPEG-LS等预测编码方式、JPEG2000等小波变换方式等。此外，上述静止图像用的编码方式可以采用编码前的帧数据和编码后的帧数据完全一致的可逆编码方式、或不完全一致的不可逆编码方式。此外，可以采用编码量恒定的固定长度编码方式、或编码量不恒定的可变长度编码方式。
从编码器4输入了第1编码数据Da1的延迟器5将对与上述目标帧的前一帧对应的帧数据(以下，将与目标帧的前一帧对应的帧数据也称为前一帧数据。)进行编码而得到的第2编码数据Da0输出到第2解码器7。其中，该延迟器5由半导体存储器、磁盘、光盘等记录部件构成。
此外，从编码器4输入了第1编码数据Da1的第1解码器6将对上述第1编码数据Da1进行解码而得到的第1解码数据Db1输出到变化量计算器8。
从延迟器5输入了第2编码数据Da0的第2解码器7将对上述第2编码数据Da0进行解码而得到的第2解码数据Db0输出到变化量计算器8。
变化量计算器8将从上述第1解码器6输入的上述第1解码数据Db1、和从上述第2解码器7输入的上述第2解码数据Db0之间的变化量Dv1输出到前一帧图像再生器9。其中，变化量Dv1通过从第2解码数据Db0中减去第1解码数据Db1来得到。对与显示器11的液晶屏的像素对应的每个帧数据求变化量Dv1。其中，变化量Dv1当然也可以通过从第1解码数据Db1中减去第2解码数据Db0来得到。
前一帧图像再生器9根据从上述变化量计算器8输入的上述变化量Dv1和上述目标帧数据Di1，将前一帧再生图像数据DD0输出到帧数据校正器10。
其中，在上述变化量计算器8通过从第2解码数据Db0中减去第1解码数据Db1来算出变化量Dv1的情况下，上述前一帧再生图像数据Dp0通过将上述变化量Dv1和目标帧数据Di1相加来得到。此外，在通过从第1解码数据Db1中减去第2解码数据Db0来算出上述变化量Dv1的情况下，上述前一帧再生图像数据Dp0通过从帧数据Di1中减去上述变化量Dv1来得到。此外，在目标帧和该目标帧的前一帧之间没有色调数变化的情况下，上述前一帧再生图像数据Dp0是具有与目标帧的前一帧相同值的帧数据。
帧数据校正器10根据上述目标帧数据Di1、从上述前一帧图像再生器9输入的上述前一帧再生图像数据Dp0、及从上述变化量计算器8输入的上述变化量Dv1，来校正上述目标帧数据Di1，将通过进行该校正而得到的校正帧数据Dj1输出到显示器11。
这里，用图2来说明在目标帧和该目标帧的前一帧之间没有色调数变化的情况下，上述前一帧再生图像数据Dp0是具有与目标帧的前一帧相同值的帧数据。
在图2中，(a)表示前一帧数据Di0的值，(d)表示目标帧数据Di1的值。
此外，(b)表示与上述前一帧数据Di0对应的第2编码数据Da0的值，(e)表示与上述目标帧数据Di1对应的第1编码数据Da1的值。这里，(b)、及(e)表示通过FTBC编码而得到的编码数据，设代表值(La，Lb)为8比特，向各像素分配1比特。
此外，(c)表示与上述第2编码数据Da0对应的第2解码数据Db0的值，(f)表示与上述第1编码数据Da1对应的第1解码数据Db1的值。
此外，(g)表示根据上述(c)所示的第2解码数据Db0和上述(f)所示的上述第1解码数据Db1而生成的变化量Dv1的值，(h)表示从前一帧图像再生器9输出到帧数据校正器14的前一帧再生图像数据Dp0的值。
通过比较图2中的(a)和(c)、或(d)和(f)可知，在上述第1解码数据Db1、及上述第2解码数据Db0中，编码/解码带来了误差。但是，通过根据上述第1解码数据Db1、及上述第2解码数据Db0来得到变化量Dv1((g)所示。)，通过变化量Dv1和目标帧数据Di1来得到前一帧再生图像数据Dp0((h)所示。)，上述编码/解码带来的误差的影响消除。因此，从图2中的(a)、及(h)可知，前一帧再生图像数据Dp0具有和与目标帧的前一帧对应的帧数据Di0相同的值。
将以上说明过的帧数据校正装置3的工作归纳为图3所示的流程图。即，在第1步骤St1(图像数据编码步骤)中，编码器4对目标帧数据Di1进行编码。
在第2步骤St2(编码数据延迟步骤)中，向延迟器5输入第1编码数据Da1。此外，输出延迟器5中记录着的第2编码数据Da0。
在第3步骤St3(图像数据解码步骤)中，第1编码数据Da1由第1解码器6进行解码，输出第1解码数据Db1。此外，第2编码数据Da0由第2解码器7进行解码，输出第2解码数据Db0。
在第4步骤St4(变化量计算步骤)中，变化量计算器8根据第1解码数据Db1和第2解码数据Db0来计算变化量Dv1。
在第5步骤St5(前一帧图像再生步骤)中，前一帧图像再生器9输出前一帧再生图像数据Dp0。
在第6步骤St6(图像数据校正步骤)中，帧数据校正器10校正目标帧数据Di1，将通过该校正而得到的校正帧数据Dj1输出到显示器11。
然后，对与显示器11的液晶屏上的像素对应的每个帧数据进行以上第1步骤St1至第6步骤St6的各步骤。
图4是帧数据校正器10的内部结构的一例。以下，说明该帧数据校正器10。
目标帧数据Di1、从前一帧图像再生器9输出的前一帧再生图像数据Dp0、及从变化量计算器8输出的变化量Dv1被输入到校正数据输出装置30中。然后，校正数据输出装置30根据上述目标帧数据Di1、上述前一帧再生图像数据Dp0、及上述变化量Dv1将校正数据Dm1输出到减法器15。
减法器15通过将上述校正数据Dml加到上述目标帧数据Di1上来校正上述目标帧数据，将进行过该校正的校正帧数据Dj1输出到显示器11。
接着，说明该帧数据校正器10中的校正数据输出装置30。
输入到上述校正数据输出装置30中的上述目标帧数据Di1、及上述前一帧再生图像数据Dp0被输入到查找表12(以下，将查找表称为LUT。)中。
LUT 12根据上述目标帧数据Di1和上述前一帧再生图像数据Dp0，将LUT数据Dj2输出到减法器13。其中，LUT数据Dj2是能够使显示器11的液晶屏上的色调变化在1帧期间内完成的数据。
这里，详细说明LUT 12的结构。图5是LUT 12的结构示意图。LUT 12由根据图像显示装置的设备、构造等设置的上述LUT数据Dj2构成。此外，该LUT数据Dj2的个数根据显示器11能够显示的色调数来决定。即，在显示器11上能够显示的色调数为4比特的情况下，(16×16)个LUT数据Dj2被记录在LUT 12中；而在10比特的情况下，记录有(1024×1024)个LUT数据Dj2。其中，图5是显示器11上能够显示的色调数为8比特的情况下的例子，所以LUT数据Dj2的个数为(256×256)个。
在图5所示的例子的情况下，目标帧数据Di1及前一帧再生图像数据Dp0分别是8比特的数据，取0～255的值。因此，LUT 12如上所述具有图5所示的二维排列的(256×256)个数据，根据目标帧数据Di1和前一帧再生图像数据Dp0，来输出LUT数据Dj2。具体地说，在图5中，在上述目标帧数据Di1的值为a、上述前一帧再生图像数据Dp0的值为b的情况下，从LUT 12输出与图5中的黑点的位置对应的LUT数据Dj2。
以下，说明LUT数据Dj2的设置方法。
在显示器11能够显示的色调数为8比特(0～255色调)的情况下，在显示帧的色调数对应于显示器11能够显示的色调数的1/2色调(127色调)时，向液晶施加使透射率为50％的电压V50。此外，在显示帧的色调数对应于显示器11能够显示的色调数的3/4色调(191色调)时，向液晶施加使透射率为75％的电压V75。
图6是向透射率为0％的液晶施加上述电压V50的情况下、及施加上述电压V75的情况下液晶的响应时间的图。如图6所示，通常，即使施加与目标透射率对应的电压，到达目标液晶透射率也需要比1帧期间长的时间。因此，为了使得在1帧期间内到达目标液晶透射率，需要施加比与目标透射率对应的电压高的电压。
这里，如图6所示，在施加电压V75的情况下，1帧期间经过时的液晶透射率为50％。因此，在目标液晶透射率为50％的情况下，通过使向液晶施加的电压为V75，能够在1帧期间内使液晶透射率为50％。因此，在显示器11上显示的帧的色调数从显示器11能够显示的色调数中的最小色调数(液晶透射率为0％)变化到1/2色调(液晶透射率为50％)的情况下，通过用能够校正到与3/4色调(液晶透射率为75％)对应的帧数据的校正数据来校正目标帧数据Di1，能够在1帧期间内结束色调变化。
图7是根据上述液晶特性得到的上述校正数据的大小的示意图。
在图7中，x轴表示与目标帧数据Di1对应的色调数，y轴表示与前一帧数据Di0对应的色调数。此外，z轴表示在目标帧和该目标帧的前一帧之间有色调变化的情况下使该色调变化在1帧期间内完成所需的校正数据的大小。其中，在显示器11能够显示的色调数为8比特的情况下，能得到(256×256)个校正数据，在图7中将该校正数据简化为(8×8)个。
这里，图8示出液晶屏上的色调变化速度的一例。在图8中，x轴表示与显示帧的色调数对应的帧数据Di1的值，y轴表示与上述显示帧的前一帧的色调数对应的帧数据Di0的值，z轴表示显示器11上显示帧和该显示帧的前一帧之间的色调变化完成所需的时间、即响应时间。
其中，图8是显示器11上能够显示的色调数为8比特的情况下的例子，但是与图7同样，将与色调数的组合对应的响应速度简化为(8×8)种。
如图8所示，在液晶屏上，例如从中间色调到高色调(例如，从灰到白)的色调变化中的响应速度慢。因此，在图7所示的校正数据中，与响应速度慢的变化对应的校正数据被设置得大。
如上所述设置的校正数据被加到与目标色调数对应的帧数据上，进行了该加法的帧数据作为LUT数据Dj2被设置到LUT 12中。即，用图6中的从液晶透射率为0％变化到50％的情况下的例子来说明，则与目标色调数对应的帧数据是与1/2色调对应的数据，该数据通过加上上述校正数据而成为与3/4色调对应的数据。然后，该与3/4色调对应的数据被记录为与色调变化数从0色调变化到1/2色调的情况对应的LUT数据Dj2。
图9示意性地示出LUT 12中记录的LUT数据Dj2。其中，LUT数据Dj2被设置得不超过显示器11中能够显示的色调数的范围。即，在显示器11上能够显示的色调数为8比特的情况下，LUT数据Dj2被设置为与0～255色调中的某一个色调对应的数据。其中，与目标帧和目标帧的前一帧之间没有色调数变化的情况对应的LUT数据Dj2是与上述目标色调数对应的帧数据。
如上所述，从设置了LUT数据Dj2的LUT 12输入了LUT数据Dj2的、图4中的减法器13将从上述LUT数据Dj2中减去目标帧数据Di1而得到的校正数据Dk1输出到校正数据控制器14。
校正数据控制器14包括阈值Th。在从变化量计算器8输出的变化量Dv1小于上述阈值Th的情况下，校正数据控制器14将校正数据Dk1校正得减小，将校正过的校正数据Dml输出到减法器15。具体地说，用下式(1)、(2)来生成上述校正过的校正数据Dml。
Dml＝k×Dk1 (1)k＝f(Th，Dv1)(2)其中，0≤k≤1其中，k＝f(Th，Dv1)是Dv1＝0时为0的任意函数。其中，系数k可以如上式(2)那样使用函数，也可以如图10所示设置多个上述阈值，按照与显示器11的液晶屏上的像素对应的变化量Dv1的值来输出系数k。其中，上述阈值Th按照系统的构造、使用的液晶的材料特性等来设置。此外，在图10中，设有多个阈值，当然也可以设置1个该阈值。其中，在上述说明中使用了变化量Dv1，但是也可以取代该变化量Dv1，根据(Di1-Dp0)来控制校正数据Dk1。
在上述例子的LUT中，直接输入了目标帧数据Di1和前一帧再生图像数据Dp0，但是输入到LUT中的数据只要是与目标帧数据Di1、或前一帧再生图像数据Dp0的色调数对应的信号即可，校正数据输出装置30也可以采用图11所示的结构。
在图11中，目标帧数据Di1被输入到减法器20中。此外，从中间色调数据输出部件21向减法器20输入与中间色调对应的数据(以下，将与中间色调对应的数据也称为中间色调数据。)。
减法器20从上述目标帧数据Di1中减去上述中间色调数据，将与目标帧的色调数对应的信号(以下，将与目标帧的色调数对应的信号称为色调数信号w。)输出到LUT 12。
其中，中间色调数据只要是与显示器11能够显示的色调中的中间色调对应的数据即可。以下，用图12来说明从中间色调数据输出部件输出与1/2色调对应的数据的情况下从减法器20输出的色调数信号w。
在图12中，黑点是目标帧的色调数，图中的①、②、③表示上述目标帧的色调数分别为1/2、1、1/4的情况。其中，在图中纵轴的色调数比中，1相当于显示器能够显示的色调数的最大值(例如，在8比特色调信号的情况下为255色调。)，0相当于最小值(例如，在8比特色调信号的情况下为0色调。)。
首先，在图中①的情况下，目标帧数据Di1是与色调数比1/2对应的数据，所以通过从该目标帧数据Di1中减去1/2色调数据，从减法器20输出w＝0。
同样，在图中②的情况下，目标帧数据Di1是与色调数比1对应的数据，所以从减法器20输出w＝1/2。此外，在图中③的情况下，目标帧数据Di1是与色调数比1/4对应的数据，所以从减法器输出W＝-1/4。
然后，根据输入到LUT 12中的色调数信号w和前一帧再生图像数据Dp0来输出LUT数据Dj2。其中，在上述例子中，只对目标帧数据Di1用中间色调数据进行了处理，但是对前一帧再生图像数据Dp0也可以进行同样的处理。因此，校正数据输出装置可以如图11所示对目标帧数据Di1、或前一帧再生图像数据Dp0中的某一个设置中间色调数据输出部件，也可以对目标帧数据Di1、及前一帧再生图像数据Dp0两者设置中间色调数据输出部件。
图13是校正数据输出装置30的另一个例子。在图13中，目标帧数据Di1被输入到色调变化检测部件22、及减法器20中。
如上所述，减法器20根据目标帧数据Di1和中间色调数据来输出色调数信号w。另一方面上述色调变化检测部件22根据目标帧数据Di1和前一帧再生图像数据Dp0将与目标帧和该目标帧的前一帧之间的色调数变化对应的信号(以下，称为色调变化信号。)输出到LUT 12。其中，色调变化信号可以根据目标帧数据Di1和前一帧再生图像数据DD0例如通过减法等运算来生成、输出，也可以设置LUT并从该LUT输出数据。
然后，输入了色调数信号w和色调变化信号的LUT 12根据上述色调数信号w和上述色调变化信号来输出LUT数据Dj2。
其中，作为上述LUT中记录的LUT数据Dj2，可以设置上述与目标色调数对应的帧数据加上校正数据所得的数据，也可以设置上述校正数据。此外，也可以设置能够通过乘目标帧数据Di1来校正该目标帧数据Di1的系数。其中，在将上述校正数据、或上述系数设置为LUT数据Dj2的情况下，无需校正数据输出装置30中的减法器13，所以上述校正数据输出装置的结构例如如图14所示，该LUT数据Dj2作为校正数据Dk1来输出。
此外，在上述实施方式1中，目标帧数据Di1的校正通过加上校正数据Dml来进行，但是上述校正不限于加法，例如如果将上述系数用作校正数据，则通过乘法来进行。此外，在将与上述目标色调数对应的帧数据加上校正数据所得的数据设置为LUT数据Dj2的情况下，可以如上述实施方式1那样从与该目标色调数对应的帧数据加上校正数据所得的数据中减去目标帧数据Di1来计算校正数据，也可以取代目标帧数据Di1，校正与该目标色调数对应的帧数据加上校正数据所得的数据LUT数据Dj2本身，将该校正过的LUT数据Dj2作为校正帧数据Dj1输出到显示器11。即，上述校正用能够通过运算或数据的变换、或者数据的置换等适当控制上述目标帧数据的方法来进行即可。
图15是变化量Dv1大于阈值Th的情况、即不校正校正数据Dk1的情况下显示器11显示的帧的显示色调的图。在图15中，(a)表示目标帧数据Di1的值，(b)表示校正帧数据Dj1的值。此外，(c)表示显示器11显示的帧的显示色调根据上述校正帧数据Dj1的变化。其中，在图9(c)中，虚线所示的显示色调的变化是显示器11根据目标帧数据Di1来显示帧的情况下的色调变化。
在图15(a)中的目标帧数据Di1从m帧到(m+1)帧增加的情况下，该目标帧数据Di1如图15(b)所示被校正为具有(Di1+V1)的值的校正帧数据Dj1。此外，在图15(a)中的目标帧数据Di1从n帧到(n+1)帧减少的情况下，该目标帧数据Di1被校正为具有(Di1-V2)的值的校正帧数据Dj1。
通过如上所述校正目标帧数据Di1，显示器根据通过该校正而得到的校正帧数据Dj1来显示帧，能够在大致1帧期间内将液晶驱动到目标色调数。
另一方面，在变化量Dv1小于阈值Th的情况、即校正校正数据Dk1的情况下，显示器11显示的帧的显示色调如图16所示。
在图16中，(a)表示目标帧数据Di1的值，(b)表示校正帧数据Dj1的值。此外，(c)表示根据上述校正帧数据Dj1显示的帧的显示色调。其中，在(b)中，用实线来表示校正帧数据Dj1的值，为了比较，用虚线来表示目标帧数据Di1的值，用点划线来表示不校正校正数据Dk1、而校正帧数据Di1的情况下的校正帧数据Dj1(图中，示作不校正Dk1。)。以下，假定与图16(a)中的m、(m+1)、(m+2)中的n1、n2、n3等噪声分量对应的数据被包含在图像信号中来进行说明。
在图16(a)中的m帧、(m+1)帧、(m+2)帧那样噪声分量使数据值有变动的情况下，如果像现有技术那样只根据目标帧的色调数、及该目标帧的前一帧的色调数来校正目标帧数据Di1，则如(b)中点划线所示，噪声分量被放大。因此，如(c)所示，显示帧的色调数显著变化，显示帧的画质发生恶化。
但是，根据本实施方式1的帧数据校正装置，根据目标帧的色调数和该目标帧的前一帧的色调数之间的变化量对校正目标帧数据Di1的校正数据Dk1进行校正，所以能够抑制噪声分量的放大。因此，通过根据校正帧数据Dj1来显示帧，能够改善显示器上的色调变化速度，得到画质恶化少的帧。
如上所述，根据本实施方式1的图像显示装置，通过校正目标帧数据Di1，能够改善显示器上的色调变化速度。
此外，在进行上述校正时，根据目标帧的色调数和该目标帧的前一帧的色调数之间的变化量对校正上述目标帧数据Di1的校正数据进行校正，所以能够抑制目标帧数据Di1中包含的噪声分量的放大。因此，能够防止上述色调变化小的情况下特别成问题的、噪声分量的放大造成的显示帧的画质恶化。
此外，通过用编码器4对目标帧数据Di1进行编码，能够压缩数据量，所以能够削减延迟器5中的图像存储器的容量。此外，不用抽掉目标帧数据Di1就进行编码/解码，所以能够生成校正为适当值的校正帧数据Dj1，能够正确控制液晶屏等显示器上的色调变化。
此外，液晶的响应特性根据液晶的材料、电极形状等来变化，所以通过使用这种包括与使用条件对应的LUT数据Dj2的LUT 12，能够按照液晶屏的特性来控制显示器上的色调变化。
此外，不对输入到帧数据校正器10中的目标帧数据Di1施加编码处理。因此，由于帧数据校正器10根据该目标帧数据Di1和上述前一帧再生图像数据Dp0来生成校正帧数据Dj1，所以校正帧数据Dj1不会受编码/解码的误差的影响。
实施方式2.
在上述实施方式1中，说明了输入到LUT 12中的数据为8比特的情况，但是只要是能够通过插值处理来生成校正数据的比特数，就可以将输入到LUT 12中的数据设为任意比特数。本实施方式2说明将输入到LUT 12中的数据设为任意比特数的情况下的插值处理。
图17是本实施方式2的帧数据校正器10的结构图。其中，除了图17所示的帧数据校正器10的结构以外，与上述实施方式1相同。因此，省略对与上述实施方式1相同的部件的说明。
在图17中，目标帧数据Di1、前一帧再生图像数据Dp0、及变化量Dv1被输入到本实施方式2的帧数据校正器10包括的校正数据输出装置31中。此外，上述目标帧数据Di1也被输入到减法器15中。
校正数据输出装置31根据上述目标帧数据Di1、上述前一帧再生图像数据Dp0、及上述变化量Dv1将校正数据Dml输出到减法器15。
减法器15根据上述目标帧数据Di1和校正数据Dml，将校正帧数据Dj1输出到显示器11。
以下，说明本实施方式2的校正数据输出装置31。
输入到校正数据输出装置31中的上述目标帧数据Di1被输入到第1数据变换器16中。前一帧再生图像数据Dp0被输入到第2数据变换器17中。其中，上述第1数据变换器、及上述第2数据变换器通过线性量化或非线性量化等来削减上述目标帧数据Di1、及上述前一帧再生图像数据Dp0的比特数。
第1数据变换器16将削减上述目标帧数据Di1的比特数而得到的第1比特削减数据De1输出到LUT 18。此外，第2数据变换器17将削减上述前一帧再生图像数据Dp0的比特数而得到的第2比特削减数据De0输出到LUT 18。在以下说明中，以将上述目标帧数据Di1、及前一帧再生图像数据Dp0从8比特削减到3比特的情况为例来进行说明。
第1数据变换器16将第1插值系数k0输出到插值器19。此外，第2数据变换器17将第2插值系数k1输出到插值器19。其中，上述第1插值系数k1、及第2插值系数k0是插值器用于数据插值的系数。细节将在后面描述。
LUT 18根据上述第1比特削减数据De1和上述第2比特削减数据De0，将第1 LUT数据Df1、第2 LUT数据Df2、第3 LUT数据Df3、及第4 LUT数据Df4输出到插值器19。以下，将第1 LUT数据Df1、第2 LUT数据Df2、第3 LUT数据Df3、及第4 LUT数据Df4也总称为LUT数据。
图18是图17中的LUT 18的结构示意图。在LUT 18中，根据上述第1比特削减数据De1和上述第2比特削减数据De2来决定上述第1 LUT数据Df1。具体地说，用图18来进行说明，在上述第1比特削减数据De1对应于位置a、上述第2比特削减数据对应于位置b的情况下，图中的双圆圈的位置上的校正帧数据作为上述第1 LUT数据Df1被输出。
图中的De1轴方向上与上述LUT数据Df1相邻的LUT数据作为上述第2 LUT数据Df2被输出。此外，图中的De0轴方向上与上述LUT数据Df1相邻的LUT数据作为上述第3 LUT数据Df3被输出。再者，与上述第3 LUT数据Df3在图中的De1轴方向上相邻的LUT数据作为上述第4 LUT数据被输出。
其中，LUT 18如图12所示由(9×9)个LUT数据构成，是因为，上述第1比特削减数据De1、及上述第2比特削减数据De0是3比特的数据，所以具有与0～7中某一个对应的值，如上所述输出上述第2LUT数据Df2等。
图17中的插值器19将根据如上所述从LUT 18输出的上述LUT数据、及从上述第1数据变换器输出的上述第1插值系数k0、以及从上述第2数据变换器输出的上述第2插值系数k1进行数据插值而得到的插值帧数据Dj3输出到减法器13。
从插值器19输出的插值帧数据Dj3根据上述LUT数据等通过下式(3)来计算。
Dj3＝(1-k0)×{(1-k1)×Df1+k1×Df2}+k0×{(1-k1)×Df3+k1×Df4} (3)以下，用图19来说明上式(3)。
图19中的Dfa是对第1 LUT数据Df1和第2 LUT数据Df2进行插值而得到的第1插值帧数据，通过下式(4)来计算。
Dfa＝Df1+k1×(Df2-Df1)＝(1-k1)×Df1+k1×Df2(4)此外，图19中的Dfb是根据第3 LUT数据Df3、及第4 LUT数据进行插值而得到的第2插值帧数据，通过下式(5)来计算。
Dfb＝Df3+k1×(Df4-Df3)＝(1-k1)×Df3+k1×Df4(5)然后，插值帧数据Dj3通过根据上述第1插值帧数据Dfa、及上述第2插值帧数据Dfb进行插值来得到。
Dj3＝Dfa+k0×(Dfb-Dfa)＝(1-k0)×Dfa+k0×Dfb＝(1-k0)×{(1-k1)×Df1+k1×Df2}+k0×{(1-k1)×Df3+k1×Df4}其中，在图19中，s1、s2是第1数据变换器16变换目标帧数据Di1的量化比特数时使用的阈值(以下，将s1称为第1阈值，将s2称为第2阈值。)。此外，s3、s4是数据变换器17变换前一帧再生图像数据Dp0的量化比特数时使用的阈值(以下，将s3称为第3阈值，将s4称为第4阈值。)。
上述第1阈值s1是与上述第1比特削减数据De1对应的阈值，上述第2阈值s2是与比上述第1比特削减数据De1所对应的色调数大1个色调的色调数对应的比特削减数据De1+1所对应的阈值。此外，第3阈值s3是与上述第2比特削减数据De0对应的阈值，第4阈值s4是与比上述第2比特削减数据De0对应的色调数大1个色调的色调数对应的比特削减数据De0+1所对应的阈值。
第1插值系数k1、及第2插值系数k0分别通过下式(6)、式(7)来计算。
k1＝(Db1-s1)/(s2-s1) (6)其中，s1＜Db1≤s2
k0＝(Db0-s3)/(s4-s3) (7)其中，s3＜Db0≤s4通过上式(3)所示的插值运算算出的插值帧数据Dj3被输出到图17中的减法器13。然后，以后的工作与上述实施方式1的校正数据输出装置30同样来进行。其中，本实施方式2的插值器19通过线性插值来进行插值，但是也可以通过使用高次函数的插值运算来计算插值帧数据Dj3。
其中，如上所述，在上述第1数据变换器16、及上述第2数据变换器17中能够通过线性量化、或非线性量化来削减比特数变换，但是在通过上述非线性量化来进行比特数变换时，通过在LUT中相邻的LUT数据的值之差大的区域中将量化密度设置得高，能够降低比特数削减带来的校正帧数据Dj3的误差。
此外，在本实施方式2中说明了将比特数变换从8比特削减到3比特的情况，但是只要是能够在插值器19中通过进行插值来求插值帧数据Dj3的比特数，就可以选择任意比特数。其中，当然需要按照该任意比特数来设置LUT 18中的数据的个数。
此外，在上述第1数据变换器16、及上述第2数据变换器71中进行比特变换时，可以不必将对目标帧数据Di1进行比特变换而得到的第1比特削减数据De1的比特数、和对前一帧再生图像数据Dp0进行比特变换而得到的第2比特削减数据De0的比特数设为相同的比特数。即，可以将第1比特削减数据De1的比特数和第2比特削减数据De0的比特数变换为不同的比特数，也可以对帧数据Di1、或前一帧再生图像数据Dp0中任一个进行比特变换。
如上所述，根据本实施方式2的图像显示装置，通过进行比特数变换，能够削减LUT中设置的LUT数据，能够削减保存上述LUT数据所需的半导体存储器等的存储容量。因此，能够减小整个装置的电路规模，并且得到与上述实施方式1同样的效果。
此外，通过在进行比特数变换时计算插值系数，根据该插值系数来计算插值帧数据，能够降低比特数变换带来的量化误差对插值帧数据Dj3造成的影响。
此外，本实施方式2的校正数据控制器14在变化量Dv1为0的情况下使校正数据Dml为0来输出。因此，即使在目标帧数据Di1和前一帧再生图像数据Dp0相等的情况下、即在目标帧和该目标帧的前一帧之间色调数不变化的情况下插值帧数据Dj3和目标帧数据Di1由于插值器19的计算过程中的误差等而不相等的情况下，也能够正确地校正图像数据。
此外，在上述实施方式1或2中以液晶屏为例，但是上述实施方式1或2中说明的校正数据输出装置能够同样应用于液晶屏中的液晶那样通过规定的物质的工作来显示图像的显示元件(例如，电子纸张)。
本发明通过如上所述按照与目标帧对应的数据和与该目标帧的前一帧对应的数据之间的变化量来校正与上述目标帧对应的数据，能够用显示器来显示恶化少的上述目标帧，并且改善显示器上的色调变化的速度。
权利要求
1.一种校正数据输出装置，包括校正数据输出部件，根据输入的图像信号中包含的目标帧数据和上述目标帧数据的一帧前的前一帧数据，来输出校正上述目标帧数据的校正数据；以及校正数据校正部件，根据上述目标帧数据和上述前一帧数据，来校正从上述校正数据输出部件输出的上述校正数据并输出。
2.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，校正数据输出部件包括比特数变换部件，削减目标帧数据的比特数、或前一帧数据的比特数。
3.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，包括变化量输出部件，输出目标帧数据和前一帧数据之间的变化量；校正数据校正部件根据从上述变化量输出部件输出的上述变化量，来校正从校正数据输出部件输出的校正数据。
4.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，校正数据输出部件具有由校正数据构成的数据表；根据上述目标帧数据和上述前一帧数据，从上述数据表输出上述校正数据。
5.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，校正数据输出部件输出校正与目标帧的色调数对应的数据的校正数据。
6.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，校正数据校正部件校正从校正数据输出部件输出的校正数据，增加或减少上述校正数据。
7.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，包括记录部件，记录输入的图像信号中包含的目标帧数据。
8.如权利要求1所述的校正数据输出装置，其特征在于，包括编码部件，对输入的图像信号中包含的目标帧数据进行编码。
9.如权利要求8所述的校正数据输出装置，其特征在于，包括解码部件，对由编码部件编码过的目标帧数据进行解码。
10.一种帧数据校正装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的校正数据输出装置；根据从该校正数据输出装置输出的校正数据来校正目标帧数据。
11.一种帧数据显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的帧数据校正装置；根据由该帧数据校正装置校正过的目标帧数据来显示与上述校正过的目标帧数据对应的帧。
12.一种校正数据校正方法，其特征在于，根据输入的图像信号中包含的目标帧数据和上述目标帧数据的前一帧数据，来输出校正上述目标帧数据的校正数据；根据上述目标帧数据和上述前一帧数据，来校正上述校正数据。
13.如权利要求12所述的校正数据校正方法，其特征在于，输出目标帧数据和上述目标帧的前一帧数据之间的变化量；根据该变化量来校正校正数据。
14.一种帧数据校正方法，其特征在于，根据如权利要求12所述的校正数据校正方法校正过的校正数据来校正上述目标帧数据。
15.一种帧数据显示方法，其特征在于，根据如权利要求14所述的帧数据校正方法校正过的目标帧数据来显示与进行过上述校正的目标帧数据对应的帧。
全文摘要
通过在液晶屏上使液晶驱动电压大于正常驱动电压，能够改善液晶的响应速度。但是，如果只根据显示帧的色调数、及该显示帧的前一帧的色调数来增减液晶驱动电压，则也会增减与微小的噪声分量对应的液晶驱动电压。因此，显示帧的画质发生恶化。按照与显示帧对应的帧数据和该显示帧的前一帧数据之间的变化量来校正帧数据，使得显示器上的色调变化速度加快。
文档编号H04N1/46GK1522060SQ20031012027
公开日2004年8月18日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年2月13日
发明者奥田悟崇, 染谷润, 山川正树, 树 申请人:三菱电机株式会社