專利名稱：提高圖像質量的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于提高諸如液晶顯示設備等可具有低響應速度的顯示設備的圖像質量的方法和設備。
背景技術：
為了在液晶顯示設備上顯示運動圖像，優選情況下，將液晶面板的響應時間限制到一個幀周期(16ms)或更短。有些系統使用了過驅動或OCB(光學補償彎曲)液晶技術來實現減少響應時間。
液晶面板的響應時間一般是用將顯示狀態從全黑圖像變為全白圖像所需的時間與將顯示狀態從全白圖像變為全黑圖像所需的時間之和來表示的。過驅動和OCB液晶技術的使用已經得到顯示時間小于16ms的液晶面板。
不過，即使可以將液晶面板的響應時間減少到16ms或更短，視網膜殘象現象也會造成運動圖像模糊。由視網膜殘象引起的運動圖像模糊，指的是當顯示快速運動圖像時，由于當前幀圖像的視網膜殘象被下一幀圖像覆蓋而使運動圖像成為模糊的運動圖像的現象。這種由于視網膜殘象而引起的運動圖像模糊，在將圖像保持一個幀周期的保持型驅動顯示設備中特別明顯。
因此，提出了一種面板驅動設備，用于控制由于視網膜殘象而引起的運動圖像模糊。這是一種偽脈沖液晶面板驅動系統，其中在顯示一個幀的周期中設置了面板不被光照亮的時間段。在JP-A-2003-270669(下面稱之為“專利文獻1”)和“Special FeatureFlat Panel War-SecondPart，”Nikkei Electronics，No.2002/11/18，PP.110-118(下面稱之為“非專利文獻1”)中描述了偽脈沖液晶面板驅動系統的細節。根據該偽脈沖液晶面板驅動系統，全黑圖像被插入到幀周期中，以減少視網膜殘象和抑制運動圖像的模糊。
不過，在如專利文獻1和非專利文獻1中所述的偽脈沖液晶面板驅動系統中，由于面板在黑屏顯示期間不發光，因此產生了亮度相應地減少的問題。盡管非專利文獻1講述了通過增加面板的數值孔徑來解決亮度減少的問題的解決方案，但是涉及面板結構的修改的這種解決方案是昂貴的。
發明內容
本發明的目的是提出一種能夠解決上述問題，并且能夠在不減少亮度的情況下抑制運動圖像中的模糊的低成本圖像質量提高設備。
為了實現上述目的，本發明的圖像質量提高設備能夠提取與第n幀(n為自然數)視頻信號有關的高頻分量，并且能夠將提取的高頻分量添加到第(n+m)幀(m為自然數)視頻信號中。
在保持型驅動顯示設備中，圖像的快速運動部分由于運動圖像的高頻分量的減少而發生模糊(例如，運動圖像的光暈)。不過在本發明中，與例如第n幀視頻信號有關的高頻分量被添加到第(n+1)幀視頻信號，從而可以通過添加的第n幀視頻信號的高頻分量來增加第(n+1)幀視頻信號的高頻分量。因此，可以抑制運動圖像中的光暈感覺。
如上所述，本發明的優勢在于可以通過簡單的結構來抑制運動圖像中的光暈感覺，而不需要任何涉及對裝置的設計進行修改以增加數值孔徑等的解決方案。
另外，本發明不需要像偽脈沖液晶面板驅動方案那樣，創建面板在顯示一個幀的周期期間不發光的時段。這樣的好處是，亮度比偽脈沖液晶面板驅動方案的亮度高出由消除面板不發光的時段而得到的部分。
下面參考解釋本發明的例子的附圖來進行講述，將使本發明的上述和其他目的、特征和優勢更加明顯。
下面參考附圖來詳細講述本發明的示例實施例，將能更好地理解前述和其他示例目的、方面和優勢，其中圖1為框圖，示出了根據本發明的一個示例實施例的圖像質量提高設備的總體結構；圖2A為表示輸入信號的頻率特性的圖；圖2B為表示圖1所示的二維低通濾波器的輸出的頻率特性的圖；圖2C為表示圖1所示的減法器的輸出的頻率特性的圖；圖2D為表示圖1所示的乘法器的輸出的頻率特性的圖；圖2E為表示圖1所示的加法器的輸出的頻率特性的圖；圖3A為輸入信號的波形圖；圖3B為表示圖1所示的二維低通濾波器的輸出的波形圖；圖3C為表示圖1所示的減法器的輸出的波形圖；圖3D為表示圖1所示的加法器的輸出的波形圖；圖4為示意圖，描述如何通過圖1所示的乘法器來調節幅度；圖5是描述了在圖像的三維頻率特性中的時間方向上的頻率特性的圖；圖6是描述了當將三維高頻分量添加到輸入的視頻信號之后對其進行顯示時，圖像的時間方向上的頻率特性的圖；
圖7為流程圖，示出了在圖1所示的圖像質量提高設備中執行的用于延遲各幀中的圖像的信號處理過程；圖8為框圖，示出了根據本發明的第一個例子的圖像質量提高設備的部件的結構；圖9為框圖，示出了根據本發明的第二個例子的圖像質量提高設備的部件的結構；圖10為框圖，示出了無限脈沖響應(IIR)濾波器的結構；圖11為表示圖10所示的IIR濾波器的脈沖響應的圖；圖12A為輸入信號的波形圖；圖12B為波形圖，表示當圖12A所示的信號波形經過IIR濾波處理時的信號波形；圖12C為波形圖，表示當圖12B所示的信號波形經過時基反轉時的信號波形；圖12D為波形圖，示出了當圖12C所示的信號波形經過IIR濾波處理時的信號波形；圖13A為示意圖，描述了用于在使用了幀存儲器的時基反轉操作中將數據寫入到幀存儲器中的操作；圖13B為示意圖，描述了用于在使用了幀存儲器的時基反轉操作中從幀存儲器中讀取數據的操作；以及圖14為框圖，示出了應用了本發明示例方面的圖像質量提高設備的顯示設備的結構。
具體實施例方式
下面參考附圖，更具體地是圖1至14，來示出本發明的方法和設備的示例實施例。
圖1為框圖，總體地示出了根據本發明的一個示例實施例的圖像質量提高設備的結構。參考圖1，該示例實施例的圖像質量提高設備包括幀存儲器11、二維低通濾波器12、減法器13、乘法器14和加法器15。
從輸入端IN饋送的視頻信號S分別被提供給幀存儲器11、減法器13和加法器15。這里，提供給幀存儲器11的視頻信號用標號S1來表示；提供給減法器13的視頻信號用標號S2來表示；提供給乘法器15的視頻信號用標號S3來表示。
幀存儲器11以幀為單位對從輸入端IN提供的視頻信號S1進行延遲。幀存儲器11可以將視頻信號S1延遲n幀(n為自然數)。視頻信號S1在被幀存儲器11延遲之后，被提供給二維低通濾波器12。
二維低通濾波器12可以包括線性相位有限脈沖響應(FIR)濾波器或無限脈沖響應(IIR)濾波器，該二維低通濾波器12在水平方向和垂直方向的每一個方向上截去被延遲了n幀的視頻信號S1的高頻分量，以提取二維低頻分量。由二維低通濾波器12提取的二維低頻分量被提供給減法器13。這里，視頻信號的垂直方向和水平方向對應于由視頻信號顯示的圖像的水平方向和垂直方向。
減法器13從由輸入端IN提供的視頻信號S2中減去從已經被延遲了n幀的視頻信號S1中提取的二維低頻分量，以提取三維高頻分量，其中所述二維低頻分量是從二維低通濾波器12提供的。這里，三維高頻分量包括由水平分量、垂直分量和時間分量組成的三個要素。由減法器13提取的三維高頻分量通過乘法器14被提供給加法器15。
乘法器14根據由外部控制器(圖中未示出)提供的控制信號來調節減法器13的輸出(三維高頻分量)的幅度。加法器15將其幅度已經被乘法器14調節的三維高頻分量添加到從輸入端IN提供的視頻信號S3。
可以通過提供給乘法器14的控制信號來自由調節添加到視頻信號S3的三維高頻分量的量。用戶可以根據需要通過未示出的外部控制器的輸入裝置來設置在乘法器14中調節的幅度的量。
接下來，對該示例實施例的圖像質量提高設備中的每一個分量的操作給出具體的描述。首先，來講述作為不具有幀存儲器11的圖像質量提高設備中的基本操作的二維低通濾波器12、減法器13、乘法器14和加法器15的操作。
圖2A-2E示出了二維低通濾波器12、減法器13、乘法器14和加法器15的每一個的輸出的頻率特性。從輸入端IN饋送的視頻信號S在從低頻到高頻延伸的范圍內具有恒定增益，如圖2A所示。二維低通濾波器12截去輸入視頻信號的高頻帶，以便僅讓低頻帶通過，如圖2B所示。
減法器13截去輸入視頻信號的低頻帶，以便讓高頻帶通過，如圖2C所示。乘法器14在高頻帶中具有基本不變的增益，如圖2D所示。在高頻帶中，加法器15將由乘法器14提供的增益添加到輸入視頻信號，如圖2E所示。
圖3A-3D示出了二維低通濾波器12、減法器13和加法器15的每一個的輸出波形。圖3A是從輸入端IN饋送的視頻信號S在水平方向或垂直方向上的信號波形。當顯示由這種信號波形表示的視頻信號時，顯示的圖像在中心具有例如矩形白區，并且在白區周圍具有黑區。圖3A中的輸入信號波形的上升沿和下降沿表示顯示的圖像上的白區和黑區之間的界限。
由于二維低通濾波器12如圖2B所示僅通過低頻分量，所以其輸出波形具有如圖3A所示的輸入信號波形的鈍邊(例如，低頻分量的信號波形)，如圖3B所示。由于減法器13從圖3A所示的輸入信號波形中減去圖3B所示的二維低通濾波器12的輸出波形，因此得到的輸出波形呈現為突出了輸入視頻信號的上升沿和下降沿的邊沿信號波形(例如，高頻分量的信號波形)。
由于加法器15將圖3C所示的邊沿信號波形添加到圖3A所示的輸入信號波形，因此得到的輸出波形突出了輸入視頻信號的上升沿和下降沿，如圖3D所示。通過這樣突出了輸入視頻信號的邊沿，在顯示的圖像上的白區和黑區之間的邊界處提高了銳度。
減法器13的輸出波形(例如，邊沿信號)的幅度用乘法器14來調節。圖4示意性地示出了如何由乘法器14來調節幅度。如圖4所示，乘法器14根據來自外部的控制信號調節減法器13的輸出波形(邊沿信號)的幅度。隨著幅度的增加，在加法器15的輸出波形上邊沿被突出較多。結果，較好地提高了顯示的圖像上的邊沿銳度。反之，隨著幅度的減小，在加法器15的輸出波形中邊沿被突出較少，使得顯示的圖像上的邊沿銳度提高較少。
該實施例的圖像質量提高設備的特點是利用了上述銳度提高效果的原理來減少運動圖像中的光暈感覺，該設備具有用于提取三維高頻分量的高頻分量提取器，其包括包含有作為用于獲得這種銳度提高效果的結構的幀存儲器11、二維低通濾波器12和減法器13的塊。
在高頻分量提取器中，二維濾波器12從已經被幀存儲器11延遲了n幀的視頻信號S1中提取二維的(例如，水平的/垂直的)低頻分量，并且減法器13從視頻信號S2中減去由二維低通濾波器12減出的二維低頻分量，以提取三維高頻分量。由于視頻信號S1相對于視頻信號S2被延遲了n幀，因此減法器13從在當前幀之后的n幀提供的視頻信號中減去從當前幀的視頻信號中提取的二維低頻分量。
例如，當視頻信號S1在幀存儲器11中相對于視頻信號S2被延遲了一幀時，減法器13從第(n+1)幀視頻信號中減去從第n幀視頻信號中提取的二維低頻分量。因此，提取了三維高頻分量。
由高頻分量提取器提取的三維高頻分量由乘法器14來進行幅度調節，并且然后在加法器15中，經過調節的三維高頻分量被添加到視頻信號S3。由于視頻信號S1相對于視頻信號S3被延遲了n幀，因此加法器15將三維高頻分量添加到在視頻信號S1之后的n幀提供的視頻信號S3。
例如，當視頻信號S1在幀存儲器11中相對于視頻信號S3被延遲了一幀時，其中減法器13從第(n+1)幀視頻信號中減去從第n幀視頻信號中提取的二維低頻分量以提取三維高頻分量，加法器15將由減法器13提取的三維高頻分量添加到第(n+1)幀視頻信號。因此，將三維高頻分量添加到視頻信號上將使由視網膜殘象導致的運動圖像中模糊的減少。
接下來，講述減少由視網膜殘象導致的運動圖像中模糊的原理。
根據時間方向上的頻率特性來考慮運動圖像中的模糊，當幀頻率為60Hz時，在時間方向上的采樣頻率fs被確定為60Hz，并且可以被表示的最快運動圖像的頻率被確定為fs/2(＝30Hz)。在該情況中，保持型驅動顯示設備經歷了由于孔徑效應而引起的高頻特性的減少。高頻特性的這種減少被認為是運動圖像中的模糊(參見“Introduction toDigital Signal Processing”，CQ Publishing，First edited in 1989，p.75)。
圖5示出了在圖像的三維頻率特性的時間方向上的頻率特性。參考圖5，可以看到孔徑效應在30Hz的頻率處引起響應減少-3.92dB。這里，孔徑效應指的是在數字信號處理中，由于用于將脈沖響應轉換成數字信號的D/A轉換器的輸出波形是由矩形波到脈沖的卷積得到的階梯狀波形，因而使高頻特性減少的現象。
在該實施例中，由高頻分量提取器提取的三維高頻分量被加法器15添加到輸入視頻信號。圖6示出了當對已經添加了三維高頻分量的輸入視頻信號進行顯示時，在時間方向上圖像的頻率特性。添加到輸入視頻信號的三維頻率分量起到與視網膜殘象分量反相的作用，從而限制了由于孔徑效應而導致的高頻特性的減少。
圖像在時間方向上的頻率特性根據輸入視頻信號被延遲的幀數不同而不同。當輸入視頻信號被延遲一幀時，頻率特性的峰值接近幀頻率的一半(＝30Hz)，并且當輸入信號被延遲兩幀時，頻率特性的峰值接近幀頻率的1/4(＝15Hz)，如圖6所示。在任何情況下，將三維頻率分量添加到輸入視頻信號起到防止由于孔徑效應而導致的高頻特性減少的作用，即，限制了運動圖像中模糊的發生。
接下來，以輸入視頻信號被延遲一幀為例，來講述該實施例的圖像質量提高設備中的信號處理過程。圖7為流程圖，示出了當輸入視頻信號被延遲一幀時的信號處理過程。參考圖7，二維低通濾波器12可以從第n幀視頻信號中提取二維低頻分量(步驟101)。
接下來，減法器13從第(n+1)幀視頻信號中減去由二維濾波器12提取的二維低頻分量，以提取三維高頻分量(步驟102)。然后，在乘法器14對由減法器13提取的三維高頻分量的幅度進行調節之后(步驟103)，加法器15將調節了幅度的三維高頻分量添加到第(n+1)幀視頻信號(步驟104)。
在步驟102，當輸入視頻信號被延遲兩幀時，減法器13從第(n+2)幀視頻信號中減去由二維低通濾波器12提取的二維低頻分量，以提取三維高頻分量，并且在步驟104，加法器15將調節了幅度的三維高頻分量添加到第(n+2)幀視頻信號。
輸入視頻信號在幀存儲器11中可以被延遲任何數目的幀。在幀存儲器11中延遲的幀數越多，與運動圖像中經受模糊減少效果的對象有關的運動就越慢。因此當快速運動期望模糊減少效果時，輸入視頻信號就必須被延遲較小數目的幀。
上面所述該實施例的圖像質量提高設備是本發明的一個例子，并且可以被設計成任何結構，只要它能夠提取與第n幀(n為自然數)視頻信號有關的高頻分量，并且只要它能夠將提取的高頻分量添加到第(n+m)幀(m為自然數)視頻信號。
例如，作為延遲裝置的幀存儲器11可以被布置在二維低通濾波器12的輸出側。在該修改中，三維高頻分量也以上述方式被添加到輸入視頻信號。
可選情況下，幀存儲器11可以被布置在減法器13和乘法器14之間，或者可以被布置在乘法器14的輸出側。在該修改中，減法器13提取二維高頻分量，并且提取的二維高頻分量在幀存儲器11中被延遲了幀數。下面以二維高頻分量被延遲一幀的情況為例來講述該操作。
首先，二維低通濾波器12從第n幀視頻信號中提取二維低頻分量。接下來，減法器13從第n幀視頻信號中減去由二維低通濾波器12提取的二維低頻分量，以提取二維高頻分量。然后，在乘法器14對由減法器13提取的三維高頻分量的幅度進行調節之后，加法器15將調節了幅度的高頻分量添加到第(n+1)幀視頻信號。
另外，在該實施例中，在水平方向和垂直方向上都對高頻分量進行了提取，但是可以只在水平方向或只在垂直方向上對高頻分量進行提取。在該修改中，運動圖像中的模糊可以被限制在水平方向或垂直方向上。
另外，在減法器13的輸出信號中(參見圖3C中的輸出波形)，在正側(白電平側)或負側(例如，黑電平側)上可以省略校正。例如，當后像作為黑屏上的白色模糊圖像被明顯地觀察到時，可以只對圖像進行負側(黑電平側)上的校正，而省略對正側(白電平側)上的校正。
接下來，以根據前述實施例的圖像質量提高設備的低頻分量提取器為例來進行講述，其中所述低頻分量提取器可以包括幀存儲器11和低通濾波器12。
圖8為框圖，示出了根據本發明的第一個例子的圖像質量提高設備的部件的結構。在圖8中示出的結構可以對應于包括如圖1所示的幀存儲器11和二維低通濾波器12的結構，并且包括水平低通濾波器21、降采樣器22、幀存儲器23、垂直低通濾波器24和升采樣器25。
水平低通濾波器21從由輸入端IN提供的視頻信號中提取水平低頻分量。包括被水平低通濾波器21提取的水平低頻分量的視頻信號被提供給降采樣器22。
降采樣器22減少視頻信號的采樣率。具體地說，在降采樣器22中，當將采樣率減少到一半時，頻帶被低通濾波器限制，使得輸入信號的頻率分量落在縮小的頻帶內，并且然后，數據被交替刪除(例如，數據的剪除)。這導致兩倍的數據間隔時間，并且采樣頻率被減小到一半。被降采樣器22進行降采樣的視頻信號被提供給幀存儲器23。
幀存儲器23以幀為單位延遲降采樣視頻信號。被幀存儲器23延遲了數幀的視頻信號被提供給垂直低通濾波器24。垂直低通濾波器24以幀為單元提取視頻信號的垂直低頻分量。由垂直低通濾波器24提取的垂直低頻分量組成的視頻信號被提供給升采樣器25。
升采樣器25將由垂直低通濾波器24提供的降采樣視頻信號返回到原始采樣率。被升采樣器25進行升采樣的視頻信號(例如，對應于從以幀為單位延遲的視頻信號中提取的二維頻率分量的視頻信號)被提供給如圖1所示的減法器13。后續的操作類似于(例如，完全相同于)圖1中所示的結構。
在該例子中，水平低通濾波器21還提供混疊失真消除濾波器的功能，用于對降采樣器22中的視頻信號進行降采樣。這里，混疊失真消除濾波器是低通濾波器，用于阻擋高頻分量，以便輸入信號的頻率分量落在降采樣之后的頻帶內。水平低通濾波器21需要具有降采樣所需的高頻阻擋特性。
此外，在該例子中，降采樣器22被布置在幀存儲器23的輸入側，并且幀存儲器23以幀為單位對被降采樣器22進行降采樣的視頻信號進行延遲。因此，通過減小采樣率，可以減少幀存儲器23的存儲容量。
此外，由于較低的采樣率導致幀存儲器23的較低操作頻率，因此由于高操作頻率而要求的設計約束得到緩解。另外，當幀存儲器23被其他電路共享時，幀存儲器23以較低的采樣率被占用較短的時間，從而能夠允許其他電路使用幀存儲器23較長的時間。
另外，由于垂直低通濾波器24提取降采樣的視頻信號的垂直低頻分量，因此通過減小采樣率，可以減小垂直低通濾波器24的電路尺寸。
上面所述的例子結構是例子，并且可以根據需要對其進行修改。例如，水平低通濾波器21和垂直低通濾波器24可以相互交換位置。此外，幀存儲器23可以被布置在垂直低通濾波器24的輸出側。
圖9為框圖，示出了根據本發明的第二個示例方面的圖像質量提高設備的部件的結構。如圖9所示的結構可以對應于包括如圖1所示的幀存儲器11和二維低通濾波器12的結構，并且可以包括IIR濾波器31、33和幀反轉器32、34。
IIR濾波器31、33可以包括(例如，每一個都可以包括)包含環形濾波器的一般低通濾波器。圖10示出了IIR濾波器的結構，并且圖11示出了其脈沖響應。如圖10所示，IIR濾波器包括兩個系數乘法器41、42，加法器43和延遲元件44。
系數乘法器41的輸出被提供給加法器43的一個輸入。加法器43的輸出被分成兩支，一支提供輸出OUT，并且另一支被提供給延遲元件44。延遲元件44的輸出通過系數乘法器42被提供給加法器42的另一個輸入。
當IIR濾波器被應用于水平方向上的處理時，延遲元件44被當作以采樣像素為單位的延遲元件。另一方面，當IIR濾波器被應用于垂直方向上的處理時，延遲元件44被當作以水平線為單位的線存儲器。
在如上所述的構造IIR濾波器中，IIR的脈沖響應并不處于如圖11所示的線性相位(脈沖響應不是雙邊對稱的)，因此只有在時間延遲方向上才能操作濾波器。因此，通過在時間軸方向上對視頻信號進行反轉，可以迫使IIR濾波器在前向和后向時間方向上等價地進行操作。
圖12A-12D示意性地示出了當IIR濾波器被迫在前向和后向時間方向上等價地進行操作時的處理。當IIR濾波被應用于如圖12A所示的矩形輸入信號時，在如圖12B所示的矩形波的上升沿和下降沿上的時間延遲方向上產生波形惡化。
惡化的波形在時間軸方向上被反轉，以獲得如圖12C所示的波形。當對在時間軸方向上經過反轉的波形再次應用IIR濾波時，產生如圖12D所示的波形，從而可以實現線性相位。
該例子可以使用如圖12A-12D所示的處理。具體地說，IIR濾波器31提取逐幀地提供的輸入視頻信號的低頻分量；幀反轉器32在時間軸方向上對具有由IIR濾波器31提取的低頻分量的視頻信號進行反轉；IIR濾波器33提取在時間軸方向上被幀反轉器31反轉的視頻信號的低頻分量；并且幀反轉器34在時間軸方向上對具有由IIR濾波器33提取的低頻分量的視頻信號進行反轉。
IIR濾波器31、33在水平方向或垂直方向上，或者水平和垂直兩個方向上執行濾波。這里，在水平和垂直兩個方向上的濾波可以通過級聯連接水平IIR濾波器和垂直IIR濾波器來實現。
在幀反轉器32中，視頻信號在時間軸方向上的反轉是通過使用幀存儲器對視頻信號的垂直方向和水平方向進行反轉來執行的。另一方面，在幀反轉器34中，通過使用幀存儲器對視頻信號的垂直方向和水平方向進行反轉，將由幀反轉器32反轉的時基返回到之前的狀態。
圖13示意性地示出了使用幀存儲器的時間軸反轉操作。當如圖13A所示從左上角到右下角逐行地將數據寫入到幀存儲器中時，通過如圖13B所示從寫入結束位置至寫入開始位置來讀取存儲在幀存儲器中的數據，可以將時間軸反轉。由于以這種方式在幀反轉器32中將時間軸進行反轉，因此IIR濾波器33在與IIR濾波器31中執行濾波的時間方向相反的方向上執行濾波。
在這個例子中，由于幀反轉被執行兩次，因此視頻信號被延遲兩幀。一般地，在運動圖像中，幾乎沒有從一幀到另一幀的場景切換，但是在許多情況下，主體在幾幀或更多幀上連續地運動。因此，這一例子也可以限制運動圖像中的模糊。
上面所述的本發明的圖像質量提高設備可以應用到普通顯示設備，并且特別可以用在保持型顯示設備中，更具體地說，是液晶顯示設備，其中由于視網膜殘象而明顯生成運動圖像中的模糊。
圖14示出了應用了本發明的示例方面的圖像質量提高設備的顯示設備結構。參考圖14，作為保持型驅動顯示裝置的顯示設備可以包括被來自燈43的光照亮的顯示裝置44；用于將由顯示裝置44形成的圖像投射到屏幕上的透鏡45；用于處理輸入信號的視頻信號處理電路40；圖像質量提高電路41；以及用于驅動顯示裝置44的顯示裝置驅動電路42。
圖像質量提高電路41是由本發明的圖像質量提高設備來實現的，并且其余組件可以包括現存裝置。在該顯示設備中，來自視頻信號處理電路40的視頻信號被提供給圖像質量提高電路41，從而提高了輸入視頻信號的圖像質量。然后，顯示裝置驅動電路42根據由圖像質量提高電路41提供的視頻信號來驅動顯示裝置44。
盡管前面通過舉例方式結合非交織方案進行了講述，但是本發明還可以應用于幀是由奇數場和偶數場組成的交織方案。當本發明應用于交織方案時，該操作可以通過在前面的講述中用“場”代替“幀”來進行講述。
本發明因為具有獨特而新穎的特征，從而可以提供在不減少亮度的情況下能夠限制運動圖像中的模糊的低成本圖像質量提高設備。
盡管使用特定術語對本發明的示例實施例進行了講述，但是這種講述僅用于解釋性目的，并且可以理解，在不偏離權利要求的精神或范圍的情況下可以對其進行變化和改變。
此外，申請人打算包括所有權利要求內容的等價物，并且對本申請中的任何權利要求所做的修訂不應該被理解為放棄對修訂的權利要求的任何內容或特征的等價物的任何利益和權利。
權利要求
1.一種提高逐幀提供的視頻信號圖像質量的圖像質量提高方法，包括提取與第n幀視頻信號有關的高頻分量，其中n為自然數；以及將提取的高頻分量添加到第(n+m)幀視頻信號中，其中m為自然數。
2.如權利要求1所述的圖像質量提高方法，進一步包括從第n幀視頻信號中提取低頻分量；以及從第(n+m)幀視頻信號中減去提取的低頻分量，以生成高頻分量。
3.如權利要求1所述的圖像質量提高方法，進一步包括從第n幀視頻信號中提取低頻分量；以及從第n幀視頻信號中減去提取的低頻分量，以生成高頻分量。
4.如權利要求2或3所述的圖像質量提高方法，進一步包括在由視頻信號顯示的圖像的水平方向和由視頻信號顯示的圖像的垂直方向中的至少一個上，從第n幀視頻信號中提取低頻分量。
5.一種用于提高逐幀提供的輸入視頻信號的圖像質量的圖像質量提高設備，包括高頻分量提取器，用于提取與第n幀視頻信號有關的高頻分量，其中n為自然數；以及加法器，用于將由所述高頻分量提取器提取的高頻分量添加到第(n+m)幀視頻信號中，其中m為自然數。
6.如權利要求5所述的圖像質量提高設備，其中所述高頻分量提取器包括低頻分量提取器，用于從第n幀視頻信號中提取低頻分量；以及減法器，用于從輸入視頻信號中減去由所述低頻分量提取器提取的低頻分量，以提取高頻分量。
7.如權利要求6所述的圖像質量提高設備，其中所述減法器從第(n+m)幀視頻信號中減去由所述低頻分量提取器提取的低頻分量，以提取高頻分量。
8.如權利要求7所述的圖像質量提高設備，其中所述低頻分量提取器包括幀存儲器，用于以幀為單位來延遲逐幀提供的輸入視頻信號；以及低通濾波器，用于從由所述幀存儲器延遲的視頻信號中提取低頻分量。
9.如權利要求8所述的圖像質量提高設備，其中所述低通濾波器在由視頻信號顯示的圖像的水平方向和由視頻信號顯示的圖像的垂直方向中的至少一個上，從由所述幀存儲器延遲的視頻信號中提取低頻分量。
10.如權利要求7所述的圖像質量提高設備，其中所述低頻分量提取器包括水平低通濾波器，用于在由視頻信號顯示的圖像的水平方向上提取逐幀提供的輸入視頻信號的低頻分量；降采樣器，用于減少下述視頻信號的采樣數，所述視頻信號具有已經由所述水平低通濾波器提取的水平方向上的低頻分量；幀存儲器，用于以幀為單位延遲由所述降采樣器進行降采樣的視頻信號；垂直低通濾波器，用于在顯示的圖像的垂直方向上，從由所述幀存儲器延遲的視頻信號中提取低頻分量；以及升采樣器，用于將下述視頻信號中的采樣數返回到原始采樣數，所述視頻信號具有已經由所述垂直低通濾波器提取的垂直方向上的低頻分量。
11.如權利要求7所述的圖像質量提高設備，其中所示低頻分量提取器包括第一無限脈沖響應(IIR)濾波器，用于在輸入視頻信號的水平方向和輸入視頻信號的垂直方向中的至少一個上，從逐幀提供的輸入視頻信號中提取低頻分量；第一幀反轉器，用于對具有已經由所述第一IIR濾波器提取的低頻分量的視頻信號的時間軸進行反轉；第二IIR濾波器，用于在視頻信號的水平方向和視頻信號的垂直方向中的至少一個上，從其時間軸已經由所述第一幀反轉器反轉的視頻信號中提取低頻分量；以及第二幀反轉器，用于對具有已經由所述第二IIR濾波器提取的低頻分量的視頻信號的時間軸進行反轉。
12.如權利要求6所述的圖像質量提高設備，其中所述減法器從第n幀視頻信號中減去由所述低頻分量提取器提取的低頻分量，以提取高頻分量。
13.如權利要求12所述的圖像質量提高設備，其中所述低頻分量提取器在由視頻信號顯示的圖像的水平方向和由視頻信號顯示的圖像的垂直方向中的至少一個上，從第n幀視頻信號中提取低頻分量。
14.如權利要求5所述的圖像質量提高設備，進一步包括乘法器，用于調節從所述高頻分量提取器提供的高頻分量信號的幅度。
15.一種顯示設備，包括根據權利要求5至14中的任何一個的圖像質量提高設備；顯示裝置；以及驅動電路，用于根據從所述圖像質量提高設備提供的視頻信號來驅動所述顯示裝置。
全文摘要
一種提高逐幀提供的視頻信號的圖像質量的方法和設備，其包括提取與第n幀視頻信號有關的高頻分量，并且將提取的高頻分量添加到第(n+m)幀視頻信號中，其中m和n為自然數。
文檔編號H04N5/14GK1953508SQ20061013560
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優先權日2005年10月18日
發明者小林巳千男, 小林玲一 申請人:日本電氣視象技術株式會社