JP2004134853A - Method, program and apparatus for generating gradation characteristic table, and image display - Google Patents

Method, program and apparatus for generating gradation characteristic table, and image display Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a gradation characteristic table reflecting a subjective sense on parameters. <P>SOLUTION: A CPU calculates a brightness parameter γ for adjusting the brightness of an image (step S5), inputs a variation parameter I for adjusting the variation of the image (step S6), then calculates the output brightness values y1, y2, y3 at correction points (step S7), and finally obtains other points by interpolation, based on the correction points, to generate a gradation characteristic table having stored gradation characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の階調特性の設定に用いる階調特性テーブルの生成方法、その生成プログラム、その生成装置、及びこれを用いた画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像表示装置は、人の視覚特性にディスプレイの表示特性を合わせるために各種の補正を施している。このため、画像をシグモイド関数を用いて変換する技術が知られている(例えば、非特許文献1)。
【0003】
【非特許文献1】
“デジタルカメラシステムにおけるシグモイド関数を用いた階調変換,”日本画像学会誌 第41巻 第1号 pp.3−10,2002.
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、表示画像は人の感覚によって評価されるものであるから、補正のパラメータとして主観的なものを用いることが望ましい。しかしながら、従来の技術では、パラメータに主観的感覚が十分を反映させていないので、所望の画像を得るために制御が複雑となるという問題がある。
【0005】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、パラメータに主観的感覚を反映させた階調特性テーブルの生成方法、その生成プログラム、その生成装置、及びこれを用いた画像表示装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するために手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る階調特性テーブルの生成方法は、画像の階調特定の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルを生成する方法であって、複数の入力データ値を設定するとともに、画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する第1ステップと、設定された各入力データ値に、前記第1パラメータと前記第2パラメータとを含む演算を施して各出力データ値を生成し、設定された入力データ値と生成された出力データ値の各組を各補正ポイントとして生成する第2ステップと、前記各補正ポイントに補間処理を施して、他の入力データ値と出力データ値との組を生成する第3ステップとを備えたことを特徴とする。
【0007】
この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
なお、第1ステップにおいて、複数の入力データ値を設定した後、第1パラメータ及び第2パラメータを設定してもよいし、複数の入力データ値を設定した後、第1パラメータ及び第2パラメータを設定した後、複数の入力データ値を設定してもよい。
【0008】
ここで、前記第1ステップにおいて、X1<X2<X3となる3個の前記入力データ値を設定し、前記第2ステップにおいて、X1、X2、及びX3に対応する各出力データ値をY1、Y2、及びY3としたとき、前記演算は、指数演算によってX1、X2、及びX3からY1、Y2、及びY3を生成するものであり、Y1を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなるように設定されており、Y2を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータであり、Y3を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなり、前記第2パラメータが大きくなると前記指数部の値が小さくなるように設定されていることが好ましい。なお、X1、X2、及びX3に正規化処理を施した後に、指数演算を実行してもよい。
【0009】
より具体的には、前記第1パラメータをγ、前記第2パラメータをIとし、as、bs、cs、及びdsを定数とし、前記Y1を生成する指数演算の指数部をK1、前記Y2を生成する指数演算の指数部をK2、前記Y3を生成する指数演算の指数部をK3としたとき、K1=(1+as・I)γ+bs、K2=γ、K3=(1+cs・I)γ+dsであり、かつ、as>0、bs>0、cs<0、ds<0であることが好ましい。
【0010】
さらに、asの絶対値はcsの絶対値より小さいことが好ましい。
【0011】
また、前記第1ステップにおいて、前記第1パラメータは、対象となる入力画像データの平均値を考慮して設定することが好ましい。より具体的には、前記第1ステップにおいて、対象となる入力画像データの平均値を算出し、前記平均値を予め定めたれた規則に従って変換後平均値に変換し、前記平均値を底とした前記変換後平均値の対数処理として前記第1パラメータを設定することが好ましい。
【0012】
くわえて、前記第2ステップにおいて、前記Y2を指数演算により算出する替わりに、前記Y2を前記変換後平均値とすることが好ましい。この場合には、前記Y2を算出する処理を省略することができる。
【0013】
また、前記第1ステップにおいて、前記第2パラメータは、対象となる入力画像データの度数分布を考慮して設定することが好ましい。画像のメリハリは、階調がどのように分布しているかに関係するからである。
【0014】
次に、本発明に係る階調特性テーブルの生成装置は、画像の階調特性の設定に用いられて入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成装置であって、前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段と、画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する手段と、前記第1パラメータと前記第2パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段と、前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段とを備えたことを特徴とする。この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
【0015】
また、本発明に係る画像表示装置は、上述した階調特性テーブルの生成装置と、駆動信号によって画像を表示する表示部と、前記駆動信号と前記階調特性テーブルに記憶されている前記出力データの関係を予め記憶する記憶部と、前記階調特性テーブルと前記記憶部の記憶内容を参照して、前記入力データと前記駆動信号の関係を指定する駆動テーブルを生成する駆動テーブル生成部と、前記駆動テーブルを参照して、入力画像データから前記駆動信号を生成する駆動部とを備えることを特徴とする。この発明によれば、上述した階調特性テーブルを用いるので、見栄えのする画像を表示部に表示させることが可能となる。
【0016】
この場合には、例えば、駆動テーブルは、パルス幅を指定するパルスと入力画像データとの関係を記憶したものであり、駆動部は、入力画像データに対応するパルスを読み出して、読み出したパルスに基づいてパルス幅変調された駆動信号を出力するものであってもよい。
【0017】
また、画像表示装置は、階調特性テーブルの生成装置と、駆動信号によって画像を表示する表示部と、前記階調特性テーブルに基づいて変換テーブルを生成する変換テーブル生成部と、前記変換テーブルを参照して、入力画像データを出力画像データに変換する変換部と、前記出力画像データに基づいて前記駆動信号を
生成する駆動部とを備えるものであってもよい。
【0018】
次に、本発明に係る生成プログラムは、画像の階調特性の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルをコンピュータによって生成するものであって、コンピュータを、前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段、画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する手段、前記第1パラメータと前記第2パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段、前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段として機能させる。この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
図1に、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置100のブロック図を示す。この画像表示装置100は、画像データ解析部10、階調特性設定部20、パルス選択部30、PWM回路40、及び表示パネル50を備える。これらの構成のうち、画像データ解析部10、階調特性設定部20、パルス選択部30及びPWM回路40は、CPU、RAM、及びROMによって構成される。
【0020】
表示パネル50は、例えば、半透過反射型のパネルであって、外光の光量が大きい場合には画像表示に反射光を用いる一方、外光の光量が小さい場合には画像表示にバックライトからの透過光を用いる。また、表示パネル50は、電気光学物質として液晶を用い、複数のデータ線(セグメント電極)が列方向に延在して形成される一方、複数の走査線(コモン電極)が行方向に延在して形成されるとともに、データ線と走査線との各交差に対応して画素が形成されている。各画素は、液晶層と、スイッチング素子の一例であるTFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)とを含む。
【0021】
さらに、表示パネル50の各データ線は、PWM回路40から出力される駆動信号Vによって駆動される。駆動信号Vは、パルス幅変調された信号であって、そのパルス幅は、GCPと呼ばれるパルスによって指定される。各画素の輝度は液晶に印加される電圧の実効値によって定まることから、駆動信号Vのパルス幅のきざみが表示パネル50の出力輝度のきざみに対応する。この例の表示パネル50は、64階調を表示する。従って、駆動信号Vのパルス幅は、64個のパルスの中から入力画像データDinの基づいて選択された選択パルスによって特定される。
【0022】
画像データ解析部10は、入力画像データDinの特徴を抽出した画像特性を示す解析情報10aを生成する。解析情報10aは、1フレームの画像の平均値Pinを含む。より具体的には、画像データ解析部10は、CPU及びRAMによって構成され、CPUがRAMに1フレームの入力画像データDinを記憶し、各ドットのデータ値を累算し、累算結果をドット数で割り算することによって平均値Pinを算出する。
【0023】
階調特性設定部20は、解析情報10aに基づいて、入力画像データDinと表示パネル50の出力輝度と入力画像データDinとの関係を定める階調特性を設定する。より具体的には、階調特性設定部20は、CPU、RAM、及びROMによって構成される。ROMには、輝度変換テーブルTBL1及び基準階調特性データDrefが記憶されている。輝度変換テーブルTBL1は平均輝度を変換するために用いられる。基準階調特性データDrefは、標準的な画像を示す入力画像データDinと表示パネル50の出力輝度との関係を示す。
【0024】
図2は、階調特性設定部20を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。まず、CPUは、基準階調特性データDrefを参照して、平均値Pinに対応する出力輝度を算出する(ステップS1)。以下の説明では、算出された表示パネル50の出力輝度を入力平均輝度Paveと称する。例えば、基準階調特性データDrefの示す基準階調特性Qrefが図3に示す点線であれば、平均値Pinと入力平均輝度Paveは、同図に示す関係にある。
【0025】
次に、CPUは、輝度変換テーブルTBL1を参照して入力平均輝度Paveを変換する(ステップS2)。以下の説明では、変換後の輝度を出力平均輝度Pave’と称する。図4に輝度変換テーブルTBL1の変換特性の一例を実線で示す。なお、参考のために輝度を変換しない場合の特性を点線で示す。この例では、入力平均輝度Paveと出力平均輝度Pave’は同図に示す関係にある。輝度変換テーブルTBL1の変換特性としては、例えば、点(0.5、0.5)を通過するとともに、その傾きが1より小さくなるように設定してもよい。この場合には、入力平均輝度Paveが0.5より低ければ、出力平均輝度Pave’は入力平均輝度Paveと比較して高くなり、平均輝度が0.5より高ければ、出力平均輝度Pave’は入力平均輝度Paveと比較して低くなる。
【0026】
この後、CPUは、補正ポイントを設定する(ステップS3)。この例では、3個の補正ポイントを設定する。例えば、階調特性が図5に示すものであるとすれば、補正ポイントはP1〜P3となる。但し、ステップS3においては、入力データA、B、Cを設定するだけで、これらに対応する出力輝度y1、y2、y3は、次のステップS4で算出される。
【0027】
ステップS4では、CPUは、予め定められた規則に従って、補正ポイントを通過する階調特性を設定する。図6は、階調特性の設定処理におけるCPUの動作を示すフローチャートである。まず、CPUは、画像の明るさを調整する明るさパラメータγを計算する(ステップS5)。この計算は以下に示す数式1及び数式2で与えられる。
Pave’=(Pin/255)^γ…数式1
γ=log(Pin/255)Pave’…数式2
【0028】
次に、CPUは、画像のメリハリを調整するメリハリパラメータIを入力する(ステップS6)。この例では、メリハリパラメータIは予め定められているものとする。この後、CPUは、各補正ポイントP1〜P3における出力輝度y1、y2、y3を以下の数式3〜5に従って計算する(ステップS7)。なお、y2はPave’としてすでに決定済みであるから計算を省略することができる。
y1=(A/255)^{(1+asI)・γ+bs}…数式3
y2=(B/255)^γ…数式4
y3=(C/255)^{(1+csI)・γ+ds}…数式5
但し、as、bs、cs、及びdsは変数であり、as>0、bs≧0、0>cs、0≧dsである。ここで、好ましくは、as=0.6、bs=0、cs=−0.8、ds=−0.2、A=64、B=Pin、C=192とする。
【0029】
この後、CPUは、各補正ポイントP1〜P3に基づいて、その他の点を補間によって求め、階調特性を記憶した階調特性テーブルTBL2を生成する(ステップS8)。なお、補間処理には、線形補間やスプライン補間等を用いることができる。
【0030】
上記の数式を用いた理由について説明する。まず、γは、テレビジョンシステムなどで通常用いるγ特性の数値と類似するものである。γは、y1、y2、y3の指数部にかかるため、γを制御することによって明暗の制御を行うことができる。具体的には、(A/255)、(B/255)、(C/255)は、入力データを0〜1に正規化したものであるため、γが大きいときにはy1、y2、y3が小さくなり暗い階調特性になる。一方、γが小さいときにはy1、y2、y3が大きくなり明るい階調特性になる。
【0031】
図7にIを固定してγを振った階調特性の例を示す。これらの階調特性は、B=128、他の変数は、上述した例と同じであり、γを0.8、1.0、1.2、1.4、1.7に振ってある。この図から、γを小さくする程、階調特性が出力輝度の大きくなる方向にシフトすることが分かる。
【0032】
メリハリパラメータIはy1、y3の指数部の値を増減させるように作用する。なお、y2はメリハリパラメータIに無関係である。ここで、y1ではasが正であるため、Iを増加させることによって、y1の指数部が増加する。指数部が増加することによって、y1の値は小さくなり、暗部を強調させる。一方、y3ではcsが負であるため、Iを増加させることによって、y3の指数部が減少する。指数部が減少することによって、y3の値は大きくなり、明部を強調させる。
【0033】
図8にγを固定してIを振った階調特性の例を示す。これらの階調特性は、B=128、他の変数は、上述した例と同じであり、Iを0.1、0.3、0.5、0.7、0.9に振ってある。この図から、Iが大きくなると、階調特性の傾きが大きくなり、メリハリの効いた画像とすることができる。
【0034】
as、bs、cs、dsの値は、ここでは一例を示したが、cs、dsの絶対値はas、bsの絶対値よりも大きくすることが好ましい。これは、cs、dsはy3の変化具合を決めるが、同じIでもy3のほうをy1よりも大きく変化させるためである。y3を大きく変化させるのは、人間の感覚上、同じ変化量を知覚させるには、暗部より明部の方をより大きく変化させることが必要だからである。
【0035】
γを制御することによって明暗の制御ができ、Iを制御することによってメリハリの制御ができる。従来のこのような制御においては、“明るさ”や“メリハリ”という主観的感覚に基づく制御が行えなかったことから、本実施形態の方法は主観的感覚に基づく制御方法として実用上有効である。
【0036】
図3から明らかなように、入力画像データDinの平均値が低い場合には、補正ポイントP2が高い位置に設定されて、階調特性Q1が基準階調特性Qrefと比較して高くなる。この結果、画像を明るくするように補正がなされる。図9に補正例を示す。図9に示す点線は、ある入力画像データに対して、図3に示す基準階調特性Qrefを適用した場合の度数分布を示したものであり、同図に示す実線は階調特性Q1を適用した場合の度数分布を示したものである。同図から、輝度の低い部分の度数が少なくなり、画像全体として見て明るい方向にシフトすることが確認できる。
【0037】
説明を図1に戻す。パルス選択部30は、PWM回路40で使用する選択テーブルTBL4を生成する機能を有し、CPU、RAM及びR0Mから構成される。ROMには、パルス幅−階調テーブルTBL3が記憶されている。パルス幅−階調テーブルTBL3は、表示パネル50の出力輝度とパルス幅との関係を定める駆動特性が予め記憶されている。
【0038】
図10は、パルス選択部30を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。まず、CPUは、階調特性を示す階調特性テーブルTBL2と駆動特性を示すパルス幅−階調テーブルTBL3とを取得する(ステップS10、S11)。この後、CPUは、階調特性においてパルス幅を設定したい入力画像データDinを選び、対応する出力輝度を求める(ステップS12)。例えば、階調特性が図11に示すものであり、入力画像データDinの値が「64」であるとすれば、対応する出力輝度はL1となる。
【0039】
次に、CPUは、パルス幅−階調テーブルTBL3を参照して、ステップS12で取得した出力輝度と最も近い出力輝度に対応するパルス幅を特定し、パルス幅と入力画像データDinの値を対応付けてRAMに記憶する(ステップS13)。例えばパルス幅−階調テーブルTBL3の示す駆動特性が図12に示すものであり、出力輝度L1に最も近い出力輝度がL1’であるとすれば、パルス幅の値は「280」となる。この場合には、入力画像データDinの値「64」とパルス幅の値「280」とが関連付けられる。
【0040】
この後、CPUは、表示パネル50のドライバで設定可能な個数(例えば、64個)だけ、ステップS12及S13の処理が終了したか否かを判定し(ステップS14)、総ての関連付けが終了するまでパルス幅の選択処理を繰り返す。そして、総ての関連付けが終了すると、CPUは、関連付けた入力画像データDinとパルス幅とを選択テーブルTBL4としてRAMに記憶する(ステップS15)。
【0041】
このようにパルス選択部30は、出力輝度をキーとして、出力輝度と入力画像データDinとの関係を定める階調特性と、出力輝度とパルス幅との関係を定める駆動特性とを対応付ける。そして、PWM回路40は、選択テーブルTBL4を参照して、入力画像データDinの値に対応したパルス幅を有する駆動信号Vを生成する。この結果、表示パネル50には、見栄えのする画像が表示される。
【0042】
<2.第2実施形態>
次に、図13に第2実施形態に係る画像表示装置200のブロック図を示す。画像表示装置200は、パルス選択部30の替わりに変換テーブル生成部60を用いる点、データ変換部70を用いる点、並びに、PWM回路40の備える選択テーブルTBL4が固定である点を除いて、図1に示す第1実施形態の画像表示装置100と同様に構成されている。
【0043】
変換テーブル生成部60は、入力画像データDinを出力画像データDoutに変換するために用いる階調変換テーブルTBL6を生成する機能を有し、CPU、RAM及びROMから構成される。ROMには、表示特性テーブルTBL5が記憶されている。第1実施形態では選択テーブルTBL4の記憶内容が変更されたが、第2実施形態の選択テーブルTBL4の記憶内容は固定である。そして、表示特性テーブルTBL5は、そのような選択テーブルTBL4を使用して画像を表示した場合の表示特性を記憶している。
【0044】
図14は、変換テーブル生成部60を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。まず、CPUは、階調特性を示す階調特性テーブルTBL2と表示特性を示す表示特性テーブルTBL5とを取得する(ステップS20、S21)。次に、CPUは、階調特性においてテーブル値を設定したい入力画像データDinを選び、対応する出力輝度を求める(ステップS22)。例えば、階調特性テーブルTBL2の示す階調特性が図11に示すものであり、入力画像データDinの値が「64」であるとすれば、対応する出力輝度はL1となる。
【0045】
次に、CPUは、表示特性テーブルTBL5を参照して、ステップS22で取得した出力輝度と最も近い出力輝度に対応する入力画像データDinの値を特定し、これを出力画像データDoutの値として、ステップS22の入力画像データDinの値と出力画像データDoutの値とを対応付けてRAMに記憶する(ステップS23)。例えば、表示特性テーブルTBL5の示す表示特性が図15に示すものであり、出力輝度L1に最も近い出力輝度がL1’であるとすれば、出力画像データDoutの値「92」となる。この場合には、入力画像データDinの値「64」と出力画像データDoutの値「92」とが関連付けられる。
【0046】
この後、CPUは、階調特性の示す総ての入力画像データDinの値について、ステップS22及S23の処理が終了したか否かを判定し(ステップS24)、総ての関連付けが終了するまで変換処理を繰り返す。そして、総ての関連付けが終了すると、CPUは、関連付けた入力画像データDinと出力画像データDoutとを階調変換テーブルTBL6としてRAMに記憶する(ステップS25)。この場合、ステップS22で選択した入力画像データDinが階調変換テーブルTBL6のアドレス、ステップS23で選択した出力画像データDoutが階調変換テーブルTBL6のデータとなる。すなわち、設定された階調特性に基づいて入力画像データDin→出力輝度の変換を行い、さらに設定された表示特性に基づいて出力輝度→出力画像データDoutの変換を行っている。
【0047】
図16に、階調変換テーブルTBL6の記憶内容の一例を示す。階調特性のデータ(横軸)は、一旦、図16のテーブルによる変換が行われているから、データ変換部70が階調変換テーブルTBL6を用いて階調変換を施すことによって、当初設定したとおりの階調特性として表示することが可能となる。
【0048】
以上、説明したように本実施形態においては、明るさ及びメリハリといった複数のパラメータによって、入力画像データDinと駆動信号Vとの関係を表示画像が見易くなるように調整できる。また、第2実施形態は、表示特性テーブルTBL5を用いるが、そのデータ量はパルス幅−階調テーブルTBL3より少なくて済むといった利点がある。具体的には、第1実施形態では、パルス幅−階調テーブルTBL3としてドライバが出力できるパルスすべてのデータ(例えば400個)を記憶しておく必要があるが、第2実施形態では、画像の階調数(例えば256個、64個)だけを記憶しておけばよい。
【0049】
上記の観点からみれば、記憶容量をできるだけ削減したいシステムにおいても、第2実施形態に係る画像表示装置200は、階調設定の手順、およびそれを行う回路を簡素化させることができる。その結果、ソフトウェア規模や回路規模(回路面積)が小さくなる効果、および消費電力が低減できる効果を奏する。
【0050】
さらに、LCDドライバによっては、電源投入時のみ(あるいはリセット時のみ)パルス幅を選択・設定するシステムを採用している場合がある。この場合に第1実施形態の構成を用いることは実用的でないが、第2実施形態の構成を用いることによって、このようなシステムでも、先に示した作用と効果を奏する。
【0051】
<3.変形例>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
(1)上述した各実施形態においてメリハリパラメータIはあらかじめ決めたものとして入力している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、画像の特徴を反映させて変化させるようにしてもよい。例えば、画像データ解析部10において画像の特徴を抽出するときに、輝度の度数分布を計算し、その分散または標準偏差を計算する。分散または標準偏差は、輝度がどれだけ広く分布しているか示すものである。一般的に、値が大きい方が、輝度が明るい部分から暗い部分まで広く分布しており、見た目に好ましいことを表す。このため、分散または標準偏差が小さいときには、Iを大きくしてメリハリの大きい階調特性を設定し、大きいときには、Iを小さくしてメリハリが小さい階調特性を設定するようにしておく。この方法によってさらに画像の特徴を反映した適切な階調設定が行える。
【0052】
(2)上述した各実施形態において、表示パネル50は、液晶パネルを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス(EL)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、或いは、プラズマ発光や電子放出による蛍光、電気泳動等を用いた様々な電気光学素子を用いた電気光学装置等であってもよい。
【0053】
(3)また、上述した各実施形態において、CPUの制御プログラムは、ROMに記憶されているが、画像表示装置が通信機能を備える場合には、インターネット等の通信網を介してダウンロードされてもよい。
【0054】
(4)また、上述した各実施形態において、画像表示装置100又は200は、例えば、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話機、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などの電子機器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る画像表示装置100のブロック図である。
【図2】階調特性設定部20を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。
【図3】平均値が低い場合の階調特性の一例を示すグラフである。
【図4】輝度変換テーブルTBL1の変換特性の一例を示すグラフである。
【図5】補正ポイントの設定を説明するために階調特性の一例を示すグラフである。
【図6】階調特性の設定処理におけるCPUの動作を示すフローチャートである。
【図7】Iを固定してγを振った階調特性の例を示すグラフである。
【図8】γを固定してIを振った階調特性の例を示すグラフである。
【図9】平均値が低い場合の補正例の度数分布を示すグラフである。
【図10】パルス選択部30を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。
【図11】階調特性テーブルTBL2の階調特性の一例を示すグラフである。
【図12】パルス幅−階調テーブルTBL3の一例を示すグラフである。
【図13】本発明の第2実施形態に係る画像表示装置200のブロック図である。
【図14】変換テーブル生成部60を構成するCPUの動作を示すフローチャートである。
【図15】表示特性テーブルTBL5の表示特性を示すグラフである。
【図16】階調変換テーブルTBL6の変換特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
10…画像データ解析部、20…階調特性設定部、30…パルス選択部、40…PWM回路、50…表示パネル、60…変換テーブル生成部、70…データ変換部、100,200…画像表示装置、Din…入力画像データ、Dout…出力画像データ、TBL4…選択テーブル(駆動テーブル)、TBL6…階調変換テーブル、V…駆動信号。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of generating a gradation characteristic table used for setting gradation characteristics of an image, a generation program thereof, a generation device thereof, and an image display device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventional image display devices perform various corrections in order to match the display characteristics of the display to the human visual characteristics. For this reason, a technique for converting an image using a sigmoid function is known (for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
“Tone conversion using a sigmoid function in a digital camera system,” Journal of the Imaging Society of Japan, Vol. 3-10, 2002.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since a display image is evaluated based on human perception, it is desirable to use a subjective one as a correction parameter. However, in the conventional technique, since the subjective sensation does not sufficiently reflect the parameter, there is a problem that control is complicated to obtain a desired image.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method of generating a gradation characteristic table in which a subjective feeling is reflected in a parameter, a generation program thereof, a generation device thereof, and an image display device using the same. The task is to
[0006]
[Means for solving the problem]
In order to solve the above-described problem, a method of generating a gradation characteristic table according to the present invention is used for setting gradation of an image, and stores an input data value and an output data value in association with each other. A first step of setting a plurality of input data values and setting a first parameter for adjusting the brightness of the image and a second parameter for adjusting the sharpness of the image. An operation including the first parameter and the second parameter is performed on each input data value to generate each output data value, and each set of the set input data value and the generated output data value is converted to each correction point. And a third step of performing an interpolation process on each of the correction points to generate a set of another input data value and an output data value.
[0007]
According to the present invention, since human sensations such as image brightness and image sharpness are employed as parameters, it is possible to accurately reflect the intention at the time of control in the gradation characteristic table. In other words, since the subjective sensation is used as a parameter, it is possible to convert the input image into an attractive image by simple control.
In the first step, after setting a plurality of input data values, the first parameter and the second parameter may be set, or after setting the plurality of input data values, the first parameter and the second parameter may be set. After the setting, a plurality of input data values may be set.
[0008]
Here, in the first step, three input data values satisfying X1 <X2 <X3 are set, and in the second step, output data values corresponding to X1, X2, and X3 are set to Y1, Y2 , And Y3, the operation is to generate Y1, Y2, and Y3 from X1, X2, and X3 by an exponential operation, and the exponent part of the exponent operation for generating Y1 is the first parameter or The value of the exponent part is set to increase as the second parameter increases. The exponent part of the exponential operation for generating Y2 is the first parameter, and the exponent part of the exponential operation for generating Y3 is It is preferable that the value of the exponent is increased when the first parameter is increased, and the value of the exponent is decreased when the second parameter is increased. . Note that the exponent calculation may be performed after performing the normalization processing on X1, X2, and X3.
[0009]
More specifically, the first parameter is γ, the second parameter is I, as, bs, cs, and ds are constants, and the exponent part of the exponent calculation for generating the Y1 is K1, and the Y2 is generated. K1 = (1 + as · I) γ + bs, K2 = γ, K3 = (1 + cs · I) γ + ds, where K2 is the exponent part of the exponent operation to be performed and K3 is the exponent part of the exponent operation for generating the Y3. , As> 0, bs> 0, cs <0, ds <0.
[0010]
Further, the absolute value of as is preferably smaller than the absolute value of cs.
[0011]
Preferably, in the first step, the first parameter is set in consideration of an average value of target input image data. More specifically, in the first step, an average value of target input image data is calculated, the average value is converted into an average value after conversion according to a predetermined rule, and the average value is set as a base. Preferably, the first parameter is set as logarithmic processing of the converted average value.
[0012]
In addition, it is preferable that, in the second step, instead of calculating the Y2 by an exponential operation, the Y2 be the average value after the conversion. In this case, the process of calculating Y2 can be omitted.
[0013]
In the first step, it is preferable that the second parameter is set in consideration of a frequency distribution of target input image data. This is because the sharpness of an image is related to how gradations are distributed.
[0014]
Next, a tone characteristic table generation device according to the present invention is a tone characteristic table generation device that stores input data values and output data values in association with each other and is used for setting the tone characteristics of an image. Means for selecting a plurality of input data values in the gradation characteristic table; means for setting a first parameter for adjusting brightness of an image and a second parameter for adjusting sharpness of the image; Means for calculating an output data value corresponding to the selected plurality of input data values using the second parameter and the second parameter; and correcting each set of the selected plurality of input data values and the corresponding output data value to a correction point. Means for performing an interpolation process on the correction point to generate a set of another input data value and an output data value. According to the present invention, since human sensations such as image brightness and image sharpness are employed as parameters, it is possible to accurately reflect the intention at the time of control in the gradation characteristic table. In other words, since the subjective sensation is used as a parameter, it is possible to convert the input image into an attractive image by simple control.
[0015]
Further, an image display device according to the present invention includes a device for generating the above-described gradation characteristic table, a display unit for displaying an image by a drive signal, and the output data stored in the drive signal and the gradation characteristic table. A storage unit that stores the relationship in advance, a drive table generation unit that generates a drive table that specifies the relationship between the input data and the drive signal with reference to the gradation characteristics table and the storage content of the storage unit, A driving unit that generates the driving signal from input image data with reference to the driving table. According to the present invention, since the above-described gradation characteristic table is used, it is possible to display a good-looking image on the display unit.
[0016]
In this case, for example, the driving table stores the relationship between the pulse specifying the pulse width and the input image data, and the driving unit reads the pulse corresponding to the input image data, and It may output a drive signal that has been pulse-width modulated based on it.
[0017]
Further, the image display device includes a device for generating a gradation characteristic table, a display unit for displaying an image by a drive signal, a conversion table generation unit for generating a conversion table based on the gradation characteristic table, and the conversion table. A conversion unit that converts input image data into output image data, and converts the drive signal based on the output image data.
And a driving unit that generates the data.
[0018]
Next, the generation program according to the present invention is used for setting a gradation characteristic of an image, and generates, by a computer, a gradation characteristic table in which input data values and output data values are stored in association with each other. Means for selecting a plurality of input data values in the tone characteristic table, means for setting a first parameter for adjusting brightness of an image and a second parameter for adjusting sharpness of the image, Means for calculating an output data value corresponding to the selected plurality of input data values using the second parameter, each set of the selected plurality of input data values and the corresponding output data value as a correction point, An interpolating process is performed on the correction point to generate a set of another input data value and output data value. According to the present invention, since human sensations such as image brightness and image sharpness are employed as parameters, it is possible to accurately reflect the intention at the time of control in the gradation characteristic table. In other words, since the subjective sensation is used as a parameter, it is possible to convert the input image into an attractive image by simple control.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 shows a block diagram of an image display device 100 according to the first embodiment of the present invention. The image display device 100 includes an image data analysis unit 10, a gradation characteristic setting unit 20, a pulse selection unit 30, a PWM circuit 40, and a display panel 50. Among these components, the image data analysis unit 10, the gradation characteristic setting unit 20, the pulse selection unit 30, and the PWM circuit 40 are configured by a CPU, a RAM, and a ROM.
[0020]
The display panel 50 is, for example, a transflective panel. When the amount of external light is large, the display panel 50 uses reflected light for image display. When the amount of external light is small, the display panel 50 uses a backlight for image display. Is used. The display panel 50 uses liquid crystal as an electro-optical material and is formed with a plurality of data lines (segment electrodes) extending in a column direction, while a plurality of scanning lines (common electrodes) extend in a row direction. And a pixel is formed corresponding to each intersection of the data line and the scanning line. Each pixel includes a liquid crystal layer and a thin film diode (TFD) that is an example of a switching element.
[0021]
Further, each data line of the display panel 50 is driven by a drive signal V output from the PWM circuit 40. The drive signal V is a pulse-width modulated signal, and the pulse width is specified by a pulse called GCP. Since the luminance of each pixel is determined by the effective value of the voltage applied to the liquid crystal, the increment of the pulse width of the drive signal V corresponds to the increment of the output luminance of the display panel 50. The display panel 50 of this example displays 64 gradations. Therefore, the pulse width of the drive signal V is specified by the selection pulse selected based on the input image data Din from the 64 pulses.
[0022]
The image data analysis unit 10 generates analysis information 10a indicating image characteristics obtained by extracting features of the input image data Din. The analysis information 10a includes an average value Pin of one frame image. More specifically, the image data analysis unit 10 is configured by a CPU and a RAM, the CPU stores one frame of input image data Din in the RAM, accumulates the data value of each dot, and outputs the accumulation result as a dot. The average value Pin is calculated by dividing by a number.
[0023]
The gradation characteristic setting unit 20 sets gradation characteristics that determine the relationship between the input image data Din, the output luminance of the display panel 50, and the input image data Din based on the analysis information 10a. More specifically, the gradation characteristic setting unit 20 is configured by a CPU, a RAM, and a ROM. The ROM stores a luminance conversion table TBL1 and reference gradation characteristic data Dref. The brightness conversion table TBL1 is used to convert the average brightness. The reference gradation characteristic data Dref indicates a relationship between the input image data Din indicating a standard image and the output luminance of the display panel 50.
[0024]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the CPU constituting the gradation characteristic setting unit 20. First, the CPU calculates an output luminance corresponding to the average value Pin with reference to the reference gradation characteristic data Dref (step S1). In the following description, the calculated output luminance of the display panel 50 is referred to as input average luminance Pave. For example, if the reference gradation characteristic Qref indicated by the reference gradation characteristic data Dref is a dotted line shown in FIG. 3, the average value Pin and the input average luminance Pave have a relationship shown in FIG.
[0025]
Next, the CPU converts the input average luminance Pave with reference to the luminance conversion table TBL1 (Step S2). In the following description, the converted luminance is referred to as output average luminance Pave '. FIG. 4 shows an example of a conversion characteristic of the luminance conversion table TBL1 by a solid line. For reference, the characteristics in the case where the luminance is not converted are indicated by dotted lines. In this example, the input average luminance Pave and the output average luminance Pave 'have the relationship shown in FIG. The conversion characteristics of the brightness conversion table TBL1 may be set so that, for example, a point passes through a point (0.5, 0.5) and its inclination is smaller than 1. In this case, if the input average luminance Pave is lower than 0.5, the output average luminance Pave 'is higher than the input average luminance Pave, and if the average luminance is higher than 0.5, the output average luminance Pave' is It is lower than the input average luminance Pave.
[0026]
Thereafter, the CPU sets a correction point (step S3). In this example, three correction points are set. For example, if the gradation characteristics are as shown in FIG. 5, the correction points are P1 to P3. However, in step S3, only the input data A, B, and C are set, and the corresponding output luminances y1, y2, and y3 are calculated in the next step S4.
[0027]
In step S4, the CPU sets a gradation characteristic that passes through the correction point according to a predetermined rule. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the CPU in the gradation characteristic setting process. First, the CPU calculates a brightness parameter γ for adjusting the brightness of an image (step S5). This calculation is given by Equations 1 and 2 below.
Pave '= (Pin / 255) ^ γ Expression 1
γ = log (Pin / 255) Pave '... Equation 2
[0028]
Next, the CPU inputs a sharpness parameter I for adjusting sharpness of the image (step S6). In this example, it is assumed that the sharpness parameter I is predetermined. Thereafter, the CPU calculates the output luminances y1, y2, y3 at the respective correction points P1 to P3 according to the following equations 3 to 5 (step S7). Since y2 has already been determined as Pave ', the calculation can be omitted.
y1 = (A / 255) {(1 + asI) .gamma. + bs} Equation 3
y2 = (B / 255) ^ γ ... Equation 4
y3 = (C / 255) {(1 + csI) .γ + ds} Equation 5
Here, as, bs, cs, and ds are variables, and as> 0, bs ≧ 0, 0> cs, and 0 ≧ ds. Here, preferably, as = 0.6, bs = 0, cs = −0.8, ds = −0.2, A = 64, B = Pin, and C = 192.
[0029]
Thereafter, the CPU obtains other points by interpolation based on the correction points P1 to P3, and generates a gradation characteristic table TBL2 storing gradation characteristics (step S8). Note that linear interpolation, spline interpolation, or the like can be used for the interpolation processing.
[0030]
The reason for using the above formula will be described. First, γ is similar to the numerical value of the γ characteristic usually used in a television system or the like. Since γ affects the exponents of y1, y2, and y3, the control of brightness can be performed by controlling γ. Specifically, since (A / 255), (B / 255), and (C / 255) are obtained by normalizing input data to 0 to 1, when γ is large, y1, y2, and y3 become small. It becomes dark gradation characteristics. On the other hand, when γ is small, y1, y2, and y3 become large, resulting in a bright gradation characteristic.
[0031]
FIG. 7 shows an example of gradation characteristics in which I is fixed and γ is changed. These gradation characteristics are B = 128, and the other variables are the same as those in the above-described example, and γ is changed to 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, and 1.7. From this figure, it can be seen that the smaller the γ, the more the gradation characteristic shifts in a direction to increase the output luminance.
[0032]
The sharpness parameter I acts to increase or decrease the value of the exponent part of y1 and y3. Note that y2 is irrelevant to the sharpness parameter I. Here, since as is positive in y1, by increasing I, the exponent part of y1 increases. As the exponent increases, the value of y1 decreases, emphasizing dark areas. On the other hand, since cs is negative in y3, increasing I increases the exponent part of y3. As the exponent decreases, the value of y3 increases, emphasizing the bright part.
[0033]
FIG. 8 shows an example of a gradation characteristic in which I is fixed and γ is changed. These gradation characteristics are B = 128, and the other variables are the same as in the above-described example, and I is changed to 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9. From this figure, as I increases, the gradient of the gradation characteristics increases, and a sharp image can be obtained.
[0034]
Although the values of as, bs, cs, and ds are shown here as an example, it is preferable that the absolute values of cs and ds are larger than the absolute values of as and bs. This is because cs and ds determine the degree of change of y3, but for the same I, y3 is changed more than y1. The reason why y3 is largely changed is that it is necessary to change the bright part more than the dark part in order to perceive the same amount of change in human sense.
[0035]
By controlling γ, light and dark can be controlled, and by controlling I, sharpness can be controlled. In such a conventional control, control based on a subjective sensation such as "brightness" or "brightness" could not be performed, so the method of the present embodiment is practically effective as a control method based on a subjective sensation. .
[0036]
As is clear from FIG. 3, when the average value of the input image data Din is low, the correction point P2 is set to a high position, and the gradation characteristic Q1 is higher than the reference gradation characteristic Qref. As a result, a correction is made so as to make the image brighter. FIG. 9 shows a correction example. The dotted line shown in FIG. 9 shows the frequency distribution when the reference gradation characteristic Qref shown in FIG. 3 is applied to certain input image data, and the solid line shown in FIG. 9 applies the gradation characteristic Q1. It shows the frequency distribution in the case of performing. From the figure, it can be confirmed that the frequency of the low-luminance portion decreases and the image shifts to a brighter direction when viewed as a whole.
[0037]
The description returns to FIG. The pulse selection unit 30 has a function of generating a selection table TBL4 used in the PWM circuit 40, and includes a CPU, a RAM, and R0M. The ROM stores a pulse width-gradation table TBL3. In the pulse width-gradation table TBL3, driving characteristics that determine the relationship between the output luminance of the display panel 50 and the pulse width are stored in advance.
[0038]
FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the CPU configuring the pulse selection unit 30. First, the CPU acquires a gradation characteristic table TBL2 indicating gradation characteristics and a pulse width-gradation table TBL3 indicating driving characteristics (steps S10 and S11). Thereafter, the CPU selects the input image data Din for which the pulse width is to be set in the gradation characteristics, and obtains the corresponding output luminance (step S12). For example, if the gradation characteristics are as shown in FIG. 11 and the value of the input image data Din is “64”, the corresponding output luminance is L1.
[0039]
Next, the CPU refers to the pulse width-gradation table TBL3, specifies the pulse width corresponding to the output luminance closest to the output luminance acquired in step S12, and associates the pulse width with the value of the input image data Din. Then, the information is stored in the RAM (step S13). For example, if the drive characteristics indicated by the pulse width-gradation table TBL3 are as shown in FIG. 12 and the output luminance closest to the output luminance L1 is L1 ', the value of the pulse width is "280". In this case, the value “64” of the input image data Din is associated with the value “280” of the pulse width.
[0040]
Thereafter, the CPU determines whether or not the processes of steps S12 and S13 have been completed by a number (for example, 64) that can be set by the driver of the display panel 50 (step S14), and all the associations are completed. The selection process of the pulse width is repeated until the operation is completed. When all the associations are completed, the CPU stores the associated input image data Din and the pulse width in the RAM as the selection table TBL4 (step S15).
[0041]
As described above, the pulse selection unit 30 uses the output luminance as a key to associate the gradation characteristic that determines the relationship between the output luminance and the input image data Din with the drive characteristic that determines the relation between the output luminance and the pulse width. Then, the PWM circuit 40 generates a drive signal V having a pulse width corresponding to the value of the input image data Din with reference to the selection table TBL4. As a result, an attractive image is displayed on the display panel 50.
[0042]
<2. Second Embodiment>
Next, FIG. 13 shows a block diagram of an image display device 200 according to the second embodiment. The image display device 200 is different from the image display device 200 in that the conversion table generation unit 60 is used instead of the pulse selection unit 30, the data conversion unit 70 is used, and the selection table TBL4 included in the PWM circuit 40 is fixed. 1 has the same configuration as the image display device 100 of the first embodiment shown in FIG.
[0043]
The conversion table generation unit 60 has a function of generating a gradation conversion table TBL6 used for converting the input image data Din into the output image data Dout, and includes a CPU, a RAM, and a ROM. The ROM stores a display characteristic table TBL5. Although the storage contents of the selection table TBL4 are changed in the first embodiment, the storage contents of the selection table TBL4 of the second embodiment are fixed. The display characteristics table TBL5 stores display characteristics when an image is displayed using such a selection table TBL4.
[0044]
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the CPU constituting the conversion table generation unit 60. First, the CPU acquires a gradation characteristic table TBL2 indicating gradation characteristics and a display characteristic table TBL5 indicating display characteristics (steps S20, S21). Next, the CPU selects the input image data Din for which a table value is to be set in the gradation characteristics, and obtains a corresponding output luminance (step S22). For example, if the gradation characteristics shown in the gradation characteristic table TBL2 are as shown in FIG. 11 and the value of the input image data Din is "64", the corresponding output luminance is L1.
[0045]
Next, the CPU specifies the value of the input image data Din corresponding to the output luminance closest to the output luminance obtained in step S22 with reference to the display characteristic table TBL5, and uses this as the value of the output image data Dout. The value of the input image data Din and the value of the output image data Dout in step S22 are stored in the RAM in association with each other (step S23). For example, if the display characteristic shown in the display characteristic table TBL5 is as shown in FIG. 15 and the output luminance closest to the output luminance L1 is L1 ′, the value of the output image data Dout is “92”. In this case, the value “64” of the input image data Din is associated with the value “92” of the output image data Dout.
[0046]
Thereafter, the CPU determines whether or not the processing of steps S22 and S23 has been completed for all the values of the input image data Din indicated by the gradation characteristics (step S24), and until all the associations are completed. Repeat the conversion process. When all the associations are completed, the CPU stores the associated input image data Din and output image data Dout in the RAM as the gradation conversion table TBL6 (step S25). In this case, the input image data Din selected in step S22 becomes an address of the gradation conversion table TBL6, and the output image data Dout selected in step S23 becomes data of the gradation conversion table TBL6. That is, conversion from input image data Din to output luminance is performed based on the set gradation characteristics, and conversion from output luminance to output image data Dout is performed based on the set display characteristics.
[0047]
FIG. 16 shows an example of the stored contents of the gradation conversion table TBL6. Since the data of the gradation characteristics (horizontal axis) is once converted by the table in FIG. 16, the data conversion unit 70 performs the gradation conversion using the gradation conversion table TBL6, and the data is initially set. It is possible to display as the same gradation characteristics.
[0048]
As described above, in the present embodiment, the relationship between the input image data Din and the drive signal V can be adjusted by a plurality of parameters such as brightness and sharpness so that the display image can be easily viewed. In the second embodiment, the display characteristic table TBL5 is used, but there is an advantage that the data amount is smaller than that of the pulse width-gradation table TBL3. Specifically, in the first embodiment, it is necessary to store the data (for example, 400) of all the pulses that can be output by the driver as the pulse width-gradation table TBL3. Only the number of gradations (for example, 256, 64) may be stored.
[0049]
From the above viewpoint, even in a system in which the storage capacity is to be reduced as much as possible, the image display device 200 according to the second embodiment can simplify the procedure for setting the gradation and the circuit for performing the setting. As a result, an effect of reducing the software scale and circuit scale (circuit area) and an effect of reducing power consumption can be obtained.
[0050]
Furthermore, some LCD drivers employ a system that selects and sets the pulse width only at power-on (or only at reset). In this case, it is not practical to use the configuration of the first embodiment, but by using the configuration of the second embodiment, even in such a system, the functions and effects described above are achieved.
[0051]
<3. Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible.
(1) In each of the embodiments described above, the sharpness parameter I is input as a predetermined value. However, the present invention is not limited to this, and may be changed by reflecting the characteristics of the image. For example, when extracting features of an image in the image data analysis unit 10, a frequency distribution of luminance is calculated, and its variance or standard deviation is calculated. The variance or standard deviation indicates how widely the luminance is distributed. In general, a larger value is widely distributed from a bright portion to a dark portion, indicating that it is visually preferable. Therefore, when the variance or the standard deviation is small, I is increased to set a gradation characteristic with a large sharpness, and when large, I is decreased to set a gradation characteristic with a small sharpness. By this method, an appropriate gradation setting that further reflects the characteristics of the image can be performed.
[0052]
(2) In each of the embodiments described above, the display panel 50 has been described as an example of a liquid crystal panel. However, the present invention is not limited to this. Electroluminescence (EL), digital micromirror device (DMD), Alternatively, an electro-optical device or the like using various electro-optical elements using plasma emission, fluorescence by electron emission, electrophoresis, or the like may be used.
[0053]
(3) In each of the embodiments described above, the control program of the CPU is stored in the ROM. However, when the image display device has a communication function, the control program may be downloaded via a communication network such as the Internet. Good.
[0054]
(4) In each of the above-described embodiments, the image display device 100 or 200 is, for example, a liquid crystal television, a viewfinder type, a video tape recorder of a monitor direct view type, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor. , A workstation, a mobile phone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an image display device 100 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a CPU configuring a gradation characteristic setting unit 20.
FIG. 3 is a graph showing an example of a gradation characteristic when an average value is low.
FIG. 4 is a graph showing an example of a conversion characteristic of a luminance conversion table TBL1.
FIG. 5 is a graph showing an example of a gradation characteristic for explaining setting of a correction point.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a CPU in a gradation characteristic setting process.
FIG. 7 is a graph showing an example of gradation characteristics in which I is fixed and γ is changed.
FIG. 8 is a graph illustrating an example of a gradation characteristic in which γ is fixed and I is shifted.
FIG. 9 is a graph showing a frequency distribution of a correction example when the average value is low.
FIG. 10 is a flowchart showing an operation of a CPU constituting the pulse selection unit 30.
FIG. 11 is a graph showing an example of a gradation characteristic of a gradation characteristic table TBL2.
FIG. 12 is a graph showing an example of a pulse width-gradation table TBL3.
FIG. 13 is a block diagram of an image display device 200 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing an operation of a CPU constituting the conversion table generation unit 60.
FIG. 15 is a graph showing display characteristics of a display characteristic table TBL5.
FIG. 16 is a graph showing an example of conversion characteristics of a gradation conversion table TBL6.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image data analysis part, 20 ... Gradation characteristic setting part, 30 ... Pulse selection part, 40 ... PWM circuit, 50 ... Display panel, 60 ... Conversion table generation part, 70 ... Data conversion part, 100, 200 ... Image display Apparatus, Din: input image data, Dout: output image data, TBL4: selection table (drive table), TBL6: gradation conversion table, V: drive signal.

Claims (11)

画像の階調特定の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成方法であって、
複数の入力データ値を設定するとともに、画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する第1ステップと、設定された各入力データ値に、前記第1パラメータと前記第2パラメータとを含む演算を施して各出力データ値を生成し、設定された入力データ値と生成された出力データ値の各組を各補正ポイントとして生成する第2ステップと、前記各補正ポイントに補間処理を施して、他の入力データ値と出力データ値との組を生成する第3ステップと
を備えたことを特徴とする階調特性テーブルの生成方法。
A method for generating a gradation characteristic table which is used for setting gradation of an image and stores an input data value and an output data value in association with each other,
A first step of setting a plurality of input data values and a first parameter for adjusting brightness of an image and a second parameter for adjusting sharpness of an image; A second step of performing an operation including one parameter and the second parameter to generate each output data value, and generating each set of the set input data value and the generated output data value as each correction point; A third step of performing an interpolation process on each of the correction points to generate a set of another input data value and another output data value.
前記第1ステップにおいて、X1<X2<X3となる3個の前記入力データ値を設定し、
前記第2ステップにおいて、X1、X2、及びX3に対応する各出力データ値をY1、Y2、及びY3としたとき、前記演算は、指数演算によってX1、X2、及びX3からY1、Y2、及びY3を生成するものであり、
Y1を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータ又は前記第2パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなるように設定されており、
Y2を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータであり、
Y3を生成する指数演算の指数部は、前記第1パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなり、前記第2パラメータが大きくなると前記指数部の値が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の階調特性テーブルの生成方法。
In the first step, three input data values satisfying X1 <X2 <X3 are set;
In the second step, assuming that output data values corresponding to X1, X2, and X3 are Y1, Y2, and Y3, the calculation is performed by exponential calculation from X1, X2, and X3 to Y1, Y2, and Y3. Which generates
The exponent part of the exponent operation for generating Y1 is set so that the value of the exponent part increases as the first parameter or the second parameter increases,
The exponent part of the exponent operation for generating Y2 is the first parameter,
The exponent part of the exponent calculation for generating Y3 is set so that the value of the exponent part increases as the first parameter increases, and the value of the exponent part decreases as the second parameter increases. The method for generating a gradation characteristic table according to claim 1, wherein:
前記第1パラメータをγ、前記第2パラメータをIとし、as、bs、cs、及びdsを定数とし、前記Y1を生成する指数演算の指数部をK1、前記Y2を生成する指数演算の指数部をK2、前記Y3を生成する指数演算の指数部をK3としたとき、
K1=(1+as・I)γ+bs
K2=γ
K3=(1+cs・I)γ+ds
であり、かつ、as>0、bs>0、cs<0、ds<0
であることを特徴とする請求項2に記載の階調特性テーブルの生成方法。
The first parameter is γ, the second parameter is I, as, bs, cs, and ds are constants, the exponent part of the exponential operation for generating the Y1 is K1, and the exponent part of the exponential operation for generating the Y2. Is K2, and the exponent part of the exponent calculation for generating the Y3 is K3.
K1 = (1 + as · I) γ + bs
K2 = γ
K3 = (1 + cs · I) γ + ds
And as> 0, bs> 0, cs <0, ds <0
3. The method according to claim 2, wherein:
asの絶対値はcsの絶対値より小さいことを特徴とする請求項3に記載の階調特性テーブルの生成方法。4. The method according to claim 3, wherein the absolute value of as is smaller than the absolute value of cs. 前記第1ステップにおいて、前記第1パラメータは、対象となる入力画像データの平均値を考慮して設定することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の階調特性テーブルの生成方法。5. The gradation characteristic table according to claim 1, wherein, in the first step, the first parameter is set in consideration of an average value of target input image data. 6. Generation method. 前記第1ステップにおいて、
対象となる入力画像データの平均値を算出し、
前記平均値を予め定めたれた規則に従って変換後平均値に変換し、
前記平均値を底とした前記変換後平均値の対数処理として前記第1パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項5に記載の階調特性テーブルの生成方法。
In the first step,
Calculate the average value of the target input image data,
The average value is converted to an average value after conversion according to a predetermined rule,
6. The method according to claim 5, wherein the first parameter is set as a logarithmic process of the converted average value with the average value as a base.
前記第1ステップにおいて、前記第2パラメータは、対象となる入力画像データの度数分布を考慮して設定することを特徴とする請求項1乃至6に記載の階調特性テーブルの生成方法。7. The method according to claim 1, wherein in the first step, the second parameter is set in consideration of a frequency distribution of target input image data. 画像の階調特性の設定に用いられて入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成装置であって、
前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段と、
画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する手段と、
前記第1パラメータと前記第2パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段と、
前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段と
を備えたことを特徴とする階調特性テーブルの生成装置。
An apparatus for generating a gradation characteristic table that stores an input data value and an output data value in association with each other and is used for setting a gradation characteristic of an image,
Means for selecting a plurality of input data values in the gradation characteristic table;
Means for setting a first parameter for adjusting the brightness of the image and a second parameter for adjusting the sharpness of the image;
Means for calculating an output data value corresponding to the selected plurality of input data values using the first parameter and the second parameter;
Means for generating each set of the selected plurality of input data values and the corresponding output data values as a correction point, performing interpolation processing on the correction points to generate another set of input data values and output data values. An apparatus for generating a gradation characteristic table, comprising:
請求項8に記載の階調特性テーブルの生成装置と、
駆動信号によって画像を表示する表示部と、
前記駆動信号と前記階調特性テーブルに記憶されている前記出力データの関係を予め記憶する記憶部と、
前記階調特性テーブルと前記記憶部の記憶内容を参照して、前記入力データと前記駆動信号の関係を指定する駆動テーブルを生成する駆動テーブル生成部と、前記駆動テーブルを参照して、入力画像データから前記駆動信号を生成する駆動部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
An apparatus for generating a gradation characteristic table according to claim 8,
A display unit for displaying an image by a drive signal;
A storage unit that stores in advance the relationship between the drive signal and the output data stored in the gradation characteristic table,
A drive table generation unit that generates a drive table that specifies the relationship between the input data and the drive signal with reference to the gradation characteristic table and the storage content of the storage unit; An image display device comprising: a driving unit configured to generate the driving signal from data.
請求項8に記載の階調特性テーブルの生成装置と、
駆動信号によって画像を表示する表示部と、
前記階調特性テーブルに基づいて変換テーブルを生成する変換テーブル生成部と、
前記変換テーブルを参照して、入力画像データを出力画像データに変換する変換部と、
前記出力画像データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
An apparatus for generating a gradation characteristic table according to claim 8,
A display unit for displaying an image by a drive signal;
A conversion table generation unit that generates a conversion table based on the gradation characteristic table;
A conversion unit that converts the input image data into output image data with reference to the conversion table,
A driving unit that generates the driving signal based on the output image data.
画像の階調特性の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルをコンピュータによって生成する生成プログラムであって、
コンピュータを、
前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段、
画像の明るさを調整する第1パラメータと画像のメリハリを調整する第2パラメータとを設定する手段、
前記第1パラメータと前記第2パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段、
前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段
として機能させる階調特性テーブルの生成プログラム。
A generation program used by a computer to generate a gradation characteristic table that is used for setting gradation characteristics of an image and stores an input data value and an output data value in association with each other,
Computer
Means for selecting a plurality of input data values in the gradation characteristic table,
Means for setting a first parameter for adjusting the brightness of the image and a second parameter for adjusting the sharpness of the image;
Means for calculating an output data value corresponding to the selected plurality of input data values using the first parameter and the second parameter;
Each pair of the selected plurality of input data values and the corresponding output data values is used as a correction point, and the correction point is subjected to interpolation processing to generate a set of other input data values and output data values. A program for generating a gradation characteristic table to be performed.
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