JP2005084516A - 画像表示装置、画像表示方法及び画像表示プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示パネルその他の画像表示部を備える画像表示装置において、表示することができる階調数が制限されている画像表示部に、取得した画像データの階調数と同等の階調数を表示するように補間することを可能とする。
【解決手段】 画像表示装置は液晶表示パネルなどを有しており、例えば携帯電話やＰＤＡなどに搭載することができ、外部から送信された画像データなどを処理して表示する。まず、ＣＰＵ２１６では、取得した画像データに対してデータ量を削減するビットスライス処理を行う。次に、ディザ処理部２３２では、削減されたデータ量を補間して、擬似的に中間調を表現することができるディザ処理を行う。本発明では、階調値が所定領域内にあるデータに対しては３×３のディザマトリクスを用い、所定領域外にあるデータには２×２のディザマトリクスを用いてディザ処理を行うことができる。これにより、取得したデータの階調数と完全に階調数を合わせた画像を画像表示部に表示することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示パネルその他の画像表示部を備える画像表示装置において、表示することができる階調数が制限されている画像表示部に、取得した画像データの階調数と同等のものを表示する手法に関する。

最近では、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末装置に、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）などの軽量、薄型の表示装置が搭載されている。このような表示装置に画像を表示するとき、入力される画像データはフルカラー（１画素当たりＲＧＢ各８ビット（２５６階調））であるが、表示装置の性能に制限があり、例えば各６ビット（６４階調）の階調数しか表現することができない、ということが起こりうる。このため、入力される画像データの色数が、総計１６７７７２１６色（＝２５６×２５６×２５６）であるにも拘らず、表示される色の総計は２６２１４４色（＝６４×６４×６４）となってしまう。

そのため、一般的には、ディザ処理や誤差拡散処理などによって複数の画素で中間の階調値を表現して、上記の不足した色数を擬似的に補間する方法が多く用いられている。例えば、６４階調を２５６階調に拡張する場合は、ディザ処理にて６４階調の各ステップ間に３階調を補間する方法が取られている。しかし、６４階調（６ビット）では、その間隔は６３個であるため、上記の補間を行っても２５３階調（６４＋６３×３）にしかならない。つまり、この階調数は２５６階調には完全に一致せず、３階調分不足してしまう。これでは、色数は１６１９４２７７色（＝２５３×２５３×２５３）になってしまい、元のデータと比べて総計で５８２９３９色が減色してしまうことになる。また、表示装置の性能が５ビット（３２階調）の表現しかできなければ、上記ディザ処理を行っても階調数は２４９階調（３２＋３１×７）になり、７階調分不足してしまう。そのため、総計で１３３８９６７色分が減色してしまう。このように、すべての階調に対して一様なディザ処理を行って補間すると、元のフルカラーの色数には完全には一致しない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、液晶表示パネルその他の画像表示部を備える画像表示装置において、表示することができる階調数が制限されている画像表示部に、取得した画像データの階調数と同等の階調数を表示するように色数を補間することが可能な画像表示装置、画像表示方法及び画像表示プログラムを提供することにある。

本発明の１つの観点では、画像表示部を備える画像表示装置は、ｎビットの階調表示能力を有する画像表示部と、表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理手段と、前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理手段と、前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御手段と、を備える。

上記の画像表示装置は、例えば画像表示部として液晶表示パネルを備える携帯電話、携帯型端末などの各種端末装置とすることができる。前記液晶表示パネルは、その性能から入力されたｍビット、例えば各色８ビットのフルカラーのデータを表示することができない場合がある。そのため、データ量を削減した画像データを画像表示部に表示させている。本発明では、このときに、取得した画像データの階調数と同等の階調数を表示するように、擬似的にその中間調を補間するディザ処理を行う。これにより、元のイメージから離れることなく、フルカラー画像と同等の階調数の画像を表示することができる。

上記の画像表示装置の一態様では、前記補間処理手段は、前記ｍビットの画像データの階調値が所定領域内にあるときは、第２のディザマトリクスを用いたディザ処理を行い、前記所定領域外にあるときは、第１のディザマトリクスを用いたディザ処理を行う。階調数に応じて、第１のディザマトリクスを用いたディザ処理と、第２のディザマトリクスを用いたディザ処理を切り替えて行うことにより、表示画像の階調数を入力された画像データの階調数に完全に合わせることができる。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記第１のディザマトリクスは２×２画素構成のマトリクスであり、前記第２のディザマトリクスは３×３画素構成のマトリクスである。所定の領域外にあるときは、２×２のディザマトリクスにてディザ処理を行い、所定領域内にあるときは、３×３のディザマトリクスを用いたディザ処理を行う。２×２のディザマトリクスによれば３階調の増加しかできないが、３×３のディザマトリクスを用いれば８階調までの階調数増加が可能になる。よって、所定の領域内の階調値については３×３のディザマトリクスを用いることにより階調数を増加させ、入力される階調数と表示させる画像の階調数を合わせることができる。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記補間処理手段は、前記ｍビットの画像データのうち、所定の階調値を有するものについてのみ前記第２のディザマトリクスを用いてディザ処理を行う。よって、所定の階調値を有する画像データ以外の画像データについては、ディザ処理に用いるディザマトリクスの画素構成のサイズは変えずに、入力される階調数と表示させる画像の階調数を合わせることができる。例えば、所定の階調数を有する画像データに対しては、ディザマトリクス内に３ステップ分の階調数を含んだものでディザ処理を行うことができる。これにより、表示される画像の階調数を入力された画像の階調数と完全に合わせることができる。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記ビット数減少処理手段は、前記ｍビットの画像データの上位ｎビットを前記ｎビットの画像データとして使用する。ビット数減少手段には、例えば入力された画像データの下位の数ビットをビットスライスする。これにより、前記画像表示部にて表示可能なデータ量にすることができる。

好適な実施例では、前記ｍビットは８ビットであり、前記ｎビットは６ビットであり、前記ｍビットに相当する階調数は２５６階調である。入力された各８ビットのフルカラー画像データにおいて、前記の処理を行って各６ビットとなった画像データを表示することができる。

さらに、好適な実施例では、前記補間処理手段は、前記第１のディザマトリクスを用いたディザ処理により前記画像データを１８６階調増加させ、前記第２のディザマトリクスを用いたディザ処理により６階調増加させる。入力された画像が２５６階調であれば、まず、前記ビット数減少処理手段にて６４階調にされる。この不足する１９２階調（２５６−６４）のうち、１８６階調は前記第１のディザマトリクスを用いて補間し、残りの６階調は前記第２のディザマトリクスを用いて補間する。

本発明の同様の観点では、ｎビットの階調表示能力を有する画像表示部を備える画像表示装置において実行される画像表示方法は、表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得工程と、前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理工程と、前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理工程と、前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御工程と、を備える。

本発明の同様の観点では、画像表示プログラムは、ｎビットの階調表示能力を有する画像処理部及び画像表示部を備える画像表示装置において実行されることにより、表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理手段と、前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理手段と、前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御手段として前記画像表示装置を機能させる。

これら画像表示方法及び画像表示プログラムによっても、上記の画像表示装置と同様に、表示することができる階調数が制限されている画像表示部に、取得した画像データの階調数と同等の階調数を表示するように補間することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［携帯端末装置の概略構成］
図１に、本発明の実施形態に係る携帯端末装置の概略構成を示す。図１において、携帯端末装置２１０は、例えば携帯電話やＰＤＡなどの端末装置である。携帯端末装置２１０は、表示装置２１２と、送受信部２１４と、ＣＰＵ２１６と、入力部２１８と、プログラムＲＯＭ２２０と、ＲＡＭ２２４とを備える。また、表示装置２１２は、ドライバ２２６と表示パネル２２７などから構成されている。

送受信部２１４は、外部から画像データなどのコンテンツを受信する。以下では、主に、画像データを受信した場合の携帯端末装置２１０でのデータ処理について説明する。画像データの受信は、例えば利用者が携帯端末装置２１０を操作してコンテンツ提供サービスを行うサーバ装置などに接続し、所望の画像データをダウンロードする指示を入力することにより行われる。受信される画像データは、動画データと静止画データとを含む。ここでは、例えば１画素当りＲＧＢ２４ビットの画像データ（各色８ビット）が受信されるものとする。なお、送受信部２１４が受信した画像データはＣＰＵ２１６などに供給され、さらに、ＲＡＭ２２４に保存することができる。

入力部２１８は、携帯電話であれば各種の操作ボタンなど、ＰＤＡであればタッチペンなどによる接触を検出するタブレットなどにより構成することができ、ユーザが各種の指示、選択を行う際に使用される。入力部２１８に対して入力された指示、選択などは、電気信号に変換されてＣＰＵ２１６へ送られる。

プログラムＲＯＭ２２０は、携帯端末装置２１０の各種機能を実行するための各種プログラムを記憶し、特に本実施例では送受信部２１４から送られてきた画像データに対してビットスライス処理を行うためのビットスライス処理プログラムと、ディザ処理を行うためのディザ処理プログラムなどを記憶している。

ＲＡＭ２２４は、上記のビットスライス処理プログラムやディザ処理プログラム等のプログラムに従って画像データを変換する際などに作業用メモリとして使用される。また、前述のように、送受信部２１４が受信した外部からの画像データ、又は、携帯端末装置２１０に備え付けられた図示しないカメラなどから取得した画像データを必要に応じて保存することもできる。

ＣＰＵ２１６は、プログラムＲＯＭ２２０内に記憶されている各種プログラムを実行することにより、携帯端末装置２１０の各種機能を実行する。本実施例では、プログラムＲＯＭ２２０内に記憶されているプログラムを読み出して実行することによりビットスライス処理部２３１とディザ処理部２３２として機能する。

まず、ビットスライス処理部２３１では、受信装置２１４から供給される画像データなどに対して、画像データ量を削減するビットスライス処理を行う。例えば、ＲＧＢ各色が８ビットのデータが入力されれば、下位２ビットを削減して６ビットのデータにすることができる。ビットスライス処理２３１にてデータ量が削減された後の画像データＳ１と、削減したデータＳ２は、それぞれディザ処理部２３２に送られる。上記の例だと、上位６ビットのデータがＳ１に当たり、下位２ビットのデータがＳ２に当たる。

次に、ディザ処理部２３２では、入力された画像データのディザ処理を行う。具体的には、入力された画像データＳ１を、削減した画像データＳ２に基づきディザ処理を行う。もしくは、ディザ処理部２３２は、上位ビットの画像データＳ１と下位ビットのデータＳ２を合成してビットスライス処理前の画像データを生成し、これに基づいて上記画像データＳ１のディザ処理を行う。このディザ処理は、液晶などの表示装置２１２においては、８ビットのフルカラーの色全て（２５６階調）を表示することができないので、例えば６ビットの階調数の色で擬似的に階調数を拡張して表現させるものである。これにより、要素を成す色の階調数は６ビットであるが、擬似的にその中間調を表現することにより、２５６階調の色数を表現することができる。このディザ処理は、ＲＧＢの各色に対して行うものとする。具体的なディザ処理の詳細については後述する。

なお、ＣＰＵ２１６は、これら以外に各種のプログラムを実行することにより携帯端末装置２１０の各種機能を実現するが、それらは本発明とは直接の関連を有しないので、説明を省略する。

表示装置２１２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）などの軽量、薄型の表示装置であり、液晶の表示パネル２２７や半導体であるドライバ２２６などから構成されている。なお、表示装置２１２はＣＰＵ２１６から受け取った画像データに対する処理部として機能することもできるが、それらは本発明とは直接の関連を有しないので、説明を省略する。

なお、図１においては、ディザ処理を行うディザ処理部２３２をＣＰＵ２１６内に設けたが、ＣＰＵ２１６とは別のハードウエア等を設置して、その中で行ってもよい。

［ディザ処理］
以下では、本実施例に係るディザ処理について説明する。上述したように、ディザ処理は、ＣＰＵ２１６内のディザ処理部２３２にて実行される。このディザ処理部２３２には、ビットスライス処理部２３１にてビットスライスされた画像データＳ１と、ビットスライスしたデータＳ２が入力される。本実施例では、ビットスライス処理部２３１にＲＧＢ各８ビットのフルカラーの画像データが入力され、ディザ処理部２３２には、そのデータの上位６ビットが画像データＳ１として、下位２ビットがデータＳ２として入力される例について説明していく。

本実施例に係るディザ処理は、液晶などの表示装置２１２においては、８ビットのフルカラーの色全て（２５６階調）を表示することができないので、例えば６ビットの階調数の色で擬似的に階調数を拡張して表現させるものである。これにより、要素を成す色の階調数は６ビットであるが、擬似的にその中間調を表現することにより、２５６階調の色数を表現することができる。

以下で、図２を参照して具体的にディザ処理を説明する。１画像の画像データとして、画像データＳ１により示される上位６ビットの階調値が同じであり、データＳ２により示される下位２ビットの値が「００」、「０１」、「１０」、「１１」と異なるデータが、別々にＣＰＵ２１６のディザ処理部２３２に入力される。説明の便宜上、下位２ビットの値をそれぞれ１０進数で示し、「００」を「０」、「０１」を「１」、「１０」を「２」、「１１」を「３」と表し、この数字を用いて以下では説明を行っていく。また、この例において、上位６ビットの共通となるデータは、「Ｎ」階調であるものとする。この「Ｎ」は６４階調におけるある階調に当たる。図２においては、ブロック内の色が「白」であるものが「Ｎ」階調であり、ブロック内が「斜線」で埋められているものが「Ｎ＋１」階調である。

図２の中央に、ディザ行列（以下、「ディザマトリクス」とも呼ぶ）を示す。ここでは、例として２×２のディザ行列を示している。図において、正方形のブロック内に書かれた数字がディザ行列を構成する。この数字は、入力される下位２ビットを１０進数で表した数字（「０」、「１」、「２」、「３」）と比較するために用いられる。すなわち、ブロック内の数字は、ディザ処理を行うときの閾値としての意味を持つ。

次に、上記の２×２のディザ行列を用いて行うディザ処理について説明する。ディザ処理は、ディザ行列と同じサイズの画素の集合（以下、「ブロック」と呼ぶ。）に対して、その単位で適用される。即ち、２×２のディザ行列は、ディザ処理の対象となる画像データの縦横２×２画素のブロック単位で適用される。図２の左側に、２×２画素のブロックの例を示している。このブロックはｘ１〜ｘ４の４画素から構成されており、各画素について、上位６ビットが画像データＳ１として、下位２ビットがでデータＳ２として、ビットスライス処理部２３１から供給されている。

図３（ａ）に、ある矩形の画像データについて２×２のディザ行列を適用する方法を模式的に示す。例えば、ディザ処理の対象となる矩形の画像データ９０について、まず、左上の２×２画素のブロックａに対して２×２のディザ行列を適用し、４画素の各々についてディザ処理後の階調値を決定する。次に、ディザ処理の対象となる画像データ９０に対するディザ行列の位置を右方向へ２画素分シフトし、隣の２×２画素のブロックｂに対して同様にディザ処理を適用する。こうして、ディザ行列を２画素分ずつシフトさせながら、２×２画素のブロック毎にディザ処理が行われていく。

各画素については、その画素に対応する画像データの下位２ビットの値（即ちデータＳ２）と、２×２のディザ行列のうち、その画素に対応する閾値とが比較される。例えば、図３（ａ）において、ブロックａの左上の画素ａ１については、その画像データの下位２ビットの値と、図２に示すディザ行列の左上の閾値「０」とが比較される。また、図３（ａ）において、ブロック２の右下の画素ｂ４については、そのデータの下位２ビットの値と、図２に示すディザ行列の右下の閾値「１」とが比較される。そして、各画素の下位２ビットの値が閾値より以下であれば、その画素の階調値は「Ｎ」と決定され、閾値より大きければその画素の階調値は「Ｎ＋１」と決定される。

図３（ｂ）に具体例を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すブロックａ及びｂに含まれる各画素の下位２ビットの値を示した例である。即ち、ブロックａでは、ａ１＝０、ａ２＝２、Ａ３＝０、ａ４＝２である。これら各画素の下位２ビットの値を、ディザ行列中の対応する位置の閾値と比較すると、ブロックａでは画素ａ４のみが閾値より大きいので、画素ａ４のみが階調値「Ｎ＋１」（斜線）となり、残りの３画素は階調値「Ｎ」となる。同様に、ブロックｂでは、画素ｂ１及びｂ４のみが閾値より大きいので、それらの階調値は「Ｎ＋１」となり、残りの画素の階調値は「Ｎ」となる。

こうして、２×２画素のブロック単位で２×２のディザ行列を適用すると、ディザ処理後の各ブロックの階調値は図２の右側に示すように４通りのパターンのいずれかとなる。これにより、Ｎ階調とＮ＋１階調との間に疑似的に中間調３階調を補間することができる。つまり、実質的には、２５６階調で細かく刻まれた色を用いていないが、荒く刻まれた６４階調の色の組み合わせで擬似的に階調数を拡張することにより、２５６階調相当の色があるように表現することができる。

以上のようなディザ処理を、入力された２５６階調のデータに対して行った様子を示した図４について説明する。図４の上段には、６４階調のステップが四角形内の数字で示されており、その下には、２５６階調表現のステップが三角形内の数字で示されている。ここでは、ＣＰＵ２１６に２５６階調のデータ（Ｓ１とＳ２を含む）が入力されるものとし、ＣＰＵ２１６にてディザ処理を行い、６４階調の色のみを用いて２５６階調を表現しようとするものである。そして、最下段には、先に述べたディザ処理を行うことによって、６４階調の色を用いて２５６階調を擬似的に表現したものを示してある。この図において、ブロック内に示された「斜線」などで６４階調の色を表しているものとする。２５６階調で４の倍数である色は、６４階調の色と一致するため、４つのブロックがすべて同じ色で塗られている。一方、４の倍数でない階調値の色は、その両端にある４の倍数の階調値の色の組み合わせパターンを用いて、擬似的に表現されている。

但し、このようにディザ処理にて６４階調のステップ間を擬似的に３階調分ずつ補間する処理を、入力された２５６階調データ全てに一様に行っていくと、先述したように２５３階調しか表現できない。これは、間隔の数が階調数よりも、１小さいからである。

［第１実施例］
以下で、上記の問題を解決することができる第１実施例に係る手法について説明する。上記のように６４階調の各間隔を一様に３階調分ずつ補間していくと最終的には２５６階調には３階調分不足してしまう。そこで、第１実地例においては、この不足する３階調分を補間する処理を行う。具体的には、２５６階調のうち所定の領域には、他よりも大きなサイズのディザ行列を用いてディザ処理を行う。これにより、６４階調の色のみで２５６階調分の色数を完全に表現することができる。なお、第１実施例に係る処理は、前述のディザ処理部２３２などを含んだＣＰＵ２１６で行うことができる。

（実施例１ａ）
まず、実施例１ａについて、図５を用いて説明する。図５の上段には、６４階調のステップが四角形内の数字で示されており、その下には、２５６階調のステップが三角形内の数字で示されている。そして最下段には、ディザ処理を行うことによって、６４階調の色で２５６階調を擬似的に表現したパターンを示してある。この図において、ブロック内に描かれた「斜線」などが６４階調表現の色を表しているものとする。

実施例１ａに係る具体的な処理方法について説明する。実施例１ａにおいては、６４階調表現において、０階調から１階調までの間を３×３のディザ行列を用いて処理を行う。すなわち、０階調から１階調までの間に６階調を補間する。

３×３のディザ行列は、図６（ａ）に示すように、処理の対象となる矩形の画像データ９０のうち、縦横３×３画素のブロックを単位として適用される。例えば、図６（ａ）に示すように、処理の対象となる画像データのうち左上の３×３画素のブロックＡに対して適用し、次にその右側の３×３のブロックＢに対して適用し、以後順にシフトしていく。３×３のディザ行列中の閾値を適当に決定することにより、図５に三角形の数字で示す２５６階調の０〜６までの画素については、３×３のディザ処理後のＮ階調とＮ＋１階調との組み合わせを７通り作ることができ、その結果、６４階調でのデータ０〜１の間に６階調分を補間することができる。

図６（ｂ）に具体例を示す。いま、ブロックＡの左上の画素Ａ１＝１（２５６階調表現）であるとする。図５を参照して、階調値１に対応するディザ処理後の３×３の画素ブロックは中央のみがＮ＋１階調となり（斜線参照）、それ以外はＮ階調となることがわかる。よって、左上の画素Ａ１はＮ階調、即ち階調値０となる。また、ブロックＡの右上の画素Ａ３＝５であるとすると、図５を参照して階調値５に対応するディザ処理後の３×３の画素ブロックは中央列の上から２画素及び右列の全３画素が階調値Ｎ＋１となることがわかる（斜線参照）。よって、右上の画素Ａ３はＮ＋１階調、即ち階調値１となる。このように、２５６階調表現で０〜６の値を有する画素は、３×３のディザ行列を適用することにより図５の最下段に示すパターンのように階調値が決定される。これにより、６４階調表現の階調値０〜１との間に、擬似的に６階調分を補間することができる。

一方、６４階調表現の１以上の階調値を有する画素は、先述の方法と同様に２×２のディザ行列を用いて表現する。これにより、最終的に補間される階調数は、６２×３＋６＝１９２となり、２５６階調を６４階調の色数で、完全に表すことが可能である。

次に、ＣＰＵ２１６のディザ処理部２３２にて行われる上述の処理を、図７のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ２１６のディザ処理部２３２はビットスライス処理部２３１より表示すべき画像データを取得する。この取得する画像データは、ＲＧＢ各８ビットのフルカラーのデータがビットスライスされて６ビットとなった画像データＳ２と、下位２ビットのデータＳ１として得られる。次に、ステップＳ１０２ではディザ処理部２３２は、画像データＳ１及びデータＳ２から取得した画像データ２５６階調表現の階調値を求め、その階調値が７以下であるかどうかを判定する。なお、この判定は、実際の処理上は、（その階調値＋１）の値を「８」と比較することにより単純に行うことができる。

ここで、その階調値が７（２５６階調表現において）以下であれば（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進み、上述したように３×３のディザ行列にてディザ処理を行う。一方、入力されたデータの階調値が７より大きければ（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に進み、２×２のディザ行列にてディザ処理を行う。なお、ステップＳ１０４では、７以下の階調値のデータに対して０階調から１階調（６４階調表現において）までの色で表現したので（即ち、余分に３階調が付加されている）、７より大きい階調値が２階調目以降に割り当てられていくため、入力された階調値から３を減算したものに図２で説明したディザ処理を行う。

（実施例１ｂ）
次に、実施例１ｂに係る処理方法について説明する。実施例１ａにおいては最下位の領域（即ち、０階調から１階調）に３×３のディザ行列を用いた補間を行ったが、実施例１ｂでは、最上位の領域の階調に対して３×３のディザ処理を行う。図８に実施例１ｂに係る処理の例を示す。図８に示すように、２５６階調にて０から２４７まで（６４階調表現では０階調から６２階調）は２×２のディザ行列にてディザ処理を行う。一方、２４８から２５５まで（６４階調表現では、６２階調から６３階調）は、先に述べたように３×３のディザ行列を用いてディザ処理を行う。これにより、実施例１ａと同様に、２５６階調の色全てを６４階調の色のみで擬似的に表現することができる。

なお、ＣＰＵ２１６のディザ処理部２３２にて行う処理としては、入力される階調値が２４７以下か２４８以上かを判別し、２４７以下であれば２×２ディザ行列で処理を行い、２４８以上であれば３×３のディザ行列で処理を行う。

（実施例１ｃ）
実施例１ｃも、上述の実施例１ａとｂと同様に３×３のディザ行列を用いて、不足する３階調分を補間するための処理を行う。実施例１ｃでは、３×３のディザ行列を用いた処理を、上記のように最下位の階調領域（０階調から１階調）又は最上位の階調領域（６２階調から６３階調）に限定せず、中間の階調の所定領域に行うことができる。つまり、任意の中間の７階調分の領域に３×３のディザ処理を行う。それ以外の領域には２×２のディザ行列を用いて変換を行う。

なお、ＣＰＵ２１６のディザ処理部２３２で行う処理としては、入力される階調値が所定の領域よりも小さい値を取るか又は大きい値を取るか、若しくは所定の領域内にあるかを判定する。ＣＰＵ２１６は入力される階調値が、所定の領域から外れていれば２×２のディザ行列で処理を行い、所定領域内であれば３×３のディザ行列で処理を行う。さらに、入力階調値が所定領域以上にあれば入力階調値から３引いた値に対して２×２のディザ行列で処理を行う。

［第２実施例］
以下では、第２実施例に係る処理について説明する。前述の第１実施例においては、３×３のディザ行列を所定の階調値に対して用いることにより、不足する３階調を補間したが、第２実施例では２×２のディザ行列のみを用いて処理を行う。その概要を説明すると、第２実施例ではディザ処理にて、３値のディザ行列（３ステップ分の階調値を含む）ディザ行列にて擬似的に中間の階調を表現する処理を行う。

具体的に、図９を参照して説明する。図９の上段には、６４階調のステップが四角形内の数字で示されており、その下には、２５６階調表現のステップが三角形内の数字で示されている。そして最下段には、ディザ処理を行うことによって、６４階調の色で２５６階調を擬似的に表現したものを示してある。図９において、６４階調表現の０階調から２階調までの間に不足する３階調が補間されており、具体的には２５６階調表現の３階調にｄ１、５階調にｄ２、８階調にｄ３のディザ行列が用いられている。このｄ１、ｄ２、ｄ３のディザ行列は、３階調分（６４階調表現において、０階調、１階調及び２階調が用いられている）の階調を用いて表現されている。さらに、６４階調表現の３階調以降（２５６階調の１２階調目以降）は、通常の２値（即ち階調値ＮとＮ＋１）のみを用いた２×２のディザ処理が行われる。これにより、６４階調の表現で、２５６階調全てを表すことができる。なお、第２実施例に係る処理は、前述のディザ処理部２３２などを含んだＣＰＵ２１６内で行うことができる。

（実施例２ａ）
次に、上述の方法を具体的に行うことができる実施例２ａに係る処理ついて、図１０のフローチャートを用いて説明する。ここでの処理は、ＣＰＵ２１６内のディザ処理部２３２が行う。前述の３階調分の階調を用いる処理は所定の階調値のデータのみに行うので、入力階調値が所定階調値であるかを判別する。この領域内において所定階調値を有するデータに対しては、上記の特殊なディザ行列でディザ処理を行う。

まず、ステップＳ２０１では、ディザ処理部２３２はビットスライス処理２３１より、上位６ビットの画像データＳ１と、下位２ビットの画像データＳ２を取得する。次に、ステップＳ２０２では、その画像データＳ１及びＳ２により示される２５６階調表現の階調値が１１階調以下であるかどうかを判別する。階調値が１１以下であれば（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、その階調値が３であるかどうかを判定する。階調値が３であれば（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４にてディザ行列ｄ１を用いてディザ処理を行う。一方、階調値が３ではない場合は（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、ステップＳ２０５にて階調値が５であるかどうかを判定する。階調値が５であれば（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６にてディザ行列ｄ２を用いてディザ処理を行う。また、階調値が５ではない場合は（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２０７にて階調値が８であるかどうかを判定する。階調値が８であれば（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８にてディザ行列ｄ３を用いてディザ処理を行う。

階調値が１１以下であるが、３でも５でも８でもなかった場合は、ステップＳ２０９にて通常のディザ処理（即ち、２値のディザ行列にて行うディザ処理）を行う。ここでは、特別なディザ処理を行った階調値３、５、８を除いた値に、通常のディザ処理を行う。具体的には、階調値が２以下（０、１、２）にはそのままディザ処理を行い、階調値が４である場合は階調値から１引いた値（即ち、３）に対して通常のディザ処理を行い、階調値が６と７である場合は階調値から２引いた値（即ち、４、３）に対して通常のディザ処理を行い、さらに階調値が９以上であれば階調値から３引いた値に対して通常のディザ処理を行う。

一方、階調値が１２以上であれば（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に進み、前述のものと同様な通常のディザ処理を行う。このときも、階調値が１１以下の領域のデータに対して特殊なディザ処理を行ったので、階調値から３引いたものに対して通常のディザ処理を行う。

なお、上記の例では、３階調分を含んだディザ行列による処理を階調値が０から１１までの範囲に行うものを示したが、これに限定はしない。すなわち、第１実施例で述べたように、任意に設定した領域に同様の処理を行うことができる。

（実施例２ｂ）
次に、上述のものとは異なる他の実施例について説明する。実施例２ａでは、所定の階調値である場合のみに特殊な処理を行ったが、実施例２ｂの方法では新たなディザ行列を用いて、一括にディザ処理が行うことができる。この新たなディザ行列を用いる場合も、所定領域内のデータに対してのみ行う。なお、実施例２ａも実施例２ｂもディザ処理によって得られる結果は同じであり、図９に示したもののようになる。

以下で、実施例２ｂに係る処理について、図１１を用いて説明する。図１１に、先に述べた新たに設定したディザ行列を示す。図１１（ａ）は、２５６階調表現で階調値が６以下であるものに用いるディザ行列で、図１１（ｂ）は階調値が７以上のものに用いるディザ行列を示している。ここでは、図１１（ａ）のディザ行列をテーブル１とし、図１１（ｂ）のものをテーブル２とする。これらのテーブルのブロック内に書かれた数字は、処理をする際の閾値となる。入力された階調値が閾値よりも大きければ、上位６ビットを表す階調値Ｎに１加えた階調値に変換し、大きくなければ、上位６ビットを表す階調値Ｎのままにしておく。

実施例２ｂでは、さらに、テーブルのブロック内に閾値とは別の数字を設けている。図９において（ ）内に書かれている数字がそれに当たり、この数字と入力された値が同じときには、特殊な処理を行う。テーブル１の場合は、（ ）内の数字と重なったとき、その部分は（Ｎ＋２）階調に変換する。例えば、２×２画素のブロックの右上の画素の階調値が３である場合、テーブル１の右上のブロックの（ ）内に書かれた数字と重なることから、この部分が（Ｎ＋２）階調に変換される。一方、テーブル２の場合は、（ ）内の数字と重なったとき、その部分はＮ階調に変換する。例えば、２×２画素のブロックの右上の画素の階調値が８である場合、右上のブロックの（ ）内に書かれた数字と重なることから、この部分がＮ階調に変換される。このようなディザ処理により、図９に示すように、２５６階調を６４階調で擬似的に表現することができる。

次に、実施例２ｂに係る処理のフローを図１２を用いて説明する。ここでの処理は、入力された階調値が、テーブル１又は２を用いる所定領域内にあるかどうかと、所定領域内にあればテーブル１とテーブル２のどちらを用いるべきか、とを判定する工程を有している。なお、これらの処理は、ＣＰＵ２１６内のディザ処理部２３２が行うことができる。

まず、ステップ３０１では、ディザ処理部２３２はビットスライス処理部２３１より、上位６ビットの画像データＳ１と、下位２ビットの画像データＳ２を取得する。次に、ステップＳ３０２では、その入力された画像データの階調値（２５６階調表現において）が１１階調以下であるかどうかを判別する。階調値が１１以下であれば（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、その階調値が６以下であるかどうかを判定する。階調値が６以下であれば（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４に進み、先に述べたテーブル１を用いたディザ処理を行う。階調値が６以下でない場合は（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、ステップＳ３０５に進み、テーブル２を用いたディザ処理を行う。

一方、階調値が１２以上であれば（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、ステップＳ３０６に進み、通常のディザ処理を行う。このときは、階調値が１１以下の領域のデータに対して特殊なディザ処理を行ったので、階調値から３を引いたものに対して通常のディザ処理を行う。

なお、上記の例では、３階調分を含んだディザ行列による処理を階調値が０から１１までの範囲に行うものを示したが、これに限定はしない。すなわち、第１実施例で述べたように、任意に設定した領域に上述の処理を行うことができる。

本発明の実施例に係る画像処理を適用した携帯端末装置の概略構成を示す。 本実施例に係るディザ処理の概要を説明するための図である。 ２×２のディザ行列の用いたディザ処理を説明する図である。 ディザ処理にて中間調を擬似的に補間して２５６階調を表現する例を示す。 実施例１ａに係るディザ処理による補間方法を示した図である。 ３×３のディザ行列を用いたディザ処理を説明する図である。 実施例１ａに係るフローチャートを示した図である。 実施例１ｂに係るディザ処理による補間方法を示した図である。 第２実施例に係るディザ処理による補間方法を示した図である。 実施例２ａに係るフローチャートを示した図である。 実施例２ｂに用いるディザ行列を示した図である。 実施例２ｂに係るフローチャートを示した図である。

符号の説明

２１０ 携帯端末装置、 ２１２ 表示装置、 ２１４ 送受信部、 ２１６ ＣＰＵ、 ２１８ 入力部、 ２２０ プログラムＲＯＭ、 ２２４ ＲＡＭ ２３１ ビットスライス処理部 ２３１ ディザ処理部

Claims (9)

1. ｎビットの階調表示能力を有する画像表示部と、
   表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得手段と、
   前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理手段と、
   前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理手段と、
   前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記補間処理手段は、前記ｍビットの画像データの階調値が所定領域内にあるときは、第２のディザマトリクスを用いたディザ処理を行い、前記所定領域外にあるときは、第１のディザマトリクスを用いたディザ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１のディザマトリクスは２×２画素構成のマトリクスであり、前記第２のディザマトリクスは３×３画素構成のマトリクスであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記補間処理手段は、前記ｍビットの画像データのうち、所定の階調値を有するものについてのみ前記第２のディザマトリクスを用いてディザ処理を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
5. 前記ビット数減少処理手段は、前記ｍビットの画像データの上位ｎビットを前記ｎビットの画像データとして使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記ｍビットは８ビットであり、前記ｎビットは６ビットであり、前記ｍビットに相当する階調数は２５６階調であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記補間処理手段は、前記第１のディザマトリクスを用いたディザ処理により前記画像データを１８９階調増加させ、前記第２のディザマトリクスを用いたディザ処理により３階調増加させることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. ｎビットの階調表示能力を有する画像表示部を備える画像表示装置において実行される画像表示方法において、
   表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得工程と、
   前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理工程と、
   前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理工程と、
   前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御工程と、を備えることを特徴とする画像表示方法。
9. ｎビットの階調表示能力を有する画像処理部及び画像表示部を備える画像表示装置において実行されることにより、
   表示すべきｍビットの画像データを取得する画像データ取得手段と、
   前記画像データのビット数をｍビットからｎビットに減少させるビット数減少処理手段と、
   前記ｎビットの画像データの階調数をディザ処理により補間し、前記ｍビットに相当する階調数を有する補間画像データを生成する補間処理手段と、
   前記補間画像データを前記画像表示部に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示プログラム。
   

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