JP2005345510A

JP2005345510A - 画像表示装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2005345510A
Application number: JP2004161653A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Arai; 豊荒井
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP4728596B2

Abstract

【課題】表示特性を正確に調節することができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像を表示する表示手段と、表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、入力された補正量に対応する各色の制御量を記憶手段から読み出して、コントラスト制御手段及びブライトネス制御手段に対して出力する制御手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、パソコンなどで使用される所定のフォーマットを有する画像信号をパソコンなどの画像信号発生装置から受信し、受信した信号を液晶、ＣＲＴ、プラズマディスプレイあるいはエレクトロルミネッセンスなどの表示デバイスに表示するための画像表示装置及びその画像表示装置の制御方法に関するものである。

図１０を参照して、従来の画像表示装置の構成を説明する。従来の画像信号表示装置はパソコンなどから出力される画像信号を入力する入力処理手段１０１と、入力画像信号に対してコントラストの制御を行うコントラスト制御手段１０２と、表示手段１０６で表示可能な信号に変換する表示処理手段１０３と、表示手段１０６のブライトネスを制御するブライトネス制御手段１０５と、制御入力手段１０７から入力した補正指示に基づいて、コントラスト制御手段１０２とブライトネス制御手段１０５を制御するシステム制御手段１０４とから構成される。

次に図１０に示す画像表示装置の動作を説明する。入力処理手段１０１は、所定のフォーマットで入力した画像信号を本画像表示装置内で処理のしやすいようなフォーマットに変換し、コントラスト制御手段１０２に出力する。一般的にはアナログ画像信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器などがこれにあたる。

コントラスト制御手段１０２は、入力処理手段１０１から出力された画像信号を入力し、システム制御手段１０４からの制御信号に基づいて、画像信号のコントラストを制御し、表示処理手段１０３に出力する。このときコントラスト制御手段１０２が、画像信号の成分（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））を、それぞれ個別に制御可能としていたとしても、システム制御手段１０４からは１通りの制御信号を受信して、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのバランスを保つように制御する。そして、表示処理手段１０３は、コントラスト制御手段１０２から出力された画像信号を、表示手段１０６に表示するための所定のフォーマットに変換して出力する。

一方、システム制御手段１０４は、制御入力手段１０７に入力された制御信号を入力し、所定の処理を行った後にコントラスト制御手段１０２及びブライトネス制御手段１０５に制御信号を出力する。これを受けて、ブライトネス制御手段１０５は、システム制御手段１０４から出力された制御信号を入力し、表示手段１０６のブライトネスを制御する。このときブライトネス制御手段１０５が、画像信号の成分（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））を、それぞれ個別に制御可能としていたとしても、システム制御手段１０４からは１通りの制御信号を受信して、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのバランスを保つように制御する。そして、表示手段１０６は表示処理手段１０３から出力された所定のフォーマットの画像信号を入力し、ブライトネス制御手段１０５によって制御された明るさで画像を表示する。
なお、画像表示装置において、コントラストやブライトネスを制御する先行技術文献として、特許文献１〜４がある。
特開２００１−１４７６７３号公報特開２００３−２５５９０８号公報特開２０００−０１０５３２号公報特開平０３−０６２７９４号公報

ところで、従来より画像表示装置では、表示特性の制御項目としてコントラストとブライトネスが非常に重要とされている。しかしながら、従来の画像表示装置ではコントラストやブライトネスを制御する信号が１通りであるために、それぞれの制御の分解能はシステム制御手段から出力される制御信号の分解能のみに依存し、詳細な制御を行おうとしてこの制御信号の分解能を高めると、それに比して制御手段のコストが高くなるという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的はコントラストやブライトネスという画像表示特性の中でも重要な制御項目について、制御の分解能を高めて所望の表示特性を得られるようにするとともに、コストの上昇を最小限にすることにある。すなわち、使用者が所望する表示特性に正確に合致させることができる画像表示装置を提供することによって、使用者の利便性を高めるとともに、それによるコストの上昇を最小限としたことで低価格で正確な画像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段に対して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段は、各色毎に直列に配置されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記ブライトネス制御手段は、前記表示手段の明るさ制御することによりブライトネスの制御を行うことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、前記画像信号入力手段において入力した画像信号の明るさ特性を検出する画像情報検出手段と、前記入力された補正量と前記画像信号の明るさ特性に基づく制御量を求め、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程とを有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重み量が各色について予め記憶された記憶手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、前記入力された補正量に対応する各色の重み量を前記記憶手段から読み出し、この重み量に基づいて制御量を演算によって求め、この制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程とを有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量を演算によって求め、この制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程とを有することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、前記画像信号入力手段において入力した画像信号の明るさ特性を検出する画像情報検出過程と、前記入力された補正量と前記画像信号の明るさ特性に基づく制御量を求め、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程とを有することを特徴とする。

請求項１〜８に記載の発明によれば、制御手段の性能を高めることなくコントラストやブライトネスの制御の分解能を高めることができ、これによって低価格で高精度な明るさの補正が可能な画像表示装置を提供することが可能になるという効果が得られる。
また、請求項１〜３、７に記載の発明によれば、これら明るさ成分の制御を各色の明るさへの寄与率に基づいて行うようにしたため、簡単な構成で高分解能の制御を行うことが可能になる。
また、請求項５に記載の発明によれば、明るさの制御として最も効果的なブライトネスの制御を画像信号への補正を伴わずに実現したため、画像信号の分解能を低下させることなく表示することが容易となる。
また、請求項６、８に記載の発明によれば、入力した画像信号の内容によって自動的に各明るさ成分の制御量を変えて表現するようにしたため、どのような入力画像においても高い分解能を維持することが可能である。

以下、本発明の一実施形態による画像表示装置を図面を参照して説明する。
＜画像表示システムの基本構成＞
図１は同実施形態による画像表示システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この画像表示システムは画像信号発生装置１１と画像信号発生装置１１に含まれる画像信号発生手段１２と画像表示装置１３で構成されている。

次に、図１に示す画像表示システムの動作について説明する。画像信号発生装置１１は、画像表示装置１３の有する表示手段に実際に表示される正味の画像信号およびこの画像信号に対応する同期信号を出力する（以下、これらの出力信号を総称して複合画像信号という）。

画像信号発生装置１１から出力された複合画像信号は、伝送に適したフォーマットで出力され、画像表示装置１３に与えられる。画像表示装置１３は、受信した複合画像信号を処理しやすいフォーマットに変換し、コントラスト、ブライトネスの処理を加えた後に表示手段に表示する。

この画像表示システム内で画像信号発生装置１１に関しては、従来より用いられている装置と動作的に相違がないためにここでは説明を省略し、画像表示装置１３に関して複合画像信号の受信から画像表示に至るまでの画像表示装置の動作について説明する。

まず、第１のステップで、画像信号発生装置１１から出力された伝送に適したフォーマットの複合画像信号を受信し、装置内で処理のしやすいフォーマットへの変換を行う。次に第２のステップで、受信した画像信号に対して、コントラストとブライトネスの処理を行う。

この第２のステップにおいては、詳細は後述するが、コントラスト、ブライトネス双方の補正に対し、（ａ）外部より補正したい量を入力し、（ｂ）入力された補正したい量を内部で使用する補正量に変換し、（ｃ）各補正回路において補正量に応じた補正を行うステップを含んでいる。

そして、第３のステップで、第２のステップで処理をされた画像信号を表示手段で表示するためのフォーマットに変換して表示手段に入力し、表示手段で画像を表示する。

＜第１の実施の形態＞
次に、図２を参照して、図１に示す画像表示装置１３の構成を説明する。図２は図１に示す画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。画像表示装置１３は、画像信号を入力する入力処理手段２１と、ＲＧＢそれぞれのコントラストを制御するＲコントラスト制御手段２２、Ｇコントラスト制御手段２３、Ｂコントラスト制御手段２４と、ＲＧＢそれぞれのブライトネスを制御するＲブライトネス制御手段２５、Ｇブライトネス制御手段２６、Ｂブライトネス制御手段２７と、コントラスト及びブライトネスの各制御手段に対して補正値を出力するシステム制御手段２８と、補正値を入力する制御入力手段２９、コントラスト及びブライトネスを補正したＲＧＢそれぞれの信号から表示するための信号を生成する表示処理手段２Ａと、画像を表示する表示手段２Ｂとから構成される。

また、Ｒｉは入力処理手段２１より出力されるＲの画像信号、Ｇｉは入力処理手段２１より出力されるＧの画像信号、Ｂｉは入力処理手段２１から出力されるＢの画像信号、ＲｃはＲコントラスト制御手段２２から出力されるコントラスト補正済みのＲの画像信号、ＧｃはＧコントラスト制御手段２３から出力されるコントラスト補正済みのＧの画像信号、ＢｃはＢコントラスト制御手段２４から出力されるコントラスト補正済みのＢの画像信号、ＲｂはＲブライトネス制御手段２５から出力されるブライトネス補正済みのＲの画像信号、ＧｂはＧブライトネス制御手段２６から出力されるブライトネス補正済みのＧの画像信号、ＢｂはＢブライトネス制御手段２７から出力されるブライトネス補正済みのＢの画像信号、Ｓｄは表示処理手段２Ａから出力される表示に適したフォーマットを有する複合画像信号、Ｃｔはシステム制御手段２８から出力される画像補正量、Ｃｉは制御入力手段２９から出力される入力補正量である。

なお、ここでは表現していないが、同期信号などの画像信号以外の信号も、入力処理手段２１から表示処理手段２Ａへ出力され、適切なフォーマットに変換して表示手段２Ｂに出力される。

ここで、図３を参照して、図２に示すＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段でのコントラストの制御方法を説明する。図３において横軸は各コントラスト制御手段への入力画像レベル、縦軸はコントラスト制御手段からの出力画像レベルを示している。このように、コントラスト制御手段は、出力信号の増幅率あるいは減衰率を調整する働きをする。

次に、図４を参照して、図２に示すＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段でのブライトネスの制御方法を説明する。図４において横軸はブライトネス制御手段への入力画像レベル、縦軸はブライトネス制御手段からの出力画像レベルを示している。このように、ブライトネス制御手段は、入力レベル全体を同一の量変化させて出力する働きをする。

図５は図２に示したシステム制御部２８が、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御部およびブライトネス制御部を制御するにあたって使用する制御方法の一例を示す表である。図５において上段の数字は補正したいレベルを示し、２〜４段目はそれぞれの色毎の制御量を示し、最下段（５段目）は補正の結果を示す。補正の結果については、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色事に明るさに対する影響度が異なるため色毎に重みをつけて加算している。

次に、図面を参照して図２に示す画像表示装置１３の動作について説明する。まず入力処理手段２１は、画像信号発生手段から複合画像信号を受信する。この際の複合画像信号は画像信号発生装置１１から画像表示装置１３までの伝送に用いられるために、伝送に適したフォーマットを有しており、一般的にはアナログビデオ信号と同期信号の組み合わせによるアナログＲＧＢ信号や、ＤＶＩ規格で示されているシリアルデジタル信号などが用いられる。入力処理手段２１は受信した伝送に適したフォーマットの複合画像信号を、処理しやすい形式の複合画像信号に変換する。ここで処理のしやすいフォーマットとは、以降の手段の方式がアナログであればアナログ信号、デジタル方式であれば並列デジタル信号が用いられることが一般的である。ここでは説明を簡単にするためにデジタル方式のみ説明するが、以下特記していない限りアナログ方式でも構成に変化はない。

入力処理手段２１でフォーマットを変換する方式としては、受信した複合画像信号がアナログ信号である場合にはクロック信号を再生するための位相固定回路などのクロック再生回路を含むアナログ−デジタル変換回路を用いることが一般的であり、シリアルデジタル信号では受信信号に特有のデコード回路を用いることが一般的である。また、それぞれの回路を持つことでアナログデジタルのいずれのフォーマットでも受信できるようになることは当然である。

入力処理手段２１は処理しやすい方式に変換した複合画像信号を、画像信号の画像成分であるＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画像信号と同期信号に分け、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉをそれぞれのコントラスト制御手段２２、２３、２４へ出力し、同期信号を表示処理手段２Ａへ出力する。

Ｒコントラスト制御手段２２、Ｇコントラスト制御手段２３及びＢコントラスト制御手段２４のそれぞれは独立して制御動作を行う。Ｒコントラスト制御手段２２は、入力処理手段２１から出力した画像信号Ｒｉを入力するとともに、システム制御手段２８から入力した補正量Ｃｔに基づいて補正制御を行いコントラスト補正済みの画像信号Ｒｃを出力する。この制御は図３に示すように、Ｒコントラスト制御手段２２への入力画像レベルのゼロ点を基準として、増幅率を変化させるような動作をする。Ｇコントラスト制御手段２３とＢコントラスト制御手段２４の動作は、Ｒコントラスト制御手段２２の動作と同様なのでここでは説明を省略する。

なお、各コントラスト制御手段は、具体的にはデジタル方式の場合にはデジタル化された映像信号に対して乗算処理による補正を行うことが一般的であり、アナログ方式の場合にはアナログ値のまま増幅器などを用いた補正とすることが一般的であが、デジタルの場合の除算処理やアナログの場合の減衰器利用など他の方法によって前述の制御を実現するようにしてもよい。

Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段２２、２３、２４から出力された、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラストを補正した画像信号Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段２５、２６、２７へ入力する。Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段２５、２６、２７は、それぞれ独立して制御動作を行う。

Ｒブライトネス制御手段２５は、Ｒコントラスト制御手段２２から出力したコントラスト補正済みの画像信号Ｒｃを入力し、システム制御手段２８から入力した制御量Ｃｔに基づいて制御を行う。この制御は、図４に示すように、Ｒブライトネス制御手段２５への入力画像レベル全体を同一の量変化（シフト）させる動作を行う。Ｇブライトネス制御手段２６とＢブライトネス制御手段２７の動作は、Ｒブライトネス制御手段２５の動作と同様なのでここでは説明を省略する。

システム制御手段２８は、制御入力手段２９より受信した入力制御量Ｃｉを受信し、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段およびＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段に対して、入力制御量を実現するために必要な補正量Ｃｔを出力する。このときＣｔはそれぞれの手段に対して並列で出力されてもよいし、シリアルデータとして出力されてもよい。また、アナログ制御方式においては、前記Ｃｔに並列アナログ信号を用いてもよい。

ここで補正量Ｃｔは画像成分Ｒ，Ｇ，Ｂに対して同一の補正とした場合には、補正量Ｃｔの持つ分解能が、コントラストおよびブライトネスの制御分解能と一致するが、図５に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの制御を別個に行うことで、分解能を高めている。色毎の明るさへの寄与率は、Ｇ＞Ｒ＞Ｂであるので、ここでは一例としてＲ，Ｇ，Ｂの３成分をデジタルの３ビットに見立てて、分解能を８倍まで高めることを可能にしている。

このＲ，Ｇ，Ｂ各成分の明るさへの寄与率は、表示手段２Ｂの特性によって異なる場合もあり、また各成分毎のコントラスト制御手段２２、２３、２４およびブライトネス制御手段２５、２６、２７の制御特性にも影響を受けるため、各特性を考慮した寄与率に基づいてＲ，Ｇ，Ｂ各成分の重み付けを決定することで、分解能の高い制を行うことが可能となる。

このようにＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの制御量を個別に設定した場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのバランスが入力画像と異なってくるために、色合いのずれが発生する可能性があるが、この方法では色合いのずれは明るさ補正の一ステップ以下であり、十分な分解能を持つ明るさ制御手段を持つ場合には問題にはならない。

制御入力手段２９は、例えばオンスクリーンディスプレイと入力ボタンを用いた入力システムで、コントラストおよびブライトネスの補正量が入力され、その入力補正量をＣｉとしてシステム制御手段２８に出力する。このとき、Ｃｉは並列データでもよいしシリアルデータでもよい。また、制御入力手段２９が可変抵抗器などのアナログ素子である場合には、アナログ−デジタル変換の手段を持ってもよいし、アナログ補正方式の場合にはアナログ値のまま利用することも可能である。

また、この制御入力手段２９に予め補正量を設定しておき、ユーザーにはその中から選択するような使い方も可能であり、その場合には制御入力手段２９には記憶手段に記録されている値を切り替える切り替え手段が含まれることとなる。この場合の記憶手段は具体的には、デジタル値を記憶するメモリなどの手段でもよいし、アナログ制御方式の場合には複数の可変抵抗器を使用することも可能である。

表示処理手段２Ａは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各成分のブライトネス制御手段２５、２６、２７から出力されたブライトネス補正済みの各成分の画像信号および入力処理手段２１から出力された同期信号を、表示手段２Ｂに転送するフォーマットに変換して出力する。この際に用いられる表示手段２Ｂに転送するフォーマットは、ＬＣＤではＬＶＤＳなどのデジタルシリアルデータフォーマットが一般的であるが、使用する表示手段によって異なる。表示手段２Ｂは、表示処理手段２Ａより出力された画像信号を受信し、画像を表示する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラストとブライトネスが補正された画像が表示手段２Ｂへ表示されることになる。

次に、図６を参照して、システム制御手段２８内に予め記憶される制御量について、他の例を説明する。図６において、最上段は補正したいレベル（暗−明）、すなわち制御入力手段２９から入力される値を示し、２〜４段目はそれぞれの色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎の制御量を示している。Ｒ，Ｇ，Ｂ各成分の明るさへの寄与率は、一般的には国際照明委員会においてＲ：１、Ｇ：４．５９、Ｂ：０．０６と定められているため、この寄与率に従い各色に重み付けをして、各色の制御量を定めている。このとき、Ｂの階調は、Ｒの重み／Ｂの重み＝１／０．０６＝１６．６６≒１７から１７階調となるため、Ｂのビット数は５ビットとなる。また、Ｒの階調は、Ｇの重み／Ｒの重み＝４．５９／１＝４．５９≒５から５階調となるため、Ｒのビット数は３ビットとなる。また、各色のビット数をＢ：４ビット、Ｒ：３ビット、Ｇ：２ビットとした場合には、ある程度なめらかな増減が可能となる。この場合、図６にあてはめれば、Ｂの８カウント目でＧが１となる。
このような重み付けに基づく制御量によって制御を行うことにより高精度な制御が可能となる。ただし、ここに示した寄与率の値は、一例であり、表示手段やその他の手段の持つ特性に応じた寄与率を決定して採用すればよい。

前述した説明では、コントラストとブライトネスの両方の制御手段を制御する場合について説明したが、どちらか一方にのみ上記のような処理を行うことでも効果を発揮することが可能であるため、この場合には一方についてのみ前述した制御動作を行い、他方については従来の手法と組み合わせてもよい。

このように、図１に示す画像表示システムにおいて、制御手段の性能を高めることなくコントラストやブライトネスの制御の分解能を高めることができ、これによって低価格に高精度な明るさの補正が可能な画像表示システムを提供することが可能となる。また、これら明るさ成分の制御を画像信号の補正手段を用いて行うため、補正範囲に制限がかからないシステムとすることができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。全体の構成は第１の実施の形態と同様であり、図１の画像表示システムの動作と画像表示装置１３の概略の動作については第１の実施の形態と同一であるのでここでは説明を省略する。

以下、図面を参照して第２の実施の形態の詳細の構成および動作について説明する。図７は、第２の実施の形態における画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。図７に示すように、この画像表示装置１３は、入力処理手段２１、Ｒコントラスト制御手段２２、Ｇコントラスト制御手段２３、Ｂコントラスト制御手段２４、Ｒブライトネス制御手段７３、Ｇブライトネス制御手段７４、Ｂブライトネス制御手段７５、システム制御手段７１、制御入力手段２９、表示処理手段７２および表示手段７６によって構成される。

また、Ｒｉは入力処理手段２１より出力されるＲの画像信号、Ｇｉは入力処理手段２１より出力されるＧの画像信号、Ｂｉは入力処理手段２１から出力されるＢの画像信号、ＲｃはＲコントラスト制御手段２２から出力されるコントラスト補正済みのＲの画像信号、ＧｃはＧコントラスト制御手段２３から出力されるコントラスト補正済みのＧの画像信号、ＢｃはＢコントラスト制御手段２４から出力されるコントラスト補正済みのＢの画像信号、ＢｒはＲブライトネス制御手段７３から出力されるＲのブライトネス補正信号、ＢｇはＧブライトネス制御手段７４から出力されるＧのブライトネス補正信号、ＢｂはＢブライトネス制御手段７５から出力されるＢのブライトネス補正信号、Ｓｄは表示処理手段７２から出力される表示に適したフォーマットを有する複合画像信号、Ｃｌはシステム制御手段７１から出力される画像補正量、Ｃｉは制御入力手段２９から出力される入力補正量である。

なお、ここでは表現していないが、同期信号などの画像信号以外の信号も、入力処理手段２１から表示処理手段７２に出力され、適切なフォーマットに変換して表示手段２Ｂに出力される。

次に、図７に示す画像表示装置１３の詳細の動作について説明する。ここで、入力処理手段２１、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段２２、２３、２４、制御入力手段２９および表示手段２Ｂについては、第１の実施の形態と同一であるため説明を省略する。
システム制御手段７１は、制御入力手段２９より受信した入力制御量Ｃｉを受信し、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段２２、２３、２４およびＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段７３、７４、７５に対して、入力される制御量を実現するために必要な補正量Ｃｌを出力する。このときＣｌはそれぞれの手段に対して並列で出力してもよいし、シリアルデータとして出力してもよい。また、アナログ制御方式においては、補正量Ｃｌに並列アナログ信号を用いてもよい。
補正量Ｃｌに対する制御方法については、第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、ここでは説明を省略する。

表示処理手段７２は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各成分のコントラスト制御手段２２、２３、２４から出力されたコントラスト補正済みの各成分の画像信号Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃおよび入力処理手段２１から出力される同期信号を、表示手段７６に転送するフォーマットに変換して出力する。この際に用いられるフォーマットは、ＬＣＤではＬＶＤＳなどのデジタルシリアルデータフォーマットが一般的であるが、使用する表示手段７６の種類によって異なる。

システム制御手段７１から出力される制御量Ｃｌは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段２２、２３、２４とＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段７３、７４、７５へ入力する。コントラスト制御手段２２、２３、２４は第１の実施の形態と同様の動作のため説明は省略する。

Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段７３、７４、７５は、それぞれ独立して制御され個別に動作する。Ｒブライトネス制御手段７３は、システム制御手段７１からから出力される制御量Ｃｌに基づいて表示手段７６のＲ成分の明るさを制御する。ここで明るさの制御とはＬＣＤではバックライトの明るさを制御することが一般的であり、ＣＲＴなどではカットオフ点の制御とする場合が多い。Ｇブライトネス制御手段７４とＢブライトネス制御手段７５の動作は、Ｒブライトネス制御手段７３の動作と同様なので説明を省略する。

表示手段７６は、表示処理手段７２から出力された画像信号Ｓｄを受信し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各成分のブライトネス制御手段７３、７４、７５からの補正信号Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂに基づいた明るさで画像を表示する。

このように、図１に示す画像表示システムにおいて、制御手段の性能を高めることなくコントラストやブライトネスの制御の分解能を高めることができ、これによって低価格に高精度な明るさの補正が可能な画像表示システムを提供することができる。また明るさの制御として最も効果的なブライトネスの制御を画像信号への補正を伴わずに実現しているため、画像信号の分解能を低下させることなく表示することが容易となる。

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。全体の構成は第２の実施の形態と同様であり、図１の画像表示システムの動作と画像表示装置１３の概略の動作については第１の実施の形態と同一であるのでここでは説明を省略する。

以下、図面を参照して第３の実施の形態の詳細の構成および動作について説明する。図８は、第３の実施の形態の画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。図８に示すように、この画像表示装置１３は、入力処理手段２１、画像情報検出手段８１、Ｒコントラスト制御手段８３、Ｇコントラスト制御手段８４、Ｂコントラスト制御手段８５、Ｒブライトネス制御手段７３、Ｇブライトネス制御手段７４、Ｂブライトネス制御手段７５、システム制御手段８２、制御入力手段２９、表示処理手段７２および表示手段７６によって構成されている。

また、Ｖｉは入力処理手段２１より出力される複合画像信号、Ｒｓは画像情報検出手段８１より出力されるＲの画像信号、Ｇｓは画像情報検出手段８１より出力されるＧの画像信号、Ｂｓは画像情報検出手段８１から出力されるＢの画像信号、ＲｃはＲコントラスト制御手段８３から出力されるコントラスト補正済みのＲの画像信号、ＧｃはＧコントラスト制御手段８４から出力されるコントラスト補正済みのＧの画像信号、ＢｃはＢコントラスト制御手段８５から出力されるコントラスト補正済みのＢの画像信号、ＢｒはＲブライトネス制御手段７３から出力されるＲのブライトネス補正信号、ＢｇはＧブライトネス制御手段７４から出力されるＧのブライトネス補正信号、ＢｂはＢブライトネス制御手段７５から出力されるＢのブライトネス補正信号、Ｓｄは表示処理手段７２から出力される表示に適したフォーマットを有する複合画像信号、Ｄｔは画像情報検出手段で検出された画像情報、Ｃｌはシステム制御手段８２から出力される画像補正量、Ｃｉは制御入力手段２９から出力される入力補正量である。

なお、ここでは表現していないが、同期信号などの画像信号以外の信号も、画像情報検出手段８１から表示処理手段７２に出力され、適切なフォーマットに変換して表示手段２Ｂへ出力される。

次に、図８に示す画像表示装置の詳細の動作について説明する。ここで、入力処理手段２１、表示処理手段７２、制御入力手段２９、Ｒブライトネス制御手段７３、Ｇブライトネス制御手段７４、Ｂブライトネス制御手段７５および表示手段７６については、第２の実施の形態と同一であるため説明を省略する。

画像情報検出手段８１は、入力処理手段２１から出力される複合画像信号から、画像信号の明るさ特性を検出し、画像情報としてシステム制御手段８２へ出力する。このとき、明るさ特性の検出方法としては具体的にはフレームごとの明るさ成分のヒストグラムを作成する方法などが一般的に用いることが可能であり、受信した正味の画像の明るさの度合いを示す指標とする。

Ｒコントラスト制御手段８３、Ｇコントラスト制御手段８４とＢコントラスト制御手段８５のそれぞれは独立して制御され個別に動作する。Ｒコントラスト制御手段８３は、画像情報検出手段８１から入力した画像信号Ｒｓを受信し、システム制御手段８２から受信した補正量Ｃｌに基づいて制御を行う。この制御は図３に示したように、Ｒコントラスト制御手段２２への入力画像レベルのゼロ点を基準として、増幅率を変化させるような動作をすることが一般的である。Ｇコントラスト制御手段８４とＢコントラスト制御手段８５の基本的な動作は、Ｒコントラスト制御手段８３の動作と同様なので説明を省略する。

各コントラスト制御手段８３、８４、８５は、具体的にはデジタル方式の場合にはデジタル化された映像信号に対して乗算処理による補正を行うことが一般的であり、アナログ方式の場合にはアナログ値のまま増幅器などを用いた補正とすることが一般的であるが、デジタルの場合の除算処理やアナログの場合の減衰器利用など他の方法によって前述の制御を実現するようにしてもよい。

システム制御手段８２は、制御入力手段２９より出力される入力補正量Ｃｉと、画像情報検出手段８１より出力される画像情報Ｄｔに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段８３、８４、８５およびＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのブライトネス制御手段７３、７４、７５に対して、予め設定された補正アルゴリズムに従って表示するために必要な補正量Ｃｌを出力する。このときＣｌはそれぞれの手段に対して並列で出力されてもよいし、シリアルデータとして出力されてもよい。また、アナログ制御方式においては、前記Ｃｌに並列アナログ信号を用いるようにしてもよい。

システム制御手段８２で使用する補正アルゴリズムについて、以下に例をあげて説明する。入力した画像信号の正味の画像が暗い画像であった場合、すなわち明るさ成分のヒストグラムで暗い成分の頻度が高い場合には、ブライトネスを低く制御し、ブライトネスを低くした分だけコントラストを高く制御することで、暗い部分の画像をより分解能を高くすることが可能である。コントラストを高く制御した場合には明るい部分が飽和することがあるが、このような場面では明るい部分が少ないため影響は小さい。

また別の例として、入力した画像信号の正味の画像が明るい画像であった場合、すなわち明るさ成分のヒストグラムで明るい成分の頻度が高かった場合には、ブライトネスを高く制御し、コントラストは飽和の発生しないように制御することで、明るい部分まで分解能を落とさずに表現することが可能である。

図８および前述した説明においてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのコントラスト制御手段の前に画像情報検出手段８１を直列的に配置した場合について説明したが、図９に示すように並列的に配置することも可能であり、その場合にも動作は同様であるため、ここでは説明を省略する。

また、画像検出手段８１をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれにコントラスト補正手段の後ろに配置することも可能であり、その場合には検出した画像情報に対し、各コントラスト制御手段で補正した補正量を差し引いて処理を行えばよい。

さらに、前記説明では第２の実施の形態を元とした説明を行ったが、第１の実施の形態を元にした構成も可能であり、その場合の動作も上記説明と同様となるためここでは詳細の説明を省略する。

このように、図１に示す画像表示システムにおいて、制御手段の性能を高めることなくコントラストやブライトネスの制御の分解能を高めることができ、これによって低価格に高精度な明るさの補正が可能な画像表示システムを提供することができる。また入力した画像信号の内容によって自動的に各明るさ成分の制御量を変えて表現するようにしたため、どのような入力画像においても高い分解能を維持することが可能である。

なお、前述した説明では、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量を各色について予め記憶手段に記憶しておき、入力された補正量に対応する制御量を記憶手段から読み出して、コントラスト制御手段及びブライトネス制御手段に対して出力する構成を説明したが、記憶手段には重み量のみを記憶しておき、この重み量に基づいて制御量を演算によって求め、演算によって求めた制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力するようにしてもよい。また、記憶手段を設けずに入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量を演算のみによって求め、この制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力するようにしてもよい。

本発明の一実施形態の基本構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。コントラストの制御方法を示す説明図である。ブライトネスの制御方法を示す説明図である。システム制御手段２８内に予め記憶される各色毎の制御量を示す説明図である。システム制御手段２８内に予め記憶される各色毎の制御量を示す説明図である。図１に示す画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置１３の構成を示すブロック図である。従来技術による画像表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１・・・画像信号発生装置、１２・・・画像信号発生手段、１３・・・画像表示装置、２１・・・入力処理手段、２２、８３・・・Ｒコントラスト制御手段、２３、８４・・・Ｇコントラスト制御手段、２４、８５・・・Ｂコントラスト制御手段、２５、７３・・・Ｒブライトネス制御手段、２６、７４・・・Ｇブライトネス制御手段、２７、７５・・・Ｂブライトネス制御手段、２８、７１、８２・・・システム制御手段、２９・・・制御入力手段、２Ａ、７２・・・表示処理手段、２Ｂ、７６・・・表示手段、８１、９１・・・画像情報検出手段

Claims

画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、
入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、
明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、
前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段に対して出力する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、
入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、
明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、
前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、
入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段と、
明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、
前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段は、各色毎に直列に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記ブライトネス制御手段は、前記表示手段の明るさ制御することによりブライトネスの制御を行うことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の画像表示装置。
画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、
前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、
明るさの補正量を入力する補正量入力手段と、
前記画像信号入力手段において入力した画像信号の明るさ特性を検出する画像情報検出手段と、
前記入力された補正量と前記画像信号の明るさ特性に基づく制御量を求め、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量が各色について予め記憶された記憶手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、
前記入力された補正量に対応する各色の制御量を前記記憶手段から読み出して、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程と
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段と、入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重み量が各色について予め記憶された記憶手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、
前記入力された補正量に対応する各色の重み量を前記記憶手段から読み出し、この重み量に基づいて制御量を演算によって求め、この制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程と
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、
入力される補正量毎に、各色の明るさへの寄与率を考慮した重みが加えられた制御量を演算によって求め、この制御量を前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程と
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する画像の画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のコントラストを制御するコントラスト制御手段と、前記画像信号の色成分毎に、入力される制御量に基づいて前記表示手段のブライトネスを制御するブライトネス制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
明るさの補正量を入力する補正量入力過程と、
前記画像信号入力手段において入力した画像信号の明るさ特性を検出する画像情報検出過程と、
前記入力された補正量と前記画像信号の明るさ特性に基づく制御量を求め、前記コントラスト制御手段及び前記ブライトネス制御手段に対して出力する制御過程と
を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。