JP2006071938A - 自動画像補正回路 - Google Patents

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Abstract


【課題】 自動的に画像補正を行う自動画像補正回路において、複数ブロックの処理回路により高速かつ適切に画像補正を行う。
【解決手段】 自動画像補正回路は、入力画像データを複数の画像補正ブロックによって画像補正を行う。画像補正ブロックは、入力画像データの階調値に基づいて総和データを算出し、総和データを総計して算出された統計値に基づいて画像補正を行う。これにより、自動画像補正回路は、高速処理が可能となると共に、表示される画像において画像補正の違いを生じさせない。なお、自動画像補正回路は、入力画像データが異なる画像で構成されている場合には、統計値を総計することなく、異なる統計値を用いて画像補正を行ってもよい。これにより、画像データの各々の性質や内容に適した画像補正を行うことができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、取得した画像データに対して自動的に画像補正を行う自動画像補正回路に関する。
入力される画像データに対して自動的に画像補正を行う自動画像補正回路が知られている。自動画像補正回路は、取得した画像データの輝度や彩度などの統計値を算出し、この統計値を用いて現在入力されている画像に適した画像補正を行う回路である。自動画像補正回路は、画像補正としてレベル補正やガンマ補正やコントラスト補正などを行い、表示される画像を強調(エンハンス)する。
ここで、画面サイズがUXGA(1600×1200画素)の画像表示装置に対しては例えば165MHzのドットクロックで高速な画像データが入力されるが、通常の自動画像補正回路の処理速度は40MHz程度であるため、上記のような画像表示装置に自動画像補正回路を搭載してもその処理速度が追いつかない。即ち、上記のように高速な画像データの自動画像補正処理には、通常の自動画像補正回路の処理速度の4倍以上の処理速度が要求されるため、自動画像補正回路内のシリコンウェハの動作スピードを向上させるだけでは対応できない。さらに、上記のUXGAにおいては2グループに分割された画像データが別々に2系統で入力される場合があるので、従来の自動画像補正回路のように1ブロックのみの処理回路で処理を行うのは得策ではなかった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、自動的に画像補正を行う自動画像補正回路において、複数ブロックの処理回路により高速かつ適切に画像補正を行うことを課題とする。
本発明の1つの観点では、自動画像補正回路は、入力画像データの階調値に基づいて総和データを算出する総和データ算出手段、及び、統計値に基づいて前記入力画像データを補正する画像補正手段と、を有する複数の画像補正ブロックと、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データに基づいて前記統計値を算出し、前記複数の画像補正ブロックに供給する統計値算出手段と、を備える。
上記の自動画像補正回路は、静止画や動画などの入力画像データを自動的に画像補正する回路である。自動画像補正回路は、入力画像データを複数の画像補正ブロックによって画像補正を行う。画像補正ブロックは、入力画像データの階調値に基づいてヒストグラム、輝度総和、及び彩度総和(以下、これら3つをまとめて「総和データ」と呼ぶ。)を算出し、統計値算出手段から入力される統計値に基づいて入力画像データを画像補正する。統計値算出手段は、画像補正ブロックで算出された総和データに基づいて統計値を算出する。以上により、自動画像補正回路は、複数の画像補正ブロックによって入力画像データを画像補正するため、高速に画像補正することが可能となる。
上記の自動画像補正回路の一態様では、前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出する。
この態様では、統計値算出手段は、複数の画像補正ブロックで算出された総和データを総計して統計値を算出し、この統計値を画像補正ブロックに供給する。即ち、自動画像補正回路は、総計して同一の値にした統計値に基づいて画像補正を行う。これにより、自動画像補正回路は、入力画像データに対して複数の画像補正ブロックによって画像補正を行っても、表示される画像において画像補正の違いは生じない。例えば、表示される画像において、異なる画像補正ブロックで画像補正された画像データの境目に筋などが入っているように見えることはない。
上記の自動画像補正回路の他の一態様では、前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データの各々に基づいて統計値を算出し、それぞれ対応する前記画像補正ブロックに供給する。
この態様では、統計値算出手段は、複数の画像補正ブロックから出力される総和データの各々に基づいて統計値を算出し、算出された複数の統計値を対応する画像補正ブロックに供給する。即ち、算出された複数の統計値は、複数の画像補正ブロックの各々から算出された総和データに基づいた値となる。言い換えると、複数の画像補正ブロックに入力される統計値は、各々で異なる値となる。例えば、入力画像データが異なる画像データによって構成されている場合には、複数の画像補正ブロックは、異なる画像データの各々から算出される統計値を用いて画像補正を行う。これにより、自動画像補正回路は、異なる画像データ各々の性質や内容に適した画像補正を行うことができる。
上記の自動画像補正回路の他の一態様では、前記統計値算出手段は、外部からの制御信号に応じて統計値総計モードと統計値独立モードで動作し、前記統計値総計モードでは、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出して前記複数の画像補正ブロックに供給し、前記統計値独立モードでは、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データに基づいて独立に統計値を算出して、対応する前記画像補正ブロックに供給する。
この態様では、自動画像補正回路は、外部からの制御信号に応じた画像補正を行う。制御信号は、入力画像データの性質や内容に関する情報を含む信号であり、例えばテレビ電話などの複数画面同時画像表示を指定する情報などが含まれている。これにより、自動画像補正回路は、入力画像データの性質や内容に適した画像補正を行うことができる。
上記の自動画像補正回路の他の態様では、前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックのうちの一部の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出する。
この態様では、自動画像補正回路は、一部の画像補正ブロックから出力される総和データを総計した統計値を用いて、入力画像データの全てに対して画像補正を行うことができる。例えば、入力画像データの一部の画像データを特に効果的に画像補正したい場合などには、他の部分の画像データから算出される統計値に影響を受けることなく、当該一部の画像データを適切に画像補正することが可能となる。また、入力画像データが画面全体で変化の少ないものであった場合には、自動画像補正回路は、全ての画像データから総和データと統計値を算出しないで、一部の画像データから算出された統計値を用いて全ての画像データを画像補正することができる。
好適には、前記総和データ算出手段は、前記入力画像データの一部であるサンプリングエリア内の前記階調値に基づいて前記総和データを算出する。一部のサンプリングエリア内の階調値のみに基づいて総和データ及び統計値を算出することにより、自動画像補正回路は迅速な処理を行うことができる。
更に、好適には、自動画像補正回路は、外部から取得した画像データを、複数の前記入力画像データに分割して前記複数の画像補正ブロックに供給する画像分割手段をさらに備える。例えば、画像分割手段は、取得した画像データを交互に画像補正ブロックに供給したり、取得した画像データの画面の上半分と下半分とに分割した画像データを画像補正ブロックに供給することができる。
上記の自動画像補正回路は、画像表示部を備える電子機器に好適に適用することができる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
[自動画像補正回路の構成]
本発明の実施形態に係る自動画像補正回路100について、図1を用いて説明する。図1は、自動画像補正回路100の概略構成を示すブロック図である。
自動画像補正回路100は、主に、LVDS(Low Voltage Differential Signal)受信部11と、ホストI/F12と、レジスタ部13と、統計値算出部17と、画像補正ブロック50a、50bと、マルチプレクサ(Multi Plexer)21と、を備えている。
自動画像補正回路100は、静止画や動画などの画像データを取得し、これらの画像データをフレームごとに自動的に画像補正する回路である。自動画像補正回路100は、主に、表示される画像を強調(エンハンス)する画像補正を行う。なお、自動画像補正回路100は、画像表示部を備えた電子機器などに搭載することができる。例えば、画像表示部として液晶パネルなどを備える携帯電話や携帯型端末において、画像表示部に表示画像データを供給する画像処理部や、液晶パネルのドライバ内部などに設けることができる。また、自動画像補正回路100は電子機器が備えるCPUから同期信号SY1(垂直同期信号と水平同期信号を含む)を取得し、自動画像補正回路100内の処理部は同期信号SY1に対応するタイミングにて処理を行う。この同期信号SY1は、上記の画像表示部にも供給される。
LVDS受信部11は、自動画像補正回路100が処理すべき画像データd1と、自動画像補正回路100内で処理を行う際に基準となるクロック信号CLK1と、を外部から取得する。LVDS受信部11は、画像データd1が高速で入力される場合にフルスイングの電圧でデータを出力すると回路内に電磁波障害(EMI障害)が生じてしまうために、小さいスイングの電圧に抑えたデータを出力する。なお、入力される画像データd1はRGB形式のデータであり、例えば24ビット/画素のデータである。
LVDS受信部11は、入力される画像データd1を分割し、分割した画像データd2aと画像データd2bをそれぞれ画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50bに供給する。また、LVDS受信部11は、クロック信号CLK2aとクロック信号CLK2bも画像補正ブロック50a、50bに供給する。以上のように、LVDS受信部11は画像分割手段として機能する。
なお、LVDS受信部11は、2グループに分割された画像データを2系統にて取得することもでき、この場合には画像データを分割せずに画像補正ブロック50a、50bに画像データd2a、d2bを供給する。また、画像データd1を単一のLVDS受信部11にて取得する構成に限定はされず、複数のグループに分割された画像データを複数のLVDS受信部にて取得するように自動画像補正回路100を構成してもよい。
ホストI/F12は、画像補正を行う際に用いられる設定値S1と、設定値の記録を行う際に用いるクロック信号CLK11と、を外部(例えば、自動画像補正回路100が搭載される電子機器内のCPUなど)から取得する。設定値は、画像補正を行う範囲や画像補正を行う強さ(レベル)などを決める情報であり、ユーザなどにより変更されない限り変わらない。上記の設定値S1は、ユーザなどによって変更された新たな設定値に対応する。ホストI/F12は、クロック信号CLK11を利用して、変更された新たな設定値S1をレジスタ部13に記録する。この場合、ホストI/F12は、設定値S2とクロック信号CLK12をレジスタ部13に供給する。
レジスタ部13は、ホストI/F12から設定値S2とクロック信号12を取得すると共に、同期信号SY2を取得する。同期信号SY2も、自動画像補正回路100が搭載される電子機器内のCPUなどから供給される。レジスタ部13は、レジスタを有しており、レジスタ内に前述した設定値を記憶している。そして、レジスタ部13は、供給される同期信号SY2のタイミングにて、記憶している設定値を出力する。また、ユーザなどにより設定値の変更があった場合には、レジスタ部13は、ホストI/F12から供給されるクロック信号CLK12のタイミングにて、変更された新たな設定値S2を取得する。この場合、レジスタ部13は、クロック信号CLK12のタイミングにて変更された設定値S2を出力せずに、上記の同期信号SY2のタイミングにて変更された設定値S2を出力する。よって、1フレームの画像データが異なる設定値にて画像補正されることはない。レジスタ部13は、画像補正ブロック50a、50b内の複数の処理部、及びマルチプレクサ21に設定値を出力する。
本実施形態に係る自動画像補正回路100は、2グループに分割された画像データd2a、d2bを画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50bの2ブロックにて画像補正を行う。即ち、自動画像補正回路100は、取得した画像データd1を複数ブロックによって画像補正を行う。具体的には、画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50bは、入力された画像データd2a、d2bの各々に対して階調値のヒストグラム、輝度総和、及び彩度総和(即ち、「総和データ」)を算出し、総和データを統計値算出部17に供給する。統計値算出部17は、総和データから画像データの統計値を算出し、算出した統計値を画像補正ブロック50a、50bのそれぞれに供給する。そして、画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50bは、統計値算出部17から供給された統計値に基づいて補正量を求め、この補正量を用いて画像データに対して画像補正を行う。画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50bにて画像補正された画像データd6a、d6bは、マルチプレクサ21に供給される。なお、画像補正ブロック50a、50b内の詳細な画像処理については後述する。
マルチプレクサ21は、2つの画像データd6a、d6bを1つにまとめた画像データd7を生成し、生成した画像データd7を図示しない画像表示部(LCDパネルなど)に出力する。この場合、マルチプレクサ21は、レジスタ部13より供給される設定値Set4に基づいて処理を行う。そして、図示しない画像表示部は、マルチプレクサ21から供給される画像データd7を表示する。
なお、自動画像補正回路100は、2つの画像データd6a、d6bを1つにまとめることなく、2つの画像データを画像表示部に出力してもよい。この場合には、自動画像補正回路100はマルチプレクサ21を有しなくてもよく、画像補正ブロック50a、50bから出力される画像データd6a、d6bが、そのまま画像表示部に供給される。
次に、画像補正ブロック50a、50b、及び統計値算出部17にて実行される画像処理を詳細に説明する。
画像補正ブロック50aは、YUV変換部15aと、総和データ算出部16aと、補正量算出部18aと、画像補正部19aと、RGB変換部20aと、を備えている。同様に、画像補正ブロック50bは、YUV変換部15bと、総和データ算出部16bと、補正量算出部18bと、画像補正部19bと、RGB変換部20bと、を備えている。
YUV変換部15a、15bには、それぞれ画像データd2a、d2bと、クロック信号CLK2a、CLK2bと、が入力される。YUV変換部15a、15bは、RGB形式の画像データd2a、d2bをYUV形式に変換する(YUV変換)。YUV変換部15a、15bは、YUV変換した画像データd3a、d3bを画像補正部19a、19bに供給すると共に、YUV変換した画像データd4a、d4bを総和データ算出部16a、16bに供給する。なお、YUV変換部15a、15bは、画面の一部の領域(後述するサンプリングエリア)を抽出したデータを画像データd4a、d4bとして総和データ算出部16a、16bに供給することができる。
総和データ算出部16a、16bは、取得した画像データd4a、d4bに係る総和データを算出する。具体的には、総和データ算出部16a、16bは、階調値のヒストグラムを生成すると共に、輝度総和と彩度総和を算出する。また、総和データ算出部16a、16bは、供給される同期信号SY3a、SY3bのタイミングにてフレーム期間中に上記の処理を行う。このように算出された総和データSum_a、Sum_bは、統計値算出部17に出力される。以上のように、総和データ算出部16a、16bは、総和データ算出手段として機能する。
統計値算出部17は、取得した総和データSum_a、Sum_bに基づいて、画像データd4a、d4bの輝度及び彩度に係る統計値を算出する。具体的には、統計値算出部17は統計値として、輝度の最大値/最小値と、輝度及び彩度の平均値と、輝度の標準偏差と、を算出する。統計値算出部17は、供給される同期信号SY4のタイミングにて上記の処理を行うと共に、総和データ算出部16a、16bによる1つのフレームの処理が終了した後に処理を行う。
また、統計値算出部17は、レジスタ部13から供給される信号Set1に基づいて、総和データSum_a、Sum_bから統計値Sta_a、Sta_bを算出する。具体的には、信号Set1は、統計値算出部17が総和データ算出部16a及び16bから出力された総和データSum_a及びSum_bの各々を、後段の画像補正部19a、19bにおいて使用する統計値とする(以下、「統計値独立モード」とも呼ぶ。)か、それらの総計を画像補正部19a、19bにおいて使用する統計値とする(以下、「統計値総計モード」とも呼ぶ。)か、を示すモード情報を含んでいる。信号Set1が統計値総計モードを示している場合、統計値算出部17は、総和データSum_a、Sum_bの各々から算出した統計値を総計した値を統計値として出力する。この場合、統計値算出部17から出力される統計値Sta_aと統計値Sta_bは同一の値となる。このように総計して同一の値にされた統計値を画像補正に用いることにより、画像補正ブロック50a、50bにて別個に算出された統計値が異なる場合であっても、画像補正ブロック50a、50bにおいて実行される画像補正に相違は生じない。即ち、自動画像補正回路100は、分割された画像データに対して複数ブロックにて画像補正を行っても、各々の画像データに対して同一の統計値に基づいて画像補正を行っているため、表示される画像において、分割された画像データの境目に筋などが生じることはない。
一方、信号Set1が統計値独立モードを示している場合、統計値算出部17は、総和データSum_a、Sum_bの各々から算出された統計値をそれぞれ画像補正部19a及び19bへ出力する。即ち、統計値算出部17は、総和データSum_a及びSum_bの各統計値を総計しない。よって、統計値算出部17から出力される統計値Sta_aと統計値Sta_bは異なる値となる。例えば、テレビ電話などにて送信側の画像と受信側の画像を同時に表示させる場合(即ち、複数画面同時表示を行う場合)には、上記の2つの画像データから算出された統計値Sta_a、Sta_bを総計することなく、そのまま画像補正に用いる。これにより、自動画像補正回路100は、送信側の画像と受信側の画像の各々に対して適切な画像補正を行うことが可能となる。以上のように、統計値算出部17は、統計値算出手段として機能する。
なお、信号Set1により統計値算出部17が統計値総計モードと統計値独立モードのいずれに設定されるかは、自動画像補正回路100が対象とする画像の性質、内容などに応じて当該自動画像補正回路100を搭載した電子機器などのCPUが決定し、それを示す信号をホストI/F12に供給する。例えば、CPUは通常の1つの画像データを表示する場合には統計値総計モードを指定するモード指定信号をホストI/F12に供給し、TV電話などのように異なる独立な2つの画像データを同時に表示する場合には統計値独立モードを指定するモード指定信号をホストI/F12に供給する。ホストI/F12は上記のモード指定信号に対応するレジスタ値をレジスタ部13に供給し、レジスタ部13はこのレジスタ値を信号Set1として統計値算出部17に供給する。
以上のように算出された統計値Sta_a、Sta_bは、補正量算出部18a、18bに供給される。補正量算出部18a、18bは、取得した統計値Sta_a、Sta_bに基づいて画像データに対して補正する強さ(即ち、補正量)を算出する。具体的には、補正量算出部18a、18bは、レベル補正係数と、ガンマ補正量と、コントラスト補正量と、彩度補正量と、を算出する。こうして算出された補正量に対応する信号Corr_a、Corr_bは、画像補正部19a、19bに出力される。なお、補正量算出部18a、18bは、補正量の算出と同時に、画像データに対してシーン検出も行う。また、補正量算出部18a、18bは、レジスタ部13から供給される設定値Set2a、2bに基づいて統計値を算出する。
画像補正部19a、19bには、レジスタ部13から供給される設定値Set3a、Set3bと、補正量算出部18a、18bから供給される補正量Corr_a、Corr_bと、YUV変換部15a、15bにてYUV変換された画像データd3a、d3bと、が供給される。画像補正部19a、19bは、画像データd3a、d3bに対して、補正量Corr_a、Corr_b及び設定値Set3a、Set3bに基づいて画像補正を行う。具体的には、画像補正部19a、19bは、レベル補正と、ガンマ補正と、コントラスト補正と、彩度補正と、を画像データd3a、d3bに対して行う。こうして画像補正された画像データd5a、d5bは、RGB変換部20a、20bに出力される。以上のように、画像補正部19a、19bは、画像補正手段として機能する。
RGB変換部20a、20bは、供給されたYUV形式の画像データd5a、d5bをRGB形式のデータに変換する(即ち、「RGB変換」)。RGB変換部20a、20bは、RGB変換した画像データd6a、d6bをマルチプレクサ21に供給する。そして、マルチプレクサ21は、2つの画像データd6a、d6bを1つにまとめた画像データd7を出力する。
このように、本実施形態に係る自動画像補正回路100は複数ブロックにて画像補正を行うため、情報量の多い画像データに対しても高速処理することが可能となる。また、自動画像補正回路100は、統計値算出部17の動作モードが統計値総計モードに設定されている場合には、ブロックごとに算出した統計値を総計した値を用いて画像補正を行うため、表示される画像において、分割された画像の間で画像補正の違いが生じることはない。一方、自動画像補正回路100は、統計値算出部17の動作モードが統計値独立モードに設定されている場合は、ブロックごとに算出された統計値を用いて、分割された画像の各々に適した別個の画像補正を行う。以上より、自動画像補正回路100は、複数の画像補正ブロックにて、入力される画像データに対応するモードで適切な画像補正を行うことができる。
[画像補正方法]
以下では、本実施形態に係る自動画像補正回路100が行う画像補正方法について図2乃至6を用いて説明する。
(第1の画像補正方法)
図2は、第1の画像補正方法を説明するための図である。図2(a)は、自動画像補正回路100に入力される画像データGI1(図1中の画像データd1に対応する)を示している。具体的には、画像データGI1は、画像データGI1aと画像データGI1bとに1画面が上下に2分割されている。この場合、画像データGI1aは画像補正ブロック50aに入力され、画像データGI1bは画像補正ブロック50bに入力される。本例では、1画面の画像データを2つの画像補正ブロック50a、50bにより処理するので、統計値算出部17は統計値総計モードで動作する。
図2(b)は、画像補正ブロック50a、50bが画像補正を行う際に使用する統計値算出の対象とする領域Samp1(以下、単に「サンプリングエリア」と呼ぶ)を示している。サンプリングエリアSamp1は、サンプリングエリアSamp1a、Samp1bから成る。この場合、画像補正ブロック50aの総和データ算出部16aはサンプリングエリアSamp1a内の画像データを用いて総和データSum_aを算出し、統計値算出部17へ供給する。また、画像補正ブロック50bの総和データ算出部16bはサンプリングエリアSamp1b内の画像データを用いて総和データSum_bを算出し、統計値算出部17へ供給する。統計値算出部17は総和データSum_a及びSum_bの総計に基づいて同一の統計値Sta_aと統計値Sta_bを補正量算出部18a及び18bへそれぞれ出力する。即ち、画像補正ブロック50a及び50bは、サンプリングエリアSamp1全体の統計値に基づいて各々画像補正を行う。なお、サンプリングエリアSamp1を画像全体ではなく、図2(b)に示すように画像の中心領域のみとする理由は、通常観察者は画像の中心領域を見ることが多いため、その領域の画像データに基づいて画像補正を行うことが効果的だからである。
図2(c)は、自動画像補正回路100から出力される画像データGO1を示している。画像データGO1は、画像データGO1a、GO1bから成る。画像データGO1aは、画面の上方向に位置する画像データであり、画像補正ブロック50aにて画像補正されたものである(図1中の画像データd6aに対応する)。画像データGO1bは、画面の下方向に位置する画像データであり、画像補正ブロック50bにて画像補正されたものである(図1中の画像データd6bに対応する)。画像データGO1a、GO1bは、サンプリングエリアSamp1a、Samp1bの各々から算出された統計値を総計した値を用いて画像補正されている。これにより、画像データGO1a、GO1bにおいては、画像補正の違いは生じない。例えば、異なる統計値に基づいて画像データGI1aとGI1bの輝度を補正した結果、図2(c)における画像データGO1aと画像データGO1bとの境目に筋が入っているように見える等の不具合は生じない。なお、自動画像補正回路100は、画面の上下で2分割された画像データGO1a、GO1bをそのまま画像表示部に出力してもよいし、画像データGO1a、GO1bをマルチプレクサ21が1つにまとめた画像データを出力してもよい。
(第2の画像補正方法)
次に、図3及び図4を用いて第2の画像補正方法を説明する。
図3は、第2の画像補正方法を説明するための図である。図3(a)は、自動画像補正回路100に入力される画像データGI2(図1中の画像データd1に対応する)を示している。この場合、1画面分の画像データGI2が自動画像補正回路100に入力され、LVDS受信部11は画像データGI2を2分割した画像データGI2a、GI2b(図1中の画像データd2a、d2bに対応する)をYUV変換部15a、15bに供給する。詳しくは、LVDS受信部11は、画像データGI2をドットクロックの奇数番目と偶数番目とに2分割する。ドットクロックの奇数番目に対応する画像データGI2aは画像補正ブロック50aに入力され、ドットクロックの偶数番目に対応する画像データGI2bは画像補正ブロック50bに入力される。なお本例では、1画面の画像データを2つの画像補正ブロック50a、50bにより処理するので、統計値算出部17は統計値総計モードで動作する。
ここで、画像補正ブロック50a、50bに分割された画像データGI2が入力される様子を、図4を用いて説明する。図4は、画像補正ブロック50a、50b内に入力される画像データ及びクロック信号のタイムチャートを示す図である。図4(a)は、LVDS受信部11に入力されるクロック信号CLK1を示し、図4(b)は、LVDS受信部11に入力される画像データd1(画像データGI2に対応する)を示している。LVDS受信部11には、クロック信号CLK1のタイミングにて画像データd1が入力されている。図4(c)は、画像補正ブロック50aのYUV変換部15aに入力されるクロック信号CLK2aを示しており、図4(d)は、YUV変換部15aに入力される画像データd2a(画像データGI2aに対応する)を示している。YUV変換部15aには、クロック信号CLK2aのタイミングにて画像データd2aが入力されている。図4(e)は、画像補正ブロック50bのYUV変換部15bに入力されるクロック信号CLK2bを示しており、図4(f)は、YUV変換部15bに入力される画像データd2b(画像データGI2bに対応する)を示している。YUV変換部15bには、クロック信号CLK2bのタイミングにて画像データd2bが入力されている。
図4(b)に示すように、LVDS受信部11には、画像データA1→画像データA1に隣接する画像データA2→画像データA2に隣接する画像データA3…→画像データA6に隣接する画像データA7…の順に画像データd1が入力される。このとき、YUV変換部15aには、図4(d)に示すように、画像データd1の画像データA1→画像データA3→画像データA5…が入力される。即ち、画像補正ブロック50aには、画像データd1のドットクロックの奇数番目に対応するデータが入力されることになる。一方、図4(f)に示すように、YUV変換部15bには、画像データd1の画像データA2→画像データA4→画像データA6…が入力される。即ち、画像補正ブロック50bには、画像データd1のドットクロックの偶数番目に対応するデータが入力されることになる。このように、画像補正ブロック50a、50bは、ドットクロックの奇数番目のデータと偶数番目のデータに分割された画像データd2a、d2bをLVDS受信部11から取得する。
図3に戻って、第2の画像処理方法についての説明を再開する。図3(b)は、画像補正ブロック50a、50bが画像補正を行う際に使用する統計値算出の対象とするサンプリングエリアSamp2を示している。具体的には、画像補正ブロック50aは、サンプリングエリアSamp2内の、ドットクロックの奇数番目に対応する画像データを用いて総和データSum_aを算出し、統計値算出部17へ供給する。また、画像補正ブロック50bの総和データ算出部16bはサンプリングエリアSamp2内の、ドットクロックの偶数番目に対応する画像データを用いて総和データSum_bを算出し、統計値算出部17へ供給する。統計値算出部17は総和データSum_a及びSum_bの総和に基づいて同一の統計値Sta_aと統計値Sta_bを補正量算出部18a及び18bへそれぞれ出力する。即ち、画像補正ブロック50a及び50bは、サンプリングエリアSamp1全体の統計値に基づいて各々画像補正を行う。
図3(c)は、自動画像補正回路100から出力される画像データGO2を示している。画像データGO2は、画像データGO2a、GO2bから成る。画像データGO2aはドットクロックの奇数番目に対応する画像データであり、画像補正ブロック50aにて画像補正されたものである(図1中の画像データd6aに対応する)。また、画像データGO2bはドットクロックの偶数番目に対応する画像データであり、画像補正ブロック50bにて画像補正されたものである(図1中の画像データd6bに対応する)。画像データGO2a、GO2bも、サンプリングエリアSamp2から算出された統計値を総計した値を用いて画像補正が行われているため、画像補正の違いは生じない。例えば、異なる統計値に基づいて画像データGI2aとGI2bの輝度を補正した結果、図3(c)における画像データGO2aとGO2bの間に筋が入っているように見える等の不具合は生じない。なお、自動画像補正回路100は、マルチプレクサ21が奇数番目及び偶数番目に対応する画像データGO2a、GO2bを1つにまとめて画像表示部に出力してもよいし、画像データGO2a、GO2bを1つにまとめることなくそのまま出力してもよいし、或いは画像データGO2a、GO2bを1つにまとめた画像データを更に画面の上下に2分割した画像データを画像表示部に出力してもよい。
(第3の画像補正方法)
次に、図5を用いて第3の画像補正方法を説明する。
第3の画像補正方法は、例えばテレビ画像などに用いられるNTSC信号を自動画像補正回路100が処理する場合に実行される画像補正方法である。このような場合は、自動画像補正回路100は、インターレースにて画像データを取得する。具体的には、図5(a)に示すような画像データGI3aが、まず1stフィールド画像として自動画像補正回路100に入力される。画像データGI3aは、画面の横方向の奇数ラインの画像データGI3aaから構成されている。画像データGI3aの入力が完了した後に、図5(b)に示すような画像データGI3bが、2ndフィールド画像として自動画像補正回路100に入力される。画像データGI3bは、画面の横方向の偶数ラインの画像データGI3baから構成されている。上記のように画像データがインターレースで入力される場合、LVDS受信部11は、入力される画像データGI3a及び画像データGI3bを分割し、分割した画像データを画像補正ブロック50a、50bのそれぞれに供給する。例えば、LVDS受信部11は、1stフィールド画像である画像データGI3aを交互に画像補正ブロック50a及び50bに供給し、続いて、2ndフィールド画像である画像データGI3bを交互に画像補正ブロック50a及び50bに供給する。なお本例では、1画面の画像データを2つの画像補正ブロック50a、50bにより処理するので、統計値算出部17は統計値総計モードで動作する。
図5(c)は、画像補正ブロック50a、50bが画像補正を行う際に使用する統計値算出の対象とするサンプリングエリアSamp3を示している。例えば、画像補正ブロック50aは、サンプリングエリアSamp3内の画像データを用いて総和データSum_aを算出し、統計値算出部17へ供給する。また、画像補正ブロック50bの総和データ算出部16bもサンプリングエリアSamp3内画像データを用いて総和データSum_bを算出し、統計値算出部17へ供給する。統計値算出部17は総和データSum_a及びSum_bの総和に基づいて同一の統計値Sta_aと統計値Sta_bを補正量算出部18a及び18bへそれぞれ出力する。即ち、画像補正ブロック50a及び50bは、サンプリングエリアSamp3全体の統計値に基づいて各々画像補正を行う。
図5(d)は、自動画像補正回路100から出力される画像データGO3を示している。画像データGO3は、画像データGO3a、GO3bから成る。画像データGO3a、GO3bは、画像補正ブロック50a、50bの両方にて処理された後の画像データGI3aを示している。画像データGO3a、GO3bも、画像補正ブロック50a、50bのそれぞれにて算出された統計値を総計した値を用いて画像補正が行われているので、異なる統計値に基づいて画像データGI3aとGI3bの輝度を補正した結果、図5(d)における画像データGO3aとGO3bの間に筋が入っているように見える等の不具合は生じない。
(第4の画像補正方法)
次に、図6を用いて第4の画像補正方法を説明する。
第4の画像補正方法は、複数画面同時画像表示などを行う際に実行される画像補正方法である。複数画面同時画像表示としては、例えばテレビ電話などにて受信側の画像データと送信側の画像データを同時に表示する場合などが挙げられる。具体的には、図6(a)に示すように画像データGI4は、送信側に対応する画像データGI4aと受信側に対応する画像データGI4bを含んでいる。画像データGI4aは画像補正ブロック50aに入力され、画像データGI4bは画像補正ブロック50bに入力される。なお本例では、複数の異なる画面の画像データを2つの画像補正ブロック50a、50bによりそれぞれ処理するので、統計値算出部17は統計値独立モードで動作する。
図6(b)は、画像補正ブロック50a、50bが画像補正を行う際に使用する統計値算出の対象とするサンプリングエリアSamp4を示している。サンプリングエリアSamp4は、サンプリングエリアSamp4a、Samp4bから成る。サンプリングエリアSamp4aは画像データGI4aのエリア内に完全に収まるように設定され、サンプリングエリアSamp4bは画像データGI4bのエリア内に完全に収まるように設定されている。この場合、画像データGI4aが入力される画像補正ブロック50aは、サンプリングエリアSamp4a内の画像データの統計値を用いて画像補正を行い、画像データGI4bが入力される画像補正ブロック50bは、サンプリングエリアSamp4b内の画像データの統計値を用いて画像補正を行う。
図6(c)は、自動画像補正回路100から出力される画像データGO4を示している。画像データGO4は、画像データGO4a、GO4bを含んでいる。画像データGO4aは、画像補正ブロック50aがサンプリングエリアSamp4a内の画像データの統計値のみを用いて画像データGI4aを画像補正したデータである。また、画像データGO4bは、画像補正ブロック50bがサンプリングエリアSamp4b内の画像データの統計値のみを用いて画像データGI4bを画像補正したデータである。このようにテレビ電話などの複数画面同時表示に係る画像データが自動画像補正回路100に入力される場合、入力された画像データGI4a、GI4bはもともと異なる画像であるため、統計値算出部17は統計値独立モードに設定される。よって、画像補正ブロック50a、50bは画像データGI4a、GI4bから算出された統計値を総計しない。即ち、自動画像補正回路100は、画像データGI4a、GI4bの各々に対して、各々対応するサンプリングエリアSamp4a及びSamp4bにおいて得られた統計値に基づいて、別個に画像補正を実行する。これにより、自動画像補正回路100は、画像データGI4a、GI4bの各々に適した画像補正を行うことができる。なお、上記のようにテレビ電話などにて受信側の画像データと送信側の画像データを同時に表示する場合は、各画像補正ブロック50a及びb50bの処理速度に応じて、処理する画像データのフレームレートを下げるようにしてもよい。
[変形例]
次に、本発明の変形例に係る自動画像補正回路100aについて、図7を用いて説明する。
図7は、自動画像補正回路100aの概略構成を示すブロック図である。自動画像補正回路100aも、自動画像補正回路100と同様に、2ブロックにて分割された画像データに対して別個に画像補正する回路である。以下では、上記した自動画像補正回路100と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
自動画像補正回路100aは、画像補正ブロック50bの代わりに画像補正ブロック50cを有する点で自動画像補正回路100と異なる。具体的には、画像補正ブロック50cは入力される画像データd2bに基づいて補正量を算出せずに、画像補正ブロック50aから供給される補正量Corr_cを用いて画像補正を行う。詳しくは、画像補正ブロック50cは、画像補正ブロック50bと異なり、総和データ算出部16bと補正量算出部18bを有しておらず、総和データSum_b、統計値Sta_b、及び補正量Corr_bを算出しない。即ち、画像補正ブロック50cは、画像補正ブロック50aの補正量算出部18aにて算出された補正量Corr_aと同一の値である補正量Cor_cを用いて画像補正を行う。つまり、自動画像補正回路100aは、2分割された画像データの一方の画像データの統計値のみから補正量を算出し、1つの補正量を用いて2分割された画像データの両方を画像補正する。
具体的には、画像補正ブロック50a、50bが異なる位置にあるサンプリングエリアを用いる場合、例えば図2(a)中の画像データGI1aのみを特に効果的に画像補正したい場合には、サンプリングエリアSamp1a、1bの両方から補正量を算出しない。この場合には、サンプリングエリアSamp1a内の画像データのみから統計値などを算出することにより、サンプリングエリアSamp1b内の画像データに影響を受けることなく、画像データGI1aを適切に画像補正することが可能となる。また、上記の処理は、図6に示したようなTV電話に係る画像を画像補正する際に、受信側の画像データGI4bのみを画像補正すればよい場合などにも有効な処理となる。
更に、図2(b)、図3(b)及び図5(c)に示したように、2つの画像補正ブロック50a、50bが概ね同一の位置にあるサンプリングエリアを用いる場合には、画像補正ブロック50a、50bから算出された統計値は概ね同一の値となる可能性が比較的高い。この場合は、画像補正ブロック50a、50bの両方から統計値を求めるのではなく、一方の画像補正ブロックのみから算出された統計値を画像補正に用いることとしても大きな誤差は生じない場合もある。これにより、算出された複数の統計値を総計する処理を省くことができるため、画像補正に要する時間を削減することが可能となる。
なお、自動画像補正回路100において、統計値を算出するまでの画像補正ブロック50bにおける処理、具体的には総和データ算出部16bの処理を停止し、統計値算出部17において統計値を総計する際に画像補正ブロック50bの総和データ算出部16bが総和データSum_bとして「0」を出力するようにすれば、上記した自動画像補正回路100aと実質的に同一の処理が行われることになる。
また、入力される画像データに応じて、画像補正ブロック50b内が上記の処理を実行するように切替え可能に自動画像補正回路100を構成してもよい。例えば、入力された画像データd1が画面全体で変化の少ない画像である場合には複数ブロックにて複数の統計値を算出する必要がないため、画像補正ブロック50b内の処理を停止することにより、処理を簡略化することができる。
なお、上記した自動画像補正回路100、100aでは2ブロック(画像補正ブロック50aと画像補正ブロック50b/50c)で画像補正を行っているが、本発明の適用はこれに限定はされず、3つ以上のブロックにて画像補正を行ってもよい。例えば、自動画像補正回路を3ブロックで構成し、各ブロックでカラー画像データのRGBデータ成分をそれぞれ処理することとしてもよい。また、自動画像補正回路を4ブロックで構成し、上述の第2の画像補正方法のようにドットクロックの奇数番目と偶数番目で2つの画像データに分割し、各々をさらに2つずつのブロックで処理することとしてもよい。また、同様に自動画像補正回路を4ブロックで構成し、上述の第3の画像補正方法のように、インターレース方式の画像データを1stフィールド画像と2ndフィールド画像の2つの画像データに分割し、各々をさらに2つずつのブロックで処理することとしてもよい。
[電子機器]
次に、本発明の自動画像補正回路100、100aを適用した電子機器の例について説明する。図8は、本発明を適用した電子機器の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、画像表示部としての液晶表示装置700と、これを制御する制御手段410とを有する。ここでは、液晶表示装置700を、パネル構造体403と、半導体ICなどで構成される駆動回路402とに概念的に分けて描いてある。本発明の自動画像補正回路100、100aは駆動回路402内に設けることができる。制御手段410は、表示情報出力源411と、表示情報処理回路412と、電源回路413と、タイミングジェネレータ414と、を有する。
表示情報出力源411は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ414によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの形で表示情報を表示情報処理回路412に供給するように構成されている。
表示情報処理回路412は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKとともに駆動回路402へ供給する。駆動回路402は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路413は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
次に、本発明を適用した電子機器の具体例について図9を参照して説明する。
まず、本発明に係る自動画像補正回路100、100aを、可搬型のパーソナルコンピュータ(いわゆるノート型パソコン)に適用した例について説明する。図9(a)は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ710は、キーボード711を備えた本体部712と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部713とを備えている。
続いて、本発明に係る自動画像補正回路100、100aを携帯電話機に適用した例について説明する。図9(b)は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機720は、複数の操作ボタン721のほか、受話口722、送話口723と、液晶表示装置を使用した表示部724を備える。
なお、本発明に係る自動画像補正回路100、100aを適用可能な電子機器としては他にも、液晶テレビ、テレビ電話などが挙げられる。
本発明の実施形態に係る自動画像補正回路の概略構成を示す図である。 第1の画像補正方法を説明するための図である。 第2の画像補正方法を説明するための図である。 画像補正ブロックに入力される画像データとクロック信号のタイムチャートである。 第3の画像補正方法を説明するための図である。 第4の画像補正方法を説明するための図である。 本発明の変形例に係る自動画像補正回路の概略構成を示す図である。 本発明の自動画像補正回路を適用した電子機器の回路ブロック図である。 本発明の自動画像補正回路を適用した電子機器の例である。
符号の説明
11 LVDS受信部、 12 ホストI/F、 16a、16b 総和データ算出部、 17 統計値算出部、 18a、18b 補正量算出部、 19a、19b 画像補正部、 21 マルチプレクサ、 50a、50b、50c 画像補正ブロック、 100、100a 自動画像補正回路

Claims (8)

  1. 入力画像データの階調値に基づいて総和データを算出する総和データ算出手段、及び、統計値に基づいて前記入力画像データを補正する画像補正手段と、を有する複数の画像補正ブロックと、
    前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データに基づいて前記統計値を算出し、前記複数の画像補正ブロックに供給する統計値算出手段と、を備えることを特徴とする自動画像補正回路。
  2. 前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出することを特徴とする請求項1に記載の自動画像補正回路。
  3. 前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データの各々に基づいて統計値を算出し、それぞれ対応する前記画像補正ブロックに供給することを特徴とする請求項1に記載の自動画像補正回路。
  4. 前記統計値算出手段は、外部からの制御信号に応じて統計値総計モードと統計値独立モードで動作し、
    前記統計値総計モードでは、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出して前記複数の画像補正ブロックに供給し、
    前記統計値独立モードでは、前記複数の画像補正ブロックから出力される総和データに基づいて独立に統計値を算出して、対応する前記画像補正ブロックに供給することを特徴とする請求項1に記載の自動画像補正回路。
  5. 前記統計値算出手段は、前記複数の画像補正ブロックのうちの一部の画像補正ブロックから出力される総和データを総計して前記統計値を算出することを特徴とする請求項1に記載の自動画像補正回路。
  6. 前記総和データ算出手段は、前記入力画像データの一部であるサンプリングエリア内の前記階調値に基づいて前記総和データを算出す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自動画像補正回路。
  7. 外部から取得した画像データを、複数の前記入力画像データに分割して前記複数の画像補正ブロックに供給する画像分割手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の自動画像補正回路。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の自動画像補正回路と、
    前記自動画像補正回路が画像補正を行った画像データを表示する画像表示部と、を備えることを特徴とする電子機器。
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