JP2007122013A - 表示画像補正装置、画像表示装置、表示画像補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画面の水平/垂直方向に対応する補正点にて求めた基準二次元補正量のデータの集合により、基準補正量テーブルを形成する。この基準補正量テーブルは、複数の輝度に対応させて複数を設けることはせずに、特定の1つの輝度のみに対応した1つのみとする。実際の補正にあっては、基準補正量テーブルから読み出した基準の二次元補正量データを、補正対象の映像信号の輝度に線形比例若しくは非線形比例させることで三次元補正量のデータを得る。そして、この三次元補正量のデータにより映像信号を補正する。
【選択図】図7
Description
つまり、映像信号に基づいて表示される画像についての所定要素の不均一性を補正するためのデータであって、基準となる映像信号のレベルに対応して求めた、画像における所定の水平/垂直位置の補正量を示すデータである基準補正量データを保持する保持手段と、画像における水平/垂直方向と明るさ方向に応じて映像信号の補正処理を行うもので、基準補正量データに基づいて求められる水平/垂直位置に対応する二次元補正量データを補正対象の映像信号のレベルに線形比例させて、または非線形比例させて得たとされる三次元補正量データに基づいて補正処理を行う補正手段とを備えて構成することとした。
先ず、本願発明による画像表示装置は、表示画像補正装置部と、この表示画像補正装置による補正処理が行われた映像信号に基づいて画像を表示する表示装置部とを備えるようにされる。
そのうえで、表示画像補正装置部は、映像信号に基づいて表示される画像についての所定要素の不均一性を補正するためのデータであって、基準となる映像信号レベルに対応して求めた、上記画像における所定の水平/垂直位置の補正量を示すデータである基準補正量データを保持する保持手段と、画像における水平/垂直方向と明るさ方向に応じて映像信号の補正処理を行うもので、基準補正量データに基づいて求められる水平/垂直位置に対応する二次元補正量データを補正対象の映像信号のレベルに線形比例させて、または非線形比例させて得たとされる三次元補正量データに基づいて補正処理を行う補正手段とを備えることとした。
このような補正のための構成では、基準補正量データとしては、所定の基準とされる映像信号レベルに対応したもののみを備えるだけでありながら、映像信号の輝度に適応した補正処理が可能とされている。このことは、換言すれば、輝度ムラに対する補正を映像信号の輝度に対応して適正に実行可能でありながら、補正のためのデータとしては、輝度方向に応じたデータについて、これまでと同等数を用意する必要がない、ということを意味している。
この図に示すテレビジョン受像機1において、アンテナ10により受信された放送波は、チューナ11に入力される。チューナ11は、入力された受信波についてキャリア復調などを行ったうえで、例えば制御部19の制御に応じて、指定のチャンネルの映像信号を抽出取得し、デコーダ12に出力する。デコーダ12では、例えば入力された映像信号に対してスクランブルなどが施されている場合に応じて、そのスクランブルを解くための復調処理を施すようにされる。本実施の形態では、後段の映像信号処理部16デジタル信号処理により映像信号処理を実行するように構成されていることに応じて、デコーダ12からはデジタルによる映像信号が出力されるようになっているものとする。
液晶表示部18は、表示デバイスとして液晶を備えて構成される画像表示部位である。
なお、テレビジョン受像機の実際としては、受信放送番組あるいは外部入力ソースの映像信号とともに音声も再生出力可能とされているが、ここでは、音声再生系についての図示及びその説明は省略する。
例えば、制御部19は、スクランブルがかけられて放送されてきた映像信号がデコーダ12に入力される場合には、このスクランブルを解除するのための信号処理についての制御を行うことができる。
また、制御部19は、入力映像信号についての標準解像度(SD:Standard Definition)とハイビジョンなどの高画質解像度(HD:High Definition)とでの方式の違いに適合した信号処理が実行されるようにするための制御なども行う。
また、制御部19は、上記もしたように、例えば映像ソース選択の操作などに応じて、放送のソースを表示させるべきときと、ビデオ入力端子13からの入力ソースを表示させるべきとで、スイッチ15に対する切り換え制御も実行するようにされる。
また、アナログデコーダ14に対しては、ビデオ入力端子13から入力される信号のHD/SDなどの方式に応じて適正なデジタル信号変換処理が実行されるように制御する。
本実施の形態においては、特に輝度ムラ補正については、制御部19内に備えられるとされる不揮発性の記憶領域(例えばROM、EEPROM、フラッシュメモリなどの記憶領域となる)に保持されている基準補正量テーブル19aの情報を利用するようにされる。後述するようにして、この基準補正量テーブルは、1つの基準となる輝度に対応して、画面二次元方向における基準補正点の補正量の値が示される、1セット分の二次元の補正データとされる。
輝度ムラ補正の信号処理が実行される際には、制御部19は、映像信号処理部16における輝度ムラ補正の処理タイミングに応じて、基準補正量テーブル19aのうちから、三次元補正量の取得に必要な基準補正点の補正量のデータを、映像信号処理部16に転送する。なお、三次元補正量のデータとは、後述もするようにして、画面水平/垂直方向の二次元に加えて、輝度(明るさ)方向の補正量の成分も持つ補正量のデータをいう。映像信号処理部16では、後述する構成などにより、上記基準補正点の補正量データを利用して三次元補正量のデータを求め、この三次元補正量のデータにより映像信号についての補正処理を行って、輝度ムラ補正としての処理を実現するようにされる。なお、三次元補正量を求める処理を、制御部19におけるCPUの演算処理などにより求めて、映像信号処理部16の輝度ムラ補正のための信号処理系に伝送するという構成も考えられる。しかしながら、二次元補正量から三次元補正量を取得するための処理は、比較的重い処理とされ、制御部19が備えるマイクロコンピュータに一定以上の処理負荷を与えることになる場合がある。そこで、本実施の形態としても、このようなことを配慮して、映像信号処理部16側に三次元補正量を求める処理を実行させることとしているものである。
一般的なこととして、輝度ムラとは、表示画面上に表示される画像を二次元方向で観測した場合の輝度の不均一性をいう。この輝度ムラを補正するためには、実際の画像における輝度ムラの状態に応じて調整した補正量を持つ補正データを作成し、この補正データを表示装置などの機器に記憶保持させる。そして、表示装置などの機器は、記憶保持している補正データを呼び出して映像信号に対する補正処理を実行する。この結果、輝度ムラをキャンセルするようにして映像信号の輝度レベルが調整されることとなり、表示画像としても、実際に輝度ムラが補正されたものとなる。
先ず、輝度ムラは、表示画面に表示される画像の水平/垂直方向による二次元的な空間における輝度の不均一性であるから、この二次元空間に対応した補正量を示す補正データが必要となる。このような二次元の補正データについて、図2を参照して説明する。
このためには、図2に示す表示画面について、水平/垂直方向に互いに隣接する4つの基準補正点を結ぶことで形成される四角形の空間領域(基準補正点間領域)に分割設定する。この基準補正点間領域は、(p×q)個形成されることになることに基づき、ここでは、各基準補正点間領域を[1,1][1,2]・・・[p,q]として示している。
そして、例として、図2における基準補正点間領域[5,3]内に在る画素dxyを補正点として輝度ムラの補正を行うとする。このためには、例えば先ず、基準補正点間領域[5,3]を形成するとされる基準補正点C(4,2)、C(5,2)、C(4,3)、C(5,3)からの画素dxyの距離を特定する。そして、この特定された距離に応じて、基準補正点C(4,2)、C(5,2)、C(4,3)、C(5,3)の各補正量に重み付けをしたうえで所定の演算を行うことで、画素dxyの位置の補正量を得るようにされる。つまり、画素dxyとしての補正点の補正量は、基準補正点C(4,2)、C(5,2)、C(4,3)、C(5,3)の各補正量を利用して補間することで得られる。このようにして得られた補正量により画素dxyに対応する映像信号のサンプルの輝度レベルについての補正処理を行う。これにより、画素dxyにおいては、輝度ムラをキャンセルするような輝度での表示となる。
ここで、バックライトユニットが液晶パネル形状に対応した平面形状を有する1つの光源であるとして捉え、この二次元平面的な光源における発光位置P1,P2を仮定する。発光位置P1では、輝度(発光輝度)Aで発光しているのに対して、発光位置P2では、発光輝度A−dAで発光しているものとする。つまり、発光位置P1を基準として考えた場合に、発光位置P2は、−dAで表される量の発光輝度の誤差を有している。
y1=y2
を成立させるということを意味する。このことに基づいて、上記(数2)(数3)により下記の(数4)が成立する。
その理由として、1つには、映像信号についてデジタル信号処理を実行した場合における分解能に限界のあることが挙げられる。
また、上記した観測輝度y1,y2間の補正は、説明を簡単で分かりやすいものとすることの便宜上、単純に輝度のみを扱っていることで、観測輝度yに対応する変数は1種となっているが、通常における実際の画像表示はカラー画像となる。カラー画像の輝度ムラは色度のムラを生じるので、輝度ムラ補正としては、色度ムラの補正を考慮したものとなる。色度ムラの補正には、カラー画像表示に利用する複数種の信号成分ごとに対応した輝度(明るさ)の補正が必要であるとされているので、変数としても、信号成分の種類数に対応して複数となる。例えばR、G、Bの三原色に対応する3種の信号により画像表示を行うのであれば、順当な考え方としては、各RGB各色の明るさ、強さ(輝度)の補正を行うべきことに対応して、R,G,Bの各映像信号のレベルを補正するための3種の変数が必要であることになる。
また、実際における液晶パネルの透過率に関しては、理論通りに単純にγ乗の式で表すことが難しい。
この図に示すようにして、補正データに関して、画面水平方向(X方向)と画面水平方向(Y方向)と、輝度(明るさ)方向(Z方向)との三次元空間を設定する。図2に示した二次元の補正データのセットは、画面水平/垂直方向に応じた基準となる補正量のテーブル構造としてみることができるので、この図では「基準補正量テーブル」という名称としており、ここでは、異なる3つの輝度に応じて、第1〜第3基準補正量テーブルを設けた例を示している。
補正処理時においては、二次元方向における画素位置と、輝度(明るさ)方向における輝度レベル(ドライブ電圧レベルに相当する)とに基づいて、第1〜第3基準補正量テーブルにおけるしかるべき補正量の情報を用いて補間演算を実行して補正量を決定し、映像信号に対する補正処理を行うようにされる。
なお、補間処理の手法としては、図5において実線で示すようにして線形的に補間を行うものと、破線で示すようにして、例えば所定の高次関数により曲線的に補間を行うものとがある。
液晶表示デバイスは、周知のようにして、液晶層と、この液晶層の液晶を駆動する駆動回路系とから成る液晶パネル(表示パネル)と、この液晶パネルの背面側から光を照射するための光源となるバックライトユニットから成る。
そして、本実施の形態の液晶表示部18のバックライトユニットとしては、R(赤),G(緑),B(青)の3原色のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード素子)を、液晶パネルの背面側に対して配置させることで白色光を照射するように構成されたものを採用することとしている。バックライトには以前から冷陰極管が広く採用されているが、LEDの発光効率が向上してきたことで、バックライトとしての実用が可能になってきたことなどを背景として、バックライトとしてLEDが採用されるようになってきている状況にある。LEDを冷陰極管と比較した場合のメリットとしては、水銀を材料に用いないので環境によいこと、また、低電圧駆動が可能であること、温度特性や応答特性がよいことなどを挙げることができる。
LEDをバックライトユニットとして構成するのにあたっては、液晶パネルの背面側において、必要数のLEDを所定のパターンにより二次元的に配置させることになる。そして、これらのLEDの集合により得られる二次元的な照射光範囲により、液晶パネルの背面側から照射するようにされる。
しかしながら、個々のLEDは点光源としてみることができるので、上記した構造は、点光源の集合により二次元的な照射光の範囲を得ていることになる。このために、輝度ムラの発生状態としては、配置されるLEDの間隔に応じたものとなる。このことは、例えばバックライトに冷陰極管を採用した場合と比較して輝度ムラのピッチが相当に細かくなることを意味する。
冷陰極管によりバックライトユニットを構成する場合には、例えば所要本数を、その長手方向を画面水平方向に沿わせるようにして、画面垂直方向に沿って配列させるようにして構成される。あるいは、画面の水平又は垂直の1方向に沿った1本の冷陰極管の光を、反射板などを用いて反射させることで、液晶パネルの背面に対して一様に照射させようとする構造を採る。前者の構成では、輝度ムラは、主としては、例えば隣接して配列される冷陰極管の間ごとに生じることになり、後者の構造では、冷陰極管からの距離に応じて変化するものとなる。
このようにして、冷陰極管を採用するバックライトとして何れの構造を採る場合においても、冷陰極管が長手方向を有する形状であって線的な光源となることで、輝度ムラのピッチは、LEDを採用する場合よりも大まかなものとなることがわかる。
輝度ムラ補正のためのデータサイズが大きくなれば、例えばこのデータを記憶保持させておくためのメモリの記憶容量を増加させる必要があるので、その分のコストアップを招く。また、補正量のデータが増加することで、製造時などにおける補正量データの調整にもより多くの時間が必要となるので、製造効率の低下も生じる。
バックライトにLEDを採用して輝度ムラのピッチが細かくなったことによっては、このような問題が顕著となって無視できなくなってきている。
そのために、本実施の形態としては、先ず、図2に示した二次元の補正データ(基準補正量テーブル)について、特定の輝度に対応した1セットのみを備えることとする。逆にいえば、輝度(明るさ)方向に対応して、複数セットの基準補正量テーブルを備えることはしない。なお、この構造の基準補正量テーブルは、例えば図1において基準補正量テーブル19aとして示すようにして、制御部19が備える所定の記憶部において保持されるものである。
ここで、二次元の補正データ(基準補正量テーブル19a)を成す基準補正量のデータとしては、映像信号に対する補正処理を加減算により行う加減算形式の補正量を持つものと、ゲイン係数の乗算により行う係数形式を考えるものとする。
補正対象の映像信号は、加算器31と乗算器32とに対して分岐して入力される。乗算器32は、上記補正対象の映像信号と、補正量のデータとを乗算して、その出力を加算器21に出力する。この乗算器32に入力される補正量のデータは、補正対象となる映像信号に対応した画素位置に応じて、基準補正量テーブルを形成する基準補正量のデータを利用して補間処理によって得られたものであり、従って、補正量としては、特定輝度に対応した二次元方向のみに関しての成分を持ち、三次元方向(輝度(明るさ)方向)に応じた成分は持たない。このような補正量を、ここでは「二次元補正量」ということにする。
加算器31は、補正対象の映像信号と、上記加算器31の演算出力とを加算して出力する。この加算器31の出力が、補正処理後の映像信号となる。
この補正回路部21は、補正対象の映像信号と、係数形式の二次元補正量のデータとを乗算器33により掛け合わせることにより、乗算器33の出力として、補正処理後の映像信号を得るようにされる。
このようにして、図6(a)と図6(b)の構成では同等の補正結果を得ることが可能である。実際において、図6(a)と図6(b)の何れの構成を採ってもよいのであるが、図6(a)の構成が加算器と乗算器を1つずつ備えるのに対して、図6(b)の構成は1つの乗算器を備えればよいことから、図6(b)の構成を採用したほうが、回路規模の縮小、コストなどの観点で有利である。
先ず、図7(a)は、二次元補正量について加減算形式とした場合の構成を示している。この図に示す構成は、図6(a)に示す構成に対して、非線形回路35を追加して構成される。非線形回路35は、乗算器32の入力段において、補正対象の映像信号を入力するようにして設けられる。
非線形回路35は、例えばハードウェアとしてはROMなどとされ、映像信号レベル(輝度)に対する非線形の応答特性を保持している。そして、入力された映像信号について、保持している非線形特性に応じたレベルを与えて乗算器32に出力するようにされる。これにより、乗算器32の出力である三次元補正量のデータは、輝度に応じて二次元補正量を非線形比例させた値を持つことになる。
この図7(b)に示す補正回路部21は、図6(b)に示した構成に対して、非線形回路36と乗算器34を追加して構成される。この場合の非線形回路36は、係数形式の二次元補正量に応じて設定された非線形特性を保持しており、この非線形特性により、補正対象の映像信号レベルを変換して出力する。そして、この出力を乗算器34に出力する。
乗算器34では、非線形回路36の出力と、係数形式の二次元補正量のデータとを乗算する。これにより、二次元補正量のデータは、補正対象の映像信号のレベルに応じた非線形の特性が与えられる。そして、この非線形特性が与えられた二次元補正量のデータと、補正対象の映像信号とを乗算器33により掛け合わせるようにされる。
このようにして、図7(a)(b)の補正回路部21の何れについても、例えば測定輝度yの非線形な特性により適応した輝度ムラ補正が行われるようにされる。
現状においてカラーによるテレビジョン画像を表示させるための一般的な方式としては、[R(赤),G(緑),B(青)]の3原色に応じた信号(3原色信号)を用いるものが知られている。あるいは、輝度信号と色差信号の組み合わせとして、[Y,Cr,Cb]又は[Y,Pr,Pb]による信号を用いる方式も知られている。このようにして、カラー画像表示のためには、何れの方式を採用するにしても、[R,G,B][Y,Cr,Cb][Y,Pr,Pb]の何れかの組による3種の映像信号を利用する。
図8には、輝度ムラを補正するための回路部位として輝度ムラ補正部20が示されている。この輝度ムラ補正部20は、R,B,Gの各映像信号に応じて3つの補正回路部21A,21B,21Cを備える。これら補正回路部21A,21B,21Cは、先に図6(a)(b)、図7(a)(b)のいずれかに示した補正回路部21の構成を有するようにされる。
そして、この図に示す構成では、補正回路部21A,21B,21Cのそれぞれに対して、例えば[R,G,B]方式に対するR,B,Gの各映像信号を入力させる。また、これともに、補正回路部21A,21B,21Cのそれぞれに対して、R,B,Gの各色に対応して輝度ムラを補正するための二次元補正量のデータを入力させるようにしている。つまり、カラー画像表示に対応しては、例えばR,G,Bの映像信号ごとに対応する補正回路部21A,21B,21Cを有する補正信号処理系を備えると共に、図2に示した二次元補正量のデータ(基準補正量テーブル)は、例えばR,G,Bの映像信号の補正処理系ごとに応じて作成した3つを用意して保持させておくという構成を採ることになる。
また、カラー画像表示方式として、[Y,Cr,Cb]方式や[Y,Pr,Pb]方式などのように、[R,G,B]方式以外の方式を採る場合においても、輝度ムラ補正部20としては、各映像信号に対応させて、補正回路部21A,21B,21Cを備える補正処理系を設けたうえで、各映像信号の表示成分に対応して輝度ムラを補正するための二次元補正量のデータを用意して保持しておくようにされる。そして、これらの補正回路部21A,21B,21Cに対して、補正対象の入力映像信号に対応する二次元補正量のデータを入力させるように構成する。
また、確認のために述べておくと、従来においてカラー画像の輝度ムラを補正するためには、上記3種の映像信号ごとに、輝度(明るさ)方向に応じた複数の二次元補正量のデータ(基準補正量テーブル)を有することになる。本実施の形態としては、3種の映像信号ごとに対応する二次元補正量のデータ(基準補正量テーブル)は、1つでよいものであり、従って、輝度ムラ補正のためのデータサイズの削減効果が損なわれるものではない。
先ず、補正回路部21としては、R,G,Bに対応した補正回路部21A,21B,21Cを備えた3系統の補正処理系を備えることとする。そして、これらの補正処理系ごとにおける補正回路部21A,21,B,21Cに対して入力させる二次元補正量のデータとしては、第1二次元補正量と第2二次元補正量の2種類の二次元補正量データのみを用意するものとされる。
なお、この場合の第1、第2二次元補正量データとしては、単純にR、Bの個々の測定輝度差をキャンセルするようにして求めた補正量のデータから成るものとされてもよいが、例えば、R,Bの輝度ムラ補正を主体としながら、実際の表示画像全体として見た場合に、最も良好な輝度ムラの改善結果が得られるようにして求めた補正量のデータにより形成してもよい。
また、スイッチSW1の端子T2,T3には、第1二次元補正量のデータが入力されるようになっており、端子T4はアース接地される(概念的にはオープンでもよい)。
スイッチSW2の端子T2には第2二次元補正量のデータが入力され、端子T3はアース接地される。端子T4も第2二次元補正量のデータが入力される。
スイッチSW3の端子T2はアース接地され、端子T3には第2補正量データが入力され、端子T4には第1補正量データが入力される。
先ず、第1パターンとして、スイッチSW1,SW2,SW3の端子T2が端子T1と接続されるときには、
補正回路部21A(R対応)←第1二次元補正量(R対応)
補正回路部21B(B対応)←第2二次元補正量(B対応)
補正回路部21C(G対応)←アース接地:補正量データ入力無し
となる。
また、第2パターンとして、スイッチSW1,SW2,SW3の端子T3が端子T1と接続されるときには、
補正回路部21A(R対応)←第1二次元補正量(R対応)
補正回路部21B(B対応)←アース接地:補正量データ入力無し
補正回路部21C(G対応)←第2二次元補正量(B対応)
となる。
また、第3パターンとして、スイッチSW1,SW2,SW3の端子T4が端子T1と接続されるときには、
補正回路部21A(R対応)←アース接地:補正量データ入力無し
補正回路部21B(B対応)←第2二次元補正量(B対応)
補正回路部21C(G対応)←第1二次元補正量(R対応)
となる。
この図9に示す構成においては、第1,第2二次元補正量データがそれぞれR,Bの色成分に対応していることに基づけば、上記第1パターンにより形成される、補正回路部21A(R対応)に第1二次元補正量(R対応)が入力され、補正回路部21B(B対応)に第2二次元補正量(B対応)が入力されるようにした経路が最適であることになる。従って、通常時においては、スイッチSW1,SW2,SW3について、端子T2を端子T1に接続させて、この信号経路を形成することとすればよい。
しかしながら、何らかの要因で上記した信号経路の下での輝度ムラ補正について期待される結果が得られない場合がある。このようなときには、敢えて、第1パターン以外の、第2パターン或いは第3パターンによる経路としたほうが、より良好な補正結果が得られる場合がある。
スイッチSW1,SW2,SW3の切り換えは、このような状況に応じて行われるべきものとされる。
これは、R,Bの色が、相互に補色の関係にあることに起因する。このために、Rの色成分に対応する輝度ムラを、Bの色成分に対応する補正量により補正することは難しく、同様に、Bの色成分に対応する輝度ムラを、Rの色成分に対応する補正量により補正することも難しい。そこで、良好な補正結果が期待できないパターンを排除することとして、上記したようなパターンのみを用意して切り換えを行うこととしている。
図2に示した構造に基づいた二次元補正量のデータ、つまり、基準補正量テーブル41は、実際には、ハードウェアとしての記憶素子であるROM(又はEEPROM、フラッシュメモリなど)に書き込みが行われて保持されることになる。また、ここでの基準補正量テーブル41は、第1二次元補正量と第2二次側補正量とに対応する2種のテーブルを有するものとされる。つまり、Rの色成分に対応して輝度ムラ補正をするための基準補正量テーブルと、Bの色成分に対応して輝度ムラ補正をするための基準補正量テーブルの2種から成る。
補正量演算回路42bも、上記補正量演算回路42aの動作に準じて、基準補正量テーブル41における第2二次元補正量(B対応)のテーブルから、この特定された基準補正点間領域を形成する基準補正量(第2基準補正量)を取得する。そして、この取得した第2基準補正量を利用して補間処理を実行して、第2二次元補正量のデータを生成する。
このようにして生成された第1,第2二次元補正量のデータが、図9に示したスイッチSW1,SW2,SW3を介して補正回路部21A,21B,21C側に対して入力される。
輝度ムラ補正の処理は、表示デバイスの輝度ムラを生じているとされる領域のみについて、補正のために輝度を変化させる処理である。このような輝度変化の処理が施された映像信号を入力して空間強調系の処理を施したとすると、輝度ムラ補正による輝度の変化が、空間強調系での補正量を、誤差の生じる方向に変化させる可能性がある。この結果、例えばガンマ補正などの補正が不適正なものとなって、かえって表示画質を劣化させる可能性がある。
そこで、本実施の形態の輝度ムラ補正のための信号処理系と、空間強調の信号処理系とを組み合わせる場合には、図11(a)に示すようにして、空間強調系の信号処理を実行する空間強調系処理部51の後段に対して、輝度ムラ補正部20を配置するようにされる。
このようにすれば、輝度ムラ補正による輝度変化が、空間強調系処理部51における非線形の信号処理に影響を及ぼすことが無くなり、上記したような補正量誤差の問題が解消される。
一般にいえることであるが、上記もしているように、輝度ムラ補正は、表示デバイスの輝度ムラを生じているとされる領域のみについて輝度を変化させる。このために、全体的に均一な画像内容を表示させるような映像信号について輝度ムラ補正を行ったような場合には、かえって補正が行われた映像信号に対応する領域と、補正が行われなかった映像信号に対応する領域との画像の輝度の見え方にかえって差が生じて、視覚的に不自然に感じられるような場合がある。なお、このような現象は、特に画面全体の輝度が低くなるほど生じやすくなる。
このようなことから、本実施の形態の輝度ムラ補正のための信号処理系と、空間緩和の信号処理系とを組み合わせる場合には、図11(b)に示すようにして、輝度ムラ補正回路20の後段に対して、空間緩和系の信号処理を実行する空間緩和系信号処理部52を配置することが好ましい。このような構成とすることで、輝度ムラ補正により生じたとされる輝度差を、後段の空間緩和系信号処理部52により抑制、あるいは解消することが可能になり、良好な表示画質が得られることになる。
なお、図11(a)(b)に示す空間強調系処理部51、及び空間緩和系処理部52についても、本実施の形態の輝度ムラ補正部20と同様に、図1との対応では、映像信号処理部16内に含まれるものとして考えればよい。
この図には、本実施の形態のテレビジョン受像機1が示されている。このテレビジョン受像機1は、製造工程において輝度ムラ調整の工程段階にある。
輝度ムラを調整するためには、例えば測定用の所定の映像信号によりテレビジョン受像機1の液晶表示部18の画面に対して画像を表示させる。そして、その表示された画像を、カメラ60により撮影する。カメラ60により撮影された画像の撮像信号は、補正量情報生成装置61に対して入力される。
補正量情報生成装置61は、例えばコンピュータシステムなどを備えて構成され、入力された映像信号に基づいて画像領域上における輝度ムラの状態を測定し、測定結果に応じて、輝度ムラをキャンセルできるようにして映像信号に与えるべき補正量を求める。ここで求められる補正量は、例えば図2にて説明した補正点ごとに対応する基準補正量のデータとなる。そして、この基準補正量のデータの集合として形成した補正量情報(実施の形態では基準補正量テーブル)をテレビジョン受像機1の内部回路1aにおいて備えられる所定の記憶部(例えばROM、フラッシュメモリなど)に書き込んで記憶させる。なお、ここでの内部回路1aは、例えば図1に示した機能回路部位の集合を示す。
輝度ムラ補正の調整作業がこのようなものであることからも分かるように、補正点が多くなるほど、調整のための手間がかかり、また、補正量情報生成装置61に実行させるべき処理負担も重くなるなどして、製造効率が低下することが分かる。従来であれば、この図12に示すシステムにより、輝度(明るさ)方向に対応する複数の基準補正量テーブル分の補正量のデータを求めるための調整作業量(時間)と、処理アルゴリズムなどの構築が必要になる。これに対して、本実施の形態では、特定の1つの輝度に対応する、1つの基準補正量テーブル分の補正量のデータを求めればよく、その分、調整作業量は少なく、補正量情報生成装置61の処理も軽くなる。
また、上記実施の形態にあっては、1つの映像信号の成分につき、1つの特定の輝度に対応した1セットの基準補正量テーブルのみを持つこととしているが、1映像信号成分あたり、2以上の輝度に対応する2セット以上の基準補正テーブルを持つこととしてもよいものである。本実施の形態の下で、2セット以上の基準補正テーブルを持たせることとした場合には、例えば線形比例、または非線形比例のための係数を始めとするパラメータを、基準補正テーブルごとの輝度により適合させるようにして設定することができるなど、より精度、信頼性の高い輝度ムラ補正を実現することが期待されるからである。また、換言すれば、例えば図4及び図5により説明した構成により、所定数の基準補正量テーブルを用いて輝度ムラ補正を行って得られたのと同等の画像品位を、本実施の形態の構成により得ようとする場合には、基準補正量テーブルの必要数はより少なくすることが可能になるものである。
Claims (15)
- 映像信号に基づいて表示される画像についての所定要素の不均一性を補正するためのデータであって、基準となる映像信号のレベルに対応して求めた、上記画像における所定の水平/垂直位置の補正量を示すデータである基準補正量データを保持する保持手段と、
上記画像における水平/垂直方向と明るさ方向に応じて上記映像信号の補正処理を行うもので、上記基準補正量データに基づいて求められる水平/垂直位置に対応する二次元補正量データを補正対象の映像信号のレベルに線形比例させて、または非線形比例させて得たとされる三次元補正量データに基づいて補正処理を行う補正手段と、
を備えることを特徴とする表示画像補正装置。 - 上記表示される画像について複数の基準補正点が予め設定されたうえで、上記基準補正量データは、上記複数の基準補正点とされる水平/垂直位置における補正量を示すデータとされるととともに、
上記二次元補正量データは、上記画像を形成する画素ごとの補正量データであって、上記画素について水平/垂直方向に隣接する基準補正点における基準補正量データを重み付けして求められるものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記所定要素の不均一性は、上記画像の輝度又は色度についての不均一性であり、
上記補正手段は、上記画像の輝度又は色度についての不均一性を補正するための補正処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、
補正対象とされるデジタルの上記映像信号に対して、上記基準補正量データに基づいて求められる加減算形式の上記二次元補正量データを乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力と、上記補正対象のデジタルの映像信号とを加算する加算器とを備え、
上記加算器の出力を、補正された映像信号として出力するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、
補正対象とされるデジタルの上記映像信号と、上記基準補正量データに基づいて求められる係数形式の上記二次元補正量データを乗算する乗算器を備え、
上記乗算器の出力を、補正された映像信号として出力するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、
補正対象とされるデジタルの上記映像信号のレベルに応じた所定の非線形特性を与えるようにされる非線形回路と、
上記非線形回路の出力と、上記基準補正量データに基づいて求められる加減算形式の上記二次元補正量データを乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力と、上記補正対象とされるデジタルの映像信号とを加算する加算器とを備え、
上記加算器の出力を、補正された映像信号として出力するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、
補正対象とされるデジタルの上記映像信号のレベルに応じた所定の非線形特性を与えるようにされる非線形回路と、
上記非線形回路の出力と、上記基準補正量データに基づいて求められる係数形式の上記二次元補正量データを乗算する第1の乗算器と、
上記第1の乗算器の出力と、上記補正対象の入力映像信号とを乗算する第2の乗算器加算器とを備え、
上記第2の乗算器の出力を、補正された映像信号として出力するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正対象の映像信号は、3原色信号、又は、輝度信号及び2つの色差信号の組み合わせから成るものとされたうえで、
上記保持手段は、上記3原色信号のうちの所定の2つの信号、又は、輝度信号及び2つの色差信号のうちの所定の2つの信号のそれぞれに対応した補正量のデータである2種類の上記二次元補正量データを保持し、
上記補正手段は、これら上記3原色信号を成す各信号のそれぞれ、又は、輝度信号及び2つの色差信号のそれぞれに対応して補正処理を行う補正処理系を備えるようにされるとともに、上記補正処理系の各々に対して、上記2種類の二次元補正量データのうちの何れか一方が選択されて入力されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、表示画像の輝度階調性を強調するものとされる所定の信号処理部の後段に備えられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 上記補正手段は、表示画像の輝度階調性を緩和させるものとされる所定の信号処理部の前段に備えられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示画像補正装置。 - 表示画像補正装置部と、該表示画像補正装置による補正処理が行われた映像信号に基づいて画像を表示する表示装置部とを備え、
上記表示画像補正装置部は、
映像信号に基づいて表示される画像についての所定要素の不均一性を補正するためのデータであって、基準となる映像信号のレベルに対応して求めた、上記画像における所定の水平/垂直位置の補正量を示すデータである基準補正量データを保持する保持手段と、
上記画像における水平/垂直方向と明るさ方向に応じて上記映像信号の補正処理を行うもので、上記基準補正量データに基づいて求められる水平/垂直位置に対応する二次元補正量データを補正対象の映像信号のレベルに線形比例させて、または非線形比例させて得たとされる三次元補正量データに基づいて補正処理を行う補正手段とを備える、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 上記表示装置部は、
映像信号に基づいた画像が表示される表示パネルと、該表示パネルの背面側から光を照射する光源とを備える、
ことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。 - 映像信号に基づいて表示される画像についての所定要素の不均一性を補正するためのデータであって、基準となる映像信号レベルに対応して求めた、上記画像における所定の水平/垂直位置の補正量を示すデータである基準補正量データを、この基準補正量データを保持する保持手段から読み出す読出手順と、
上記基準補正量データに基づいて水平/垂直位置に対応する二次元補正量データを求める二次元補正量データ取得手順と、
上記二次元補正量データを補正対象の映像信号のレベルに線形比例させて、または非線形比例させて、上記画像における水平/垂直方向と明るさ方向に応じた三次元補正量データを得る三次元補正量データ取得手順と、
上記三次元補正量データに基づいて上記映像信号についての補正処理を行う補正手順と、
を実行することを特徴とする表示画像補正方法。 - 上記表示される画像について複数の基準補正点が予め設定されたうえで、上記基準補正量データは、上記複数の基準補正点とされる水平/垂直位置における補正量を示すデータとされるととともに、
上記二次元補正量データは、上記画像を形成する画素ごとの補正量データであって、上記画素について水平/垂直方向に隣接する基準補正点における基準補正量データを重み付けして求められるものである、
ことを特徴とする請求項13に記載の表示画像補正方法。 - 上記所定要素の不均一性は、上記画像の輝度又は色度についての不均一性であり、
上記補正手順は、上記画像の輝度又は色度についての不均一性を補正するための補正処理を実行する、
ことを特徴とする請求項13に記載の表示画像補正方法。
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