JP2007312355A - 適応ガンマ変換装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来の技術による諸問題を解決するため、保存空間を節約できる、ガンマ関数をシミュレートするガンマ変換装置及び関連方法を提供する。
【解決手段】 ガンマ変換装置に含まれたＬＵＴは複数の所定入力値に対応する複数の差異値を保存する。該差異値のうちのいずれかは、該所定入力値のうちのいずれかに対応する理想出力値とガンマ関数出力値との間の差と実質的に一致する。入力値を受信すると、ガンマ変換装置はＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成する。
【選択図】 図１

Description

この発明はガンマ変換に関し、特に保存空間を節約できるようなガンマ関数をシミュレートするガンマ変換装置及び関連方法に関する。
表示装置（ＣＲＴ、ＬＣＤ、プラズマ表示器など）の特性は一般にガンマ曲線で表される。詳しく言えば、表示装置の入力（例えば０〜２５５のグレイレベル値）を横軸とし、表示装置の出力輝度を縦軸として描かれた曲線はガンマ曲線と呼ばれ、ガンマ曲線に対応する関数はガンマ関数と呼ばれるということである。
表示装置のガンマ曲線は線形ではないから、複雑なガンマ関数演算は免れない。このような複雑な演算を避けるため、従来はルックアップテーブル（ＬＵＴ）でガンマ関数出力値の全部（または一部）を保存することが一般である。例えばxをガンマ関数の入力値とし、GAMMA(x)をガンマ関数の出力値とすれば、x=0,1,2,…253,254,255にそれぞれ対応するガンマ関数出力値GAMMA(0),GAMMA(1),GAMMA(2),…GAMMA(253),GAMMA(254),GAMMA(255)をＬＵＴに保存する。しかし、ガンマ関数の出力値は相当のビット長を有するので、ＬＵＴで２５６組のガンマ関数出力値を保存する従来の方法は大量の保存空間を要する。これはハードウェアのコスト増にもつながっている。
保存空間を節約してハードウェアのコストを削減するため、特定のxに対応するガンマ関数出力値のみ記録し、その他のガンマ関数出力値を補間法で求める方法も導入された。例えば、x=0,8,16…240,248,255にそれぞれ対応するガンマ関数出力値GAMMA(8),GAMMA(16),…GAMMA(240),GAMMA(248),GAMMA(255)をＬＵＴに保存すれば、GAMMA(8)はＬＵＴからそのまま求められ、GAMMA(11)はＬＵＴから読み取ったGAMMA(8)とGAMMA(16)に基づいて補間法で算出できる。前述と比べて、この方法は保存空間を多少節約できるが、複雑な演算を行わなければならない。
ただし如上の通り、ガンマ関数の出力値は相当のビット長を有するので、ＬＵＴにガンマ関数の出力値さえ保存されていれば、保存の数量が少ないといっても、一定の空間を要することには変わりがない。したがって、従来の技術より保存空間を有効に節約できる方法は求められている。
この発明は前述の問題を解決するため、保存空間を節約できるようなガンマ関数をシミュレートするガンマ変換装置及び関連方法を提供することを課題とする。
この発明はＬＵＴを含むガンマ変換装置を提供する。該ＬＵＴは複数の所定入力値に対応する複数の差異値を保存する。該差異値のうちのいずれかは、該所定入力値のうちのいずれかに対応する理想出力値とガンマ関数出力値との間の差と実質的に一致する。入力値を受信すると、ガンマ変換装置はＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成する。
この発明は更にガンマ変換方法を提供する。該方法は、ＬＵＴで複数の所定入力値に対応する複数の差異値を保存し、入力値を受信すると、ＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成するステップを含む。そのうち該差異値のうちのいずれかは、該所定入力値のうちのいずれかに対応する理想出力値とガンマ関数出力値との間の差と実質的に一致している。
ガンマ関数出力値を保存するという従来の方法と比べ、差異値を保存することを内容とするこの発明による方法は、保存空間を節約してハードウェアコストを有効に削減できる。
かかる装置と方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。
図１を参照する。図１はこの発明による表示装置駆動回路を表す説明図である。表示装置駆動回路１００はガンマ変換装置１２０（ＬＵＴ１２５包含）とタイミング制御回路１４０を含む。ガンマ変換装置１２０はガンマ関数をシミュレートする。詳しく言えば、ガンマ変換装置１２０はＬＵＴ１２５に保存された情報を参照し、入力値xに対応するガンマ関数出力値GAMMA(x)を生成する。タイミング制御回路１４０はガンマ変換装置１２０に出力されたガンマ関数出力値GAMMA(x)に基づいて表示装置２００を駆動する。例えば、タイミング制御回路１４０は水平開始信号（H_start）、垂直開始信号（V_start）、水平出力イネーブル信号（H_output_enable）、垂直出力イネーブル信号（V_output_enable）を生成して表示装置２００を駆動する。
この発明はガンマ関数出力値をＬＵＴで保存するという従来の技術の代わりに、ガンマ関数出力値と理想出力値との間の差異値をＬＵＴで保存する方法を提供する。差異値のビット長はガンマ関数出力値のビット長より短いので、差異値を保存するための空間はガンマ関数出力値を保存するための空間より小さい。例えば、ガンマ関数出力値のビット長が１０ビットであるに対して、差異値のビット長はたった４ビットである。したがって、ガンマ関数出力値を保存するという従来の方法に代わって、差異値を保存するというこの発明による方法を採用すれば、保存空間を節約し、ハードウェアコストを有効に削減できる。
詳しく言えば、この発明によるＬＵＴ１２５に保存されているのは、複数の所定入力値に対応する理想出力値と、それに対応するガンマ関数出力値との間の差である。言い換えれば、前記入力値−理想出力値間の関係を理想関数F(x)で表し（理想関数F(x)は線形関数である）、前記入力値−ガンマ関数出力値間の関係をGAMMA(x )で表すとすれば、この発明によるＬＵＴ１２５に保存されているのは、複数の所定入力値xに対応する差異値DELTA(x)である（DELTA(x)=GAMMA(x)-F(x)）。所定入力値xはすべて可能なx（例えば所定入力値x=1,2,3,…252,253,254）、またはその一部（例えば所定入力値x=8,16,32,…232,240,248）のみ含む。
図２と図３を参照する。図２と図３は図１のガンマ変換装置１２０を利用したガンマ関数のシミュレーションを表す説明図である。そのうち点線はガンマ関数GAMMA(x)に対応するガンマ曲線を示し、実線は理想関数F(x)に対応する理想曲線を示し、太線はＬＵＴ１２５に保存すべき差異値を示す。
例えば、所定入力値のうちいずれかにあたる入力値x（例えばx=32）を受信すれば、ガンマ変換装置１２０はＬＵＴ１２５を利用して入力値x=32に対応する差異値DELTA(32)を求め、更に入力値x=32に対応する理想出力値F(32)に差異値DELTA(32)を結合し、入力値x=32に対応するGAMMA(32)を求める。
所定入力値のいずれにもあたらない入力値x（例えばx=35）を受信すれば、ガンマ変換装置１２０はＬＵＴ１２５を利用して第一入力値x=32に対応する第一差異値DELTA(32)と、第二入力値x=40に対応する第二差異値DELTA(40)を求め、更に第一入力値x=32に対応する理想出力値F(32)に第一差異値DELTA(32)を結合して第一基準ガンマ関数出力値GAMMA(32)を求め、第二入力値x=40に対応する理想出力値F(40)に第二差異値DELTA(40)を結合して第二基準ガンマ関数出力値GAMMA(40)を求め、その後第一基準ガンマ関数出力値GAMMA(32)と第二基準ガンマ関数出力値GAMMA(40)に基づき、補間法で入力値x=35に対応するガンマ関数出力値GAMMA(35)を求める。詳しく言えば、ガンマ変換装置１２０は下記の式でGAMMA(35)を求める。
GAMMA（32）＝DELTA（32）+F（32）
GAMMA（40）＝DELTA（40）+F（40）
GAMMA（35）＝（5/8）×GAMMA（32）+（3/8）×GAMMA（40）
前記入力値xは赤色領域にあるピクセルのグレイレベル値であり、または緑色もしくは青色領域にあるピクセルのグレイレベル値である。表示装置２００の赤、緑、青三色の領域は別々のガンマ関数に対応しうるので、前記方法はいずれの領域においても、グレイレベル入力値xに対応するガンマ関数出力値GAMMA(x)をシミュレートして生成することができる。
如上の通り、前記差異値のビット長はガンマ関数出力値のビット長より短いので、差異値を保存するための空間はガンマ関数出力値を保存するための空間より小さい。ガンマ関数出力値を保存するという従来の方法と比べ、差異値を保存するこの発明による方法は、保存空間を節約してハードウェアコストを有効に削減できる。
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
この発明による方法は、保存空間を節約してハードウェアコストを有効に削減できる。
この発明による表示装置駆動回路を表す説明図である。 図１のガンマ変換装置を利用したガンマ関数のシミュレーションを表す第一説明図である。 図１のガンマ変換装置を利用したガンマ関数のシミュレーションを表す第二説明図である。
符号の説明
１００ 表示装置駆動回路
１２０ ガンマ変換装置
１２５ ＬＵＴ
１４０ タイミング制御回路
２００ 表示装置

Claims (9)

  1. ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含むガンマ変換装置であって、該ＬＵＴは複数の所定入力値に対応する複数の差異値を保存し、該差異値のそれぞれは、該所定入力値のうちのいずれかに対応する理想出力値とガンマ関数出力値との間の差と実質的に一致し、また入力値を受信すると、ガンマ変換装置はＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成することを特徴とするガンマ変換装置。
  2. 前記入力値が所定入力値のうちいずれかに一致すれば、ガンマ変換装置はＬＵＴを利用して該入力値に対応する差異値を求め、更に該入力値に対応する差異値に該入力値に対応する理想出力値を結合し、該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成することを特徴とする請求項１記載のガンマ変換装置。
  3. 前記入力値が所定入力値のうちいずれにも一致しない場合、ガンマ変換装置はＬＵＴを利用して第一所定入力値に対応する第一差異値と第二所定入力値に対応する第二差異値を求め、更に第一所定入力値に対応する第一理想出力値に第一差異値を結合して第一基準ガンマ関数出力値を生成し、第二所定入力値に対応する第二理想出力値に第二差異値を結合して第二基準ガンマ関数出力値を生成し、また第一基準ガンマ関数出力値と第二基準ガンマ関数出力値に基づいて補間法で該入力値に対応するガンマ関数出力値を求めることを特徴とする請求項１記載のガンマ変換装置。
  4. 前記差異値のそれぞれのビット長は、該差異値に対応するガンマ関数出力値のビット長より短いことを特徴とする請求項１記載のガンマ変換装置。
  5. 前記ガンマ変換装置は表示装置駆動回路に設けられ、該表示装置駆動回路は更に、ガンマ変換装置に結合し、ガンマ変換装置によるガンマ関数出力値に基づき表示装置を駆動するタイミング制御回路を含むことを特徴とする請求項１記載のガンマ変換装置。
  6. ガンマ変換方法であって、
    ＬＵＴで複数の所定入力値に対応する複数の差異値を保存し、
    入力値を受信すると、ＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成し、
    ガンマ関数出力値によりディスプレイ装置を駆動するステップを含み、
    そのうち該差異値のそれぞれは、該所定入力値のうちのいずれかに対応する理想出力値とガンマ関数出力値との間の差と実質的に一致していることを特徴とするガンマ変換方法。
  7. 前記入力値が所定入力値のうちいずれかに一致すれば、前記方法はＬＵＴを利用して該入力値に対応する差異値を求め、更に該入力値に対応する差異値に該入力値に対応する理想出力値を結合し、該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成することを特徴とする請求項６記載のガンマ変換方法。
  8. 前記入力値が所定入力値のうちいずれにも一致しない場合、前記入力値を受信すると、ＬＵＴに保存された情報に基づいて該入力値に対応するガンマ関数出力値を生成するステップは、ＬＵＴを利用して第一所定入力値に対応する第一差異値と第二所定入力値に対応する第二差異値を求め、更に第一所定入力値に対応する第一理想出力値に第一差異値を結合して第一基準ガンマ関数出力値を生成し、第二所定入力値に対応する第二理想出力値に第二差異値を結合して第二基準ガンマ関数出力値を生成し、また第一基準ガンマ関数出力値と第二基準ガンマ関数出力値に基づいて補間法で該入力値に対応するガンマ関数出力値を求めることを特徴とする請求項６記載のガンマ変換方法。
  9. 前記差異値のそれぞれのビット長は、該差異値に対応するガンマ関数出力値のビット長より短いことを特徴とする請求項６記載のガンマ変換方法。
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