JP2010085446A - 画像表示装置、画像表示装置の制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】種々の解像度の画像情報に対応して、表示画像の画質劣化を防止できる画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像表示装置１は、画像を表示する表示手段２と、入力した画像信号に対して解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段３４と、画像処理手段３４による処理後の画像信号を一時的に記憶する描画用記憶手段３４Ａと、画像処理手段３４を制御する制御手段３１とを備える。制御手段３１は、カットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じて空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部３１３と、描画用記憶手段３４Ａに記憶された画像処理手段３４による処理後の画像信号に基づいて、カットオフ周波数を校正するカットオフ周波数校正部３１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示装置の制御方法、および制御プログラムに関する。

従来、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)表示装置、あるいは、液晶プロジェクタ等のように、固定画素表示デバイスを用いた画像表示装置として、入力した画像信号（画像情報）を固定画素表示デバイスの解像度に適合した画像信号に変換するスケーラを備えた構成が知られている。
このスケーラによる解像度変換処理では、入力した画像信号の解像度が固定画素表示デバイスの解像度よりも高い場合に、入力画像から画素を間引く処理（縮小処理）が施される。また、解像度変換処理では、入力した画像信号の解像度が固定画素表示デバイスの解像度よりも低い場合に、入力画像に画素を補間する処理（拡大処理）が施される。
そして、上記縮小処理や拡大処理を施した場合には、固定画素表示デバイスの表示画像が不自然になりやすいものである。
このため、スケーラは、解像度変換処理を施した画像信号に、さらにＦＩＲ(Finite Impulse Response)等の空間ローパスフィルタを用いてフィルタ処理を施し、画像信号の空間周波数がカットオフ周波数より高い領域の画素値を調整している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−５７３２４号公報

ところで、空間ローパスフィルタとしては、通過域と阻止域との間の遷移域が狭く、急峻な遮断特性を有することが理想的である。
しかしながら、現実には、タップ数（フィルタの次数）を無限にすることが不可能であり有限に設定せざるを得ないため、上述した理想的な空間ローパスフィルタを製造することは不可能である。すなわち、現実に得られる空間ローパスフィルタは、通過域と阻止域との間に所定幅の遷移域を有し、理想的な空間ローパスフィルタのような急峻な遮断特性を有さないものである。

そして、上述したように現実に得られる空間ローパスフィルタが理想的な空間ローパスフィルタとは実際の特性が異なるものとなるため、空間ローパスフィルタを用いてフィルタ処理を行うと、遷移域等の周波数成分により、信号処理の過程で本来存在する情報が十分にカバーできず、取り残された情報が折り返しノイズとして発生してしまう。
そこで、折り返しノイズを低減するために遷移域等の周波数成分を低減させる、すなわち、空間ローパスフィルタのカットオフ周波数を低めに設定することが考えられる。
しかしながら、空間ローパスフィルタのカットオフ周波数は、解像度変換処理による解像度の変換率（入力した画像信号の解像度）によって異なるものである。さらに、フィルタ回路の電気的特性のばらつきや経年変化によってもカットオフ周波数の最適値が変化することが知られている。
したがって、種々の解像度の画像情報に対応して、折り返しノイズを低減し、表示画像の画質劣化を防止できる技術が要望されている。

本発明の目的は、種々の解像度の画像情報に対応して、表示画像の画質劣化を防止できる画像表示装置、画像表示装置の制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

本発明の画像表示装置は、画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置であって、前記制御手段は、カットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じて前記空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記カットオフ周波数を校正するカットオフ周波数校正部とを備えることを特徴とする。

ここで、入力した画像情報に基づく表示画像を表示手段に表示させる際、入力した画像情報は、以下に示すように処理される。
すなわち、入力した画像情報は、画像処理手段による空間ローパスフィルタを用いたフィルタ処理が施された後、描画用記憶手段に一時的に記憶される。
そして、描画用記憶手段に記憶された画像情報が表示手段に出力されることで、表示手段は、画像情報に基づく表示画像を表示する。
すなわち、表示画像に折り返しノイズが含まれている場合には、描画用記憶手段に記憶された画像情報にも折り返しノイズが含まれていることになる。

本発明では、画像処理手段を制御する制御手段は、フィルタ係数算出部およびカットオフ周波数校正部を備えるので、以下に示すように、空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出できる。
すなわち、カットオフ周波数校正部は、描画用記憶手段に記憶された画像処理手段による処理後の画像情報を認識し、認識した画像情報に含まれる折り返しノイズを低減させるようにカットオフ周波数を校正する（カットオフ周波数校正ステップ）。
次に、フィルタ係数算出部は、校正されたカットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じてフィルタ係数を算出する（フィルタ係数算出ステップ）。
上述したステップにより、画像処理手段は、校正されたカットオフ周波数の空間ローパスフィルタを用いて、フィルタ処理を行うこととなる。
以上のように、描画用記憶手段に記憶された画像処理手段による処理後の画像情報に基づいてカットオフ周波数を校正するので、種々の解像度の画像情報が入力された場合であっても、折り返しノイズを低減し、表示画像の画質劣化を防止できる。

本発明の画像表示装置では、前記制御手段は、輝度値が所定の周期で変動する校正用画像情報を前記画像処理手段に処理させる校正用画像情報制御部を備え、前記カットオフ周波数校正部は、前記描画用記憶手段に記憶された前記画像処理手段による処理後の校正用画像情報に基づいて、前記処理後の校正用画像情報のコントラストを示す指標値を算出し、前記指標値が所定の閾値以下となるように、前記カットオフ周波数を校正することが好ましい。
ここで、校正用画像情報制御部としては、表示画像の画質調整等で用いられるマルチバーストパターン等のテストパターンが例示できる。

本発明では、制御手段が校正用画像情報制御部を備えるので、カットオフ周波数校正部は、描画用記憶手段に記憶された画像処理手段による処理後の校正用画像情報に基づいて、カットオフ周波数を校正できる。すなわち、テストパターン等の校正用画像情報に基づいて校正するため、カットオフ周波数を適切に校正できる。
また、マルチバーストパターン等の校正用画像情報を用いた場合には、該校正用画像情報に対して空間ローパスフィルタを用いたフィルタ処理を施した場合には、処理後の校正用画像情報における空間周波数の高い領域については、空間周波数の低い領域に対して、コントラストを示す指標値（信号の振幅平均値）が減衰するものである。そして、この減衰率は、空間ローパスフィルタのタップ数等、設計上で規定され、所定値以下となるものである。
ここで、空間ローパスフィルタを用いたフィルタ処理後の校正用画像情報に折り返しノイズが含まれている場合には、コントラストを示す指標値が、設計上の指標値よりも高くなる。
そこで、本発明では、カットオフ周波数校正部は、処理後の校正用画像情報のコントラストを示す指標値を算出し、指標値が所定の閾値（前記設計上の指標値）以下となるように、すなわち、折り返しノイズを低減するように、カットオフ周波数を校正する。このことにより、折り返しノイズを低減するように、簡単な演算で適切にカットオフ周波数を校正できる。

本発明の画像表示装置では、種々の前記画像情報の解像度のうち、前記カットオフ周波数の校正を必要とする解像度を選択させる操作手段と、前記カットオフ周波数を校正するための校正値を記憶する校正値記憶手段とを備え、前記カットオフ周波数校正部は、前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記操作手段にて選択された解像度に応じた前記校正値を算出して前記校正値記憶手段に記憶させるとともに、前記操作手段にて選択された解像度の前記画像情報が入力された場合に前記校正値記憶手段に記憶した前記校正値を用いて前記カットオフ周波数を校正することが好ましい。

本発明では、画像表示装置は、操作手段および校正値記憶手段を備えるので、以下に示すように、カットオフ周波数を校正できる。
すなわち、利用者による操作手段の操作により、種々の画像情報の解像度のうち画質を最適化したい（折り返しノイズを除去したい）解像度が選択された（以下、解像度選択操作）場合に、カットオフ周波数校正部は、描画用記憶手段に記憶された画像処理手段による処理後の画像情報に基づいて、前記選択された解像度に応じた校正値を算出して校正値記憶手段に記憶させる。
そして、カットオフ周波数校正部は、解像度選択操作により選択された解像度の画像情報が入力された場合に、校正値記憶手段に記憶された校正値を読み出し、読み出した校正値を用いてカットオフ周波数を校正する。
以上のように、例えば、利用者は、所定の解像度の入力画像に基づく表示画像に折り返しノイズが含まれていることを認識した際に、操作手段に解像度選択操作を実施すれば、表示画像に含まれる折り返しノイズが低減することとなり、利便性の向上が図れる。また、利用者が画質を最適化したいと望む解像度に応じた校正値のみを算出するとともに、該校正値を用いたカットオフ周波数の校正を実施するため、利便性の向上を図りつつ、制御手段の処理負荷を低減できる。

本発明の制御方法は、画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、前記制御手段が、前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記空間ローパスフィルタのカットオフ周波数を校正するカットオフ周波数校正ステップと、校正した前記カットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じて前記空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出ステップとを実行することを特徴とする。
本発明の制御方法は、上述した画像表示装置によって実施されるものであるので、上述した画像表示装置と同様の作用および効果を享受できる。

本発明の制御プログラムは、画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置の制御プログラムであって、上述した制御方法を前記制御手段に実行させることを特徴とする。
本発明の制御プログラムは、上述した制御方法を実施するために利用されるので、上述した制御方法と同様の作用および効果を享受できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図１は、画像表示装置としてのプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、表示手段としての画像投射装置２と、制御装置３と、操作手段としての操作装置４等で大略構成されている。

画像投射装置２は、制御装置３による制御の下、画像光を形成してスクリーンに拡大投射する。この画像投射装置２は、図１に示すように、光源装置２１と、光変調装置２２と、投射光学装置２３等を備える。
光源装置２１は、制御装置３による制御の下、光束を光変調装置２２に向けて射出する。 光変調装置２２は、液晶パネルで構成され、制御装置３からの駆動信号に基づいて、光源装置２１から射出された光束を画像光に変調して投射光学装置２３に射出する。
投射光学装置２３は、光変調装置２２から射出された画像光をスクリーンに向けて拡大投射する。

操作装置４は、図示しないリモートコントローラや、プロジェクタ１に備えられたボタンやキーにより構成され、利用者による操作を認識して所定の操作信号を制御装置３に出力する。

制御装置３は、制御手段としてのＣＰＵ(Central Processing Unit)３１を備え、メモリ３２に記憶された制御プログラムにしたがって、プロジェクタ１全体を制御する。なお、以下では、説明を簡略化するため、制御装置３として、光変調装置２２を駆動する機能のみを説明し、その他の機能の説明を省略する。
この制御装置３は、図１に示すように、ＣＰＵ３１およびメモリ３２の他、ＡＤ変換部３３と、画像処理手段としてのスケーラ３４と、パネル駆動部３５と、解像度検出部３６とを備える。

スケーラ３４は、外部からのアナログ画像信号（画像情報）がＡＤ変換部３３にてデジタル画像信号に変換された画像信号や、外部から例えばＨＤＭＩ(High-Definition-Multimedia Interface)規格等で入力したデジタル画像信号（画像情報）を入力する。
そして、スケーラ３４は、入力した画像信号を駆動対象とする光変調装置２２の表示フォーマットに適合した画像信号に変換する解像度変換処理を施す。
この解像度変換処理では、入力した画像信号の解像度が光変調装置２２の解像度よりも高い場合には入力画像から画素を間引く処理（縮小処理）が施され、逆に、入力した画像信号の解像度が光変調装置２２の解像度よりも低い場合には入力画像に画素を補間する処理（拡大処理）が施される。

また、スケーラ３４は、上記縮小処理や拡大処理に起因して、表示画像が不自然となることを防ぐため、解像度変換処理を施した画像信号に対して、ＦＩＲフィルタ等の空間ローパスフィルタを用いたフィルタ処理を施す。
このフィルタ処理では、画像信号の空間周波数が空間ローパスフィルタのカットオフ周波数より高くなる領域の画素値を調整している。
そして、スケーラ３４は、解像度変換処理およびフィルタ処理を施した画像信号を描画用記憶手段としてのフレームメモリ３４Ａに一時的に記憶する。

パネル駆動部３５は、フレームメモリ３４Ａに記憶された画像信号に基づいて、光変調装置２２を駆動するための駆動信号を生成する。そして、パネル駆動部３５は、光変調装置２２に駆動信号を出力することで、フレームメモリ３４Ａに記憶された画像信号に応じた画像を光変調装置２２に表示させる。

解像度検出部３６は、入力した画像信号から、入力画像の解像度を検出する。この解像度検出部３６としては、例えば、周波数カウンタ等が例示でき、画像信号とともに入力する同期信号（水平同期信号）の周波数から、入力画像の解像度を検出する。そして、解像度検出部３６は、検出結果をＣＰＵ３１に出力する。

ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納された制御プログラムを読み出し、該制御プログラムにしたがって、スケーラ３４の動作を制御する。このＣＰＵ３１は、図１に示すように、変換率設定部３１１と、校正用画像情報制御部３１２と、フィルタ係数算出部３１３と、カットオフ周波数算出部３１４と、カットオフ周波数校正部３１５とを備える。
変換率設定部３１１は、以下に示すように、解像度の変換率Ｔｒを算出する。
すなわち、変換率設定部３１１は、外部から画像信号が入力され、解像度検出部３６にて入力画像の解像度が検出された場合には、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度、および光変調装置２２の解像度に基づいて、スケーラ３４において、解像度変換処理を施す際に用いられる解像度の変換率Ｔｒを設定する。
例えば、変換率設定部３１１は、光変調装置２２の垂直方向を基準とし、入力画像の垂直方向の画素数に対する光変調装置２２の垂直方向の画素数の割合（％）を解像度の変換率Ｔｒとして設定する。すなわち、入力した画像信号の信号フォーマットがXGA(解像度：1024×768)であり、光変調装置２２の表示フォーマットがWXGA(解像度：1280×800)の場合には、変換率設定部３１１は、光変調装置２２の垂直方向を基準とし、選択された解像度の垂直方向の画素数「768」に対する光変調装置２２の垂直方向の画素数「800」の割合を演算し、解像度の変換率Ｔｒを「104％」とする。

また、変換率設定部３１１は、利用者による操作装置４の操作により例えばメニュー画面上から、種々の入力画像の解像度のうち画質を最適化したい（折り返しノイズを除去したい）解像度が選択された（以下、解像度選択操作）場合に、選択された解像度と光変調装置２２の解像度とに基づいて、上記同様に、解像度の変換率Ｔｒを算出する。そして、変換率設定部３１１は、算出した解像度の変換率Ｔｒをメモリ３２に記憶させる。

校正用画像情報制御部３１２は、操作装置４への利用者の操作により、表示画像の画質を調整する（折り返しノイズを除去する）操作（以下、調整操作）が実施された際に機能する部分である。そして、校正用画像情報制御部３１２は、操作装置４に調整操作が実施されたことをトリガとして、以下の処理を実行する。
すなわち、校正用画像情報制御部３１２は、メモリ３２に格納された後述するテストパターン（校正用画像情報）を読み出し、読み出したテストパターンをスケーラ３４に出力する。

フィルタ係数算出部３１３は、スケーラ３４において、フィルタ処理を施す際に用いられる空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出する。
具体的に、フィルタ係数算出部３１３は、カットオフ角周波数ω_ｃ´をパラメータとする標本化関数（sinc関数）に窓関数を乗じて、以下の式（１）により、フィルタ係数ｈ(n)を算出する。

ここで、ｎは、フィルタのタップ数である。なお、本実施形態では、タップ数は、８で設計されている。
また、Ｗ（ｎ）は、窓関数である。なお、窓関数としては、方形波窓、ハニング窓、ハミング窓、ブラックマン窓等、種々の窓関数を採用しても構わない。

カットオフ周波数算出部３１４は、メモリ３２に格納された規定値である基準カットオフ角周波数ω_ｃを用いて、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する。
基準カットオフ角周波数ω_ｃは、基準カットオフ周波数ｆ_ｃ、およびサンプリング周波数ｆ_ｓを用いて、以下の式（２）で示されるものである。

本実施形態では、標本化定理を満足するように、ｆ_ｃ／ｆ_ｓを０．５に設定している。すなわち、基準カットオフ角周波数ω_ｃは、πに設定されている。

図２は、空間ローパスフィルタの特性を模式的に示す図である。
図２において、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅比を示している。また、図２において、実線は現実に得られる空間ローパスフィルタの特性を示し、破線は理想的な空間ローパスフィルタの特性を示している。
なお、現実に得られる空間ローパスフィルタの特性としては、実際には、通過域や阻止域にいわゆるリップルが存在するが、説明の便宜上、図２ではリップルを省略している。

ところで、空間ローパスフィルタとしては、図２の破線に示すように、通過域と阻止域との間の遷移域が狭く、急峻な遮断特性を有することが理想的である。
しかしながら、現実に得られる空間ローパスフィルタは、タップ数を無限にすることが不可能であり有限に設定せざるを得ないため、図２の実線に示すように、通過域と阻止域との間に所定幅の遷移域を有し、理想的な空間ローパスフィルタのような急峻な遮断特性を有さないものである。

このため、カットオフ周波数ｆ_ｃの値によっては、空間ローパスフィルタを用いてフィルタ処理を行うと、遷移域等の周波数成分により、信号処理の過程で本来存在する情報が十分にカバーできず、取り残された情報が折り返しノイズ（あるいは、格子状のノイズ、縦筋ノイズ）として発生してしまう。
また、折り返しノイズの発生形態は、解像度の変換率Ｔｒによって異なるものである。

そこで、本実施形態では、カットオフ周波数算出部３１４は、基準カットオフ角周波数ω_ｃを用いて、以下の式（３）により、解像度の変換率Ｔｒに応じて異なるカットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する。具体的に、カットオフ周波数算出部３１４は、解像度の変換率Ｔｒが１００％未満の場合（縮小処理）には式（３）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する。

すなわち、カットオフ周波数算出部３１４は、式（３）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´を解像度の変換率Ｔｒに応じて異なるものとするとともに、基準カットオフ角周波数ω_ｃよりも低くなるように設定し、上記遷移域等の周波数成分を低減し、折り返しノイズを低減する構成としている。
なお、カットオフ周波数算出部３１４は、解像度の変換率Ｔｒが１００％である場合には、基準カットオフ角周波数ω_ｃをカットオフ角周波数ω_ｃ´とする。
また、カットオフ周波数算出部３１４は、解像度の変換率Ｔｒが１００％を超える場合（拡大処理）には式（４）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する。

以上説明したカットオフ周波数算出部３１４は、外部から画像信号が入力され、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度に基づいて変換率設定部３１１にて解像度の変換率Ｔｒが設定された場合には、変換率設定部３１１にて設定された解像度の変換率Ｔｒを用いて、上述したように、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出するものである。
一方、カットオフ周波数算出部３１４は、利用者により操作装置４に調整操作が実施された場合には、利用者による解像度選択操作により変換率設定部３１１にてメモリ３２に記憶された解像度の変換率Ｔｒを読み出し、読み出した解像度の変換率Ｔｒを用いて、上述したように、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出するものである。

カットオフ周波数校正部３１５は、外部から画像信号が入力され、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度に基づいて変換率設定部３１１にて解像度の変換率Ｔｒが設定された場合に、該設定された解像度の変換率Ｔｒに対応した校正値αをメモリ３２から読み出し、カットオフ周波数算出部３１４にて算出されたカットオフ角周波数ω_ｃ´に校正値αを乗じることで、カットオフ角周波数ω_ｃ´を校正する（校正処理）。

また、カットオフ周波数校正部３１５は、利用者により操作装置４に調整操作が実施された場合に、利用者による解像度選択操作により変換率設定部３１１にてメモリ３２に記憶された解像度の変換率Ｔｒを読み出し、読み出した解像度の変換率Ｔｒに応じて、カットオフ角周波数ω_ｃ´を校正するための校正値αを算出する（校正値算出処理）。そして、カットオフ周波数校正部３１５は、算出した校正値αを前記読み出した解像度の変換率Ｔｒに関連付けてメモリ３２に記憶させる。
なお、カットオフ周波数校正部３１５は、前記読み出した解像度の変換率Ｔｒが１００％未満である場合に、校正値αを算出するものである。

具体的に、カットオフ周波数校正部３１５は、以下に示すように、校正値αを算出する。
すなわち、カットオフ周波数校正部３１５は、以下の式（５）により、変数ｋを任意の値としてカットオフ角周波数ω_ｃ´´を算出する。また、カットオフ周波数校正部３１５は、算出したカットオフ角周波数ω_ｃ´´を用いてフィルタ係数算出部３１３にフィルタ係数ｈ(n)を算出させる。さらに、カットオフ周波数校正部３１５は、スケーラ３４により用いられる空間ローパスフィルタのフィルタ係数を上記フィルタ係数ｈ(n)に設定し、校正用画像情報制御部３１２から出力されたテストパターンをスケーラ３４に処理させる。そして、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたスケーラ３４による処理後のテストパターンを確認しながら、テストパターンのコントラストを示す指標値を算出し、指標値が所定の閾値以下となるまで、変数ｋを変更しながら、上記の処理を繰り返し実施する。

そして、カットオフ周波数校正部３１５は、指標値が所定の閾値以下となる変数ｋの最適値を認識した後、以下の式（６）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´を最適値の変数ｋにてカットオフ角周波数ω_ｃ´´とするための校正値αを算出する。

メモリ３２は、制御プログラム、テストパターン、ＣＰＵ３１にて処理された情報（校正値α、利用者による解像度選択操作により変換率設定部３１１にて演算された解像度の変換率Ｔｒ等）等を記憶する。
すなわち、メモリ３２は、本発明における校正値記憶手段に相当する。

図３は、テストパターンを模式的に示す図である。
本実施形態では、テストパターンとしては、図３に示すように、マルチバーストパターンＭｂを採用している。
具体的に、マルチバーストパターンＭｂは、６つのブロックＢＬ１〜ＢＬ６に分かれている。各ブロックＢＬ１〜ＢＬ６は、垂直方向に白および黒の線が伸び、白および黒の線が水平方向に所定の周期で交互に配列して構成されている。そして、ブロックＢＬ１からブロックＢＬ６にかけて白および黒の線の密度が増加している。すなわち、ブロックＢＬ１は、白線と黒線が６本ずつ交互に現れる比較的空間周波数の低い領域であるのに対して、ブロックＢＬ６は、白線と黒線が６本ずつ交互に現れる最も空間周波数の高い領域である。

〔プロジェクタの動作〕
次に、上述した制御装置３の処理動作を説明する。
なお、以下では、校正値算出処理および校正処理を主に説明し、その他の処理については、説明を簡略化する。

〔校正値算出処理〕
図４は、校正値算出処理を説明するフローチャートである。
なお、以下では、予め、利用者により操作装置４に解像度選択操作が実施され、選択された解像度と光変調装置２２の解像度とに基づいて変換率設定部３１１にて解像度の変換率Ｔｒが演算され、該解像度の変換率Ｔｒがメモリ３２に記憶されているものとする。
利用者により操作装置４に調整操作が実施されると、ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納された制御プログラムを読み出し、制御プログラムにしたがって、以下の処理を実行する。

先ず、校正用画像情報制御部３１２は、メモリ３２に格納されたマルチバーストパターンＭｂを読み出し、読み出したマルチバーストパターンＭｂをスケーラ３４に出力する（ステップＳ１）。
ステップＳ２では、ＣＰＵ３１は、メモリ３２に記憶された解像度の変換率Ｔｒを読み出し、読み出した解像度の変換率Ｔｒが「１００％」未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
ステップＳ２において、ＣＰＵ３１は、「Ｎ」と判定した場合、すなわち、読み出した解像度の変換率Ｔｒが「１００％」以上の変換率である場合には、校正値算出処理を終了する。

一方、ステップＳ２において、ＣＰＵ３１は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、読み出した解像度の変換率Ｔｒが「１００％」未満の変換率である場合には、読み出した解像度の変換率Ｔｒを用いて、式（３）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する（ステップＳ３）。

ステップＳ３の後、カットオフ周波数校正部３１５は、変数ｋを０に設定するとともに（ステップＳ４）、変数ｋを「１」増加する（ステップＳ５）。
ステップＳ５の後、カットオフ周波数校正部３１５は、ステップＳ３において算出されたカットオフ角周波数ω_ｃ´、およびステップＳ５において「１」増加した変数ｋを用いて、式（５）により、カットオフ角周波数ω_ｃ´´を算出する（ステップＳ６）。

ステップＳ６の後、フィルタ係数算出部３１３は、ステップＳ６において算出されたカットオフ角周波数ω_ｃ´´を用いて(式（１）におけるω_ｃ´をω_ｃ´´として)、式（１）により、フィルタ係数ｈ(n)を算出する（ステップＳ７）。
ステップＳ７の後、ＣＰＵ３１は、算出したフィルタ係数ｈ(n)を含む制御指令をスケーラ３４に出力し、ステップＳ１において出力したマルチバーストパターンＭｂをスケーラ３４に処理させる（ステップＳ８）。
そして、スケーラ３４は、制御指令に含まれるフィルタ係数ｈ(n)を用いて、マルチバーストパターンＭｂに対して処理を施す。スケーラ３４により処理が施されたマルチバーストパターンＭｂは、フレームメモリ３４Ａに一時的に記憶される。

ステップＳ８の後、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたスケーラ３４による処理後のマルチバーストパターンＭｂを読み出し、ブロックＢＬ１における白と黒のコントラストを示す指標値（ブロックＢＬ１に相当する信号の振幅の平均値）に対するブロックＢＬ５における白と黒のコントラストを示す指標値（ブロックＢＬ５に相当する信号の振幅平均値）の割合（％）（以下、ブロックＢＬ５における減衰率）が第１閾値「７０％」以下であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
ステップＳ９において、カットオフ周波数校正部３１５は、「Ｙ」と判定した場合には、ステップＳ１１に移行する。

一方、ステップＳ９において、カットオフ周波数校正部３１５は、「Ｎ」と判定した場合には、さらに、ブロックＢＬ１における白と黒のコントラストを示す指標値に対するブロックＢＬ６における白と黒のコントラストを示す指標値（ブロックＢＬ６に相当する信号の振幅平均値）の割合（％）（以下、ブロックＢＬ６における減衰率）が第２閾値「３０％」以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０において、カットオフ周波数校正部３１５は、「Ｙ」と判定した場合には、ステップＳ１１に移行する。

一方、ステップＳ１０において、カットオフ周波数校正部３１５は、「Ｎ」と判定した場合には、ステップＳ５に移行する。
すなわち、カットオフ周波数校正部３１５は、ステップＳ９において「Ｙ」と判定する、あるいは、ステップＳ１０において「Ｙ」と判定するまで、すなわち、変数ｋの最適値を見出すまで、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理を繰り返し実施する。
そして、カットオフ周波数校正部３１５は、変数ｋの最適値を見出した場合には、変数ｋの最適値を用いて、式（６）により、校正値αを算出し（ステップＳ１１）、ステップＳ２でメモリ３２から読み出した解像度の変換率Ｔｒに関連付けて校正値αをメモリ３２に記憶させる（ステップＳ１２）。

なお、上記ステップＳ９，Ｓ１０の解釈は、以下の通りである。
すなわち、マルチバーストパターンＭｂに対して空間ローパスフィルタを用いたフィルタ処理が施された場合には、上述したように、画像信号の空間周波数が高い領域の画素値が調整されるため、ブロックＢＬ１からブロックＢＬ６にかけて徐々に、白と黒のコントラストを示す指標値（各ブロックに相当する信号の振幅平均値）が低下するものである。
そして、本実施形態では、設計上、ブロックＢＬ５における減衰率が「７０％」以下、あるいは、ブロックＢＬ６における減衰率が「３０％」以下となるように構成されている。
ここで、例えば、マルチバーストパターンＭｂに対してフィルタ処理が施された結果、ブロックＢＬ５やブロックＢＬ６に折り返しノイズが生じた場合には、該折り返しノイズにより、ブロックＢＬ５における減衰率が「７０％」より大きくなったり、あるいは、ブロックＢＬ６における減衰率が「３０％」より大きくなったりすることとなる。
そこで、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたマルチバーストパターンＭｂを確認しながら、ステップＳ９において「Ｙ」と判定する、あるいは、ステップＳ１０において「Ｙ」と判定するまで、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理を繰り返し実施し、折り返しノイズが発生しないカットオフ角周波数ω_ｃ´（校正値α）を探索している。

〔校正処理〕
図５は、校正処理を説明するフローチャートである。
図６は、図５におけるステップＳ２５を説明するフローチャートである。
なお、以下では、予め、上記校正値算出処理が実行され、メモリ３２に校正値αが記憶されているものとする。
先ず、外部から画像信号が入力された場合、ＣＰＵ３１は、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度、および光変調装置２２の解像度に基づいて、解像度の変換率Ｔｒを設定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１の後、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２１において設定した解像度の変換率Ｔｒが「１００％」であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２において、ＣＰＵ３１は、「Ｙ」と判定した場合には、基準カットオフ角周波数ω_ｃをカットオフ角周波数ω_ｃ´として式（１）によりフィルタ係数ｈ(n)を算出する（ステップＳ２６：フィルタ係数算出ステップ）。そして、ＣＰＵ３１は、算出したフィルタ係数ｈ(n)、およびステップＳ２１において設定した解像度の変換率Ｔｒを含む制御指令をスケーラ３４に出力する。
そして、スケーラ３４は、制御指令に含まれる解像度の変換率Ｔｒを用いて解像度変換処理を施すとともに（ステップＳ２７）、制御指令に含まれるフィルタ係数ｈ(n)を用いて、画像信号に対して、フィルタ処理を施す（ステップＳ２８）。
スケーラ３４により処理（解像度変換処理、フィルタ処理）が施され、フレームメモリ３４Ａに記憶された画像信号は、パネル駆動部３５を介して駆動信号として光変調装置２２に出力され、光変調装置２２において、該光変調装置２２の表示フォーマットに適合した表示画像が形成される。

一方、ステップＳ２２において、ＣＰＵ３１は、「Ｎ」と判定した場合には、ステップＳ２１において設定したた解像度の変換率Ｔｒに対応した校正値αがメモリ３２に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２３）。
ステップＳ２３において、ＣＰＵ３１は、「Ｙ」と判定した場合には、変換率Ｔｒに応じて式（３）によりカットオフ角周波数ω_ｃ´を算出し、さらに、算出したカットオフ角周波数ω_ｃ´に校正値αを乗じて、カットオフ角周波数ω_ｃ´を校正し、別のカットオフ角周波数ω_ｃ´´を算出する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４の後、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２６の処理に移行する。なお、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２４によりカットオフ角周波数ω_ｃ´を校正した場合には、ステップＳ２６において、式（１）におけるω_ｃ´をω_ｃ´´として、フィルタ係数ｈ(n)を算出する。

一方、ステップＳ２３において、ＣＰＵ３１は、「Ｎ」と判定した場合には、図６に示す処理を実行する（ステップＳ２５）。
すなわち、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２１において設定した解像度の変換率Ｔｒが「１００％」より大きいか否かを判定する（ステップＳ２５Ａ）。
ステップＳ２５Ａにおいて、ＣＰＵ３１は、「Ｙ」と判定した場合には、変換率Ｔｒに応じて式（４）によりカットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する（ステップＳ２５Ｂ）。また、ＣＰＵ３１は、「Ｎ」と判定した場合には、変換率Ｔｒに応じて式（３）によりカットオフ角周波数ω_ｃ´を算出する（ステップＳ２５Ｃ）。
ステップＳ２５の後、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２６の処理に移行する。

そして、ＣＰＵ３１は、上記のステップＳ２７，２８をスケーラ３４に継続して実施させる。ここで、ＣＰＵ３１は、外部からの画像信号が切り替えられた場合（ステップＳ２９）には、ステップＳ２１に移行する。

以上説明したステップＳ４〜Ｓ１２，Ｓ２３，Ｓ２４が本発明におけるカットオフ周波数校正ステップに相当する。

上述した実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、スケーラ３４を制御するＣＰＵ３１は、フィルタ係数算出部３１３およびカットオフ周波数校正部３１５を備える。そして、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたスケーラ３４による処理後の画像信号に基づいて、カットオフ角周波数ω_ｃ´（カットオフ周波数）を校正する。このことにより、種々の解像度の画像信号が入力された場合であっても、折り返しノイズを低減し、表示画像の画質劣化を防止できる。

また、ＣＰＵ３１が校正用画像情報制御部３１２を備えるので、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたスケーラ３４による処理後のマルチバーストパターンＭｂに基づいて、校正値αを算出できる。すなわち、マルチバーストパターンＭｂ（テストパターン）に基づいて算出するため、校正値αを適切に算出でき、カットオフ角周波数ω_ｃ´を適切に校正できる。

さらに、カットオフ周波数校正部３１５は、フレームメモリ３４Ａに記憶されたマルチバーストパターンＭｂを確認しながら、ステップＳ９において「Ｙ」と判定する、あるいは、ステップＳ１０において「Ｙ」と判定するまで、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理を繰り返し実施し、折り返しノイズが発生しないカットオフ角周波数ω_ｃ´（校正値α）を探索する。このことにより、折り返しノイズを低減するように、簡単な処理で迅速に校正値αを算出できる。また、フレームメモリ３４Ａに記憶されたマルチバーストパターンＭｂを確認しながら、上記の処理を実施しているので、必要以上にカットオフ角周波数ω_ｃ´が小さくなるように校正することなく、すなわち、表示画像がぼけない範囲で折り返しノイズを低減できる校正値αを算出できる。

また、プロジェクタ１が操作装置４を備えるので、例えば、利用者は、所定の解像度の入力画像に基づく表示画像に折り返しノイズが含まれていることを認識した際に、操作装置４に解像度選択操作および調整操作を実施すれば、表示画像に含まれる折り返しノイズが低減することとなり、利便性の向上が図れる。また、利用者が画質を最適化したいと望む解像度に応じた校正値αのみを算出するとともに、該校正値αを用いたカットオフ角周波数ω_ｃ´の校正を実施するため、利便性の向上を図りつつ、ＣＰＵ３１の処理負荷を低減できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、ＣＰＵ３１は、操作装置４への入力操作（解像度選択操作、調整操作）に応じて、校正値算出処理を実行する構成としていたが、これに限らない。
例えば、ＣＰＵ３１は、以下に示すように、解像度選択操作によらず、調整操作のみに応じて処理を実施する構成としても構わない。
すなわち、ＣＰＵ３１は、外部から画像信号が入力されている際に、利用者により操作装置４に調整操作が実施された場合に、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度に基づいて変換率設定部３１１にて設定された解像度の変換率Ｔｒをメモリ３２に記憶させる。そして、ＣＰＵ３１は、外部からの画像信号の処理を中断した状態で上述した校正値算出処理を実行し、校正値算出処理の後、上記外部からの画像信号の処理を再開して上述した校正処理を実行する。

また、例えば、ＣＰＵ３１は、以下に示すように、解像度選択操作および調整操作の双方によらず、処理を実施する構成としても構わない。
すなわち、ＣＰＵ３１は、外部から画像信号が入力された際に、解像度検出部３６にて検出された入力画像の解像度に基づいて変換率設定部３１１にて設定された解像度の変換率Ｔｒをメモリ３２に記憶させる。そして、ＣＰＵ３１は、外部からの画像信号の処理を中断した状態で上述した校正値算出処理を実行し、校正値算出処理の後、上記外部からの画像信号の処理を再開して上述した校正処理を実行する。

前記実施形態では、ＣＰＵ３１は、ステップＳ９，Ｓ１０において、閾値をそれぞれ「７０％」、「３０％」としていたが、空間ローパスフィルタの特性（フィルタのタップ数等）に応じて、適宜、変更しても構わない。
前記実施形態において、フレームメモリ３４Ａは、スケーラ３４に内蔵された構成としていたが、これに限らず、スケーラ３４の外部に設けても構わない。

前記実施形態では、解像度の変換率Ｔｒが１００％以上である場合には、カットオフ角周波数ω_ｃ´の校正値αを算出しない構成としていたが、これに限らず、１００％未満の変換率Ｔｒでの場合と同様に校正値αを算出する構成としても構わない。
前記実施形態では、校正用画像情報として、マルチバーストパターンＭｂを採用していたが、これに限らず、その他のテストパターンを採用しても構わない。

前記実施形態では、光変調装置２２として液晶パネルを採用したが、光変調装置２２としては、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネルの他、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)(米国テキサスインスツルメント社の商標)等を採用してもよい。
前記実施形態では、画像表示装置としてプロジェクタ１を採用していたが、これに限らず、固定画素表示デバイスを有していれば、液晶ディスプレイや、ＰＤＰ、有機ＥＬ表示装置等の他の画像表示装置を採用しても構わない。

本発明の画像表示装置は、種々の解像度の画像情報に対応して、表示画像の画質劣化を防止できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタ等の画像表示装置に利用できる。

本実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの概略構成を示す模式図。 前記実施形態における空間ローパスフィルタの特性を模式的に示す図。 前記実施形態におけるテストパターンを模式的に示す図。 前記実施形態における校正値算出処理を説明するフローチャート。 前記実施形態における校正処理を説明するフローチャート。 図５におけるステップＳ２５を説明するフローチャート。

符号の説明

１・・・プロジェクタ（画像表示装置）、２・・・画像投射装置（表示手段）、４・・・操作装置（操作手段）、３１・・・ＣＰＵ（制御手段）、３２・・・メモリ（校正値記憶手段）、３４・・・スケーラ（画像処理手段）、３４Ａ・・・フレームメモリ（描画用記憶手段）、３１２・・・校正用画像情報制御部、３１３・・・フィルタ係数算出部、３１５・・・カットオフ周波数校正部、Ｓ４〜Ｓ１２，Ｓ２３，Ｓ２４・・・カットオフ周波数校正ステップ、Ｓ２４・・・フィルタ係数算出ステップ。

Claims (5)

1. 画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置であって、
   前記制御手段は、
   カットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じて前記空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
   前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記カットオフ周波数を校正するカットオフ周波数校正部とを備える
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記制御手段は、
   輝度値が所定の周期で変動する校正用画像情報を前記画像処理手段に処理させる校正用画像情報制御部を備え、
   前記カットオフ周波数校正部は、
   前記描画用記憶手段に記憶された前記画像処理手段による処理後の校正用画像情報に基づいて、前記処理後の校正用画像情報のコントラストを示す指標値を算出し、前記指標値が所定の閾値以下となるように、前記カットオフ周波数を校正する
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
   種々の前記画像情報の解像度のうち、前記カットオフ周波数の校正を必要とする解像度を選択させる操作手段と、
   前記カットオフ周波数を校正するための校正値を記憶する校正値記憶手段とを備え、
   前記カットオフ周波数校正部は、
   前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記操作手段にて選択された解像度に応じた前記校正値を算出して前記校正値記憶手段に記憶させるとともに、前記操作手段にて選択された解像度の前記画像情報が入力された場合に前記校正値記憶手段に記憶した前記校正値を用いて前記カットオフ周波数を校正する
   ことを特徴とする画像表示装置。
4. 画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置の制御方法であって、
   前記制御手段が、
   前記描画用記憶手段に記憶された前記処理後の画像情報に基づいて、前記空間ローパスフィルタのカットオフ周波数を校正するカットオフ周波数校正ステップと、
   校正した前記カットオフ周波数をパラメータとする標本化関数に窓関数を乗じて前記空間ローパスフィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出ステップとを実行する
   ことを特徴とする制御方法。
5. 画像を表示する表示手段と、入力した画像情報に対して解像度を変換する解像度変換処理を施すとともに空間ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段による処理後の画像情報を一時的に記憶する描画用記憶手段と、前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えた画像表示装置の制御プログラムであって、
   請求項４に記載の制御方法を前記制御手段に実行させる
   ことを特徴とする制御プログラム。