JP2012181455A - 画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】立体視画像において視差のために輝度レベルが大きく変化する大振幅信号に対し、クロストークを抑えながら鮮鋭度を向上させる。
【解決手段】入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のとき、白輝度側へのエンハンスはそのまま行なって鮮鋭度を向上させ、黒輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐ。また、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のとき、黒輝度側へのエンハンスはそのまま行なって鮮鋭度を向上させ、白輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐ。
【選択図】 図５

Description

本発明は、画質補正を行なう画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラムに係り、特に、時分割で交互に表示される左眼用画像及び右眼用画像からなる画像信号に対してシャープネス（周波数特性のエンハンス）などの画質補正を行なう画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラムに関する。

左右の眼に視差のある画像を表示することで、観察者に立体的に見える立体視画像を提示することができる。立体視画像を提示する方式の１つとして、観察者に特殊な光学特性を持った眼鏡をかけさせ、両眼に視差をつけた画像を提示するものが挙げられる。

例えば、時分割立体視画像表示システムは、互いに異なる複数の画像を時分割で表示する表示装置と、画像の観察者がかけるシャッター眼鏡の組み合わせからなる。表示装置は、視差のある左眼用画像及び右眼用画像を非常に短い周期で交互に画面表示する。一方、観察者が装着したシャッター眼鏡は、左眼部及び右眼部にそれぞれ液晶レンズなどで構成されるシャッター機構を備えている。シャッター眼鏡は、左眼用画像がディスプレイされる間に、シャッター眼鏡の左眼部が光を透過させ、右眼部が遮光する。また、右眼用画像がディスプレイされる間に、シャッター眼鏡の右眼部が光を透過させ、左眼部が遮光する（例えば、特許文献１〜３を参照のこと）。すなわち、表示装置による左眼用画像及び右眼用画像の時分割表示と、表示装置の表示切り換えに同期してシャッター眼鏡がシャッター機構により画像選択を行なうことで、観察するユーザーに立体視画像が提示される。

立体視できる画像信号の伝送方式として、１垂直帰線成分内に左眼用画像フレームと右眼用画像フレームを１つずつ時分割で挿入する「フレーム・パッキング（ｆｌａｍｅ ｐａｃｋｉｎｇ）」や、１水平帰線成分内に左眼用画像及び右眼用画像を１ラインずつ時分割で挿入する「サイド・バイ・サイド（ＳＢＳ）」、１水平帰線成分毎に左眼用画像及び右眼用画像の１ラインを交互に挿入する「ライン・オルタネーティブ（ｌｉｎｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）」などのフォーマットを挙げることができる。

立体視画像の表示に用いる表示装置に、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用いる。液晶ディスプレイは、画素毎にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を配置したアクティブ・マトリックス型が一般的である。ＴＦＴ液晶表示ディスプレイは、画像信号を画面上部から下部に向かって走査線毎に書き込むことによって各画素を駆動し、バックライトからの照射光を各画素で遮ったり透過させたりすることによって表示を行なう。但し、本発明の要旨は特定の方式に限定されるものではない。例えば、旧来のＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイの他、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、エレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）パネルを用いることができる。

液晶ディスプレイの場合、一般に、液晶の放電に時間がかかり、表示の応答速度が遅いことが知られている。このため、輝度レベルの振幅が大きな画像信号が発生した場所では、十分に応答できず、信号の漏れ込みが生じるおそれがある。立体視画像を表示する際、左右の画像信号には視差があるため、一方の信号が黒輝度又は黒に近い輝度で他方の信号が白輝度又は白に近い輝度となる場所では、大振幅の信号となる。

図８Ａには、左眼用画像表示期間で白輝度又は白に近い輝度信号が入力され、続く右眼用画像表示期間で黒輝度信号が入力され、短時間で十分放電されず、白輝度又は白に近い輝度レベルが残っている様子（図中の車線部）を示している。また、図８Ｂには、左眼用画像表示期間で白輝度又は白に近い輝度信号が入力されるが、短時間で十分に輝度レベルが立ち上がっていない様子を示している。このような左右の画像信号間の漏れ込みにより、クロストークが発生する。クロストークが発生し易い輝度領域と頻度は、概ね図９のように表わされる。同図から、左右いずれかの画像信号の輝度がある値のとき、対となる他方の画像信号の輝度レベルとの差が特定の範囲内であればクロストークが少ないかを、読み取ることができる。図示のように、視差のある左右の画像信号間で輝度レベルの振幅が大きいと、クロストーク量も大きくなる。図９に示したクロストーク・マップは、厳密には、デバイス毎に異なる。

フィールド周波数が６０Ｈｚの場合１６ミリ秒毎にフィールドが切り換わるので、１６ミリ秒以内に液晶が大振幅信号に応答できなければ、クロストークが発生する。また、４倍速では４ミリ秒毎のフィールドが切り換わるので、さらに厳しい状況となる。

また、画像処理の分野では、一般に、入力画像に画質補正を施してから出力することが行なわれている。画質補正の一例として、画像信号のうち輝度成分に鮮鋭度を付けて視認性を向上させるシャープネスのエンハンス（若しくは、周波数特性のエンハンス）が知られている（例えば、特許文献４を参照のこと）。

例えば、図１０に示すように、白輝度側の輝度信号に対しさらに白輝度方向にオーバーシュートを付け、また、黒輝度方向の輝度信号に対しさらに黒輝度方向にオーバーシュートを付けることで、鮮鋭度を向上させる。２次元画像であれば、輝度信号にオーバーシュートを付けることで、鮮鋭度が増し、視認性が向上する。

ところが、立体視画像の場合には、例えば黒輝度側の信号に対してさらに黒輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付けると、対となる視差画像の白輝度又は白に近い輝度レベルとの差が大きくなってしまう（図１１Ａを参照のこと）。また、白輝度側の信号に対してさらに白輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付けると、対となる視差画像の黒輝度又は黒に近い輝度レベルとの差が大きくなってしまう（図１１Ｂを参照のこと）。つまり、立体視画像においては、鮮鋭度を上げるとクロストークが増えてしまうというトレードオフの関係にある。

特開平９−１３８３８４号公報 特開２０００−３６９６９号公報 特開２００３−４５３４３号公報 特開２０１０−２６３５９８号公報

本発明の目的は、時分割で交互に表示される左眼用画像及び右眼用画像からなる画像信号に対して好適に画質補正を行なうことができる、優れた画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、視差のある左右の画像信号に対して、クロストークを抑えながら、鮮鋭度を向上させる画質補正処理を行なうことができる、優れた画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。

本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうが、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスし、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうが、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスする画質改善部を具備する画像処理装置である。

また、本願の請求項２に記載の発明は、
入力輝度信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
輝度信号を白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた白輝度方向エンハンス・ゲインを出力する白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部と、
輝度信号を黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた黒輝度方向エンハンス・ゲインを出力する黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部と、
入力輝度信号の変化を検出する輝度変化検出部と、
前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が白輝度方向へ変化する白輝度方向エンハンス成分を抽出する白輝度方向エンハンス成分抽出部と、
前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が黒輝度方向へ変化する黒輝度方向エンハンス成分を抽出する黒輝度方向エンハンス成分抽出部と、
前記白輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した白輝度方向エンハンス成分を、前記白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする白輝度方向エンハンス部と、
前記黒輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した黒輝度方向エンハンス成分を、前記黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする黒輝度方向エンハンス部と、
前記白輝度方向エンハンス部でエンハンスした白輝度方向エンハンス成分及び前記黒輝度方向エンハンス部でエンハンスした黒輝度方向エンハンス成分を、入力輝度信号に加算して出力する出力部と、
を具備する画像処理装置である。

本願の請求項３に記載の発明によれば、白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部は、黒輝度又は黒に近い輝度レベルでは高ゲインとし、白輝度又は白に近い輝度レベルでのゲインを抑制した、白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、入力輝度信号が黒輝度レベルのときには高いエンハンス・ゲインを出力し、入力信号が白輝度レベルのときには低く抑えられたエンハンス・ゲインを出力するように構成されている。また、黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部は、白輝度又は白に近い輝度レベルでは高ゲインとし、黒輝度又は黒に近い輝度レベルでのゲインを抑制した、黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、入力輝度信号が白輝度レベルのときには高いエンハンス・ゲインを出力し、入力信号が黒輝度レベルのときには低く抑えられたエンハンス・ゲインを出力するように構成されている。

また、本願の請求項４に記載の発明は、
入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうステップと、
入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスするステップと、
入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうステップと、
入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスするステップと、
を有する画像処理方法である。

また、本願の請求項５に記載の発明は、
黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうが、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスし、白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうが、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスする画質改善部と、
前記画質改善部で輝度レベルを改善した後の画像信号を画面表示する表示部と、
を具備する表示装置である。

また、本願の請求項６に記載の発明は、
入力輝度信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部、
輝度信号を白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた白輝度方向エンハンス・ゲインを出力する白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部、
輝度信号を黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた黒輝度方向エンハンス・ゲインを出力する黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部、
入力輝度信号の変化を検出する輝度変化検出部、
前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が白輝度方向へ変化する白輝度方向エンハンス成分を抽出する白輝度方向エンハンス成分抽出部、
前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が黒輝度方向へ変化する黒輝度方向エンハンス成分を抽出する黒輝度方向エンハンス成分抽出部、
前記白輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した白輝度方向エンハンス成分を、前記白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする白輝度方向エンハンス部、
前記黒輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した黒輝度方向エンハンス成分を、前記黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする黒輝度方向エンハンス部、
前記白輝度方向エンハンス部でエンハンスした白輝度方向エンハンス成分及び前記黒輝度方向エンハンス部でエンハンスした黒輝度方向エンハンス成分を、入力輝度信号に加算して出力する出力部、
としてコンピューターを機能させるように、コンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムである。

本願の請求項６に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項６に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項２に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、視差のある左右の画像信号に対して、クロストークを抑えながら、鮮鋭度を向上させる画質補正処理を好適に行なうことができる、優れた画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラムを提供することができる。

本発明によれば、入力輝度信号の輝度レベルと白輝度又は黒輝度のいずれの方向にエンハンスするかに応じてエンハンス・ゲインを切り換えることによって、立体視画像において視差のために輝度レベルが大きく変化する大振幅信号に対し、クロストークを抑えながら鮮鋭度を向上させることができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、画像表示システムの構成例を模式的に示した図である。 図２Ａは、表示装置１１の左眼用画像Ｌの表示期間に同期したシャッター眼鏡１３におけるシャッター・レンズ３０８、２０９の制御動作を示した図である。 図２Ｂは、表示装置１１の右眼用画像Ｒの表示期間に同期したシャッター眼鏡１３におけるシャッター・レンズ３０８、２０９の制御動作を示した図である。 図３は、入力輝度信号に対し白輝度側へのエンハンスするときの、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定を示した図である。 図４は、入力輝度信号に対し黒輝度側へのエンハンスするときの、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定を示した図である。 図５は、入力輝度信号の輝度レベルとエンハンス方向に応じてエンハンス・ゲインを切り換えて鮮鋭度のエンハンス処理を行なう画質改善回路の構成例を示した図である。 図６は、各輝度レベルで抽出された白輝度方向エンハンス成分に対して白輝度方向へエンハンスした様子を示した図である。 図７は、各輝度レベルで抽出された黒輝度方向エンハンス成分に対して黒輝度方向へエンハンスした様子を示した図である。 図８Ａは、左眼用画像表示期間で白輝度信号が入力され、続く右眼用画像表示期間で黒輝度信号が入力され、短時間で十分放電されず、白輝度レベルが残っている様子を示した図である。 図８Ｂは、左眼用画像表示期間で白輝度信号が入力されるが、短時間で十分に輝度レベルが立ち上がっていない様子を示した図である。 図９は、クロストーク・マップの一例を示した図である。 図１０は、輝度信号の鮮鋭度を改善する処理を示した図である。 図１１Ａは、黒輝度側の信号に対してさらに黒輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付け、対となる視差画像の白輝度レベルとの差が大きくなる様子を示した図である。 図１１Ｂは、白輝度側の信号に対してさらに白輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付け、対となる視差画像の黒輝度レベルとの差が大きくなる様子を示した図である。 図１２Ａは、中輝度レベルで最大となり、白輝度及び黒輝度で最小となる、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定例（従来例）を示した図である。 図１２Ｂは、中輝度レベルで最大となり、白輝度及び黒輝度で最小となる、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定例（従来例）を示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１には、画像表示システムの構成例を模式的に示している。画像表示システムは、３次元表示（立体視）対応の表示装置１１と、左眼部及び右眼部にそれぞれシャッター機構を備えたシャッター眼鏡１３の組み合わせからなる。以下では、立体画像表示に用いる表示装置１１として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用いるのとする。但し、本発明の要旨は、液晶ディスプレイに限定されない。

表示装置１１が立体視用の画像を表示し、シャッター眼鏡１３をかけたユーザーが表示画像を立体視する際、シャッター眼鏡１３は、表示装置１１側での左眼用画像及び右眼用画像の切り換えタイミングと同期をとって、左右のシャッター・レンズ３０８、３０９の開閉切り換えを行なう必要がある。表示装置１１とシャッター眼鏡１３間の通信には、Ｗｉ−ＦｉやＩＥＥＥ８０２．１５．４などの、電波通信によるワイヤレス・ネットワークが用いられ、表示装置１１からシャッター眼鏡１３へ、シャッター・レンズ３０８、３０９の開閉タイミングを制御するために必要な情報を記載したパケットが送信される。勿論、ワイヤレス・ネットワークではなく、赤外線通信やその他の通信手段を適用することもできる。

表示装置１１は、左右画像信号処理部１２０と、通信部１２４と、タイミング制御部１２６と、ゲート・ドライバー１３０と、データ・ドライバー１３２と、液晶表示パネル１３４を備えている。

液晶表示パネル１３４は、液晶層及び液晶層を挟んで対向する透明電極と、カラー・フィルターなど（いずれも図示しない）から構成されている。また、液晶表示パネル１３４の背後には、バックライト（面光源）１３６が配置されている。バックライト１３６は、残光特性の良好なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などから構成されている。

左右画像信号処理部１２０には、左眼用画像Ｒ及び右眼用画像Ｌをそれぞれ表示するための左右の画像信号Ｄ_L、Ｄ_Rからなる入力信号Ｄ_inが入力される。左右画像信号処理部１２０内では、画像の鮮鋭度のエンハンスやコントラスト補正などの画質補正処理が行なわれる。本実施形態では、回路規模を少なくするため、供給された立体視用の画像信号がデコードされた後に、鮮鋭度のエンハンス処理を行なうものとする。そして、左右画像信号処理部１２０は、液晶表示パネル１３４に左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを交互に表示させるため、左右の画像信号Ｄ_L、Ｄ_Rを交互に出力する。

タイミング制御部１２６には、左右画像信号処理部１２０で変換された左眼用画像信号Ｄ_L及び右眼用画像信号Ｄ_Rが入力される。タイミング制御部１２６は、入力された左眼用画像信号Ｄ_L及び右眼用画像信号Ｄ_Rを液晶表示パネル１３４へ入力するための信号に変換するとともに、ゲート・ドライバー１３０及びデータ・ドライバー１３２の動作に用いられるパルス信号を生成する。また、液晶表示パネル１３４の応答速度を補うための、オーバードライブが適宜行なわれる。

ゲート・ドライバー１３０及びデータ・ドライバー１３２は、タイミング制御部１２６で生成されたパルス信号（ＶＳＹＮＣ、ＨＳＹＮＣ）を受け、入力された信号に基づいて液晶表示パネル１３４の各画素を発光させる。これにより、液晶表示パネル１３４に画像が表示される。

通信部１２４は、Ｗｉ−ＦｉやＩＥＥＥ８０２．１５．４などのワイヤレス・ネットワークにおけるアクセスポイントとして動作し、端末局として動作する１以上のシャッター眼鏡１３を自分の基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ：ＢＳＳ）に収容する。通信部１２４からは、シャッター眼鏡１３側でシャッター・レンズ３０８、３０９の開閉タイミングを制御するために必要な情報を記載したパケットが送信される。

図２Ａには、表示装置１１の左眼用画像Ｌの表示期間に同期したシャッター眼鏡１３におけるシャッター・レンズ３０８、２０９の制御動作を示している。図示のように、左眼用画像Ｌの表示期間には、表示装置１１側から無線伝送される同期パケットに従って、左眼用シャッター・レンズ３０８を開成状態、右眼用シャッター・レンズ３０９を閉成状態とし、左眼用画像Ｌに基づく表示光ＬＬがユーザーの左眼にのみ到達する。

また、図２Ｂには、右眼用画像Ｒの表示期間に同期したシャッター眼鏡１３におけるシャッター・レンズ３０８、２０９の制御動作を示している。図示のように、右眼用画像Ｒの表示期間には、右眼用シャッター・レンズ３０９を開成状態、左眼用シャッター・レンズ３０８を閉成状態とし、右眼用画像Ｒに基づく表示光ＲＲがユーザーの右眼にのみ到達する。

表示装置１１は、液晶表示パネル１３４に、フィールド毎に左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを交互に表示する。シャッター眼鏡１３側では、左右のシャッター・レンズ３０８、３０９が表示装置１１のフィールド毎の画像切り換えに同期して交互に開閉動作を行なう。シャッター眼鏡１３越しに表示画像を観察するユーザーには、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒが合成され、表示装置１１に表示される画像が立体的に認識される。

［背景技術］の欄でも述べたように、液晶表示パネル１３４では、輝度レベルの振幅が大きな画像信号で、その場所に視差があると、クロストークが発生し易い。クロストークが発生し易いのは、左右の画像信号に視差があるためであり、左右いずれか一方の信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルで他方の信号が白輝度又は白に近い輝度レベルになるときである。このとき、大きなレベルのクロストークが発生する（図１０を参照のこと）。

また、画像の鮮鋭度のエンハンス処理と、クロストークは、トレードオフの関係にある。黒輝度側の信号に対してさらに黒輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付けると、対となる視差画像の白輝度又は白に近い輝度レベルとの差が大きくなり、クロストークが発生する（図１１Ａを参照のこと）。同様に、白輝度側の信号に対してさらに白輝度方向にオーバーシュートを施して鮮鋭度を付けると、対となる視差画像の黒輝度又は黒に近い輝度レベルとの差が大きくなり、クロストークが発生する（図１１Ｂを参照のこと）。

２次元画像に対しては、一般に、白輝度又は黒輝度のいずれの方向においてもエンハンス・ゲインの設定を同じにしている。このような場合、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度レベルで且つ白輝度方向にエンハンスするときに、エンハンスした後の輝度信号が白輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まるように、白輝度側のエンハンス・ゲインを抑制しなければならない。また、入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルで且つ黒輝度方向にエンハンスするときに、エンハンス処理した後の輝度信号が黒輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まるように、黒輝度側のエンハンス・ゲインを抑制しなければならない。これらをまとめると、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインは、図１２Ａや図１２Ｂに示すように、中輝度レベルで最大となり、白輝度及び黒輝度で最小となる。但し、図１２Ａ並びに図１２Ｂでは、輝度信号のダイナミック・レンジを２５６階調とし、エンハンス・ゲインを最大値で正規化している。

図１２Ａや図１２Ｂに示したような、白輝度及び黒輝度の両方向においてエンハンス・ゲインの設定を同じにすると、白輝度又は白に近い輝度レベルの入力輝度信号に対し、白輝度及び黒輝度のいずれの方向にエンハンスする場合であっても、エンハンスが抑制されるので、白輝度又は白に近い輝度レベルでは鮮鋭度がエンハンスされることはない。同様に、黒輝度又は黒に近い輝度レベルの入力輝度信号に対し、白輝度及び黒輝度のいずれの方向にエンハンスする場合であっても、エンハンスが抑制されるので、黒輝度又は黒に近い輝度レベルでは鮮鋭度がエンハンスされることはない。

そこで、本実施形態では、入力輝度信号の輝度レベルと白輝度又は黒輝度のいずれの方向にエンハンスするかに応じてエンハンス・ゲインを切り換えてエンハンスするという画質補正方法を採用する。

すなわち、入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルのときには、白輝度側へのエンハンスはそのまま行ない、鮮鋭度を向上させるが、黒輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐ。また、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度レベルのときには、黒輝度側へのエンハンスはそのまま行ない、鮮鋭度を向上させるが、白輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐ。

図３には、入力輝度信号に対し白輝度側へのエンハンスするときの、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定を示している。但し、同図では、輝度信号のダイナミック・レンジを２５６階調とし、エンハンス・ゲインを最大値で正規化している。

入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルのときには、白輝度側へのエンハンスはそのまま行なうので、図１２Ａや図１２Ｂに示した場合と比較して、黒輝度レベルでの鮮鋭度を向上させることができる。また、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくなり、クロストークの発生を防ぐことができる。一方、入力信号が白輝度又は白に近い輝度レベルのときには、エンハンス・ゲインが抑制され、エンハンス処理後の輝度信号が白輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まる。

また、図４には、入力輝度信号に対し黒輝度側へのエンハンスするときの、輝度レベル毎のエンハンス・ゲインの設定を示している。但し、同図では、輝度信号のダイナミック・レンジを２５６階調とし、エンハンス・ゲインを最大値で正規化している。

入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度レベルのときには、黒輝度側へのエンハンスはそのまま行なうので、図１２Ａや図１２Ｂに示した場合と比較して、白輝度又は白に近い輝度レベルでの鮮鋭度を向上させることができる。また、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくなり、クロストークの発生を防ぐことができる。一方、入力信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルのときには、エンハンス・ゲインが抑制され、エンハンス処理後の輝度信号が黒輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まる。

図３及び図４において、白輝度側及び黒輝度側へのエンハンス・ゲインを抑制する輝度レベルの値は、通常は別個であり、表示する液晶表示パネル１３４のクストーク特性によって決まる。すなわち、図９に示したクロストーク・マップはデバイス毎に異なり、左右いずれかの画像信号の輝度がある値のとき、対となる他方の画像信号の輝度レベルとの差が特定の範囲内であればクロストークが少ないかどうかは、デバイスによって一意に決まっている。

図３及び図４に示したように、白輝度又は黒輝度のいずれかのエンハンス方向によってエンハンス・ゲインの設定を切り換えることによって、クロストークが発生しないような条件の範囲内で鮮鋭度をエンハンスして、クロストーク優先の鮮鋭度を実現することができる。勿論、クロストークを多少許容しつつ、鮮鋭度をある程度優先させるように、エンハンス・ゲインを設定することも可能である。

図５には、入力輝度信号の輝度レベルとエンハンス方向に応じてエンハンス・ゲインを切り換えて鮮鋭度のエンハンス処理を行なう画質改善回路の構成例を示している。

ハイパス・フィルター（ＨＰＦ）５０１は、入力輝度信号に対して微分処理を施して、時間の経過に伴う入力輝度信号の変化を検出する。

そして、白輝度方向エンハンス成分抽出部５０２は、ハイパス・フィルター５０１の出力から、入力輝度信号が白輝度方向へ変化する成分を、白輝度方向エンハンス成分として抽出する。同様に、黒輝度方向エンハンス成分抽出部５０３は、ハイパス・フィルター５０１の出力から、入力輝度信号が黒輝度方向へ変化する成分を、黒輝度方向エンハンス成分として抽出する。

また、ローパス・フィルター（ＬＰＦ）５０４は、入力輝度信号に対して積分処理を施し、高周波成分を除去して、入力輝度信号の輝度レベルを検出する。

そして、白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０５は、輝度信号を白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持しており、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた白輝度方向エンハンス・ゲインを出力する。

白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０５が保持する、白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインは、図３に示した通りである。したがって、入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルのときには、高いエンハンス・ゲインが出力され、黒輝度レベルでの鮮鋭度を向上させることができる。また、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくなり、クロストークの発生を防ぐことができる。一方、入力信号が白輝度又は白に近い輝度レベルのときには、エンハンス・ゲインが抑制され、エンハンス処理後の輝度信号が白輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まる。

同様に、黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０６は、輝度信号を黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持しており、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた黒輝度方向エンハンス・ゲインを出力する。

黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０６が保持する、黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインは、図４に示した通りである。したがって、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度レベルのときには、高いエンハンス・ゲインが出力され、白輝度又は白に近い輝度レベルでの鮮鋭度を向上させることができる。また、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくなり、クロストークの発生を防ぐことができる。一方、入力信号が黒輝度又は黒に近い輝度レベルのときには、エンハンス・ゲインが抑制され、エンハンス処理後の輝度信号が黒輝度側のダイナミック・レンジ以内に収まる。

乗算器５０７は、白輝度方向エンハンス成分抽出部５０２が抽出した白輝度方向エンハンス成分を、白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０５から出力される白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする。

図６には、各輝度レベルで抽出された白輝度方向エンハンス成分に対して白輝度方向へエンハンスした様子を示している。同図において、破線は白輝度方向エンハンス成分抽出部５０２が抽出した元の白輝度方向エンハンス成分であり、実線はエンハンスした後の信号である。図示のように黒輝度又は黒に近い輝度レベルの信号は大きくエンハンスされ、白輝度又は白に近い輝度レベルの信号はエンハンスが抑えられている。

また、乗算器５０８は、黒輝度方向エンハンス成分抽出部５０３が抽出した黒輝度方向エンハンス成分を、黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部５０６から出力される黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする。

図７には、各輝度レベルで抽出された黒輝度方向エンハンス成分に対して黒輝度方向へエンハンスした様子を示している。同図において、破線は黒輝度方向エンハンス成分抽出部５０２が抽出した元の黒輝度方向エンハンス成分であり、実線はエンハンスした後の信号である。図示のように白輝度又は白に近い輝度レベルの信号は大きくエンハンスされ、黒輝度又は黒に近い輝度レベルの信号はエンハンスが抑えられている。

加算器５０９は、乗算器５０７から出力される、白輝度方向エンハンス成分を白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスした結果と、乗算器５０８から出力される、黒輝度方向エンハンス成分を黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスした結果とを、加算する。そして、加算器５１０は、加算器５０９の出力すなわちエンハンス成分を元の入力輝度信号に加算して、出力する。

図５に示した画質改善回路によれば、入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときには、白輝度側へのエンハンスはそのまま行ない、鮮鋭度を向上させるが、黒輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐことができる。また、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときには、黒輝度側へのエンハンスはそのまま行ない、鮮鋭度を向上させるが、白輝度側へのエンハンスを抑制して、大振幅の左右画像信号間での輝度差を少なくして、クロストークの発生を防ぐことができる。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書で説明した実施形態における画像の鮮鋭度のエンハンス処理は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれにより行なうこともできる。当該処理をソフトウェアによって実現する場合には、ソフトウェアにおける処理手順をコンピューター可読形式に記述したコンピューター・プログラムを所定のコンピューターにインストールして実行すればよい。また、このコンピューター・プログラムは、シャッター眼鏡等の製品に組み込んでおくこともできる。

また、本明細書では、液晶表示パネルからなる表示装置に適用した実施形態について説明してきたが、旧来のＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイの他、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、エレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）パネルを用いる場合であっても、同様に本発明を適用することができる。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

１１…表示装置
１３…シャッター眼鏡
１２０…左右画像信号処理部
１２４…通信部１２４
１２６…タイミング制御部１２６
１３０…ゲート・ドライバー
１３２…データ・ドライバー
１３４…液晶表示パネル
３０８…（左眼用）シャッター・レンズ
３０９…（右眼用）シャッター・レンズ
５０１…ハイパス・フィルター（ＨＰＦ）
５０２…白輝度方向エンハンス成分抽出部
５０３…黒輝度方向エンハンス成分抽出部
５０４…ローパス・フィルター（ＬＰＦ）
５０５…白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部
５０６…黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部
５０７、５０８…乗算器
５０９、５１０…加算器

Claims (6)

1. 入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうが、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスし、入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうが、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスする画質改善部を具備する画像処理装置。
2. 入力輝度信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
   輝度信号を白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた白輝度方向エンハンス・ゲインを出力する白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部と、
   輝度信号を黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた黒輝度方向エンハンス・ゲインを出力する黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部と、
   入力輝度信号の変化を検出する輝度変化検出部と、
   前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が白輝度方向へ変化する白輝度方向エンハンス成分を抽出する白輝度方向エンハンス成分抽出部と、
   前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が黒輝度方向へ変化する黒輝度方向エンハンス成分を抽出する黒輝度方向エンハンス成分抽出部と、
   前記白輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した白輝度方向エンハンス成分を、前記白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする白輝度方向エンハンス部と、
   前記黒輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した黒輝度方向エンハンス成分を、前記黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする黒輝度方向エンハンス部と、
   前記白輝度方向エンハンス部でエンハンスした白輝度方向エンハンス成分及び前記黒輝度方向エンハンス部でエンハンスした黒輝度方向エンハンス成分を、入力輝度信号に加算して出力する出力部と、
   を具備する画像処理装置。
3. 前記白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部は、黒輝度又は黒に近い輝度レベルでは高ゲインとし、白輝度又は白に近い輝度レベルでのゲインを抑制した、白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、
   前記黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部は、白輝度又は白に近い輝度レベルでは高ゲインとし、黒輝度又は黒に近い輝度レベルでのゲインを抑制した、黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持する、
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうステップと、
   入力輝度信号が黒輝度又は黒に近い輝度のときに、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスするステップと、
   入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうステップと、
   入力輝度信号が白輝度又は白に近い輝度のときに、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスするステップと、
   を有する画像処理方法。
5. 黒輝度又は黒に近い輝度のときに、高ゲインで白輝度側へのエンハンスを行なうが、黒輝度側へのゲインを抑制してエンハンスし、白輝度又は白に近い輝度のときに、高ゲインで黒輝度側へのエンハンスを行なうが、白輝度側へのゲインを抑制してエンハンスする画質改善部と、
   前記画質改善部で輝度レベルを改善した後の画像信号を画面表示する表示部と、
   を具備する表示装置。
6. 入力輝度信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部、
   輝度信号を白輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた白輝度方向エンハンス・ゲインを出力する白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部、
   輝度信号を黒輝度側へエンハンスするときの輝度レベル毎のエンハンス・ゲインを保持し、前記輝度レベル検出部が検出した輝度レベルに応じた黒輝度方向エンハンス・ゲインを出力する黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部、
   入力輝度信号の変化を検出する輝度変化検出部、
   前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が白輝度方向へ変化する白輝度方向エンハンス成分を抽出する白輝度方向エンハンス成分抽出部、
   前記輝度変化検出部による検出結果に基づいて、入力輝度信号が黒輝度方向へ変化する黒輝度方向エンハンス成分を抽出する黒輝度方向エンハンス成分抽出部、
   前記白輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した白輝度方向エンハンス成分を、前記白輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される白輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする白輝度方向エンハンス部、
   前記黒輝度方向エンハンス成分抽出部が抽出した黒輝度方向エンハンス成分を、前記黒輝度方向エンハンス・ゲイン出力部から出力される黒輝度方向エンハンス・ゲインでエンハンスする黒輝度方向エンハンス部、
   前記白輝度方向エンハンス部でエンハンスした白輝度方向エンハンス成分及び前記黒輝度方向エンハンス部でエンハンスした黒輝度方向エンハンス成分を、入力輝度信号に加算して出力する出力部、
   としてコンピューターを機能させるように、コンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラム。