JP2013025141A - Image processor, image display device and image processing method - Google Patents

Image processor, image display device and image processing method Download PDF

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学 西郷
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PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance image quality in visual appreciation by utilizing a color and a position of a sub-pixel corresponding to a white color in a case where a color display is performed by sub-pixels of four colors.SOLUTION: A display device displays an image by sub-pixels of four colors of R (red), G (green), B (blue) and W (white). A sub-pixel G is positioned in a diagonal direction as viewed from a sub-pixel W. Further, a sub-pixel R is adjacent to the sub-pixel W with respect to an X direction, lateral direction in a FIG., and a sub-pixel B is adjacent to the sub-pixel W with respect to a Y direction, longitudinal direction in the FIG. In such configuration, high frequency components of an image signal of R in the Y direction are restricted and high frequency components of an image signal of B in the X direction are restricted. Furthermore, an image signal of G and an image signal of W regard individual sub-pixels as sub-pixels of the same color and perform the same band restriction to the individual sub-pixels. In addition, for colors of R, G and B, the display device adjusts amplitude of high frequency components to be passed through by parameters in response to ratios of the high frequency components of individual colors to high frequency components of W.

Description

本発明は、4色のサブ画素によって色表示を行う場合の画像処理に関する。   The present invention relates to image processing in the case of performing color display with four color sub-pixels.

3原色を用いた表示装置における画素の配置には、ストライプ配列やデルタ配列がある(例えば、特許文献1参照)。このような表示装置においては、3個のサブ画素によって1画素が構成される。また、ベイヤー(Bayer)配列は、色数は3色であるが、4個のサブ画素によって1画素を構成するものであり、G(緑)のサブ画素を2個、R(赤)、B(青)のサブ画素をそれぞれ1個用い、これらのサブ画素を縦方向及び横方向に2個ずつ配置したものである。   The pixel arrangement in the display device using the three primary colors includes a stripe arrangement and a delta arrangement (see, for example, Patent Document 1). In such a display device, one pixel is constituted by three sub-pixels. In the Bayer array, the number of colors is three, but one pixel is constituted by four subpixels. Two G (green) subpixels, R (red), and B One (blue) sub-pixel is used, and two of these sub-pixels are arranged in the vertical and horizontal directions.

画素がベイヤー配列によって構成された表示装置においては、一般に、入力された画像データの画素数の1/4の画素数の画像データによって色表示が行われる。この場合、入力された画像データの解像度よりも実際に用いられる画像データの解像度の方が低くなるため、画像信号の周波数帯域を制限するフィルター処理を実行し、折り返し雑音に起因するモアレを抑制することが行われる。例えば、RやBの画像信号の場合、高周波成分に起因するモアレを防ぐためには、縦方向及び横方向のいずれの周波数帯域も半分(すなわち1/2)に制限する必要がある。なお、Gの画像信号は、サブ画素の数がRやBのサブ画素に比べて2倍であるため、帯域の制限幅はこれらよりも少なくて済む。   In a display device in which pixels are configured by a Bayer array, color display is generally performed by image data having a number of pixels that is 1/4 of the number of pixels of input image data. In this case, since the resolution of the actually used image data is lower than the resolution of the input image data, a filter process for limiting the frequency band of the image signal is executed to suppress moire caused by aliasing noise. Is done. For example, in the case of an R or B image signal, in order to prevent moire caused by a high frequency component, it is necessary to limit both the vertical and horizontal frequency bands to half (that is, 1/2). Note that the G image signal has twice the number of subpixels as compared to the R and B subpixels, and therefore the bandwidth limit is smaller than these.

一方、色再現性や明るさの向上を目的に、4原色(ないしそれ以上の原色)を用いて色表示を行う場合がある。例えば、特許文献2には、ベイヤー配列におけるGのサブ画素の一方をW(白)やC(シアン)に置き換え、4色のサブ画素によって色表示を行う画像表示装置が開示されている。また、特許文献3には、4原色以上のカラー画像表示手段を有する場合において各色のカラー画像信号を算出するための技術が開示されている。なお、ここでいう「原色」は、(加法)混色の元となる色のことであり、光の3原色に限定されるものではない。   On the other hand, for the purpose of improving color reproducibility and brightness, color display may be performed using four primary colors (or more primary colors). For example, Patent Document 2 discloses an image display device in which one of G sub-pixels in a Bayer array is replaced with W (white) or C (cyan) and color display is performed with four color sub-pixels. Patent Document 3 discloses a technique for calculating a color image signal of each color when a color image display unit having four or more primary colors is provided. The “primary colors” referred to here are colors that are the sources of (additive) color mixing, and are not limited to the three primary colors of light.

特開平07−006703号公報JP 07-006703 A 特開2006−267541号公報JP 2006-267541 A 特開2000−338950号公報JP 2000-338950 A

4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、それぞれの色毎に独立に画像信号の帯域を制限すると、いずれのサブ画素の画像信号も縦方向及び横方向双方の周波数帯域が半分に制限される。しかし、このような帯域制限を行うと、元の画像から失われてしまう情報が多くなってしまう。
そこで、本発明は、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、白色に対応するサブ画素の色及び位置を利用して視感上の画質の向上を図ることを目的とする。
When color display is performed with sub-pixels of four colors, if the band of the image signal is limited independently for each color, the image signal of any sub-pixel is limited to half the frequency band in both the vertical and horizontal directions. The However, when such band limitation is performed, a large amount of information is lost from the original image.
Therefore, the present invention has an object of improving the visual image quality by using the color and position of a sub-pixel corresponding to white when performing color display with four sub-pixels.

本発明の一態様に係る画像処理装置は、第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに2個ずつ並んだ4個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、1画素を構成するサブ画素の1個が白色に対応する表示装置に、白色を含む4色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、前記4色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の3色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、前記4色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部とを備える。
この画像処理装置によれば、高周波帯域の振幅がパラメーターによって調整されることにより、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
According to an image processing apparatus of one embodiment of the present invention, pixels each including four sub-pixels arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction are arranged in a matrix. An image processing apparatus for supplying image signals of four colors including white to a display device in which one of the sub-pixels constituting one pixel corresponds to white, each of the four color image signals A high-frequency component extracting unit that extracts a component in a high-frequency band that is higher in frequency than the center of the frequency band of the image signal, and components of three colors other than white based on the components of each color extracted by the high-frequency component extracting unit A parameter calculation unit that calculates a parameter determined according to a ratio between each component and a white component, and for each of the four color image signals, according to the arrangement of the sub-pixels corresponding to the color A filter processing unit that limits a wave number band and performs a filter process for adjusting the amplitude of the high-frequency band by using the parameter calculated by the parameter calculation unit for each of three color image signals other than white Is provided.
According to this image processing apparatus, it is possible to improve the visual image quality by adjusting the amplitude of the high frequency band by the parameter.

好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色に対応する第1サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第1方向及び前記第2方向の周波数帯域を、前記第1サブ画素及び前記第1サブ画素に対して対角線方向に位置する第2サブ画素の配置に応じた態様で制限する第1フィルター処理部と、前記第2サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第1方向及び前記第2方向の周波数帯域を、前記第1サブ画素及び前記第2サブ画素の配置に応じた態様で制限する第2フィルター処理部と、前記第1サブ画素と前記第1方向に隣り合う第3サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第2方向の周波数帯域を当該第3サブ画素の当該第2方向の間隔に応じた態様で制限する第3フィルター処理部と、前記第1サブ画素と前記第2方向に隣り合う第4サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第1方向の周波数帯域を当該第4サブ画素の当該第1方向の間隔に応じた態様で制限する第4フィルター処理部とを有する。
この態様によれば、白色表示に対応する第1サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域を制限することが可能である。
In a preferred aspect, the filter processing unit applies the frequency band in the first direction and the second direction to the white image signal for displaying the first sub-pixel corresponding to white, and the first sub-pixel and the second sub-pixel. The first filter processing unit that restricts the first sub-pixel in a manner corresponding to the arrangement of the second sub-pixels positioned in the diagonal direction with respect to the first sub-pixel, and the image signal for displaying the second sub-pixel in the first direction And a second filter processing unit that restricts the frequency band in the second direction in a manner according to the arrangement of the first subpixel and the second subpixel, and the first subpixel is adjacent to the first direction. A third filter processing unit configured to limit a frequency band in the second direction with respect to an image signal for displaying the third sub-pixel in a manner according to an interval of the third sub-pixel in the second direction; Sub-pixel and A fourth filter that restricts the frequency band in the first direction with respect to the image signal for displaying the fourth sub-pixel adjacent in the second direction in a manner corresponding to the interval in the first direction of the fourth sub-pixel. And a processing unit.
According to this aspect, it is possible to limit the frequency band of the image signal according to the arrangement of the first sub-pixel corresponding to white display and the other sub-pixels.

別の好ましい態様において、前記第3フィルター処理部及び前記第4フィルター処理部の少なくとも一方は、入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第1フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する。
この態様によれば、第1サブ画素の表示に起因するモアレや偽色を抑制することが可能である。
In another preferred embodiment, at least one of the third filter processing unit and the fourth filter processing unit is a band other than a band to pass among frequency bands of an input image signal, and the first filter The band of the band to be passed by the processing unit is inverted and passed, and the amplitude of the band is adjusted using the parameters.
According to this aspect, it is possible to suppress moire and false color resulting from the display of the first sub-pixel.

さらに別の好ましい態様において、前記画像処理装置は、位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素及び前記第4サブ画素の輝度に応じて定まる。
この態様によれば、モアレや偽色の抑制をサブ画素の特性に応じて行うことが可能である。
In still another preferred aspect, the image processing device is configured such that the frequency response of the band that is passed with the phase inverted is such that the first subpixel, the second subpixel, the third subpixel, and the fourth subpixel are transmitted. It is determined according to the luminance of the pixel.
According to this aspect, it is possible to suppress moire and false colors according to the characteristics of the sub-pixel.

さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、前記第1方向に4M個、前記第2方向に4N個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第1方向にM個、前記第2方向にN個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、前記パラメーター算出部は、前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する。
この態様によれば、不要なパラメーターの算出を省略することが可能である。
In still another preferred aspect, the filter processing unit refers to an image signal representing 4M pixels in the first direction and 4N pixels in the second direction, and for each color, the M signals in the first direction, An image signal representing the N sub-pixels in the second direction is output, and the parameter calculation unit calculates the number of parameters corresponding to the sub-pixels represented by the image signal output by the filter processing unit.
According to this aspect, calculation of unnecessary parameters can be omitted.

さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する。この態様によれば、複数のフィルターを用いる場合に比べ、フィルターの記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。
あるいは、前記フィルター処理部は、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行するようにしてもよい。この態様によれば、特定のフィルターを用いる場合に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。
In still another preferred embodiment, the filter processing unit performs the filter processing by adjusting a predetermined specific filter output for each of the three color image signals other than white using the parameters. Run. According to this aspect, it is possible to reduce the memory required for storing the filter as compared with the case of using a plurality of filters.
Alternatively, the filter processing unit, for each of the three color image signals other than white, from a plurality of filters determined for each of the plurality of parameters, according to the parameter calculated by the parameter calculation unit You may make it perform the said filter process by selecting. According to this aspect, it is possible to reduce the amount of calculation at the time of executing the filter process, compared to the case where a specific filter is used.

さらに別の好ましい態様において、前記第2フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、前記第3フィルター処理部及び前記第4フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。
この態様によれば、(人間の目の分光感度が高い)緑色の画像の解像度を赤色や青色よりも高めることが可能である。
In still another preferred embodiment, the second filter processing unit performs a filter process on an image signal corresponding to green, and each of the third filter processing unit and the fourth filter processing unit is red or blue. Filter processing is performed on the image signal corresponding to.
According to this aspect, it is possible to increase the resolution of a green image (having high human eye spectral sensitivity) as compared to red or blue.

本発明の他の態様に係る表示装置は、前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素及び前記第4サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、請求項1ないし8のいずれかに記載の画像処理装置とを備える。
この表示装置によれば、白色表示に対応する第1サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
A display device according to another aspect of the present invention includes a plurality of pixels configured by the first sub-pixel, the second sub-pixel, the third sub-pixel, and the fourth sub-pixel, and arranged in a matrix. A display panel and the image processing apparatus according to claim 1.
According to this display device, the frequency band of the image signal is limited according to the arrangement of the first sub-pixel corresponding to the white display and the other sub-pixels, and it is possible to improve the visual image quality. .

本発明の他の態様に係る画像処理方法は、第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに2個ずつ並んだ4個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、1画素を構成するサブ画素の1個が白色に対応する表示装置に、白色を含む4色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、前記4色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の3色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、前記4色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。
この画像処理方法によれば、白色表示に対応する第1サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method in which each pixel configured by four sub-pixels arranged in a first direction and in a second direction intersecting the first direction is arranged in a matrix. An image processing method for supplying four color image signals including white to a display device in which one of the sub-pixels constituting one pixel corresponds to white, each of the four color image signals To extract a component in a high frequency band that is higher in frequency than the center of the frequency band of the image signal, and based on the extracted color components, for each of the three color components other than white, the respective components and the white component And a frequency band corresponding to the arrangement of the sub-pixel corresponding to the color for each of the four color image signals, and for three colors other than white Each of the image signals Respect, executes the filtering process be adjusted using the parameters of the amplitude is the calculation of the high frequency band.
According to this image processing method, the frequency band of the image signal is limited according to the arrangement of the first sub-pixel corresponding to white display and the other sub-pixels, and it is possible to improve the visual image quality. is there.

表示システム10の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a display system 10. FIG. 液晶パネルの画素の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the pixel of a liquid crystal panel. 画像処理部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of an image process part. 各色のフィルターの特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the filter of each color. 比較例として示すフィルターの特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the filter shown as a comparative example. 比較例として示すフィルターの特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the filter shown as a comparative example. ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図。The figure which shows the grating | lattice formed by the subpixel of a Bayer arrangement. 第1実施形態において生じるモアレを説明するための図。The figure for demonstrating the moire which arises in 1st Embodiment. 各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the gain adjustment parameter of each color, and the frequency response of a filter. モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図。The figure for demonstrating the frequency band which causes a moire. R及びBのフィルターとその周波数特性とを説明するための図。The figure for demonstrating the filter of R and B, and its frequency characteristic. R及びBのフィルターの他の例を示す図。The figure which shows the other example of the filter of R and B. サブ画素の配置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of arrangement | positioning of a subpixel.

[第1実施形態]
図1は、本発明の一実施形態である表示システム10の構成を示すブロック図である。同図に示す表示システム10は、画像処理装置100と、プロジェクター200と、スクリーン300とを備え、外部装置から供給された画像データに応じた画像をスクリーン300に投写するものである。外部装置は、例えばパーソナルコンピューターであるが、デジタルスチルカメラなどであってもよい。なお、外部装置が供給する画像データは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の色成分の画像信号によって各画素が表現されたデータである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display system 10 according to an embodiment of the present invention. A display system 10 shown in FIG. 1 includes an image processing apparatus 100, a projector 200, and a screen 300, and projects an image according to image data supplied from an external apparatus onto the screen 300. The external device is, for example, a personal computer, but may be a digital still camera or the like. Note that the image data supplied by the external device is data in which each pixel is expressed by image signals of three color components of R (red), G (green), and B (blue).

プロジェクター200は、単板型のプロジェクターであって、光源210と、1つの液晶パネル220と、投写レンズ230とを備える。液晶パネル220は、入射する光を変調する光変調器として機能し、画像処理装置100から供給される画像データに応じた態様で光の透過状態を変化させることによって、光源210から照射された光の透過の度合いを制御する。投写レンズ230は、液晶パネル220を透過した光をスクリーン300に投写する。   The projector 200 is a single-plate projector, and includes a light source 210, one liquid crystal panel 220, and a projection lens 230. The liquid crystal panel 220 functions as an optical modulator that modulates incident light, and changes the light transmission state in a manner corresponding to image data supplied from the image processing apparatus 100, thereby irradiating light emitted from the light source 210. Controls the degree of transmission. The projection lens 230 projects the light transmitted through the liquid crystal panel 220 onto the screen 300.

液晶パネル220は、4個のサブ画素によって1画素を構成し、カラーフィルターなどによって各サブ画素の光の透過状態が異なる平板状の表示パネルである。それぞれのサブ画素は、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の4色の表示に対応する。液晶パネル220の画素の配置は、ベイヤー配列における2個のGのサブ画素のうちの1個をWのサブ画素に置き換えたものである。なお、ここでいう白(白色)とは、R、G、Bのすべての色成分を適当な割合で含むものであれば、多少黄色がかっていたりグレーがかっていたりしてもよい。ただし、R、G、B、Wのサブ画素の輝度をそれぞれYR、YG、YB、YWとした場合に、これらがYW=YR+YG+YBという関係を満たすのが理想的であるため、本実施形態においてはこのような関係が満たされているものとする。 The liquid crystal panel 220 is a flat display panel in which one sub-pixel is constituted by four sub-pixels, and the light transmission state of each sub-pixel is different by a color filter or the like. Each sub pixel corresponds to display of four colors of R (red), G (green), B (blue), and W (white). The arrangement of the pixels of the liquid crystal panel 220 is obtained by replacing one of the two G subpixels in the Bayer array with a W subpixel. In addition, as long as white (white) here contains all the color components of R, G, and B in an appropriate ratio, it may be slightly yellowish or grayish. However, when the luminance values of the R, G, B, and W sub-pixels are Y R , Y G , Y B , and Y W , respectively, it is ideal that these satisfy the relationship Y W = Y R + Y G + Y B. In this embodiment, it is assumed that such a relationship is satisfied.

図2は、液晶パネル220の画素の配置を示す図である。液晶パネル220は、図中のX方向と、これに直交するY方向とにサブ画素が並んで配置されており、X方向に隣り合う2個のサブ画素と、この2個のサブ画素とY方向に隣り合う2個のサブ画素とによって1画素が構成されるものである。液晶パネル220は、X方向に沿った奇数行にはGとBに対応するサブ画素が順番に並んでおり、X方向に沿った偶数行にはRとWに対応するサブ画素が順番に並んでいる。また、液晶パネル220は、Y方向に沿った奇数列にはGとRに対応するサブ画素が順番に並んでおり、Y方向に沿った偶数列にはBとWに対応するサブ画素が順番に並んでいる。なお、ここにおいて、X方向が本発明における第1方向に相当し、Y方向が本発明における第2方向に相当する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of pixels of the liquid crystal panel 220. In the liquid crystal panel 220, sub-pixels are arranged side by side in the X direction in the figure and in the Y direction perpendicular to the X direction, and two sub-pixels adjacent to each other in the X direction, the two sub-pixels, and the Y-direction One sub-pixel is composed of two sub-pixels adjacent in the direction. In the liquid crystal panel 220, sub-pixels corresponding to G and B are arranged in order in odd-numbered rows along the X direction, and sub-pixels corresponding to R and W are arranged in order in even-numbered rows along the X direction. It is out. In the liquid crystal panel 220, subpixels corresponding to G and R are arranged in order in the odd-numbered columns along the Y direction, and subpixels corresponding to B and W are arranged in the even-numbered columns along the Y direction. Are lined up. Here, the X direction corresponds to the first direction in the present invention, and the Y direction corresponds to the second direction in the present invention.

ここでは、各サブ画素は同サイズの正方形であり、それぞれの間隔がX方向及びY方向のいずれにも等しいとする。このようにすると、1画素を構成する4個のサブ画素は、正方形状に配置されていることになる。液晶パネル220は、このような正方形状の画素がX方向及びY方向にマトリクス状に配置されて構成される。ここにおいて、Gのサブ画素は、Wのサブ画素からみて対角線方向に位置し、Bのサブ画素とX方向に隣り合うとともに、Rのサブ画素とY方向に隣り合う。また、Rのサブ画素は、Wのサブ画素とX方向に隣り合うとともに、Gのサブ画素とY方向に隣り合う。また、Bのサブ画素は、Wのサブ画素とY方向に隣り合うとともに、Gのサブ画素とX方向に隣り合う。   Here, it is assumed that each sub-pixel is a square of the same size, and the interval between them is equal in both the X direction and the Y direction. In this way, the four subpixels constituting one pixel are arranged in a square shape. The liquid crystal panel 220 is configured by arranging such square pixels in a matrix in the X and Y directions. Here, the G sub-pixel is located in the diagonal direction as viewed from the W sub-pixel, is adjacent to the B sub-pixel in the X direction, and is adjacent to the R sub-pixel in the Y direction. The R subpixel is adjacent to the W subpixel in the X direction and is adjacent to the G subpixel in the Y direction. The B subpixel is adjacent to the W subpixel in the Y direction and is adjacent to the G subpixel in the X direction.

Wのサブ画素は、白色に対応するサブ画素であり、白色に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。同様に、R、G、Bのサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、青色に対応するサブ画素であり、それぞれの色の表示に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。液晶パネル220のこれらのサブ画素は、図示せぬ駆動回路によって駆動されて光の透過状態を変化させる。   The W sub-pixel is a sub-pixel corresponding to white, and changes the light transmission state according to the image signal corresponding to white. Similarly, the R, G, and B sub-pixels are sub-pixels corresponding to red, green, and blue, respectively, and change the light transmission state according to the image signal corresponding to the display of each color. These sub-pixels of the liquid crystal panel 220 are driven by a drive circuit (not shown) to change the light transmission state.

以下においては、白色に対応するサブ画素のことを「サブ画素W」、サブ画素Wを表示させる画像信号のことを「W信号」、というように、対応する色を付記することによって各色に対応するサブ画素及び画像信号を区別するものとする。ここにおいて、サブ画素Wは、第1サブ画素に相当し、サブ画素Gは、第2サブ画素に相当する。また、サブ画素Rは、第3サブ画素に相当し、サブ画素Bは、第4サブ画素に相当する。   In the following, each sub-pixel corresponding to white is referred to as “sub-pixel W”, and an image signal for displaying the sub-pixel W is referred to as “W signal”. It is assumed that the sub-pixel and the image signal to be distinguished are distinguished. Here, the sub-pixel W corresponds to a first sub-pixel, and the sub-pixel G corresponds to a second sub-pixel. The sub pixel R corresponds to the third sub pixel, and the sub pixel B corresponds to the fourth sub pixel.

画像処理装置100は、外部装置から画像データを取得し、これをプロジェクター200での表示に適した画像データに変換して供給する。すなわち、画像処理装置100は、R、G、Bの3色の画像信号を含んだ画像データからR、G、B、Wの4色の画像信号を含んだ画像データを生成し、これをプロジェクター200に供給する。   The image processing apparatus 100 acquires image data from an external apparatus, converts the image data into image data suitable for display on the projector 200, and supplies the image data. That is, the image processing apparatus 100 generates image data including four color image signals of R, G, B, and W from image data including three color image signals of R, G, and B, and outputs the image data to the projector. 200.

画像処理装置100は、より詳細には、入力部110と、画像処理部120と、出力部130とを備える。入力部110は、R、G、Bの3色の画像信号を含む画像データを外部装置から取得し、画像処理部120に入力する。画像処理部120は、画像信号に対して後述する画像処理を実行することによってR、G、B、Wの4色の画像信号を生成し、これを画像データとして出力部130に供給する。出力部130は、画像処理部120によって生成された画像データをプロジェクター200に供給する。   More specifically, the image processing apparatus 100 includes an input unit 110, an image processing unit 120, and an output unit 130. The input unit 110 acquires image data including image signals of three colors R, G, and B from an external device and inputs the image data to the image processing unit 120. The image processing unit 120 generates image signals of four colors R, G, B, and W by performing image processing to be described later on the image signal, and supplies this to the output unit 130 as image data. The output unit 130 supplies the image data generated by the image processing unit 120 to the projector 200.

図3は、画像処理部120の構成を示すブロック図である。画像処理部120は、同図に示すように、色変換処理部121と、高周波成分抽出部122と、パラメーター算出部123と、フィルター処理部124と、間引き処理部125とを備える。また、フィルター処理部124は、より詳細には、フィルター処理部124R、フィルター処理部124G、フィルター処理部124B及びフィルター処理部124Wを含んで構成される。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image processing unit 120. As shown in the figure, the image processing unit 120 includes a color conversion processing unit 121, a high frequency component extraction unit 122, a parameter calculation unit 123, a filter processing unit 124, and a thinning processing unit 125. In more detail, the filter processing unit 124 includes a filter processing unit 124R, a filter processing unit 124G, a filter processing unit 124B, and a filter processing unit 124W.

色変換処理部121は、R、G、Bの3色の画像信号をR、G、B、Wの4色の画像信号に変換する。色変換処理部121は、周知の方法(例えば、特許文献3に開示された方法)で画像信号を変換することが可能である。画像信号は、例えば、輝度(すなわち明るさ)を256階調で表現する8ビットのデータであるが、階調数がこれに限定されるわけではない。   The color conversion processing unit 121 converts the three color image signals of R, G, and B into four color image signals of R, G, B, and W. The color conversion processing unit 121 can convert an image signal by a known method (for example, a method disclosed in Patent Document 3). The image signal is, for example, 8-bit data expressing the luminance (that is, brightness) with 256 gradations, but the number of gradations is not limited to this.

高周波成分抽出部122は、色変換処理部121により生成されたR、G、B、Wの4色の画像信号のそれぞれから、高周波成分を抽出する。ここにおいて、高周波成分とは、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の成分のことをいう。以下においては、高周波成分抽出部122により抽出された白色の高周波成分のことをHwと表記し、他の3色についても同様に、それぞれHr、Hg、Hbと表記する。なお、高周波成分抽出部122は、X方向とY方向のそれぞれについて高周波成分を抽出してもよいし、その一方の方向のみについて高周波成分を抽出してもよい。 The high frequency component extraction unit 122 extracts high frequency components from each of the four color image signals R, G, B, and W generated by the color conversion processing unit 121. Here, the high frequency component refers to a component on the high frequency side from the center of the frequency band of the input image signal. In the following, the white high-frequency component extracted by the high-frequency component extraction unit 122 is expressed as H w, and the other three colors are similarly expressed as H r , H g , and H b , respectively. Note that the high frequency component extraction unit 122 may extract a high frequency component in each of the X direction and the Y direction, or may extract a high frequency component only in one direction.

また、以下においては、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の帯域のことを「高周波帯域」といい、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも低周波側の帯域のことを「低周波帯域」という。すなわち、上述した高周波成分とは、ここでいう高周波帯域の成分のことである。なお、ここでいう周波数とは、画像の空間周波数のことである。   In the following, a band on the higher frequency side than the center of the frequency band of the input image signal is referred to as a “high frequency band”, and a band on the lower frequency side than the center of the frequency band of the input image signal. This is called “low frequency band”. That is, the high frequency component mentioned above is a component in the high frequency band here. In addition, the frequency here is a spatial frequency of an image.

パラメーター算出部123は、フィルター処理部124において用いられるパラメーター(以下「ゲイン調整パラメーター」という。)をサブ画素毎に算出する。パラメーター算出部123は、R、G、Bの3色の色成分について、以下の式で表されるゲイン調整パラメーターGr、Gg、Gbをそれぞれ算出する。すなわち、ゲイン調整パラメーターGr、Gg、Gbは、それぞれ、各色の高周波成分とWの高周波成分の比率に応じて定まる。 The parameter calculation unit 123 calculates a parameter used in the filter processing unit 124 (hereinafter referred to as “gain adjustment parameter”) for each sub-pixel. The parameter calculation unit 123 calculates gain adjustment parameters G r , G g , and G b represented by the following formulas for the three color components R, G, and B, respectively. That is, the gain adjustment parameters G r , G g , and G b are determined according to the ratio of the high-frequency component of each color and the high-frequency component of W, respectively.

r=|Hw|/|Hr
g=|Hw|/|Hg
b=|Hw|/|Hb
G r = | H w | / | H r |
G g = | H w | / | H g |
G b = | H w | / | H b |

フィルター処理部124は、R、G、B、Wの4色の画像信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部124は、より詳細には、フィルター処理部124R、124G、124B及び124Wを含む。フィルター処理部124R、124G、124B及び124Wは、それぞれ、符号に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。例えば、フィルター処理部124Rは、R信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部124Wは、第1フィルター処理部に相当し、フィルター処理部124Gは、第2フィルター処理部に相当する。また、フィルター処理部124Rは、第3フィルター処理部に相当し、フィルター処理部124Bは、第4フィルター処理部に相当する。   The filter processing unit 124 performs filter processing on the four color image signals of R, G, B, and W. More specifically, the filter processing unit 124 includes filter processing units 124R, 124G, 124B, and 124W. Each of the filter processing units 124R, 124G, 124B, and 124W performs filter processing on the image signal corresponding to the code. For example, the filter processing unit 124R performs filter processing on the R signal. The filter processing unit 124W corresponds to the first filter processing unit, and the filter processing unit 124G corresponds to the second filter processing unit. The filter processing unit 124R corresponds to a third filter processing unit, and the filter processing unit 124B corresponds to a fourth filter processing unit.

フィルター処理部124は、R、G、B、Wの4色の画像信号のそれぞれに対して、当該色の色表示に対応するサブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、R、G、Bの3色の画像信号のそれぞれに対して、高周波帯域の振幅をパラメーター算出部123により算出されたゲイン調整パラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。つまり、フィルター処理部124Wは、フィルター処理部124R、124G、124Bと異なり、ゲイン調整パラメーターによるゲインの調整(すなわち振幅の調整)を実行しない。   The filter processing unit 124 limits the frequency band corresponding to the arrangement of sub-pixels corresponding to the color display of each of the four color image signals of R, G, B, and W, and R, G Filter processing for adjusting the amplitude of the high frequency band using the gain adjustment parameter calculated by the parameter calculation unit 123 is performed on each of the three color image signals B and B. That is, unlike the filter processing units 124R, 124G, and 124B, the filter processing unit 124W does not perform gain adjustment (that is, amplitude adjustment) using the gain adjustment parameter.

フィルター処理部124は、輝度リニアな信号(信号の値の変化に対して実際の輝度の変化が線形な信号)に対してフィルター処理を実行する。入力される画像信号が輝度リニアでない場合、フィルター処理部124は、画像信号が輝度リニアになるようにこれを変換してからフィルター処理を実行し、フィルター処理の実行後に逆変換を行ってガンマ値を元に戻す。例えば、画像信号の色空間がsRGBで定義されている場合、そのガンマ値は「2.2」であるため、画像信号が輝度リニアではない。この場合、フィルター処理部124は、画像信号のガンマ値が「2.2」から「1.0」になるようにガンマ変換を実行し、その後、フィルター処理を実行した画像信号に対して、ガンマ値が「1.0」から「2.2」になるようにガンマ変換を再度実行する。   The filter processing unit 124 performs filter processing on a luminance linear signal (a signal in which the actual luminance change is linear with respect to the signal value change). When the input image signal is not luminance linear, the filter processing unit 124 converts the image signal so that the luminance is linear, executes the filter processing, and performs the inverse conversion after executing the filter processing to obtain the gamma value. Is restored. For example, when the color space of the image signal is defined by sRGB, the gamma value is “2.2”, so the image signal is not luminance linear. In this case, the filter processing unit 124 performs gamma conversion so that the gamma value of the image signal is changed from “2.2” to “1.0”, and then the gamma value is applied to the image signal that has been subjected to the filter processing. The gamma conversion is executed again so that the value changes from “1.0” to “2.2”.

フィルター処理部124R、124G、124Bによるフィルター処理の方法としては、以下の2つの方法を挙げることができる。なお、第1の方法は、第2の方法に比べ、フィルター(すなわちフィルター係数の集合)の記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。一方、第2の方法は、第1の方法に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。   The following two methods can be given as a filtering method by the filter processing units 124R, 124G, and 124B. Note that the first method can reduce the memory required for storing the filter (that is, the set of filter coefficients) as compared to the second method. On the other hand, the second method can reduce the amount of calculation at the time of executing the filter process, compared with the first method.

第1の方法は、R、G、Bの3色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力をゲイン調整パラメーターを用いて調整することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合のフィルターは、ゲインの調整を行わない場合(例えば、無彩色であるグレーを表示する場合)を基準として設計される。この場合、フィルター処理部124R、124G、124Bは、かかるフィルターによって得られる基準の出力を、必要に応じて、ゲイン調整パラメーターによって減衰させる。   The first method is a method of executing filter processing by adjusting the output of a specific filter determined in advance using a gain adjustment parameter for each of the R, G, and B image signals. is there. The filter in this case is designed on the basis of a case where gain adjustment is not performed (for example, when a gray gray is displayed). In this case, the filter processing units 124R, 124G, and 124B attenuate the reference output obtained by the filter using a gain adjustment parameter as necessary.

一方、第2の方法は、R、G、Bの3色の画像信号のそれぞれに対して、複数のゲイン調整パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、パラメーター算出部123により算出されたゲイン調整パラメーターに応じたものを選択することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合、フィルターを記憶するメモリーには、上述した第1の方法に対応するフィルターを含む複数のフィルターが記憶され、フィルター処理部124R、124G、124Bは、各サブ画素の画像信号について算出されたゲイン調整パラメーターに応じたフィルター係数を画素毎に読み出す。   On the other hand, in the second method, the gain adjustment calculated by the parameter calculation unit 123 from each of a plurality of filters determined for each of a plurality of gain adjustment parameters for each of the three color image signals of R, G, and B. In this method, filtering is performed by selecting the one corresponding to the parameter. In this case, a plurality of filters including filters corresponding to the first method described above are stored in the memory that stores the filters, and the filter processing units 124R, 124G, and 124B are calculated for the image signals of the respective sub-pixels. The filter coefficient corresponding to the gain adjustment parameter is read out for each pixel.

間引き処理部125は、フィルター処理部124によって帯域制限された各色の画像信号の画素数を減じる間引き処理を実行する。間引き処理部125は、各色の画像信号の画素数を、X方向及びY方向のそれぞれについて1/4に減じる。すなわち、間引き処理部125は、1面が4M×4N画素の画像データをM×N画素の画像データに変換する。ただし、間引き処理部125による変換後の画像データは、1画素が4個のサブ画素によって構成されるデータである。つまり、変換前の画像データの画素数と変換後の画像データのサブ画素の総数とを比較すると、前者は後者の4倍(X方向に2倍、Y方向に2倍)である。   The thinning processing unit 125 executes thinning processing for reducing the number of pixels of the image signal of each color whose band is limited by the filter processing unit 124. The thinning processing unit 125 reduces the number of pixels of each color image signal to ¼ for each of the X direction and the Y direction. That is, the thinning processing unit 125 converts image data of 4M × 4N pixels on one side into image data of M × N pixels. However, the image data after conversion by the thinning-out processing unit 125 is data in which one pixel is composed of four subpixels. That is, when the number of pixels of the image data before conversion is compared with the total number of sub-pixels of the image data after conversion, the former is four times the latter (twice in the X direction and twice in the Y direction).

表示システム10の構成は、以上のとおりである。表示システム10は、この構成のもと、画像処理装置100によって3色(RGB)の4M×4N画素の画像データを4色(RGBW)のM×N画素の画像データに変換し、プロジェクター200によって画像データに応じた画像をスクリーン300に表示する。このとき、フィルター処理部124は、プロジェクター200における液晶パネル220の構成に基づいてフィルター処理を実行する。   The configuration of the display system 10 is as described above. With this configuration, the display system 10 converts the image data of 3 colors (RGB) 4M × 4N pixels into image data of 4 colors (RGBW) M × N pixels by the image processing apparatus 100, and the projector 200 An image corresponding to the image data is displayed on the screen 300. At this time, the filter processing unit 124 performs filter processing based on the configuration of the liquid crystal panel 220 in the projector 200.

フィルター処理部124R、124G、124B及び124Wにより実行されるフィルター処理は、サブ画素の配置に応じて決められている。具体的には、各色のフィルター処理は、当該色のサブ画素のX方向及びY方向の間隔に応じた態様で、それぞれの方向の周波数帯域を制限し、制限されるべき帯域においてゲインを0にするものである。本実施形態のフィルター処理は、特に、サブ画素Wによる表示(すなわち白色表示)がRGB各色の色成分を含んでいることを利用している点に第1の特徴を有する。また、本実施形態のフィルター処理は、第1の特徴によって生じる新たな課題(詳細は後述)をゲイン調整パラメーターによって解決する点に第2の特徴を有する。なお、以下の説明は、フィルター処理部124が上述した第1の方法によってフィルター処理を実行する場合のものである。   The filter processing executed by the filter processing units 124R, 124G, 124B, and 124W is determined according to the arrangement of the sub-pixels. Specifically, the filtering process for each color is performed in such a manner that the frequency band in each direction is limited and the gain is set to 0 in the band to be limited in a manner corresponding to the interval in the X direction and the Y direction of the sub-pixel of the color. To do. The filter processing of the present embodiment has a first feature, in particular, in that the display by the sub-pixel W (that is, white display) uses the color components of RGB colors. The filter processing of the present embodiment has a second feature in that a new problem (details will be described later) caused by the first feature is solved by a gain adjustment parameter. The following description is for the case where the filter processing unit 124 executes the filter processing by the above-described first method.

図4は、本実施形態の各色のフィルターの特性を示す図である。また、図5及び図6は、本実施形態の比較例として示すフィルターの特性であり、図5がベイヤー配列(本実施形態のサブ画素Wをサブ画素Gに置き換えたもの)において想定される一般的なフィルターの特性を示し、図6が本実施形態と同様の配置のサブ画素を用いた場合の他のフィルターの特性を示すものである。なお、同図において、横軸(fx)は、X方向の周波数を表し、縦軸(fy)は、Y方向の周波数を表している。また、同図において、実線で示される正方形は、入力される画像信号の周波数帯域を表し、ハッチングで示された部分は、フィルターが通過させる帯域を表している。 FIG. 4 is a diagram illustrating the characteristics of the filters of the respective colors according to the present embodiment. 5 and 6 show the characteristics of the filter shown as a comparative example of the present embodiment, and FIG. 5 is a general diagram assumed in a Bayer array (subpixel W in this embodiment is replaced with subpixel G). FIG. 6 shows the characteristics of other filters when sub-pixels having the same arrangement as in this embodiment are used. In the figure, the horizontal axis (f x ) represents the frequency in the X direction, and the vertical axis (f y ) represents the frequency in the Y direction. In the figure, a square indicated by a solid line represents a frequency band of an input image signal, and a hatched portion represents a band that the filter passes.

図5に示すように、ベイヤー配列においては、サブ画素Rとサブ画素BについてはX方向とY方向の双方の帯域が低域側の半分(すなわち低周波領域)に制限されるのが一般的である。なぜならば、サブ画素Rとサブ画素Bは、いずれも、X方向とY方向のいずれにも1個おきに配置されており、入力された画像信号の半分の解像度でしか画像を表現できないからである。一方、サブ画素Gに対するフィルターは、サブ画素Gが1画素内に2個あるため、制限する帯域をサブ画素R又はサブ画素Bの半分にすることができる。具体的には、G信号に対して適用されるフィルターは、X方向とY方向の双方の周波数が高くなる領域をカットするように構成される。   As shown in FIG. 5, in the Bayer array, for the sub-pixel R and the sub-pixel B, the bands in both the X direction and the Y direction are generally limited to half of the low frequency side (that is, the low frequency region). It is. This is because the sub-pixel R and the sub-pixel B are arranged every other pixel in both the X direction and the Y direction, and an image can be expressed only at half the resolution of the input image signal. is there. On the other hand, since the filter for the sub pixel G includes two sub pixels G in one pixel, the band to be limited can be half that of the sub pixel R or the sub pixel B. Specifically, the filter applied to the G signal is configured to cut a region where the frequencies in both the X direction and the Y direction are high.

図7は、ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図である。同図に示すように、サブ画素Gにより構成される格子は、サブ画素R(又はサブ画素B)により構成される格子よりも1辺が短い正方形となり、かつ、サブ画素R(又はサブ画素B)により構成される格子に対して45°傾いた形状となる。また、各格子の辺の長さを、サブ画素Gの場合とサブ画素R(又はサブ画素B)の場合とで比較すると、前者は後者の√2/2(2の平方根を2で除した数)倍である。したがって、ベイヤー配列においては、G信号ではより高解像度の表示が可能であり、G信号の通過帯域をR信号又はB信号の通過帯域よりも広くすることが可能である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a lattice formed by the sub-pixels in the Bayer array. As shown in the figure, the grid composed of the sub-pixels G is a square with one side shorter than the grid composed of the sub-pixels R (or sub-pixels B), and the sub-pixels R (or sub-pixels B). ) With a shape inclined by 45 ° with respect to the lattice constituted by Further, when comparing the lengths of the sides of each lattice between the case of the sub-pixel G and the case of the sub-pixel R (or sub-pixel B), the former is the latter √2 / 2 (the square root of 2 is divided by 2). Number) times. Therefore, in the Bayer array, display with higher resolution is possible with the G signal, and the pass band of the G signal can be wider than the pass band of the R signal or the B signal.

一方、本実施形態においては、図4に示すように、G信号及びW信号に対して適用されるフィルターを図7のベイヤー配列におけるG信号に対して適用されるフィルターと同一のものとしている。このような帯域制限を行う理由は、サブ画素Wによる表示がG成分を含んでいるためである。本実施形態においては、サブ画素Wをサブ画素Gとみなして、G信号及びW信号に対して適用されるフィルターが決められている。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the filter applied to the G signal and the W signal is the same as the filter applied to the G signal in the Bayer array of FIG. The reason for performing such band limitation is that the display by the sub-pixel W includes the G component. In the present embodiment, the sub-pixel W is regarded as the sub-pixel G, and filters to be applied to the G signal and the W signal are determined.

同様に、サブ画素Wによる表示は、R成分やB成分をも含んでいる。本実施形態においては、R信号及びB信号に対して適用されるフィルターの特性についても、このことを利用して決められている。具体的には、サブ画素Wをサブ画素Rとみなした場合、サブ画素RはX方向には隙間なく(他のサブ画素を挟むことなく)配置されることになり、入力された画像信号と同様の解像度で再現可能であるため、当該方向の帯域制限を行わないようにフィルターが構成されている。一方、サブ画素Wをサブ画素Rとみなした場合であっても、サブ画素RはY方向には1画素おきに配置されるため、当該方向の帯域は図5の場合と同様に制限される。つまり、R信号に対して適用されるフィルターは、Y方向については、低周波領域を通過させ、高周波領域を通過させないように構成される。   Similarly, the display by the sub-pixel W includes an R component and a B component. In the present embodiment, the characteristics of the filter applied to the R signal and the B signal are also determined using this fact. Specifically, when the sub-pixel W is regarded as the sub-pixel R, the sub-pixel R is arranged without a gap (without sandwiching other sub-pixels) in the X direction, and the input image signal Since it can be reproduced with the same resolution, the filter is configured not to limit the band in the direction. On the other hand, even when the sub-pixel W is regarded as the sub-pixel R, the sub-pixel R is arranged every other pixel in the Y direction, so that the band in the direction is limited as in the case of FIG. . That is, the filter applied to the R signal is configured to pass the low frequency region and not pass the high frequency region in the Y direction.

なお、サブ画素Wをサブ画素Bとみなした場合のサブ画素Bの配置は、サブ画素Wをサブ画素Rとみなした場合のサブ画素Rの配置を90°回転させたものと同様になる。そのため、本実施形態においてB信号に対して適用されるフィルターは、R信号に対して適用されるフィルターの特性のX方向とY方向を入れ替えた特性となっている。   Note that the arrangement of the sub-pixel B when the sub-pixel W is regarded as the sub-pixel B is the same as that obtained by rotating the arrangement of the sub-pixel R when the sub-pixel W is regarded as the sub-pixel R by 90 °. For this reason, the filter applied to the B signal in this embodiment has a characteristic in which the X direction and the Y direction of the filter characteristic applied to the R signal are interchanged.

このように、本実施形態の各色のフィルターは、R信号についてはY方向の帯域のみをサブ画素Rの間隔に応じた態様で制限し、B信号についてはX方向の帯域のみをサブ画素Bの間隔に応じた態様で制限する。また、G信号及びW信号に対するフィルターは、サブ画素G及びサブ画素Wの双方を同一視して組み合わせた場合のサブ画素の配置に応じた態様で各信号の帯域を制限する。つまり、本実施形態においては、サブ画素Wがサブ画素R、サブ画素G及びサブ画素Bのいずれとも光学的性質を共通にする要素が含まれることを利用し、各色の画像信号の周波数帯域を図5や図6の比較例の場合よりも広く確保できるようにしているのである。   As described above, each color filter of the present embodiment limits only the band in the Y direction for the R signal in a manner corresponding to the interval of the sub-pixels R, and only the band in the X direction for the B signal. Limit in a manner according to the interval. In addition, the filter for the G signal and the W signal limits the band of each signal in a manner corresponding to the arrangement of the sub pixels when both the sub pixel G and the sub pixel W are identified and combined. In other words, in the present embodiment, the frequency band of the image signal of each color is set by utilizing the fact that the sub-pixel W includes an element having the same optical property as any of the sub-pixel R, the sub-pixel G, and the sub-pixel B. Thus, it is possible to ensure a wider area than in the comparative examples of FIGS.

本実施形態のフィルターを図6のフィルターと比較すると、帯域の制限幅に相違がある。具体的には、R信号とB信号は、サブ画素Wをサブ画素R又はサブ画素Bとみなすことによって、X方向又はY方向のいずれかの制限が不要になるため、通過する帯域幅が2倍になる。また、G信号とW信号は、サブ画素Wをサブ画素Gとみなすことによって、それぞれを別のサブ画素として扱わなくてもよくなるため、図5のベイヤー配列の場合と同様の帯域制限にすることができる。   When the filter of the present embodiment is compared with the filter of FIG. 6, there is a difference in the bandwidth limit. Specifically, since the R signal and the B signal do not require any restriction in the X direction or the Y direction by regarding the sub pixel W as the sub pixel R or the sub pixel B, the passing bandwidth is 2 Double. In addition, since the G signal and the W signal do not have to be treated as different sub-pixels by regarding the sub-pixel W as the sub-pixel G, the same band limitation as in the Bayer array in FIG. 5 is used. Can do.

したがって、本実施形態の表示システム10によれば、各色の画像信号に対して独立に(すなわち、他色のサブ画素の位置を考慮せずに)帯域制限を施す場合に比べ、帯域の制限幅を少なくすることが可能であるとともに、サブ画素Wに代えてサブ画素Gを用いる場合に比べ、投写される画像の輝度を向上させることが可能である。よって、表示システム10によれば、図5及び図6のいずれの比較例の場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。   Therefore, according to the display system 10 of the present embodiment, the band limit width is smaller than that in the case where band limitation is performed independently for each color image signal (that is, without considering the positions of sub-pixels of other colors). Can be reduced, and the luminance of the projected image can be improved as compared with the case where the sub-pixel G is used instead of the sub-pixel W. Therefore, according to the display system 10, it is possible to improve the visual image quality compared to the case of any of the comparative examples in FIGS.

一方、本実施形態のような帯域制限を施すことによって、新たな課題が生じる。その課題とは、R、G、B、Wの各色の明るさの差に起因するモアレの発生である。本実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。   On the other hand, a new problem arises by applying the band limitation as in the present embodiment. The problem is the generation of moiré due to the difference in brightness of each color of R, G, B, and W. The principle that moire and false colors occur in the configuration of this embodiment is specifically as follows.

本実施形態のフィルターは、特定の色を基準として設計されるものである。本実施形態のフィルターは、無彩色であるグレーにおいてモアレが生じないように設計された場合、他の色(この場合、有彩色)においては、R、G、Bの少なくともいずれかの色においてモアレが生じる。より具体的には、本実施形態の構成においてモアレが生じるのは、R、G、Bのいずれかの色の色信号の色成分とW信号の当該いずれかの色の色成分(すなわち、白色光をR、G、Bの3色に分光した場合の色成分)とが等しくならず、その明るさに差が生じる場合である。   The filter of the present embodiment is designed based on a specific color. When the filter according to the present embodiment is designed so that moire does not occur in gray, which is an achromatic color, moire is generated in at least one of R, G, and B in other colors (in this case, chromatic colors). Occurs. More specifically, moire occurs in the configuration of the present embodiment because the color component of the color signal of any one of R, G, and B and the color component of any one of the colors of the W signal (that is, white) This is a case where the color components (when the light is split into three colors of R, G, and B) are not equal, and the brightness is different.

図8は、本実施形態において生じるモアレを説明するための図であり、ここではR成分に着目した場合を示している。同図において、破線の直線は、R、Wそれぞれのサブ画素の位置を表しており、実線で示した正弦波は、ある高周波成分の画像信号を表している。また、正弦波上のプロット(点)は、それぞれのサブ画素によって表示される明るさを表している。   FIG. 8 is a diagram for explaining moire generated in the present embodiment. Here, a case where attention is paid to the R component is shown. In the figure, a broken straight line represents the position of each of the R and W subpixels, and a sine wave represented by a solid line represents an image signal of a certain high frequency component. A plot (point) on the sine wave represents the brightness displayed by each sub-pixel.

図8(a)に示す例は、サブ画素Rとサブ画素Wが同じ明るさとなる場合を示している。この場合、サブ画素Rによる表示のみに着目すると、その明るさは、一点鎖線で示すように山なりに変化するため、モアレが生じる。しかし、この場合にサブ画素Wによる表示のみに着目すると、その明るさは、サブ画素Rによって生じるモアレとは反対のモアレ(すなわち位相がずれたモアレ)が生じるように変化する。したがって、これらのサブ画素が同時に観察されると、互いのモアレが打ち消しあうため、結果的にモアレが見えなくなる。   The example illustrated in FIG. 8A illustrates a case where the sub pixel R and the sub pixel W have the same brightness. In this case, when attention is paid only to the display by the sub-pixel R, the brightness changes like a mountain as shown by the alternate long and short dash line, so that moire occurs. However, if attention is paid only to the display by the sub-pixel W in this case, the brightness changes so that a moire (that is, a moire having a phase shift) opposite to that generated by the sub-pixel R is generated. Therefore, when these sub-pixels are observed at the same time, the moires cancel each other, and as a result, the moire becomes invisible.

これに対し、図8(b)に示す例は、サブ画素Rとサブ画素Wが同じ明るさとならず、サブ画素Wがサブ画素Rよりも明るくなる場合を示している。この場合においても、サブ画素Rによるモアレはサブ画素Wによるモアレを低減させる(すなわち目立たなくする)ようには作用するが、モアレを完全に打ち消すことはできないため、結果的にモアレが生じる。このようにして生じるモアレは、サブ画素Rとサブ画素Wの明るさの差(高周波成分の差)が大きくなるほど、より人間の目に知覚されやすくなる。   On the other hand, the example shown in FIG. 8B shows a case where the sub pixel R and the sub pixel W do not have the same brightness, and the sub pixel W becomes brighter than the sub pixel R. Even in this case, the moire due to the sub-pixel R acts to reduce the moire due to the sub-pixel W (that is, to make the moire inconspicuous), but the moire cannot be completely canceled, resulting in a moire. The moire generated in this manner is more easily perceived by the human eye as the difference in brightness between the subpixel R and the subpixel W (difference in high-frequency component) increases.

本実施形態のゲイン調整パラメーターは、このようにして生じるモアレを低減させるように作用する。すなわち、フィルター処理部124は、W信号の高周波成分と他の色信号の高周波成分の差に応じたゲイン調整パラメーターによって他の色信号の高周波成分の振幅を調整することで、高周波成分において他色のサブ画素との間で生じる明るさの違いを低減させることを可能にしている。   The gain adjustment parameter of the present embodiment acts to reduce the moiré that occurs in this way. In other words, the filter processing unit 124 adjusts the amplitude of the high-frequency component of the other color signal according to the gain adjustment parameter according to the difference between the high-frequency component of the W signal and the high-frequency component of the other color signal, so It is possible to reduce the difference in brightness that occurs between the sub-pixels.

図9は、各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示した図である。同図に示すように、フィルター処理部124Rは、X方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターGrによって変化させる。例えば、フィルター処理部124Rは、Gr=1であれば、高周波成分の振幅を変化させずにそのまま出力する一方、Gr=0であれば、高周波成分の振幅を0にする。つまり、フィルター処理部124Rは、Gr=0の場合には、X方向の低周波成分を通過させて高周波成分をカットするローパスフィルターとして機能する。また、フィルター処理部124Rは、0<Gr<1の場合には、高周波成分の振幅をゲイン調整パラメーターGrの大きさに応じて減衰させる。なお、フィルター処理部124Rは、Y方向については、周波数応答をゲイン調整パラメーターGrによって変化させない。なぜならば、R信号は、Y方向の高周波成分がカットされているからである。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the gain adjustment parameter of each color and the frequency response of the filter. As shown in the figure, the filter processing unit 124R has a frequency response of the X-direction of the high-frequency component is varied by the gain adjustment parameter G r. For example, if G r = 1, the filter processing unit 124R outputs the high frequency component without changing the amplitude of the high frequency component, while if G r = 0, the filter processing unit 124R sets the amplitude of the high frequency component to zero. That is, when G r = 0, the filter processing unit 124R functions as a low-pass filter that passes low-frequency components in the X direction and cuts high-frequency components. Further, when 0 <G r <1, the filter processing unit 124R attenuates the amplitude of the high frequency component according to the magnitude of the gain adjustment parameter G r . Note that the filter processing unit 124R does not change the frequency response with the gain adjustment parameter G r in the Y direction. This is because the high frequency component in the Y direction is cut from the R signal.

一方、フィルター処理部124Bは、Y方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターGbによって変化させ、X方向の周波数成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターGrによって変化させない。また、フィルター処理部124Gは、X方向、Y方向双方の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターGbによって変化させる。 On the other hand, the filter processing unit 124B is the frequency response of the Y-direction of the high-frequency component is changed by the gain adjustment parameter G b, not the frequency response of the X-direction of the frequency components is changed by the gain adjustment parameter G r. Further, filtering section 124G is, X-direction, the frequency response of the high-frequency component of the Y-direction both varied by the gain adjustment parameter G b.

以上のように、本実施形態の表示システム10によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、帯域の制限幅を狭くすることが可能であるとともに、特定の色においてモアレの発生を防ぐだけでなく、当該特定の色以外の他の色においても、モアレを抑制することが可能である。それゆえ、表示システム10によれば、ゲイン調整パラメーターを用いて高周波成分のゲインを調整しない場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。   As described above, according to the display system 10 of the present embodiment, when color display is performed with four color sub-pixels, it is possible to narrow the bandwidth limit and to generate moiré in a specific color. In addition to preventing the moiré, it is possible to suppress moire even in colors other than the specific color. Therefore, according to the display system 10, it is possible to improve the visual image quality compared with the case where the gain of the high frequency component is not adjusted using the gain adjustment parameter.

[第2実施形態]
本実施形態は、画像信号に対するフィルター処理が異なる点を除き、上述した第1実施形態と共通の構成を有するものである。そこで、本実施形態においては、第1実施形態と共通する構成要素については第1実施形態で用いた符号を用いることとし、重複する説明を適宜省略するものとする。
[Second Embodiment]
This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above except that the filter processing for the image signal is different. Therefore, in the present embodiment, the same reference numerals used in the first embodiment are used for the same components as those in the first embodiment, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.

本実施形態は、第1実施形態の構成において発生する可能性があるモアレや偽色を抑制することによって、いわゆる解像感を向上させ、視感上の画質をさらに向上させるものである。第1実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。なお、本実施形態において着目するモアレは、図8を例示して示したモアレ理由とは別の理由によって生じるものである。   This embodiment improves the so-called resolution and further improves the visual image quality by suppressing moire and false colors that may occur in the configuration of the first embodiment. The principle of generating moire and false colors in the configuration of the first embodiment is specifically as follows. Note that the moire of interest in the present embodiment is generated for a reason different from the moire reason illustrated with reference to FIG.

フィルター処理後のR信号又はB信号は、W信号において制限されていない周波数帯域の情報が失われていたり、あるいはW信号において制限されている周波数帯域の情報が含まれていたり、というように、情報として含まれている周波数帯域がW信号と相違している。W信号に含まれ、R信号又はB信号に含まれない周波数帯域の情報は、ある観点からみれば余分な情報ともいえる。かかる情報は、その周波数帯域がナイキスト周波数(サンプリング周波数の1/2)を超えているため、折り返し雑音となってモアレを生じさせる。ここにおいて、サンプリング周波数は、入力された画像信号の1画素のサイズを基準にして定められる。なお、フィルター処理後のG信号は、情報として含まれている周波数帯域がW信号と同様であるため、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレが生じることはない。   The filtered R signal or B signal has lost information on the frequency band not restricted in the W signal, or contains information on the frequency band restricted in the W signal, etc. The frequency band included as information is different from the W signal. The information of the frequency band that is included in the W signal and not included in the R signal or the B signal can be regarded as extra information from a certain point of view. Since the frequency band of such information exceeds the Nyquist frequency (1/2 of the sampling frequency), it becomes aliasing noise and causes moire. Here, the sampling frequency is determined based on the size of one pixel of the input image signal. Note that the G signal after the filter processing has the same frequency band as information as the W signal, and therefore moire due to the difference in the passing frequency band does not occur.

また、第1実施形態の構成において、このようなモアレは、R又はBの色成分のみに発生する。すなわち、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレは、色付きのモアレである。それゆえ、第1実施形態の構成において、特に高周波成分を含む画像を表示させようとした場合には、いわゆるエッジ(輪郭)部分などにおいて、画像に本来ある色とは異なる色、すなわち偽色が発生する。   In the configuration of the first embodiment, such moire occurs only in the R or B color component. That is, the moire caused by the difference in the passing frequency band is a colored moire. Therefore, in the configuration of the first embodiment, particularly when an image including a high-frequency component is to be displayed, a color different from the original color of the image, that is, a false color is present in a so-called edge (contour) portion or the like. Occur.

図10は、モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図である。なお、同図においては、W信号において制限されずにR信号又はB信号において制限されている帯域をハッチングで示し、フィルターによる通過帯域(図4参照)は破線で示している。   FIG. 10 is a diagram for explaining a frequency band that causes moire. In the figure, a band that is not limited in the W signal but limited in the R signal or B signal is indicated by hatching, and a pass band by the filter (see FIG. 4) is indicated by a broken line.

図10に示すように、Rのフィルターの特性とWのフィルターの特性とを比較すると、Y方向の高周波帯域に、W信号においては通過し、R信号においては通過しない帯域が存在する。一方、Bのフィルターの特性とWのフィルターの特性とを比較すると、X方向の高周波帯域に、W信号においては通過し、B信号においては通過しない帯域が存在する。   As shown in FIG. 10, when comparing the characteristics of the R filter and the W filter, there is a band that passes in the W signal and does not pass in the R signal in the high frequency band in the Y direction. On the other hand, comparing the characteristics of the B filter and the W filter, there is a band that passes in the W signal and does not pass in the B signal in the high frequency band in the X direction.

そこで、本実施形態においては、R及びBの少なくとも一方(望ましくは双方)のフィルターにおいて、かかる帯域の影響を相殺するように周波数応答が調整される。具体的には、フィルター処理部124R及び124Bは、自らが通過させる帯域以外の帯域であって、かつフィルター処理部124Wが通過させる帯域の位相が反転するようにフィルター処理を実行することにより、W信号による影響を打ち消す。なお、ここでいう「相殺」とは、互いが完全に打ち消し合うことのみを指すものではなく、一方によって他方の影響が低減されることをいうものである。   Therefore, in the present embodiment, the frequency response is adjusted so as to cancel the influence of the band in at least one (preferably both) filters of R and B. Specifically, the filter processing units 124R and 124B perform the filtering process so that the phase of the band other than the band that the filter processing unit 124R passes through and the band that the filter processing unit 124W passes through is reversed, thereby Counter the effects of signals. Note that “offset” here does not only mean that they cancel each other out completely, but it means that the influence of the other is reduced by one.

図11は、本実施形態のR及びBのフィルターとその周波数特性とを説明するための図である。本実施形態のR及びBのフィルターは、図中の帯域B1に対する処理は第1実施形態と同様であり、帯域B2に対する処理が第1実施形態と異なる。本実施形態のRのフィルターは、Y方向の高周波帯域(B2)の位相を反転させて通過させる点が第1実施形態と異なる。同様に、本実施形態のBのフィルターは、X方向の高周波帯域(B2)の位相を反転させて通過させる点が第1実施形態のそれと異なる。ここにおいて、周波数応答が負であるということは、画像信号は帯域B2の成分の位相が反転されて出力されるということを意味する。 FIG. 11 is a diagram for explaining the R and B filters of this embodiment and their frequency characteristics. In the R and B filters of this embodiment, the processing for the band B 1 in the figure is the same as that of the first embodiment, and the processing for the band B 2 is different from that of the first embodiment. The R filter of the present embodiment is different from the first embodiment in that the phase of the high frequency band (B 2 ) in the Y direction is inverted and passed. Similarly, the B filter of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the phase of the high frequency band (B 2 ) in the X direction is inverted and passed. Here, the negative frequency response means that the image signal is output with the phase of the component of the band B 2 inverted.

また、本実施形態のフィルターは、このように位相を反転させて通過させる帯域に対しても、ゲイン調整パラメーターによる調整を実行する。具体的には、フィルター処理部124Rは、X方向だけでなくY方向の高周波帯域である帯域B2についてもゲインの調整を実行し、フィルター処理部124Bは、Y方向だけでなくX方向の高周波帯域である帯域B2についてもゲインの調整を実行する。なお、ゲイン調整パラメーターが0である場合の挙動は、本実施形態と第1実施形態とで共通のものになる。 In addition, the filter according to the present embodiment also performs the adjustment using the gain adjustment parameter for the band in which the phase is inverted and passed. Specifically, filtering section 124R also perform the adjustment of the gain for the band B 2 is a Y-direction of the high-frequency band as well X-direction, the filter processing unit 124B is X-direction high-frequency as well as the Y direction The gain adjustment is also performed for the band B 2 which is the band. Note that the behavior when the gain adjustment parameter is 0 is common to the present embodiment and the first embodiment.

本実施形態のフィルター処理によれば、有彩色のモアレや偽色を抑制することが可能である。また、モアレや偽色を抑制する効果は、有彩色の画像よりも無彩色の画像においてより顕著となる(人間の視覚的にも、無彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色の方が、有彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色よりも知覚しやすいといえる。)。   According to the filter processing of the present embodiment, it is possible to suppress chromatic moire and false colors. In addition, the effect of suppressing moire and false colors becomes more prominent in achromatic images than in chromatic images (in the human visual sense, chromatic false colors produced in achromatic images are However, it is easier to perceive than the chromatic fake colors that appear in chromatic images.)

なお、位相を反転させる帯域は、フィルター処理部124Wが通過させる帯域を含んでいればよいため、必ずしも図11に示した帯域に限定されるわけではない。
図12は、本実施形態のR及びBのフィルターの他の例を示す図である。同図に示すフィルターは、図11に示すフィルターよりも帯域B2が少なくなっているが、当該帯域はフィルター処理部124Wが通過させる帯域を含んでいるため、モアレや偽色を抑制する作用を奏する。
Note that the band for inverting the phase is not necessarily limited to the band illustrated in FIG. 11 because it is sufficient that the band to be passed by the filter processing unit 124W is included.
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the R and B filters of the present embodiment. The filter shown in the figure has a band B 2 smaller than that of the filter shown in FIG. 11, but the band includes a band that is passed through by the filter processing unit 124W, and therefore has an effect of suppressing moire and false color. Play.

[変形例]
本発明は、上述した実施形態に限らず、以下に例示するさまざまな形態でも実施可能である。なお、以下に示す変形例は、必要に応じて、各々を適宜組み合わせてもよいものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms exemplified below. In addition, the modification shown below may combine each suitably as needed.

(1)本発明の画素の配置は、上述した実施形態のように正方形状でなくてもよい。例えば、サブ画素が長方形である場合には、画素全体の配置も長方形状になる。また、第1方向と第2方向は、必ずしも直交する関係になくてもよく、交差する関係にあれば十分である。すなわち、本発明の画素は、2行2列の4個のサブ画素が四辺形状に並んだ形状で構成されるものであれば、その具体的な形状は問わないものである。 (1) The pixel arrangement of the present invention may not be square as in the above-described embodiment. For example, when the sub-pixel is rectangular, the arrangement of the entire pixel is also rectangular. Further, the first direction and the second direction do not necessarily have to be orthogonal to each other, and it is sufficient if they have a crossing relationship. That is, the specific shape of the pixel of the present invention is not limited as long as four sub-pixels in two rows and two columns are arranged in a quadrilateral shape.

また、画素内のサブ画素の位置関係も、上述した実施形態のものに限定されない。本発明の画素は、サブ画素Wと同様の帯域制限を施すサブ画素(実施形態ではサブ画素W)がサブ画素Wからみて四辺形の対角線方向に位置していれば、隣り合うサブ画素が実施形態と異なっていてもよい。   Further, the positional relationship between the sub-pixels in the pixel is not limited to that in the above-described embodiment. In the pixel of the present invention, if a sub-pixel (sub-pixel W in the embodiment) that performs the same band limitation as the sub-pixel W is located in the diagonal direction of the quadrilateral when viewed from the sub-pixel W, the adjacent sub-pixel is implemented. It may be different from the form.

図13は、サブ画素の配置の他の例を示す図である。図13(a)に示す配置は、上述した実施形態(図2参照)の配置からサブ画素Rとサブ画素Bの位置を入れ替えたものである。この場合、R信号に対するフィルター処理は、実施形態においてB信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとし、B信号に対するフィルター処理は、実施形態においてR信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとすればよい。また、図13(b)に示す配置は、上述した実施形態の配置からサブ画素Gとサブ画素Wの位置を入れ替えたものである。この場合、各色の画像信号に対するフィルター処理は、実施形態のものと同様である。加えて、サブ画素の配置は、図13(c)や図13(d)に示す例のように、各々の配置を点対称又は線対称に回転させた配置であってもよい。   FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the arrangement of sub-pixels. The arrangement shown in FIG. 13A is obtained by replacing the positions of the sub-pixel R and the sub-pixel B from the arrangement of the above-described embodiment (see FIG. 2). In this case, the filtering process for the R signal is the same as the filtering process performed for the B signal in the embodiment, and the filtering process for the B signal is the same as the filtering process performed for the R signal in the embodiment. It should be. Further, the arrangement shown in FIG. 13B is obtained by replacing the positions of the sub-pixel G and the sub-pixel W from the arrangement of the above-described embodiment. In this case, the filtering process for the image signal of each color is the same as that of the embodiment. In addition, the arrangement of the sub-pixels may be an arrangement obtained by rotating each arrangement in a point-symmetric manner or a line-symmetric manner, as in the examples shown in FIG. 13 (c) and FIG. 13 (d).

さらに、各色のサブ画素の位置関係は、サブ画素Wとサブ画素Gとが対角線方向に対向する配置でなくてもよい場合がある。例えば、表示装置が赤味の強い画像や赤色を多く含む画像を表示する場合や、赤色を他色よりも見やすく表示させたい場合などにおいては、サブ画素Wと対角線方向に対向するサブ画素をサブ画素Rとしてもよい。すなわち、サブ画素の配置は、表示装置が表示する画像や表示装置に要求される画質を考慮して決められてもよい。   Furthermore, the positional relationship between the sub-pixels of each color may not be an arrangement in which the sub-pixel W and the sub-pixel G face each other in the diagonal direction. For example, when the display device displays an image with a strong redness or an image containing a lot of red, or when it is desired to display red more easily than other colors, the sub-pixel facing the sub-pixel W in the diagonal direction is set as a sub-pixel. The pixel R may be used. That is, the arrangement of the sub-pixels may be determined in consideration of the image displayed on the display device and the image quality required for the display device.

(2)上述した実施形態は、YW=YR+YG+YBという関係を満たす場合の例である。しかし、実際の液晶パネルは、このような関係を必ずしも満たさず、YWがYR、YG、YBの総和と等しくならない場合もある。このような場合において、R信号又はB信号に対するフィルター処理によって位相を反転させるときには、その周波数応答をサブ画素の実際の輝度に応じて定め、各色のサブ画素の輝度とのバランスを取るようにすることも可能である。すなわち、フィルター処理部124によるフィルター処理は、実際に使用する液晶パネル220の特性に基づいて決められてもよい。それゆえ、フィルター処理部124は、ユーザーが液晶パネル220の特性を考慮してフィルターの特性を調整できるように構成されてもよい。 (2) The above-described embodiment is an example in the case where the relationship Y W = Y R + Y G + Y B is satisfied. However, an actual liquid crystal panel does not necessarily satisfy such a relationship, and Y W may not be equal to the sum of Y R , Y G , and Y B. In such a case, when the phase is inverted by filtering the R signal or the B signal, the frequency response is determined according to the actual luminance of the sub-pixel and balanced with the luminance of the sub-pixel of each color. It is also possible. That is, the filter processing by the filter processing unit 124 may be determined based on the characteristics of the liquid crystal panel 220 that is actually used. Therefore, the filter processing unit 124 may be configured such that the user can adjust the characteristics of the filter in consideration of the characteristics of the liquid crystal panel 220.

(3)上述した実施形態において、フィルター処理部124が出力する画像信号は、間引き処理部125によって間引かれる。しかし、本発明に係るフィルター処理部は、上述した実施形態のフィルター処理部124及び間引き処理部125の機能を兼備するように構成され、4M×4N画素分の画像信号を参照してM×N画素分の画像信号を出力するように構成されてもよい。この場合、パラメーター算出部123により算出されるゲイン調整パラメーターも、M×N画素分であれば十分である。したがって、この場合のパラメーター算出部123は、入力された画像信号の画素毎に4M×4N画素分のゲイン調整パラメーターを算出せずに、フィルター処理部が出力する画像信号のサブ画素に対応する個数のゲイン調整パラメーターだけを算出してもよい。 (3) In the embodiment described above, the image signal output from the filter processing unit 124 is thinned out by the thinning processing unit 125. However, the filter processing unit according to the present invention is configured to have the functions of the filter processing unit 124 and the thinning-out processing unit 125 of the above-described embodiment, and refers to an image signal of 4M × 4N pixels. It may be configured to output image signals for pixels. In this case, the gain adjustment parameter calculated by the parameter calculation unit 123 is sufficient for M × N pixels. Accordingly, the parameter calculation unit 123 in this case does not calculate the gain adjustment parameters for 4M × 4N pixels for each pixel of the input image signal, and the number corresponding to the sub-pixels of the image signal output by the filter processing unit. Only the gain adjustment parameter may be calculated.

(4)本発明は、上述した実施形態のように、光変調器が透過型の画素で構成されていることを必要とするものではなく、上述した実施形態と同様の画素配列を有するものであれば、有機EL(electroluminescence)ディスプレイやプラズマディスプレイなどのような自発光型の画素を有する表示パネルに対しても適用可能である。したがって、本発明に係る表示装置は、プロジェクターに限定されることもない。また、光変調器が液晶パネルである場合においても、これが透過型に限定されることはなく、反射型であってもよい。 (4) The present invention does not require the optical modulator to be configured with transmissive pixels as in the above-described embodiment, and has a pixel arrangement similar to that in the above-described embodiment. If present, the present invention can be applied to a display panel having a self-luminous pixel such as an organic EL (electroluminescence) display or a plasma display. Therefore, the display device according to the present invention is not limited to the projector. Further, even when the light modulator is a liquid crystal panel, this is not limited to the transmission type, but may be a reflection type.

また、本発明に係る画像処理装置は、表示装置に内蔵された画像処理回路によって実現されてもよいし、パーソナルコンピューターなどのコンピューター装置が実行するソフトウェア処理によって実現されてもよい。さらに、本発明は、4色のそれぞれに応じた画像処理を実行する画像処理方法、かかる画像処理をコンピューター装置に実行させるためのプログラム、かかるプログラムを記録した記録媒体といった態様での提供も可能である。   The image processing apparatus according to the present invention may be realized by an image processing circuit incorporated in a display device, or may be realized by software processing executed by a computer device such as a personal computer. Furthermore, the present invention can also be provided in the form of an image processing method for executing image processing corresponding to each of four colors, a program for causing a computer device to execute such image processing, and a recording medium on which such a program is recorded. is there.

10…表示システム、100…画像処理装置、110…入力部、120…画像処理部、121…色変換処理部、122…高周波成分抽出部、123…パラメーター算出部、124、124R、124G、124B、124W…フィルター処理部、125…間引き処理部、130…出力部、200…プロジェクター、210…光源、220…液晶パネル、230…投写レンズ、300…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Display system, 100 ... Image processing apparatus, 110 ... Input part, 120 ... Image processing part, 121 ... Color conversion processing part, 122 ... High frequency component extraction part, 123 ... Parameter calculation part, 124, 124R, 124G, 124B, 124W: Filter processing unit, 125 ... Thinning processing unit, 130 ... Output unit, 200 ... Projector, 210 ... Light source, 220 ... Liquid crystal panel, 230 ... Projection lens, 300 ... Screen

Claims (10)

第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに2個ずつ並んだ4個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、1画素を構成するサブ画素の1個が白色に対応する表示装置に、白色を含む4色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、
前記4色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、
前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の3色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、
前記4色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Each pixel composed of four subpixels arranged in two in the first direction and in the second direction intersecting the first direction is arranged in a matrix, and one of the subpixels constituting one pixel Is an image processing device for supplying four color image signals including white to a display device corresponding to white,
A high-frequency component extraction unit that extracts a component in a high-frequency band that is on the high-frequency side from the center of the frequency band of the image signal, from each of the four color image signals;
Based on the components of each color extracted by the high-frequency component extraction unit, a parameter calculation unit that calculates parameters determined according to the ratio of each component to the white component for the three color components other than white,
For each of the four color image signals, the frequency band is limited according to the arrangement of the sub-pixels corresponding to the color, and for each of the three color image signals other than white, the high frequency band An image processing apparatus comprising: a filter processing unit that executes a filter process for adjusting an amplitude using a parameter calculated by the parameter calculation unit.
前記フィルター処理部は、
白色に対応する第1サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第1方向及び前記第2方向の周波数帯域を、前記第1サブ画素及び前記第1サブ画素に対して対角線方向に位置する第2サブ画素の配置に応じた態様で制限する第1フィルター処理部と、
前記第2サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第1方向及び前記第2方向の周波数帯域を、前記第1サブ画素及び前記第2サブ画素の配置に応じた態様で制限する第2フィルター処理部と、
前記第1サブ画素と前記第1方向に隣り合う第3サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第2方向の周波数帯域を当該第3サブ画素の当該第2方向の間隔に応じた態様で制限する第3フィルター処理部と、
前記第1サブ画素と前記第2方向に隣り合う第4サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第1方向の周波数帯域を当該第4サブ画素の当該第1方向の間隔に応じた態様で制限する第4フィルター処理部とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The filter processing unit
For the white image signal for displaying the first sub-pixel corresponding to white, the frequency bands in the first direction and the second direction are set diagonally to the first sub-pixel and the first sub-pixel. A first filter processing unit that restricts in a manner according to the arrangement of the second sub-pixels positioned;
A second that limits a frequency band in the first direction and the second direction with respect to an image signal for displaying the second sub-pixel in a manner corresponding to an arrangement of the first sub-pixel and the second sub-pixel; A filter processing unit;
A mode in which a frequency band in the second direction is set according to an interval in the second direction of the third sub-pixel with respect to an image signal for displaying the first sub-pixel and a third sub-pixel adjacent in the first direction. A third filter processing unit restricted by
A mode in which a frequency band in the first direction is set according to an interval in the first direction of the fourth sub-pixel with respect to an image signal for displaying the first sub-pixel and a fourth sub-pixel adjacent in the second direction. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a fourth filter processing unit restricted by
前記第3フィルター処理部及び前記第4フィルター処理部の少なくとも一方は、
入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第1フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
At least one of the third filter processing unit and the fourth filter processing unit is
The frequency band of the input image signal is a band other than the band to be passed, and the first filter processing unit passes the band with the phase inverted, and the amplitude of the band is used as the parameter. The image processing apparatus according to claim 2, wherein the image processing apparatus is adjusted.
位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素及び前記第4サブ画素の輝度に応じて定まる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The frequency response of the band that is passed with the phase inverted is determined according to the luminance of the first sub-pixel, the second sub-pixel, the third sub-pixel, and the fourth sub-pixel. Item 4. The image processing apparatus according to Item 3.
前記フィルター処理部は、
前記第1方向に4M個、前記第2方向に4N個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第1方向にM個、前記第2方向にN個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、
前記パラメーター算出部は、
前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像処理装置。
The filter processing unit
Reference is made to an image signal representing 4M pixels in the first direction and 4N pixels in the second direction, and for each color, an image representing M subpixels in the first direction and N subpixels in the second direction. Output signal,
The parameter calculator is
5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the number of parameters corresponding to the sub-pixels represented by the image signal output from the filter processing unit is calculated.
前記フィルター処理部は、
白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像処理装置。
The filter processing unit
6. The filter processing is executed for each of three color image signals other than white by adjusting the output of a predetermined specific filter using the parameter. The image processing apparatus according to any one of the above.
前記フィルター処理部は、
白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像処理装置。
The filter processing unit
For each of the three color image signals other than white, the filter processing is performed by selecting a plurality of filters determined for each of the plurality of parameters according to the parameter calculated by the parameter calculation unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is executed.
前記第2フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、
前記第3フィルター処理部及び前記第4フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の画像処理装置。
The second filter processing unit performs filter processing on an image signal corresponding to green,
The image according to any one of claims 1 to 7, wherein the third filter processing unit and the fourth filter processing unit each perform a filter process on an image signal corresponding to red or blue. Processing equipment.
前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素及び前記第4サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、
請求項1ないし8のいずれかに記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とする表示装置。
A display panel including a plurality of pixels arranged in a matrix, the first sub pixel, the second sub pixel, the third sub pixel, and the fourth sub pixel;
A display device comprising: the image processing device according to claim 1.
第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに2個ずつ並んだ4個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、1画素を構成するサブ画素の1個が白色に対応する表示装置に、白色を含む4色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、
前記4色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、
前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の3色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、
前記4色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の3色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する
ことを特徴とする画像処理方法。
Each pixel composed of four subpixels arranged in two in the first direction and in the second direction intersecting the first direction is arranged in a matrix, and one of the subpixels constituting one pixel Is an image processing method for supplying four color image signals including white to a display device corresponding to white,
From each of the four color image signals, extract a component of a high frequency band that is on the high frequency side from the center of the frequency band of the image signal,
Based on the extracted components of each color, for three color components other than white, a parameter determined according to the ratio of each component to the white component is calculated,
For each of the four color image signals, the frequency band is limited according to the arrangement of the sub-pixels corresponding to the color, and for each of the three color image signals other than white, the high frequency band An image processing method comprising: performing a filter process for adjusting an amplitude using the calculated parameter.
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