JP2016109818A - 画素データ処理方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像に不具合が生じない画素データ処理方法および液晶表示装置を提供する。【解決手段】画素データ処理方法は、映像データ（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）が表す色の階調値を変換値（Ｘ１・Ｘ２）に対応付ける複数のＬＵＴを準備するステップ（Ｓ１０３）と、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記色の彩度Ｃにより線形に重み付けした補正値（Ｘｏｕｔ）に、上記階調値を補正するステップ（Ｓ１０４）とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置の画素データ処理（色調補正）に関する。

（単一のガンマカーブを使用する色調補正）
通常、白色を液晶表示装置に表示させるための入力信号（映像データ）が表す種々の単色（例えばＲＧＢ）の階調値は最大になる。しかし、ホワイトバランスを調整した後の「白色」を液晶表示装置に表示させるための入力信号が表す単色のうちのある色の階調値は、最大値よりも小さくなる。ゆえに、色調補正にホワイトバランスを重視した単一のガンマカーブを使用すると、液晶表示装置は、階調値が最大になり得る高彩度色を表示できない（高輝度の単色を有効に表示できない）ことがある。

（複数のガンマカーブ等を使用する色調補正）
特許文献１は、入力信号の平均輝度レベルを閾値とし、複数のガンマカーブを設定する液晶表示装置を開示している。特許文献２は、バックライトの輝度を閾値とし、複数のガンマ値を設定する液晶表示装置を開示している。

特許第４２７７７７３号公報（２００６年４月６日公開） 特許第４６６８３４２号公報（２０１１年３月１７日公開）

しかし、特許文献１および２の液晶表示装置は、色調補正のパラメータを閾値に基づき変更している。ゆえに、色調補正後の液晶表示装置のガンマカーブは滑らかにならない。このため、液晶表示装置が表示する映像に、諧調の破綻などの不具合が生じる。以上の問題を鑑み、本発明は、映像に不具合が生じない画素データ処理方法および液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画素データ処理方法は、赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データに応じた画像を表示する液晶パネルを備えている液晶表示装置において、上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値を生成する画素データ処理方法であって、上記映像データが表す色の階調値を変換値に対応付ける複数のＬＵＴを準備するステップと、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記色の彩度により線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正するステップとを含む。

本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値を生成する補正部とを備えている液晶表示装置であって、上記映像データが表す色の階調値を変換値に対応付ける複数のＬＵＴを読み出す読出部と、上記色の彩度を上記液晶パネルの絵素ごとに計算する彩度計算部と、上記絵素のグループに表示する映像を上記補正値から生成する映像生成部とを備え、上記補正部は、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記彩度により線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正する。

本発明の各態様によれば、映像に不具合が生じない画素データ処理方法および液晶表示装置を提供できる。

実施形態１の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示される液晶表示装置の各色補正部の構成を示すブロック図である。 図２に示される色補正部における処理の流れを示すフローチャートである。 図２に示される色補正部のＬＵＴ合成部が利用するガンマカーブである。 実施形態２の色補正部の構成を示すブロック図である。 図５に示される色補正部における処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態４の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
本発明の第一実施形態を図１〜図４に基づき説明する。

≪液晶表示装置の構成≫
図１は、本実施形態の液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示されるように、液晶表示装置１は、画像処理部２と、タイミングコントローラ３・４（映像生成部）と、液晶ドライバー５・６（映像生成部）と、液晶パネル７とを備えている。

液晶パネル７は、複数の絵素を備えている。各絵素は、互いに異なる色の光を出射する複数の画素からなり、例えば、赤画素、緑画素、および青画素（図示省略）を含んでいる。

液晶パネル７には、複数の画素列にそれぞれ対応して設けられた複数のソース線（図示省略）と、複数の画素行にそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線（図示省略）とが設けられている。

各画素がＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を有するアクディブマトリクス駆動方式の場合、ソース線は対応のＴＦＴのソースに接続され、ゲート線は対応のＴＦＴのゲートに接続される。また、ＴＦＴのドレインは、液晶層を挟む一方の電極である画素電極に接続される。

画像処理部２には、外部入力信号として映像データが入力され、画像処理部２は、映像データに基づいて、液晶パネル７の各画素における開口率（光透過率）を制御するための画素データを生成し、タイミングコントローラ３・４に出力する。

タイミングコントローラ３・４は、画素データに基づいて、液晶ドライバー５・６の動作を制御するための各種制御信号を生成し、液晶ドライバー５・６に出力する。図１に示す本実施形態の液晶表示装置１は、２つのタイミングコントローラを備えているものとして説明するが、液晶表示装置１の構成はこれに限定されない。液晶表示装置１は、１つのタイミングコントローラを備えた構成であってもよいし、３つ以上のタイミングコントローラを備えた構成であってもよい。

液晶ドライバー５・６は、ソース線にデータ信号を供給するソースドライバと、ゲート線に走査信号を供給するゲートドライバとを含んでいる。ゲートドライバは、タイミングコントローラ３・４から入力された制御信号に基づいて、ゲート線を順次走査するための走査信号を生成する。ソースドライバは、タイミングコントローラ３・４から入力された制御信号に基づいて、各画素の画素電極に供給するための所定電圧のデータ信号を生成する。

複数のゲート線に順々に走査信号が供給されることによって、各画素行は順々に選択状態とされる。ソース線にデータ信号が供給されると、そのソース線に接続された選択状態の画素において、液晶層の光透過率がデータ信号に応じて変化する。そして、液晶層の光透過率に応じた透過光がＲＧＢのカラー・フィルタに照射され、赤画素からは赤色光が出射され、緑画素からは緑色光が出射され、青画素からは青色光が出射される。これにより、液晶パネル７に、各画素からの出射光に応じた画像が表示される。

（画像処理部）
画像処理部２は、入力ＩＦ部２１と、映像処理部２２と、色補正部１０（補正部）とを備えている。

入力ＩＦ部２１は、外部から入力される映像データのデータ形式を、映像処理部２２において処理可能なデータ形式に変換し、変換後の映像データを映像処理部２２に出力する。具体的には、入力ＩＦ部２１は、映像データのデータ形式がＹＵＶ形式であれば、ＲＧＢ形式に変換することによって、赤画素に対応する赤映像データ、緑画素に対応する緑映像データ、および青画素に対応する青映像データに変換する。

映像処理部２２は、入力ＩＦ部２１によってフォーマット変換されたＲＧＢの各映像データに対して、ゲイン調整およびバイアス調整などの各種映像処理を行い、処理後の映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）を色補正部１０に出力する。

色補正部１０は、映像処理部２２から供給された、赤映像データＲｉｎ、緑映像データＧｉｎ、および青映像データＢｉｎのそれぞれに対してガンマ補正を施すことによって、各画素における光透過率を制御するための画素データ（Ｒｏｕｔ・Ｇｏｕｔ・Ｂｏｕｔ）を生成し、画素データをタイミングコントローラ３・４に出力する。これにより、液晶パネル７に表示する画像の色調整を行う。

なお、映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）および画素データ（Ｒｏｕｔ・Ｇｏｕｔ・Ｂｏｕｔ）は、例えば、８ビットのデータであってもよい。

（色補正部）
図２は、図１に示される液晶表示装置１の色補正部１０の構成を示すブロック図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は各色補正部２０（読出部）の構成を示す。

図２の（ａ）に示されるように、色補正部１０は、彩度計算部１５と、赤（Ｒ）補正部１１と、緑（Ｇ）補正部１２と、青（Ｂ）補正部１３とを備える。

（彩度計算部）
彩度計算部１５は、映像処理部２２（図１参照）に接続されている。そして、彩度計算部１５は、映像処理部２２から入力された映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）に基づき彩度Ｃを計算する。

彩度計算部１５において、映像データが表す色の階調値は、０以上１以下の値に正規化される。例えば、この階調値が８ビットのデータであるとき、赤映像データＲｉｎ・緑映像データＧｉｎ・青映像データＢｉｎは、それぞれ、０以上２５５以下の階調値により表される。そして、彩度計算部１５は、この階調値を２５５で割った数値を利用する。以下において、Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎは、それぞれ０以上１以下の値に正規化された階調値を表す。

なお、上述の液晶パネル７の各画素における光透過率について、Ｒｉｎは、赤画素の光透過率（または輝度）に比例する値である。また、Ｇｉｎは、緑画素の光透過率（または輝度）に比例する値である。また、青映像データＢｉｎは、青画素の光透過率（または輝度）に比例する値である。

（Ｒ・Ｇ・Ｂ補正部）
Ｒ補正部１１は、映像処理部２２と、彩度計算部１５とに接続されている。そして、Ｒ補正部１１は、映像処理部２２から入力された赤映像データＲｉｎと、彩度計算部１５から入力された彩度Ｃとに基づき赤画素データＲｏｕｔを生成する。

Ｇ補正部１２は、映像処理部２２と、彩度計算部１５とに接続されている。そして、Ｇ補正部１２は、映像処理部２２から入力された緑映像データＧｉｎと、彩度計算部１５から入力された彩度Ｃとに基づき緑画素データＧｏｕｔを生成する。

Ｂ補正部１３は、映像処理部２２と、彩度計算部１５とに接続されている。そして、Ｂ補正部１３は、映像処理部２２から入力された青映像データＢｉｎと、彩度計算部１５から入力された彩度Ｃとに基づき青画素データＢｏｕｔを生成する。

以上のように、Ｒ補正部１１と、Ｇ補正部１２と、Ｂ補正部１３とは、同様の構成を備える。以下では、説明を簡略化するために、Ｒ補正部１１と、Ｇ補正部１２と、Ｂ補正部１３とを代表し「各色補正部２０」と称する。また、赤映像データＲｉｎと、緑映像データＧｉｎと、青映像データＢｉｎとを代表し「映像データＸｉｎ」と称する。また、赤画素データＲｏｕｔと、緑画素データＧｏｕｔと、青画素データＢｏｕｔとを代表し「画素データＸｏｕｔ」と称する。

なお、映像データＸｉｎが表す色のすべて（例えばＲ、Ｇ、およびＢ）について、必ず色調補正をしなければならないわけではない。例えば、赤色について色調補正が不要であれば、Ｒ補正部１１は、ＲｉｎをＲｏｕｔとして出力してもよい。

（ルックアップテーブル）
図２の（ｂ）に示されるように、各色補正部２０は、Ｘ１ＬＵＴ２０１（理想輝度ＬＵＴ）・Ｘ２ＬＵＴ２０２（理想色温度ＬＵＴ）を備える。

Ｘ１ＬＵＴ２０１は、映像処理部２２に接続されている。そして、Ｘ１ＬＵＴ２０１は、映像処理部２２から入力された映像データＸｉｎに対し、後述するガンマカーブγａを用いたガンマ補正を施すことにより、第一の画素データＸ１を生成する一次元のルックアップテーブルである。

Ｘ２ＬＵＴ２０２は、映像処理部２２に接続されている。そして、Ｘ２ＬＵＴ２０２は、映像処理部２２から入力された映像データＸｉｎに対し、後述するガンマカーブγｂを用いたガンマ補正を施すことにより、第二の画素データＸ２を生成する一次元のルックアップテーブルである。

（ＬＵＴ合成部）
図２の（ｂ）に示されるように、各色補正部２０は、ＬＵＴ合成部２０５をさらに備える。

ＬＵＴ合成部２０５は、Ｘ１ＬＵＴ２０１と、Ｘ２ＬＵＴ２０２と、彩度計算部１５とに接続されている。そして、ＬＵＴ合成部２０５は、Ｘ１ＬＵＴ２０１から入力された第一の画素データＸ１と、Ｘ２ＬＵＴ２０２から入力された第二の画素データＸ２と、彩度計算部１５から入力された彩度Ｃとに基づき、画素データＸｏｕｔを合成する。

ＬＵＴ合成部２０５は、画素データＸｏｕｔをタイミングコントローラ３・４（図１参照）へ出力する。なお、画素データＸｏｕｔは、タイミングコントローラ３・４が正常に処理できる値に変換されてよい。例えば、タイミングコントローラ３・４が正常に処理できる値が８ビットの値であるならば、画素データＸｏｕｔは、画素データＸｏｕｔに２５５を乗じてから出力してよい。

≪液晶表示装置の動作≫
液晶表示装置１の画素データ処理（色調補正）は、概ね色補正部１０により実行される。図３は、図２の（ａ）に示される色補正部１０における処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、色補正部１０に、映像処理部２２から各色の映像データ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）が入力される。

ステップＳ１０２において、彩度計算部１５は、下式（１）に基づき彩度Ｃを計算する。
Ｃ＝ＭＡＸ（ＲＧＢ）−ＭＩＮ（ＲＧＢ） ……式（１）
ここで、ＭＡＸ（ＲＧＢ）は、Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎのうちの最大値を意味する。ＭＩＮ（ＲＧＢ）は、Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎのうちの最小値を意味する。

ステップＳ１０３（複数のＬＵＴを準備するステップ）において、ＬＵＴ合成部２０５は、映像データＸｉｎが表す色（Ｒ、Ｇ、またはＢ）の階調値を画素データＸ１（変換値）に対応付けるＸ１ＬＵＴ２０１を準備する。また、ＬＵＴ合成部２０５は、この階調値を画素データＸ２（変換値）に対応付けるＸ２ＬＵＴ２０２を準備する。

ステップＳ１０４（階調値を補正するステップ）において、ＬＵＴ合成部２０５は、下式（２）に基づき画素データＸｏｕｔを合成する。ステップＳ１０４は、二つのＬＵＴの各変換値を映像データが表す色の彩度により線形に重み付けした補正値に、この色の階調値を補正するステップである。
Ｘｏｕｔ＝Ｃ×Ｘ１＋（１−Ｃ）×Ｘ２ ……式（２）
ステップＳ１０５において、ＬＵＴ合成部２０５は、画素データＸｏｕｔをタイミングコントローラ３・４に出力する。

（ガンマカーブの合成）
ＬＵＴ合成部２０５が、画素データＸｏｕｔを合成することで、上述のガンマカーブγａと、ガンマカーブγｂとが合成される。

図４は、図２の（ｂ）に示される各色補正部２０のＬＵＴ合成部２０５が利用するガンマカーブであって、（ａ）はＸ１ＬＵＴ２０１に格納されたガンマテーブルが示すガンマカーブγａを示し、（ｂ）はＸ２ＬＵＴ２０２に格納されたガンマテーブルが示すガンマカーブγｂを示し、（ｃ）は（ａ）のガンマカーブと（ｂ）のガンマカーブとを合成したガンマカーブγを示す。

図４の（ａ）に示されるように、ガンマカーブγａは、映像データＸｉｎの最大値である１を、画素データＸ１の最大値である１に対応付けている。ガンマカーブγａは、階調値が最大になり得る高彩度色を表示することに適している。

図４の（ｂ）に示されるように、ガンマカーブγｂは、映像データＸｉｎの最大値である１を、画素データＸ２の最大値である１未満の値に対応付けている。ガンマカーブγｂは、映像データにより表される単色のうちの少なくとも一色の階調値が最大値よりも小さくなるホワイトバランス（輝度バランス）を重視した色を表示することに適している。

そして、彩度Ｃが高いときにガンマカーブγａに近く、彩度Ｃが低いときにガンマカーブγｂに近いガンマカーブを利用できることが好ましい。

図４の（ｃ）に示されるように、ＬＵＴ合成部２０５が合成したガンマカーブγは、ガンマカーブγａとガンマカーブγｂとの間において滑らかに変化する。

上述の式（２）に示されるように、彩度Ｃ＝１であるとき、Ｘｏｕｔ＝Ｘ１となる。このとき、図２の（ｂ）に示されるように、ＬＵＴ合成部２０５が利用するＬＵＴは、Ｘ１ＬＵＴ２０１のみになる。つまり、ガンマカーブγは、Ｘ１ＬＵＴ２０１に格納されたガンマテーブルが示すガンマカーブγａに一致する。ガンマカーブγは、滑らかに変化するため、彩度Ｃが高い（Ｃ≒１）ときに、ガンマカーブγａに近くなる。

また、彩度Ｃ＝０（最小）であるとき、Ｘｏｕｔ＝Ｘ２となる。このとき、図２の（ｂ）に示されるように、ＬＵＴ合成部２０５が利用するＬＵＴは、Ｘ２ＬＵＴ２０２のみになる。つまり、ガンマカーブγは、Ｘ２ＬＵＴ２０２に格納されたガンマテーブルが示すガンマカーブγｂに一致する。ガンマカーブγは、滑らかに変化するため、彩度Ｃが低い（Ｃ≒０）ときに、ガンマカーブγｂに近くなる。

≪液晶表示装置の効果≫
以上のように、液晶表示装置１は、色調補正のパラメータを閾値に基づき変更していない。ゆえに、色調補正後の液晶表示装置１のガンマカーブγは滑らかになる。このため、液晶表示装置１が表示する映像に、諧調の破綻などの不具合は生じない。すなわち、映像に不具合が生じない液晶表示装置１を提供できる。なお、液晶表示装置１が利用する画素データ処理方法（上述の各ステップを含み得る方法）も、本発明に含まれる。

また、色調補正にホワイトバランスを重視した単一のＬＵＴ（例えばＸ２ＬＵＴ２０２）を使用すると、液晶表示装置１は、階調値が最大になり得る高彩度色を表示できない（高輝度の単色を有効に表示できない）ことがある。

しかし、液晶表示装置１は、高彩度色を表示する場合、諧調値が最大である映像データを入力されれば、輝度がおおむね最大である色を表示できる。ゆえに、液晶表示装置１は、ホワイトバランス（色温度）の調整と、高輝度の単色の有効利用とを両立できる。そして、高彩度域で単色の輝度を十分確保できるため、再現色範囲が広くなる。

さらに、入力信号である映像データの平均輝度レベルやバックライトの輝度を考慮する必要がないため、色調補正を実現するための回路規模を小さくできる。

〔実施形態２〕
本発明の第二実施形態を図５〜図６に基づき説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する（本実施形態以降の実施形態においても同様）。

≪色補正部の他の構成≫
実施形態１の液晶表示装置１において、色補正部１０を、後述する色補正部１０ａ（補正部）に置き換えてもよい。

図５は、本実施形態の色補正部１０ａの構成を示すブロック図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は各色補正部２０ａ（読出部）の構成を示す。

図５の（ａ）に示されるように、色補正部１０は、彩度計算部１５と、係数計算部１５ａと、Ｒ補正部１１ａと、Ｇ補正部１２ａと、Ｂ補正部１３ａとを備える。

（係数計算部）
係数計算部１５ａは、彩度計算部１５に接続されている。そして、係数計算部１５ａは、彩度計算部１５から入力された彩度Ｃに基づき、後述する係数Ｌ・Ｍ・Ｎを計算する。

（Ｒ・Ｇ・Ｂ補正部）
Ｒ補正部１１ａは、映像処理部２２と、係数計算部１５ａとに接続されている。そして、Ｒ補正部１１ａは、映像処理部２２から入力された赤映像データＲｉｎと、係数計算部１５ａから入力された係数Ｌ・Ｍ・Ｎとに基づき赤画素データＲｏｕｔを生成する。

Ｇ補正部１２ａは、映像処理部２２と、係数計算部１５ａとに接続されている。そして、Ｇ補正部１２ａは、映像処理部２２から入力された緑映像データＧｉｎと、係数計算部１５ａから入力された係数Ｌ・Ｍ・Ｎとに基づき緑画素データＧｏｕｔを生成する。

Ｂ補正部１３ａは、映像処理部２２と、係数計算部１５ａとに接続されている。そして、Ｂ補正部１３ａは、映像処理部２２から入力された青映像データＢｉｎと、係数計算部１５ａから入力された係数Ｌ・Ｍ・Ｎとに基づき青画素データＢｏｕｔを生成する。

以上のように、Ｒ補正部１１ａと、Ｇ補正部１２ａと、Ｂ補正部１３ａとは、同様の構成を備える。以下では、説明を簡略化するために、Ｒ補正部１１ａと、Ｇ補正部１２ａと、Ｂ補正部１３ａとを代表し「各色補正部２０ａ」と称する。

（ルックアップテーブル）
図５の（ｂ）に示されるように、各色補正部２０ａは、Ｘ１ＬＵＴ２０１・Ｘ２ＬＵＴ２０２・Ｘ３ＬＵＴ２０３（特定彩度領域ＬＵＴ）を備える。

Ｘ３ＬＵＴ２０３は、映像処理部２２に接続されている。そして、Ｘ３ＬＵＴ２０３は、映像処理部２２から入力された映像データＸｉｎに対し、所定のガンマカーブγｃを用いたガンマ補正を施すことにより、第三の画素データＸ３を生成する一次元のルックアップテーブルである。

（ＬＵＴ合成部）
図５の（ｂ）に示されるように、各色補正部２０ａは、ＬＵＴ合成部２０５ａをさらに備える。

ＬＵＴ合成部２０５ａは、Ｘ１ＬＵＴ２０１と、Ｘ２ＬＵＴ２０２と、Ｘ３ＬＵＴ２０３と、係数計算部１５ａとに接続されている。そして、ＬＵＴ合成部２０５は、Ｘ１ＬＵＴ２０１から入力された第一の画素データＸ１と、Ｘ２ＬＵＴ２０２から入力された第二の画素データＸ２と、Ｘ３ＬＵＴ２０３から入力された第三の画素データＸ３と、係数計算部１５ａから入力された係数Ｌ・Ｍ・Ｎとに基づき、画素データＸｏｕｔを合成する。

≪本実施形態の色補正部の動作≫
図６は、図５の（ａ）に示される色補正部１０ａにおける処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１０２ａにおいて、係数計算部１５ａは、後述する関係式に基づき係数Ｌ・Ｍ・Ｎを計算する。

ステップＳ１０３ａ（複数のＬＵＴを準備するステップ）において、ＬＵＴ合成部２０５ａは、映像データＸｉｎが表す色（Ｒ、Ｇ、またはＢ）の階調値を画素データＸ１（変換値）に対応付けるＸ１ＬＵＴ２０１を準備する。また、ＬＵＴ合成部２０５ａは、この階調値を画素データＸ２（変換値）に対応付けるＸ２ＬＵＴ２０２を準備する。また、ＬＵＴ合成部２０５ａは、この階調値を画素データＸ３（変換値）に対応付けるＸ３ＬＵＴ２０３を準備する。

ステップＳ１０４ａ（階調値を補正するステップ）において、ＬＵＴ合成部２０５ａは、下式（３）に基づき画素データＸｏｕｔを合成する。ステップＳ１０４ａは、三つのＬＵＴの各変換値を映像データが表す色の彩度により線形に重み付けした補正値に、この色の階調値を補正するステップである。
Ｘｏｕｔ＝Ｌ×Ｘ１＋Ｍ×Ｘ２＋Ｎ×Ｘ３ ……式（３）
（関係式）
式（３）の係数Ｌ・Ｍ・Ｎの間には、下式（４）〜（７）の関係が成り立っている。
Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝１ ……式（４）
Ｌ＝Ｃ×（１−Ｎ） ……式（５）
Ｍ＝（１−Ｃ）×（１−Ｎ） ……式（６）
Ｎ＝１−｜Ｃａ−Ｃ｜ ……式（７）
ここで、Ｃａは特定領域の彩度を表す。

（三つのガンマカーブの合成）
上述のとおり、実施形態１のＬＵＴ合成部２０５が式（２）に基づき画素データＸ１・Ｘ２を合成することは、ガンマカーブγａ・γｂを合成することに対応している。そして、ＬＵＴ合成部２０５ａが式（３）〜式（７）に基づき画素データＸ１・Ｘ２・Ｘ３を合成することは、ガンマカーブγａ・γｂに加え、あらたなガンマカーブγｃを合成することに対応している。

Ｎは、あるパラメータへの近似度を評価したものである。例えば、Ｎ＝１であるとき、式（５）によれば、Ｌ＝０となる。また、式（６）によれば、Ｍ＝０となる。式（３）によれば、Ｘｏｕｔ＝Ｘ３となるため、図５の（ｂ）に示されるように、ＬＵＴ合成部２０５ａが利用するＬＵＴは、Ｘ３ＬＵＴ２０３のみになる。つまり、合成されたガンマカーブγは、Ｘ３ＬＵＴ２０３に格納されたガンマテーブルが示すガンマカーブγｃに一致する。以上のように、Ｎは「ガンマカーブγがガンマカーブγｃにどの程度近いのか」という近似度を評価したものである。

なお、Ｎは、０以上１以下の間で評価できるパラメータであれば、どのようなものであってもよい。

（数値例１）
彩度Ｃが特定の彩度領域（例えばＣ≒０．８）に含まれるときに、所定のガンマカーブγｃを採用したい場合、式（７）においてＣａ＝０．８と置けばよい。このとき、Ｃ＝０．８であれば、Ｌ＝０、Ｍ＝０、Ｎ＝１となる。上述のように、ガンマカーブγは、ガンマカーブγｃに一致する。そして、ガンマカーブγは、滑らかに変化するため、彩度Ｃが特定の彩度領域（Ｃ≒０）に含まれるときに、ガンマカーブγｃに近くなる。

（数値例２）
特定の彩度領域に関する彩度Ｃａが０．８であり、かつ、映像データの彩度Ｃが０．３であるとき、以下に列挙するように係数Ｌ・Ｍ・Ｎを計算できる。
Ｎ＝１−｜０．８−０．３｜＝０．５
Ｌ＝０．３×（１−０．５）＝０．３×０．５＝０．１５
Ｍ＝（１−０．３）×（１−０．５）＝０．７×０．５＝０．３５
≪本実施形態の色補正部の効果≫
以上のように、色調補正のパラメータである係数Ｌ・Ｍ・Ｎを、閾値に基づいて変更することなく、三つのガンマカーブを合成できる。ゆえに、映像に不具合が生じず、かつ、色調補正の自由度が高い液晶表示装置１を提供できる。なお、以上の構成に限定されるわけではなく、色補正部１０ａは、三つを越えるガンマカーブを合成してもよい。これにより、色調補正の自由度がさらに高まる。

〔実施形態３〕
本発明の第三実施形態を説明する。

≪彩度計算部の他の構成・動作・効果≫
（構成例１）
上述の式（１）を、下式（８）に置き換えてよい。
Ｃ＝｛ＭＡＸ（ＲＧＢ）−ＭＩＮ（ＲＧＢ）｝／ｍａｘ ……式（８）
ここで、「ｍａｘ」は、映像データが表す色の階調値が取り得る最大値を意味する。例えば、この階調値が８ビットのデータであるとき、以下に列挙するように映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）が定まる。
（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）＝（２００，１００，５０）
ＭＡＸ（ＲＧＢ）＝２００
ＭＩＮ（ＲＧＢ）＝５０
ｍａｘ＝２５５
Ｃ＝｛２００−５０｝／２５５＝１５０／２５５＝０．５８８
以上の彩度計算方法は簡単であるため、彩度計算部１５の回路規模を小さくできる。

（構成例２）
上述の式（１）を、下式（９）に置き換えてもよい。
Ｃ＝（Ｃｂ^２＋Ｃｒ^２）^１／２ ……式（９）
「ITU-R BT.601 / ITU-R BT.709 (1250/50/2:1)」の場合、以下のように、Ｙ、Ｃｂ、およびＣｒを計算することで、式（９）の彩度を計算できる。
Ｙ＝０．２９９×Ｒｉｎ＋０．５８７×Ｇｉｎ+０．１１４×Ｂｉｎ
Ｃｂ＝−０．１６８７３６×Ｒｉｎ−０．３３１２６４×Ｇｉｎ＋０．５×Ｂｉｎ
Ｃｒ＝０．５×Ｒｉｎ−０．４１８６８８×Ｇｉｎ−０．０８１３１２×Ｂｉｎ
以上の彩度計算はマンセル表色系に基づくため、液晶表示装置１の表示品位を高めることができる。

〔実施形態４〕
本発明の第四実施形態を図７に基づき説明する。

≪液晶表示装置の他の構成および動作≫
図７は、本実施形態の液晶表示装置１Ａの構成を示すブロック図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はグループ色補正部１０Ａの構成を示す。

図７の（ａ）に示されるように、液晶表示装置１Ａは、画像処理部２Ａと、タイミングコントローラ３・４と、液晶ドライバー５・６と、液晶パネル７とを備えている。画像処理部２Ａは、入力ＩＦ部２１と、映像処理部２２と、グループ色補正部１０Ａ（補正部）とを備えている。

映像処理部２２は、入力ＩＦ部２１によってフォーマット変換されたＲＧＢの各映像データに対して、ゲイン調整およびバイアス調整などの各種映像処理を行い、処理後の映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）をグループ色補正部１０Ａに出力する。

（グループ色補正部）
グループ色補正部１０Ａは、映像処理部２２から供給された、赤映像データＲｉｎ、緑映像データＧｉｎ、および青映像データＢｉｎのそれぞれに対し、ガンマ補正を施すことによって、各画素における光透過率を制御するための画素データ（Ｒｏｕｔ・Ｇｏｕｔ・Ｂｏｕｔ）を生成し、液晶パネル７の絵素のグループごとに、画素データをタイミングコントローラ３・４に出力する。これにより、液晶パネル７に表示する画像の色調整を絵素のグループごとに行う。

図７の（ｂ）に示されるように、グループ色補正部１０Ａは、グループ選択部８と、二つの色補正部１０を備える。なお、色補正部１０は、上述の色補正部１０ａであってもよい。

グループ選択部８は、映像処理部２２に接続されている。そして、グループ選択部８は、映像処理部２２から映像データである信号ＩＮを受け、信号ＩＮを二つの信号ＩＮ１・ＩＮ２に分ける。信号ＩＮ１は、液晶パネル７の絵素の一つのグループに対応する。信号ＩＮ１は、液晶パネル７の絵素の他のグループに対応する。

二つの色補正部１０のうちの一つは、上述の絵素の一つのグループに対応する信号ＯＵＴ１を出力する。二つの色補正部１０のうちの他の一つは、上述の絵素の他のグループに対応する信号ＯＵＴ２を出力する。信号ＯＵＴ１・ＯＵＴ２は、絵素のグループごとに出力された上述の画素データ（Ｒｏｕｔ・Ｇｏｕｔ・Ｂｏｕｔ）である。

≪本実施形態の液晶表示装置の効果≫
以上のように、絵素ごとに計算された彩度により画素データの補正値が重み付けられるため、特定の絵素のグループに表示する映像を生成することが容易になる。ゆえに、液晶表示装置１Ａ全体の回路規模を小さくできる。

さらに、色補正部１０（または色補正部１０ａ）は、上述のように、彩度計算部１５を備える。彩度計算部１５は、彩度Ｃを式（１）（または式（８）〜式（９））に基づき、絵素ごとに計算することができる。つまり、彩度計算部１５は、絵素の彩度Ｃを計算するために、他の絵素の映像データ（Ｒｉｎ・Ｇｉｎ・Ｂｉｎ）を必要としない。絵素のグループごとに分けられた複数の映像生成部に、補正値を分け与えることも容易になる。これにより、液晶表示装置を設計するときの自由度が高まる。

なお、「複数の映像生成部」とは、タイミングコントローラ３と液晶ドライバー５とからなる第一の部材グループと、タイミングコントローラ４と液晶ドライバー６とからなる第二の部材グループとを意味する。また、「絵素のグループ」とは、液晶パネルが備える絵素の一部であってもよいし、液晶パネルが備える絵素の全部であってもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る画素データ処理方法は、赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データ（映像データＸｉｎ、赤映像データＲｉｎ、緑映像データＧｉｎ、青映像データＢｉｎ、信号ＩＮ・ＩＮ１・ＩＮ２）に応じた画像を表示する液晶パネル７を備えている液晶表示装置１・１Ａにおいて、上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値（画素データＸｏｕｔ、赤画素データＲｏｕｔ、緑画素データＧｏｕｔ、青画素データＢｏｕｔ、信号ＯＵＴ１・ＯＵＴ２）を生成する画素データ処理方法であって、上記映像データが表す色の階調値を変換値（画素データＸ１・Ｘ２・Ｘ３）に対応付ける複数のＬＵＴ（Ｘ１ＬＵＴ２０１・Ｘ２ＬＵＴ２０２・Ｘ３ＬＵＴ２０３）を準備するステップＳ１０３・Ｓ１０３ａと、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記色の彩度Ｃにより線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正するステップＳ１０４・Ｓ１０４ａとを含む。

上記構成によれば、複数のＬＵＴの各変換値は、映像データが表す色の彩度により線形に重み付けられる。このため、色調補正後の画素データは、映像データの彩度の変化に応じ滑らかに変化する。ゆえに、液晶表示装置が表示する映像に、階調が破綻するなどの不具合は生じない。

さらに、入力信号である映像データの平均輝度レベルやバックライトの輝度を考慮する必要がないため、色調補正を実現するための回路規模を小さくできる。

本発明の態様２に係る画素データ処理方法では、上記態様１において、上記複数のＬＵＴは、上記階調値が取り得る最大値と上記変換値が取り得る最大値とを対応付ける理想輝度ＬＵＴ（Ｘ１ＬＵＴ２０１）を含み、上記理想輝度ＬＵＴの変換値と、上記彩度が最大であるときの上記補正値とは、おおむね一致してよい。

色調補正に例えばホワイトバランスを重視した単一のＬＵＴを使用すると、液晶表示装置は、階調値が最大になり得る高彩度色を表示できない（高輝度の単色を有効に表示できない）ことがある。

上記構成によれば、液晶表示装置は、高彩度色を表示する場合、諧調値が最大である映像データを入力されれば、輝度がおおむね最大である色を表示できる。ゆえに、液晶表示装置は、例えばホワイトバランスの調整と、高輝度の単色の有効利用とを両立できる。

本発明の態様３に係る画素データ処理方法では、上記態様１または２において、上記複数のＬＵＴは、上記映像データにより表される色のうちの少なくとも一色の階調値が取り得る最大値を、上記変換値が取り得る最大値未満の値に対応付ける理想色温度ＬＵＴ（Ｘ２ＬＵＴ２０２）を含み、上記理想色温度ＬＵＴの変換値と、上記彩度が最小であるときの上記一色についての上記補正値とは、おおむね一致してよい。

上記構成によれば、液晶表示装置は、ホワイトバランス（色温度）の調整と、例えば高輝度の単色の有効利用とを両立できる。

本発明の態様４に係る画素データ処理方法では、上記態様１から３のいずれか一態様において、上記複数のＬＵＴは、特定の彩度領域において、上記階調値を特定の変換値に対応づける特定彩度領域ＬＵＴ（Ｘ３ＬＵＴ２０３）を含み、上記各変換値を上記彩度と、上記彩度領域に含まれる彩度Ｃａとにより線形に重み付けした補正値に、上記階調値を補正してよい。

上記構成によれば、映像に不具合が生じず、かつ、色調補正の自由度が高い液晶表示装置を提供できる。

本発明の態様５に係る画素データ処理方法では、上記態様１から４のいずれか一態様において、上記彩度は、マンセル表色系に基づいた彩度であってよい。

上記構成によれば、色調補正後の画素データは、映像データのマンセル表色系に基づいた彩度の変化に応じ滑らかに変化する。ゆえに、液晶表示装置により表示される映像の表示品位が高まる。

本発明の態様６に係る液晶表示装置１・１Ａは、赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データ（映像データＸｉｎ、赤映像データＲｉｎ、緑映像データＧｉｎ、青映像データＢｉｎ、信号ＩＮ・ＩＮ１・ＩＮ２）に応じた画像を表示する液晶パネル７と、上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値（画素データＸｏｕｔ、赤画素データＲｏｕｔ、緑画素データＧｏｕｔ、青画素データＢｏｕｔ、信号ＯＵＴ１・ＯＵＴ２）を生成する補正部（色補正部１０・グループ色補正部１０Ａ）とを備えている液晶表示装置であって、上記映像データが表す色の階調値を変換値（画素データＸ１・Ｘ２・Ｘ３）に対応付ける複数のＬＵＴ（Ｘ１ＬＵＴ２０１・Ｘ２ＬＵＴ２０２・Ｘ３ＬＵＴ２０３）を読み出す読出部（各色補正部２０・２０ａ）と、上記色の彩度Ｃを上記液晶パネルの絵素ごとに計算する彩度計算部１５と、上記絵素のグループに表示する映像を上記補正値から生成する映像生成部（タイミングコントローラ３・４、液晶ドライバー５・６）とを備え、上記補正部は、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記彩度により線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正する。

上記構成によれば、入力信号である映像データの平均輝度レベルやバックライトの輝度を考慮する必要がない。そして、絵素ごとに計算された彩度により画素データの補正値が重み付けられるため、特定の絵素のグループに表示する映像を生成することが容易になる。ゆえに、液晶表示装置全体の回路規模を小さくできる。

さらに、絵素のグループごとに分けられた複数の映像生成部に、補正値を分け与えることも容易になる。これにより、液晶表示装置を設計するときの自由度が高まる。

なお、「絵素のグループ」とは、液晶パネルが備える絵素の一部であってもよいし、液晶パネルが備える絵素の全部であってもよい。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、映像データをガンマ補正する補正部を備えた液晶表示装置に利用することができる。

１・１Ａ 液晶表示装置
２・２Ａ 画像処理部
３・４ タイミングコントローラ（映像生成部）
５・６ 液晶ドライバー（映像生成部）
７ 液晶パネル
８ グループ選択部
１０・１０ａ 色補正部（補正部）
１０Ａ グループ色補正部（補正部）
１１・１１ａ Ｒ補正部
１２・１２ａ Ｇ補正部
１３・１３ａ Ｂ補正部
１５・１５ａ 係数計算部
２０・２０ａ 各色補正部（読出部）
２０１ Ｘ１ＬＵＴ（理想輝度ＬＵＴ）
２０２ Ｘ２ＬＵＴ（理想色温度ＬＵＴ）
２０３ Ｘ３ＬＵＴ（特定彩度領域ＬＵＴ）
２０５・２０５ａ ＬＵＴ合成部
Ｂｉｎ 青映像データ（映像データ）
Ｂｏｕｔ 青画素データ（補正値）
Ｃ・Ｃａ 彩度
Ｇｉｎ 緑映像データ（映像データ）
Ｇｏｕｔ 緑画素データ（補正値）
ＩＮ・ＩＮ１・ＩＮ２・ＯＵＴ１・ＯＵＴ２ 信号
Ｌ・Ｍ・Ｎ 係数
Ｒｉｎ 赤映像データ（映像データ）
Ｒｏｕｔ 赤画素データ（補正値）
Ｓ１０３・Ｓ１０３ａ ステップ（複数のＬＵＴを準備するステップ）
Ｓ１０４・Ｓ１０４ａ ステップ（階調値を補正するステップ）
Ｘｉｎ 映像データ
Ｘｏｕｔ 画素データ（補正値）
γ・γａ・γｂ・γｃ ガンマカーブ

Claims (6)

1. 赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データに応じた画像を表示する液晶パネルを備えている液晶表示装置において、上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値を生成する画素データ処理方法であって、
   上記映像データが表す色の階調値を変換値に対応付ける複数のＬＵＴを準備するステップと、
   上記複数のＬＵＴの各変換値を上記色の彩度により線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正するステップと、
   を含むことを特徴とする画素データ処理方法。
2. 上記複数のＬＵＴは、上記階調値が取り得る最大値と上記変換値が取り得る最大値とを対応付ける理想輝度ＬＵＴを含み、
   上記理想輝度ＬＵＴの変換値と、上記彩度が最大であるときの上記補正値とは、おおむね一致することを特徴とする請求項１に記載の画素データ処理方法。
3. 上記複数のＬＵＴは、上記映像データにより表される色のうちの少なくとも一色の階調値が取り得る最大値を、上記変換値が取り得る最大値未満の値に対応付ける理想色温度ＬＵＴを含み、
   上記理想色温度ＬＵＴの変換値と、上記彩度が最小であるときの上記一色についての上記補正値とは、おおむね一致することを特徴とする請求項１または２に記載の画素データ処理方法。
4. 上記複数のＬＵＴは、特定の彩度領域において、上記階調値を特定の変換値に対応づける特定彩度領域ＬＵＴを含み、
   上記各変換値を上記彩度と、上記彩度領域に含まれる彩度とにより線形に重み付けした補正値に、上記階調値を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画素データ処理方法。
5. 上記彩度は、マンセル表色系に基づいた彩度であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画素データ処理方法。
6. 赤画素、緑画素、および青画素を含む絵素を有しており、外部から入力される映像データに応じた画像を表示する液晶パネルと、
   上記映像データを補正することにより、各画素の光透過率を制御するための画素データの補正値を生成する補正部と、を備えている液晶表示装置であって、
   上記映像データが表す色の階調値を変換値に対応付ける複数のＬＵＴを読み出す読出部と、
   上記色の彩度を上記液晶パネルの絵素ごとに計算する彩度計算部と、
   上記絵素のグループに表示する映像を上記補正値から生成する映像生成部と、を備え、
   上記補正部は、上記複数のＬＵＴの各変換値を上記彩度により線形に重み付けした上記補正値に、上記階調値を補正することを特徴とする液晶表示装置。

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