JP2018107750A - 画像処理装置、表示装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素データの圧縮伸張に伴う画像の劣化を低減可能な技術を提供する。【解決手段】画像処理装置は、複数の画素の階調を示す画像データに基づいて、複数の画素の中から、複数の画素に含まれる第１画素との階調差が所定値以下である第２画素を特定する特定部と、画像データにおいて第１画素の階調を示す第１画素データを、画像データにおいて第２画素の階調を示す第２画素データを用いて可逆圧縮して第１可逆圧縮データを生成する圧縮部と、第１可逆圧縮データを、第２画素データを用いて伸張する伸張部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、表示装置および画像処理方法に関する。

画像処理装置は、例えばメモリーの利用効率を上げるために、画像データを圧縮してメモリーに記憶し、圧縮した画像データを必要に応じてメモリーから読み出し伸張（解凍）する場合がある（特許文献１参照）。

特開２０１３−１７９５８４号公報

画像データの圧縮に関し、圧縮対象画素とその隣（１つ前）の比較画素との階調差が所定値以下の場合、圧縮対象画素の階調を示す圧縮対象画素データを可逆圧縮し、該階調差が所定値よりも大きい場合、圧縮対象画素データを非可逆圧縮する手法が考えられる。
可逆圧縮の手法としては、圧縮対象画素データを、圧縮対象画素と比較画素との階調差を表す差分データに圧縮する手法が用いられ、非可逆圧縮の手法としては、圧縮対象画素データから下位ビットを削除する手法が用いられる。所定値は、例えば、差分データの表すことができる最大値に応じて決定される。

画像データを上述した圧縮手法で圧縮する場合、非可逆圧縮される画素データの数が多いほど、伸張（解凍）後の画像データでは劣化の度合いが高くなる。
例えば、隣り合う画素の階調差が所定値よりも大きい画像（例えば、１画素ごとに白と黒が切り換わる縦線模様の画像）を、隣り合う画素の階調差が所定値以内となる画像（例えば、滑らかに階調が変化する色むら補正用画像パターン）を用いて補正した合成画像を、上述した圧縮手法で圧縮すると、合成画像の略全ての画素データに対して非可逆圧縮が実行される可能性が高くなる。このため、圧縮後に伸張された合成画像では、劣化の度合いが高くなるおそれがある。この場合、伸張後の合成画像に疑似輪郭が生じやすくなってしまう。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、画素データの圧縮伸張に伴う画像の劣化を低減可能な技術を提供することを解決課題とする。

本発明に係る画像処理装置の一態様は、複数の画素の階調を示す画像データに基づいて、前記複数の画素の中から、前記複数の画素に含まれる第１画素との階調差が所定値以下である第２画素を特定する特定部と、前記画像データにおいて前記第１画素の階調を示す第１画素データを、前記画像データにおいて前記第２画素の階調を示す第２画素データを用いて可逆圧縮して第１可逆圧縮データを生成する圧縮部と、前記第１可逆圧縮データを、前記第２画素データを用いて伸張する伸張部と、を含むことを特徴とする。
この態様によれば、第１画素とその隣の画素との階調差が所定値よりも大きくても、第１画素データを可逆圧縮することが可能になる。よって、第１画素とその隣の画素との階調差が所定値以内である場合にのみ第１画素データを可逆圧縮する構成に比べて、第１画素データが可逆圧縮される可能性を高くでき、圧縮伸張に伴う画像の劣化（例えば、疑似輪郭の発生）を低減可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記特定部は、前記第２画素を特定する特定情報を生成し、前記圧縮部および前記伸張部は、前記特定情報を用いて前記第２画素データを特定することが望ましい。この態様によれば、特定情報を用いて第２画素データを特定可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記特定情報は、前記第１画素に対する前記第２画素の位置ずれ量を示すことが望ましい。この態様によれば、位置ずれ量を用いて第２画素データを特定可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記第１画素は複数あり、前記特定部は、前記第１画素単位で前記特定情報を生成することが望ましい。この態様によれば、例えば第１画素ごとに第２画素との位置ずれ量が異なっていても、特定情報を用いることで第１画素ごとに第２画素を特定することが可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記複数の画素は、画像の１ラインの少なくとも一部を構成する画素であり、前記圧縮部は、前記複数の画素のうち前記第１画素とは異なる圧縮対象画素と、前記複数の画素のうち前記圧縮対象画素から前記特定情報の示す位置ずれ量だけずれた位置にある比較画素との階調差が、前記所定値以下である場合、前記画像データにおいて前記圧縮対象画素の階調を示す圧縮対象画素データを、前記画像データにおいて前記比較画素の階調を示す比較画素データを用いて可逆圧縮して第２可逆圧縮データを生成し、前記圧縮対象画素と前記比較画素との階調差が前記所定値よりも大きい場合、前記圧縮対象画素データを非可逆圧縮して非可逆圧縮データを生成し、前記伸張部は、前記第２可逆圧縮データを、前記比較画素データを用いて伸張し、前記非可逆圧縮データを伸張することが望ましい。
この態様によれば、画像の１ラインの少なくとも一部を構成する複数の画素の画素データを、１つの特定情報を用いて可逆圧縮または非可逆圧縮できる。このため、画素データごとに特定情報が生成される場合に比べて、特定情報の数を少なくできる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記複数の画素は、前記画像の１ラインを構成することが望ましい。この態様によれば、画像の１ラインを構成する複数の画素の画素データを、１つの特定情報を用いて可逆圧縮または非可逆圧縮できる。このため、画素データごとに特定情報が生成される場合に比べて、特定情報の数を少なくできる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記特定部は、前記複数の画素のうち前記第１画素の隣の第３画素と、前記複数の画素のうち前記第３画素から前記位置ずれ量だけずれた位置にある第４画素との階調差が、前記所定値以下である場合、前記特定情報を生成し、前記圧縮部は、前記画像データにおいて前記第３画素の階調を示す第３画素データを、前記画像データにおいて前記第４画素の階調を示す第４画素データを用いて可逆圧縮して第３可逆圧縮データを生成し、前記伸張部は、前記第３可逆圧縮データを、前記第４画素データを用いて伸張することが望ましい。
この態様によれば、隣り合う画素にて形成される画像パターンが、所定値以下の階調差を持って繰り返されている場合に、その画像パターンの画素データを１つの特定情報を用いて可逆圧縮できる。このため、画素データごとに特定情報が生成される場合に比べて、特定情報の数を少なくできる。

上述した画像処理装置の一態様において、第１画像を示す第１画像データに補正処理を施して前記画像データを生成する補正部をさらに含むことが望ましい。この態様によれば、圧縮伸張処理が実行される前に補正処理が実行される。このため、例えば、圧縮伸張処理が施された後の画素データの処理速度が、圧縮伸張処理が施される前の画素データの処理速度よりも早くなる場合に、処理速度が遅いとき（圧縮伸張処理が施される前）に補正処理を実行できる。ここで、処理速度が速くなるほど、補正処理を行う補正部の構成が複雑になる。例えば、処理速度に対応するために、補正部の構成が、シリアル処理の構成からパラレル処理の構成に変更される。よって、この態様によれば、処理速度が速いとき（圧縮伸張処理が施された後）に補正処理を実行する構成に比べて、補正部の構成を簡略化することが可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記補正処理は、輝度むらを補正する処理であることが望ましい。この態様によれば、圧縮伸張処理を行った後に輝度むら補正を実行する場合に比べて、補正部の構成を簡略化することが可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記補正処理は、色むらを補正する処理であることが望ましい。この態様によれば、圧縮伸張処理を行った後に色むら補正を実行する場合に比べて、補正部の構成を簡略化することが可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記第１可逆圧縮データは、前記第１画素データと前記第２画素データとの差分を示す差分データであることが望ましい。この態様によれば、第１可逆圧縮データである差分データの表すことができる値の範囲を、所定値以下に収めることが可能になる。このため、所定値に応じて、第１可逆圧縮データ（差分データ）の取り得る値の範囲（レンジ）を決定することが可能になる。

上述した画像処理装置の一態様において、前記非可逆圧縮データは、前記圧縮対象画素データから所定数の下位ビットが削除されたデータであることが望ましい。この態様によれば、圧縮対象画素データを容易に非可逆圧縮することが可能になる。

本発明に係る表示装置の一態様は、上記画像処理装置を含むことを特徴とする。この態様によれば、第１画素データが可逆圧縮される可能性を高くでき、画素データの圧縮伸張に伴う画像の劣化を低減可能になる。

本発明に係る画像処理方法の一態様は、複数の画素の階調を表す画像データに基づいて、前記複数の画素の中から、前記複数の画素に含まれる第１画素との階調差が所定値以下である第２画素を特定するステップと、前記画像データにおいて前記第１画素の階調を示す第１画素データを、前記画像データにおいて前記第２画素の階調を示す第２画素データを用いて可逆圧縮して第１可逆圧縮データを生成するステップと、前記第１可逆圧縮データを、前記第２画素データを用いて伸張するステップと、を含むことを特徴とする。
この態様によれば、第１画素データが可逆圧縮される可能性を高くでき、画素データの圧縮伸張に伴う画像の劣化を低減可能になる。

第１実施形態の画像処理装置２００を含むプロジェクター１を示した図である。 入力画像データＩ１と輝度むら補正データＩ２と画像データＩ３を示した図である。 投射部３０４の一例を示した図である。 圧縮動作を説明するためのフローチャートである。 伸張（解凍）処理を説明するためのフローチャートである。 比較例を示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際のものと適宜異なる。また、以下に記載する実施の形態は、本発明の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置２００を含むプロジェクター１を示した図である。プロジェクター１は、表示装置の一例であり、記憶部１００と、画像処理装置２００と、メモリー３０１と、メモリー制御部３０２と、処理部３０３と、投射部３０４と、を含む。

記憶部１００は、コンピューターにて読取り可能な記録媒体であり、例えば、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）や、フラッシュメモリー、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory：強誘電体メモリー）等の不揮発性のメモリーで構成されている。記憶部１００には、プロジェクター１の動作を規定する制御プログラム等が記憶されている。

画像処理装置２００は、複数の画素ｐｘ（図３参照）の階調を示す画像データＩ３（図２参照）を圧縮する。画像データＩ３は、画素ｐｘの階調を示す１０ビットの画素データｂを、画素ｐｘごとに含んでいる。本実施形態では、１０ビットの画素データの表す数値が大きいほど、階調が高く（明るく）なる。画像処理装置２００は、例えば、１０ビットの画素データｂを６ビットの画素データｃに可逆圧縮または非可逆圧縮する。

画像処理装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコンピューターである。画像処理装置２００は、記憶部１００に記憶されている制御プログラムを読み取り実行することによって、補正部２０１と、特定部２０２と、圧縮部２０３と、付加部２０４と、伸張部２０５とを実現する。補正部２０１と特定部２０２と圧縮部２０３と付加部２０４と伸張部２０５の全部または一部は、回路等のハードウェアで構成されてもよい。なお、補正部２０１は省略されてもよい。

補正部２０１は、入力画像を示す入力画像データＩ１（図２参照）に補正処理を施して画像データＩ３を生成する。入力画像は第１画像の一例であり、入力画像データは第１画像データの一例である。入力画像データＩ１は、入力画像の１ラインを構成する複数の画素ｐｘの階調を示す。補正部２０１は、輝度むら補正データＩ２（図２参照）を用いて入力画像データＩ１を補正することによって、複数の画素ｐｘにて示される入力画像の輝度むらを補正する処理を実行する。補正部２０１は、画像データＩ３を特定部２０２に出力する。

図２は、入力画像データＩ１と、輝度むら補正データＩ２と、画像データＩ３との一例を示した図である。
入力画像データＩ１は、１画素ごとに白と黒が切り換わる縦線模様の入力画像を示す。なお、入力画像データＩ１は、縦線模様の入力画像を示す画像データに限らず適宜変更可能である。入力画像データＩ１は、画素ｐｘの階調を示す画素データａを、画素ｐｘごとに含んでいる。画素データａの各々は、１０ビットのデータである。図２では、複数の画素データａのうち画素データａ１〜ａ１１が示され、さらに画素データａ１〜ａ１１の示す階調が画素データに対応するパルス高にて示されている。具体的には、画素データａ１、ａ３、ａ５、ａ７、ａ９およびａ１１は白に対応する階調を示し、画素データａ２、ａ４、ａ６、ａ８およびａ１０は黒に対応する階調を示す。
輝度むら補正データＩ２は、画素ｐｘでの輝度むらを補正するためのデータである。なお、輝度むら補正データＩ２は、輝度変化を直線状に表すデータに限らず適宜変更可能である。

画像データＩ３は、入力画像データＩ１を輝度むら補正データＩ２に基づいて補正することで生成される。画像データＩ３は、画素ｐｘの階調を示す画素データｂを、画素ｐｘごとに含んでいる。画素データｂの各々は、画素データａと同様に１０ビットのデータである。図２では、複数の画素データｂのうち、画素データｂ１〜ｂ１１が示されている。画素データｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９およびｂ１１は、黒に対応しない階調を示す。画素データｂ２、ｂ４、ｂ６、ｂ８およびｂ１０は、黒に対応する階調を示す。

図２に示した例では、画素データｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９およびｂ１１に１対１で対応する画素は、それぞれ、当該画素よりも１画素だけ左に位置する画素（１つ前の画素）との階調差が所定範囲Ｒ外であるが、当該画素よりも２画素だけ左に位置する画素との階調差は所定範囲Ｒ内となっている。
本実施形態では、所定範囲として、「０〜６３」の範囲、つまり、所定値を「６３」とした場合に所定値以下となる範囲が用いられている。所定値は「６３」に限らず適宜変更可能である。この所定範囲（０〜６３の範囲）は、１０ビットの画素データｂの下位６ビットで表すことができる値の範囲である。さらに言えば、所定値である「６３」は、１０ビットの画素データｂの下位６ビットで表すことができる値の最大値に対応する。

特定部２０２は、画素データｂを処理対象画素データとして特定し、さらに、画像データＩ３に基づいて、複数の画素ｐｘの中から、処理対象画素データに対応する処理対象画素との階調差が所定範囲内（つまり、所定値以下）である画素を、比較対象画素として特定する。
本実施形態では、特定部２０２は、画像データＩ３において処理対象画素データよりも前の画素データにて階調が示される画素（以下「前画素」とも称する）の中から、比較対象画素を特定する。

特定部２０２は、比較対象画素を特定する特定情報として、処理対象画素に対する比較対象画素の位置ずれ量を示す比較画素情報Ｃ１を生成する。例えば、図２において、処理対象画素データが画素データｂ３であり、比較対象画素の階調を示す画素データｂ（以下「比較対象画素データ」とも称する）が画素データｂ１である場合、比較画素情報Ｃ１は、位置ずれ量として「２画素」を示す。

なお、処理対象画素データに対応する比較対象画素データが存在しない場合、特定部２０２は、比較不要を示す比較不要情報Ｃ２を生成する。
また、処理対象画素に前画素が存在しない場合、特定部２０２は、圧縮不要を示す圧縮不要情報Ｃ３を生成する。
比較対象画素データが存在する処理対象画素データは、第１画素データの一例であり、この処理対象画素データに対応する処理対象画素は、第１画素の一例である。比較対象画素データは、第２画素データの一例であり、比較対象画素は第２画素の一例である。

特定部２０２は、画像データＩ３において処理対象画素データよりも前に既に示されている画素データｂと、処理対象画素データとを、圧縮部２０３に出力する。また、特定部２０２は、比較画素情報Ｃ１を生成した場合、比較画素情報Ｃ１を圧縮部２０３と付加部２０４に出力し、比較不要情報Ｃ２を生成した場合、比較不要情報Ｃ２を圧縮部２０３と付加部２０４に出力する。また、特定部２０２は、圧縮不要情報Ｃ３を生成した場合、圧縮不要情報Ｃ３を圧縮部２０３と付加部２０４に出力する。

圧縮部２０３は、比較画素情報Ｃ１を伴う処理対象画素データと、比較不要情報Ｃ２を伴う処理対象画素データとを圧縮する。
圧縮部２０３は、画像データＩ３において処理対象画素データよりも前に示された画素データｂと、処理対象画素データと、比較画素情報Ｃ１とを受け取った場合、まず、比較画素情報Ｃ１を用いて比較対象画素データを特定する。例えば、比較画素情報Ｃ１が位置ずれ量として「２画素」を示す場合、圧縮部２０３は、処理対象画素データよりも２画素分だけ前の画素データｂを、比較対象画素データとして特定する。

圧縮部２０３は、比較対象画素データを用いて処理対象画素データを可逆圧縮して可逆圧縮データを生成する。圧縮部２０３は、可逆圧縮データとして、比較対象画素データに対する処理対象画素データの差分を６ビットで示す差分データを生成する。可逆圧縮データは、第１可逆圧縮データの一例である。圧縮部２０３は、可逆圧縮データを付加部２０４に出力する。

圧縮部２０３は、画像データＩ３において処理対象画素データよりも前に示された画素データと、処理対象画素データと、比較不要情報Ｃ２とを受け取った場合、処理対象画素データを非可逆圧縮して非可逆圧縮データを生成する。圧縮部２０３は、１０ビットの処理対象画素データから下位４ビットを削除して非可逆圧縮データを生成する。圧縮部２０３は、非可逆圧縮データを付加部２０４に出力する。
なお、圧縮部２０３は、画像データＩ３において処理対象画素データよりも前に示された画素データと、処理対象画素データと、圧縮不要情報Ｃ３とを受け取った場合、処理対象画素データを付加部２０４に出力する。

付加部２０４は、可逆圧縮データを受け取ると、その可逆圧縮データに比較画素情報Ｃ１を付加し、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データをメモリー制御部３０２に出力する。
また、付加部２０４は、非可逆圧縮データを受け取ると、その非可逆圧縮データに比較不要情報Ｃ２を付加し、比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データをメモリー制御部３０２に出力する。
また、付加部２０４は、圧縮されていない処理対象画素データを受け取ると、その処理対象画素データに圧縮不要情報Ｃ３を付加し、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データをメモリー制御部３０２に出力する。

メモリー３０１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成されたフレームメモリーである。

メモリー制御部３０２は、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データを受け取ると、その比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶する。また、メモリー制御部３０２は、比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データを受け取ると、その比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶する。また、メモリー制御部３０２は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データを受け取ると、その圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データをメモリー３０１に記憶する。
また、メモリー制御部３０２は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データや比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データや比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データを、メモリー３０１に記憶した順に読み出し、読み出したデータを伸張部２０５に出力する。

伸張部２０５は、メモリー制御部３０２が読み出したデータを伸張（解凍）する。
伸張部２０５は、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データを受け取ると、既に伸張済みの画素データの中から、比較画素情報Ｃ１を用いて、比較対象画素データを特定する。例えば、比較画素情報Ｃ１が位置ずれ量として「２画素」を示す場合、伸張部２０５は、受け取った可逆圧縮データよりも２画素分だけ前の伸張済みの画素データを、比較対象画素データとして特定する。
伸張部２０５は、可逆圧縮データを、比較対象画素データを用いて伸張する。具体的には、伸張部２０５は、比較対象画素データが示す値に可逆圧縮データ（比較対象画素データに対する処理対象画素データの差分）が示す値を加えることで可逆圧縮データを伸張する。
また、伸張部２０５は、比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データを受け取ると、非可逆圧縮データを伸張する。具体的には、伸張部２０５は、非可逆圧縮データに、特定値（例えば「１５」）を示す下位４ビットを付加することで、非可逆圧縮データを伸張する。なお、特定値は「１５」に限らず、下位４ビットで表現できる値であればよい。ここで、特定値「１５」は、下位４ビットで表現できる階調のうち最も高い（明るい）階調となる。このため、圧縮伸張に伴う画像の輝度誤差が生じても、圧縮伸張後の画像が、圧縮伸張前よりも暗くなることを抑制できる。
また、伸張部２０５は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データを受け取ると、処理対象画素データから圧縮不要情報Ｃ３を削除する。

処理部３０３は、伸張部２０５が伸張した画素データ（画像データ）や圧縮不要情報Ｃ３が削除された処理対象画素データに対して倍速処理等を行って表示用画像情報を生成する。倍速処理では、例えば、メモリー３０１からの画像データの１フレームの読み出しを６０Ｈｚで行い、読み出した１フレームを２４０Ｈｚで処理して複数フレームが生成される。

投射部３０４は、処理部３０３の処理結果に応じた画像をスクリーンＳＣ等の投射面に投射して表示する。
図３は、投射部３０４の一例を示した図である。投射部３０４は、光源１１、光変調装置の一例である３つの液晶ライトバルブ１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）、投射光学系の一例である投射レンズ１３、ライトバルブ駆動部１４等を含んで構成されている。投射部３０４は、光源１１から射出された光を液晶ライトバルブ１２で変調して画像（画像光）を形成し、この画像を投射レンズ１３から拡大投射する。

光源１１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、またはレーザー光源等からなる光源部１１ａと、光源部１１ａが放射した光の方向のばらつきを低減するリフレクター１１ｂとを含んで構成されている。光源１１から射出された光は、不図示のインテグレーター光学系によって輝度分布のばらつきが低減され、その後、不図示の色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色光成分に分離される。Ｒ，Ｇ，Ｂの色光成分は、それぞれ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ１２は、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成される。液晶ライトバルブ１２には、マトリクス状に配列された複数の画素ｐｘからなる矩形の画素領域１２ａが形成されており、液晶に対して画素ｐｘごとに駆動電圧を印加可能である。ライトバルブ駆動部１４が、入力される表示用画像情報に応じた駆動電圧を各画素ｐｘに印加すると、各画素ｐｘは、表示用画像情報に応じた光透過率に設定される。このため、光源１１から射出された光は、画素領域１２ａを透過することによって変調され、表示用画像情報に応じた画像が色光ごとに形成される。

各色の画像は、図示しない色合成光学系によって画素ｐｘごとに合成され、カラー画像（カラー画像光）が生成される。カラー画像は、投射レンズ１３によってスクリーンＳＣ等の投射面に拡大投射される。

次に、動作を説明する。
図４は、圧縮動作を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示した圧縮動作は、入力画像データＩ１の画素データａが入力するたびに繰り返される。
補正部２０１は、輝度むら補正データＩ２を用いて入力画像データＩ１（画素データａ）を補正して画像データＩ３（画素データｂ）を生成する（ステップＳ１０１）。補正部２０１は、生成した画像データＩ３を特定部２０２に出力する。
特定部２０２は、画像データＩ３を構成する画素データｂを、入力順に、処理対象画素データとして指定する（ステップＳ１０２）。

続いて、特定部２０２は、処理対象画素データに対する前画素が存在する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、前画素の中に比較対象画素（処理対象画素との階調差が所定値以下である画素）が存在するか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

比較対象画素が存在する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、特定部２０２は、比較画素情報Ｃ１を生成する（ステップＳ１０５）。続いて、特定部２０２は、比較画素情報Ｃ１を圧縮部２０３と付加部２０４に出力し、処理対象画素データを圧縮部２０３に出力する（ステップＳ１０６）。

圧縮部２０３は、比較画素情報Ｃ１と処理対象画素データとを受け取ると、既に受け取り済みの画素データ（過去の処理対象画素データ）の中から、比較画素情報Ｃ１を用いて比較対象画素データを特定する（ステップＳ１０７）。続いて、圧縮部２０３は、可逆圧縮データとして、比較対象画素データに対する処理対象画素データの差分を６ビットで示す差分データを生成する（ステップＳ１０８）。続いて、圧縮部２０３は、可逆圧縮データを付加部２０４に出力する。

付加部２０４は、可逆圧縮データを受け取ると、可逆圧縮データに比較画素情報Ｃ１を付加する（ステップＳ１０９）。付加部２０４は、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶させる処理を、メモリー制御部３０２に実行させる（ステップＳ１１４）。

一方、比較対象画素が存在しない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、特定部２０２は、比較不要情報Ｃ２を生成する（ステップＳ１１０）。続いて、特定部２０２は、比較不要情報Ｃ２を圧縮部２０３と付加部２０４に出力し、処理対象画素データを圧縮部２０３に出力する（ステップＳ１１１）。

圧縮部２０３は、比較不要情報Ｃ２と処理対象画素データとを受け取ると、１０ビットの処理対象画素データから下位４ビットを削除して非可逆圧縮データを生成する（ステップＳ１１２）。続いて、圧縮部２０３は、非可逆圧縮データを付加部２０４に出力する。

付加部２０４は、非可逆圧縮データを受け取ると、非可逆圧縮データに比較不要情報Ｃ２を付加する（ステップＳ１１３）。続いて、付加部２０４は、比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶させる処理を、メモリー制御部３０２に実行させる（ステップＳ１１４）。

なお、処理対象画素データに対する前画素が存在しない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、特定部２０２は、圧縮不要情報Ｃ３を生成する（ステップＳ１１５）。続いて、特定部２０２は、圧縮不要情報Ｃ３を圧縮部２０３と付加部２０４に出力し、処理対象画素データを圧縮部２０３に出力する（ステップＳ１１６）。

圧縮部２０３は、圧縮不要情報Ｃ３と処理対象画素データとを受け取ると、処理対象画素データを圧縮せずにそのまま付加部２０４に出力する。

付加部２０４は、処理対象画素データを受け取ると、処理対象画素データに圧縮不要情報Ｃ３を付加する（ステップＳ１１７）。続いて、付加部２０４は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データをメモリー３０１に記憶させる処理を、メモリー制御部３０２に実行させる（ステップＳ１１４）。

図５は、伸張（解凍）処理を説明するためのフローチャートである。なお、図５に示した伸張（解凍）動作は、繰り返される。
メモリー制御部３０２は、伸張部２０５から画像データの読み出し指示を受け取ると、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データや比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データや比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データを、メモリー３０１に記憶した順に読み出し（ステップＳ２０１）、読み出したデータを伸張部２０５に出力する。

伸張部２０５は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データ（先頭の画素データ）を受け取ると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、その処理対象画素データから圧縮不要情報Ｃ３を削除して処理対象画素データを取り出す（ステップＳ２０３）。

一方、伸張部２０５は、圧縮不要情報Ｃ３が付加された処理対象画素データではなく（ステップＳ２０２：ＮＯ）、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データを受け取ると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、既に伸張済みの画素データの中から、比較画素情報Ｃ１を用いて比較対象画素データを特定する（ステップＳ２０５）。続いて、伸張部２０５は、比較対象画素データが示す値に可逆圧縮データが示す値を加えることで可逆圧縮データを伸張する（ステップＳ２０６）。

また、伸張部２０５は、比較不要情報Ｃ２が付加された非可逆圧縮データを受け取ると（ステップＳ２０４：ＮＯ）、非可逆圧縮データに、特定値を示す下位４ビットを付加することで、非可逆圧縮データを伸張する（ステップＳ２０７）。

処理部３０３は、伸張部２０５が取り出した処理対象画素データや伸張部２０５が伸張した画素データに対して倍速処理等を行って表示用画像情報を生成する。投射部３０４は、処理部３０３が生成した表示用画像情報に応じた画像をスクリーンＳＣ等の投射面に投射して表示する（ステップＳ２０８）。

本実施形態によれば、処理対象画素とその隣の画素との階調差が所定値よりも大きくても、処理対象画素データを可逆圧縮することが可能になる。よって、処理対象画素とその隣の画素との階調差が所定値以下である場合にのみ処理対象画素データを可逆圧縮する構成に比べて、処理対象画素データが可逆圧縮される可能性を高くでき、画素データの圧縮伸張に伴う画像の劣化を低減可能になる。このため、伸張された画素データにて示される画像に疑似輪郭が生じ難くなる。

図６は、本実施形態を適用せずに、画像データＩ３に対して、処理対象画素とその隣の画素との階調差が所定値以下の場合に、処理対象画素データを可逆圧縮（差分データに圧縮）し、所定値よりも大きい場合に、処理対象画素データを非可逆圧縮し、その後、圧縮データを伸張したときの例（比較例）を示した図である。具体的には、図６は、圧縮伸張前の画素データｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１と１対１で対応する圧縮伸張後の画素データｄ１、ｄ３、ｄ５、ｄ７、ｄ９、ｄ１１を示した図である。
図６の場合、圧縮伸張前の画素データｂ２〜ｂ１１に対して、非可逆圧縮が実行される。このため、図６に示したように、圧縮伸張後の画素データｄ３、ｄ５、ｄ７、ｄ９、ｄ１１には、丸め誤差ｅ３、ｅ５、ｅ７、ｅ９、ｅ１１が生じてしまう。よって、圧縮伸張後の画素データｄ３、ｄ５、ｄ７、ｄ９、ｄ１１では、疑似輪郭が発生してしまう。
これに対して、本実施形態では、図２に示したように、画素データｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１の全てに対して可逆圧縮が実行され、これらの階調値の差は圧縮伸張の前後で維持されるため、図６に示した場合よりも、疑似輪郭が発生し難くなる。

また、本実施形態では、圧縮伸張処理が実行される前に補正部２０１が補正処理を実行するため、処理速度が遅いとき（圧縮伸張処理が施される前）に補正処理を実行できる。よって、処理速度が速いとき（圧縮伸張処理が施された後）に補正処理を実行する場合に比べて、補正部２０１の構成（例えば、補正部２０１の回路規模）を小さくすることが可能になる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様の中から任意に選択された一または複数の変形を適宜組み合わせることもできる。

＜変形例１＞
画像データＩ３にて階調が示される複数の画素は、画像の１ラインの少なくとも一部を構成する画素であってもよい。そして、その複数の画素の中の１つの画素についてのみ、比較画素情報Ｃ１が生成されてもよい。
このように変形された場合、比較画素情報Ｃ１の生成される画素が、第１画素の一例となり、この画素に対応する画素データが、第１画素データの一例となる。以下、比較画素情報Ｃ１の生成される画素を「代表画素」とも称し、代表画素に対応する画素データを「代表画素データ」とも称する。

この場合、特定部２０２は、比較画素情報Ｃ１を圧縮部２０３に出力するが付加部２０４には比較画素情報Ｃ１を出力しない。また、特定部２０２は、比較不要情報Ｃ２を生成しない。圧縮部２０３は、複数の画素のうち代表画素とは異なる画素（以下「圧縮対象画素」と称する）についての圧縮処理、つまり、圧縮対象画素の階調を示す圧縮対象画素データの圧縮処理を、以下のように実行する。

圧縮部２０３は、まず、圧縮対象画素と、複数の画素のうち圧縮対象画素から比較画素情報Ｃ１の示す位置ずれ量だけずれた位置にある画素（以下「比較画素」と称する）との階調差が、所定値以下であるか否かを判断する。

圧縮対象画素と比較画素との階調差が所定値以下である場合、圧縮部２０３は、圧縮対象画素データを、比較画素の階調を示す比較画素データを用いて可逆圧縮して可逆圧縮データを生成する。例えば、圧縮部２０３は、この可逆圧縮データとして、比較画素データに対する処理対象画素データの差分を６ビットで示す差分データを生成する。
続いて、圧縮部２０３は、この可逆圧縮データと比較画素情報Ｃ１とを付加部２０４に出力する。付加部２０４は、可逆圧縮データに比較画素情報Ｃ１を付加し、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶する処理を、メモリー制御部３０２に実行させる。

一方、圧縮対象画素と比較画素との階調差が所定値よりも大きい場合、圧縮部２０３は、圧縮対象画素データを非可逆圧縮して非可逆圧縮データを生成する。例えば、圧縮部２０３は、１０ビットの圧縮対象画素データから下位４ビットを削除して非可逆圧縮データを生成する。
続いて、圧縮部２０３は、この非可逆圧縮データと、非可逆圧縮データである旨の非可逆圧縮識別情報とを付加部２０４に出力する。付加部２０４は、非可逆圧縮データに非可逆圧縮識別情報を付加し、さらに、非可逆圧縮識別情報が付加された非可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶する処理をメモリー制御部３０２に実行させる。

伸張部２０５は、メモリー制御部３０２から、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データを受け取ると、既に伸張済みの画素データの中から、比較画素情報Ｃ１を用いて比較画素データを特定する。この特定手法は、第１実施形態に示した特定手法（比較画素情報を用いて比較対象画素データを特定する手法）に準ずる。そして、伸張部２０５は、比較画素データが示す値に可逆圧縮データが示す値を加えることで可逆圧縮データを伸張する。

一方、伸張部２０５は、メモリー制御部３０２から、非可逆圧縮識別情報が付加された非可逆圧縮データを受け取ると、非可逆圧縮データに、特定値を示す下位４ビットを付加することで、非可逆圧縮データを伸張する。

変形例１によれば、画像の１ラインの一部または全部を構成する複数の画素の画素データのうち可逆圧縮される画素データを、１つの比較画素情報Ｃ１を用いて可逆圧縮できる。このため、可逆圧縮される画素データごとに比較画素情報Ｃ１が生成される場合に比べて、比較画素情報Ｃ１の数を少なくできる。

＜変形例２＞
特定部２０２は、少なくとも２つの隣り合う画素にて形成される画像パターンが、所定値以下の階調差を持って繰り返されている場合に、その画像パターンに対して比較画素情報Ｃ１を１つだけ生成してもよい。この場合、最初の画像パターンについては圧縮不要情報Ｃ３が生成される。
例えば、特定部２０２は、画像データＩ３にて階調が示される複数の画素のうち、比較対象画素の存在する処理対象画素の隣の画素（以下「隣り画素」と称する）と、当該複数の画素のうち、処理対象画素に対する比較対象画素の位置ずれ量だけ隣り画素からずれた位置にある画素（以下「ずれ位置画素」と称する）との階調差が、所定値以下か否かを判断する。
その階調値が所定値以下である場合には、特定部２０２は、比較画素情報Ｃ１を生成して圧縮部２０３に出力するが付加部２０４には比較画素情報Ｃ１を出力しない。また、特定部２０２は、比較不要情報Ｃ２を生成しない。なお、以下の説明では、隣り画素は、画像データＩ３において処理対象画素データの直後に存在する画素データに対応する画素であるとする。

この場合、圧縮部２０３は、隣り画素の階調を示す隣り画素データを、ずれ位置画素の階調を示すずれ位置画素データを用いて可逆圧縮して可逆圧縮データを生成する。例えば、圧縮部２０３は、この可逆圧縮データとして、ずれ位置画素データに対する隣り画素データの差分を６ビットで示す差分データを生成する。
続いて、圧縮部２０３は、この可逆圧縮データと比較画素情報Ｃ１を付加部２０４に出力する。付加部２０４は、可逆圧縮データに比較画素情報Ｃ１を付加し、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データをメモリー３０１に記憶する処理を、メモリー制御部３０２に実行させる。

伸張部２０５は、メモリー制御部３０２から、比較画素情報Ｃ１が付加された可逆圧縮データを受け取ると、既に伸張済みの画素データの中から、比較画素情報Ｃ１を用いて比較対象画素データを特定する。そして、伸張部２０５は、比較対象画素データが示す値に可逆圧縮データが示す値を加えることで可逆圧縮データを伸張する。

変形例２によれば、隣り合う画素にて形成される画像パターンが、所定値以下の階調差を持って繰り返されている場合に、各画像パターンの画素データを１つの比較画素情報Ｃ１を用いて可逆圧縮できる。このため、圧縮される画素データごとに比較画素情報Ｃ１が生成される場合に比べて、比較画素情報Ｃ１の数を少なくできる。

＜変形例３＞
補正部２０１が実行する補正処理は、輝度むらを補正する処理に限らず、適宜変更可能である。例えば、補正処理として、画素ｐｘの色むらを補正する処理が用いられてもよい。この場合、輝度むら補正データＩ２の代わりに色むら補正データが用いられる。

＜変形例４＞
画像データＩ３の画素データｂのビット数は、１０ビットに限らず、適宜変更可能である。また、圧縮後の画素データｃのビット数は、６ビットに限らず、画素データｂのビット数よりも少なければよい。さらに言えば、圧縮後の画素データｃのビット数は、画素データｂのビット数から比較画素情報Ｃ１のビット数を差し引いたビット数よりも少なく、画素データｂのビット数から比較不要情報Ｃ２のビット数を差し引いたビット数よりも少なく、画素データｂのビット数から非可逆圧縮識別情報のビット数を差し引いたビット数よりも少ないことが望ましい。

＜変形例５＞
特定部２０２は、比較対象画素の存在する処理対象画素データが現れるまで、処理対象画素データに対して圧縮不要情報Ｃ３を生成し、圧縮部２０３と付加部２０４に圧縮不要情報Ｃ３を出力してもよい。この場合、非可逆圧縮される画素データの数を減らすことが可能になる。

＜変形例６＞
特定部２０２は、先頭の画素データに対して、圧縮不要情報Ｃ３の代わりに比較不要情報Ｃ２を生成し、圧縮部２０３と付加部２０４に比較不要情報Ｃ２を出力してもよい。この場合、特定部２０２が生成する情報の種類を少なくでき、処理の簡略化を図ることが可能になる。

＜変形例７＞
投射部３０４では、光変調装置として液晶ライトバルブが用いられたが、光変調装置は液晶ライトバルブに限らず適宜変更可能である。例えば、光変調装置として、３枚の反射型の液晶パネルを用いた構成であってもよい。また、光変調装置は、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた方式等の構成であってもよい。光変調装置として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤが用いられる場合には、色分離光学系や色合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネルおよびＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成は、光変調装置として採用できる。

＜変形例８＞
表示装置としてプロジェクターが用いられたが、表示装置はプロジェクターに限らず適宜変更可能である。例えば、表示装置は、直視型のディスプレイあってもよい。

１…プロジェクター、１００…記憶部、２００…画像処理装置、２０１…補正部、２０２…特定部、２０３…圧縮部、２０４…付加部、２０５…伸張部、３０１…メモリー、３０２…メモリー制御部、３０３…処理部、３０４…投射部。

Claims (14)

1. 複数の画素の階調を示す画像データに基づいて、前記複数の画素の中から、前記複数の画素に含まれる第１画素との階調差が所定値以下である第２画素を特定する特定部と、
   前記画像データにおいて前記第１画素の階調を示す第１画素データを、前記画像データにおいて前記第２画素の階調を示す第２画素データを用いて可逆圧縮して第１可逆圧縮データを生成する圧縮部と、
   前記第１可逆圧縮データを、前記第２画素データを用いて伸張する伸張部と、を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記特定部は、前記第２画素を特定する特定情報を生成し、
   前記圧縮部および前記伸張部は、前記特定情報を用いて前記第２画素データを特定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記特定情報は、前記第１画素に対する前記第２画素の位置ずれ量を示すことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１画素は、複数あり、
   前記特定部は、前記第１画素単位で前記特定情報を生成することを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記複数の画素は、画像の１ラインの少なくとも一部を構成する画素であり、
   前記圧縮部は、
   前記複数の画素のうち前記第１画素とは異なる圧縮対象画素と、前記複数の画素のうち前記圧縮対象画素から前記特定情報の示す位置ずれ量だけずれた位置にある比較画素との階調差が、前記所定値以下である場合、前記画像データにおいて前記圧縮対象画素の階調を示す圧縮対象画素データを、前記画像データにおいて前記比較画素の階調を示す比較画素データを用いて可逆圧縮して第２可逆圧縮データを生成し、
   前記圧縮対象画素と前記比較画素との階調差が前記所定値よりも大きい場合、前記圧縮対象画素データを非可逆圧縮して非可逆圧縮データを生成し、
   前記伸張部は、
   前記第２可逆圧縮データを、前記比較画素データを用いて伸張し、
   前記非可逆圧縮データを伸張することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記複数の画素は、前記画像の１ラインを構成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記特定部は、前記複数の画素のうち前記第１画素の隣の第３画素と、前記複数の画素のうち前記第３画素から前記位置ずれ量だけずれた位置にある第４画素との階調差が、前記所定値以下である場合、前記特定情報を生成し、
   前記圧縮部は、前記画像データにおいて前記第３画素の階調を示す第３画素データを、前記画像データにおいて前記第４画素の階調を示す第４画素データを用いて可逆圧縮して第３可逆圧縮データを生成し、
   前記伸張部は、前記第３可逆圧縮データを、前記第４画素データを用いて伸張することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
8. 第１画像を示す第１画像データに補正処理を施して前記画像データを生成する補正部をさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記補正処理は、輝度むらを補正する処理であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記補正処理は、色むらを補正する処理であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
11. 前記第１可逆圧縮データは、前記第１画素データと前記第２画素データとの差分を示す差分データであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記非可逆圧縮データは、前記圧縮対象画素データから所定数の下位ビットが削除されたデータであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像処理装置を含む表示装置。
14. 複数の画素の階調を表す画像データに基づいて、前記複数の画素の中から、前記複数の画素に含まれる第１画素との階調差が所定値以下である第２画素を特定するステップと、
    前記画像データにおいて前記第１画素の階調を示す第１画素データを、前記画像データにおいて前記第２画素の階調を示す第２画素データを用いて可逆圧縮して第１可逆圧縮データを生成するステップと、
    前記第１可逆圧縮データを、前記第２画素データを用いて伸張するステップと、を含むことを特徴とする画像処理方法。
    

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