JP2018173566A

JP2018173566A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2018173566A
Application number: JP2017072249A
Authority: JP
Inventors: 克也両角; Katsuya Morozumi
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd; Citizen Fine Device Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd; Citizen Fine Device Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08

Abstract

【課題】入力される輝度信号の強度にかかわらず鮮明な輪郭強調を行うことが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】輝度信号に基づいて表示される画像の領域のうち互いに隣接する二つの領域（領域Ａ、Ｂ）の間で水平方向に隣り合う画素に対する輝度信号の差分を検出して差分輝度信号として出力する差分検出部（１０）と、差分検出部（１０）から出力された差分輝度信号に係数γを乗算して輪郭信号を生成する輪郭信号生成部（１１）を有し、輪郭信号を元の輝度信号に加算することなく、フィールドシーケンシャル方式で、元の輝度信号に基づく画像を表示した後に輪郭信号に基づく画像を表示する液晶表示装置とする。【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置において、輪郭強調（ピーキング）は、画像中の被写体、特に移動する物体の輪郭を鮮明に表示するために必要な画像処理機能であり、近年様々な方法が提案されている。一般的に、輪郭強調は、入力される輝度信号からハイパスフィルタによって輪郭信号を検出し、その輪郭信号を元の輝度信号に加算することによって行われる。図１は、特許文献１における輪郭強調処理のブロック図である。特許文献１での輪郭強調は、前処理部（５０）で生成された輝度信号から輪郭信号検出部（５１）で輪郭信号を検出し、前記輝度信号と前記輪郭信号とを加算器（５２）で加算して輪郭強調済輝度信号を生成し、前記輪郭強調済輝度信号と、最大シュート抑制値算出部（５３）で算出した最大シュート抑制値に基づいて輪郭強調済輝度信号をクリップしてクリップ部（５４）で生成されるクリップ済信号とを、低域エッジ度算出部（５５）で算出した低域エッジ度に基づいた比率で加重加算器（５６）にて加算して行われる。

輝度信号等の画像信号は、アナログ輝度信号を量子化にてディジタル処理して生成される。生成されたディジタル輝度信号は量子化最大ビット数以上の輝度になることはない。前記の輪郭強調方法では、ある一定の輝度を持った輝度信号に輪郭信号を加算する方法のため、輪郭信号は輝度信号から量子化最大ビット数までの範囲の輝度しか持てず、輝度信号の平均輝度が高い場合は輪郭強調の効果が少ない。また、１画素を色の３原色である赤、緑、青に３分割してその色の合成で全ての色を表示させるカラーフィルター方式では、１画素を３分割しているため、発光能力も３分の１となり、輪郭強調の効果がより少なくなる。

特開２００９−７１７１４

従来技術による輪郭強調方法の課題として、輪郭強調成分のクリップ現象がある。図２は入力される輝度信号の平均輝度が低い場合の従来技術による輪郭強調方法を示す波形図である。図２（ａ）は入力輝度信号（１）を示し、図２（ｂ）は輝度信号の輝度の差分を抽出し、ある係数αで乗算した輪郭信号（２）を示し、図２（ｃ）は輝度信号（１）に輪郭信号（２）を加算して生成した輪郭強調済輝度信号（３）を示している。従来技術による輪郭強調方法では、まず、外部から入力される輝度信号（１）の輝度差Ｖを検出し、輪郭成分として輝度差Ｖをα倍し、輝度Ｄを持つ輪郭信号（２）を生成する。次に、輝度信号（１）と輪郭信号（２）を加算して、輪郭成分の輝度がＶ＋Ｄとなる輪郭強調済輝度信号（３）を生成する。輝度信号（１）の平均輝度が低い場合は、輪郭強調済輝度信号（３）の信号レベルが量子化最大ビットを超えないため、輪郭成分の輝度がＶ＋Ｄとなる輪郭強調が行われる。

図３は入力される輝度信号の平均輝度が高い場合の従来技術による輪郭強調方法を示す波形図である。ここでは、前述の輝度信号の平均輝度が低い場合の輪郭強調方法と同様、図３（ａ）に示す平均輝度の高い輝度信号（４）から輝度差Ｖを検出し、輝度差Ｖをα倍して、図３（ｂ）に示す輝度Ｄを持つ輪郭信号（２）を生成し、輝度信号（４）と輪郭信号（２）を加算して、図３（ｃ）に示す輪郭強調済輝度信号（５）を生成する。この場合には、輪郭強調済輝度信号（５）は入力される輝度信号（４）の平均輝度が高いため、信号レベルが量子化最大ビットを超え、輪郭強調済輝度信号（５）の輪郭成分波形がクリップしてしまい、輪郭部の輝度はＶ＋Ｄ−βとなり、クリップしたβ分の輝度が失われ、輪郭強調の効果が薄れてしまう。

本発明は、入力される輝度信号の高低にかかわらず、鮮明な輪郭強調を行うことが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

輝度信号に基づいて表示される画像の領域のうち互いに隣接する二つの領域の間で水平方向に隣り合う画素に対する輝度信号の差分を検出して差分輝度信号として出力する差分検出部と、前記差分検出部から出力された前記差分輝度信号に係数を乗算して輪郭信号を生成する輪郭信号生成部を有し、前記輪郭信号を元の前記輝度信号に加算することなく、フィールドシーケンシャル方式で、元の前記輝度信号に基づく画像を表示した後に前記輪郭信号に基づく画像を表示する液晶表示装置とする。

１フレーム内において赤、緑、青の各色に対応する元の前記輝度信号に基づく画像を所定の順番で表示した後に前記輪郭信号に基づく画像を表示する液晶表示装置であっても良い。

前記輪郭信号に基づく画像は、白色画像である液晶表示装置であっても良い。

前記輝度信号の差分は、前記二つの領域の間で水平方向に隣り合う画素に対する輝度信号の平均値の差分である液晶表示装置であっても良い。

本発明によれば、輪郭信号を元の輝度信号に加算せずに、元の輝度信号に基づく画像を表示した後に輪郭信号に基づく画像を表示することで、入力される輝度信号の強度に関係なく、鮮明な輪郭強調を行うことができる。

従来技術による輪郭強調処理回路のブロック図入力される輝度信号の平均輝度が低い場合の従来技術による輪郭強調方法を示す波形図入力される輝度信号の平均輝度が高い場合の従来技術による輪郭強調方法を示す波形図本発明の一実施形態を示すブロック図本発明の一実施形態を示す波形図本発明の一実施形態に係る画像領域を示す概念図本発明の一実施形態を示すタイミングチャート

本発明の一実施形態は、画像を表示する画面を備えた液晶パネルを有し、非常に速いスピードで赤、緑、青の３色の光源を順に切り替えて点灯させることでカラー画像を表示するフィールドシーケンシャルカラー方式を用い、輪郭信号を元の輝度信号に加算することなく、赤、緑、青の輝度信号に基づく画像を順次表示した後に輪郭信号に基づく画像を表示する液晶表示装置である。より具体的には、以下の通りである。

図４は本発明の一実施形態を示すブロック図、図５は本発明の一実施形態を示す波形図、図６は本発明の一実施形態に係る画像領域を示す概念図、図７は本発明の一実施形態を示すタイミングチャートである。本発明の一実施形態における液晶表示装置は、外部から入力される輝度信号を受信する輝度信号受信部（９）と、輝度信号受信部（９）が受信した輝度信号に基づいて表示される画像の領域のうち互いに隣接する二つの領域（例えば領域Ａ、Ｂ）の間で水平方向に隣り合う画素の輝度信号の平均値の差分を検出して差分輝度信号として出力する差分検出部（１０）と、差分検出部（１０）から出力された差分輝度信号に任意の係数を乗算して輪郭信号を生成する輪郭信号生成部（１１）を有する。差分検出部（１０）は、輝度信号受信部９から入力される輝度信号（１２）に対して輝度差Ｖを検出し、差分輝度信号として輪郭信号生成部（１１）へ出力する。輪郭信号生成部（１１）は、差分検出部（１０）から入力される差分輝度信号（輝度差Ｖ）をγ倍（例えば１．１倍以上）し、輝度Ｄを持つ輪郭信号（１３）を生成する。輪郭信号（１３）は、赤、緑、青の光源を同時点灯することによる白色画像（２３）として、フィールドシーケンシャルカラー方式のシーケンス制御により、１フレーム内において輝度信号（１２）に応じた赤の輝度信号に基づく画像（２０）、緑の輝度信号に基づく画像（２１）、青の輝度信号に基づく画像（２２）を順次表示した後に表示される。これにより、１フレームのカラー画像に対して強調された輪郭部（例えば領域Ａの輪郭）を得ることができ、その他のフレームのカラー画像に対しても同様の処理を行うことにより、強調された輪郭部を得ることができる。また、輪郭信号（１３）に基づく画像（２３）は元の輝度信号に基づく画像（２０、２１、２２）からは独立した単独の画像として表示されるため、輪郭信号（１３）の信号レベルは、元の輝度信号の信号レベルにかかわらず、波形がクリップすることなく、係数γに応じて量子化ビット数最大までの値を取ることができるから、従来技術よりも輪郭部をより明るく鮮明に表示することができる。

上述の実施形態において、輪郭信号に基づく画像（２３）と元の輝度信号に基づく画像（２０、２１、２２）は、１フレーム内において上述の順番とは異なる順番で表示されても良い。また、輪郭信号に基づく画像（２３）は、１フレーム内において複数回表示されても良い。また、輪郭信号に基づく画像（２３）は、１フレーム内において赤、緑、青の光源を順次点灯することによる白色画像として表示されても良い。また、輪郭信号に基づく画像（２３）は、赤、緑、青などの白色以外の画像であっても良い。また、１フレーム内にはその他の画像を表示する期間や画像を表示しない期間が含まれていても良い。また、元の輝度信号に基づく画像（２０、２１、２２）は、白黒画像であっても良い。また、差分検出部（１０）が検出する輝度信号の差分は、水平方向に隣り合う画素の輝度信号の平均値の差分ではなく、水平方向に隣り合う画素のうち特定の画素の輝度信号の差分であっても良い。

本発明は、応答速度の速い強誘電性液晶を用いた液晶表示装置に適しているが、その他の液晶を用いた液晶表示装置にも適用することができる。また、本発明は、移動する被写体を鮮明に撮影することが要求される業務用ビデオカメラなどに搭載されるビューファインダーとして用いられる液晶表示装置に適しているが、その他の用途に用いられる液晶表示装置にも適用することができる。

１輝度信号
２輪郭信号
３輪郭強調済輝度信号
４輝度信号
５輪郭強調済輝度信号
９輝度信号受信部
１０差分検出部
１１輪郭信号生成部
１２輝度信号
１３輪郭信号
２０赤の輝度信号に基づく画像
２１緑の輝度信号に基づく画像
２２青の輝度信号に基づく画像
２３輪郭信号に基づく画像
５０前処理部
５１輪郭信号検出部
５２加算器
５３最大シュート抑制値算出部
５４クリップ部
５５低域エッジ度算出部
５６加重加算器

Claims

輝度信号に基づいて表示される画像の領域のうち互いに隣接する二つの領域の間で水平方向に隣り合う画素に対する輝度信号の差分を検出して差分輝度信号として出力する差分検出部と、前記差分検出部から出力された前記差分輝度信号に係数を乗算して輪郭信号を生成する輪郭信号生成部を有し、前記輪郭信号を元の前記輝度信号に加算することなく、フィールドシーケンシャル方式で、元の前記輝度信号に基づく画像を表示した後に前記輪郭信号に基づく画像を表示することを特徴とする液晶表示装置。
１フレーム内において赤、緑、青の各色に対応する元の前記輝度信号に基づく画像を所定の順番で表示した後に前記輪郭信号に基づく画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記輪郭信号に基づく画像は、白色画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記輝度信号の差分は、前記二つの領域の間で水平方向に隣り合う画素に対する輝度信号の平均値の差分であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の液晶表示装置。