JP2020106641A - 表示装置および表示方法 - Google Patents

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鳴海 田中
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Abstract

【課題】低輝度領域における各画素についても、当該画素を当該画素に適切な色で表示することができる表示装置および表示方法を提供する。【解決手段】表示装置100は、表示パネル106と、映像信号を取得する取得部110と、表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元LUT210を記憶している記憶部120と、三次元LUT210を用いて、低輝度画素が示す画素値を三次元LUTにおいて変換される画素値よりも、大きい値に変換する第1三次元LUT220と、小さい値に変換する第2三次元LUT230とを生成する生成部130と、第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、第1色変換および第2色変換をN枚のフレーム毎に繰り返し行う変換部140と、変換部140により順次出力された複数の変換後フレームを表示パネル106に順次表示させる表示制御部150と、を備える。【選択図】図3

Description

本開示は、表示装置および表示方法に関する。
特許文献1には、表示装置が備える表示パネルの表示特性に適した画素値に変換するために、三次元ルックアップテーブルを用いて、入力映像信号中の画素信号の各成分を、画素を構成する副画素に出力するための階調値に変換する表示装置が開示されている。
特許第5124051号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、画像の低輝度領域における各画素については、当該画素を当該画素に適切な色で表示パネルに表示させることが難しい。
本開示は、低輝度領域における各画素についても、当該画素を当該画素に適切な色で表示することができる表示装置および表示方法を提供する。
本開示における表示装置は、表示パネルと、映像を示す映像信号を取得する取得部と、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して前記表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元ルックアップテーブルを記憶している記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記三次元ルックアップテーブルを用いて、(i)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも大きい値に変換する第1三次元ルックアップテーブルと、(ii)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの1以上の前記低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも小さい値に変換する第2三次元ルックアップテーブルとを生成する生成部と、前記複数のフレームのうちのN(Nは2以上の自然数)枚のフレーム毎に含まれる第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、前記第1三次元ルックアップテーブルを用いた第1色変換、および、前記第2三次元ルックアップテーブルを用いた第2色変換を前記N枚のフレーム毎に繰り返し行い、得られた複数の変換後フレームを順次出力する変換部と、前記変換部により順次出力された前記複数の変換後フレームを前記表示パネルに順次表示させる表示制御部と、を備える。
なお、上記の全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示における表示装置および表示方法は、低輝度領域における各画素についても、当該画素を当該画素に適切な色で表示することができる。
図1は、本実施の形態に係る表示装置の外観の一例を示す斜視図である。 図2は、本実施の形態に係る表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図3は、本実施の形態に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図4は、三次元LUTの一例を示す図である。 図5は、第1三次元LUTおよび第2三次元LUTを生成する処理について説明するための図である。 図6は、第1三次元LUTを生成する処理の具体例について説明するための図である。 図7は、第2三次元LUTを生成する処理の具体例について説明するための図である。 図8は、変換部による色変換を説明するための図である。 図9は、実施の形態に係る表示装置100による表示方法の一例を示すフローチャートである。
(本開示の基礎となった知見)
特許文献1の技術では、三次元ルックアップテーブルを用いて、入力された映像信号の映像の各フレームに含まれる各画素の画素値を、表示装置が備える表示パネルの表示特性に適した画素値に変換している。このような三次元ルックアップテーブルは、入力画素値と、出力画素値との関係を示しており、横軸を入力画素値とし、縦軸を出力画素値としたときに、画素値が所定の画素値以下の低領域の方が所定の画素値を超える高領域よりも傾きがなだらかな曲線により表される。つまり、三次元ルックアップテーブルの入出力値の関係において、低領域では高領域よりも、入力画素値の増加幅に対する出力画素値の増加幅が小さい。
このように、低領域では、入力画素値の増加幅に対する出力画素値の増加幅が小さいため、入力画素値が増加しても、出力側では次の段階の出力画素値へ届かないために増加しなかったり、入力画素値がほとんど増加していないのに次の段階の出力画素値へ届いてしまうために出力画素値が増加してしまったりする。つまり、出力画素値が増加する前後に対応する入力画素値の閾値を跨いで入力画素値が変化すると、出力画素値が増減することになるが、当該閾値よりも小さい所定の範囲、または、当該閾値よりも大きい所定の範囲で入力画素値が変化しても出力画素値が増減しないまたは増減しにくい現象が発生する。特に、低領域では、表示パネルにより表示される画素の輝度の絶対値が小さいため、出力画素値が1増加すると表示される画素の輝度の増加率が大きくなる。このため、閾値の前後で入力画素値が変化した場合において表示パネルに表示される画素の輝度の変化、または、当該画素の輝度と周囲の画素の輝度との差が目立ちやすくなる。
このため、従来の表示装置では、低輝度領域において良好な階調特性の映像を表示パネルに表示させることが難しいという課題があった。この課題は、画素を構成するRGBの副画素についても同様に言えるため、低輝度領域における各画素について、当該画素を当該画素に適切な色で表示することが難しかった。
そこで、本開示は、低輝度領域における各画素についても、当該画素を当該画素に適切な色で表示することができる表示装置および表示方法を開示する。
本開示における表示装置は、表示パネルと、映像を示す映像信号を取得する取得部と、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して前記表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元ルックアップテーブルを記憶している記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記三次元ルックアップテーブルを用いて、(i)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも大きい値に変換する第1三次元ルックアップテーブルと、(ii)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの1以上の前記低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも小さい値に変換する第2三次元ルックアップテーブルとを生成する生成部と、前記複数のフレームのうちのN(Nは2以上の自然数)枚のフレーム毎に含まれる第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、前記第1三次元ルックアップテーブルを用いた第1色変換、および、前記第2三次元ルックアップテーブルを用いた第2色変換を前記N枚のフレーム毎に繰り返し行い、得られた複数の変換後フレームを順次出力する変換部と、前記変換部により順次出力された前記複数の変換後フレームを前記表示パネルに順次表示させる表示制御部と、を備える。
これによれば、第1色変換により第1フレームの1以上の低輝度画素を、三次元ルックアップテーブルを用いて変換する場合よりも明るい画素値に変換し、かつ、第2色変換により第2フレームの1以上の低輝度画素を、三次元ルックアップテーブルを用いて変換する場合よりも暗い画素値に変換することができる。そして、これらの変換により得られた複数の変換後フレームを順次表示パネルに表示させる。このため、時間的ディザリングにより低輝度領域における各画素が最適な色に調整された映像を表示パネルに表示させることができる。また、変換後フレームを第1三次元ルックアップテーブルおよび第2三次元ルックアップテーブルを用いて生成するため、表示パネルの表示特性に応じた色変換であって、時間的ディザリングを行うための色変換を、各フレームの低輝度画素に容易に適用することができる。
また、前記複数の画素のそれぞれは、複数の副画素を有し、前記画素値は、複数の副画素のそれぞれに割り当てられている複数の副画素値により構成され、前記所定の画素値以下の低輝度画素は、前記複数の副画素値のうちの最大の副画素値が前記所定の画素値以下の画素であってもよい。
このように、輝度成分が他の色よりも大きいGの副画素値のみにおいて、時間的ディザリングを行うことでも効果的に、低輝度領域における各画素が最適な色に調整された映像を表示パネル106に表示させることができる。
また、前記第1三次元ルックアップテーブルおよび前記第2三次元ルックアップテーブルは、前記所定の画素値を超える1以上の高輝度画素が示す画素値を、前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値と同じ画素値に変換する変換テーブルであってもよい。
このため、表示パネルに表示される画素の輝度の変化、または、当該画素の輝度と周囲の画素の輝度との差が目立ちやすい低輝度画素のみに時間的ディザリングを適用することができる。
また、前記生成部は、前記第1三次元ルックアップテーブルと、前記第2三次元ルックアップテーブルとを含むN個の三次元ルックアップテーブルを生成し、前記変換部は、前記N枚のフレームに対して、それぞれ、前記N個の三次元ルックアップテーブルを用いた色変換を、前記N枚のフレーム毎に繰り返し行うことで、前記複数の変換後フレームを得てもよい。
これによれば、N個のフレームのそれぞれに対して異なる三次元ルックアップテーブルを用いた変換を行うことで、複数の変換後フレームを得るため、時間的ディザリングによる低輝度領域における各画素の色の調整を効果的に行うことができる。
また、前記生成部は、前記三次元ルックアップテーブルにおいて前記所定の画素値以下の複数の入力値にそれぞれ対応する複数の出力値に、それぞれが1よりも大きい第1係数群を乗算し、前記複数の出力値を、乗算することで得られた複数の第1出力値に置き換えることで前記第1三次元ルックアップテーブルを生成し、前記三次元ルックアップテーブルにおける前記複数の出力値にそれぞれが1よりも小さい第2係数群を乗算し、前記複数の出力値を、乗算することで得られた複数の第2出力値に置き換えることで前記第2三次元ルックアップテーブルを生成してもよい。
このため、生成部は、第1三次元ルックアップテーブルおよび第2三次元ルックアップテーブルを容易に生成することができる。
また、前記三次元ルックアップテーブルは、前記画素値が取り得る全ての値のうちの一部のM個(Mは2以上の自然数)の画素値をM個の入力値として、かつ、前記M個の入力値にそれぞれ対応する値をM個の出力値として有し、前記生成部は、前記M個の入力値、および、前記複数の第1出力値を含むM個の第1出力値が対応付けられている前記第1三次元ルックアップテーブルを生成し、かつ、前記M個の入力値、および、前記複数の第2出力値を含むM個の第2出力値が対応付けられている前記第2三次元ルックアップテーブルを生成し、前記変換部は、入力されたフレームを構成する複数の画素のうち前記M個の入力値に含まれる第1画素値を有する第1画素に対して、前記第1三次元ルックアップテーブルまたは前記第2三次元ルックアップテーブルにおいて前記第1画素値を入力値としてそれぞれ対応付けられている前記第1出力値または前記第2出力値を変換後の画素値として出力し、(i)前記複数の画素のうち前記M個の入力値に含まれない第2画素値を有する第2画素に対して、前記M個の入力値のうち前記第2画素値に近いL個(Lは2以上の自然数、L<M)の入力値を特定し、(ii)前記第1三次元ルックアップテーブルまたは前記第2三次元ルックアップテーブルにおいて、特定された前記L個の入力値にそれぞれ対応付けられているL個の第1出力値、または、L個の第2出力値を用いて補間することで補間出力値を算出し、(iii)算出された前記補間出力値を変換後の画素値として出力してもよい。
これによれば、三次元ルックアップテーブルは、M個の入力値とM個の出力値との関係を示すため、記憶部における三次元ルックアップテーブルが占める記憶容量を低減することができる。
また、前記変換部は、前記L個の第1出力値、または、前記L個の第2出力値を用いて三角錐補間または立方体補間を行うことで前記補間出力値を算出してもよい。
このため、容量が小さい三次元ルックアップテーブルを用いても、効果的に補間出力値を算出することができる。
また、前記表示パネルは、OLED(Organic Light-Emitting Diode)パネルにより構成されてもよい。
このため、画素値に対して小さい輝度で表示する表示特性を有するOLEDパネルにおいて目立ちやすくなる、低輝度画素の輝度の変化、または、低輝度画素の輝度と周囲の画素の輝度値の差を効果的に小さくすることができる。これにより、時間的ディザリングより低輝度領域における各画素が最適な色に調整された映像をOLEDパネルに表示させることができる。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態)
以下、図1〜図9を用いて、実施の形態を説明する。
[1.構成]
図1は、本実施の形態に係る表示装置の外観の一例を示す斜視図である。
図1に示すように、表示装置100は、表示パネルを筐体内に格納した、一般的なフラットパネルディスプレイの外観を有している。表示装置100は、例えば、表示パネルとしてOLED(Organic Light-Emitting Diode)パネルを備える有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイである。
図2は、本実施の形態に係る表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、表示装置100は、チューナ101と、デコーダ102と、入力IF(Interface)103と、制御回路104と、メモリ105と、表示パネル106とを備える。
チューナ101は、図示しないアンテナにより受信した放送波を構成するアナログ信号をデジタル信号である符号化信号へ変換し、変換することで得られた符号化信号をデコーダ102に出力する。
デコーダ102は、チューナ101から取得した符号化信号を復号し、復号することで得られた映像信号を制御回路104に出力する。
入力IF103は、外部機器から出力される映像信号の入力を受け付けるインタフェースである。入力IF103は、例えば、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)端子、USB Type−C端子、DisplayPort端子などである。
制御回路104は、デコーダ102または入力IF103により出力された映像信号に対して、メモリ105に記憶されている表示パネル106の表示特性が考慮された三次元ルックアップテーブル(以下、「三次元LUT」という。)に応じて画像処理を行う。制御回路104は、画像処理を行うことで得られた映像を、表示パネル106に出力する。これにより、表示パネル106は、表示パネル106の表示特性に合わせた映像を表示させることができる。なお、デコーダ102と制御回路104とは、同一の回路で実現されていてもよい。また、制御回路104は、所定のプログラムを実行するCPUなどの汎用のプロセッサにより実現されていてもよいし、専用回路により実現されていてもよい。つまり、表示装置100の機能は、ソフトウェアにより実現されていてもよいし、ハードウェアにより実現されていてもよい。
メモリ105は、三次元LUTを記憶している。メモリ105は、さらに制御プログラムを記憶していてもよい。メモリ105は、例えば、不揮発性メモリである。
表示パネル106は、制御回路104により出力された映像を表示する。表示パネル106は、上述したように、例えば、OLEDパネルにより構成される。
次に、表示装置100の機能構成について説明する。
図3は、本実施の形態に係る表示装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。図4は、三次元LUTの一例を示す図である。
図3に示すように、表示装置100は、機能構成として、取得部110と、記憶部120と、生成部130と、変換部140と、表示制御部150と、表示パネル106とを備える。
取得部110は、映像を示す映像信号を取得する。取得部110は、例えば、チューナ101およびデコーダ102により実現されてもよいし、入力IF103により実現されてもよい。つまり、取得部110は、放送波を受信することにより映像信号を取得してもよいし、外部機器から映像信号を取得してもよい。
記憶部120は、三次元LUT210を記憶している。三次元LUT210は、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して表示パネル106の表示特性に応じた色変換を行う変換テーブルである。三次元LUT210は、図4に示すように、複数の入力値と複数の出力値とが1対1で対応付けられていることを示す変換テーブルである。
ここで、映像の各フレームを構成する各画素の画素値は、複数の副画素にそれぞれ対応する複数の副画素値により構成される。複数の副画素は、RGBのそれぞれからなる画素である。つまり、画素値は、複数の副画素のそれぞれに割り当てられている複数の副画素値により構成される。具体的には、複数の副画素値は、複数のR(Red)の副画素値、G(Green)の副画素値およびB(Blue)の副画素値を有する。複数の副画素値は、さらに、W(White)の副画素値を有していてもよい。
このように、各画素の画素値は、複数の副画素値により構成されるため、三次元LUT210における複数の入力値のそれぞれは、RGBにそれぞれ対応する複数の副画素値を有する。同様に、三次元LUT210における複数の出力値のそれぞれは、RGBにそれぞれ対応する複数の副画素値を有する。つまり、三次元LUT210では、それぞれがRGBのそれぞれに対応する複数の副画素値の組合せからなる複数の入力値と、それぞれがRGBのそれぞれに対応する複数の副画素値の組合せからなる複数の出力値とが1対1で対応付けられている。
また、三次元LUT210は、複数の副画素値のそれぞれについてm個の代表値を入力値および出力値として有していてもよい。つまり、三次元LUT210は、副画素値が取り得る値が10bitで表される値である場合には、0から1023までの1024個の全ての値ではなく、0から1023までの1024個の数値のうちのm個の代表値を入力値とし、1024個の数値のうちのm個の代表値を出力値とする変換テーブルであってもよい。このように、三次元LUT210は、画素値が取り得る全ての値のうちの一部のM個(Mは2以上の自然数)の画素値をM個の入力値として、かつ、M個の入力値にそれぞれ対応する値をM個の出力値として有していてもよい。この場合、複数の副画素値がRGBのそれぞれに対応する場合、1つの画素値は3つの副画素値により構成されるため、Mは、mの3乗に等しい。記憶部120は、例えば、メモリ105により実現される。
次に、生成部130による処理について図5〜図7を用いて説明する。
図5は、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を生成する処理について説明するための図である。図6は、第1三次元LUTを生成する処理の具体例について説明するための図である。図7は、第2三次元LUTを生成する処理の具体例について説明するための図である。
生成部130は、記憶部120に記憶されている三次元LUT210を用いて、第1三次元LUT220と、第2三次元LUT230を生成する。
生成部130は、例えば、記憶部120に記憶されている三次元LUT210を用いて、N個の異なる三次元LUTを生成する。本実施の形態では、Nは2であり、以降のNも同様である。N個の異なる三次元LUTは、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を含み、Nは2である。つまり、生成部130は、本実施の形態では、2個の三次元LUTを生成し、生成された2個の三次元LUTは、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230により構成される。
第1三次元LUT220は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を三次元LUT210において変換される画素値よりも大きい値に変換する変換テーブルである。第1三次元LUT220は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値を超える1以上の高輝度画素のそれぞれについて、当該高輝度画素が示す画素値を、三次元LUT210において変換される画素値と同じ画素値に変換する。
なお、所定の画素値以下の低輝度画素は、入力フレームを構成する複数の画素の複数の副画素値のうちの最大の副画素値が所定の画素値以下の画素である。
生成部130は、具体的には、図5および図6に示すように、三次元LUT210において所定の画素値以下の複数の入力値211にそれぞれ対応する複数の出力値212に、それぞれが1よりも大きい第1係数群201を乗算する。そして、生成部130は、三次元LUT210における複数の出力値212を、乗算することで得られた複数の第1出力値222に置き換えることで第1三次元LUT220を生成する。このため、三次元LUT210における低輝度画素の一の入力値211に対応する出力値212と、第1三次元LUT220における当該一の入力値211に対応する第1出力値222とは、互いに異なる値であり、当該出力値212は、当該第1出力値222よりも小さい。また、三次元LUT210における高輝度画素の一の入力値に対応する出力値と、第1三次元LUT220における当該一の入力値に対応する第1出力値とは、等しい。
第1係数群201は、複数の第1係数a11、a12、a13、・・・により構成される。複数の第1係数a11、a12、a13、・・・は、三次元LUTの各入力値211の3つの副画素値の最大値に対応している。複数の第1係数a11、a12、a13、・・・は、それぞれ1より大きい係数である。なお、第1係数群201に含まれる複数の第1係数a11、a12、a13、・・・は、3つの副画素値の組合せに応じて算出された値であれば、3つの副画素値の最大値に対応している値でなくてもよい。
ここで、三次元LUT210は、上述したように、M個の入力値とM個の出力値とを対応付けた変換テーブルであるため、生成部130は、M個の入力値、および、複数の第1出力値222を含むM個の第1出力値が対応付けられている第1三次元LUT220を生成することとなる。
第2三次元LUT230は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を三次元LUT210において変換される画素値よりも小さい値に変換する変換テーブルである。第2三次元LUT230は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値を超える1以上の高輝度画素のそれぞれについて、当該高輝度画素が示す画素値を、三次元LUT210において変換される画素値と同じ画素値に変換する。
生成部130は、具体的には、図5および図7に示すように、三次元LUT210において所定の画素値以下の複数の入力値211にそれぞれ対応する複数の出力値212に、それぞれが1よりも小さい第2係数群202を乗算する。そして、生成部130は、三次元LUT210における複数の出力値212を、乗算することで得られた複数の第2出力値232に置き換えることで第2三次元LUT230を生成する。このため、三次元LUT210における低輝度画素の一の入力値211に対応する出力値212と、第2三次元LUT230における当該一の入力値211に対応する第2出力値232とは、互いに異なる値であり、当該出力値212は、当該第2出力値232よりも大きい。また、三次元LUT210における高輝度画素の一の入力値に対応する出力値と、第2三次元LUT230における当該一の入力値に対応する第2出力値とは、等しい。
第2係数群202は、複数の第2係数a21、a22、a23、・・・により構成される。複数の第2係数a21、a22、a23、・・・は、三次元LUTの各入力値の3つの副画素値の最大値に対応している。複数の第2係数a21、a22、a23、・・・は、それぞれ1より小さい係数である。なお、第2係数群202に含まれる複数の第2係数a21、a22、a23、・・・は、3つの副画素値の組合せに応じて算出された値であれば、3つの副画素値の最大値に対応している値でなくてもよい。
なお、第1係数群201および第2係数群202は、記憶部120に記憶されていてもよく、生成部130は、記憶部120から三次元LUT210、第1係数群201および第2係数群202を読み出して、読み出された三次元LUT210、第1係数群201および第2係数群202を用いて第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を生成する。また、第1係数群201および第2係数群202は、既存の方法を用いて、時間的ディザリングを実行したときに、入力された画素値に応じた適切な輝度で映像を表示パネル106に表示するために予め算出された値である。
ここで、三次元LUT210は、上述したように、M個の入力値とM個の出力値とを対応付けた変換テーブルであるため、生成部130は、M個の入力値、および、複数の第2出力値232を含むM個の第2出力値が対応付けられている第2三次元LUT230を生成することとなる。
次に、変換部140による処理について図8を用いて説明する。
図8は、変換部140による色変換を説明するための図である。
変換部140は、複数のフレームF1〜F6のうちのN枚のフレーム毎に含まれる第1フレームF1、F3、F5および第2フレームF2、F4、F6に対して、それぞれ、第1色変換および第2色変換をN枚のフレーム毎に繰り返し行う。変換部140は、例えば、図8に示すように、2枚のフレーム毎に含まれる第1フレームF1、F3、F5に対して第1色変換を行い、第2フレームF2、F4、F6に対して第2色変換を行う。変換部140は、第1色変換および第2色変換をN枚のフレーム毎に繰り返し行うことで得られた複数の変換後フレームF11〜F16を順次出力する。
ここで、第1色変換は、生成部130により生成された第1三次元LUT220を用いた変換である。第2色変換は、生成部130により生成された第2三次元LUT230を用いた変換である。このように、変換部140は、N枚のフレームに対して、それぞれ、N個の三次元LUTを用いた色変換を、N枚のフレーム毎に繰り返し行うことで、複数の変換後フレームF11〜F16を得る。これにより、複数のフレームF1〜F6には、N枚の組を構成するN枚のフレームにそれぞれ異なる色変換が適用される。
また、変換部140は、入力されたフレームを構成する複数の画素のうちM個の入力値に含まれる第1画素値を有する第1画素に対して、第1三次元LUT220において第1画素値を入力値としてそれぞれ対応付けられている第1出力値を変換後の画素値として算出する。変換部140は、入力されたフレームを構成する複数の画素のうちM個の入力値に含まれる第1画素値を有する第1画素に対して、第2三次元LUT230において第1画素値を入力値としてそれぞれ対応付けられている第2出力値を変換後の画素値として算出する。
変換部140は、複数の画素のうちM個の入力値に含まれない第2画素値を有する第2画素に対して、第1三次元LUT220を用いて補間処理を行うことにより、当該第2画素値に対応する補間出力値を算出する。同様に、変換部140は、複数の画素のうちM個の入力値に含まれない第2画素値を有する第2画素に対して、第2三次元LUT230を用いて補間処理を行うことにより、当該第2画素値に対応する補間出力値を算出する。
補間処理では、変換部140は、具体的には、第2画素値を有する第2画素に対して、M個の入力値のうち第2画素値に近いL個(Lは2以上の自然数、L<M)の入力値を特定する。そして、変換部140は、第1三次元LUT220において、特定されたL個の入力値にそれぞれ対応付けられているL個の第1出力値を用いて補間することで補間出力値を算出する。同様に、変換部140は、第2三次元LUT230において、特定されたL個の入力値にそれぞれ対応付けられているL個の第2出力値を用いて補間することで補間出力値を算出する。つまり、三次元LUT210は、M個の入力値とM個の出力値との関係を示すため、記憶部120における三次元LUT210が占める記憶容量を低減することができる。
変換部140は、例えば、補間処理において、L個の第1出力値、または、L個の第2出力値を用いて三角錐補間または立方体補間を行うことで補間出力値を算出する。このため、容量が小さい三次元LUT210を用いても、効果的に補間出力値を算出することができる。変換部140が補間処理において三角錐補間を行う場合、Lは4である。また、変換部140が補間処理において立方体補間を行う場合、Lは8である。その後、変換部140は、算出された補間出力値を変換後の画素値として出力する。
表示制御部150は、変換部140により順次出力された複数の変換後フレームF11〜F16を表示パネル106に順次表示する。
なお、生成部130、変換部140および表示制御部150は、例えば、制御回路104、メモリ105などにより実現される。
[2.動作]
次に、表示装置100の動作について図9を用いて説明する。なお、以下の説明において、各処理部の詳細な動作について、図3〜図8を用いて既に説明しているため、これらの動作の詳細な説明を省略する。
図9は、実施の形態に係る表示装置100による表示方法の一例を示すフローチャートである。
表示装置100では、取得部110が映像信号を取得する(S1)。
次に、生成部130は、三次元LUT210を記憶部120から読み出す(S2)。
そして、生成部130は、読み出された三次元LUT210を用いて、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を生成する(S3)。
変換部140は、複数のフレームF1〜F6のそれぞれについて、当該フレームが第1フレームであるか第2フレームであるかを判定する(S4)。
変換部140は、ステップS4において第1フレームであると判定したフレームに対して第1三次元LUT220を用いた第1色変換を行う(S5)。
また、変換部140は、ステップS4において第2フレームであると判定したフレームに対して第2三次元LUT230を用いた第2色変換を行う(S6)。
その後、表示制御部150は、ステップS5およびステップS6による色変換により生成された複数の変換後フレームF11〜F16を表示パネル106に表示させる(S7)。
[3.効果など]
本実施の形態に係る表示装置100は、表示パネル106と、取得部110と、記憶部120と、生成部130と、変換部140と、表示制御部150とを備える。取得部110は、映像を示す映像信号を取得する。記憶部120は、三次元LUT210を記憶している。三次元LUT210は、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して表示パネル106の表示特性に応じた色変換を行うための変換テーブルである。生成部130は、記憶部120に記憶されている三次元LUT210を用いて、第1三次元LUT220と第2三次元LUT230とを生成する。第1三次元LUT220は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を三次元LUT210において変換される画素値よりも大きい値に変換する変換テーブルである。第2三次元LUT230は、一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を三次元LUT210において変換される画素値よりも小さい値に変換する変換テーブルである。変換部140は、複数のフレームF1〜F6のうちのN枚のフレーム毎に含まれる第1フレームF1、F3、F5および第2フレームF2、F4、F6に対して、それぞれ、第1色変換および第2色変換をN枚のフレーム毎に繰り返し行う。第1色変換は、生成部130により生成された第1三次元LUT220を用いた変換である。第2色変換は、生成部130により生成された第2三次元LUT230を用いた変換である。表示制御部150は、変換部140により順次出力された複数の変換後フレームF11〜F16を表示パネル106に順次表示する。
これによれば、第1色変換により第1フレームの1以上の低輝度画素を、三次元LUT210を用いて変換する場合よりも明るい画素値に変換し、かつ、第2色変換により第2フレームの1以上の低輝度画素を、三次元LUT210を用いて変換する場合よりも暗い画素値に変換することができる。そして、これらの変換により得られた複数の変換後フレームF11〜F16を順次表示パネル106に表示させる。また、変換後フレームF11〜F16を第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を用いて生成するため、表示パネル106の表示特性に応じた色変換であって、時間的ディザリングを行うための色変換を、各フレームF1〜F6の低輝度画素に容易に適用することができる。このため、時間的ディザリングにより低輝度領域における各画素が、表示パネル106に最適な色に調整された映像を表示パネル106に表示させることができる。また、三次元LUT210を用いて、色変換を実行するため、RGBの各副画素を独立して制御することが容易にできる。
また、本実施の形態に係る表示装置100において、複数の画素のそれぞれは、複数の副画素を有する。画素値は、複数の副画素のそれぞれに割り当てられている複数の副画素値により構成される。所定の画素値以下の低輝度画素は、複数の副画素値のうちの最大の副画素値が所定の画素値以下の画素である。
このため、第1色変換および第2色変換を、最大の副画素値が所定の画素値以下の画素に適用することができる。よって、時間的ディザリングにより低輝度領域における各画素が、表示パネル106に最適な色に調整された映像を、表示パネル106に表示させることができる。
また、本実施の形態に係る表示装置100において、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230は、所定の画素値を超える1以上の高輝度画素が示す画素値を、三次元LUT210において変換される画素値と同じ画素値に変換する変換テーブルである。このため、表示パネル106に表示される画素の輝度の変化、または、当該画素の輝度と周囲の画素の輝度との差が目立ちやすい低輝度画素のみに時間的ディザリングを適用することができる。
また、本実施の形態に係る表示装置100において、生成部130は、第1三次元LUT220と、第2三次元LUT230とを含むN個の三次元LUTを生成する。変換部140は、N枚のフレームに対して、それぞれ、N個の三次元LUTを用いた色変換を、N枚のフレーム毎に繰り返し行うことで、複数の変換後フレームF11〜F16を得る。
これによれば、N個のフレームのそれぞれに対して異なる三次元LUTを用いた変換を行うことで、複数の変換後フレームF11〜F16を得るため、時間的ディザリングによる低輝度領域における各画素の色の調整を効果的に行うことができる。
また、本実施の形態に係る表示装置100において、生成部130は、三次元LUT210において所定の画素値以下の複数の入力値にそれぞれ対応する複数の出力値に、それぞれが1よりも大きい第1係数群201を乗算する。生成部130は、複数の出力値212を、乗算することで得られた複数の第1出力値222に置き換えることで第1三次元LUT220を生成する。同様に、生成部130は、三次元LUT210における複数の出力値212にそれぞれが1よりも小さい第2係数群202を乗算する。生成部130は、複数の出力値212を、乗算することで得られた複数の第2出力値232に置き換えることで第2三次元LUT230を生成する。このため、生成部130は、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230を容易に生成することができる。
また、本実施の形態に係る表示装置100において、表示パネル106は、OLED(Organic Light-Emitting Diode)パネルにより構成される。このため、画素値に対して小さい輝度で表示する表示特性を有するOLEDパネルにおいて目立ちやすくなる、低輝度画素の輝度の変化、または、低輝度画素の輝度と周囲の画素の輝度値の差を効果的に小さくすることができる。これにより、時間的ディザリングより低輝度領域における各画素が最適な色に調整された映像をOLEDパネルに表示させることができる。
[4.変形例]
上記実施の形態に係る表示装置100では、Nは2であるとしたが、これに限らずに、Nは3以上であってもよい。例えばNが3である場合、生成部130は、記憶部120に記憶されている三次元LUT210に、3種類の異なる係数群を乗じることにより、互いに異なる出力値を有する3つの三次元LUTを生成する。そして、変換部140は、入力された複数のフレームのうち3枚のフレーム毎に、生成された3つの三次元LUTを用いた色変換を繰り返し行うことで、複数の変換後フレームを得る。
上記実施の形態に係る表示装置100では、三次元LUT210は、複数の副画素値のそれぞれについてm個の代表値を入力値および出力値として有する構成としたが、これに限らずに、全ての副画素値の組合せによりなる入力値および出力値を有する構成としてもよい。
上記実施の形態に係る表示装置100では、第1三次元LUT220および第2三次元LUT230は、高輝度画素が示す画素値を、三次元LUT210において変換される画素値と同じ画素値に変換するとしたが、これに限らずに、高輝度画素が示す画素値に対しても低輝度画素が示す画素値に対する処理と同様の処理が実行される三次元LUTとしてもよい。つまり、記憶部120に記憶されている三次元LUT210の全ての出力値と、生成された第1三次元LUTの全ての出力値とは互いに異なる値に設定されていてもよい。同様に、記憶部120に記憶されている三次元LUT210の全ての出力値と、生成された第2三次元LUTの全ての出力値とは互いに異なる値に設定されていてもよい。
上記実施の形態に係る表示装置100は、表示パネルとしてOLED(Organic Light-Emitting Diode)を備える有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイであるとしたが、これに限らずに、表示パネルとして液晶パネルを備える液晶ディスプレイであってもよい。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の表示装置100、表示方法などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、表示パネルと、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して前記表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元ルックアップテーブルを記憶している記憶部とを備える表示装置による表示方法であって、映像を示す映像信号を取得し、前記三次元ルックアップテーブルを前記記憶部から読み出し、読み出された前記三次元ルックアップテーブルを用いて、(i)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも大きい値に変換する第1三次元ルックアップテーブルと、(ii)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの1以上の前記低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも小さい値に変換する第2三次元ルックアップテーブルとを生成し、前記複数のフレームのうちのN(Nは2以上の自然数)枚のフレーム毎に含まれる第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、前記第1三次元ルックアップテーブルを用いた第1色変換、および、前記第2三次元ルックアップテーブルを用いた第2色変換を前記N枚のフレーム毎に繰り返し行い、得られた複数の変換後フレームを順次出力し、順次出力された前記複数の変換後フレームを前記表示パネルに順次表示させる表示方法を実行させる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、低輝度領域における各画素についても、当該画素を当該画素に適切な色で表示することができる表示装置、表示方法などとして有用である。
100 表示装置
101 チューナ
102 デコーダ
103 入力IF
104 制御回路
105 メモリ
106 表示パネル
110 取得部
120 記憶部
130 生成部
140 変換部
150 表示制御部
201 第1係数群
202 第2係数群
210 三次元LUT
211 入力値
212 出力値
220 第1三次元LUT
222 第1出力値
230 第2三次元LUT
232 第2出力値
F1〜F6 フレーム
F11〜F16 変換後フレーム

Claims (9)

  1. 表示パネルと、
    映像を示す映像信号を取得する取得部と、
    映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して前記表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元ルックアップテーブルを記憶している記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている前記三次元ルックアップテーブルを用いて、(i)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも大きい値に変換する第1三次元ルックアップテーブルと、(ii)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの1以上の前記低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも小さい値に変換する第2三次元ルックアップテーブルとを生成する生成部と、
    前記複数のフレームのうちのN(Nは2以上の自然数)枚のフレーム毎に含まれる第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、前記第1三次元ルックアップテーブルを用いた第1色変換、および、前記第2三次元ルックアップテーブルを用いた第2色変換を前記N枚のフレーム毎に繰り返し行い、得られた複数の変換後フレームを順次出力する変換部と、
    前記変換部により順次出力された前記複数の変換後フレームを前記表示パネルに順次表示させる表示制御部と、を備える
    表示装置。
  2. 前記複数の画素のそれぞれは、複数の副画素を有し、
    前記画素値は、複数の副画素のそれぞれに割り当てられている複数の副画素値により構成され、
    前記所定の画素値以下の低輝度画素は、前記複数の副画素値のうちの最大の副画素値が前記所定の画素値以下の画素である
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1三次元ルックアップテーブルおよび前記第2三次元ルックアップテーブルは、前記所定の画素値を超える1以上の高輝度画素が示す画素値を、前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値と同じ画素値に変換する変換テーブルである
    請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記生成部は、前記第1三次元ルックアップテーブルと、前記第2三次元ルックアップテーブルとを含むN個の三次元ルックアップテーブルを生成し、
    前記変換部は、前記N枚のフレームに対して、それぞれ、前記N個の三次元ルックアップテーブルを用いた色変換を、前記N枚のフレーム毎に繰り返し行うことで、前記複数の変換後フレームを得る
    請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記生成部は、
    前記三次元ルックアップテーブルにおいて前記所定の画素値以下の複数の入力値にそれぞれ対応する複数の出力値に、それぞれが1よりも大きい第1係数群を乗算し、前記複数の出力値を、乗算することで得られた複数の第1出力値に置き換えることで前記第1三次元ルックアップテーブルを生成し、
    前記三次元ルックアップテーブルにおける前記複数の出力値にそれぞれが1よりも小さい第2係数群を乗算し、前記複数の出力値を、乗算することで得られた複数の第2出力値に置き換えることで前記第2三次元ルックアップテーブルを生成する
    請求項1から4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記三次元ルックアップテーブルは、前記画素値が取り得る全ての値のうちの一部のM個(Mは2以上の自然数)の画素値をM個の入力値として、かつ、前記M個の入力値にそれぞれ対応する値をM個の出力値として有し、
    前記生成部は、前記M個の入力値、および、前記複数の第1出力値を含むM個の第1出力値が対応付けられている前記第1三次元ルックアップテーブルを生成し、かつ、前記M個の入力値、および、前記複数の第2出力値を含むM個の第2出力値が対応付けられている前記第2三次元ルックアップテーブルを生成し、
    前記変換部は、
    入力されたフレームを構成する複数の画素のうち前記M個の入力値に含まれる第1画素値を有する第1画素に対して、前記第1三次元ルックアップテーブルまたは前記第2三次元ルックアップテーブルにおいて前記第1画素値を入力値としてそれぞれ対応付けられている前記第1出力値または前記第2出力値を変換後の画素値として出力し、
    (i)前記複数の画素のうち前記M個の入力値に含まれない第2画素値を有する第2画素に対して、前記M個の入力値のうち前記第2画素値に近いL個(Lは2以上の自然数、L<M)の入力値を特定し、(ii)前記第1三次元ルックアップテーブルまたは前記第2三次元ルックアップテーブルにおいて、特定された前記L個の入力値にそれぞれ対応付けられているL個の第1出力値、または、L個の第2出力値を用いて補間することで補間出力値を算出し、(iii)算出された前記補間出力値を変換後の画素値として出力する
    請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記変換部は、前記L個の第1出力値、または、前記L個の第2出力値を用いて三角錐補間または立方体補間を行うことで前記補間出力値を算出する
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記表示パネルは、OLED(Organic Light-Emitting Diode)パネルにより構成される
    請求項1から7のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 表示パネルと、映像を構成する複数のフレームのそれぞれに対して前記表示パネルの表示特性に応じた色変換を行うための三次元ルックアップテーブルを記憶している記憶部とを備える表示装置による表示方法であって、
    映像を示す映像信号を取得し、
    前記三次元ルックアップテーブルを前記記憶部から読み出し、
    読み出された前記三次元ルックアップテーブルを用いて、(i)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの所定の画素値以下の1以上の低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも大きい値に変換する第1三次元ルックアップテーブルと、(ii)一つの入力フレームを構成する複数の画素のうちの1以上の前記低輝度画素のそれぞれについて、当該低輝度画素が示す画素値を前記三次元ルックアップテーブルにおいて変換される画素値よりも小さい値に変換する第2三次元ルックアップテーブルとを生成し、
    前記複数のフレームのうちのN(Nは2以上の自然数)枚のフレーム毎に含まれる第1フレームおよび第2フレームに対して、それぞれ、前記第1三次元ルックアップテーブルを用いた第1色変換、および、前記第2三次元ルックアップテーブルを用いた第2色変換を前記N枚のフレーム毎に繰り返し行い、得られた複数の変換後フレームを順次出力し、
    順次出力された前記複数の変換後フレームを前記表示パネルに順次表示させる
    表示方法。
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