JP3763397B2 - 画像処理装置、画像表示装置、パーソナルコンピュータ、画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号としてデジタル信号が入力され、デジタル画像表示を行うデジタル画像表示装置に用いられる画像処理装置およびそれを備えた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタル画像表示装置に入力されるデジタルの映像信号は、ＣＲＴ（cathode ray tube）装置の表示特性に近づけるために、通常、γ補正が行われる。
【０００３】
しかしながら、γ補正を行った映像信号をそのままデジタル画像表示装置に入力した場合、表示画像に疑似輪郭が発生し、表示品位を低下させるという問題が生じる。
【０００４】
そこで、例えば、特開平９−１８５７０７号公報には、誤差拡散法を用いた信号処理技術、すなわち映像信号中に、遅延時間制御された累積誤差信号をランダムに加算し、線形ルミナンス特性を有するディスプレイ装置や空間光変調素子に必要なγ補正を行うことで、γ補正によって発生する疑似輪郭を低減する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に開示された誤差拡散法では、誤差を蓄積させないように、映像信号に加算する累積誤差信号を記憶してフィードバックさせている。このため、この累積誤差信号を記憶するためのメモリと、フィードバックさせる回路とを別途設ける必要があるので、装置が複雑化し、高価になるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、表示画像に発生する疑似輪郭の低減を、簡単な回路構成で達成できる画像処理装置およびそれを備えた画像表示装置を安価に提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、映像信号として入力されたｎビットのデジタル信号を、ｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換する第１信号処理回路と、上記第１信号処理回路からのｍビットのデジタル信号に、疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を出力する第２信号処理回路とを有することを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、入力されるｎビットのデジタル信号は、まず、第１信号処理回路においてｍビットのデジタル信号に拡張され、次いで、ｍビットのデジタル信号は、第２信号処理回路において疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号が加算され、下位（ｍ−Ｑ）ビットを切り捨ててＱビットのデジタル信号に変換され、Ｑビットの表示特性を有する表示手段に入力される。
【０００９】
これにより、表示手段にはビット落ちしていないデジタル信号が入力されることになる。つまり、８ビットの表示特性の表示手段に８ビットのデジタル信号が入力されることになる。
【００１０】
しかも、ｍビットのデジタル信号には、疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号が加算されることにより、表示されるべき画像の隣接する画素における濃淡の急激な変化が防止される。ここで、ｍビットのデジタル信号は、疑似輪郭の発生の少ない映像信号となっている。
【００１１】
そして、この疑似輪郭の発生の少ないｍビットのデジタル信号の下位（ｍ−Ｑ）ビットが切り捨てられて表示手段の表示特性と同じＱビットのデジタル信号に変換される。このＱビットのデジタル信号は、表示されるべき画像の隣接する画素における濃淡が急激に移行されていない映像信号、すなわち疑似輪郭の発生していない映像信号となっている。
【００１２】
それゆえ、このＱビットのデジタル信号を、Ｑビットの表示特性を有する表示手段に入力することにより、疑似輪郭のほとんど発生していない高品位な表示画像を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の画像表示装置は、入力されたｍビット（ｍは自然数）のデジタル信号に疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ＜ｍ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を出力する信号処理回路を有することを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、ｍビットのデジタル信号にノイズ信号を加えた後に、下位（ｍ−Ｑ）ビットを切り捨てるため、単に下位（ｍ−Ｑ）ビットが間引きされたのではなく、Ｑビットのデジタル信号によりｍビット相当の表示特性を疑似的に表現することが可能となる。
【００１５】
上記のｍビットのデジタル信号に加算するノイズ信号の信号レベルの平均値は、ゼロになるように設定すればよい。このように設定されたノイズ信号をランダムにデジタル信号に加算しても、ノイズ信号の加算による信号の誤差は蓄積されることはない。
【００１６】
これにより、従来の誤差拡散法により累積誤差信号をデジタル信号に加算した場合に、誤差の蓄積を防止するために必要であったメモリやフィードバック回路等の手段を必要としなくなるので、装置を簡略化でき、安価な画像処理装置を提供することができる。
【００１７】
上記ノイズ信号は、振幅の周期に規則性のないランダム性のノイズ信号であってもよい。
【００１８】
この場合、ノイズ信号の振幅の周期に規則性がないので、画像表示装置として液晶表示装置を使用した場合における反転駆動の規則性と干渉を起こすことが無く、この結果、表示画像の画質劣化が生ずる心配がない。
【００１９】
上記ノイズ信号は、任意のノイズパターンテーブルを用い、該ノイズパターンテーブルの開始点を、フィールド毎に、あるいはノイズパターンテーブル毎に切り換えることにより得られるノイズ信号であってもよい。
【００２０】
この場合、ノイズパターンテーブルの開始点を、フィールド毎に切り換えると、全ての画素についてノイズレベルは均等に丸められるため、全ての画素が、全ての量子化レベルの値を表現することができる。
【００２１】
また、ノイズパターンテーブルの開始点を、ノイズパターンテーブル毎に切り換えると、ノイズパターンテーブルを単位としたレベル平均化が可能となる。
【００２２】
上記ノイズ信号の振幅の度数分布は、該ノイズ信号の振幅ゼロを中心としたガウス分布であってもよい。
【００２３】
この場合、ノイズ信号の振幅の度数分布がガウス分布となっているので、ノイズが最も目立ちにくくなり、この結果、表示画像の画質低下を生じさせない。
【００２４】
また、上記第１信号処理回路は、入力されたｎビットのデジタル信号を、予め設定された値に基づいてｍビットのデジタル信号に変換するビット変換手段を備えていてもよい。
【００２５】
この場合、ビット変換手段に設定される値を、表示手段の表示特性や画像表示装置における周囲の環境等の種々の条件を考慮して設定すれば、表示画像の表示品位をさらに向上させることができる。
【００２６】
例えば、ビット変換手段に設定された値は、上記表示手段を駆動する駆動手段の性能のバラツキを吸収するように書き換えられることが考えられる。
【００２７】
この場合、表示手段毎に生じる表示性能のバラツキが吸収できるようになるので、表示手段の個体間の表示性能の差を厳密に考慮しないでよくなる。この結果、画像表示装置全体の歩留りを向上させることができるので、該画像表示装置の製造に係る費用を大幅に低減することができる。
【００２８】
また、上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像表示装置の周囲の明るさに基づいて書き換えることが考えられる。
【００２９】
この場合、画像表示装置の周囲が暗い場合には、表示画像の暗い部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換え、一方、画像表示装置の周囲が明るい場合には、表示画像の明るい部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換えるようにすれば、画像表示装置の周囲の明るさに関わらず、常に高品位の画像を表示させることができる。
【００３０】
また、上記ビット変換手段に設定された値は、上記表示手段に表示される画像内の表示特性に基づいて書き換えられることが考えられる。
【００３１】
この場合、表示画像全体が暗い場合には、表示画像の暗い部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換え、表示画像全体が明るい場合には、表示画像の明るい部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換えるようにすれば、画像表示装置に表示される画像の明るさに関わらず、常に高品位の画像を表示させることができる。
【００３２】
上記ビット変換手段は、入力された信号を対応する予め設定された出力値に置き換えるルックアップテーブルで構成されていてもよい。
【００３３】
この場合、ルックアップテーブルには、入力値に対応する出力値が予め設定されているので、ビット変換手段における処理を迅速に行うことができる。しかも、ビット変換手段の構造を簡略化できるので、画像処理装置全体の構成も簡略化できる。
【００３４】
また、上記ビット変換手段は、数値計算によりｎビットのデジタル信号をｍ（ｍ＞ｎ）ビットのデジタル信号に変換する演算素子で構成されていてもよい。
【００３５】
この場合、上記演算素子として、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）が考えられる。
【００３６】
これらＣＰＵやＤＳＰ等はプログラマブルな素子であるので、ビット変換手段における設定値の書き換えに伴うユーザーインターフェースが簡単になり、操作がし易くなるという利点を有する。
【００３７】
また、画像表示装置においてカラー画像を表示する場合には、上記第１信号処理回路および第２信号処理回路を、ＲＧＢの色毎に設ければよい。
【００３８】
さらに、上記構成の画像処理装置を画像表示装置に備えてもよい。この場合、画像表示装置における表示部に入力される信号の処理は、画像処理装置側で行われるようになっているので、表示部側に表示品位を高めるための高価な装置を必要としない。これにより、従来からある画像表示装置を使用することができるので、高品位な画像表示装置を安価に提供することができる。
また、本発明の画像処理方法は、上記の課題を解決するために、映像信号として入力されたｎビットのデジタル信号を、ｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換し、上記第１信号処理回路からのｍビットのデジタル信号に、疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を出力することを特徴としている。
さらに、本発明の画像処理方法は、入力されたｍビット（ｍは自然数）のデジタル信号にノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ＜ｍ：Ｑは自然数）を切り捨てて、Ｑビットのデジタル信号を出力することを特徴としている。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、画像表示装置として、液晶表示装置について説明する。
【００４０】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、映像信号に応じた画像を表示するための表示手段としての表示部１１と、映像信号を上記表示部１１の表示特性に合わせて処理する画像処理装置１２とを備えている。
【００４１】
上記表示部１１は、Ｑビット（Ｑは自然数）の表示性能、即ち階調数が２^Q であるＬＣＤ（liquid crystal display）１３と、このＬＣＤ１３を駆動させるための駆動手段としてのソースドライバ１４およびゲートドライバ１５とを含んでいる。
【００４２】
上記ソースドライバ１４は、上記画像処理装置１２により処理された映像信号が入力され、入力された信号に対応する電圧をＬＣＤ１３のソース電極線（図示せず）に印加するようになっている。
【００４３】
一方、上記ゲートドライバ１５は、同期信号発生回路（図示せず）から出力される同期信号（水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ）が入力され、入力された同期信号に対応する電圧をゲート電極線（図示せず）に印加するようになっている。
【００４４】
上記画像処理装置１２は、映像信号として入力されたｎビット（ｎは自然数）のデジタル信号をγ補正した後、ｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換して出力するビット変換手段を備えた第１信号処理部（第１信号処理回路）１６と、該第１信号処理部１６からのｍビットのデジタル信号に対して、ｍビットのうち下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨ててＱビットのデジタル信号に変換して出力する第２信号処理部（第２信号処理回路）１７とを備えている。
【００４５】
従って、上記表示部１１のソースドライバ１４に入力されるデジタル信号のビット数Ｑは、入力されたビット数と同じｎビットあるいはそれより小さいビット数となる。
【００４６】
この結果、映像信号をγ補正する際に生じるビット落ちによる疑似輪郭が発生しないようになるので、上記構成の液晶表示装置における表示画像の表示品位を大幅に向上させることができる。
【００４７】
以下の説明では、ｎ＝８、ｍ＝１０、Ｑ＝８として説明する。すなわち、上記ＬＣＤ１３は、Ｑ＝８ビットの表示性能を有する表示装置として説明し、また、上記画像処理装置１２では、まず、ｎ＝８ビットのデジタル信号を第１信号処理部１６においてｍ＝１０ビットのデジタル信号にビット数を拡張し、次に、ｍ＝１０ビットのデジタル信号を第２信号処理部１７において下位２ビット（ｍ−Ｑ）を切り捨ててＱ＝８ビットのデジタル信号に変換するものとして説明する。
【００４８】
ここで、画像処理装置１２について以下に説明する。
【００４９】
はじめに、画像処理装置１２内の第１信号処理部１６における信号処理について、図２〜図５を参照しながら以下に説明する。なお、表示部１１のＬＣＤ１３は、表示電極に印加される電圧が増加するにつれて透過率が低下するノーマリーホワイトモードの液晶で構成されているものとする。
【００５０】
上記第１信号処理部１６は、図２（ａ）に示すように、入力された８ビットのデジタル信号をγ補正して最終的に１０ビットのデジタル信号に変換するビット変換手段としてのＬＵＴ（ルックアップテーブル）１８を備えている。すなわち、上記ＬＵＴ１８は、図２（ｂ）に示すように、８ビットのデジタル信号の信号レベル（入力値）を、これに対応する１０ビットのデジタル信号の信号レベル（出力値）に変換するものである。
【００５１】
上記ＬＵＴ１８の出力値の設定について、図３〜図５を参照しながら以下に説明する。
【００５２】
図３は、入力された８ビットのデジタル信号の信号レベルと上記ＬＣＤ１３の透過率との関係を示すグラフである。これは、テレビジョンシステムで多用されるγ＝２．２の状態を表わしている。また、図４は、上記ＬＣＤ１３の表示特性を示すグラフであり、該ＬＣＤ１３の電極への印加電圧と、該ＬＣＤ１３の透過率との関係を示すグラフである。また、図５は、図２（ｂ）で示された８ビットのデジタル信号を１０ビットのデジタル信号に変換したときの、デジタル信号の信号レベルと上記ＬＣＤ１３の透過率との関係を示すグラフである。
【００５３】
図５に示すグラフは次のようにして作る。図４より、印加電圧が１．００Ｖのとき透過率は１００％で、このとき入力されるデジタル信号の信号レベルは１０２３、印加電圧が４．５０Ｖのとき透過率は０％で、このとき入力されるデジタル信号の信号レベルは０である。同様に、透過率５０％のとき印加電圧は２．５０Ｖで、信号レベルは５８４（１０２３−（２．５０−１．００）／（４．５０−１．００）×１０２４で求められる）、また、透過率２０％のとき印加電圧は３．２０Ｖで信号レベルは３７９になる。さらに、透過率７０％のとき印加電圧は２．２０Ｖで信号レベルは６７２、透過率９０％のとき印加電圧は１．７０Ｖで信号レベルは８１８になる。
【００５４】
ここで、上記信号レベルとは、映像信号の階調数を示すものであり、８ビットの場合、２⁸ ＝２５６階調となるので、図３のグラフの横軸の目盛は０〜２５５となっている。また、１０ビットの場合、２¹⁰＝１０２４階調となるので、図５のグラフの横軸の目盛は０〜１０２３となっている。
【００５５】
図２（ｂ）は、このようにして得られた図５と図３の関係をつなぐものである。例えば、透過率５０％のとき、図３より入力レベルは１９２であり、一方１０ビット値は図５より５８４である。つまり、図２（ｂ）は入力値１９２入力を出力値５８４に変換するグラフとなっている。同様に、上記グラフでは、透過率２０％のとき入力値１２８は出力値３７９、透過率７０％のとき入力値２２０は出力値６７２、透過率９０％のとき入力値２４２は出力値８１８に変換するようになっている。
【００５６】
このような対応関係をすべてのレベルについて求め、図２（ｂ）を得る。
【００５７】
上述のようにして出力値が決定されたＬＵＴ１８を用いて、８ビットで入力されたデジタル信号を、１０ビットのデジタル信号に変換する。この変換後の１０ビットのデジタル信号の信号レベルとＬＣＤ１３の透過率との関係は、図５に示すグラフのようになる。
【００５８】
次に、画像処理装置１２内の第２信号処理部１７における信号処理について以下に説明する。
【００５９】
上記第２信号処理部１７は、図６に示すように、入力されたデジタル信号に加えるノイズ信号を発生するノイズ発生回路１９と、入力されたデジタル信号にノイズ発生回路１９からのノイズを加算する加算器２０と、ノイズ信号が加算されたデジタル信号のビット数を変換するビット数変換回路２１とで構成されたＢＤＥ（Bit-Depth Extension ）２２からなっている。上記ノイズ発生回路１９には、同期信号発生回路（図示せず）から出力される同期信号（水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ）が入力される。
【００６０】
すなわち、上記第２信号処理部１７は、上記第１信号処理部１６からの１０ビットのデジタル信号に対して、ノイズ信号を加算して、下位２ビットを切り捨てて８ビットのデジタル信号に変換するようになっている。
【００６１】
ここで、上記第２信号処理部１７において、デジタル信号には、疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号が加算されることにより、表示されるべき画像の隣接する画素における濃淡の急激な変化が防止される。このノイズ信号が加算された１０ビットのデジタル信号は、疑似輪郭の発生の少ない映像信号となっている。
【００６２】
そして、この疑似輪郭の発生の少ない１０ビットのデジタル信号の下位２ビットを切り捨てて８ビットのデジタル信号にし、８ビットの表示特性を有する表示部１１に入力される。この表示部１１に入力される８ビットのデジタル信号は、表示されるべき画像の隣接する画素における濃淡が急激に移行されていない映像信号、すなわち疑似輪郭の発生していない映像信号となっている。
【００６３】
それゆえ、この８ビットのデジタル信号を、８ビットの表示特性を有する表示手段に入力することにより、疑似輪郭のほとんど発生していない高品位な表示画像が得られる。
【００６４】
上記ノイズ発生回路１９は、映像信号中に疑似輪郭を発生させないためのノイズ信号を発生する回路である。
【００６５】
発生するノイズ信号の信号レベルの平均値は、ゼロとなるように設定されている。
【００６６】
あるいは、特定のパターンテーブルを使用してもノイズを発生することが可能である。例えば、ノイズ発生回路１９は、図７に示すように、ノイズＲＯＭ４１とアドレスカウンタ４２で構成されている。アドレスカウンタ４２には、水平同期信号Ｈと垂直同期信号Ｖとクロック（図示せず）が入力されている。
【００６７】
上記ノイズＲＯＭ４１には、１画面分のノイズが記憶され、一方、上記アドレスカウンタ４２では、水平１画素毎に水平アドレスが、また、垂直１ライン毎に垂直アドレスがインクリメントされ、この出力がノイズＲＯＭ４１に加えられる。この結果、ノイズＲＯＭ４１からは、１画面分のノイズが画素毎に順次得られる。これを、図６に示す加算回路２０で画像信号に加算する。
【００６８】
上記ノイズＲＯＭ４１は、１画面分ではなく、例えば１６×１６、３２×３２等の小さなブロックを単位としてノイズを記憶するようにしてもよい。この場合、アドレスカウンタ４２は、１６または３２毎にリセットされ、同じノイズデータをブロック単位で繰り返して出力するように構成する。ここで、アドレスカウンタ４２に加えられている水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖはこの目的で用いられる。また、ノイズデータは、後述するようにランダムな信号であるので、１６あるいは３２といったブロックを単位としても、周期性が視覚的に問題となるようなことはない。このため、このような構成を取ることにより、ノイズＲＯＭ４１のＲＯＭ容量を大幅に削減できる利点がある。
【００６９】
さらに、上記アドレスカウンタ４２は、次のように構成することも可能である。つまり、画面のフィールド毎（垂直同期信号Ｖ毎）、あるいは、ブロック境界毎に先頭アドレスを変更するように構成する。
【００７０】
例えば、ノイズを１６×１６のブロック構成にする場合には、まず最初のブロックではノイズＲＯＭ４１のアドレス（０、０）を先頭に、画素毎に順にアドレス（１５、１５）までノイズを読み出し、次のブロックでは、ノイズＲＯＭ４１のアドレス（１、１）を先頭にアドレス（１５、１５）まで読み出し、さらに引き続いて、アドレス（０、０）（０、１５）を経て、アドレス（１、０）まで読み出すように構成し、その次のブロックではアドレス（２、２）を先頭にアドレス（１５、１５）まで読み出し、さらに続いてアドレス（０、０）（０、１５）（１、０）（１、１５）を経て、アドレス（２、１）まで読み出し、以下、同様に読み出す。
【００７１】
この例では、ブロック境界毎に、つまり一ブロック読み出す毎に、水平、垂直ともに開始アドレスを１アドレスずつインクリメントするようにしたが、２以上のアドレスをインクリメントするようにしてもよいし、水平または垂直いずれかのみをインクリメントするようにしてもよい。
【００７２】
あるいは、フレーム単位で先頭アドレスを変える場合には、まず最初のフレームではノイズＲＯＭ４１のアドレス（０、０）を先頭に、画素毎に順にアドレス（１５、１５）までノイズを読み出し、次のブロックも同様にアドレス（０、０）から順に読み出し、以下、このフレームの中では順次繰り返し読み出す一方、次のフレームでは、ノイズＲＯＭ４１のアドレス（１、１）を先頭にアドレス（１５、１５）まで読み出し、さらに引き続いてアドレス（０、０）（０、１５）を経て、アドレス（１、０）まで読み出すように構成し、以下、このような読み出し方をこのフレームでは最後まで継続し、さらに、その次のフレームではアドレス（２、２）を先頭にアドレス（１５、１５）まで読み出し、さらに、続いてアドレス（０、０）（０、１５）（１、０）（１、１５）を経て、アドレス（２、１）まで読み出すようにし、この読み出し方を最後まで継続する。
【００７３】
この例では、フレーム毎に、水平、垂直ともに開始アドレスを１アドレスずつインクリメントするようにしたが、２以上のアドレスをインクリメントするようにしてもよいし、水平または垂直いずれかのみをインクリメントするようにしてもよい。
【００７４】
ここでは、フレーム内でブロック毎に読み出し開始アドレスを変更する方法と、さらに、フレーム毎に読み出し開始アドレスを変更する方法を示したが、このような組み合わせは任意に考えられる。このように、読み出し開始アドレスを順次変更することにより、もともと目立たないブロック境界をさらに目立ちにくくすることが可能である。これは、このような読み出し方を行うことで、１６×１６等のブロック構造を有するノイズのブロック構造そのものをなくすことができるからである。
【００７５】
また、特に、フレーム毎に開始位置を変更する方法では、次の特有の効果を奏する。つまり、液晶表示装置では、一般に一フレーム以下の速度では応答せず、一フレーム単位で変化するノイズには完全に追随できないため、結果的に、画素毎に、信号値にノイズの平均的な値を加えた値を表示することになる。これにより、この方法では、後述するように、信号を何ビットかに丸める処理を行ったとしても、すべての画素について均等に丸めた場合の誤差を生じさせることができる。このことは、全ての画素が、全ての量子化レベルの値を表現することができるようになることを意味する。
【００７６】
これに対して、先に述べたフレーム毎にノイズを変化させない方法では、所謂面積階調法の原理で階調を表現するため、それぞれの画素毎に着目すると、全ての量子化レベルを表示できるとはいえず、画面のある大きさを単位として平均的に全ての階調を表現できるようになる方法であるといえる。
【００７７】
したがって、フレーム毎にノイズを変化させる方法では、画素単位で全ての階調を表現できるようになり、かつ、上記したようにブロック単位で先頭アドレスを変化させる方法を併用すると、少ないメモリ容量でもブロック境界が目立たないという特徴を奏する。さらに、後述するように、ノイズの性質を工夫することにより、液晶に適した特徴をも兼ね備えることができるものである。
【００７８】
これにより、ノイズ発生回路１９にて発生したノイズ信号が加算されたデジタル信号では、平均的な誤差が蓄積されないようになり、誤差蓄積を防止するための特別な回路を設ける必要がなくなる。
【００７９】
なお、発生するノイズ信号の信号レベルの平均値をゼロにするには、例えば、乱数発生ソフトを使用して乱数を発生させ、この発生した乱数の信号の振幅の平均をゼロとするようなアルゴリズムにより容易に実現することができる。
【００８０】
上記乱数発生ソフトは、ランダムなノイズ信号を発生させるために用いる。このノイズ信号は、近接画素間の振幅自己相関性が低く、その分布する範囲において度数がゼロである振幅値が存在しないものが望ましい。また、ノイズ信号の振幅の度数分布は、該ノイズ信号の振幅ゼロを中心としたガウス分布であることが望ましい。
【００８１】
つまり、上記のランダムなノイズ信号は、図８に示すように、ノイズレベルΔＶの振幅が、上限レベルおよび下限レベルを逸脱することなく、また、そのレベルの平均値は、定められた範囲（例えば、１フィールド）においていつもゼロである。また、ノイズレベルの度数分布は、図９に示すように、ガウス分布であることが最も自然であると考えられる。
【００８２】
ここで、ノイズ信号の近接画素間の自己相関性が低ければ、付加するノイズ信号には振幅の周期に規則性がほとんどなく、ランダム性が高いものを得ることができる。この点は、本発明を液晶表示装置に用いた場合に特に効果を奏する点である。つまり、液晶表示装置では、ＡＣ駆動を行なうために、一般にドット反転やライン反転、あるいはフレーム反転駆動等を行なうが、この反転周期は液晶表示装置毎で異なり、統一されているものではない。
【００８３】
このような反転駆動を行なっているために、液晶表示装置にはキラーパターンが存在し、まれにそのキラーパターンを表示する必要があるときに、大きな画質劣化が生ずる。従って、どのような画像でも満足な画質で表示できるものではない。また、反転駆動は人為的な規則的な周期に基づいて行なわれるため、キラーパターンも規則的な周期を有する画像になる場合が多い。
【００８４】
そこで、付加するノイズ信号の振幅の周期に規則性があると、まれにその規則と反転駆動の規則が干渉して、大きな画質劣化を引き起こすことがある。例えば、ある液晶表示装置では何ら問題なくても、別の液晶表示装置では大きな問題となり、画質改善は勿論、その原因の究明すら困難になることが多い。
【００８５】
一方、本発明のように規則性がないノイズ信号を付加信号に用いると、反転駆動の規則性と干渉を起こすことが無く、画質劣化を生ずる心配がない。また、どのような液晶表示装置に対してもキラーパターンとなることが無く、画質劣化を生ずることがない。
【００８６】
次に、ノイズ信号の振幅の平均値がゼロであることにより次の利点がある。この回路では、疑似輪郭を減ずるために画素毎に値の異なるノイズ信号を付加するので、画素毎で値を見ると付加したノイズ信号分だけ変化することが必要である。しかし、大面積でみると、画面の明るさが変化して問題となる。つまり、ノイズ信号を付加すると、大面積で見た場合、ノイズ信号の振幅の平均値だけ画面の明るさが変化するため、ノイズ信号を付加しても明るさが変化しないようにするためには、ノイズ信号の平均値がゼロである必要がある。従って、ノイズ信号の振幅の平均値をゼロにすることで、疑似輪郭を減じる効果のみを有し、大面積の明るさが変化する弊害が発生しないようにできる。
【００８７】
また、ノイズ信号の値が、分布する範囲において度数がゼロである振幅値が存在せず、かつ振幅の度数分布がゼロを中心としたガウス分布であることにより、映像信号を何ビットに丸める処理を行なったとしても、すべての条件について均等に疑似輪郭が見えなくなるようにできる。これに対して、度数が０である振幅値が存在すると、その値を丸めるときにノイズ信号の効果が無くなり、疑似輪郭を生ずる場合がある。
【００８８】
また、ノイズ信号の振幅の度数分布がガウス分布である場合に、表示画像におけるノイズは最も目立ちにくくなる利点がある。逆に、ガウス分布以外であった場合には、ノイズ自体が目に付きやすくなくり、画質を低下させる。
【００８９】
また、従来の誤差拡散法により累積誤差信号をデジタル信号に加算した場合に、誤差の蓄積を防止するために必要であったメモリやフィードバック回路等の手段を必要としなくなるので、装置を簡略化でき、安価な画像処理装置を提供することができる。
【００９０】
上記第２信号処理部１７から出力される８ビットのデジタル信号は、図１に示す表示部１１のソースドライバ１４に入力され、該ソースドライバ１４において、所定の電圧に変換され、ＬＣＤ１３内の信号線に印加される。
【００９１】
このように、８ビットの映像信号が、ビット落ちすることなく８ビットの表示特性を有する表示部１１に入力されるので、ビット落ちにより発生する疑似輪郭を無くすことができる。しかも、途中で疑似輪郭を低減するようにノイズ信号が加算されているので、γ補正により発生する疑似輪郭をも低減させることができる。この結果、表示品位の高い画像を得ることができる。
【００９２】
なお、上記構成の液晶表示装置において、カラー画像を表示する場合には、図１に示す第１信号処理部１６および第２信号処理部１７をそれぞれＲＧＢ３つ分用意してもよい。
【００９３】
例えば、第１信号処理部１６に、図１０（ａ）に示すような信号レベルの映像信号が入力されたとき、該第１信号処理部１６内のＲＧＢの色毎に設けられたＬＵＴ１８によって、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すようなＲＧＢそれぞれに対応した信号が得られる。ここで、上記ＬＵＴ１８は、上述した場合と同様に、入力信号が８ビットであれば、出力信号を１０ビットにするようにγ補正を行うようにすればよい。ＲＧＢ各々の特性は、若干異なると予想される。
【００９４】
そして、γ補正されたＲＧＢそれぞれの出力信号は、それぞれに対応した第２信号処理部１７に入力され、ビット変換処理が施され、８ビットの信号として表示部１１に出力するようにすればよい。
【００９５】
また、上記構成の液晶表示装置では、画像処理装置１２側で該液晶表示装置の表示品位を調整することができるので、画像処理装置１２を表示部１１とは別体に構成してもよい。この場合、表示部１１の個体差が生じていても、画像処理装置１２側で表示品位を適切に調整することができるので、どのような表示部１１を用いても表示品位の高い画像を得ることができる。
【００９６】
これにより、例えばパーソナルコンピュータ等のようにビデオカードにより表示制御を行うディスプレイ装置に上記構成の液晶表示装置を適用した場合、ビデオカード側ではなく、液晶表示装置に備えられた画像処理装置１２側で高画質化を図るために、高価なビデオカードを用いることなく、既存の安価なビデオカードしかないパソコンによって、高画質化を図ることができる。
【００９７】
ところで、上記構成の画像処理装置１２に含まれているＬＵＴ１８は、上述したように、表示部１１の表示特性に応じて設定されるものであり、予め設定した値を利用してもよいし、以下に説明するようにリアルタイムで書き換え可能にしてもよい。
【００９８】
ここで、ＬＵＴ１８の値の書き換え方法について以下に説明する。このＬＵＴ１８の値の書き換え方法の具体例を示すと以下のようになる。
【００９９】
１．ＬＣＤの表示特性（Ｖ−Ｔカーブ）に応じて書き換える。
【０１００】
２．ＩＣ毎（ソース）のバラツキを吸収するように書き換える。
【０１０１】
３．周囲の明るさに基づいてビット配分を書き換える。
【０１０２】
４．入力信号の平均レベルに基づいてビット配分を書き換える。
【０１０３】
５．ＲＧＢ３つ用意し、各色毎に調整して書き換える。
【０１０４】
上記の方法を実現するための装置は、図１１に示す画像表示装置のようになる。なお、説明の便宜上、前記説明で使用した部材と同一部材については、同一番号を付記してその説明を省略する。
【０１０５】
上記画像表示装置は、図１１に示すように、表示部１１と、ＬＵＴ１８、ＢＤＥ２２、制御回路２３、領域判定回路２４、平均値計算回路２５、記憶部２６を有する画像処理装置３２とを含んでいる。上記表示部１１は、図１に示す画像表示装置と同様の構成である。
【０１０６】
上記領域判定回路２４は、ソースドライバ１４およびゲートドライバ１５に入力される同じ同期信号が入力されるようになっており、ＬＣＤ１３において表示する領域を判定するようになっている。そして、領域判定回路２４は、判定した領域情報を制御回路２３に出力するようになっている。
【０１０７】
上記平均値計算回路２５は、ＬＵＴ１８に入力される同じ映像信号が入力されるようになっており、映像信号に含まれる明るさの平均値を計算するようになっている。そして、平均値計算回路２５は、計算して得られた値を制御回路２３に出力するようになっている。
【０１０８】
また、上記画像表示装置は、該画像表示装置周囲の明るさを検知するための明るさセンサ２７と、ユーザーがＬＵＴ１８の値について変更するためのユーザー調整回路２８とを備え、それぞれの信号は制御回路２３に入力されるようになっている。
【０１０９】
また、インターフェイス４０を通じてパソコン４１からも信号が入力できるようになっている。この場合、ユーザーがパソコン４１上から指示を与えられる利点がある。
【０１１０】
このように、上記画像処理装置３２内の制御回路２３には、上述した領域判定回路２４、平均値計算回路２５、明るさセンサ２７、ユーザー調整回路２８、インターフェイス４０からの信号が入力されるようになっており、それぞれの信号に基づいて、独立にＬＵＴ１８の値を求めるようになっている。この求めた値は、制御回路２３に接続された記憶部２６に出力される。なお、各入力は、全部を備えてもよいし、一部でもよい。
【０１１１】
上記記憶部２６は、ＲＯＭおよびＲＡＭを有している。ここで、ＲＯＭは、新たなデータを書き込むことができないので、表示部１１の表示特性に応じてＬＣＤ１３のＶ−Ｔカーブを補正するような値が予め書き込まれている。また、ＲＡＭは、データの書き換えが可能であるので、制御回路２３からの値を記憶するようになっている。
【０１１２】
そして、上記記憶部２６からは、制御回路２３によって必要に応じてＬＵＴ１８の値を書き換えるために記憶している値を該ＬＵＴ１８の値として出力するようになっている。これにより、ＬＵＴ１８の値は、種々の条件により書き換えられることになる。
【０１１３】
このようにＬＵＴ１８の値を種々の条件に応じて書き換えることにより、表示画像を常に高品位に保つことができる。
【０１１４】
ここで、ＩＣ毎のバラツキを吸収するようにＬＵＴ１８の値を書き換える方法について、図１１および図１２を参照しながら以下に説明する。
【０１１５】
図１２に示すように、上記ソースドライバ１４は、複数のソース用駆動ＩＣ２９で構成され、上記ゲートドライバ１５は、複数のゲート用駆動ＩＣ３０で構成されている。
【０１１６】
上記ソース用駆動ＩＣ２９は、ＬＣＤ１３のソース信号線（図示せず）のうち所定本数ずつ接続されており、上記ゲート用駆動ＩＣ３０は、ＬＣＤ１３のゲート信号線（図示せず）のうち所定本数ずつ接続されている。例えば、ＬＣＤ１３が８００×６００の解像度の場合、ソース用駆動ＩＣ２９を８個、ゲート用駆動ＩＣ３０を６個とすれば、一つのソース用駆動ＩＣ２９に接続されているソース信号線は１００本であり、一つのゲート用駆動ＩＣ３０に接続されているゲート信号線は１００本である。
【０１１７】
また、ソース用駆動ＩＣ２９およびゲート用駆動ＩＣ３０には、同期信号が入力される。これにより、各ソース用駆動ＩＣ２９とゲート用駆動ＩＣ３０とで囲まれた領域、すなわち、１００×１００の信号線で囲まれた領域１３ａは、上記同期信号により検出される。
【０１１８】
このような各領域は、特定の駆動ＩＣによって駆動される領域であり、駆動ＩＣの特性がばらつくと領域毎に、例えば輝度差が知覚されたりする問題がある。このようなブロック毎の輝度差は、いわばこの発明で問題にする疑似輪郭と等価である。しかしながら、この発明の方法では、このような疑似輪郭の抑圧に効果があるので、この発明を併用すると、もともと駆動ＩＣの特性ばらつきに起因する画面表示特性のばらつきも減ずることができるようになる。さらに、ＬＣＤ１３の各領域１３ａの特性バラツキを予め検出するように構成することにより、領域毎の特性の差異を完全に抑圧することが可能となる。
【０１１９】
上記のように同期信号を用いて検出された領域１３ａにおいて、表示特性を出荷検査装置によって予め判定し、駆動用ＩＣ（ソース用駆動ＩＣ２９、ゲート用駆動ＩＣ３０）の性能のバラツキを検出する。この駆動用ＩＣのバラツキは、記憶部２６に記憶される。そして、この駆動用ＩＣのバラツキを吸収するように、ＬＵＴ１８の値を書き換える。これにより、表示部１１に生じる表示領域毎の表示特性のバラツキを吸収することができるので、該表示部１１毎の表示特性のバラツキをも吸収することができ、画像表示装置における個体間の差を無くすことができる。
【０１２０】
具体的には、上述した領域判定回路２４により判定された表示部１１の領域に対応したソース用駆動ＩＣ２９の特性に応じた値がＬＵＴ１８に書き込まれるようになっている。このとき、上記ソース用駆動ＩＣ２９には、映像信号が時系列に入力されるようになっているので、ＬＵＴ１８の値を時系列に順次書き換える。これにより、ＬＵＴ１８の値を順次書き換えることで、表示部１１における表示画像の表示品位を向上させることができる。
【０１２１】
なお、上記ＬＵＴ１８は、ソース用駆動ＩＣ２９の数だけ設けることで、それぞれのソース用駆動ＩＣ２９の特性に応じた値を予め書き込んで対応することも可能である。この場合、ＬＵＴ１８自体をソース用駆動ＩＣ２９に含めてしまうことも可能である。
【０１２２】
また、画像表示装置では、画像表示をしている周囲の環境によって表示画像の見え方が異なる。このような場合、例えば、画像表示装置を配置した部屋等の周囲が明るければ、表示部１１に表示された画像の明るい部分の階調を高くしたり、周囲が暗ければ、表示部１１に表示された画像の暗い部分の階調を高めたりするように、ＬＵＴ１８の値を書き換える。つまり、画像表示装置の周囲の明さに基づいて表示画像のビット配分を書き換えるようにＬＵＴ１８の値を書き換えるようにすればよい。
【０１２３】
具体的には、明るさセンサ２７を使用して、画像表示装置の置かれている周囲の明るさを検出して、この検出信号に基づいて制御回路２３が適当な値を設定し、記憶部２６を介してＬＵＴ１８の値を書き換えるようにすればよい。
【０１２４】
上記のように、画像表示装置の配置された周囲の明るさに応じて、ＬＵＴ１８の値を書き換えることにより、表示部１１に表示される画像を常に見やすくすることができる。
【０１２５】
また、画像表示装置の周囲に関わらず全体的に暗い画像や明るい画像の場合にも、表示画像は見づらいものとなる。このため、入力される映像信号の信号レベルの平均値を求め、この値に表示画像のビット配分を書き換えるようにＬＵＴ１８の値を書き換えるようにすればよい。
【０１２６】
具体的には、平均値計算回路２５において映像信号の信号レベルの平均値が求められる。そして、この平均値に基づいて制御回路２３が適当な値を設定し、記憶部２６を介してＬＵＴ１８の値を書き換えるようにすればよい。つまり、入力信号である映像信号の信号レベルの平均値に基づいてビット配分を書き換えるようにＬＵＴ１８の値を書き換えるようにすればよい。
【０１２７】
また、上述のように表示画像のカラー化を考えた場合、上述のような種々の条件に応じてリアルタイムでその値が書き換えられるＬＵＴ１８を、ＲＧＢ３つ用意し、各色毎に調整して書き換えるようにすればよい。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、８ビットのデジタル信号を１０ビットに拡張し、再び８ビットに変換した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば１０ビットの表示特性のディスプレイに１０ビットの信号を表示する場合や、ゲーム機や携帯電話等に使用されている４ビットの表示特性のディスプレイに４ビットの信号を表示する場合にも適用できる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置は、以上のように、映像信号として入力されたｎビットのデジタル信号を、ｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換する第１信号処理回路と、上記第１信号処理回路からのｍビットのデジタル信号に、疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を出力する第２信号処理回路とを有する構成である。
【０１３０】
それゆえ、ｎビットのデジタル信号を、ｎビットあるいはそれより小さいビット数の表示特性を有する表示手段に入力することにより、疑似輪郭のほとんど発生していない高品位な表示画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１３１】
また、本発明の画像表示装置は、入力されたｍビット（ｍは自然数）のデジタル信号に疑似輪郭を低減させるためのノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ＜ｍ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を出力する信号処理回路を有する構成である。
【０１３２】
それゆえ、単に下位（ｍ−Ｑ）ビットが間引きされたのではなく、Ｑビットのデジタル信号によりｍビット相当の表示特性を疑似的に表現することが可能となる。
【０１３３】
また、上記のｍビットのデジタル信号に加算するノイズ信号の信号レベルの平均値は、ゼロになるようにノイズを作成する。
【０１３４】
このように作成されたノイズ信号をランダムにデジタル信号に加算しても、ノイズ信号の加算による信号の誤差は蓄積されることはない。
【０１３５】
これにより、従来の誤差拡散法により累積誤差信号をデジタル信号に加算した場合に、誤差の蓄積を防止するために必要であったメモリやフィードバック回路等の手段を必要としなくなるので、装置を簡略化でき、安価な画像処理装置を提供することができる。また、回路全体をソース用駆動ＩＣに含ませることも可能であり、大きな経済効果を奏する。
【０１３６】
上記ノイズ信号は、振幅の周期に規則性のないランダム性のノイズ信号であってもよい。
【０１３７】
この場合、ノイズ信号の振幅の周期に規則性がないので、画像表示装置として液晶表示装置を使用した場合における反転駆動の規則性と干渉を起こすことが無く、この結果、表示画像の表示品位を向上させることができるという効果を奏する。
【０１３８】
上記ノイズ信号は、任意のノイズパターンテーブルを用い、該ノイズパターンテーブルの開始点を、フィールド毎に、あるいはノイズパターンテーブル毎に切り換えることにより得られるノイズ信号であってもよい。
【０１３９】
この場合、ノイズパターンテーブルの開始点を、フィールド毎に切り換えると、全ての画素についてノイズレベルは均等に丸められるため、全ての画素が、全ての量子化レベルの値を表現することができるという効果を奏する。
【０１４０】
また、ノイズパターンテーブルの開始点を、ノイズパターンテーブル毎に切り換えると、ノイズパターンテーブルを単位としたレベル平均化が可能となるという効果を奏する。
【０１４１】
つまり、液晶表示装置では、ＡＣ駆動を行うために、一般にドット反転やライン反転あるいはフレーム反転駆動等を行うが、この反転周期は液晶表示装置毎に異なり、統一されているものではない。このような反転駆動を行っているために、仮にノイズ信号の振幅の周期に規則性があれば液晶表示装置にキラーパターンが存在することになり、まれにそのキラーパターンを表示したときには大きな画質劣化を生ずる。しかしながら、上記の記載のごとく、ノイズ信号の振幅の周期に規則性がなければ、キラーパターンは全く存在しなく、画質劣化を生ずることもない。
【０１４２】
上記ノイズ信号の振幅の度数分布は、該ノイズ信号の振幅ゼロを中心としたガウス分布であってもよい。
【０１４３】
この場合、ノイズ信号の振幅の度数分布がガウス分布となっているので、ノイズが最も目立ちにくくなり、この結果、表示画像の表示品位を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４４】
上記第１信号処理回路は、入力されたｎビットのデジタル信号を、予め設定された値に基づいてｍビットのデジタル信号に変換するビット変換手段を備えていてもよい。
【０１４５】
この場合、ビット変換手段に設定される値を、表示手段の表示特性や画像表示装置における周囲の環境等の種々の条件を考慮して設定すれば、表示画像の表示品位をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【０１４６】
例えば、ビット変換手段に設定された値は、上記表示手段を駆動する駆動手段の性能のバラツキを吸収するように書き換えられることが考えられる。
【０１４７】
この場合、表示手段毎に生じる表示性能のバラツキが吸収できるようになるので、表示手段の個体間の表示性能の差を厳密に考慮しないでよくなる。この結果、画像表示装置全体の歩留りを向上させることができるので、該画像表示装置の製造に係る費用を大幅に低減することができるという効果を奏する。
【０１４８】
また、上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像表示装置の周囲の明るさに基づいて書き換えることが考えられる。
【０１４９】
この場合、画像表示装置の周囲が暗い場合には、表示画像の暗い部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換え、一方、画像表示装置の周囲が明るい場合には、表示画像の明るい部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換えるようにすれば、画像表示装置の周囲の明るさに関わらず、常に高品位の画像を表示させることができるという効果を奏する。
【０１５０】
また、上記ビット変換手段に設定された値は、上記表示手段に表示される画像内の表示特性に基づいて書き換えられることが考えられる。
【０１５１】
この場合、表示画像全体が暗い場合には、表示画像の暗い部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換え、表示画像全体が明るい場合には、表示画像の明るい部分の階調数を上げるように上記設定値を書き換えるようにすれば、画像表示装置に表示される画像の明るさに関わらず、常に高品位の画像を表示させることができるという効果を奏する。
【０１５２】
上記ビット変換手段は、入力された信号を対応する予め設定された出力値に置き換えるルックアップテーブルで構成されていてもよい。
【０１５３】
この場合、ルックアップテーブルには、入力値に対応する出力値が予め設定されているので、ビット変換手段における処理を迅速に行うことができる。しかも、ビット変換手段の構造を簡略化できるので、画像処理装置全体の構成も簡略化できるという効果を奏する。
【０１５４】
また、上記ビット変換手段は、数値計算によりｎビットのデジタル信号をｍ（ｍ＞ｎ）ビットのデジタル信号に変換する演算素子で構成されていてもよい。
【０１５５】
この場合、上記演算素子として、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）が考えられる。
【０１５６】
これらＣＰＵやＤＳＰ等はプログラマブルな素子であるので、ビット変換手段における設定値の書き換えに伴うユーザーインターフェースが簡単になり、操作がし易くなるという利点を有する。
【０１５７】
画像表示装置においてカラー画像を表示する場合には、上記第１信号処理回路および第２信号処理回路を、ＲＧＢの色毎に設ければよい。
【０１５８】
さらに、上記構成の画像処理装置を画像表示装置に備えてもよい。
【０１５９】
この場合、画像表示装置における表示部に入力される信号の処理は、画像処理装置側で行われるようになっているので、表示部側に表示品位を高めるための高価な装置を必要としない。これにより、安価で高品位な画像表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置を備えた画像表示装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像処理装置に備えられた第１信号処理部を示し、（ａ）は第１信号処理部の概略構成図、（ｂ）は（ａ）に示す第１信号処理部における入力値と出力値との関係を示すグラフである。
【図３】図２に示す第１信号処理部における入力信号の信号レベルと透過率との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す画像表示装置に備えられた表示部のＬＣＤの表示特性を示すグラフである。
【図５】図２に示す第１信号処理部における出力信号の信号レベルと透過率との関係を示すグラフである。
【図６】図１に示す画像処理装置に備えられた第２信号処理部の概略構成図である。
【図７】図６に示す第２信号処理部に備えられたノイズ発生回路の概略構成図である。
【図８】ランダムなノイズ信号を示す図である。
【図９】図８に示すノイズ信号のレベルの度数分布を示す分布図である。
【図１０】カラー化した場合の図１に示す第１信号処理部における入力信号と出力信号との関係を示し、（ａ）は入力信号の信号レベルとＬＣＤの透過率との関係を示すグラフ、（ｂ）は出力信号のうちＲ（レッド）信号の信号レベルとＬＣＤの透過率との関係を示すグラフ、（ｃ）は出力信号のうちＧ（グリーン）信号の信号レベルとＬＣＤの透過率との関係を示すグラフ、（ｄ）は出力信号のうちＢ（ブルー）信号の信号レベルとＬＣＤの透過率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の画像処理装置におけるＬＵＴの値の書き換え行うための各回路の接続状態を示した画像表示装置の概略構成図である。
【図１２】図１１に示す画像表示装置における表示部に使用される駆動用ＩＣへの映像信号と同期信号とが入力される状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 表示部（表示手段）
１２ 画像処理装置
１３ ＬＣＤ
１４ ソースドライバ
１５ ゲートドライバ
１６ 第１信号処理部（第１信号処理回路）
１７ 第２信号処理部（第２信号処理回路）
１８ ＬＵＴ（ビット変換手段）
１９ ノイズ発生回路
２０ 加算器
２１ ビット数変換回路
２２ ＢＤＥ
２４ 領域判定回路
２５ 平均値計算回路
２７ 明るさセンサ
２９ ソース用駆動ＩＣ
３０ ゲート用駆動ＩＣ

Claims (23)

1. 映像信号として入力された２^ｎの階調数を表現するｎビット（ｎは自然数）のデジタル信号を、２^ｍの階調数を表現するｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換する第１信号処理回路と、
   上記第１信号処理回路からの上記ｍビットのデジタル信号にノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られたＱビットのデジタル信号を、Ｑビットの表示性能を有する液晶表示手段に出力する第２信号処理回路とを有し、
   上記ノイズ信号は、複数のノイズパターンを、フィールド毎に切り換えることにより得られる信号であることを特徴とする画像処理装置。
2. 上記第１信号処理回路は、入力された上記ｎビットのデジタル信号を、予め設定された値に基づいて上記ｍビットのデジタル信号に変換するビット変換手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 上記ビット変換手段は、入力された信号に対応する予め設定された出力値に置き換えるルックアップテーブルからなることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 上記ビット変換手段は、数値計算により上記ｎビットのデジタル信号を上記ｍ（ｍ＞ｎ）ビットのデジタル信号に変換する演算素子からなることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 請求項２ないし４の何れかに記載の画像処理装置であって、
   上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像処理装置を備えた画像表示装置に具備された液晶表示手段の表示特性に応じて書き換えられることを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項２ないし４の何れかに記載の画像処理装置であって、
   上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像処理装置を備えた上記画像表示装置に具備された液晶表示手段を駆動する駆動手段の性能のバラツキを吸収するように書き換えられることを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項２ないし４の何れかに記載の画像処理装置であって、
   上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像処理装置を備えた上記画像表示装置に具備された液晶表示手段の周囲の明るさに基づいて書き換えられることを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項２ないし４の何れかに記載の画像処理装置であって、
   上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像処理装置を備えた画像表示装置に具備された液晶表示手段の表示画像全体の明るさに基づいて書き換えられることを特徴とする画像処理装置。
9. 請求項２ないし４の何れかに記載の画像処理装置であって、
   上記ビット変換手段に設定された値は、上記画像処理装置を備えた画像表示装置に入力される入力信号の平均レベルに基づいて書き換えられることを特徴とする画像処理装置。
10. 上記第１信号処理回路および第２信号処理回路は、ＲＧＢの色毎に設けられていることを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の画像処理装置。
11. 上記ノイズ信号の信号レベルの平均値は、ゼロになるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の画像処理装置。
12. 上記ノイズ信号は、振幅の周期に規則性のないランダム性を有するノイズ信号であることを特徴とする請求項１ないし１１の何れかに記載の画像処理装置。
13. 上記ノイズ信号を記憶するノイズメモリーは、上記ノイズ信号を１画面分記憶することを特徴とする請求項１ないし１２の何れかに記載の画像処理装置。
14. 上記ノイズ信号を記憶するノイズメモリーは、上記ノイズ信号を１画面分より小さいブロック単位で記憶することを特徴とする請求項１ないし１２の何れかに記載の画像処理装置。
15. 上記ノイズ信号は、任意のノイズパターンテーブルを用い、該ノイズパターンテーブルの開始点を、前記ブロック毎に切り換えることにより得られる信号であることを特徴する請求項１４に記載の画像処理装置。
16. 上記ノイズ信号の振幅の度数分布は、該ノイズ信号の振幅ゼロを中心としたガウス分布であることを特徴とする請求項１ないし１５の何れかに記載の画像処理装置。
17. 請求項１ないし１６の何れかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴する画像表示装置。
18. 請求項１７に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とするパーソナルコンピュータ。
19. 映像信号として入力された２^ｎの階調数を表現するｎビット（ｎは自然数）のデジタル信号を、２^ｍの階調数を表現するｍビット（ｍ＞ｎ：ｍは自然数）のデジタル信号に変換し、
    上記変換されたｍビットのデジタル信号にノイズ信号を加算した後、下位（ｍ−Ｑ）ビット（Ｑ≦ｎ：Ｑは自然数）を切り捨てて得られるＱビットのデジタル信号を、Ｑビットの表示性能を有する液晶表示手段に出力し、
    上記ノイズ信号は、複数のノイズパターンを、フィールド毎に切り換えることにより得られる信号であることを特徴とする画像処理方法。
20. 入力された上記ｎビットのデジタル信号を、予め設定された値に基づいて上記ｍビットのデジタル信号に変換することを特徴とする請求項１９記載の画像処理方法。
21. 上記ノイズ信号の信号レベルの平均値は、ゼロになるように設定されていることを特徴とする請求項１９または２０に記載の画像処理方法。
22. 上記ノイズ信号は、振幅の周期に規則性のないランダム性を有するノイズ信号であることを特徴とする請求項１９ないし２１の何れかに記載の画像処理方法。
23. 上記ノイズ信号の振幅の度数分布は、該ノイズ信号の振幅ゼロを中心としたガウス分布であることを特徴とする請求項１９ないし２２の何れかに記載の画像処理方法。

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