JP3960046B2 - 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や携帯情報端末機並びにパーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載されている液晶表示装置、ＥＬ表示装置やＰＤＰなど様々な表示装置の中で、複数色のサブピクセルが長方形状にて構成される表示装置に画像を表示する際に適用される画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機などの画像表示部には、モノクロまたはカラーの液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルが用いられている。このＬＣＤパネルでは、マトリクス状に配置された液晶セルへの駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより液晶の透過率を変化させ、２階調の文字や画像を表示するようになっている。最近では、携帯電話機におけるインターネット機能などの多機能化に伴い、ＬＣＤパネルに対して、画像を含むより多くの情報を多階調かつ高画質で表示することが要求されている。
【０００３】
ＬＣＤパネルに画像をカラー表示する場合、ＬＣＤパネルが表示可能な階調数が少ないとグラデーション部分に擬似輪郭と呼ばれる等高線状の輪郭が生じて画質が低下する。分散型のマトリクスを用いた組織的ディザ法などによる擬似中間調表示を行うとこの問題が解消されて画質が向上することが知られており、ディザマトリクスずらし（単に、マトリクスずらしと呼ぶ）によってさらに画質が向上することが知られている。ここで、マトリクスとは、閾値が行／列方向に所定数配置されたもので、１画素を構成する複数色のいずれか１色に対応付けられるものをいう。また、マトリクスずらしとは、色毎にマトリクスを適用する際に、一種類のマトリクスを平行移動した状態で適用する技術のことをいう。
【０００４】
このマトリクスずらしを適用した公知例として、特許第２６２２４２９号公報の記載内容がある。この内容は、３００ｄｐｉの低解像度において、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のマトリクスを１画素分ずらす処理を行うことによって、視覚的に好ましい結果を得るといったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のマトリクスずらしを行う画像表示方法においては、単に低解像度でＲ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のマトリクスを１画素分ずらす処理を行うといった技術内容しか記述されていない。その効果も視覚的に好ましい結果が得られるといったものである。つまり、どの様な思想でマトリクスずらしを行えば良いか、また、マトリクスずらしによってどの様な作用で画質が向上するかを、具体的に示した技術ではない。
【０００６】
この他の公知技術として、Ｒ．Ｊ．Ｋｌｅｎｓｃｈ，Ｄｉｅｔｒｅｃｈ Ｍｅｙｅｒｈｏｆｅｒ，Ｊ．Ｊ．Ｗａｌｓｈ，ＲＣＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ，ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＧＲＡＰＨＩＣ ＡＲＴＳ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ，ｐｐ．３０２−ｐｐ．３２０，１９７０の論文に、スクリーン角を与えずにモアレや色ずれを最小にできる方法として、同じマトリクスに基づいて各色で異なるパターンを持つマトリクスという記載がある。
【０００７】
公知技術の内容は、マトリクスずらしに相当すると考えられるが、技術内容においては、どの様な思想でマトリクスずらしを行えば良いか、また、マトリクスずらしによってどの様な作用で画質が向上するかを、具体的に示した技術ではない。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、サブピクセルが長方形状で形成される表示装置にカラー画像を表示する際の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることを特徴とする画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像処理方法は、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示するための画像処理方法であって、色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理であり、擬似中間調処理を行う際に、上記複数色の少なくとも１色のマトリクスを他のいずれかの色のマトリクスに対して、上記長方形のサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを適用することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、纏まって１画素を形成する複数色のうち少なくとも１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（表示するサブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する確率が高くなるので、ＯＮドットとなるサブピクセルの分散性が高くなり、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対してより多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。言い換えれば、ＯＮとＯＦＦのドットが交番する空間周波数が高くなって視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなる。つまり、中間調（平均階調）に感じやすくなる。
【００１１】
また、本発明の画像処理方法においては、長手方向にずらす際に、最も輝度に寄与する色のマトリクスを次に輝度に寄与する色のマトリクスに対してずらすことを特徴としている。
【００１２】
この方法によれば、もっとも影響の強い最も輝度に寄与する色と次に輝度に寄与する色のマトリクスの相対位置をずらすことになるので、支配的な２色の位置関係を決定することで、最も輝度に寄与する色のＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射される状態となってより多く照射される状態となって画像の明暗が目立ちにくくなり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００１３】
また、本発明の画像処理方法においては、長手方向にずらす際に、１画素分だけずらすことを特徴としている。
【００１４】
この方法によれば、画像の空間周波数がマトリクスの持つ周波数成分と干渉して画質が劣化する可能性を避けることができ、安定して高画質画像を得ることができる。現在用いられている液晶表示パネルの解像度は８５ｐｐｉ程度と低いため、擬似中間調処理としてディザ法を採用する場合には、分散型のディザマトリクスが用いた組織的ディザ法が用いられる。分散型のディザマトリクスは、１つ１つのドットが空間的に分散したドットパターンを生じる特徴を有するためドットが隣接して生じにくいようにマトリクスが構成されている。ドットが隣接しないためには最低１画素分の間隔が必要になるので、マトリクスを１画素分ずらすと、ドットがまばらな状態からとドットが隣接せずに詰まった状態までの幅広い階調範囲のドットパターンに対して、ずらした色のＯＮドットが、その他の色のＯＦＦドットの間に介在する状態を作ることができる。一方、ずらす量を２画素以上とすると、ドットパターンの周期とずらす量が一致してしまうことがあり、この場合ずらしの効果が小さくなることがあるため、効果のある階調範囲が狭くなってしまう。つまり、ディザマトリクスが分散型であれば、全てのドットパターンについて１画素分のマトリクスずらしは効果がある。
【００１５】
また、本発明の画像処理装置は、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示する画像処理装置であって、色毎の分散型のマトリクスを記憶しておくマトリクス記憶手段と、該マトリクス記憶手段に記憶されたマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行う擬似中間調処理手段を有し、上記マトリクス記憶手段には、上記複数色のうち少なくとも１色に対応するマトリクスの閾値をサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを使用して疑似中間調処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
この装置によれば、複数色のうち少なくとも１色に対して、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けることによって、纏まって１画素を形成する複数色のうち１色のマトリクスがサブピクセルの長手方向にずらされることになる。このずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００１７】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクスは、色毎にメモリに記憶し、複数色からなる画素データをそれぞれ対応する色のマトリクスを使用して疑似中間調処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
この装置によれば、予め色毎のマトリクスを決定して記憶しておくので、疑似中間調処理が高速に実現することができる。
【００１９】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクスは、一つの基本マトリクスと該基本マトリクスからの色毎のずらし量をメモリに記憶し、複数色からなる画素データを、上記基本マトリクスと色毎のずらし量から求められる、対応するマトリクス要素を使用して疑似中間調処理を行う
この装置によれば、記憶しておくマトリクスは基本の一つと、色毎のずらし量でよく、メモリの記憶領域を節約することができる。
【００２０】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクス情報は、ネットワークからダウンロードされてなることを特徴とする。
【００２１】
この装置によれば、長手方向にずらしたマトリクス情報はネットワークからダウンロードされるので、ずらし量などのパラメータの変更を、適宜変更することが可能となり好都合である。
【００２２】
また、本発明の画像処理プログラムは、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に、画像を表示するための画像プログラムにおいて、色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行い、擬似中間調処理を行う際に、上記複数色の少なくとも１色のマトリクスを、上記サブピクセルの長手方向にずらす画像処理をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００２３】
このプログラムによれば、纏まって１画素を形成する複数色のうち少なくとも１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（表示するサブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する確率が高くなるので、ＯＮドットとなるサブピクセルの分散性が高くなり、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対してより多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００２４】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の画像処理プログラムを記録したことを特徴としている。
【００２５】
この記録媒体によれば、当該記録媒体に記録された画像処理プログラムをコンピュータに実行させ、纏まって１画素を形成する複数色のうち１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態について説明するに先立って、カラー画像を対象とした２値および多値の組織的ディザ法について説明する。ディザ法は、表示階調数が少ないデバイスにおいて、表示階調の中間の階調を擬似的に見せる方法である。表示階調数が２値のものを２値ディザ、３値以上のものを多値ディザと呼ぶ。多値ディザは２値ディザの組合せで構成される。
【００２７】
始めに単色の２値ディザについて説明する。まず、図１０（ｃ）に示す閾値の順序を示すディザマトリクスを決定し、ディザマトリクスから（ｂ）に示す閾値マトリクスを算出する。次に（ａ）に示す入力画像と（ｂ）に示す閾値マトリクスとを比較し、入力画像のある画素の値が対応する閾値に比べて大きいかまたは等しければ２５５を出力し、小さければ０を出力する閾値処理を行い、（ｄ）に示す０，２５５の２値から成る出力画像（擬似中間調画像）を出力する。今、入力画像（ａ）は１２８の均一な濃度の画像であるが、出力画像である（ｄ）に示す擬似中間調画像の平均値は１２８であり、０，２５５の２値のパターンによって擬似的に中間調１２８が表現されることになる。
【００２８】
多値ディザは、用いられる多値に従って入力階調の範囲を区切り、それぞれの範囲内で２値ディザを行うことで実行される。多値が４値で、出力階調が０，８５，１７０，２５５の場合、入力階調は▲１▼０−８５、▲２▼８６−１７０、▲３▼１７１−２５５の３つの範囲に区切られる。
【００２９】
まず、入力画像がどの階調範囲に属するかによって、図１１（ａ）に示すディザマトリクスから（ｂ）〜（ｄ）に示すいずれかの閾値マトリクスを生成する。入力画像が図１０（ａ）の場合、階調１２８は範囲▲２▼に含まれるので、（ｃ）に示す閾値マトリクスが生成される。次に、（ｃ）の閾値マトリクスを用いて階調８５，１７０による２値ディザを実行し、（ｅ）のような擬似中間調画像を出力する。ここで、（ｂ）〜（ｄ）に示す閾値マトリクスは毎回生成する必要はなく、予め生成しておいてもよい。また、この他にも多値ディザを実現する手順は知られているが、本発明はディザのマトリクスに関するもので、ディザの閾値を適用する具体的な方法にはよらない。
【００３０】
以上は、１画素が一色（グレイ）から成る画像に対してディザを行う場合であった。カラー画像に対してディザを行う際は、カラー画像の１画素がＲ、Ｇ、Ｂ三色から構成される場合、１画素をＲ、Ｇ、Ｂ各色成分へ分けて、それぞれ１色から成る画像として捉えてディザを行う。この時、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色には同じマトリクスを使っても良いし、別々のマトリクスを使っても良い。
【００３１】
また、各色に別々のディザマトリクスを対応付ける場合には、図１２（ａ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のマトリクスを個別にメモリ１２０１〜１２０３に記憶して、ディザ処理手段１２０４〜１２０６でディザ処理すれば良い。しかし、別々のディザマトリクスが、単一のマトリクス及びそれをあるオフセット分だけずらしたもので構成される場合には、（ｂ）に示すように、１つのマトリクスをメモリ１２１０に保持しておき、読み出し時にＲ、Ｇ、Ｂ毎に独立したアドレッシング手段１２１１〜１２１３によって、各色に別々のディザマトリクスを対応付けても良い。
【００３２】
マトリクスずらしを行うアドレッシング手段１２１１〜１２１３は下式（１）と（２）によって表すことができる。ここで、マトリクスサイズはｘ方向がｘ＿ｓｉｚｅ、ｙ方向がｙ＿ｓｉｚｅとし、マトリクスのずらし量を（ｘ＿ｓｈｉｆｔ，ｙ＿ｓｈｉｆｔ）としたときに、入力画像の（ｉ，ｊ）の画素に対して、マトリクスの（ｍ，ｎ）の閾値を対応させればよいことになる。また、アドレッシング手段１２１１〜１２１３を同一に設定すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に同一のマトリクスを対応付けることもできる。
【００３３】
ｍ＝（ｉ−ｘ＿ｓｈｉｆｔ）％ｘ＿ｓｉｚｅ …（１）
ｎ＝（ｊ−ｙ＿ｓｈｉｆｔ）％ｙ＿ｓｉｚｅ …（２）
なお、以上はカラー画像の１画素がＲ、Ｇ、Ｂの三原色から構成される場合で例示したが、カラー画像を構成する色の構成はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋなどの他の複数色から構成されることもあるので特定の色に限定するわけではない。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００３６】
この画像処理装置１００は、入力手段１０１と、マトリクス移動手段１０２を有するディザ処理手段１０３と、カラー表示を行うＬＣＤパネル１０４とを備えて構成されている。
【００３７】
入力手段１０１は、スキャナや撮像手段などで得られた画像を入力画像データとして取り込む。
【００３８】
ＬＣＤパネル１０４は、各々が長方形のＲ、Ｇ、Ｂ三原色のカラーフィルタがストライプ状に配列された画面を備え、この画面に、各カラーフィルタの透過光の混色によってフルカラーの画像を表示する。言い換えれば、図２に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ個々が長方形であるサブピクセル（ドットとも呼ぶ）を一塊りとする画素２０１を有し、この画素２０１が碁盤の目状あるいはタイル状に縦および横方向に配置されて成る画面に画像の表示を行う。
【００３９】
ディザ処理手段１０３は、入力手段１０１によって取り込まれた入力画像データを、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の画像を示す色毎のプレーンに分離し、このＲ、Ｇ、Ｂのプレーン毎に、ディザマトリクスを基に設定された閾値マトリクスを対応付けて多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行う。そして、擬似中間調処理後の画像データを一纏めにしてＬＣＤパネル１０４へ出力する。
【００４０】
マトリクス移動手段１０２は、ディザ処理手段１０３が、Ｒ、Ｇ、Ｂのプレーン毎に閾値マトリクスを対応付ける際に、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち少なくとも一色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にｎ画素分だけずれた状態の閾値マトリクスを対応付ける処理を行う。この処理が、本実施の形態の特徴となるマトリクスずらしである。
【００４１】
このマトリクスずらしについて詳細に説明する。まず、一般的なマトリクスずらしとは、図３に示すように、マトリクスを４×４とした場合、画像３０１に対して、Ｒ、Ｇ、ＢのディザマトリクスＲｍ、Ｇｍ、Ｂｍを、３０２で示す碁盤の目状に敷き詰める際に、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のマトリクスを碁盤の目３０２のグリッド（格子）から平行移動によってずらす処理である。図３にはマトリクスずらしなしの場合と、ＧのディザマトリクスＧｍのみを（１，１）ずらした場合を示した。ここで（１，１）はマトリクスずらし量を座標（ｘ，ｙ）で表したもので、ディザマトリクスずらし無しの状態が（０，０）、右方向にディザマトリクスを１画素ずらした場合にはｘが正の１となり、下方向に１画素ずらした場合にはｙが正の１となるように、ずらした画素数に、ずらした方向を正または負の符号を付して表している。
【００４２】
このようなマトリクスずらしを行う際に、本実施の形態では、マトリクス移動手段１０２が、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のディザマトリクスを、サブピクセルの長手方向にｎ画素分ずらすことを特徴とする。図４に、マトリクスずらし無しの状態と、Ｇのディザマトリクスのみを長手方向に１画素分ずらした例を比較して示す。
【００４３】
図４（ａ）はマトリクスずらし無し場合のＲ、Ｇ、Ｂに対するディザマトリクスと、Ｒ、Ｇ、Ｂがそれぞれ全体の半分の画素が点灯するような均一な濃度のデータが入力された場合のドットＯＮのパターンを示したものである。図４（ｂ）はＧに対してのみ（０，１）だけマトリクスずらしを行った場合のＧのマトリクスと、そのときのＲ、Ｇ、Ｂがそれぞれ全体の半分の画素が点灯するような濃度のデータが入力された場合のドットＯＮのパターンを示したものである。ここで、ＲとＢに関してはマトリクスずらしなしの場合のディザマトリクスが使われるので、ＲとＢに関してはＯＮするドットの位置はマトリクスずらしなしの場合と同じであるが、Ｇに関しては（０，１）だけマトリクスずらしを行っているのでＧに関しては（０，１）だけシフトした位置のドットがＯＮすることになる。なお、マトリクスは画像に対して碁盤の目状に繰り返して対応させるので、マトリクスずらしをした後の（ｂ）に示したＧのマトリクスは、（ａ）に示すディザマトリクスの最下行「１５，７，１３，５」が、最上行にシフトした状態となっている。
【００４４】
図４のマトリクスずらし無しの場合のＯＮドットパターン（ａ）とマトリクスずらしをした場合のＯＮドットパターン（ｂ）とを比較すると、マトリクスずらしをした場合のＯＮドットパターン（ｂ）の方がＯＮドットパターンのｘ方向の空間周波数が高くなる。一般に、空間周波数と視覚感度の関係は、図５の曲線５０１で示すように、空間周波数が高くなるほど視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなるので、より高い空間周波数を持つ（ｂ）のＯＮドットパターンの方がＯＮドットの塊とＯＦＦドットの塊が別々な塊として認識されるのではなく、より均一に感じることになり、人の目には、平均濃度の中間調として感じることになる。いま、入力は半分のドットが点灯するようなグレイの均一なデータを入力として想定していたので、より平滑化された平均濃度の中間調として感じる方が画質が高いといえるので、マトリクスずらしにより画質が向上することがわかる。ここで、マトリクスずらしを行う色は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち明るさの強さを示す輝度が最も高いＧをずらした場合に特に有効である。また、マトリクスのずれは色間の相対的な問題であるので、Ｇのみをずらす代わりに、ＲとＢを同じだけ反対方向にずらしても同様の効果を得ることができる。さらには、もっとも輝度に関与する色と次に輝度に関与する色の相対的な位置関係の影響がもっとも重要になるので、特にこの２色に関する相対的な位置をずれるような関係としておくことが重要である。
【００４５】
次に、このように、サブピクセルの長手方向にマトリクスずらしを行うと画質が向上する理由を、より広い条件の場合について説明し、さらにマトリクスずらしのずらし量の決定方法について説明する。
【００４６】
擬似中間調画像においては、均一なデータが入力されたときに、ＯＮ／ＯＦＦドットパターンの明暗がより目立たなくて、均一な中間調に見える方が画質が高いといえる。このためにはＯＮドットの分散性とＯＮドットとＯＦＦドットの配置関係をドットの形状と合わせて考慮する必要がある。サブピクセルのドット形状が長方形状の場合には、画面に対して水平方向の光の成分で、ＯＦＦドットの画素に対する光の洩れ分を考えるとＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射される程に画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００４７】
例として、図６の（ａ）に示すように、Ｒ，Ｇの各４ドットがＯＮしたパターンを考える。ここで、Ｂドットについては輝度に与える影響が小さく、輝度の均一性という観点での画質にあたえる影響は小さいため点灯していないものとし、またＲとＧについては、一般的には中間階調であるが、説明のため２値の状態つまりドットがＯＮ／ＯＦＦの２状態のみの場合で説明する。
【００４８】
このような条件において、図６（ａ）に示すマトリクスずらし無しのドットパターンが表示されているときに、同じ画像に対してマトリクスをずらした場合のＯＮドットは、長手方向（ｙ方向）に１画素分ずらした場合には（ｂ）に示すパターンとなり、また、短手方向（ｘ方向）に１画素分ずらした場合には（ｃ）に示すパターンとなる。ここで、サブピクセルの画面に対して水平方向の放射光を考える。図７（ａ）がサブピクセルの形状モデルの例で、１サブピクセルの長方形の長辺Ｌ＝３、短辺Ｓ＝１の比率となっていて、３色分のサブピクセルが合わせて略正方形となるようにサブピクセルの形状が形成されている。このときＧのサブピクセルがＯＮの時に周囲へ放射する光量は図７（ｂ）に示すように、矢印７０１で示す長辺からの光量と、矢印７０２で示す短辺からの光量とでは、ほぼ３：１となる。
【００４９】
このようなＯＮドットの光がＯＦＦドットへ照射される状態を、図６（ａ）〜（ｃ）において考察する。（ａ）では、ＯＮドットのＲとＧの各々１つの長辺が当接しているので、その長辺の光はＯＦＦドットヘ直接照射されていない。また、２および４行目のＯＦＦドット列には、ＲとＧの短辺からしか光が照射されない。（ｂ）では、ＲとＧとの全ての長辺がＯＦＦドットと当接しているので、ＯＮドットの全長辺の光がＯＦＦドットヘ直接照射されている。（ｃ）では、１つのＯＦＦドットの両側に長辺を当接してＲとＧが配置された箇所が生じるので、この箇所ではＲとＧの光が１つのＯＦＦドットのみに照射される状態が生じる。また、２および４行目のＯＦＦドット列には、ＲとＧの短辺からしか光が照射されない。
【００５０】
このことから（ａ）〜（ｃ）に楕円で囲む各ＯＦＦドット塊を比較すると、（ｂ）および（ｃ）のずらし有りに比べ、（ａ）のずらし無しの方が暗く、明暗パターンが目立ち、さらに、（ｂ）の長手方向のずらしに比べ（ｃ）の短手方向のずらしの方が洩れ光による画像輝度を均一にする効果が小さいため、明暗パターンが目立つ。従って、マトリクスをずらす方向としては、（ｂ）のように、サブピクセルの長手方向にマトリクスずらしを行うと、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射されるので、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となることが分かる。
【００５１】
次に、長手方向にずらす場合、何画素分ずらせば良いかを、サブピクセル形状に基づいてＯＮドットの光がＯＦＦドットへどれだけ照射されているかを示す評価値を導入することによって決定する方法について説明する。
【００５２】
この評価値は、例えば次の▲１▼〜▲４▼のようにして計算することができる。ここでは、図８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、評価値がどのようになるかを比較しながら説明する。
【００５３】
▲１▼では、評価対象である１つのディザマトリクスにおけるＯＮ／ＯＦＦドットパターン（以下、評価パターンと呼ぶ）において、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを抽出する。この際、（ｃ）に示す単独のＯＦＦドットや、（ｄ）に示す１ドット幅で長手方向に連結したＯＦＦドットは無視する。但し、（ｂ）に示すように、短手方向に２つ以上連結したＯＦＦドット塊が、１ドット幅で上下に連結している場合は抽出する。
【００５４】
▲２▼では、▲１▼の処理で抽出したＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求める。この周囲長Ｄは、１つのドット（サブピクセル）形状が、例えば図７（ａ）に示した寸法を有する長方形であれば、図８（ａ）に示すＯＦＦドット塊の場合、長辺が２、短辺が２で、長さを考慮して周囲長Ｄ＝１０となる。次に、求められた周囲長ＤのうちＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。図８（ａ）の場合は、長辺が２ヶ所あるので、評価値Ｄｓ＝６となる。
【００５５】
▲３▼では、▲１▼および▲２▼の処理を、マトリクスが表現できる独立な全てのドットパターン、つまりＯＮドットの数が１個からマトリクスサイズの全数がＯＮドットとなる場合までの全ての評価パターンに対して行い、各々の評価値Ｄｓを合計した総評価値Ｄｓｔを求める。図１３は▲３▼の処理を説明するための図で、Ｒのドットパターンを上辺に、Ｇのドットパターンを左辺に配置し、それぞれを組み合わせた状態のパターンが点線の四角の中にあるパターンで、全ての評価パターンを示している。この点線の四角の中にあるパターンのそれぞれに対して評価値Ｄｓを計算し、全てのパターンに対する評価値Ｄｓを合計した総評価値Ｄｓｔを求めればよい。
【００５６】
▲４▼では、▲１▼〜▲３▼の計算を、ディザマトリクスを長手方向にずらした場合について、ずらし量０から [長手方向のマトリクスサイズ]−１の場合までの全ての場合について行い、それぞれのずらし量における総評価値Ｄｓｔを求め、総評価値Ｄｓｔ最大となるときのマトリクスずらし量をずらし量として選択すればよい。
【００５７】
このように求められた総評価値Ｄｓｔは、ＯＮドットと当接するＯＦＦドット塊の境界の長さを示し、その値が大きいほどＯＮドットの光がＯＦＦドットヘ多く行き渡っており画質が良いことを示すものとなる。
【００５８】
この評価値Ｄｓを用いる方法は、上記のようにマトリクスが表現できる独立な全てのドットパターンから成る評価パターン全てに対して総評価値Ｄｓｔを求めることによって、画質が最適となるマトリクスずらしのずらし方向並びにずらし量を決定する用途に用いることができると共に、評価パターン個々の評価値Ｄｓの大小からその評価パターン（ドットパターン）の画質の良し悪しを比較する目的にも使うことができる。
【００５９】
このように、総評価値Ｄｓｔによって決定されたマトリクスのずらし量は、マトリクス移動手段１０２にて、マトリクスずらしを行う際のずらし量として使用される。なお、マトリクスを実際に色毎にずらす方法としては、予め色毎にずらしたマトリクスを用意しておき、色毎に対応するマトリクスを使用してもよいし、あるいは一つのマトリクスと色毎のずらし量の情報を記憶しておき、画像データへ対応するマトリクスの要素をマッピングするときに、ずらし量の分だけずれた位置のマトリクス要素を取り出すようにしてもよい。結果としてある色のマトリクスが別の色のマトリクスに対して長手方向に相対的にずれているようになっていればよい。
【００６０】
ここで、例として、図６の（ｂ）と（ｃ）に示した各ドットパターンの画質の善し悪しを、評価値Ｄｓによって比較する。図９（ａ）と図９（ｂ）は、それぞれ図６（ｂ）と図６（ｃ）と同じものであり、ドットパターンと対応するＯＦＦドット塊をあわせて図示するため、以下図９で説明をする。
【００６１】
まず、図９（ａ）に示したドットパターンにおいて、上記▲１▼の処理によって、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを求める。これは、図９（ｃ）に示すようになり、ＯＦＦドット数＝４０となる。次に、上記▲２▼の処理によって、そのＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求めると、ＯＦＦドット塊は２つにわかれており、それぞれ長辺８、短辺１６となるので長さを加味して周囲長Ｄ＝８０が得られる。さらに、周囲長ＤのうちＲ，ＧのＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。この長さＤｓは、図９（ｃ）に太線９０１〜９０４で示すように、長辺１６、短辺１６の合計値となるが、長さを加味して、長さ（評価値）Ｄｓ＝６４となる。ここでＯＦＦドット塊は、ＯＦＦドットの画素を碁盤の目状に並べたときにちょうど分割されるところがあればちょうど分割される部分を採用する方が評価値としての精度が高いことがわかっている。
【００６２】
同様に、図９（ｂ）に示したドットパターンにおいて、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを求めると、図９（ｄ）に示すようになり、ＯＦＦドット塊を構成するＯＦＦドット数＝３６となる。次に、そのＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求めると、長辺１２、短辺３６で周囲長Ｄ＝７２となる。さらに、周囲長ＤのうちＲ，ＧのＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。この長さＤｓは、図９（ｄ）に太線９０５〜９１６で示す各辺の合計値となる。即ち、長辺８、短辺１６で、長さ（評価値）Ｄｓ＝４０となる。
【００６３】
図９（ａ）と（ｂ）の双方のドットパターンの評価値Ｄｓ＝６４とＤｓ＝４０を比較すると、（ａ）のドットパターンの評価値Ｄｓが大きいので、長手方向に１画素分マトリクスずらしを行った方が、短手方向に１画素分マトリクスずらしを行った場合に比べてＯＮドットの光がＯＦＦドットへ多く照射され、ＯＮ／ＯＦＦドットパターンの明暗が目立ちにくくなるため、画質が良いことが分かる。なお、ここで説明した評価値は例であって、本発明は具体的な評価値の計算方法を問うものではない。
【００６４】
このように、本実施の形態の画像処理装置によれば、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素の同一色が一列に配列されたＬＣＤパネル１０４を備え、ディザ処理手段１０３で、入力手段１０１で得られた入力画像データのＲ，Ｇ，Ｂの各々の画像を示すプレーン毎に、マトリクスを対応付けて多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行い、この処理が施された画像データに基づく画像をＬＣＤパネル１０４に表示する。この場合、ディザ処理手段１０３が、プレーン毎にマトリクスを対応付ける際に、マトリクス移動手段１０２で、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けるようにした。
【００６５】
この構成によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けることによって、纏まって１画素を形成するＲ，Ｇ，Ｂのうち１色のマトリクスがサブピクセルの長手方向にずらされることになる。このずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。言い換えれば、ＯＮとＯＦＦのドットが交番する空間周波数が高くなって視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなる。つまり、中間調（平均階調）に感じやすくなる。従って、液晶表示パネルにカラー表示される画像の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることができる。
【００６６】
また、ディザマトリクスのサイズが大きくなるとずらし方は膨大になるが、ディスプレイのサブピクセル形状からずらし量を探索する方向を長手方向に限定することができるので、従来のように短手方向でも探索するといった無駄な探索を行わなくて済むようになる。つまり、効率よくマトリクスのずらし量を探索することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態における画像処理装置は、マトリクスを一つ記憶する記憶手段と、色毎のマトリクスのずらし量を記憶する記憶手段とを備えているが、これらの代わりに、予め作成した色毎のマトリクスで、ある色のマトリクスが別の色のマトリクスに対して長手方向にずれた状態となっている色毎のマトリクスをメモリに記憶しておく形態をとってもよい。
【００６８】
続いて、本実施の形態に係る画像処理プログラムおよび、その画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。記録媒体とは、コンピュータの読み取り機能にプログラムのデータ内容を伝達できるものであり、例えばコンピュータに、内蔵、外付けまたは着脱される各種の磁気ディスク、光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが該当する。
【００６９】
このような記録媒体のプログラム記録領域に、画像処理プログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータに、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素が碁盤の目状に配列された液晶表示パネルに、２値または多値の分散型の組織的ディザ法による擬似中間調処理が施された画像データに基づく画像を表示する処理を実行させるものであり、上記の擬似中間調処理を行う際に、一つのマトリクスと色毎のずらし量情報をもとに、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも１色に対してはマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを対応させる。
【００７０】
また、長手方向にずらす量としては、評価値などから予め決めておいてもよいし、１画素分だけずらす処理を実行させるようにしても良い。また、ずらす色については、最も輝度に寄与する色のマトリクスをずらすようにしても良い。さらにいえば、色毎のマトリクスのずらし量は、最も輝度に寄与する色のマトリクスと次に輝度に寄与する色のマトリクスが、結果として長手方向にずれた関係となるようになっていればよい。
【００７１】
また、本実施の形態における画像処理プログラムでは、一つのマトリクスを元に色毎にマトリクスをずらす処理を行っていたが、予め色毎にずれた状態のマトリクスを生成してメモリに記憶しておき、実行時にはこれらの色毎のマトリクスを参照して擬似中間調処理を行わせるようにしても、結果として色毎のマトリクスのずらし量は、最も輝度に寄与する色のマトリクスと次に輝度に寄与する色のマトリクスが、結果として長手方向にずれた関係となるようになっているので、この場合も本発明の一実施形態の範囲と言える。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に於いては種々なる態様での実施が可能である。
【００７３】
例えば、以下のような変形例も可能である。変形例１：上記実施例では画像表示手段としてＬＣＤパネルを適用したが、複数色のサブピクセルから１画素が構成される画像表示手段であればこれに限定されるものではない。例えば、ＥＬパネルやＰＤＰなどの表示パネルに適用することもできる。変形例２：上記実施例では画像表示手段としてサブピクセルが長方形状のものであるとして、かつ同色は縦方向に一列に配列されたストライプ型の配列であるＬＣＤパネルとして説明したが、サブピクセルが長方状であれば必ずしも同一色が縦方向に一列に配列されていなくても例えばジグザク状に配列されているパネルに適用することもできる。変形例３：上記実施例では、本発明を１画素を構成する複数色がＲ、Ｇ、Ｂである場合に適用したが、これに限定されるものではない。例えば、複数色がＣ，Ｍ、Ｙ、Ｋなどの場合にも適用することができる。変形例４：サブピクセルの形状は長方形状として説明したが、正確な長方形である必要はなく、縦方向と横方向が均一でないパネル、例えば楕円形状のサブピクセルを持つパネルに対しても有効であり、これらを含めて長方形状とする。
【００７４】
また、本発明で用いられる１画素を構成する複数色の少なくとも１色に対応するサブピクセルの長手方向にずれたマトリクスが、画像処理装置、画像処理プログラムにおいてメモリに記憶または記録媒体に記録されている場合を例示したが、ずれた状態のマトリクスは固定的に記憶されている必要はなく、ユーザの操作により通信システムなどを介して入手されるようにしても良い。あるいは、画像ファイルのヘッダ部分に組み込むなどの方法によって、画像データに前記マトリクスを添付し、画像閲覧の都度、マトリクスを取得するようにしても良い。また、通信システムやヘッダに組み込まれる情報としては、色毎にずれた状態のマトリクスそのものであっても良いし、色毎のずらし量に関する情報であっても良い。
【００７５】
最後に、本発明は上述のように画像処理装置としての構成、画像処理方法の発明としての構成、また、これらを実現するプログラム、そのプログラムに供されるデータおよびそのプログラムを記録した記録媒体、プログラムまたはプログラムに供されるデータを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像処理方法によれば、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素が配列された液晶表示パネルに、多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理が施された画像データに基づく画像を表示する場合にあって、多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行う際に、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも１色のマトリクスを、サブピクセルの長手方向にずらすようにした。
【００７７】
つまり、纏まって１画素を形成するＲ，Ｇ，Ｂのうち１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすようにしたので、ずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となる。これによって、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。従って、液晶表示パネルにカラー表示される画像の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記画像処理装置におけるＬＣＤパネルのサブピクセル形状および画素を示す図である。
【図３】４×４のマトリクスにおける一般的なマトリクスずらしを説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るマトリクスずらしを説明するための図である。
【図５】空間周波数と視覚感度との特性図である。
【図６】４×４のベイヤー型マトリクスを長手方向と短手方向との各々にずらした状態を示す図である。
【図７】１サブピクセルの長方形の長辺Ｌおよび短辺Ｓを示すと共に、長辺Ｌおよび短辺Ｓから放射される光量を示す図である。
【図８】評価値算出時において短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを抽出する際の合否のサブピクセル配置例を示す図である。
【図９】短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドット塊の周囲長のうちＲ，ＧのＯＮドットと当接した長さ（評価値）を示す図である。
【図１０】２値ディザを説明するためのマトリクス図である。
【図１１】多値ディザを説明するためのマトリクス図である。
【図１２】Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に別々のディザマトリクスを対応付けるための装置のブロック図である。
【図１３】ずらし量の評価値の計算方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 画像処理装置
１０１ 入力手段
１０２ マトリクス移動手段
１０３ ディザ処理手段
１０４ ＬＣＤパネル
２０１ 各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂ三原色のサブピクセルの纏まりによる１画素
５０１ 空間周波数−視覚感度特性曲線
７０１ 長方形状サブピクセルの短辺からの光量
７０２ 長方形状サブピクセルの長辺からの光量
９０１〜９１６ ＯＦＦドット塊周囲長におけるＲ，ＧのＯＮドットとの当接部分
１２０１〜１２０３，１２１０ メモリ
１２０４〜１２０６ ディザ処理手段
１２１１〜１２１３ アドレッシング手段
Ｒｍ Ｒのディザマトリクス
Ｇｍ Ｇのディザマトリクス
Ｂｍ Ｂのディザマトリクス
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や携帯情報端末機並びにパーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載されている液晶表示装置、ＥＬ表示装置やＰＤＰなど様々な表示装置の中で、複数色のサブピクセルが長方形状にて構成される表示装置に画像を表示する際に適用される画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機などの画像表示部には、モノクロまたはカラーの液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルが用いられている。このＬＣＤパネルでは、マトリクス状に配置された液晶セルへの駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより液晶の透過率を変化させ、２階調の文字や画像を表示するようになっている。最近では、携帯電話機におけるインターネット機能などの多機能化に伴い、ＬＣＤパネルに対して、画像を含むより多くの情報を多階調かつ高画質で表示することが要求されている。
【０００３】
ＬＣＤパネルに画像をカラー表示する場合、ＬＣＤパネルが表示可能な階調数が少ないとグラデーション部分に擬似輪郭と呼ばれる等高線状の輪郭が生じて画質が低下する。分散型のマトリクスを用いた組織的ディザ法などによる擬似中間調表示を行うとこの問題が解消されて画質が向上することが知られており、ディザマトリクスずらし（単に、マトリクスずらしと呼ぶ）によってさらに画質が向上することが知られている。ここで、マトリクスとは、閾値が行／列方向に所定数配置されたもので、１画素を構成する複数色のいずれか１色に対応付けられるものをいう。また、マトリクスずらしとは、色毎にマトリクスを適用する際に、一種類のマトリクスを平行移動した状態で適用する技術のことをいう。
【０００４】
このマトリクスずらしを適用した公知例として、特許第２６２２４２９号公報の記載内容がある。この内容は、３００ｄｐｉの低解像度において、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のマトリクスを１画素分ずらす処理を行うことによって、視覚的に好ましい結果を得るといったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のマトリクスずらしを行う画像表示方法においては、単に低解像度でＲ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のマトリクスを１画素分ずらす処理を行うといった技術内容しか記述されていない。その効果も視覚的に好ましい結果が得られるといったものである。つまり、どの様な思想でマトリクスずらしを行えば良いか、また、マトリクスずらしによってどの様な作用で画質が向上するかを、具体的に示した技術ではない。
【０００６】
この他の公知技術として、Ｒ．Ｊ．Ｋｌｅｎｓｃｈ，Ｄｉｅｔｒｅｃｈ Ｍｅｙｅｒｈｏｆｅｒ，Ｊ．Ｊ．Ｗａｌｓｈ，ＲＣＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ，ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＧＲＡＰＨＩＣ ＡＲＴＳ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ，ｐｐ．３０２−ｐｐ．３２０，１９７０の論文に、スクリーン角を与えずにモアレや色ずれを最小にできる方法として、同じマトリクスに基づいて各色で異なるパターンを持つマトリクスという記載がある。
【０００７】
公知技術の内容は、マトリクスずらしに相当すると考えられるが、技術内容においては、どの様な思想でマトリクスずらしを行えば良いか、また、マトリクスずらしによってどの様な作用で画質が向上するかを、具体的に示した技術ではない。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、サブピクセルが長方形状で形成される表示装置にカラー画像を表示する際の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることを特徴とする画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像処理方法は、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示するための画像処理方法であって、色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理であり、擬似中間調処理を行う際に、上記複数色の少なくとも１色のマトリクスを他のいずれかの色のマトリクスに対して、上記長方形のサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを適用することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、纏まって１画素を形成する複数色のうち少なくとも１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（表示するサブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する確率が高くなるので、ＯＮドットとなるサブピクセルの分散性が高くなり、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対してより多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。言い換えれば、ＯＮとＯＦＦのドットが交番する空間周波数が高くなって視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなる。つまり、中間調（平均階調）に感じやすくなる。
【００１１】
また、本発明の画像処理方法においては、長手方向にずらす際に、最も輝度に寄与する色のマトリクスを次に輝度に寄与する色のマトリクスに対してずらすことを特徴としている。
【００１２】
この方法によれば、もっとも影響の強い最も輝度に寄与する色と次に輝度に寄与する色のマトリクスの相対位置をずらすことになるので、支配的な２色の位置関係を決定することで、最も輝度に寄与する色のＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射される状態となってより多く照射される状態となって画像の明暗が目立ちにくくなり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００１３】
また、本発明の画像処理方法においては、長手方向にずらす際に、１画素分だけずらすことを特徴としている。
【００１４】
この方法によれば、画像の空間周波数がマトリクスの持つ周波数成分と干渉して画質が劣化する可能性を避けることができ、安定して高画質画像を得ることができる。現在用いられている液晶表示パネルの解像度は８５ｐｐｉ程度と低いため、擬似中間調処理としてディザ法を採用する場合には、分散型のディザマトリクスが用いた組織的ディザ法が用いられる。分散型のディザマトリクスは、１つ１つのドットが空間的に分散したドットパターンを生じる特徴を有するためドットが隣接して生じにくいようにマトリクスが構成されている。ドットが隣接しないためには最低１画素分の間隔が必要になるので、マトリクスを１画素分ずらすと、ドットがまばらな状態からとドットが隣接せずに詰まった状態までの幅広い階調範囲のドットパターンに対して、ずらした色のＯＮドットが、その他の色のＯＦＦドットの間に介在する状態を作ることができる。一方、ずらす量を２画素以上とすると、ドットパターンの周期とずらす量が一致してしまうことがあり、この場合ずらしの効果が小さくなることがあるため、効果のある階調範囲が狭くなってしまう。つまり、ディザマトリクスが分散型であれば、全てのドットパターンについて１画素分のマトリクスずらしは効果がある。
【００１５】
また、本発明の画像処理装置は、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示する画像処理装置であって、色毎の分散型のマトリクスを記憶しておくマトリクス記憶手段と、該マトリクス記憶手段に記憶されたマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行う擬似中間調処理手段を有し、上記マトリクス記憶手段には、上記複数色のうち少なくとも１色に対応するマトリクスの閾値をサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを使用して疑似中間調処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
この装置によれば、複数色のうち少なくとも１色に対して、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けることによって、纏まって１画素を形成する複数色のうち１色のマトリクスがサブピクセルの長手方向にずらされることになる。このずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００１７】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクスは、色毎にメモリに記憶し、複数色からなる画素データをそれぞれ対応する色のマトリクスを使用して疑似中間調処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
この装置によれば、予め色毎のマトリクスを決定して記憶しておくので、疑似中間調処理が高速に実現することができる。
【００１９】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクスは、一つの基本マトリクスと該基本マトリクスからの色毎のずらし量をメモリに記憶し、複数色からなる画素データを、上記基本マトリクスと色毎のずらし量から求められる、対応するマトリクス要素を使用して疑似中間調処理を行う
この装置によれば、記憶しておくマトリクスは基本の一つと、色毎のずらし量でよく、メモリの記憶領域を節約することができる。
【００２０】
また、本発明の画像処理装置においては、上記の画像処理装置において、上記長手方向にずらしたマトリクス情報は、ネットワークからダウンロードされてなることを特徴とする。
【００２１】
この装置によれば、長手方向にずらしたマトリクス情報はネットワークからダウンロードされるので、ずらし量などのパラメータの変更を、適宜変更することが可能となり好都合である。
【００２２】
また、本発明の画像処理プログラムは、各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に、画像を表示するための画像プログラムにおいて、色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行い、擬似中間調処理を行う際に、上記複数色の少なくとも１色のマトリクスを、上記サブピクセルの長手方向にずらす画像処理をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００２３】
このプログラムによれば、纏まって１画素を形成する複数色のうち少なくとも１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（表示するサブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する確率が高くなるので、ＯＮドットとなるサブピクセルの分散性が高くなり、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対してより多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００２４】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の画像処理プログラムを記録したことを特徴としている。
【００２５】
この記録媒体によれば、当該記録媒体に記録された画像処理プログラムをコンピュータに実行させ、纏まって１画素を形成する複数色のうち１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすことによって、ずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、均一な濃度の画像に対しても画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態について説明するに先立って、カラー画像を対象とした２値および多値の組織的ディザ法について説明する。ディザ法は、表示階調数が少ないデバイスにおいて、表示階調の中間の階調を擬似的に見せる方法である。表示階調数が２値のものを２値ディザ、３値以上のものを多値ディザと呼ぶ。多値ディザは２値ディザの組合せで構成される。
【００２７】
始めに単色の２値ディザについて説明する。まず、図１０（ｃ）に示す閾値の順序を示すディザマトリクスを決定し、ディザマトリクスから（ｂ）に示す閾値マトリクスを算出する。次に（ａ）に示す入力画像と（ｂ）に示す閾値マトリクスとを比較し、入力画像のある画素の値が対応する閾値に比べて大きいかまたは等しければ２５５を出力し、小さければ０を出力する閾値処理を行い、（ｄ）に示す０，２５５の２値から成る出力画像（擬似中間調画像）を出力する。今、入力画像（ａ）は１２８の均一な濃度の画像であるが、出力画像である（ｄ）に示す擬似中間調画像の平均値は１２８であり、０，２５５の２値のパターンによって擬似的に中間調１２８が表現されることになる。
【００２８】
多値ディザは、用いられる多値に従って入力階調の範囲を区切り、それぞれの範囲内で２値ディザを行うことで実行される。多値が４値で、出力階調が０，８５，１７０，２５５の場合、入力階調は▲１▼０−８５、▲２▼８６−１７０、▲３▼１７１−２５５の３つの範囲に区切られる。
【００２９】
まず、入力画像がどの階調範囲に属するかによって、図１１（ａ）に示すディザマトリクスから（ｂ）〜（ｄ）に示すいずれかの閾値マトリクスを生成する。入力画像が図１０（ａ）の場合、階調１２８は範囲▲２▼に含まれるので、（ｃ）に示す閾値マトリクスが生成される。次に、（ｃ）の閾値マトリクスを用いて階調８５，１７０による２値ディザを実行し、（ｅ）のような擬似中間調画像を出力する。ここで、（ｂ）〜（ｄ）に示す閾値マトリクスは毎回生成する必要はなく、予め生成しておいてもよい。また、この他にも多値ディザを実現する手順は知られているが、本発明はディザのマトリクスに関するもので、ディザの閾値を適用する具体的な方法にはよらない。
【００３０】
以上は、１画素が一色（グレイ）から成る画像に対してディザを行う場合であった。カラー画像に対してディザを行う際は、カラー画像の１画素がＲ、Ｇ、Ｂ三色から構成される場合、１画素をＲ、Ｇ、Ｂ各色成分へ分けて、それぞれ１色から成る画像として捉えてディザを行う。この時、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色には同じマトリクスを使っても良いし、別々のマトリクスを使っても良い。
【００３１】
また、各色に別々のディザマトリクスを対応付ける場合には、図１２（ａ）に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のマトリクスを個別にメモリ１２０１〜１２０３に記憶して、ディザ処理手段１２０４〜１２０６でディザ処理すれば良い。しかし、別々のディザマトリクスが、単一のマトリクス及びそれをあるオフセット分だけずらしたもので構成される場合には、（ｂ）に示すように、１つのマトリクスをメモリ１２１０に保持しておき、読み出し時にＲ、Ｇ、Ｂ毎に独立したアドレッシング手段１２１１〜１２１３によって、各色に別々のディザマトリクスを対応付けても良い。
【００３２】
マトリクスずらしを行うアドレッシング手段１２１１〜１２１３は下式（１）と（２）によって表すことができる。ここで、マトリクスサイズはｘ方向がｘ＿ｓｉｚｅ、ｙ方向がｙ＿ｓｉｚｅとし、マトリクスのずらし量を（ｘ＿ｓｈｉｆｔ，ｙ＿ｓｈｉｆｔ）としたときに、入力画像の（ｉ，ｊ）の画素に対して、マトリクスの（ｍ，ｎ）の閾値を対応させればよいことになる。また、アドレッシング手段１２１１〜１２１３を同一に設定すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に同一のマトリクスを対応付けることもできる。
【００３３】
ｍ＝（ｉ−ｘ＿ｓｈｉｆｔ）％ｘ＿ｓｉｚｅ …（１）
ｎ＝（ｊ−ｙ＿ｓｈｉｆｔ）％ｙ＿ｓｉｚｅ …（２）
なお、以上はカラー画像の１画素がＲ、Ｇ、Ｂの三原色から構成される場合で例示したが、カラー画像を構成する色の構成はＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋなどの他の複数色から構成されることもあるので特定の色に限定するわけではない。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００３６】
この画像処理装置１００は、入力手段１０１と、マトリクス移動手段１０２を有するディザ処理手段１０３と、カラー表示を行うＬＣＤパネル１０４とを備えて構成されている。
【００３７】
入力手段１０１は、スキャナや撮像手段などで得られた画像を入力画像データとして取り込む。
【００３８】
ＬＣＤパネル１０４は、各々が長方形のＲ、Ｇ、Ｂ三原色のカラーフィルタがストライプ状に配列された画面を備え、この画面に、各カラーフィルタの透過光の混色によってフルカラーの画像を表示する。言い換えれば、図２に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ個々が長方形であるサブピクセル（ドットとも呼ぶ）を一塊りとする画素２０１を有し、この画素２０１が碁盤の目状あるいはタイル状に縦および横方向に配置されて成る画面に画像の表示を行う。
【００３９】
ディザ処理手段１０３は、入力手段１０１によって取り込まれた入力画像データを、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の画像を示す色毎のプレーンに分離し、このＲ、Ｇ、Ｂのプレーン毎に、ディザマトリクスを基に設定された閾値マトリクスを対応付けて多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行う。そして、擬似中間調処理後の画像データを一纏めにしてＬＣＤパネル１０４へ出力する。
【００４０】
マトリクス移動手段１０２は、ディザ処理手段１０３が、Ｒ、Ｇ、Ｂのプレーン毎に閾値マトリクスを対応付ける際に、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち少なくとも一色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にｎ画素分だけずれた状態の閾値マトリクスを対応付ける処理を行う。この処理が、本実施の形態の特徴となるマトリクスずらしである。
【００４１】
このマトリクスずらしについて詳細に説明する。まず、一般的なマトリクスずらしとは、図３に示すように、マトリクスを４×４とした場合、画像３０１に対して、Ｒ、Ｇ、ＢのディザマトリクスＲｍ、Ｇｍ、Ｂｍを、３０２で示す碁盤の目状に敷き詰める際に、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のマトリクスを碁盤の目３０２のグリッド（格子）から平行移動によってずらす処理である。図３にはマトリクスずらしなしの場合と、ＧのディザマトリクスＧｍのみを（１，１）ずらした場合を示した。ここで（１，１）はマトリクスずらし量を座標（ｘ，ｙ）で表したもので、ディザマトリクスずらし無しの状態が（０，０）、右方向にディザマトリクスを１画素ずらした場合にはｘが正の１となり、下方向に１画素ずらした場合にはｙが正の１となるように、ずらした画素数に、ずらした方向を正または負の符号を付して表している。
【００４２】
このようなマトリクスずらしを行う際に、本実施の形態では、マトリクス移動手段１０２が、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも１色のディザマトリクスを、サブピクセルの長手方向にｎ画素分ずらすことを特徴とする。図４に、マトリクスずらし無しの状態と、Ｇのディザマトリクスのみを長手方向に１画素分ずらした例を比較して示す。
【００４３】
図４（ａ）はマトリクスずらし無し場合のＲ、Ｇ、Ｂに対するディザマトリクスと、Ｒ、Ｇ、Ｂがそれぞれ全体の半分の画素が点灯するような均一な濃度のデータが入力された場合のドットＯＮのパターンを示したものである。図４（ｂ）はＧに対してのみ（０，１）だけマトリクスずらしを行った場合のＧのマトリクスと、そのときのＲ、Ｇ、Ｂがそれぞれ全体の半分の画素が点灯するような濃度のデータが入力された場合のドットＯＮのパターンを示したものである。ここで、ＲとＢに関してはマトリクスずらしなしの場合のディザマトリクスが使われるので、ＲとＢに関してはＯＮするドットの位置はマトリクスずらしなしの場合と同じであるが、Ｇに関しては（０，１）だけマトリクスずらしを行っているのでＧに関しては（０，１）だけシフトした位置のドットがＯＮすることになる。なお、マトリクスは画像に対して碁盤の目状に繰り返して対応させるので、マトリクスずらしをした後の（ｂ）に示したＧのマトリクスは、（ａ）に示すディザマトリクスの最下行「１５，７，１３，５」が、最上行にシフトした状態となっている。
【００４４】
図４のマトリクスずらし無しの場合のＯＮドットパターン（ａ）とマトリクスずらしをした場合のＯＮドットパターン（ｂ）とを比較すると、マトリクスずらしをした場合のＯＮドットパターン（ｂ）の方がＯＮドットパターンのｘ方向の空間周波数が高くなる。一般に、空間周波数と視覚感度の関係は、図５の曲線５０１で示すように、空間周波数が高くなるほど視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなるので、より高い空間周波数を持つ（ｂ）のＯＮドットパターンの方がＯＮドットの塊とＯＦＦドットの塊が別々な塊として認識されるのではなく、より均一に感じることになり、人の目には、平均濃度の中間調として感じることになる。いま、入力は半分のドットが点灯するようなグレイの均一なデータを入力として想定していたので、より平滑化された平均濃度の中間調として感じる方が画質が高いといえるので、マトリクスずらしにより画質が向上することがわかる。ここで、マトリクスずらしを行う色は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち明るさの強さを示す輝度が最も高いＧをずらした場合に特に有効である。また、マトリクスのずれは色間の相対的な問題であるので、Ｇのみをずらす代わりに、ＲとＢを同じだけ反対方向にずらしても同様の効果を得ることができる。さらには、もっとも輝度に関与する色と次に輝度に関与する色の相対的な位置関係の影響がもっとも重要になるので、特にこの２色に関する相対的な位置をずれるような関係としておくことが重要である。
【００４５】
次に、このように、サブピクセルの長手方向にマトリクスずらしを行うと画質が向上する理由を、より広い条件の場合について説明し、さらにマトリクスずらしのずらし量の決定方法について説明する。
【００４６】
擬似中間調画像においては、均一なデータが入力されたときに、ＯＮ／ＯＦＦドットパターンの明暗がより目立たなくて、均一な中間調に見える方が画質が高いといえる。このためにはＯＮドットの分散性とＯＮドットとＯＦＦドットの配置関係をドットの形状と合わせて考慮する必要がある。サブピクセルのドット形状が長方形状の場合には、画面に対して水平方向の光の成分で、ＯＦＦドットの画素に対する光の洩れ分を考えるとＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射される程に画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。
【００４７】
例として、図６の（ａ）に示すように、Ｒ，Ｇの各４ドットがＯＮしたパターンを考える。ここで、Ｂドットについては輝度に与える影響が小さく、輝度の均一性という観点での画質にあたえる影響は小さいため点灯していないものとし、またＲとＧについては、一般的には中間階調であるが、説明のため２値の状態つまりドットがＯＮ／ＯＦＦの２状態のみの場合で説明する。
【００４８】
このような条件において、図６（ａ）に示すマトリクスずらし無しのドットパターンが表示されているときに、同じ画像に対してマトリクスをずらした場合のＯＮドットは、長手方向（ｙ方向）に１画素分ずらした場合には（ｂ）に示すパターンとなり、また、短手方向（ｘ方向）に１画素分ずらした場合には（ｃ）に示すパターンとなる。ここで、サブピクセルの画面に対して水平方向の放射光を考える。図７（ａ）がサブピクセルの形状モデルの例で、１サブピクセルの長方形の長辺Ｌ＝３、短辺Ｓ＝１の比率となっていて、３色分のサブピクセルが合わせて略正方形となるようにサブピクセルの形状が形成されている。このときＧのサブピクセルがＯＮの時に周囲へ放射する光量は図７（ｂ）に示すように、矢印７０１で示す長辺からの光量と、矢印７０２で示す短辺からの光量とでは、ほぼ３：１となる。
【００４９】
このようなＯＮドットの光がＯＦＦドットへ照射される状態を、図６（ａ）〜（ｃ）において考察する。（ａ）では、ＯＮドットのＲとＧの各々１つの長辺が当接しているので、その長辺の光はＯＦＦドットヘ直接照射されていない。また、２および４行目のＯＦＦドット列には、ＲとＧの短辺からしか光が照射されない。（ｂ）では、ＲとＧとの全ての長辺がＯＦＦドットと当接しているので、ＯＮドットの全長辺の光がＯＦＦドットヘ直接照射されている。（ｃ）では、１つのＯＦＦドットの両側に長辺を当接してＲとＧが配置された箇所が生じるので、この箇所ではＲとＧの光が１つのＯＦＦドットのみに照射される状態が生じる。また、２および４行目のＯＦＦドット列には、ＲとＧの短辺からしか光が照射されない。
【００５０】
このことから（ａ）〜（ｃ）に楕円で囲む各ＯＦＦドット塊を比較すると、（ｂ）および（ｃ）のずらし有りに比べ、（ａ）のずらし無しの方が暗く、明暗パターンが目立ち、さらに、（ｂ）の長手方向のずらしに比べ（ｃ）の短手方向のずらしの方が洩れ光による画像輝度を均一にする効果が小さいため、明暗パターンが目立つ。従って、マトリクスをずらす方向としては、（ｂ）のように、サブピクセルの長手方向にマトリクスずらしを行うと、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して、より多く照射されるので、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となることが分かる。
【００５１】
次に、長手方向にずらす場合、何画素分ずらせば良いかを、サブピクセル形状に基づいてＯＮドットの光がＯＦＦドットへどれだけ照射されているかを示す評価値を導入することによって決定する方法について説明する。
【００５２】
この評価値は、例えば次の▲１▼〜▲４▼のようにして計算することができる。ここでは、図８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、評価値がどのようになるかを比較しながら説明する。
【００５３】
▲１▼では、評価対象である１つのディザマトリクスにおけるＯＮ／ＯＦＦドットパターン（以下、評価パターンと呼ぶ）において、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを抽出する。この際、（ｃ）に示す単独のＯＦＦドットや、（ｄ）に示す１ドット幅で長手方向に連結したＯＦＦドットは無視する。但し、（ｂ）に示すように、短手方向に２つ以上連結したＯＦＦドット塊が、１ドット幅で上下に連結している場合は抽出する。
【００５４】
▲２▼では、▲１▼の処理で抽出したＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求める。この周囲長Ｄは、１つのドット（サブピクセル）形状が、例えば図７（ａ）に示した寸法を有する長方形であれば、図８（ａ）に示すＯＦＦドット塊の場合、長辺が２、短辺が２で、長さを考慮して周囲長Ｄ＝１０となる。次に、求められた周囲長ＤのうちＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。図８（ａ）の場合は、長辺が２ヶ所あるので、評価値Ｄｓ＝６となる。
【００５５】
▲３▼では、▲１▼および▲２▼の処理を、マトリクスが表現できる独立な全てのドットパターン、つまりＯＮドットの数が１個からマトリクスサイズの全数がＯＮドットとなる場合までの全ての評価パターンに対して行い、各々の評価値Ｄｓを合計した総評価値Ｄｓｔを求める。図１３は▲３▼の処理を説明するための図で、Ｒのドットパターンを上辺に、Ｇのドットパターンを左辺に配置し、それぞれを組み合わせた状態のパターンが点線の四角の中にあるパターンで、全ての評価パターンを示している。この点線の四角の中にあるパターンのそれぞれに対して評価値Ｄｓを計算し、全てのパターンに対する評価値Ｄｓを合計した総評価値Ｄｓｔを求めればよい。
【００５６】
▲４▼では、▲１▼〜▲３▼の計算を、ディザマトリクスを長手方向にずらした場合について、ずらし量０から [長手方向のマトリクスサイズ]−１の場合までの全ての場合について行い、それぞれのずらし量における総評価値Ｄｓｔを求め、総評価値Ｄｓｔ最大となるときのマトリクスずらし量をずらし量として選択すればよい。
【００５７】
このように求められた総評価値Ｄｓｔは、ＯＮドットと当接するＯＦＦドット塊の境界の長さを示し、その値が大きいほどＯＮドットの光がＯＦＦドットヘ多く行き渡っており画質が良いことを示すものとなる。
【００５８】
この評価値Ｄｓを用いる方法は、上記のようにマトリクスが表現できる独立な全てのドットパターンから成る評価パターン全てに対して総評価値Ｄｓｔを求めることによって、画質が最適となるマトリクスずらしのずらし方向並びにずらし量を決定する用途に用いることができると共に、評価パターン個々の評価値Ｄｓの大小からその評価パターン（ドットパターン）の画質の良し悪しを比較する目的にも使うことができる。
【００５９】
このように、総評価値Ｄｓｔによって決定されたマトリクスのずらし量は、マトリクス移動手段１０２にて、マトリクスずらしを行う際のずらし量として使用される。なお、マトリクスを実際に色毎にずらす方法としては、予め色毎にずらしたマトリクスを用意しておき、色毎に対応するマトリクスを使用してもよいし、あるいは一つのマトリクスと色毎のずらし量の情報を記憶しておき、画像データへ対応するマトリクスの要素をマッピングするときに、ずらし量の分だけずれた位置のマトリクス要素を取り出すようにしてもよい。結果としてある色のマトリクスが別の色のマトリクスに対して長手方向に相対的にずれているようになっていればよい。
【００６０】
ここで、例として、図６の（ｂ）と（ｃ）に示した各ドットパターンの画質の善し悪しを、評価値Ｄｓによって比較する。図９（ａ）と図９（ｂ）は、それぞれ図６（ｂ）と図６（ｃ）と同じものであり、ドットパターンと対応するＯＦＦドット塊をあわせて図示するため、以下図９で説明をする。
【００６１】
まず、図９（ａ）に示したドットパターンにおいて、上記▲１▼の処理によって、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを求める。これは、図９（ｃ）に示すようになり、ＯＦＦドット数＝４０となる。次に、上記▲２▼の処理によって、そのＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求めると、ＯＦＦドット塊は２つにわかれており、それぞれ長辺８、短辺１６となるので長さを加味して周囲長Ｄ＝８０が得られる。さらに、周囲長ＤのうちＲ，ＧのＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。この長さＤｓは、図９（ｃ）に太線９０１〜９０４で示すように、長辺１６、短辺１６の合計値となるが、長さを加味して、長さ（評価値）Ｄｓ＝６４となる。ここでＯＦＦドット塊は、ＯＦＦドットの画素を碁盤の目状に並べたときにちょうど分割されるところがあればちょうど分割される部分を採用する方が評価値としての精度が高いことがわかっている。
【００６２】
同様に、図９（ｂ）に示したドットパターンにおいて、短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを求めると、図９（ｄ）に示すようになり、ＯＦＦドット塊を構成するＯＦＦドット数＝３６となる。次に、そのＯＦＦドット塊の周囲長Ｄを求めると、長辺１２、短辺３６で周囲長Ｄ＝７２となる。さらに、周囲長ＤのうちＲ，ＧのＯＮドットと当接している長さ（評価値）Ｄｓを求める。この長さＤｓは、図９（ｄ）に太線９０５〜９１６で示す各辺の合計値となる。即ち、長辺８、短辺１６で、長さ（評価値）Ｄｓ＝４０となる。
【００６３】
図９（ａ）と（ｂ）の双方のドットパターンの評価値Ｄｓ＝６４とＤｓ＝４０を比較すると、（ａ）のドットパターンの評価値Ｄｓが大きいので、長手方向に１画素分マトリクスずらしを行った方が、短手方向に１画素分マトリクスずらしを行った場合に比べてＯＮドットの光がＯＦＦドットへ多く照射され、ＯＮ／ＯＦＦドットパターンの明暗が目立ちにくくなるため、画質が良いことが分かる。なお、ここで説明した評価値は例であって、本発明は具体的な評価値の計算方法を問うものではない。
【００６４】
このように、本実施の形態の画像処理装置によれば、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素の同一色が一列に配列されたＬＣＤパネル１０４を備え、ディザ処理手段１０３で、入力手段１０１で得られた入力画像データのＲ，Ｇ，Ｂの各々の画像を示すプレーン毎に、マトリクスを対応付けて多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行い、この処理が施された画像データに基づく画像をＬＣＤパネル１０４に表示する。この場合、ディザ処理手段１０３が、プレーン毎にマトリクスを対応付ける際に、マトリクス移動手段１０２で、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けるようにした。
【００６５】
この構成によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも１色のプレーンに、閾値がサブピクセルの長手方向にずれた状態のマトリクスを対応付けることによって、纏まって１画素を形成するＲ，Ｇ，Ｂのうち１色のマトリクスがサブピクセルの長手方向にずらされることになる。このずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となるので、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。言い換えれば、ＯＮとＯＦＦのドットが交番する空間周波数が高くなって視覚感度が低下し、コントラストを感じにくくなる。つまり、中間調（平均階調）に感じやすくなる。従って、液晶表示パネルにカラー表示される画像の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることができる。
【００６６】
また、ディザマトリクスのサイズが大きくなるとずらし方は膨大になるが、ディスプレイのサブピクセル形状からずらし量を探索する方向を長手方向に限定することができるので、従来のように短手方向でも探索するといった無駄な探索を行わなくて済むようになる。つまり、効率よくマトリクスのずらし量を探索することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態における画像処理装置は、マトリクスを一つ記憶する記憶手段と、色毎のマトリクスのずらし量を記憶する記憶手段とを備えているが、これらの代わりに、予め作成した色毎のマトリクスで、ある色のマトリクスが別の色のマトリクスに対して長手方向にずれた状態となっている色毎のマトリクスをメモリに記憶しておく形態をとってもよい。
【００６８】
続いて、本実施の形態に係る画像処理プログラムおよび、その画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明する。記録媒体とは、コンピュータの読み取り機能にプログラムのデータ内容を伝達できるものであり、例えばコンピュータに、内蔵、外付けまたは着脱される各種の磁気ディスク、光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが該当する。
【００６９】
このような記録媒体のプログラム記録領域に、画像処理プログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータに、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素が碁盤の目状に配列された液晶表示パネルに、２値または多値の分散型の組織的ディザ法による擬似中間調処理が施された画像データに基づく画像を表示する処理を実行させるものであり、上記の擬似中間調処理を行う際に、一つのマトリクスと色毎のずらし量情報をもとに、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも１色に対してはマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを対応させる。
【００７０】
また、長手方向にずらす量としては、評価値などから予め決めておいてもよいし、１画素分だけずらす処理を実行させるようにしても良い。また、ずらす色については、最も輝度に寄与する色のマトリクスをずらすようにしても良い。さらにいえば、色毎のマトリクスのずらし量は、最も輝度に寄与する色のマトリクスと次に輝度に寄与する色のマトリクスが、結果として長手方向にずれた関係となるようになっていればよい。
【００７１】
また、本実施の形態における画像処理プログラムでは、一つのマトリクスを元に色毎にマトリクスをずらす処理を行っていたが、予め色毎にずれた状態のマトリクスを生成してメモリに記憶しておき、実行時にはこれらの色毎のマトリクスを参照して擬似中間調処理を行わせるようにしても、結果として色毎のマトリクスのずらし量は、最も輝度に寄与する色のマトリクスと次に輝度に寄与する色のマトリクスが、結果として長手方向にずれた関係となるようになっているので、この場合も本発明の一実施形態の範囲と言える。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に於いては種々なる態様での実施が可能である。
【００７３】
例えば、以下のような変形例も可能である。変形例１：上記実施例では画像表示手段としてＬＣＤパネルを適用したが、複数色のサブピクセルから１画素が構成される画像表示手段であればこれに限定されるものではない。例えば、ＥＬパネルやＰＤＰなどの表示パネルに適用することもできる。変形例２：上記実施例では画像表示手段としてサブピクセルが長方形状のものであるとして、かつ同色は縦方向に一列に配列されたストライプ型の配列であるＬＣＤパネルとして説明したが、サブピクセルが長方状であれば必ずしも同一色が縦方向に一列に配列されていなくても例えばジグザク状に配列されているパネルに適用することもできる。変形例３：上記実施例では、本発明を１画素を構成する複数色がＲ、Ｇ、Ｂである場合に適用したが、これに限定されるものではない。例えば、複数色がＣ，Ｍ、Ｙ、Ｋなどの場合にも適用することができる。変形例４：サブピクセルの形状は長方形状として説明したが、正確な長方形である必要はなく、縦方向と横方向が均一でないパネル、例えば楕円形状のサブピクセルを持つパネルに対しても有効であり、これらを含めて長方形状とする。
【００７４】
また、本発明で用いられる１画素を構成する複数色の少なくとも１色に対応するサブピクセルの長手方向にずれたマトリクスが、画像処理装置、画像処理プログラムにおいてメモリに記憶または記録媒体に記録されている場合を例示したが、ずれた状態のマトリクスは固定的に記憶されている必要はなく、ユーザの操作により通信システムなどを介して入手されるようにしても良い。あるいは、画像ファイルのヘッダ部分に組み込むなどの方法によって、画像データに前記マトリクスを添付し、画像閲覧の都度、マトリクスを取得するようにしても良い。また、通信システムやヘッダに組み込まれる情報としては、色毎にずれた状態のマトリクスそのものであっても良いし、色毎のずらし量に関する情報であっても良い。
【００７５】
最後に、本発明は上述のように画像処理装置としての構成、画像処理方法の発明としての構成、また、これらを実現するプログラム、そのプログラムに供されるデータおよびそのプログラムを記録した記録媒体、プログラムまたはプログラムに供されるデータを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像処理方法によれば、各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂの三原色のサブピクセルを纏めて１画素とし、この画素が配列された液晶表示パネルに、多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理が施された画像データに基づく画像を表示する場合にあって、多値の組織的ディザ法による擬似中間調処理を行う際に、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも１色のマトリクスを、サブピクセルの長手方向にずらすようにした。
【００７７】
つまり、纏まって１画素を形成するＲ，Ｇ，Ｂのうち１色のマトリクスをサブピクセルの長手方向にずらすようにしたので、ずらされた色のＯＮドット（サブピクセル）がＯＦＦドットの間に介在する状態となる。これによって、ＯＮドットの光がＯＦＦドットに対して多く照射される状態となり、画像の明暗が目立ちにくくなり高画質となる。従って、液晶表示パネルにカラー表示される画像の画質をディザマトリクスずらしによって向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記画像処理装置におけるＬＣＤパネルのサブピクセル形状および画素を示す図である。
【図３】４×４のマトリクスにおける一般的なマトリクスずらしを説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るマトリクスずらしを説明するための図である。
【図５】空間周波数と視覚感度との特性図である。
【図６】４×４のベイヤー型マトリクスを長手方向と短手方向との各々にずらした状態を示す図である。
【図７】１サブピクセルの長方形の長辺Ｌおよび短辺Ｓを示すと共に、長辺Ｌおよび短辺Ｓから放射される光量を示す図である。
【図８】評価値算出時において短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドットを抽出する際の合否のサブピクセル配置例を示す図である。
【図９】短手方向に２つ以上連結するＯＦＦドット塊の周囲長のうちＲ，ＧのＯＮドットと当接した長さ（評価値）を示す図である。
【図１０】２値ディザを説明するためのマトリクス図である。
【図１１】多値ディザを説明するためのマトリクス図である。
【図１２】Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に別々のディザマトリクスを対応付けるための装置のブロック図である。
【図１３】ずらし量の評価値の計算方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 画像処理装置
１０１ 入力手段
１０２ マトリクス移動手段
１０３ ディザ処理手段
１０４ ＬＣＤパネル
２０１ 各々が長方形状のＲ，Ｇ，Ｂ三原色のサブピクセルの纏まりによる１画素
５０１ 空間周波数−視覚感度特性曲線
７０１ 長方形状サブピクセルの短辺からの光量
７０２ 長方形状サブピクセルの長辺からの光量
９０１〜９１６ ＯＦＦドット塊周囲長におけるＲ，ＧのＯＮドットとの当接部分
１２０１〜１２０３，１２１０ メモリ
１２０４〜１２０６ ディザ処理手段
１２１１〜１２１３ アドレッシング手段
Ｒｍ Ｒのディザマトリクス
Ｇｍ Ｇのディザマトリクス
Ｂｍ Ｂのディザマトリクス
Claims (9)
- 各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示するための画像処理方法であって、
色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理であり、該擬似中間調処理を行う際に、前記複数色の少なくとも１色のマトリクスを他のいずれかの色のマトリクスに対して、前記長方形のサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを適用することを特徴とする画像処理方法。 - 前記長手方向にずらす際に、最も輝度に寄与する色のマトリクスを次に輝度に寄与する色のマトリクスに対してずらす
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。 - 前記長手方向にずらす際に、１画素分だけずらす
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理方法。 - 各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に画像を表示する画像処理装置であって、
色毎の分散型のマトリクスを記憶しておくマトリクス記憶手段と、該マトリクス記憶手段に記憶されたマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行う擬似中間調処理手段を有し、
前記マトリクス記憶手段には、前記複数色のうち少なくとも１色に対応するマトリクスの閾値をサブピクセルの長手方向にずらしたマトリクスを使用して疑似中間調処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 前記長手方向にずらしたマトリクスは、色毎にメモリに記憶し、複数色からなる画素データをそれぞれ対応する色のマトリクスを使用して疑似中間調処理を行う
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。 - 前記長手方向にずらしたマトリクスは、一つの基本マトリクスと該基本マトリクスからの色毎のずらし量をメモリに記憶し、複数色からなる画素データを、前記基本マトリクスと色毎のずらし量から求められる、対応するマトリクス要素を使用して疑似中間調処理を行う
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。 - 前記長手方向にずらしたマトリクス情報は、ネットワークからダウンロードされてなる
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。 - 各々が長方形状の複数色からなるサブピクセルを纏めて１画素として該画素が配列されて構成される表示装置に、画像を表示するための画像プログラムにおいて、
色毎に分散型のマトリクスを用いて２値化または多値化処理を行う擬似中間調処理を行ない、該擬似中間調処理を行う際に、前記複数色の少なくとも１色のマトリクスを、前記サブピクセルの長手方向にずらす画像処理を
コンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項８記載の画像処理プログラムを記録した
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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| JP5685064B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2015-03-18 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 画像表示装置、画像表示装置の駆動方法及び画像表示プログラム、並びに、階調変換装置 |
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2002
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