JP3997734B2 - 非線形処理装置、画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号に、それに基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた、レベルについての非線形処理による補正を施す非線形処理装置、及びその非線形処理装置を用いた画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
映像信号を、例えば、画像表示用の液晶表示パネル部等とされる画像表示部に供給して、映像信号に基づく画像を得るにあたり、映像信号に、そのレベルについての画像表示部の表示特性に応じた非線形処理による補正を施すことが提案されている。このような映像信号のレベル(電圧レベル)についての非線形処理による補正は、通常「γ補正」と呼ばれる。
【0003】
例えば、画像表示部が画像表示用の液晶表示パネル部によって形成される場合、映像信号に基づく画像表示が液晶表示パネル部に内蔵される液晶パネルにおいてなされるが、その画像表示は、原理的には、液晶パネルにおける映像信号のレベルの変化に応答した光透過率の変化に因るものとされる。
図21は、画像表示用の液晶表示パネル部に内蔵される液晶パネルの一例についての、入力電圧Vと光透過率Tとの関係を示す入力電圧−光透過率特性をあらわす。この入力電圧−光透過率特性は、一見して明らかなように非線形特性であり、斯かる表示特性を有した液晶パネルにおいて画像表示を行う液晶表示パネル部に供給される映像信号には、その非線形特性を補正すべくレベル補正がなされることが要求される。
【0004】
この要求に従って映像信号に施されるレベル補正がγ補正であり、従って、画像表示用の液晶表示パネル部が用いられる場合におけるγ補正は、液晶表示パネル部の表示特性である液晶表示パネル部に内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性に応じた、液晶表示パネル部に供給される映像信号のレベルについての非線形処理による補正とされる。
【0005】
図22は、映像信号のレベルについてのγ補正を行う従来の画像表示装置の例を示している。
この場合、カラー映像信号を形成する赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG、青色原色映像信号SBが、夫々、アナログ/デジタル(A/D)変換部121R,121G,121Bにおいてデジタル化され、デジタル赤色原色信号DR,デジタル緑色原色信号DG,デジタル青色原色信号DBとされる。
これらのデジタル赤色原色信号DR,デジタル緑色原色信号DG,デジタル青色原色信号DBは、コントラスト・ブライトネス調整部122に供給されて、夫々についてのコントラスト調整とブライトネス調整とが行われる。そして、コントラスト・ブライトネス調整部122から得られる調整されたデジタル赤色原色信号DRA,デジタル緑色原色信号DGA,デジタル青色原色信号DBAが、ホワイトバランス調整部123に供給される。
【0006】
ホワイトバランス調整部123においては、デジタル赤色原色信号DRAについてのゲイン調整部124Rによるゲイン調整、及び直流レベル調整部125Rによる直流レベル調整が行われ、直流レベル調整部125Rから調整されたデジタル赤色原色信号DRBが得られる。
また、デジタル緑色原色信号DGAについても、同様にゲイン調整部124G及び直流レベル調整部125Gによる処理が行われ、さらに、デジタル青色原色信号DBAについても、ゲイン調整部124B及び直流レベル調整部125Bによる処理が行われる。
このようにして得られるデジタル赤色原色信号DRB,デジタル緑色原色信号DGB及びデジタル青色原色信号DBBは、相互間の相対直流レベルの設定が適正になされて、ホワイトバランス調整が行われたものとされる。
【0007】
ホワイトバランス調整部123から得られるデジタル赤色原色信号DRB,デジタル緑色原色信号DGB及びデジタル青色原色信号DBBは、γ補正部126に供給される。
γ補正部126においては、デジタル赤色原色信号DRBが非線形処理部127Rによる、そのレベルについての非線形処理を受ける。
デジタル緑色原色信号DGB、デジタル青色原色信号DBBも、同様に非線形処理部127G、127Bにより非線形処理を受ける。
【0008】
非線形処理部127Rは、後述する液晶表示パネル部118Rの表示特性、即ち、液晶表示パネル部118Rに内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性とは逆の関係となる非線形特性をあらわすことになる補正信号データテーブルを内蔵しており、デジタル赤色原色信号DRBの信号レベルを、逐次、補正信号データテーブルに照合して、該当する補正信号データを読み出し、それらを信号レベルについての補正がなされたデジタル赤色原色信号DRCとして導出する。それにより、非線形処理部127Rから導出されるデジタル赤色原色信号DRCは、液晶表示パネル部118Rに内蔵された液晶パネルの、例えば、図21に示される如くの入力電圧−光透過率特性を補正すべく、その信号レベルについての非線形処理による補正、即ち、γ補正が施されたものとされる。
非線形処理部127Gも同様に、液晶表示パネル部118Gに内蔵された液晶パネルに対応したγ補正処理を、デジタル緑色原色信号DGBに対して施してデジタル緑色原色信号DGCを出力する。
また非線形処理部127Bも、液晶表示パネル部118Bに内蔵された液晶パネルに対応したγ補正処理を、デジタル緑色原色信号DBBに対して施してデジタル緑色原色信号DBCを出力する。
【0009】
γ補正部26から出力される、γ補正がなされたデジタル赤色原色信号DRC、デジタル緑色原色信号DGC、デジタル青色原色信号DBCは、それぞれD/A変換部128R、128G、128Bによってアナログ化され、γ補正がなされた赤色原色映像信号SRC’、緑色原色映像信号SGC’、青色原色映像信号SBC’とされたうえで、それぞれ表示用駆動部117R、117G、117Bに供給される。
これにより、表示用駆動部117Rから赤色原色映像信号SRC’に基づく表示用駆動信号SDR’が得られて、それが液晶表示パネル部118Rに供給される。また、表示用駆動部117Gから緑色原色映像信号SGC’に基づく表示用駆動信号SDG’が得られて、それが液晶表示パネル部118Gに供給される。さらに、表示用駆動部117Bから青色原色映像信号SBC’に基づく表示用駆動信号SDB’が得られて、それが液晶表示パネル部118Bに供給される。
【0010】
また、この図22の画像表示装置の場合、水平同期信号SH及び垂直同期SVの夫々に基づいてタイミング信号T1〜T6を形成するタイミング信号発生部119及びPLL部120が設けられている。
タイミング信号発生部119は、タイミング信号T1〜T6を表示用駆動部117R,117G,117B、及び液晶表示パネル部118R,118G,118Bに夫々供給して、これらの部位を、予め設定された所定のタイミングをもって動作させる。
【0011】
それにより、液晶表示パネル部118Rが表示用駆動部117Rからの表示用駆動信号SDR’により駆動され、液晶表示パネル部118Rにおいて、γ補正がなされた赤色原色映像信号SRC’に応じた赤色原色画像が表示される状態とされる。
液晶表示パネル部118G、118Bでも同様に、γ補正がなされた緑色原色映像信号SGC’、青色原色映像信号SBC’に応じた緑色原色画像、青色原色画像が表示される状態とされる。
【0012】
液晶表示パネル部118R,118G,118Bに夫々得られる赤色原色画像,緑色原色画像,青色原色画像は、例えば、投射レンズを含んだ投射用光学系を通じて投影スクリーンに重畳投射され、投影スクリーン上に赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBにより形成されるカラー映像信号に基づくカラー画像が得られる。
【0013】
このような従来の画像表示装置により、γ補正、即ちこの場合は、液晶表示パネル部118R,118G,118Bの夫々に内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性の補正を行うことができるが、この場合のγ補正は、液晶表示パネル部118R,118G,118Bの夫々に内蔵された液晶パネルにおいて得られる画像画面の全体に分布する画素の夫々に対応するデジタル映像信号の画素データに対して、共通に行われることになってしまう。
即ち、例えば液晶パネルにおいて得られる画像画面の中央部における画素に対応するデジタル映像信号の画素データと、同画像画面の周辺部における画素に対応するデジタル映像信号の画素データとに、同一の非線形特性に基づくγ補正が行われることになり、斯かるγ補正によっては、液晶パネルにおける画面内の位置に応じた入力電圧−光透過率特性の相違については補正できない。
【0014】
さらに、入力映像信号、即ち、赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBの夫々におけるレベル変動に起因して生じる、液晶表示パネル部118R,118G,118Bに夫々得られる赤色原色画像,緑色原色画像,青色原色画像における不所望な輝度変動や色度変動まで補正されることにはならない。
【0015】
そこで本出願人は先に、画面の水平垂直方向、つまり画面上の位置に応じた入力電圧−光透過率特性の補正を行うことができ、さらに信号レベルに応じた補正をも行うことができるようにした非線形処理装置及び画像表示装置を提案した(特願平9−271598号)。
これはつまり、γ補正された画素データを、画面上の二次元方向(水平・垂直方向)の位置と、レベルに応じて更に補正するもので、即ちγ補正処理に三次元補正を加えるものである。
【0016】
まず水平垂直方向の補正とは次のようなものである。
図23に水平垂直方向の補正のための水平垂直領域情報となる格子ブロックを示している。
この格子ブロックは、画面上のX方向(水平方向)とY方向(垂直方向)に、例えば128画素程度の単位毎に区切って格子状に複数のエリアを設定したものである。水平ラインと垂直ラインの各交点に与えられる補正値Cによって形成される。
例えばX方向に0〜pの座標を与え、Y方向に0〜qの座標を与えるとすると、「・」を付した各交点座標において、図示するようにC(0,0)、C(0,1)・・・・C(p,q)として示す各補正値が設定される。つまり(p+1)×(q+1)個の補正値が設定される。
そして、これによって4つの交点座標(補正値)によって囲まれるエリアが(p×q)個形成される。各エリアを[1,1][1,2]・・・[p,q]として示す。
【0017】
γ補正に対するさらなる水平垂直方向の補正の際は、まず画素データが、このような格子ブロックに対してどのエリアに属するデータであるかを検出する。そして、エリアを判別したら、エリア内での位置も判別し、そのエリアを構成している4つの補正値によって二次元補正値を算出する。そしてγ補正された画像データを当該算出した二次元補正値でさらに補正することで、水平・垂直方向に応じた補正が可能となる。
例えば今、或る画素データdxyを例にとっていえば、まずこの画素データdxyがエリア[5,3]に含まれるデータであることを判別し、さらに、エリア[5,3]内でどの位置に有るかも判別する。
そして、エリア[5,3]に含まれるデータであるため、その周囲の4つの補正値C(4,2)、C(5,2)、C(4,3)、C(5,3)が用いられることになり、各補正値の交点座標から、エリア[5,3]内での画素データdxyの距離によって、二次元補正値が算出される。
【0018】
三次元補正は、このような二次元補正に加えてさらにZ軸に信号レベルをとって三次元的に拡張したものである。
図23の格子ブロックを、Z軸方向に積み重ねて三次元構造とした様子を図24に示す。
Z軸方向として、信号レベルを0、1・・・rとして示すように数段階のレベル境界を設定する。各レベル境界において、図23のような二次元の格子ブロックが設定されることで、三次元的な補正値構成となる。
即ちこの場合、補正値Cは三次元座標交点毎に設定されるものとなり、補正値Cは、C(0,0,0)・・・C(p,q,r)が設定される。つまり(p+1)×(q+1)×(r+1)個の補正値が設定される。
そして、各レベル境界の間がレベルブロックL1,L2・・・Lrとされる。
また、図23に示したエリア[1,1]・・・[p,q]のそれぞれをZ方向の各レベルブロックに突き抜けたブロックを位置ブロックと呼ぶ。詳しくは後述するが、図2に位置ブロックA[i,j]を示している。
【0019】
この場合、γ補正に対する水平垂直方向及びレベルに応じたの三次元補正の際は、まず画素データが含まれるレベルブロック及び位置ブロックを判別する。
そして、レベルブロック及び位置ブロックを判別したら、レベルブロック内でのレベル及び位置ブロック内での位置も判別し、三次元補正値を算出する。この場合、或る画素データはレベルブロックと位置ブロックが交わる三次元ブロックに位置することになる。この三次元ブロックとは、つまり8つの補正値Cに囲まれたブロックである。従って、8つの補正値から、その三次元ブロック内での位置及びレベルに応じて、画素データに対応する三次元補正値が算出され、γ補正された画像データを当該算出した三次元補正値で、さらに補正することで、水平・垂直方向及び信号レベルに応じた補正が可能となる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
このような、本出願人が先に提案した技術により、非線形補正が施された映像信号を得るにあたり、その非線形補正が施された映像信号を、表示画面上の水平垂直の位置に応じた不所望な輝度変動や色度変動を補正し、さらに元の映像信号におけるレベル変動に起因して生じる、画像表示部に得られる表示画面の不所望な輝度変動や色度変動をも補正できるものとなる。
【0021】
ところで、上記の水平垂直の2次元方向の補正値の格子ブロックと画像領域は、上下左右端が一致していることが好適である。
即ち、例えば図23の格子ブロックにおける4隅の座標(0,0)(p,0)(0,q)(p,q)が、そのまま画像領域の4隅となっていることが理想である。
ここで、上記の非線形補正を行う回路を各種の表示デバイスに対する信号処理系として画像表示装置に搭載する場合を考えると、当然ながら、採用される表示デバイスの画面の解像度として各種のものが想定されるため、理想的には、解像度に応じて格子ブロックのサイズを変更して、一致させることが好ましい。
しかしながらこのためには、各種格子ブロックサイズに応じて膨大な補正値や座標値を備える必要などから回路規模が非常に大きくなってしまう。このため、通常は、格子ブロックとしては座標(及び補正値)を固定値として、1つの格子ブロックにより多様な解像度の表示デバイスに対応するようにしている。
【0022】
ところがこれにより、格子ブロックと画像領域の関係が、上下及び左右に非対称な状態となり、この結果、二次元方向での非線形特性の補正を行うと、不自然な画像状態となってしまうことがある。
例えば、解像度の高いデバイスに対応する格子ブロックが設定されている非線形補正回路が、解像度の低い表示デバイスに対する信号処理系に組み込まれた場合、格子ブロックと画像領域の相対関係が図19(a)に示すような状態となってしまう。
つまり座標(0,0)を起点として対応させることになるため、格子ブロックと画像領域のずれ量が水平方向にも垂直方向にも非対称な状態となり、この結果画像が不自然なものとなってしまう。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような状況に鑑みて、固定の格子ブロックを用いて非線形補正処理結果についての水平垂直方向の補正を行う非線形処理装置において、表示デバイスの解像度が格子ブロックに一致していなくても、補正によって不自然な画像となることが解消されるようにすることを目的とする。また、そのような非線形処理装置を搭載した画像表示装置も提供する。
【0024】
本発明の非線形処理装置は、映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段とを備えるようにする。
【0025】
また本発明の画像表示装置は、映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段と、上記合成手段から出力された映像信号に基づいて画像表示を行う画像表示部を有する画像表示手段と、を備えるようにする。
【0026】
そして、これらの非線形処理装置、又は画像表示装置において、上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直位置判別手段に対して水平方向のオフセット値、及び垂直方向のオフセット値を与えることで、上記相対位置関係を変化させるものとする。
また、上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直領域情報と上記画像領域とのずれ量が、垂直又は水平方向に平均化されるように、上記相対位置関係を変化させるものとする。
【0027】
即ち本発明では、非線形処理手段で非線形処理(γ補正)された映像信号に、三次元補正値による、画像表示部の表示画面における画素の水平方向及び垂直方向の位置及びその画素データの信号レベルに応じた、信号レベルについての三次元補正が施される。
そして、該三次元補正における水平垂直方向の二次元補正値の水平垂直領域情報(格子ブロック)と画像領域の位置関係を可変設定できるようにされていることで、各種の表示デバイスの解像度に対応して、不自然な補正結果となることを解消できるようにする。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について次の順序で説明していく。
1.画像表示装置の構成
2.位置ブロック及びレベルブロック
3.非線形補正部の構成例▲1▼
4.非線形補正部の構成例▲2▼
5.非線形補正部の構成例▲3▼
6.非線形補正部の構成例▲4▼
7.非線形補正部の構成例▲5▼
8.非線形補正部の構成例▲6▼
【0029】
1.画像表示装置の構成
まず図1により、実施の形態の画像表示装置としての構成例を説明する。
この画像表示装置は、表示デバイスとして液晶表示パネルを採用する画像表示装置の例としており、また映像信号をデジタル化してホワイトバランスや非線形処理等の信号処理を行う構成例としている。
そして特に、非線形補正部16の構成に特徴を有するものであり、非線形補正部16の構成については構成例▲1▼〜▲6▼として詳しく後述する。
本発明の画像表示装置としては、非線形補正部16の前段までの信号処理系や非線形補正部16の後段の信号処理系、及び採用される表示デバイスの種類等は、各種のものが考えられ、以下説明する画像表示装置の構成例に限定されるものではない。
【0030】
図1に示す例においては、カラー映像信号を形成する赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBが、夫々、A/D変換部11R,11G及び11Bにおいてデジタル化され、デジタル赤色原色信号DR,デジタル緑色原色信号DG及びデジタル青色原色信号DBとされる。
そしてデジタル赤色原色信号DR,デジタル緑色原色信号DG及びデジタル青色原色信号DBは、コントラスト・ブライトネス調整部12に供給されて、夫々についてのコントラスト調整とブライトネス調整とが行われる。そして、コントラスト・ブライトネス調整部12から得られる調整されたデジタル赤色原色信号DRA,デジタル緑色原色信号DGA及びデジタル青色原色信号DBAが、ホワイトバランス調整部13に供給される。
【0031】
ホワイトバランス調整部13においては、デジタル赤色原色信号DRAについてのゲイン調整部14Rによるゲイン調整、及び直流レベル調整部15Rによる直流レベル調整が行われ、調整されたデジタル赤色原色信号DRBが得られる。同様に、デジタル緑色原色信号DGAについてのゲイン調整部14Gによるゲイン調整、及び直流レベル調整部15Gによる直流レベル調整が行われ、調整されたデジタル緑色原色信号DGBが得られる。
さらに同様に、デジタル青色原色信号DBAについてのゲイン調整部14Bによるゲイン調整、及び直流レベル調整部15Bによる直流レベル調整が行われ、調整されたデジタル青色原色信号DBBが得られる。
このようにして得られるデジタル赤色原色信号DRB,デジタル緑色原色信号DGB及びデジタル青色原色信号DBBは、相互間の相対直流レベルの設定が適正になされて、ホワイトバランス調整が行われたものとされる。
【0032】
ホワイトバランス調整部13から得られるデジタル赤色原色信号DRB,デジタル緑色原色信号DGB及びデジタル青色原色信号DBBは、非線形補正部16に供給される。
非線形補正部16においては、デジタル赤色原色信号DRBが非線形処理部17Rと三次元補正部18Rとに供給され、また、デジタル緑色原色信号DGBが非線形処理部17Gと三次元補正部18Rとに供給され、さらに、デジタル青色原色信号DBBが非線形処理部17Bと三次元補正部18Bとに供給される。
【0033】
また、この図1に示される構成例の場合、赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBにより形成されるカラー映像信号における水平同期信号SH及び垂直同期SVが供給されるタイミング信号発生部53、及びアドレスデータ発生部55R,55G,55Bが設けられている。
タイミング信号発生部53にはPLL部54が接続されている。
タイミング信号発生部53及びアドレスデータ発生部55R,55G,55Bの夫々に供給される水平同期信号SH及び垂直同期SVは、それらに対して、赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBの夫々が同期状態にあるものとされる。
【0034】
タイミング信号発生部53は、水平同期信号SH及び垂直同期SVの夫々に基づいてタイミング信号T1〜T6を形成する。
アドレスデータ発生部55Rは、水平同期信号SH及び垂直同期信号SVに応じて、後述する液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルに得られる画像画面における各画素に対応する水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRVを発生して、それらをデジタル非線形補正部16における三次元補正部18Rに供給する。
また、アドレスデータ発生部55Gは、水平同期信号SH及び垂直同期信号SVに応じて、液晶表示パネル部52G内の液晶パネルに得られる画像画面における各画素に対応する水平アドレスデータQGH及び垂直アドレスデータQGVを発生して、それらを三次元補正部18Gに供給する。
また、アドレスデータ発生部55Bは、水平同期信号SH及び垂直同期信号SVに応じて、液晶表示パネル部52B内の液晶パネルに得られる画像画面における各画素に対応する水平アドレスデータQBH及び垂直アドレスデータQBVを発生して、それらを三次元補正部18Bに供給する。
【0035】
非線形補正部16においては、入力されるデジタル赤色原色信号DRBに対応する部位として、非線形処理部17R、三次元補正部18R、合成部19R、ROM20Rを備える。
また、デジタル緑色原色信号DGBに対応する部位として、非線形処理部17G、三次元補正部18G、合成部19G、ROM20Gを備える。
さらに、デジタル青色原色信号DBBに対応する部位として、非線形処理部17B、三次元補正部18B、合成部19B、ROM20Bを備える。
【0036】
デジタル赤色原色信号DRBに対応する非線形処理部17R、三次元補正部18R、合成部19R、ROM20Rについて説明する。
非線形処理部17Rは、液晶表示パネル部52Rの表示特性、即ち、液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性とは逆の関係となる非線形特性をあらわすことになるγ補正データを格納しており、ホワイトバランス調整部13から得られるデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに応じて、該当するγ補正データを読み出し、それらを信号レベルについての非線形処理(γ補正)がなされたデジタル赤色原色信号DRCとして導出する。
それにより、非線形処理部17Rから導出されるデジタル赤色原色信号DRCは、液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルの、例えば、図21に示した入力電圧−光透過率特性を補正するγ補正がなされたものとされ、合成部19Rに供給される。
【0037】
一方、三次元補正部18Rは、アドレスデータ発生部55Rからの水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRVに応じて、ホワイトバランス調整部13から得られるデジタル赤色原色信号DRBにおける各画素データの信号レベルに、当該画素データに対応する液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルに得られる画像画面における画素の水平方向及び垂直方向の位置、及び、デジタル赤色原色信号DRBにおける当該画素データの信号レベルに応じた三次元補正を施す。
なお、三次元補正のための水平方向、垂直方向、レベル方向の3次元座標空間における各補正値Cは、ROM20Rに記憶され、三次元補正部18Rは、このROM20Rの補正値Cをロードして演算に用いる。
そして、三次元補正部18Rから得られる、斯かる信号レベルについての三次元補正がなされた各画素データにより形成される三次元補正デジタル赤色原色信号DRSが、合成部19Rに供給される。
【0038】
合成部19Rにおいては、非線形処理部17Rから得られる信号レベルについての非線形処理による補正が施されたデジタル赤色原色信号DRCと、三次元補正部18Rから得られる信号レベルについての三次元補正が施された三次元補正デジタル赤色原色信号DRSとが合成される。それにより、合成部19Rからは、γ補正に対して更に三次元補正がなされたデジタル赤色原色信号DRDが送出される。
【0039】
デジタル緑色原色信号DGBに対応する、非線形処理部17G、三次元補正部18G、合成部19G、ROM20G、及びアドレスデータ発生部55Gについても、それぞれ上記同様に機能する。
即ち非線形処理部47Gは、液晶表示パネル部52Gに内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性に対するγ補正を行い、γ補正されたデジタル緑色原色信号DGCを導出して合成部49Gに供給する。
三次元補正部18Gは、アドレスデータ発生部55Gからの水平アドレスデータQGH及び垂直アドレスデータQGVを用い、デジタル緑色原色信号DGBに対する画素データの水平方向及び垂直方向の位置、及び、デジタル緑色原色信号DGBにおける当該画素データの信号レベルに応じた三次元補正を施し、三次元補正デジタル緑色原色信号DGSを合成部49Gに供給する。
合成部49Gにおいては、非線形処理部47Gから得られるデジタル緑色原色信号DGCと、三次元補正部48Gから得られる三次元補正デジタル緑色原色信号DGSとを合成して出力することで、γ補正に対して更に三次元補正がなされたデジタル緑色原色信号DGDが送出される。
【0040】
デジタル青色原色信号DBBに対応する、非線形処理部17B、三次元補正部18B、合成部19B、ROM20B、及びアドレスデータ発生部55Bについても、それぞれ上記同様に機能する。
即ち非線形処理部47Bは、液晶表示パネル部52Bに内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性に対するγ補正を行い、γ補正されたデジタル青色原色信号DBCを導出して合成部49Bに供給する。
三次元補正部18Bは、アドレスデータ発生部55Bからの水平アドレスデータQBH及び垂直アドレスデータQBVを用い、デジタル緑色原色信号DBBに対する画素データの水平方向及び垂直方向の位置、及び、デジタル青色原色信号DBBにおける当該画素データの信号レベルに応じた三次元補正を施し、三次元補正デジタル青色原色信号DBSを合成部49Bに供給する。
合成部49Bにおいては、非線形処理部47Bから得られるデジタル青色原色信号DBCと、三次元補正部48Bから得られる三次元補正デジタル青色原色信号DBSとを合成して出力することで、γ補正に対して更に三次元補正がなされたデジタル青色原色信号DBDが送出される。
【0041】
そして、デジタル非線形補正部16から得られる非線形補正されたデジタル赤色原色信号DRDが、D/A変換部50Rによりアナログ化され、非線形補正された赤色原色映像信号SRDとされて、表示用駆動部51Rに供給される。
同様に、非線形補正されたデジタル緑色原色信号DGDが、D/A変換部50Gによりアナログ化され、非線形補正された緑色原色映像信号SGDとされて表示用駆動部51Gに供給される。
さらに、非線形補正されたデジタル青色原色信号DBDが、D/A変換部50Bによりアナログ化され、非線形補正された青色原色映像信号SBDとされて表示用駆動部51Bに供給される。
【0042】
表示用駆動部51Rは液晶表示パネル部52Rに接続されており、これらの表示用駆動部51R及び液晶表示パネル部52Rは、タイミング信号発生部53からのタイミング信号T1及びT4が夫々供給され、タイミング信号T1及びT4に応じて、あらかじめ設定されたタイミングをもって動作する。
それにより、表示用駆動部51Rから赤色原色映像信号SRDに基づく表示用駆動信号SPRが得られて、それが液晶表示パネル部52Rに供給され、液晶表示パネル部52Rにおいて、内蔵された液晶パネル上に、D/A変換部50Rから得られる非線形補正がなされた赤色原色映像信号SRDに応じた赤色原色画像が表示される状態が得られる。
【0043】
また、表示用駆動部51Gは液晶表示パネル部52Gに接続されており、これらの表示用駆動部51G及び液晶表示パネル部52Gは、タイミング信号発生部53からのタイミング信号T2及びT5が夫々供給され、タイミング信号T2及びT5に応じて、あらかじめ設定されたタイミングをもって動作する。
それにより、表示用駆動部51Gから緑色原色映像信号SGDに基づく表示用駆動信号SPGが得られて、それが液晶表示パネル部52Gに供給され、液晶表示パネル部52Gにおいて、内蔵された液晶パネル上に、D/A変換部50Gから得られる非線形補正がなされた緑色原色映像信号SGDに応じた緑色原色画像が表示される状態が得られる。
【0044】
さらに、表示用駆動部51Bは液晶表示パネル部52Bに接続されており、これらの表示用駆動部51B及び液晶表示パネル部52Bは、タイミング信号発生部53からのタイミング信号T3及びT6が夫々供給され、タイミング信号T3及びT6に応じて、あらかじめ設定されたタイミングをもって動作する。
それにより、表示用駆動部51Bから青色原色映像信号SBDに基づく表示用駆動信号SPBが得られて、それが液晶表示パネル部52Bに供給され、液晶表示パネル部52Bにおいて、内蔵された液晶パネル上に、D/A変換部50Bから得られる非線形補正がなされた青色原色映像信号SBDに応じた青色原色画像が表示される状態が得られる。
【0045】
このようにして、液晶表示パネル部52R,52G及び52Bに夫々得られる赤色原色画像,緑色原色画像及び青色原色画像は、例えば、投射レンズを含んだ投射用光学系を通じて投影スクリーンに重畳投射され、投影スクリーン上に赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SG及び青色原色映像信号SBにより形成されるカラー映像信号に基づくカラー画像が得られる。
【0046】
液晶表示パネル部52R,52G及び52Bに夫々得られる赤色原色画像,緑色原色画像及び青色原色画像の各々は、非線形補正部16から得られる非線形補正されたデジタル赤色原色信号DRD,デジタル緑色原色信号DGD、デジタル青色原色信号DBDに基づくことになるが、本例の非線形補正が、液晶表示パネル部52R,52G,52Bに内蔵された液晶パネルの、例えば、図21に示した入力電圧−光透過率特性を補正すべく行われるγ補正と、デジタル赤色原色信号DRB,デジタル緑色原色信号DGB,デジタル青色原色信号DBBにおける各画素データの信号レベルに対して行われる、水平方向及び垂直方向の位置、及び信号レベルに応じた三次元補正とを含んだものとされることにより、液晶表示パネル部52R,52G,52Bに内蔵された液晶パネルの画像画面上の位置による表示特性の相違に起因する表示画面の不所望な変化のみならず、元のアナログ映像信号である赤色原色映像信号SR,緑色原色映像信号SGもしくは青色原色映像信号SBにおけるレベル変動に起因して生じる、表示画面の不所望な輝度変動や色度変動も、適正に補正されるものとされる。
【0047】
図1にはCPU1、ROM2、RAM3を示しているが、CPU1は、当該画像表示装置の動作制御部として機能する。ROM2はCPU1の動作プログラムや各種制御定数等が記憶される。RAM3は各種制御係数の記憶や、演算等のワーク領域として用いられる。
特に図1に示した回路系に対しては、コントラスト・ブライトネス調整部12,ホワイトバランス調整部13,非線形補正部16,タイミング信号発生部53等に対する動作制御を行う。
例えばコントラスト・ブライトネス調整部12,ホワイトバランス調整部13に対する調整係数の設定や、非線形補正部16の各三次元補正部18R、18G、18Bに対して、レジスタ係数の設定或いは選択制御信号の供給などの処理を行う。各三次元補正部18R、18G、18Bに対する制御については、後述する構成例▲1▼〜▲6▼において、それぞれ言及する。
【0048】
なお上述もしたように、本発明の画像表示装置としては、非線形補正部16に特徴を有し、他の信号処理系や採用される表示デバイスの種類等は図1の例に限定されるものではない。
信号処理回路としては、例えばA/D変換部11R、11G、11Bとコントラスト・ブライトネス調整部12の間などに、フレームメモリや画素数変換処理部などが設けられる構成も考えられる。
また表示デバイスとしては、例えばCRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)、PDP(Plasma Display Panel)、PALC(Plasma Addressed Liquid Crystal)、DLP(Digital Light Processing)など、あらゆる種類の表示デバイスが想定できる。もちろん採用される表示デバイスに応じて信号処理系も適宜変更される。
【0049】
2.位置ブロック及びレベルブロック
後に、非線形補正部16の構成例▲1▼〜▲6▼としてγ補正及び三次元補正について述べるが、まずここで、三次元補正に用いられる位置ブロック及びレベルブロックという概念について説明しておく。
【0050】
図23,図24で述べたように、三次元補正のためには、水平、垂直、レベルの各方向のX,Y,Z軸による三次元座標の各交点座標において、補正値が設定される。
即ち、まず画面の水平垂直方向に関しては二次元の格子ブロックとして、画面上のX方向(水平方向)とY方向(垂直方向)に、例えば128画素程度の単位毎に区切って格子状に複数のエリアを設定する。そして例えばX方向に0〜pの座標を与え、Y方向に0〜qの座標を与える。
さらにZ軸方向として、信号レベルを0、1・・・rの数段階のレベル境界を設定する。各レベル境界において、二次元の格子ブロックが設定されることで、三次元的な補正値構成となる。
即ち補正値Cは三次元座標交点毎に設定されるものとなり、補正値Cは、C(0,0,0)・・・C(p,q,r)が設定される。つまり(p+1)×(q+1)×(r+1)個の補正値が設定される。
そして、各レベル境界の間がレベルブロックL1,L2・・・Lrとされる。
また、格子ブロックにおける図23に示したエリア[1,1]・・・[p,q]のそれぞれをZ方向の各レベルブロックに突き抜けたブロックを位置ブロックと呼ぶ。
【0051】
図2は、補正値Cは、C(0,0,0)・・・C(p,q,r)が設定された三次元空間を示している。即ち、X座標が0,1・・・i−1,i・・・p、及びY座標が0,1・・・j−1,j・・・qで構成される格子ブロックが、レベル方向での各レベル境界0,1・・・k,k+1・・・rにおいて形成された三次元構造である。
【0052】
X座標値i−1、iと、Y座標値j−1、jのエリアを考えた場合、位置ブロックA[i,j]とは、図示するように、レベル0におけるエリア[i,j]からレベルrにおけるエリア[i,j]までを貫通したブロックである。
即ち補正値Cとしては、C(i−1,j−1,0)、C(i,j−1,0)、C(i−1,j,0)、C(i,j,0)・・・・C(i−1,j−1,r)、C(i,j−1,r)、C(i−1,j,r)、C(i,j,r)を含むブロックであり、これはレベル(Z座標)に関わらず、二次元的な格子ブロックにおけるエリア(画面上の位置)を特定するブロックである。
従って位置ブロックとは、基本的には二次元座標交点での各補正値C(i−1,j−1)、C(i,j−1)、C(i−1,j)、C(i,j)で指定できるものとなる。
【0053】
また、レベルブロックL1,L2・・・Lrを図24において示したが、レベルブロックLとは、2つのレベル境界値における各格子ブロックに挟まれた空間をいう。
図3にレベルブロックLkを示している。これはレベル境界値kにおける格子ブロック、即ち補正値C(0,0,k)、C(p,0,k)、C(0,q,k)、C(p,q,k)で囲まれる二次元空間と、レベル境界値k−1における格子ブロック、即ち補正値C(0,0,k−1)、C(p,0,k−1)、C(0,q,k−1)、C(p,q,k−1)で囲まれる二次元空間とにより挟まれた空間である。
つまりレベルブロックLとは、格子ブロックにおけるエリア(画面上の位置)に関わらず、画素データの信号レベルが、レベル境界値に区切られたどのレベルにあるかを特定するブロックである。
【0054】
後述する三次元補正処理では、画素データについて、これらの位置ブロック、レベルブロックを判別するが、さらに、画素データについて、位置ブロック内での位置、レベルブロック内でのレベルも特定する。
【0055】
位置ブロック内位置を図4で説明する。
図4に位置ブロックA[i,j]を示しているが、この位置ブロックA[i,j]に含まれることとなる画素データdxyを考える。画素データdxyのX座標値をdx、Y座標値をdyとする。
このとき、X座標値i−1からdxの距離をb、X座標値iからdxの距離をb’とする。またY座標値j−1からdyの距離をc、Y座標値jからdyの距離をc’とする。
【0056】
この距離b、b’、c、c’は、それぞれ二次元座標での各補正値C(i−1,j−1)、C(i,j−1)、C(i−1,j)、C(i,j)のそれぞれから画素データdxyの距離を提示できる情報となる。
例えば画素データdxyは、補正値C(i−1,j−1)からみれば、X方向に距離b、Y方向に距離c離れた位置にあることが示される。
つまり距離b、b’、c、c’は、4つの各補正値Cからの画素データdxyまでの距離を提示できる情報となり、画素データdxyの位置における水平垂直方向の補正値を、設定された補正値C(i−1,j−1)、C(i,j−1)、C(i−1,j)、C(i,j)から算出するための情報となる。
位置ブロック内位置とは、このように位置ブロックの4つの補正値からの距離によって示される情報である。
【0057】
次にレベルブロック内レベルを図5で説明する。
図5にはレベルブロックLkをZ軸のみで示している。レベルブロックLkは、レベル境界値k及びk−1の間のZ軸方向の空間となるが、このレベルブロックLkに含まれることとなる画素データを考える。該画素データのZ座標値をdzとする。
このとき、Z座標上で、レベル境界値k−1からdzの距離をa、レベル境界値kからdzの距離をa’とする。
この距離a、a’は、それぞれレベル境界値k−1及びレベル境界値kでの補正値Cのそれぞれから画素データdzの距離を提示できる情報となる。
【0058】
ここで、上記位置ブロック内位置とレベルブロック内レベルを合わせて考えてみると、距離a、a’、b、b’、c、c’は、位置ブロックとレベルブロックの交差する三次元区間における8つの補正値のそれぞれからみた画素データの位置(距離)を定義できる情報となることが理解される。
つまり、位置ブロック内位置、及びレベルブロック内レベルとして、距離a、a’、b、b’、c、c’の情報が得られれば、三次元空間における画素データの位置に対応した補正値が、該三次元空間を形成する8個の補正値から算出できるものとなる。
【0059】
3.非線形補正部の構成例▲1▼
図1の非線形補正部16における構成例を以下、構成例▲1▼〜▲6▼として順次述べていく。
なお、各構成例としては、デジタル赤色原色信号DRBに対応する非線形処理部17R、三次元補正部18R、合成部19R、ROM20Rについての構成及び動作としての説明していく。
デジタル緑色原色信号DGBに対応する非線形処理部17G、三次元補正部18G、合成部19G、ROM20Gについての構成及び動作、又はデジタル青色原色信号DBBに対応する非線形処理部17B、三次元補正部18B、合成部19B、ROM20Bについての構成及び動作は、実質的に同様であるので説明は省略する。
【0060】
図6は非線形補正部16の構成例▲1▼として、図1に示される非線形補正部16におけるデジタル赤色原色信号DRBについての処理を行う部分、即ち、非線形処理部17R,三次元補正部18R、合成部19R、ROM20Rを含む部分と、それに接続されたアドレスデータ発生部55Rとを、非線形処理部17R及び三次元補正部18Rについての具体構成例をあらわすものとして示している。
【0061】
非線形処理部17Rは、例えばデュアルポートRAMによるルックアップテーブル61、γ補正データ発生部62、例えばROMによるγ補正データ格納部63を備える。
三次元補正部18Rは、レベルブロック特定処理部65、レベルブロック内レベル計算処理部66、三次元補正データ発生部70、三次元補間処理部71、位置ブロック特定処理部72、位置ブロック内位置計算処理部73、位置ブロック内補正データ形成部74、例えばデュアルポートRAMによる補正データ格納部75、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76、レベル配置データ格納レジスタ77を備える。
合成部19Rはデータ出力処理部64により構成される。
【0062】
図6の構成においては、図1のホワイトバランス調整部13からのデジタル赤色原色信号DRBが、非線形処理部17R及び三次元補正部18Rの両者に供給される。
【0063】
非線形処理部17Rにおいては、デジタル赤色原色信号DRBがルックアップテーブル61に供給される。
ルックアップテーブル61においては、デジタル赤色原色信号DRBの信号レベルが逐次検出され、検出された信号レベルに応じてテーブル参照を行なう。即ちルックアップテーブル61は、液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルの入力電圧−光透過率特性とは逆の関係となる非線形特性をあらわすことになるγ補正データテーブルを内蔵している。そして、デジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに対応するγ補正データが逐次読み出される。
【0064】
γ補正データテーブルにおけるγ補正データは、γ補正データ格納部63に格納されており、γ補正データ発生部62の動作によってルックアップテーブル61内のγ補正データテーブルにセットされる。
【0065】
このような非線形処理部17Rによれば、非線形処理部17Rに供給されるデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルがγ補正データテーブルに照合されて、デジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに対応するγ補正データが逐次読み出され、斯かるγ補正データが、信号レベルについての非線形処理によるγ補正されたデジタル赤色原色信号DRCとして導出されることになる。
このようにしてルックアップテーブル61から導出されるデジタル赤色原色信号DRCは、液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネルの、例えば、図21に示したような入力電圧−光透過率特性を補正すべく、その信号レベルについてのγ補正がなされたものであって、合成部19Rにおけるデータ出力処理部64に供給される。
【0066】
一方、三次元補正部18Rにおいては、デジタル赤色原色信号DRBがレベルブロック特定処理部65、及びレベルブロック内レベル計算処理部66に供給される。
レベルブロック特定処理部65は、デジタル赤色原色信号DRBが属する信号レベルの範囲、つまり上述したレベルブロックを特定する。
即ちZ軸上に設定されたレベル境界値1,2・・・rと、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルを比較し、図3で述べたように信号レベルが含まれる範囲としての上下のレベル境界値k、k−1を判別して、レベルブロックLkを特定する。
つまり、図5のように画素データの信号レベルをdzとしたとき、
(k−1)≦dz<k
であればレベルブロックLkと判定する。
そして、レベルブロック特定処理部65は、特定されたレベルブロックLkをあらわすレベルブロックデータDLkを、レベルブロック内レベル計算処理部66及び三次元補正データ発生部70に送出する。
【0067】
レベルブロック内レベル計算処理部66は、レベルブロックデータDLkに応じて、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに対応するレベルブロックLk内のレベルを算出する計算処理を行う。
なお、この計算処理のため、レベルブロック内レベル計算処理部66には図2に示した全ての補正値CについてのZ座標値が記憶されている。
【0068】
この計算処理は、図5で説明したように距離a、a’を求める処理となる。
即ち、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに対応するレベルをあらわすZ座標を、例えばdzとしたとき、
dz =(k−1)+a= k−a’
の関係に基づき、Z座標差a、a’として、
a = dz−(k−1)、
a’= k−dz
の演算で行われる。
そして、Z座標差a及びa’をあらわすZ座標差データDZa及びDZa’を三次元補間処理部71に供給する。
【0069】
水平同期信号SH及び垂直同期信号SVが供給されるアドレスデータ発生部55Rには、クロック信号CLも供給され、アドレスデータ発生部55Rから、クロック信号CLの周期をもって順次変化していく水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRVが出力され、それらが位置ブロック特定処理部72及び位置ブロック内位置計算処理部73に供給される。
【0070】
位置ブロック特定処理部72は、対象となっている画素データについて、液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネル上に形成される画像画面に対応される、上述した格子ブロック内としての位置ブロックA[1,1] ,A[1,2] ,A[1,3] ,・・・, A[1,q] , A[2,0] ,・・・, A[2,q] ,A[3,0] ,・・・, A[3,q] ,・・・・・, A[p,0] ,・・・, A[p,q]のいずれかを特定する。
即ち、アドレスデータ発生部55Rからの水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRVに応じて、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの各画素データに対応する液晶表示パネル部52Rに内蔵された液晶パネル上に形成される画像画面における画素(対応画素)が、位置ブロックA[1,1]〜A[p,q] のうちのいずれに属するかを検知し、対応画素が属する、例えば、位置ブロック A[i,j] を特定する。
【0071】
上記図4のように対応画素dxyについてX座標をdx、Y座標をdyとすると、
(i−1)≦dx<i
(j−1)≦dy<j
であれば、対応画素dxyは位置ブロックA[i,j]に含まれると特定する。
【0072】
そして、位置ブロック特定処理部72は、特定された位置ブロックA[i,j]をあらわす一対の位置ブロックデータDXi及びDYjを、位置ブロック内位置計算処理部73,位置ブロック内補正データ形成部74及び三次元補正データ発生部70に送出する。
【0073】
位置ブロック内位置計算処理部73は、水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRV、及び、特定された位置ブロック A[i,j] をあらわす一対の位置ブロックデータDXi及びDYjに応じて、対応画素の位置ブロックA[i,j] 内における位置を算出する計算処理を行う。
この計算処理は、図4で説明したように距離b、b’、c、c’を求める処理となる。
即ち、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの対応画素の位置をあらわすX座標及びY座標を、dx及びdyとしたとき、
dx =(i−1)+b = i−b’
dy =(j−1)+c = j−c’
という関係から、X座標差b、b’、Y座票差c、c’として、
b = dx−(i−1)
b’= i−dx
c = dy−(j−1)
c’= j−dy
を求めることによって行われる。
そして、X座標差b及びb’をあらわすX座標差データDXb及びDXb’とY座標差c及びc’をあらわすY座標差データDYc及びDYc’とが、三次元補間処理部71に供給される。
【0074】
位置ブロック内補正データ形成部74は、位置ブロックデータDXi及びDYjに応じたデータ読出制御信号CXYを補正データ格納部75に送出する。
補正データ格納部75は、図2に示したように、互いに直交する座標軸X,座標軸Y及び座標軸Zによって設定される座標空間において、各交点に設定される補正値C(0,0,0)・・・・C(p,q,r)を格納している。
即ち、合計(p+1)×(q+1)×(r+1)個の交点座標の夫々に対応する補正値Cを内蔵している。
これらの補正値Cは、ROM20Rからロードされて格納される。
なお従って、ROM20Rに、補正値C(0,0,0)・・・・C(p,q,r)としての補正値群が、複数単位記憶されていれば、ロードする補正値群を選択することで、補正値を変更することも可能である。
【0075】
そして、補正データ格納部75においては、位置ブロック内補正データ形成部74から送出される、位置ブロックデータDXi及びDYjに応じたデータ読出制御信号CXYに従って、位置ブロックA[i,j]に含まれる複数の補正値Cを補正データDPCとして読み出して位置ブロック内補正データ形成部74に出力する。
即ち補正データDPCは、レベル境界0(Z=0)の平面における位置ブロック A[i,j] を規定する4個の交点座標の補正値C(i−1,j−1,0),C(i−1,j,0),C(i,j−1,0),C(i,j,0)と、レベル境界1(Z=1)の平面における位置ブロック A[i,j] を規定する4個の交点座標の補正値C(i−1,j−1,1),C(i−1,j,1),C(i,j−1,1),C(i,j,1)と・・・・・・・レベル境界r(Z=r)の平面における位置ブロック A[i,j] を規定する4個の交点座標の補正値C(i−1,j−1,r),C(i−1,j,r),C(i,j−1,r),C(i,j,r)としての、合計4×(r+1)個の補正値である。
【0076】
このようにして、位置ブロック内補正データ形成部74から位置ブロックデータDXi及びDYjに応じたデータ読出制御信号CXYに従って読み出される4×(r+1)個の補正値Cとしての補正データDPCは、位置ブロック内補正データ形成部74を通じて、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76に格納される。
【0077】
三次元補正データ発生部70は、位置ブロック特定処理部72からの位置ブロック A[i,j] をあらわす一対の位置ブロックデータDXi及びDYj、及び、レベルブロック特定処理部65からのレベルブロックLkをあらわすレベルブロックデータDLkに応じて、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76に格納された4×(r+1)個の補正値Cのうちの、レベルブロックLkを規定するZ(k-1) 平面とZk平面との夫々における位置ブロック A[i,j] を規定する合計8個の交点座標の補正値Cを読み出す。
即ち三次元補正データ発生部70は、この8個の交点座標の補正値Cの読出のためデータ読出制御信号(アドレス)を、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76に送出し、それにより、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76から、レベル境界値(k-1)の平面内の位置ブロック A[i,j] を規定する4個の補正値C(i−1,j−1,k−1),C(i−1,j,k−1) ,C(i,j−1,k−1),C(i,j,k−1)、及び、レベル境界値kの平面における位置ブロック A[i,j] を規定する4個の補正値C(i−1,j−1,k),C(i−1,j,k) ,C(i,j−1,k),C(i,j,k)として、合計8個の補正値Cが補正データDPC’として読み出され、三次元補正データ発生部70を通じて、三次元補間処理部71に供給される。
【0078】
三次元補間処理部71には、レベルブロック内レベル計算処理部66で算出されたZ座標差a及びa’をあらわすZ座標差データDZa及びDZa’と、位置ブロック内位置計算処理部73で算出されたX座標差b及びb’をあらわすX座標差データDXb及びDXb’と、Y座標差c及びc’をあらわすY座標差データDYc及びDYc’として、合計6個の座標差データが供給されている。
そして三次元補間処理部71は、この6個の座標差データをパラメータとして、位置ブロック内補正データ格納レジスタ76から読み出された合計8個の補正データDPC’、即ち、8個の交点座標の補正値C(i−1,j−1,k−1),C(i−1,j,k−1) ,C(i,j−1,k−1),C(i,j,k−1)、C(i−1,j−1,k),C(i−1,j,k) ,C(i,j−1,k),C(i,j,k)に関する三次元補間処理が行われる。
これによって、対応画素を定めたデジタル赤色原色信号DRBの画素データの信号レベルに関する三次元補正信号が形成され、それが三次元補間処理部71から三次元補正デジタル赤色原色信号DRSとして送出される。
【0079】
三次元補間処理部71において行われる、Z座標差データDZa及びDZa’,X座標差データDXb及びDXb’、及び、Y座標差データDYc及びDYc’をパラメータとした、8個の補正値の夫々に関する三次元補間処理は、例えば、線形補間処理とされ、下記により表される座標位置(X,Y,Z)に対応する補正データに該当するものとされる。
【0080】
【0081】
このようにして、三次元補間処理部71から送出される三次元補正デジタル赤色原色信号DRSは、合成部49Rのデータ出力処理部64に供給される。そしてデータ出力処理部64において、非線形処理部47Rからのデジタル赤色原色信号DRCが、三次元補正デジタル赤色原色信号DRSと合成されて、γ補正及び三次元補正がなされたデジタル赤色原色信号DRDを形成する。
【0082】
非線形補正部16において、ここまで説明した構成によってγ補正及び三次元補正が行われることになり、これによって、非線形補正が施された映像信号を得るにあたり、その非線形補正が施された映像信号を、表示画面上の水平垂直の位置に応じた不所望な輝度変動や色度変動を補正し、さらに元の映像信号におけるレベル変動に起因して生じる、画像表示部に得られる表示画面の不所望な輝度変動や色度変動をも補正できるものとなる。
【0083】
そしてさらに本例の非線形補正部16においては、三次元補正部18Rにおいて、レベル配置データ格納レジスタ77が設けられている。
レベル配置データ格納レジスタ77は、Z軸方向の境界レベル1,2・・・rとして述べていた各境界レベル値としての(r+1)個の実際のレベル値群を保持するレジスタである。
このレベル配置データ格納レジスタ77は、図7のようにr+1個のレジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rを備えている。
今、図2においてZ軸方向の境界レベル1,2・・・rとして述べていた各境界レベル値をZ0、Z1、Z2・・・Zrとして示すとすると、レジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rのそれぞれには、図1に示したCPU1からのレジスタ書込制御信号DLSによって、各境界レベル値Z0、Z1、Z2・・・Zrがセットされる構成となっている。
【0084】
そしてレベル配置データ格納レジスタ77は、レジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rに格納されている各境界レベル値Z0、Z1、Z2・・・Zrを、レベル配置データZnとしてレベルブロック特定処理部65に供給するものとされている。
レベルブロック特定処理部65は、供給されたレベル配置データZn(Z0〜Zr)を、Z軸方向の各境界レベル1,2・・・rとしての実際のレベル境界値として、上述したレベルブロックを特定する処理を行うものとなる。
【0085】
つまり本例の場合、CPU1がレジスタ書込制御信号DLSによって、各境界レベル値Z0、Z1、Z2・・・Zrを書き換えることで、Z軸方向の各境界レベル1,2・・・rとしての実際のレベル境界値を、任意に可変設定できる構成とされている。
【0086】
例えば、Z軸方向に1024の分解能でレベル判別を行うとし、また8個のレベルブロックに分割すると仮定する。
このときに、各境界レベル1,2・・・rを等間隔に配置するものとする場合は、図8(a)のように、境界レベル値Z0〜Zr(=Z8)の値を、レジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rに書き込めばよい。
即ちZ0=0、Z1=127、Z2=255・・・・Z8(Zr)=1023とする。
すると、レベルブロック特定処理部65は、等間隔に8個のレベルブロックl1、L2・・・L8が設定されたとして、上述したレベルブロックの特定処理を行う。
例えば表示デバイスをCRTとした時のγ補正特性に即して示せば、図9のように入力データレベルに関して等間隔のレベルブロックL1〜L8が設定されることになる。
【0087】
また、液晶パネルの場合のγ補正特性を図10に示しているが、このような特性の場合、傾きが急峻な領域でレベルブロックを細かく設定することで、三次元補正を精密化できる。
このような場合は、CPU1は図8(b)のように、境界レベル値Z0〜Zr(=Z8)の値として、Z0=0、Z1=va1、Z2=va2・・・・Z8(Zr)=va8(=1023)を、レジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rに書き込む。
すると、レベルブロック特定処理部65は、低レベル領域で細かく、高レベル領域で大まかとなった8個のレベルブロックl1、L2・・・L8が設定されたとして、上述したレベルブロックの特定処理を行う。
これにより図10に示されるように、液晶パネルのγ補正特性曲線に応じたレベルブロック設定ができる。
【0088】
また、図11は上記図9と同じくCRTの場合のγ補正特性を示しているが、このような特性の場合も、傾きが急峻な領域でレベルブロックを細かく設定することで、三次元補正を精密化できる。
この場合は、CPU1は図8(c)のように、境界レベル値Z0〜Zr(=Z8)の値として、Z0=0、Z1=vb1、Z2=vb2・・・・Z8(Zr)=vb8(=1023)を、レジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rに書き込む。
すると、レベルブロック特定処理部65は、高レベル領域で細かく、低レベル領域で大まかとなった8個のレベルブロックl1、L2・・・L8が設定されたとして、上述したレベルブロックの特定処理を行う。
これにより図11に示されるように、CRTのγ補正特性曲線に応じたレベルブロック設定ができる。
【0089】
この図8、及び図9〜図11に挙げたレベル境界配置の例は一例に過ぎないが、即ち本例の場合は、表示デバイスの種別、或いは調整工程での作業などとして、CPU1がレジスタ77−0,77−1、77−2・・・77−rに実際のレベル境界値を書き込んでいくことで、レベルブロック設定を任意に可変設定できるものとなる。
従って表示デバイスの種別や、デバイス個々の特性のバラツキなどに対応して、最適のレベルブロック設定が可能となり、三次元補正の精度を向上させることができる。
なお本例は、あくまでもレベル境界値(レベルブロックの境界)が可変設定できればよく、レベル境界値の変更に応じて補正データCを変更する必要はない。つまり、例えばレベル境界(Z軸)kでいえば、kレベルにおける補正値C(0,0,k)〜C(p,q,k)は、k値が任意に変更されても、その変更されたk値での補正値C(0,0,k)〜(p,q,k)としてそのまま用いられるものである。
従って、レベル境界値が可変とされることが、その可変範囲を考慮して膨大な補正値Cを用意しなければならない、ということにはならない。
【0090】
4.非線形補正部の構成例▲2▼
非線形補正部16の構成例▲2▼を図12に示す。なお、以下説明していく構成例▲2▼〜構成例▲6▼において、上記図6の構成例▲1▼と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。γ補正、及び三次元補正に関する基本的な動作は同様となる。
【0091】
図12の構成例▲2▼においては、図6のレベル配置データ格納レジスタ77に代えて、レベル配置データ選択部78が設けられている点が、上記構成例▲1▼と異なる。
レベル配置データ選択部78は、図13のように構成される。即ちレベル配置データメモリ78a及びレベル配置データセレクタ78bが設けられる。
レベル配置データメモリ78aには、各種の表示デバイスA,B,・・・xにそれぞれ対応した記憶領域が設定されており、各領域には、それぞれ表示デバイスA,B,・・・xに対応したレベル配置データZnA、ZnB・・・Znxが記憶されている。
例えばレベル配置データZnAとは、或る表示デバイスA(例えば液晶パネル)に対応する境界レベル値Z0〜Zrとしてのデータ群である。
また例えばレベル配置データZnBとは、或る表示デバイスB(例えばCRT)に対応する境界レベル値Z0〜Zrとしてのデータ群である。
【0092】
そしてレベル配置データセレクタ78bは、CPU1からの選択制御信号DSELによって、レベル配置データZnA、ZnB・・・Znxのうちの1つを選択してレベル配置データメモリ78aから読み出し、選択されたレベル配置データZn*としての各境界レベル値Z0、Z1、Z2・・・Zrを、レベル配置データZnとしてレベルブロック特定処理部65に供給するものとされている。
図12のレベルブロック特定処理部65は、供給されたレベル配置データZn(Z0〜Zr)を、Z軸方向の各境界レベル1,2・・・rとしての実際のレベル境界値として、上述したレベルブロックを特定する処理を行うものとなる。
【0093】
つまり本例の場合、CPU1が選択制御信号DSELによって、レベルブロック特定処理部65においてレベルブロック判別に用いられる各境界レベル値Z0、Z1、Z2・・・Zrを可変設定できる構成とされている。
例えばレベル配置データメモリ78aに記憶されているレベル配置データZnAとしての境界レベル値Z0〜Zr(=Z8)の値が、図8(b)のように、Z0=0、Z1=va1、Z2=va2・・・・Z8(Zr)=va8(=1023)とされているとすると、選択制御信号DSELによってレベル配置データZnAが選択された場合は、図10のようなレベルブロック状態となる。
また、例えばレベル配置データメモリ78aに記憶されているレベル配置データZnBとしての境界レベル値Z0〜Zr(=Z8)の値が、図8(c)のように、Z0=0、Z1=vb1、Z2=vb2・・・・Z8(Zr)=vb8(=1023)とされているとすると、選択制御信号DSELによってレベル配置データZnBが選択された場合は、図11のようなレベルブロック状態となる。
【0094】
つまり、この構成例▲2▼の場合は、レベル配置データメモリ78aに記憶されているレベル配置データZnA、ZnB・・・の種類数の範囲で、レベルブロック設定を可変できるものである。
この場合も、例えば各種の表示デバイスに対応して各種のレベル配置データZnA、ZnB・・・を記憶していれば、各種の表示デバイスに対応したレベルブロック設定を行って三次元補正精度を向上できる。
また、例えば或る種類の表示デバイスに対応した複数種類のレベル配置データZnA1、ZnA2・・・のように記憶していれば、特定の表示デバイスに対応する場合に、個体毎の特性のバラツキなどに対応して最適なレベルブロック設定を行って三次元補正精度を向上させることもできる。
【0095】
もちろん、上記構成例▲1▼が全く任意に各境界レベル値を可変設定できることに比べれば、本例の場合は、あくまでレベル配置データメモリ78aに記憶されているレベル配置データZnA、ZnB・・・の種類数の範囲での可変となるため、そのレベルブロック設定の任意性は比較的小さくなるが、このことは、記憶させるレベル配置データZnA、ZnB・・・をそれぞれ実用度の高いデータとすることで、実際上はほとんど問題とならない。
また実際の可変も、最適なものを選択すればよいものとなるため、レベルブロック設定処理も簡略化される。例えば調整工程での設定作業が簡易化され、またCPU1の処理ソフトウエア負担も小さくできる。
【0096】
そしてその上で、構成例▲1▼に比べて回路規模をかなり小さくし、実用性の高い回路とすることができる。
特に、記憶させるレベル配置データZnA、ZnB・・・としてのデータ値の設計によっては、回路規模の縮小を促進できる。
デジタル処理回路としてのレベルブロック特定処理部65においては、各レベル境界値が、2のべき乗の値とされていると、演算負担が小さくなり、レベルブロック特定処理部65の回路構成を簡略化できる。一方、構成例▲1▼のように、セット可能な各レベル境界値が全く任意である場合、2のべき乗の値となっていないレベル境界値にも対応しなければならないため、演算能力を高くしなければならず、回路規模を増大させる要因となる。
ここで、記憶させるレベル配置データZnA、ZnB・・・における各レベル境界値が、全て2のべき乗の値(例えば・・・32、64、128、192、256・・・などの値)を用いるようにするならば、2のべき乗以外のレベル境界値は設定され得ないことになり、つまりレベルブロック特定処理部65の大幅な簡易化が可能となるものである。
【0097】
これらのことから構成例▲2▼の場合は、三次元補正の精度向上として或る程度十分なものとなるとともに、回路規模の小型化を実現でき、実用性の高い非線形処理装置とできるという効果がある。
【0098】
5.非線形補正部の構成例▲3▼
続いて非線形補正部16の構成例▲3▼を図14で説明する。
この構成例▲3▼においては、上記構成例▲1▼、▲2▼のようにレベル配置データZn自体を可変設定する手段が設けられていないが、レベルオフセットデータレジスタ79が設けられている。
またレベル配置データZn自体を可変設定するものではないため、レベルブロック特定処理部65には、固定のレベル配置データZn(Z0,Z1・・・Zr)を記憶する記憶部65aが設けられている。例えば図1のように液晶パネルを表示デバイスとする場合、記憶部65aには、例えば図15(a)に示したva1、va2・・・va8に相当する値としてのレベル配置データZ0,Z1・・・Zrが記憶され、図示するようにレベルブロックL1〜L8が設定された状態となっている。
【0099】
レベルオフセットデータレジスタ79には、CPU1からの書込制御信号DLOFによって、或るオフセット値Zsが書き込まれる。そしてそのオフセット値Zsがレベルブロック特定処理部65、及びレベルブロック内レベル計算処理部66に供給される。
レベルブロック特定処理部65、及びレベルブロック内レベル計算処理部66は、各レベル境界値Z1〜Zrを、オフセット値Zsだけずらした上で、レベルブロックの特定処理、及びレベルブロック内レベル計算処理を行うことになる。
【0100】
構成例▲1▼において述べたように、レベルブロック特定処理部65は、デジタル赤色原色信号DRBが属するレベルブロックを特定する。
即ちZ軸上に設定されたレベル境界値1〜r(この場合、記憶部65に記憶されたZ1〜Zr)と、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルを比較し、図3で述べたように信号レベルが含まれる範囲としての上下のレベル境界値k(=Zk)、k−1(=Zk−1)を判別して、レベルブロックLkを特定する。つまり基本的には、画素データの信号レベルdzが、Zk−1≦dz<Zkであれば、レベルブロックLkと判定する。
【0101】
ここで、この構成例▲3▼の場合、レベルブロック特定処理部65は、例えば各レベルブロックをオフセット値Zsだけ低レベル方向にシフトさせる場合において、画素データの信号レベルdzについて、
(Zk−1)−Zs≦dz<Zk−Zs
であれば、レベルブロックLkと判定するものである。
なお、各レベルブロックをオフセット値Zsだけ高レベル方向にシフトさせる場合は、
(Zk−1)+Zs≦dz<Zk+Zs
であれば、レベルブロックLkと判定するものである。
【0102】
また、レベルブロック内レベル計算処理部66は、レベルブロックデータDLkに応じて、供給されたデジタル赤色原色信号DRBの信号レベルに対応するレベルブロックLk内のレベルとして、Z座標差a及びa’を算出し、Z座標差データDZa及びDZa’として三次元補間処理部71に供給するものであるが、本例において、各レベルブロックをオフセット値Zsだけ低レベル方向にシフトさせる場合には、Z座標差a及びa’はオフセット値Zsを用いて次のように行われる。
a = dz−(Zk−1)+Zs
a’= Zk−dz−Zs
の演算で行われる。
なお、各レベルブロックをオフセット値Zsだけ高レベル方向にシフトさせる場合は、
a = dz−(Zk−1)−Zs
a’= Zk−dz+Zs
とすればよい。
【0103】
レベルブロック特定処理部65、レベルブロック内レベル計算処理部66において、上記オフセット値Zsを用いた処理が行われることで、実際のレベル境界が例えば図15(a)の状態から図15(b)の状態にオフセット値Zs分だけシフトされることになり、つまりレベルブロック設定状態が変化される。
つまりこの構成例▲3▼の場合は、レベル境界値をオフセット値Zsによりシフトさせること、換言すればCPU1が書込制御信号DLOFにより最適のオフセット値Zsを設定することで、三次元補正の精度向上を実現できる。
またオフセットデータレジスタ79を設けるのみで、レベルブロック可変設定が可能あるため、回路構成も簡易なものとなり、実用性は高い。
さらに、記憶部65aに記憶される。各レベル境界値Z0〜Zrが、全て2のべき乗の値であれば、レベルブロック特定処理部65の回路構成も簡易なものとすることができる。
【0104】
なお、この例では1つのオフセット値Zsを任意に設定できるものとしたが、例えば複数のオフセット値を設定できるようにしてもよい。例えば低レベル領域、中レベル領域、高レベル領域のそれぞれのレベル境界値に対応してそろぞれ別のオフセット値Zsを与えることができるようにしたり、或いはレベル境界値Z0〜Zrのそれぞれに個別にオフセット値を与えることができるようにしてもよい。このようにすることで、より精度の良いレベルブロック設定が可能となる。
【0105】
6.非線形補正部の構成例▲4▼
続いて非線形補正部16の構成例▲4▼を図16で説明する。
この構成例▲4▼は、上記構成例▲2▼、▲3▼を組み合わせたものである。つまり、例えば図13のような構成のレベル配置データ選択部78が設けられ、CPU1からの選択制御信号DSELによってレベル配置データZnを可変設定できるものとされる。
そして、さらにオフセットデータレジスタ79が設けられ、CPU1からの書込制御信号DLOFによってオフセット値Zsが設定され、レベルブロック特定処理部65及びレベルブロック内レベル計算処理部66に供給されて、上記構成例▲3▼で述べたようにレベルブロックの境界値(レベル配置データ)のシフトが行われるものとされている。
【0106】
従って、この構成例▲4▼によれば、構成例▲2▼のようにレベルブロック設定を、表示デバイス等に応じて適切なものにできるとともに、さらにオフセット値Zsの設定により、より最適な状態に調整できるものとなる。
【0107】
7.非線形補正部の構成例▲5▼
次に非線形補正部16の構成例▲5▼を説明する。
この構成例▲5▼は、レベル方向のレベル境界値(レベルブロック設定)を可変するものではなく、水平垂直方向において、映像信号による画像領域と格子ブロックの相対位置関係を適切なものとするものである。
【0108】
水平垂直の2次元方向の補正値の格子ブロックと画像領域は、上下左右端が一致していることが最適である。即ち、例えば図23の格子ブロックにおける4隅の座標(0,0)(p,0)(0,q)(p,q)が、そのまま画像領域の4隅となっていることが理想である。
しかしながら画像の解像度によって画像領域は異なる一方、多様な解像度に対応するため多数の格子ブロック(補正値)を用意することは、回路規模の増大などの事情から現実的ではない。
【0109】
そこで、1つの格子ブロックにより多様な解像度の表示デバイスに対応するようにしているが、これにより、格子ブロックと画像領域の関係が、上下及び左右に非対称な状態となり、この結果、二次元方向での非線形特性の補正を行うと、不自然な画像状態となってしまうことがある。
例えば、解像度の高いデバイスに対応する格子ブロックが設定されている非線形補正回路が、解像度の低い表示デバイスに対する信号処理系に組み込まれた場合、格子ブロックと画像領域の相対関係が図19(a)に示すような状態となってしまう。
つまり座標(0,0)を起点として対応させることになるため、格子ブロックと画像領域のずれ量が水平方向にも垂直方向にも非対称な状態となり、この結果画像が不自然なものとなる。
【0110】
そこで本例では、水平垂直方向に画像領域と格子ブロックの相対位置関係を調整できるようにし、表示デバイスの解像度が格子ブロックに一致していなくても、補正によって不自然な画像となることが解消されるようにする。
【0111】
このための構成例▲5▼を図17に示す。
この構成例▲5▼では、H方向オフセットレジスタ80、V方向オフセットレジスタ81が設けられている。
またレベル配置データZnについては、上述した各構成例とは異なり、可変設定するものではないため、レベルブロック特定処理部65には、固定のレベル配置データZn(Z0,Z1・・・Zr)を記憶する記憶部65aが設けられている。例えば図1のように液晶パネルを表示デバイスとする場合、記憶部65aには、例えば図15(a)に示したva1、va2・・・va8に相当する値としてのレベル配置データZ0,Z1・・・Zrが記憶され、図示するようにレベルブロックL1〜L8が設定された状態となっている。本例においては、当該レベルブロック設定は固定となる。
【0112】
H方向オフセットレジスタ80には、CPU1からの書込制御信号DHOFによって、或るオフセット値Xsが書き込まれる。そしてそのオフセット値Xsが位置ブロック特定処理部72、及び位置ブロック内位置計算処理部73に供給される。
V方向オフセットレジスタ81には、CPU1からの書込制御信号DVOFによって、或るオフセット値Ysが書き込まれる。そしてそのオフセット値Ysが位置ブロック特定処理部72、及び位置ブロック内位置計算処理部73に供給される。
【0113】
位置ブロック特定処理部72、及び位置ブロック内位置計算処理部73は、各位置ブロックを形成する格子ブロックを、H(水平)方向及びV(垂直)方向にオフセット値Xs、Ysだけずらした上で、位置ブロックの特定処理、及び位置ブロック内位置計算処理を行うことになる。
【0114】
構成例▲1▼において述べたように、位置ブロック特定処理部72は、水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRVに基づいて、対象となっている画素データについて、格子ブロック内としての位置ブロックA[1,1] ・・・A[p,q]のいずれかとしての位置ブロックA[i,j] を特定する。
ここで、この構成例▲5▼の場合、レベルブロック特定処理部65は、オフセット値Xs、Ysが供給され、画像領域と格子ブロックの相対位置を、このオフセット値Xs、Ysだけ、水平、垂直方向にシフトさせて位置ブロック判別を行うものとなる。
【0115】
即ち、この場合は、図18(a)のように対応画素dxyについてX座標をdx、Y座標をdyとすると、
(i−1)≦(dx−Xs)<i
(j−1)≦(dy−Ys)<j
であれば、対応画素dxyは位置ブロックA[i,j]に含まれると特定する。
これは、対応画素dxyの格子ブロック上の位置が、図18(b)に示されるようにオフセット値Xs、Ysだけ移動されたことになる。
【0116】
そして、位置ブロック特定処理部72は、特定された位置ブロック A[i,j] をあらわす一対の位置ブロックデータDXi及びDYjを、位置ブロック内位置計算処理部73,位置ブロック内補正データ形成部74及び三次元補正データ発生部70に送出する。
【0117】
位置ブロック内位置計算処理部73は、水平アドレスデータQRH及び垂直アドレスデータQRV、及び、特定された位置ブロック A[i,j] をあらわす一対の位置ブロックデータDXi及びDYjに応じて、対応画素の位置ブロックA[i,j] 内における位置を算出する計算処理を行う。更にこの際にオフセット値Xs、Ysも計算に用いる。
【0118】
位置ブロック内位置の情報は、例えば構成例▲1▼等においては図4で説明したように距離b、b’、c、c’を求める処理となる。この距離b、b’が、X座標差データDXb、DXb’となり、距離c及びc’がY座標差データDYc、DYc’とされる。
ところが、位置ブロックの特定においてオフセット値Xs、Ysが与えられることにより、図18(a)と図18(b)を比較してわかるように距離b、b’、c、c’(DXb、DXb’、DYc、DYc’)は変化する。
従って本例の場合は、位置ブロック内位置計算処理部73は、図18(b)における、距離b、b’、c、c’(DXb、DXb’、DYc、DYc’)を計算することになる。
【0119】
従って、
b = dx−Xs−(i−1)
b’= i−dx+Xs
c = dy−Ys−(j−1)
c’= j−dy+Ys
を求めることによって行われる。
そして、X座標差b及びb’をあらわすX座標差データDXb及びDXb’とY座標差c及びc’をあらわすY座標差データDYc及びDYc’とが、三次元補間処理部71に供給する。
【0120】
以上のように、位置ブロック特定処理部72、位置ブロック内位置計算処理部73において、上記オフセット値Xs,Ysを用いた処理が行われることで、格子ブロックと画像領域の関係を、図19(a)の状態から例えば図19(b)の状態のように変化させることができる。
つまりこの構成例▲5▼の場合は、オフセット値Xs、Ysの設定により、格子ブロックと画像領域の関係を調整することができ、これによって、解像度の都合によって画像領域と格子ブロックにおいて上下左右端が一致しない場合でも、非線形特性の補正の結果により不自然な画像となることを解消できる。
特に例えば図19(b)のように、格子ブロックと画像領域とのずれ量が、垂直又は水平方向に平均化されるように相対位置関係を変化させることが不自然な画像の解消に最も好適である。
【0121】
また、H方向オフセットレジスタ80、V方向オフセットレジスタ81を設けるのみで調整が可能であり、しかも格子ブロック(水平垂直方向の補正値群)を1つ用意すれば良いことなどから、小規模の回路構成とでき、実用性の高いものとなる。
【0122】
8.非線形補正部の構成例▲6▼
図20に構成例▲6▼を示す。
この構成例▲6▼は、上記構成例▲2▼、▲3▼、▲5▼を組み合わせたものである。つまり、例えば図13のような構成のレベル配置データ選択部78が設けられ、CPU1からの選択制御信号DSELによってレベル配置データZnを可変設定できるものとされる。
また、オフセットデータレジスタ79が設けられ、CPU1からの書込制御信号DLOFによってオフセット値Zsが設定され、レベルブロック特定処理部65及びレベルブロック内レベル計算処理部66に供給されて、上記構成例▲3▼で述べたようにレベルブロックの境界値(レベル配置データ)のシフトが行われるものとされている。
そしてさらに、H方向オフセットレジスタ80、V方向オフセットレジスタ81が設けられる。
H方向オフセットレジスタ80には、CPU1からの書込制御信号DHOFによってオフセット値Xsが書き込まれ、そのオフセット値Xsが位置ブロック特定処理部72、及び位置ブロック内位置計算処理部73に供給される。
V方向オフセットレジスタ81には、CPU1からの書込制御信号DVOFによってオフセット値Ysが書き込まれ、そのオフセット値Ysが位置ブロック特定処理部72、及び位置ブロック内位置計算処理部73に供給される。
これによって上述したように格子ブロックと画像領域の相対位置関係を好適な状態に調整できるものとされる。
【0123】
従って、この構成例▲6▼によれば、構成例▲2▼のようにレベルブロック設定を、表示デバイス等に応じて適切なものにできるとともに、さらに構成例▲3▼のようにオフセット値Zsの設定により、より最適な状態に調整できる。また構成例▲5▼のように格子ブロックと画像領域の相対位置関係を好適な状態に調整することで不自然な画像を解消できるものとされる。
【0124】
以上、構成例▲1▼〜▲6▼として非線形補正部16の構成例を述べてきたが、非線形補正部16の構成としては、他にも各例が考えられる。また、構成例▲1▼〜▲6▼の他の組み合わせ例も可能である。
また、このような非線形補正部16を備えた画像表示装置としても、その構成例は多様に考えられ、各種の表示デバイスに対応できる機器として実現可能である。
【0125】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように本発明によれば、非線形処理手段で非線形処理(γ補正)された映像信号に、三次元補正値による、画像表示部の表示画面における画素の水平方向及び垂直方向の位置及びその画素データの信号レベルに応じた、信号レベルについての三次元補正が施されることで、精密なγ補正が可能となる上で、画面の解像度に応じて最適な位置関係で水平垂直領域情報(格子ブロック)を配置することが可能となる。これによって、画像領域と格子ブロックにおいて上下左右端が一致しない場合でも、非線形特性の補正の結果により不自然な画像となることを解消できるという効果がある。特に格子ブロックと画像領域とのずれ量が、垂直又は水平方向に平均化されるように、相対位置関係を変化させることが最も好適である。
そしてこれによって、本発明の非線形処理装置は、多様な解像度の表示デバイスによる画像表示装置に好適に適用できるものとなる。
【0126】
また、1つの格子ブロックを用意すれば良いことや、水平及び垂直方向のオフセットを与えることで位置関係を変化させる構成とすることで、小規模の回路構成とでき、実用性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の画像表示装置のブロック図である。
【図2】実施の形態の位置ブロックの説明図である。
【図3】実施の形態のレベルブロックの説明図である。
【図4】実施の形態の位置ブロック内位置の説明図である。
【図5】実施の形態のレベルブロック内レベルの説明図である。
【図6】実施の形態の非線形補正部の構成例▲1▼のブロック図である。
【図7】実施の形態の非線形補正部の構成例▲1▼におけるレベル配置データ格納レジスタのブロック図である。
【図8】実施の形態のレベル境界値の可変設定の説明図である。
【図9】実施の形態のレベル境界値設定例の説明図である。
【図10】実施の形態のレベル境界値設定例の説明図である。
【図11】実施の形態のレベル境界値設定例の説明図である。
【図12】実施の形態の非線形補正部の構成例▲2▼のブロック図である。
【図13】実施の形態の非線形補正部の構成例▲2▼におけるレベル配置データ選択部のブロック図である。
【図14】実施の形態の非線形補正部の構成例▲3▼のブロック図である。
【図15】実施の形態の構成例▲3▼▲4▼のレベル境界値のオフセットの説明図である。
【図16】実施の形態の非線形補正部の構成例▲4▼のブロック図である。
【図17】実施の形態の非線形補正部の構成例▲5▼のブロック図である。
【図18】実施の形態の構成例▲5▼▲6▼の水平垂直方向のオフセットの説明図である。
【図19】実施の形態の構成例▲5▼▲6▼の画像領域と格子ブロックの関係の説明図である。
【図20】実施の形態の非線形補正部の構成例▲6▼のブロック図である。
【図21】液晶パネルの入力電圧−光透過率の特性の説明図である。
【図22】従来の画像表示装置のブロック図である。
【図23】γ特性の二次元補正の説明図である。
【図24】γ特性の三次元補正の説明図である。
【符号の説明】
1 CPU、2 ROM、3 RAM、11R,11G,11B A/D変換部 12 コントラスト・ブライトネス調整部、13 ホワイトバランス調整部 16 非線形補正部、17R,17G,17B、非線形処理部 18R,18G,18B 三次元補正部、19R,19G,19B、合成部、50R,50G,50B D/A変換部、51R,51G,51B 表示用駆動部、52R,52G,52B 液晶表示パネル部、53 タイミング信号発生部、54 PLL部、55R,55G,55B アドレスデータ発生部、61 ルックアップテーブル、62 γ補正データ発生部、63 γ補正データ格納部、64 データ出力処理部、65 レベルブロック特定処理部、66 レベルブロック内レベル計算処理部、70 三次元補正データ発生部、71 三次元補間処理部、72 位置ブロック特定処理部、73 位置ブロック内位置計算処理部、74 位置ブロック内補正データ形成部、75 補正データ格納部、76 位置ブロック内補正データ格納レジスタ、77 レベル配置データ格納レジスタ、78 レベル配置データ選択部、79 レベルオフセットデータレジスタ、80 H方向オフセットレジスタ、81 V方向オフセットレジスタ
Claims (4)
- 映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、
上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、
上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、
上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段と、を備え、
上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直位置判別手段に対して水平方向のオフセット値、及び垂直方向のオフセット値を与えることで、上記相対位置関係を変化させること
を特徴とする非線形処理装置。 - 映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、
上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、
上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、
上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段と、を備え、
上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直領域情報と上記画像領域とのずれ量が、垂直又は水平方向に平均化されるように、上記相対位置関係を変化させること
を特徴とする非線形処理装置。 - 映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、
上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、
上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、
上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段と、
上記合成手段から出力された映像信号に基づいて画像表示を行う画像表示部を有する画像表示手段と、を備え、
上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直位置判別手段に対して水平方向のオフセット値、及び垂直方向のオフセット値を与えることで、上記相対位置関係を変化させること
を特徴とする画像表示装置。 - 映像信号に基づく画像表示が行われる画像表示部の表示特性に応じた信号レベルについての非線形処理による映像信号の補正を行う非線形処理手段と、
上記映像信号における画素の水平垂直方向の位置を判別する水平垂直位置判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段での判別に用いる水平垂直領域情報と、映像信号による画像領域との相対位置関係を変化させて、上記水平垂直位置判別手段での上記判別が行われるようにする水平垂直相対位置可変手段と、
上記映像信号における画素の信号レベルを判別するレベル判別手段と、
上記水平垂直位置判別手段で判別された水平垂直方向の位置及び上記レベル判別手段で判別された信号レベルに応じて、信号レベルについての三次元補正値を発生し、映像信号の三次元補正を行う三次元補正手段と、
上記非線形処理手段で補正された映像信号と、上記三次元補正手段で補正された映像信号を合成して出力する合成手段と、
上記合成手段から出力された映像信号に基づいて画像表示を行う画像表示部を有する画像表示手段と、を備え、
上記水平垂直相対位置可変手段は、上記水平垂直領域情報と上記画像領域とのずれ量が、垂直又は水平方向に平均化されるように、上記相対位置関係を変化させること
を特徴とする画像表示装置。
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