JP4403361B2 - 表示処理方法、表示処理装置、および、表示システム - Google Patents

表示処理方法、表示処理装置、および、表示システム Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像信号を処理して表示装置に出力する表示処理方法および表示処理装置、および、表示システムに関するものである。
特に、本発明は、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置、たとえば、プラズマティスプレーパネル(PDP)装置などに、表示装置の階調数より大きな階調数の映像信号が入力された場合に、ディザ処理、および/または、誤差拡散処理などを行なって、階調数を低減するときに起こる画質の低下を改善する方法と、その装置、および表示システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
プラズマティスプレーパネル(PDP)装置、フィールドエミッションディスプレー装置、エレクトロルミネッセンスディスプレー装置などは、CRT表示装置とは異なり、多階調数のディジタル映像信号を表示する。このような表示装置を、本明細書においては、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」と呼ぶ。以下、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」の代表例として、プラズマティスプレーパネル(PDP)装置について述べる。
【0003】
PDP装置には各種の映像信号を表示することができるが、テレビジョン映像信号をPDP装置に表示するとき、テレビジョン映像信号をnビットのディジタル映像信号に変換してPDP装置に表示する。テレビジョン映像信号は通常、CRT表示装置に表示することを前提としており、CRT表示装置が有する逆ガンマ特性に合わせてリニアな特性になるように、、送信側でガンマ(γ)補正をしているから、PDP装置に表示する前に逆ガンマ補正して、映像信号本来の特性に戻してPDP装置に表示する。
【0004】
入力されたディジタル映像信号のビット数と、PDP装置のビット数とは異なる場合がしばしばであり、そのように、ビット数が異なる場合に、上記逆ガンマ補正に加えて、ディジタル映像信号のビット数変換、換言すれば、階調数変換を行なう。
階調数変換としては、入力されたディジタル映像信号がnビット、たとえば、10ビットで、PDP装置のビット数(階調数)がmビット、たとえば、8ビットの場合は、階調数を低減する処理が必要になる。逆に、入力されたディジタル映像信号のnビットよりPDP装置のビット数(階調数)のmビットが大きい場合もある。
本明細書においては、特に、前者、すなわち、入力されたディジタル映像信号のnビットが、PDP装置のビット数(階調数)のmビットより大きい場合について述べる。
【0005】
そのような階調数の変換技術としては、たとえば、特開平11−41464号公報に開示されている「ディザ処理法」が知られており、特開平11−41464号公報は、低濃度における階調性を改善する技術を開示している。
【0006】
階調数変換を行なったときに生ずる階調の低下を改善する方法として、特開2001−117528号公報、特開2002−82649号公報などに記載されている「誤差拡散処理法」が知られており、特開2001−117528号公報、特開2002−82649号公報は、低階調における画質の低下を改善する技術を開示している。
なお、特開2001−117528号公報に開示されている発明は、誤差拡散処理を行なうか否かを区別する処理回路の複雑さを改善する技術を主題にしている。また、特開2002−82649号公報に開示されている発明は、サブフィールドの分割数を増加させることなく、最大階調レベルおよび表示可能な総階調数を大きくすることができるとともに低階調レベルの再現性を向上させる技術を主題にしている。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−41464号公報
【特許文献2】
特開2001−117528号公報
【特許文献3】
特開2002−82649号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明者は、入力ディジタル映像信号の階調数がPDP装置などの「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」、たとえば、PDP装置の階調数より多い場合に、上述したディザ処理法、誤差拡散処理法でどを適用して、PDP装置の階調数に適合するように階調数を低減した場合に、PDP装置に表示された画像に孤立点が出てしまうパターンが存在し、表示画像の画質が低下することを見いだした。
【0009】
階調数の多いディジタル映像信号を、階調数の少ないPDP装置などの表示装置で表示する場合に、ディザ処理法、誤差拡散処理法などを適用した場合、表示装置で表示できない階調の場合、表示できる階調で組み合わせられる画素の組み合わせとして表現するため、ノイズのように見えることがある。人間の眼は暗い部分の識別能力が高く、特に孤立した輝度差のある画素はその輝度差が大きい場合に肉眼で見たとき目立ちやすい。
たとえば、PDP装置の場合、ゼロ階調目(最も濃い色、たとえば、白黒の場合は黒色、緑色の場合は最も濃い緑)と1階調目で人間の眼で見たとき輝度差が大きく感じるため、PDP装置で、たとえば、ゼロ階調目〜1階調目をディザ処理や誤差拡散処理によって表現した場合、輝度差のある画素が孤立していると目立ってしまうことがある。
このような不具合の具体例は、本発明の実施の形態との関連において詳述する。
【0010】
以上の例は、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」として、PDP装置を例示して述べたが、フィールドエミッションディスプレー装置、エレクトロルミネッセンスディスプレー装置などにおいても同様の問題に遭遇する。
【0011】
本発明の目的は、入力ディジタル映像信号の階調数が「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」の階調数より多い場合に、階調数を低減する処理法、たとえば、上述したディザ処理法、誤差拡散処理法などを適用した場合に発生しうる、輝度差のある画素が孤立して目立つ画像を発生の抑制または低減させて表示処理方法および表示処理装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点によれば、階調数がnビットのディジタル映像信号を、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置に表示させるため、上記ディジタル映像信号を階調数がmビット(ただし、n>m)の表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう表示処理方法において、
上記擬似階調処理の前に、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を(段落0031)、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行い、
上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、(a)視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、および/または、(b)視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理を行う、
ことを特徴とする、表示方法が提供される。
【0013】
本発明の第2の観点によれば、階調数がnビットのディジタル映像信号を、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置に表示させるため、上記ディジタル映像信号を階調数がmビット(ただし、n>m)の表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう擬似階調処理手段と、
上記擬似階調処理手段の前段に設けられ、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行う、低階調成分丸め処理手段と
を有し、
上記擬似階調処理手段は、上記低階調成分丸め処理手段において上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、(a)視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、および/または、(b)視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理を行う、
ことを特徴とする、表示処理装置が提供される。
【0014】
本発明の第3の観点によれば、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない、各画素の階調数がmビットの表示装置と、階調数がnビットのディジタル映像信号を上記表示装置に表示させるため(ただし、n>m)、上記nビットのディジタル映像信号を階調数がmビットの表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう擬似階調処理手段と、上記擬似階調処理手段の前段に設けられ、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行う、低階調成分丸め処理手段とを有し、
上記擬似階調処理手段は、上記低階調成分丸め処理手段において上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、および/または、視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理を行う、
ことを特徴とする、表示システムが提供される。
【0015】
本発明においては、入力画像の階調数が上記表示装置の表示できる階調数より多い場合、ディザや誤差拡散法といった擬似階調表現方法で見た目の階調数を上げることに起因して発生する孤立点が出てしまうパターンでは孤立点がでないパターンになるように置き換える(丸める)。それにより、空間的な視覚効果により実質的にノイズを軽減することができる。
【0016】
第1実施の形態
図1は本発明の表示処理装置および表示システムの第1実施の形態の構成図である。
図1に図解した第1表示システム1は、第1表示処理装置10、および、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置20を有する。
第1表示処理装置10は、逆ガンマ(γ)補正部12、低階調成分丸め処理部14および擬似階調処理部16を有する。
ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置20の1例として、プラズマティスプレーパネル(PDP)装置を例示する。PDP装置20は、1画素がmビット、たとえば、8ビット(256階調)を持ち、たとえば、水平方向640×垂直方向480画素のサイズを有する。
【0017】
第1表示処理装置10には、たとえば、NTSC方式のテレビジョン映像信号をディジタル変換した1画素がnビットの入力ディジタル映像信号VIDEOが入力される。このディジタル映像信号VIDEOは、CRT装置への表示を意図して生成されており、送信側、たとえば、テレビジョン放送局においてガンマ特性が補正されている。なお、ガンマ特性とは、撮像手段、たとえば、テレビジョンカメラ装置への入力光とCRT装置の発光強度との相違を補正するため、R,G,B信号に対して上記相違の補正を行なう処理をいう。現行のテレビジョンシステムにおいては、受信機の価格を低減するために送信側においてガンマ補正を行なっている。
【0018】
PDP装置20の表示用映像信号としては、上記ガンマ補正は削除すべきなので、逆γ補正部12において送信側で行なったガンマ補正の逆の逆ガンマ補正を行い、撮像手段で撮像した映像信号本来の信号に戻してリニア特性を復帰させる。
なお、逆γ補正部12において行なう逆ガンマ補正は、たとえば、各種の文献、特開2001−117528号公報にも示唆されているように、公知の技術を適用できる。
【0019】
なお、入力ディジタル映像信号VIDEOの1フレームの画像サイズ(解像度)、たとえば、水平方向1280×垂直方向1024画素と、PDP装置20の解像度、たとえば、水平方向640×垂直方向480画素のサイズと相違する場合、サイズを調整する必要がある場合は、逆γ補正部12の前、あるいは、逆γ補正部12の後に、図示しないスキャンコンバータを用いてサイズを変更する。
【0020】
低階調成分丸め処理部14の詳細は、図2(A)、(B)を参照して、後述する。
【0021】
擬似階調処理部16は、低階調成分丸め処理部14の出力信号について擬似階調処理を行なう。本実施の形態の擬似階調処理部16における擬似階調処理としては、ディザ処理部、および、誤差拡散処理を例示する。したがって、擬似階調処理部16は、ディザ処理部と、誤差拡散処理部とを有する。
擬似階調処理について述べる。
【0022】
ディザ処理
7色ディスプレーを行なう装置においては、色空間から色を選択することができないので、このような表示装置において階調を表現するために、視覚の空間周波数を利用する。たとえば、2値の画像につつて例示すると、その画素の近傍の画素をまとめて見た場合、人間の視覚は光っている画素の個数に対して輝度を感ずる。このような処理方法を実現する方法がディザ処理法である。
【0023】
このように、ディザ処理法は、本願発明の擬似階調処理法の1つであり、ディザとは、ある規則により作成した雑音をいう。
輝度信号を2値化するとき、一定しきい値では濃淡が表現されないので、ある規則によりしきい値を算出するか、逆に、ある規則により作成した雑音(ディザ)を原輝度信号に加えて一定のしきい値を用いて2値化する。
図3は前者の例を実現する構成図を示し、図5は後者の例を実現する構成図を示す。
【0024】
図3に図解した構成のディザ処理部の概要を述べる。
説明を簡単にするため、まず、画像データを2値化する場合について述べる。各画素ごとに実際に表示したい輝度と、しきい値との大小関係を比較し、しきい値より輝度信号が大きいとは「1」、小さいときは「0」とする。その結果、ミクロに見れば、しいき値処理部16aの出力画像はしきい画像の周期性を持つことになる。図4は、ある規則によりしきい値を算出する例として、17レベル表示のときによく用いられる4×4のBayer 形ディザマトリクスと呼ばれるしいき値画像である。Bayer 形ディザマトリクスのしいき値画像は空間周波数が高いので、周期性が目につきにくいという利点を有する。カラー画像の場合、R,G,Bについて上述した処理を行なう。
【0025】
本実施の形態におけるmビット、たとえば、8ビット(256階調数)のカラープラズマティスプレーパネル(PDP)装置20のように、多階調のディスプレー装置に対しては、上記の方法を拡張して、上述した濃淡画像をさらに高品質に処理する。すなわち、しきい値処理部16aにおいて、各画素ごとに実際に表示したいmビットの輝度の映像信号VDmと、しきい値との大小関係を比較し、上述した処理を行い、nビットの輝度の映像信号VDmを出力する。
【0026】
図5に図解したディザ処理部16Bにおいては、加算部16bにおいてある規則により作成した雑音(ディザ)信号Dxyを原輝度信号VDmに加えて、しきい値処理部16cにおいて、ディザ信号Dxyを加算した輝度信号について固定(一定)のしきい値との大小関係を比較して、上述した処理を行い、nビットの輝度の映像信号VDmを出力する。
【0027】
以上、ディザ処理部の1例を述べたが、図3における適応的に変化させるしいき値、または、図5におけるディザ信号の生成方法としては、組織的ディザ法、平均誤差最小法など各種のディザ処理法が提案されており、本願発明は各種のディザ処理法を適用できる。
【0028】
誤差拡散処理
図6を参照して誤差拡散処理法について述べる。
誤差拡散処理法とは、nビット、たとえば、10ビットの入力ディジタル映像信号VIDEOを、mビット、たとえば、8ビットのPDP装置20においてそのまま表現することができない場合、すなわち、入力ディジタル映像信号VIDEOの階調数nとPDP装置20の階調数mとが相違する場合、PDP装置20の注目ドットPxyにおいて、階調数の差分(n−m)を注目ドットPxyの周辺ドット、Px+1,y 、Px-1,y+1 、Px,y+1 、Px+1,y+1 の画像データに一定の重みをつけて、視覚的な積分効果を利用して、みかけ上、入力ディジタル映像信号VIDEOのnビット相当の階調を有するように多階調階調数処理を行なう方法である。図6の例示では、注目ドットPxyの周辺ドット、Px+1,y 、Px-1,y+1 、Px,y+1 、Px+1,y+1 の画像データに、6/16、2/16、6/16、2/16の重み付けをする場合を例示している。
誤差拡散処理も、本願発明の擬似階調処理法の1つである。
【0029】
擬似階調処理部16においては、ディザ処理法または誤差拡散処理法のいずれか、または、両者を行なう。
擬似階調処理部16において、逆γ補正部12において逆ガンマ補正された映像信号を、ディザ処理、および/または、誤差拡散処理して、PDP装置20に送出することにより、ガンマ補正が排除され、擬似階調処理された映像信号がPDP装置20に表示される。
【0030】
しかしながら、上述したディザ処理法、誤差拡散処理法でどを適用して、入力ディジタル映像信号VIDEOをPDP装置20の階調数に適合するように階調数を低減した場合に、PDP装置20に表示された画像に孤立点が出てしまうパターンが存在し、表示画像の画質が低下することがある。
PDP装置20の場合、肉眼で見たとき、暗い部分、たとえば、ゼロ階調目と1階調目で輝度差が大きく感じる。そのため、図2(A)に図解したように、4×4の画素パターンにおける低階調部分、たとえば、ゼロ階調目〜1階調目をディザ処理や誤差拡散処理によって表現した場合、*を付した部分の画素が、周辺画素と輝度差がある孤立画素として目立つ。
図7(A)は、ディザ処理、誤差拡散処理を行なった結果をそのまま示した場合のPDP装置20における表示例を示す。図7(A)は左側から右側に向かって、0/16、1/16、2/16、3/16の階調データを表示した場合を想定している。
【0031】
PDP装置20はmビット=8ビット、すなわち、256階調であることを例示しているが、図2(A)、図7(A)の例は、簡単化のため、PDP装置20の「0」と「1」の間で、16階調表現する場合で0〜3階調目を表示している概念を示している。図7(A)に図解した例では、PDP装置20の4分割領域が、0/16、1/16、2/16、3/16の階調で、輝度、たとえば、緑(G)が表示された場合を示している。0/16が最も濃い色(たとえば、白黒2色表示の場合は黒、カラーのうち緑色表示の場合は最も濃い緑)の画像データを示し、1/16、2/16、3/16は順次、たとえば、緑色が薄く表示される領域を示している。
画像データの1(左から2番目の階調)は、16画素につき1画素、PDP装置20のの1の階調を表示することで全体として1/16階調を表現しているように見える。ところが、PDP装置20の1と0の差が大きい場合、1/16で表示している1の階調の画素が目立ってしまっていた。
【0032】
このように、ディザ処理法、誤差拡散処理法などを適用した場合、PDP装置20などの表示装置で表示できない階調の場合、表示できる階調で組み合わせられる画素の組み合わせとして表現するため、パターンによっては画像がノイズのように見えることがある。人間の肉眼は濃い色に識別能力が高く、特に、図2(A)に(*)を付した部分が、周囲との関係において輝度差が大きく孤立した輝画像として目立ちやすい。
【0033】
本発明の第1実施の形態においては、上述した孤立点(*)に基づく見かけ上の画質の低下を改善するため、図1に図解した第1表示処理装置10において、逆γ補正部12と擬似階調処理部16との間に、低階調成分丸め処理部14を設けている。
低階調成分丸め処理部14は、逆γ補正部12において処理した逆γ補正映像信号S12について、図2(A)に(*)で例示した孤立点の画素データ「1」を「0」に丸めて孤立点が発生しないようにする。その結果を、図2(B)に示す。図2(A)における(*)の「1」が図2(B)において「0」に丸めされている。また、その結果をPDP装置20に表示すると、図7(A)の左から2番目が、図7(B)に図解したように表示される。
このように、ディザ処理や、誤差拡散処理などを適用してPDP装置20が表示できる階調で表示したい階調を表現する場合、PDP装置20に目立ってしまうパターンが表示されないように、低階調成分丸め処理部14において、目立ってしまう階調を目立たない階調に丸め込むことで、目立ってしまう輝度差のある画素の組み合わせをなくすことができる。
低階調成分丸め処理部14において上述した処理を行なうと、表示できる階調は少なくなってしまうが、PDP装置20など低い輝度で表示できる階調の輝度差が大きく見えるとき、1番低い階調をゼロにしてしまうことでディザや誤差拡散法による孤立点が目立たなくすることができるという利点がある。
【0034】
なお上述した例示は、階調が16(4ビット)の場合について、低階調成分丸め処理部14において、1/16を0/16に丸める場合について述べたが、図1に図解した第1表示処理装置10において、逆γ補正部12においてnビット=10ビット(1024階調)の入力ディジタル映像信号VIDEOを逆補正した10ビットの逆γ補正映像信号S12について、nビット=10ビット(1024階調)について丸め処理を行い、その結果である低階調成分丸め処理信号S14について、擬似階調処理部16において、nビット=8ビット(256階調)のPDP装置20のための擬似階調処理を行なう。
このような多階調の映像信号について低階調成分丸め処理部14は、上述した16階調(4ビット)の場合の1/16を0/16に丸めるだけでなく、低階調成分として、0/256との差が目立つ低階調成分、たとえば、1/256〜5/256を、0/256と丸めることができる。したがって、低階調成分は、1/16などに限定される訳ではない。
【0035】
上述した処理を、R,G,Bそれぞれについて行なう。
【0036】
低階調成分丸め処理部14の処理の変形例
低階調成分丸め処理部14における、低階調成分の丸め処理は、周囲の画素の値に応じて変更することができる。たとえば、注目画素の周辺の画素の値が全体的に低い値の場合で、その注目画素の画像があまり目立たない場合は、周囲の画素の値に応じて、たとえば、周囲の画素の画像の1/10以下の画像データを0にするなどのように、適応的に丸め処理を行なうことができる。
【0037】
以上のように、本発明の第1実施の形態によれば、入力ディジタル映像信号VIDEOの階調数がPDP装置20の階調数より多い場合、擬似階調処理部16においてディザや誤差拡散法といった擬似階調処理を行なって見かけ上の階調数を上げる場合に、ある画像データの配列パターンにおいて発生しうる孤立点を、低階調成分丸め処理部において「0」階調などの最低階調に丸める(または置き換える)ことにより、孤立点がでないパターンになるように修正し、PDP装置20における視覚で見た目のノイズを軽減するできる。
すなわち、本発明の第1実施の形態は、ディザや誤差拡散法などでPDP装置20が表示できる階調で表示したい階調を表現する場合、目立ってしまうパターンが表示されないように、目立ってしまう階調を目立たない階調に丸め込むことで、目立ってしまう輝度差のある画素の組み合わせをなくす。
本発明の第1実施の形態によれば、低い階調の画像データを丸める、たとえば、1番低い階調をゼロに置き換えること(丸めること)で階調数は少なくなってしまうが、PDP装置20など低い輝度で表示できる階調の輝度差が大きく見えるとき、低い階調の画像データを丸めることでディザや誤差拡散法による孤立点が目立たなくすることができるという場合に特に、効果を奏する。
【0038】
第2実施の形態
本発明の表示処理方法および表示処理装置、ならびに、表示システムの第2実施の形態を図8を参照して述べる。
図8に図解した第2表示システム1Aは、第2表示処理装置10Aと、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」としてのPDP装置20とを有する。
第2表示処理装置10Aは、逆γ補正・低階調成分丸め処理部12Aと、擬似階調処理部16とを有する。
逆γ補正・低階調成分丸め処理部12Aは、図1に図解した逆γ補正部12と低階調成分丸め処理部14とを合体したものであり、ガンマ補正された入力ディジタル映像信号VIDEOについて図1の逆γ補正部12におけると同様の逆γ補正を行い、その結果について、図1の低階調成分丸め処理部14におけると同様の低階調成分丸め処理を行なう。
擬似階調処理部16は、逆γ補正・低階調成分丸め処理映像信号S12aについて、ディザ処理、および/または、誤差拡散処理などの擬似階調処理を行い、その結果を擬似階調処理信号S16としてPDP装置20に出力する。
【0039】
第2実施の形態は、低階調成分丸め処理部14の処理を逆γ補正部12に合体させたものであるから、第1実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0040】
第3実施の形態
本発明の表示処理方法および表示処理装置、ならびに、表示システムの第3実施の形態を図9を参照して述べる。
図9に図解した第3表示システム1Bは、第3表示処理装置10Bと、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」としてのPDP装置20とを有する。
第3表示処理装置10Bは、逆γ補正部12と、低階調成分丸め・擬似階調処理部16Aとを有する。
逆γ補正部12は、図1に図解した逆γ補正部12と同じ処理を行なう。
低階調成分丸め・擬似階調処理部16Aは、図1に図解した低階調成分丸め処理部14と同じ処理を行い、その結果について、図1に図解した擬似階調処理部16と同じ処理を行ない、その結果を低階調成分丸め処理・擬似階調処理信号S16aとしてPDP装置20に出力する。
【0041】
第3実施の形態は、低階調成分丸め処理部14と擬似階調処理部16とを合体させたものであるから、第1実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0042】
第4実施の形態
本発明の表示処理方法および表示処理装置、ならびに、表示システムの第4実施の形態を図10を参照して述べる。
図10に図解した第4表示システム1Cは、第4表示処理装置10Cと、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」としてのPDP装置20とを有する。
第4表示処理装置10Cは、低階調成分丸め処理部14と、擬似階調処理部16とを有し、図1に図解した逆γ補正部12は有しない。その理由は、図10に図解した第5表示処理システム1Dにおいては、入力ディジタル映像信号VIDEOとして、ガンマ補正されていない映像信号を入力した場合の構成を示しているからである。
低階調成分丸め処理部14および擬似階調処理部16における処理は、図1を参照して述べた処理と実質的に同じである。したがって、第4実施の形態によっても、第1実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0043】
第5実施の形態
本発明の表示処理方法および表示処理装置、ならびに、表示システムの第5実施の形態を図11を参照して述べる。
図11に図解した第5表示処理システム1Dは、第5表示処理装置10Dと、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」としてのPDP装置20とを有する。
第5表示処理装置10Dは、図10に図解した低階調成分丸め処理部14と擬似階調処理部16とを合体させた低階調成分丸め・擬似階調処理部16Bを有する。低階調成分丸め・擬似階調処理部16Bの処理は、図9を参照して述べた低階調成分丸め・擬似階調処理部16Aと同様である。ただし、低階調成分丸め・擬似階調処理部16Bの低階調成分丸め処理部は、入力ディジタル映像信号VIDEOとして、ガンマ補正されていない映像信号について丸め(置き換え)処理を行なう。
第5実施の形態によっても、第4実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0044】
図1、図8〜図11を参照して述べたように、本発明の表示システムおよび表示処理装置の構成は種々の形態をとることができる。
本発明の低階調成分丸め処理部14の処理は簡単であり、低階調成分丸め処理部14の構成は非常に簡単である。
【0045】
上述した「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」として、プラズマティスプレーパネル(PDP)装置を例示したが、本発明は、PDP装置に限定されず、「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」で、好適には、さらに、低い輝度で表示できる階調の輝度差が大きく見える表示装置、たとえば、フィールドエミッションディスプレー装置、エレクトロルミネッセンスディスプレー装置など、他の表示装置についても適用できる。
【0046】
【発明の効果】
本発明の表示処理方法によれば、簡単な処理で、擬似階調処理によって「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」で表示できる階調の範囲で表示したい階調を表現する場合に発生しうる、目立ってしまう階調を目立たない階調に丸め込むことで、目立ってしまう輝度差のある画素の組み合わせをなくすことができる。
【0047】
本発明の表示処理装置は、簡単な構成で、擬似階調処理によって「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」で表示できる階調の範囲で表示したい階調を表現する場合に発生しうる、目立ってしまう階調を目立たない階調に丸め込むことで、目立ってしまう輝度差のある画素の組み合わせをなくすことができる。その結果、上記表示装置の画質が向上する。
【0048】
「ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置」を用いる本発明の表示処理システムにおいては、その表示装置で表示した場合に目立ってしまう階調を目立たない階調に丸め込むことで、目立ってしまう輝度差のある画素の組み合わせをなくすことができ、人間が肉眼で見たときの見かけ上の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の表示処理装置の第1実施の形態の構成図である。
【図2】図2は図1における低階調成分丸め処理部の処理を説明する図であり、図2(A)は擬似階調処理部における処理前の画像データの配置図であり、図2(B)は低階調成分丸め処理部における処理後の画像データの配置図である。
【図3】図3は図1に図解した擬似階調処理部内のディザ処理部の処理方法を示す図である。
【図4】図4は図1に図解した擬似階調処理部内のディザ処理部の処理に用いるディザ・マトリクスの例を示す図である。
【図5】図5は図1に図解した擬似階調処理部内のディザ処理部の他の処理方法を示す図である。
【図6】図6は図1に図解した擬似階調処理部内の誤差拡散処理部の処理方法を示す図である。
【図7】図7は図1に図解した第1表示処理装置の結果を示す図であり、図7(A)は処理前の画像データ配置を示す図であり、図7(B)は処理後の画像データ配置を示す図である。
【図8】図8は本発明の表示処理装置の第2実施の形態の構成図である。
【図9】図9は本発明の表示処理装置の第3実施の形態の構成図である。
【図10】図10は本発明の表示処理装置の第4実施の形態の構成図である。
【図11】図11は本発明の表示処理装置の第5実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
1・・第1表示システム
10・・第1表示処理装置
12・・逆γ補正部
14・・低階調成分丸め処理部
16・・擬似階調処理部
20・・プラズマティスプレーパネル(PDP)装置
1A・・第2表示システム
10A・・第2表示処理装置
12A・・逆γ補正・低階調成分丸め処理部
16・・擬似階調処理部
20・・PDP装置
1B・・第3表示システム
10B・・第3表示処理装置
12・・逆γ補正部
16A・・低階調成分丸め・擬似階調処理部
20・・PDP装置
1C・・第4表示システム
10C・・第4表示処理装置
14・・低階調成分丸め処理部
16・・擬似階調処理部
20・・PDP装置
1D・・第5表示システム
10D・・第5表示処理装置
16B・・低階調成分丸め・擬似階調処理部
20・・PDP装置
VIDEO・・入力ディジタル映像信号
S12・・逆γ補正映像信号
S12a・・逆γ補正・低階調成分丸め処理映像信号
S14、S14b・・低階調成分丸め処理信号
S16、S16b・・擬似階調処理信号
S16a、S16c・・低階調成分丸め処理・擬似階調処理信号

Claims (7)

  1. 階調数がnビットのディジタル映像信号を、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置に表示させるため、上記ディジタル映像信号を階調数がmビット(ただし、n>m)の表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう表示処理方法において、
    上記擬似階調処理の前に、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行い、
    上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、
    視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、
    および/または、
    視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理
    を行う、
    ことを特徴とする、
    表示処理方法。
  2. 上記黒または濃いカラーとの輝度差が大きく感じる低階調成分は、階調度が0に近い階調の画像データ成分であり、
    上記丸め処理した階調度は黒または一番濃いカラーの階調を示す0である、
    請求項1に記載の表示処理方法。
  3. 上記丸め処理前のディジタル映像信号がガンマ補正されているとき、上記丸め処理の前に、逆ガンマ補正を行なう、
    請求項1または2に記載の表示処理方法。
  4. 階調数がnビットのディジタル映像信号を、ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない表示装置に表示させるため、上記ディジタル映像信号を階調数がmビット(ただし、n>m)の表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう擬似階調処理手段と、
    上記擬似階調処理手段の前段に設けられ、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行う、低階調成分丸め処理手段と
    を有し、
    上記擬似階調処理手段は、上記低階調成分丸め処理手段において上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、
    視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、
    および/または、
    視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理
    を行う、
    ことを特徴とする、
    表示処理装置。
  5. 上記黒または濃いカラーとの輝度差が大きく感じる低階調成分は、階調度が0に近い階調の画像データ成分であり、
    上記低階調成分丸め処理手段における上記丸め処理した階調度は0である、
    請求項4に記載の表示処理装置。
  6. 上記ディジタル映像信号がガンマ補正されているとき、上記低階調成分丸め処理手段の前段に、逆ガンマ補正を行なう逆ガンマ補正手段が設けられる、
    ことを特徴とする、
    請求項4または5に記載の表示処理装置。
  7. ディジタル的に制限された階調数でしか表示することができない、各画素の階調数がmビットの表示装置と、
    階調数がnビットのディジタル映像信号を上記表示装置に表示させるため(ただし、n>m)、上記nビットのディジタル映像信号を階調数がmビットの表示用映像信号に変換する擬似階調処理を行なう擬似階調処理手段と、
    上記擬似階調処理手段の前段に設けられ、上記ディジタル映像信号の各画素データのうち、黒または濃いカラーとの輝度差が大きい低階調の画素データの階調を、当該画素の周囲の周辺の画素の値に応じて、黒または濃いカラーを示す階調度に丸め処理を行う、低階調成分丸め処理手段と
    を有し、
    上記擬似階調処理手段は、上記低階調成分丸め処理手段において上記丸め処理が行われたディジタル映像信号について、前記擬似階調処理として、
    視覚の空間周波数を利用して、所定の規則により作成した雑音を上記丸め処理をした映像信号に加算する処理を行い、所定のしきい値との比較によりmビットの映像データにするディザ処理、
    および/または、
    視覚的な積分効果を利用して、前記階調数mと前記階調数nとの差分を、上記ディジタル映像信号のうち、処理の対象とする注目画素の階調がmとなるように、当該注目画素の周辺の画素データに重みをつける、誤差拡散処理
    を行う、
    ことを特徴とする、表示システム。
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