JP4438997B2 - 液晶表示方法及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
このマルチフレーム方式においては、その各フレームの表示にルックアップテーブル(Look Up Table)(以下、LUTという)が用いられている。
LUTの公知の使用例を図6を参照して説明すると、LUT14へアドレス供給部12からアドレス、例えば、10ビットのアドレスが供給されてLUT14から階調データが読み出され、その階調データが階調データ出力部18から図示しない液晶パネルの階調制御入力に供給されて液晶パネルの表示制御に供される。
図6において、データの欄中のDATA11:0は、データのビット数が12ビットであることを示している。
この削減方法は、入力データの下位ビットを切り捨てた入力値とこの入力値より1つ大きな(或いは1つ小さな)値をLUTに入力し、LUTから上記両値に対応する2つの出力値を出力さるようにし、切り捨てた下位ビットからなるデータに基づき、上記の2つの出力値の間を補間して元の入力値に対応した出力値を得るというものである。この例が、特許文献1に記載されている。
この技術になる画像処理装置は、入力画像の各画素値を示す入力データX0を圧縮し圧縮データX1を出力すると共に、補間データX2を出力する入力圧縮部と、入力圧縮部からの圧縮データX1に対応する出力データYxと関係データDyとを出力するLUTと、入力圧縮部からの補間データX2とLUTからの関係データDyとに基づいてLUTからの出力データYxを補間して所望の出力データY0を出力する補間部とから構成され、出力データYxの補間を補間データX2と関係データDyとにより行うことを示している。ここで、関係データDyは、LUTから出力される出力データYxと、圧縮データX1と前又は後となる圧縮データX1′に対応するYx′との関係を示すデータである。
特許文献2に記載される技術は、LUTから出力される補間係数と第1の表色系の色信号データの下位ビットとによって補間データを生成し、LUTから出力される主データと加算して第2の表色系の色信号データを補間することを示している。
特許文献3に記載される技術は、入力データ(目標階調)の上位ビットと前フレームにおける入力データ(目標階調)の上位ビットとをアドレスとしてLUTに入力してLUTから補間データを出力させ、出力された補間データと入力データの下位ビットと前フレームにおける入力データの下位ビットとに基づいて補正用データを生成することを示している。
この問題を解決するために、LUTのメモリ容量を削減する方法も上述したようにある。
上記いずれの特許文献も、LUTから出力されるデータについての補間を行う技術を開示している。
これにより、メモリのコストも削減することができる。
このメモリ容量圧縮法を階調データの生成に用いれば、上記効果を享受しつつ、メモリ容量を削減しない場合と同等の多階調表現にすることができる。
この実施例の液晶パネル駆動装置1は、入力されるアドレスのうちの上位ビット及び該上位ビットより1つ上位の上位ビットに対応する、下位ビットを切り捨てた階調データ(以下、圧縮階調データという)をルックアップテーブルから読み出し、2つの圧縮階調データと下位ビットとを用いて上記2つの圧縮階調データの各々を伸張した2つの階調データ(以下、伸張階調データともいう)との間を補間して圧縮前の階調データに近似の補間された伸張階調データを生成し、その伸張階調データを順次出力する装置に係り、図1に示すように、アドレス供給部2と、ルックアップテーブル(LUTという)4と、演算部6と、階調データ出力部8とから構成される。
アドレス供給部2は、上位ビットをLUT4へ供給し、下位ビットを演算部6へ供給する。
LUT4は、液晶パネルの駆動に必要な階調データの各々を指定し得るアドレスの上位ビット(LUT読み出しアドレス)がアドレス供給部2から供給されると、当該LUT読み出しアドレスの第1の圧縮階調データと該LUT読み出しアドレスの1つ上の読み出しアドレスの第2の圧縮階調データとを読み出し得るように構成されている。LUT4から読み出される第1及び第2の圧縮階調データは、演算部6へ供給される。
伸張階調データは、圧縮前の対応する階調データに近似する階調データとなる。
例えば、LUT4へ入力されるアドレスが10ビットで、上位ビットが8ビットで、下位ビットが2ビットであるとすると、上位ビットで読み出される上述の圧縮階調データAを4倍だけ伸張した伸張階調データ4Aと、補間されて伸張された3つの伸張階調データ、すなわち、(4A+4A+4A+4B)/4、(4A+4A+4B+4B)/4、(4A+4B+4B+4B)/4が、階調データ出力部8から液晶パネルの階調制御入力に供給される。
但し、上述のところから明らかなように、Bは、LUT4へ供給されるLUT読み出しアドレスであって、Aを読み出したLUT読み出しアドレスより1つ大きいLUT読み出しアドレスから読み出される圧縮階調データである。
アドレス供給部2から出力されるアドレスの上位ビット(LUT読み出しアドレス)がLUT4に供給される。以下の説明はそのアドレスが10ビットで、上位ビットが8ビットである場合について行う。
LUT4へ供給される上位8ビット、すなわち、LUT読み出しアドレスが、例えば、10000001である(図2)とすると、そのLUT読み出しアドレスから圧縮階調データAが読み出されると共に、このLUT読み出しアドレスから1つ上位のLUT読み出しアドレス、すなわち、10000010(図2)から圧縮階調データBが読み出される。これら両圧縮階調データA、Bは、演算部6へ供給される。
これらの圧縮階調データA、Bは、例えば、下位2ビットを切り捨てた10ビットのデータである。
なお、図1及び図2のデータの欄中のDATA9:0は、データのビット数が10ビットであることを表している。
そして、演算部6は、先ず、伸張階調データ4Aを出力し、続いて伸張階調データ4A、4B及び下位2ビットに基づいて伸張階調データ4Aと伸張階調データ4Bとの間を補間して生成される3つの伸張階調データをデータ値の大きい順に順次出力する。
伸張階調データ4Aと伸張階調データ4Bとの間を補間して生成される3つの伸張階調データ、例えば、伸張階調データ4Aと伸張階調データ4Bとの間を4等分する3つの伸張階調データは、その第1の伸張階調データが(4A+4A+4A+4B)/4で、第2の伸張階調データが(4A+4A+4B+4B)/4で、第3の伸張階調データが(4A+4B+4B+4B)/4であり、この順に出力される。
このように、LUT4を本来必要とする階調データをアドレスで2ビット分少なくし、かつ、LUT4を本来必要とする階調データをその2ビット分少なくしているから、10ビットでアクセスして階調データを得る場合に比し、LUTのメモリ容量を1/16にして、この発明で得られる伸張階調データの階調輝度をLUTを10ビットのアドレスでアクセスして得られる階調データの階調輝度に対して許容し得る範囲に納めた階調データ、すなわち、階調輝度曲線への影響を上記自動補間設定で許容し得る限度まで抑えた階調データを得ることができる。
上述のようにして演算部6から出力される階調データ(補間されて伸張された伸張階調データ)は、階調データ出力部8へ供給され、階調データ出力部8から液晶パネルの階調制御入力へ供給されて液晶パネルの表示制御に用いられる。
これにより、メモリのコストも削減することができる。
また、この効果を享受しつつ、メモリ容量を削減しない場合と同等の多階調表現にすることができる。その場合の多階調表現の精度は補間精度に依存する。
この実施例の構成が、実施例1のそれと大きく異なる点は、LUTに同一のクロックで2つのデータを読み出すようにした点である。
この構成以外のこの実施例の構成は、実施例1と同じであるので、同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その逐一の説明は省略する。
この実施例の動作は、次の点を除き、実施例1で説明した動作と同じである。
以下、その相違点を主に説明するが、その他の点については実施例1の説明を参照すれば、自ずから明らかになると考えられるので、その逐一の説明は省略する。
この実施例においても、具体例として、アドレス供給部2から供給されるアドレスのビット数は10ビットであり、そのうちの上位8ビット(LUT読み出しアドレス)がLUT4Aへ供給され、下位2ビットが演算部6へ供給されることは、実施例1と同じである。
こうして読み出された圧縮階調データは、演算部6へ供給される。
演算部6は、LUT4Aから供給される2つの圧縮階調データと下位ビットとに基づいて、実施例1と同様の補間演算をして伸張階調データを生成して出力する。
生成された伸張階調データは、階調データ出力部8から液晶パネルの階調制御入力へ供給されて液晶パネルの表示制御に用いられる。
これにより、液晶駆動装置からのデータ転送速度を向上させることができる(データ転送時間の短縮となる)。
この実施例の構成が、実施例1又は実施例2のそれと大きく異なる点は、1フレーム前の画素についての伸張階調データを着目画素の伸張階調データの生成に考慮するようにした点である。
演算部6Bは、主演算部6B1で生成され遅延部6B2で1フレーム時間遅延された仮伸張階調データと主演算部6B1で生成された仮伸張階調データとの相加平均を相加平均部6B3で取り、相加平均部6B3から出力される伸張階調データをフレームの着目画素についての伸張階調データとするようにして構成される。
この構成以外のこの実施例の構成は、実施例1と同じであるので、同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その逐一の説明は省略する。
この実施例の動作におけるアドレス供給部2と、LUT4と、主演算部6B1との動作は、実施例1又は実施例2と同じである。
演算部6Bにおける遅延部6B2及び相加平均部6B3の動作にこの実施例における特徴がある。その動作を以下に説明する。
その仮伸張階調データは、相加平均部6B3へ供給される。この供給と同時刻に、その相加平均部6B3には、遅延部6B2から1フレーム前の上記着目画素対応の画素についての仮伸張階調データが供給されて来る。
相加平均部6B3は、着目画素についての仮伸張階調データと1フレーム前の上記着目画素対応の画素についての仮伸張階調データとの相加平均を着目画素の伸張階調データとして出力する。
相加平均部6B3から出力される伸張階調データを階調データ出力部8から階調データの圧縮がない場合の階調データ相当として液晶パネルの階調制御入力へ供給されて液晶パネルの表示制御に用いられる。
例えば、アドレス圧縮前のアドレスの上位ビットでアクセスされるLUTを用いる一方、そのLUTのアドレスに圧縮前のアドレスに対応する階調データであって、当該階調データの下位ビットを2ビット切り捨てて成る圧縮階調データを記憶する例について説明したが、これに限られるものではなく、その他の任意のビット数を圧縮することも可能である。
例えば、同一ライン上の着目画素前後の画素に加えて、該ラインより1つ前のラインと1つ後のラインの上記着目画素対応の画素についての仮伸張階調データを着目画素の伸張階調データの生成に考慮するようにしてこの発明を実施することもできる。
さらには、過去のフレームの上記同等の画素の仮伸張階調データを考慮に入れるようにしてこの発明を構成することもできる。
また、階調データと同様に用いられる制御データによって制御される装置においても、本発明を実施することもできる。
2 アドレス供給部(入力手段、読み出し手段の一部)
4、4A LUT(データ記憶手段、読み出し手段の残部)
6、6B 演算部(出力手段の一部)
8 階調データ出力部(出力手段の残部)
Claims (18)
- 入力されるアドレスでデータ記憶手段を検索して前記アドレスに対応する階調データを出力し、出力された前記階調データで、複数の画素からなる液晶パネルを駆動して表示を行う液晶表示方法であって、
前記アドレス毎の第1の階調データの下位ビットを切り捨てた圧縮階調データを前記アドレスの上位ビットでアクセス可能に前記データ記憶手段に記憶させ、
着目画素の前記階調データの出力にあたっては、
該当するアドレスの前記上位ビットを前記データ記憶手段に入力させ、
該入力手段から前記上位ビットが入力されると、入力された当該上位ビットで指定される第1の圧縮階調データを前記データ記憶手段から読み出すと共に、入力された前記上位ビットと所定の関係にある上位ビットで指定される第2の圧縮階調データを前記データ記憶手段から読み出し、
前記アドレスの下位ビットと読み出された前記第1及び第2の圧縮階調データとに基づいて前記第1の圧縮階調データを伸張した第1の伸張階調データと前記第2の圧縮階調データを伸張した第2の伸張階調データとの間を補間する手法を用いて着目画素の仮伸張階調データを生成し、生成した着目画素の仮伸張階調データと、前記着目画素の周辺の画素について前記手法を用いて生成した、周辺画素の仮伸張階調データとに基づいて、前記着目画素の第2の階調データを演算生成し、演算生成された第2の階調データを前記階調データとして順次出力することを特徴とする液晶表示方法。 - 前記所定の関係にある前記上位ビットは、入力された前記上位ビットの1つ上の前記上位ビットであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示方法。
- 前記データ記憶手段は、1クロツクで複数のデータを読み出し得るメモリで構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示方法。
- 前記メモリは、ダブルエッジ動作のメモリで構成されることを特徴とする請求項3記載の液晶表示方法。
- 前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間を補間する前記着目画素又は前記周辺画素の仮伸張階調データは、前記下位ビットの数で予め決められる数の階調データであると共に、前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間に入る圧縮前の対応する階調データに近似することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の液晶表示方法。
- 予め決められる数の前記階調データは、前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間に入る、前記下位ビット数で等分に分けた階調データであることを特徴とする請求項5記載の液晶表示方法。
- 前記周辺の画素は、前記着目画素のフレームよりも少なくとも1フレーム前の着目画素対応の画素であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示方法。
- 前記周辺の画素は、前記着目画素のラインよりも1つ前のライン又は1つ後のラインの着目画素対応の画素であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示方法。
- 前記着目画素の仮伸張階調データと、前記周辺画素の仮伸張階調データとの相加平均を前記着目画素の前記階調データとして順次出力することを特徴とする請求項1記載の液晶表示方法。
- 入力されるアドレスでデータ記憶手段を検索して前記アドレスに対応する階調データを出力し、出力された前記階調データで、複数の画素からなる液晶パネルを駆動して表示を行う液晶表示装置であって、
前記アドレス毎の第1の階調データの下位ビットを切り捨てた圧縮階調データを前記アドレスの上位ビットでアクセス可能に記憶させる前記データ記憶手段と、
着目画素の前記階調データの出力に際して、該当するアドレスの前記上位ビットを前記データ記憶手段に入力させる入力手段と、
該入力手段から前記上位ビットが入力されると、入力された当該上位ビットで指定される第1の圧縮階調データを前記データ記憶手段から読み出すと共に、入力された前記上位ビットと所定の関係にある上位ビットで指定される第2の圧縮階調データを前記データ記憶手段から読み出す読み出し手段と、
前記アドレスの下位ビットと読み出された前記第1及び第2の圧縮階調データとに基づいて前記第1の圧縮階調データを伸張した第1の伸張階調データと前記第2の圧縮階調データを伸張した第2の伸張階調データとの間を補間する手法を用いて着目画素の仮伸張階調データを生成し、生成した着目画素の仮伸張階調データと、前記着目画素の周辺の画素について前記手法を用いて生成した、周辺画素の仮伸張階調データとに基づいて、前記着目画素の第2の階調データを演算生成する演算部と、
該演算部にて演算生成された第2の階調データを前記階調データとして順次出力する出力手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記読み出し手段は、前記所定の関係にある前記上位ビットを、入力された前記上位ビットの1つ上の前記上位ビットとしていることを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
- 前記データ記憶手段は、1クロツクで複数のデータを読み出し得るメモリで構成されることを特徴とする請求項10又は11記載の液晶表示装置。
- 前記メモリは、ダブルエッジ動作のメモリで構成されることを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置。
- 前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間を補間する前記着目画素又は前記周辺画素の仮伸張階調データは、前記下位ビットの数で予め決められる数の階調データであると共に、前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間に入る圧縮前の対応する階調データに近似することを特徴とする請求項10、11、12又は13記載の液晶表示装置。
- 予め決められる数の前記階調データは、前記第1の伸張階調データと第2の伸張階調データとの間に入る、前記下位ビット数で等分に分けた階調データであることを特徴とする請求項14記載の液晶表示装置。
- 前記周辺の画素は、前記着目画素のフレームよりも少なくとも1フレーム前の着目画素対応の画素であることを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
- 前記周辺の画素は、前記着目画素のラインよりも1つ前のライン又は1つ後のラインの着目画素対応の画素であることを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
- 前記着目画素の仮伸張階調データと、前記周辺画素の仮伸張階調データとの相加平均を前記着目画素の前記階調データとして順次出力することを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
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