JP4613805B2 - 画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。本発明は、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、特定領域の検出結果に応じてこの色付き防止の処理による色データと入力色データとを加重平均して出力することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止する。

従来、液晶表示装置、ＰＤＰ（Plasuma Display Panel ）等のフラットディスプレイ装置は、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、各サブピクセルを対応する色データにより駆動して所望する画像を表示している。

すなわち図６に示すように、この種のディスプレイ装置１は、例えば赤色、緑色、青色のサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して形成され、連続する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３が形成される。

このようなディスプレイ装置に関して、例えば特開２００３−２５９３８６号公報等には、サブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルの駆動に供する各色データの位相を補正することにより、見掛けの解像度を増大させる方法が提案されている。

ところでこの種のディスプレイ装置において、対応する色データにより単に各サブピクセルを駆動すると、グレーを表示した場合に、エッジの部分、グラディエーション等により輝度が徐々に変化している部分が色付いて見えるようになる。

すなわち各色データは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であり、これにより図７（Ａ１）に示すように、グレーの表示におけるエッジの部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って低下することになる。これによりこの場合は、エッジの部分に最も近接した輝度レベルが高くなっている側のサブピクセル２Ｂ１の色が、このエッジ部分で目立つようになり、このサブピクセル２Ｂ１の色により色付いてエッジ部分が見て取られる。なおこの図７では、高さ方向が各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルである。

これに対して図７（Ｂ１）に示すように、グレーの表示において輝度レベルが徐々に変化している部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って順次段階的に低下することになる。これによりこの場合は輝度レベルが順次低下する側のサブピクセル２Ｂの色が目立つようになり、このように輝度レベルが徐々に変化している部分が、このサブピクセル２Ｂの色により色付いて見て取られる。

この問題を解決する１つの方法として、１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように、各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動に供する各色データの位相を補正することが考えられる。

すなわち図７（Ａ１）及び（Ｂ１）との対比により図７（Ａ２）及び（Ｂ２）により示すように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に配置して、連続する３つの赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３を形成している場合、１つのピクセル３の中央のサブピクセル２Ｇにあっては、従来と同様に駆動する。またこの中央のサブピクセル２Ｇに対して先行する側のサブピクセル２Ｒについては、先行する分、色データの位相を補正して駆動し、またこれとは逆に、中央のサブピクセル２Ｇに対して後行する側のサブピクセル２Ｂについては、後行する分、色データの位相を補正して駆動する。

これによりエッジの部分では、後行するサブピクセル２Ｂと、続く先行するサブピクセル２Ｒとで順次段階的に輝度レベルが低下し、これにより色付きを防止することができる。またグラディエーション等により輝度レベルが徐々に変化している部分では、この輝度レベルの低下に対応するように順次各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルを低下させて色付きを防止することができる。

しかしながらこの種のディスプレイ装置は、例えばＴＮ（Twisted Nematic ）液晶等のように、見る方向によって輝度に係る特性が異なる欠点があり、これによりこのように１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように各色データの位相を補正すると、見る方向によって空間周波数の高い繰り返しパターンの部分で色が変化する問題が発生する。

すなわち図７との対比により図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、１つのピクセル３を構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい輝度レベルに保持されて、ピクセル単位で輝度レベルが変化している場合、図８（Ａ）に示す正面から見た場合と、図８（Ｂ）に示す斜めから見た場合とでは、１つのピクセルを構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で、輝度レベルの比率が変化しないことになり、この場合は、見る方向が変化しても色の変化は発生しない。

しかしながら図８（Ａ）及び（Ｂ）との対比により図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように各色データの位相を補正すると、正面から見た場合と斜めから見た場合とで、１つのピクセル３を構成するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で輝度レベルの比率が変化し、これによりこの場合には、見る方向により色が変化することになる。これによりこの場合、正面から見たときに色バランスが取れるように各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動を調整すると、斜め方向から見たときに色バランスが乱れてしまうようになる。
特開２００３−２５９３８６号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明は、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出部と、前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出部の検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正部とを備え、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であるようにする。

また請求項７の発明は、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であるようにする。

また請求項８の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムに適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であるようにする。

また請求項９の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であるようにする。

請求項１の構成により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出部と、前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出部の検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正部とを備え、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であるようにすれば、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分と、これら以外の部分とで、補間演算処理による処理結果の出力を可変することができる。しかしてエッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分は、何ら入力色データの位相を補正しない場合には、色付きが発生するのに対し、見る方向による色の変化が起こり難く、また空間周波数の高い繰り返しパターンの部分は、何ら入力色データの位相を補正しなくても色付きが起こり難く、見る方向による色の変化が起こり易い。これにより請求項１の構成によれば、色付きが起こり易く、見る方向による色の変化が起こり難い部分だけで、入力色データの位相を補正して色付きを防止することができ、又は色付きが起こり難く、見る方向による色の変化が起こり易い部分だけで、入力色データの位相を補正しないようにして見る方向による色の変化を防止することができ、これらによりピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。

これにより請求項７、請求項８、請求項９の構成によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

本発明によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止する。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係るモニタ装置を示すブロック図である。このモニタ装置１１において、信号入力部１２は、例えばチューナー、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレイヤー等による各種のソースから輝度信号及び色差信号によるビデオデータＤＶを入力し、画像処理部１３は、この信号入力部１２から入力されるビデオデータＤＶを信号処理して出力する。液晶表示パネル１４は、図６について上述したサブピクセルの配置によるいわゆるインライン方式による画像表示パネルであり、信号出力部１５は、画像処理部１３の出力データによりこの液晶表示パネル１４を駆動する。これによりこのモニタ装置１１は、ソースより出力されたビデオデータＤＶによる各種画像を液晶表示パネル１４で表示する。

このため画像処理部１３は、信号入力部１２から入力されるビデオデータＤＶを、信号出力部１５の駆動に適するように信号処理して出力する。画像処理部１３は、この処理において、液晶表示パネル１４の各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルを駆動する各色データの位相を補正し、これによりエッジ等の色付きを防止する。

このため画像処理部１３において、色データ変換部１７は、マトリックス演算処理により輝度信号及び色差信号により入力されるビデオデータＤＶを、液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データに変換する。ここでこの実施例では、図６について上述したように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して液晶表示パネル１４が形成されており、この色データ変換部１７は、輝度信号及び色差信号により入力されるビデオデータＤＶを、赤色、緑色、青色による色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換して出力する。

画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介してこの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、ここで液晶表示パネル１４におけるサブピクセルの配置位置に対応するように、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正してエッジ等の色付きを防止する。

ここで図３に示すように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であるのに対し、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢにより駆動される各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、各ピクセル３の中央３Ｏよりずれた位置に配置される。これにより各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリングのタイミングと、実際の配置位置との相違により、図７について上述したように、エッジ部分等で色付きが発生する。これによりサブピクセル処理部１９は、スケーリング部２０において、対応するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの中央ＲＯ、ＧＯ、ＢＯのタイミングによるサンプリング値となるように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正する。

より具体的に、例えばこれらサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、中央の緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯは、ピクセル３の中央３Ｏと一致することになり、この場合、何ら位相を補正することなく対応する色データＤＧを出力することにより、緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により緑色の色データＤＧを出力することができる。

これに対してこの緑色のサブピクセル２Ｇに対して先行する側である赤色のサブピクセル２Ｒは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ先行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ速いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように赤色色データＤＲの位相を補正することにより、赤色のサブピクセル２Ｒの中央ＲＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により赤色の色データＤＲを出力することができる。

これとは逆に、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して後行する側である青色のサブピクセル２Ｂは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ後行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ遅いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように青色色データＤＢの位相を補正することにより、青色のサブピクセル２Ｂの中央ＢＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により青色の色データＤＢを出力することができる。

この補正原理により、スケーリング部２０は、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの連続するサンプリング値の補間演算処理により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をそれぞれ補正する。

ここでこのような連続するサンプリング値の補間演算処理は、線形補間、キュービック補間、Sinc関数補間等を適用することができるものの、これらのうち線形補間は、最も簡易な構成で計算量が少ない反面、周波数特性の劣化が激しく、ぼけ量が大きくなる欠点がある。これに対してキュービック補間は、ぼけ量を抑えることができる反面、エッジの部分でリンギングが生じ易く、このようなリンギングは、色の変化として目立ち易い欠点がある。またSinc関数による補間は、誤差を小さくすることができ、理論的には畳み込み数を無限に設定することにより正しい補間値を得ることができる。しかしながら実際上、畳み込み数を無限には設定し得ず、これによりこの実施例では窓関数を用いて畳み込み数を制限する。

これにより実施例において、スケーリング部２０は、次式により示すように、Lanczos
関数を窓関数に用いたSinc関数による補間演算処理により、この補間演算処理を実行する。

ここでＮは、ローブ数であり、Ｃｘは、カットオフ周波数である。これらの値を調整することにより補間特性と補間係数のタップ数を決定する。ここでこの補間演算処理に使用する係数は、ｘに各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの位置に係る位相を代入してこれらSinc関数とLanczos 関数の積により求めることができ、スケーリング部２０は、この係数によるフィルタリング演算により、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに係る補間演算処理を実行する。これにより上述したように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、緑色の色データＤＧについては、ｘ＝０とし、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについては、それぞれｘ＝−１２０度及び１２０度とした。

なおこのように緑色の色データＤＧの位相を０とし、この緑色の色データＤＧとの相対的な位相により赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの位相を補正する場合には、緑色の色データＤＧについては、何ら補間演算処理することなく出力して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ、補間演算処理することにより、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正することができ、その分、全体構成を簡略化することができる。しかしながらこの場合、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ補間演算処理したことにより、緑色の色データＤＧに対して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの解像度が相対的に低下することになる。これによりこのような解像度の相対的な低下を防止する場合には、例えば緑色の色データ位相を３０度又は６０度等に設定し、またこれに対応するように赤色及び青色の色データの位相を設定し、これら色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢを共に補間演算処理するようにしてもよい。

図４は、補間係数のタップ数を３とした場合のこのスケーリング部２０の構成を示すブロック図である。スケーリング部２０において、係数発生部２２は、（１）及び（２）式を用いて説明した係数を各位相毎に保持するリードオンリメモリであり、このモニタ装置１１の設定により入力される位相情報ＤＰにより、各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂに係数を出力する。これによりこのスケーリング部２０は、この位相情報ＤＰの切り換えにより、色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢの補正に係る位相を種々に調整できるように構成される。なおこの係数発生部２２に保持される係数は、補間演算処理における利得を乗算した係数であり、これによりこの実施例では、簡易にゲイン制御することができるように構成される。

各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、この係数発生部２２から入力される係数が異なる点を除いて同一に構成され、ラッチ回路による遅延回路２５、２６により順次各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの１クロック周期づつ遅延させ、これにより連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを生成する。

乗算回路２８、２９、３０は、この連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ係数発生部２２から出力される係数により乗算し、加算回路３１、３２は、これら乗算回路２８〜３０の乗算結果を加算して出力する。これにより各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、３タップによる補間フィルタを用いた補間演算処理により、それぞれ色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正して出力する。

なおここで実用上充分な特性を確保できる場合には、線型補間等の手法を適用するようにしてもよく、線型補間の場合には、例えば次式の演算処理の実行により、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリング値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉから位相補正後の各色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１のサンプリング値ＳＲｉ、ＳＧｉ、ＳＢｉを求めることができる。

ところでこのように各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相の補正によりエッジ等の色付きを防止する場合、人間の目に至るまでの一連の伝送系におけるガンマの影響を考慮することが必要になる。

すなわち図５（Ａ）及び（Ｂ）により示すように、単に色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢ（図５（Ａ））の位相の補正により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの輝度レベルを補正した場合（図５（Ｂ））、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性におけるガンマにより、図５（Ｃ）に示すように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で輝度レベルのバランスが変化することになる。これによりこの場合、白黒による細かな繰り返しパターン等の空間周波数の高い部分が、緑色を帯びて観察されることになる。

このためこの実施例において、画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介して色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、また戻しγ補正部３５を介してサブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を信号出力部１５に出力する（図２）。

ここでパネルγ補正部１８は、液晶表示パネル１４のガンマと人間の視感度特性におけるガンマとの乗算値の特性により各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を補正して出力し、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を人間が実際に知覚する階調に補正する。

また戻しγ補正部３５は、パネルγ補正部１８とは逆の特性により、サブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の階調を補正し、これにより元の色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調によりこれら色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を出力する。なおこれらパネルγ補正部１８、戻しγ補正部３５による階調の補正は、例えばルックアップテーブルを用いて実行される。

これにより図５（Ａ）〜（Ｃ）との対比により図５（Ａ）、（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、この実施例では、空間周波数の高い部分における色バランスの変化を防止する。

ところでこのようにして各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにしても、図８について上述したように液晶表示パネル１４の特性により見る方向によって色が変化する。このためサブピクセル処理部１９は、図１に示すように、処理領域検出部４１により、特定領域を検出し、この特定領域と他の領域とでこのサブピクセル処理部１９における処理を切り換える。

すなわちこのように見る方向による色の変化は、空間周波数の高い繰り返しパターンの領域で発生する。これに対してこのような空間周波数の高い繰り返しパターンの領域では、何ら色データの位相を補正しなくても、色付きの現象が発生しづらく、これにより各色データの位相を補正するようにしても、色付きの防止に係る改善効果が極めて少ないことが判った。これに対して各色データの位相を補正して色付きの改善効果の高い、エッジ部分、グラディエーション等により輝度が徐々に変化している部分では、このように見る方向による色の変化が発生し難いことが判った。

これにより位相の補正により色付きを防止できる領域を特定領域に設定し、この特定領域についてのみ、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正すれば、エッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。具体的に、この場合は、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分等の、中低域部分で輝度レベルが変化する部分のみ位相を補正すれば、エッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。

またこれに代えて、位相の補正により見る方向によって色が変化する領域を特定領域に設定し、この特定領域のみ、色データの位相補正を中止するようにしても、エッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。具体的に、この場合は、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分を特定領域に設定して、色データの位相補正を中止することにより、エッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。

この実施例では、これら２つの条件のうちの前者の条件により、サブピクセル処理部１９の処理を切り換える。すなわちこの実施例において、処理領域検出部４１は、スケーリング部２０から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を図示しない演算回路により輝度信号Ｙに変換して入力する。

処理領域検出部４１は、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分が特定領域に設定され、順次入力される輝度信号Ｙよりこの特定領域を検出する。すなわち処理領域検出部４１は、水平座標ｉにおけるピクセルの輝度をＸｉとおいて、次式の関係式が成立する場合には、エッジの部分と判定する。

また次式の関係式の何れかが成立する場合、輝度レベルが徐々に変化する部分と判定する。しかして処理領域検出部４１は、この判定結果によりこれらの特定領域で信号レベルが立ち上がる領域検出信号Ｓ１を出力する。

なおエッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分の検出手法は、これらの手法に限られるものでは無く、種々の手法を広く適用することができる。また輝度信号Ｙによる処理に代えて、各色データの処理により、この特定領域の検出処理を実行するようにしてもよい。またこのようなエッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分の検出に代えて、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分を検出するようにしてもよく、また中低域部分で輝度レベルが変化する部分を検出するようにしてもよい。なおこれらの空間周波数の高い繰り返しパターンの部分等を検出する場合にあっても、輝度信号に代えて色データにより検出するようにしてもよい。またこれら各種の検出処理を組み合わせて使用するようにしてもよい。またスケーリング部２０の出力データに代えて、スケーリング部２０の入力データを用いてこの特定領域を検出するようにしてもよい。

ゲイン設定部４３は、パターン検出部４２から出力される領域検出信号Ｓ１の利得を補正し、これにより各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正する領域で値１に立ち上がり、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正しない領域で値０に立ち上がる領域検出信号Ｓ２を出力する。

水平ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４４は、このゲイン設定部４３から出力される領域検出信号Ｓ２を帯域制限して出力する。

ゲイン補正部４５は、乗算回路４６において、この水平ローパスフィルタ４４の出力値ｇによりスケーリング部２０から出力される色データをそれぞれ乗算し、また乗算回路４７において、値１からこの水平ローパスフィルタ４４の出力値ｇを減算した値１−ｇによりサブピクセル処理部１９に入力される色データをそれぞれ乗算し、これら乗算回路４６、４７の出力データを加算回路４８により加算して色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を出力する。これによりゲイン補正部４５は、スケーリング部２０に入力する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢと、スケーリング部２０から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１とを、処理領域検出部４１の検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する。

（２）実施例の動作
以上の構成において、このモニタ装置１１において（図２）、信号入力部１２より入力される輝度信号及び色差信号によるビデオデータＤＶは、画像処理部１３の色データ変換部１７に入力され、ここで液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換され、信号出力部１５により液晶表示パネル１４の各サブピクセルの駆動に供される。これによりこのモニタ装置１１では、このビデオデータＤＶによる画像が液晶表示パネル１４により表示される。

しかしながらこのようにしてビデオデータＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは（図７）、各ピクセル３の中央を走査するタイミングでサンプリングされたサンプリング値であることにより（図３）、何ら処理しないで液晶表示パネル１４の駆動に供したのでは、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分で、色付きが発生することになる。

このためこのモニタ装置１１において、このビデオデータＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、サブピクセル処理部１９のスケーリング部２０において（図４）、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように位相が補正されて色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１が生成され、この色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１により液晶表示パネル１４が駆動される。これによりこのモニタ装置１１では、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分における色付きが防止される。

しかしながらこのようにして色付きを防止すると、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分で見る方向によって色が変化する問題が発生する（図８）。

このためこのモニタ装置１１において、色データは（図１）、処理領域検出部４１のパターン検出部４２により、色付きが発生する特定領域、又は見る方向によって色が変化する特定領域が検出され、ゲイン補正部４５において、この領域検出結果により、位相補正した色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１と位相を補正していない色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢとが加重平均処理されて出力される。

ここでこのような色付きが発生する特定領域であるエッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分は、見る方向によって色が変化する現象が発生し難い特徴がある。これによりこのように色付きが発生する部分を特定領域に設定して、この特定領域の検出結果により位相補正した色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１と位相を補正していない色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢとを加重平均処理して出力することにより、見る方向によって色が変化する現象を防止して、かつ色付きを防止することができる。

またこれとは逆に、見る方向によって色が変化する部分である高い空間周波数による繰り返しパターンの部分では、色付きが発生し難い特徴がある。これによりこのように見る方向によって色が変化する部分を特定領域に設定して、この特定領域の検出結果により位相補正した色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１と位相を補正していない色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢとを加重平均処理して出力することにより、色付きを防止しつつ、見る方向によって色が変化する現象を防止することができる。

これらによりこの実施例では、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。

より具体的に、この実施例では、スケーリング部２０において、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正するようにして、各ピクセルの中央に配置される緑色のサブピクセルに係る色データＤＧについては、何ら位相を補正することなく出力するようにして、１つのピクセルにおけるこの何ら位相を補正しない色データＤＧに係るサブピクセルとの相対的な位置により、残りのサブピクセルに係る色データＤＲ、ＤＢの位相を補正し、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相が補正される。

これによりこの実施例では、これら３つのＤＲ、ＤＧ、ＤＢのうちの２つの色データＤＲ、ＤＢについてのみ位相を補正すればよいことにより、その分、全体構成を簡略化することができる。なおこのような中央のサブピクセルに係る色データＤＧに代えて、先行する側の色データＤＲ、又は後行する側の色データＤＢについて、位相を補正しないようにして、残りの色データ（ＤＧ、ＤＢ）又は（ＤＧ、ＤＲ）の位相を補正するようにしても、同様に、全体の構成を簡略化することができる。

またこのような２つの色データＤＲ、ＤＢのみの位相の補正に代えて、３つの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を共に補正するようすれば、これら３つの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢ間における解像度の相対的な変化を防止することができる。

このモニタ装置１１では、このような色データの位相の補正に係る処理が、各色データの連続するサンプリング値を用いた補間演算処理により実行され、この補間演算処理に Sinc 関数による補間演算処理が適用されて、高い精度により各色データの位相が補正される。

また特定領域の検出結果により、位相補正した色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１と位相を補正していない色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢとを加重平均処理するようにして、この特定領域の検出結果をローパスフィルタ４４により帯域制限して加重平均処理に供するように構成され、これにより位相補正した色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１と位相を補正していない色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢとの頻繁な切り換えによる違和感を防止することができる。

このようにして色付き、見る方向による色の変化を防止するようにしても、結局、これらの色付き、見る方向による色の変化にあっては、人間が知覚するものであり、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの一連の処理にあっては、人間の視覚特性を考慮して実行する必要があり、何ら視覚特性を考慮することなく実行した場合には、白黒の空間周波数の高い繰り返しパターンの部分で、最も位相補正量の少ない色データに係る色が目立つようになる（図５）。

このためこのモニタ装置１１において、処理に供する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは（図２）、パネルγ補正部１８において、初めに、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性のガンマにより階調が補正された後、サブピクセル処理部１９で色付き防止、見る方向による色の変化防止に係る一連の処理が実行され、その後、戻しγ補正部３５により元のγに戻される。これによりこのモニタ装置１１では、白黒の空間周波数の高い繰り返しパターンの部分における特定色の色付きが防止される。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、特定領域の検出結果に応じてこの色付き防止の処理による色データと入力色データとを加重平均して出力することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、見る方向による色の変化を防止することができる。

またこのとき、１つのピクセルを形成する複数のサブピクセルのうちの１つのサブピクセルについては、位相を補正することなく出力し、この色データに係るサブピクセルとの相対的な位置により残りの色データについて位相を補正することにより、全体構成を簡略化することができる。

またこれに代えて、１つのピクセルを形成する複数のサブピクセルに係る全ての色データの位相を補正することにより、これら色データ間における解像度の相対的な変化を防止することができる。

また画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより入力色データの階調を補正して位相を補正した後、元の階調に戻すことにより、高い空間周波数による繰り返しパターンの部分における色付きを防止することができる。

またこのような位相補正の処理に係る補間演算処理が、 Sinc 関数による補間演算処理であることにより、高い精度により位相を補正して画質劣化を防止することができる。

また特定領域の検出結果を帯域制限して出力して加重平均処理に供することにより、位相補正した色データと位相を補正していない色データとの頻繁な切り換えによる違和感を防止することができる。

なお上述の実施例においては、いわゆるインライン方式により水平方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した画像表示パネルの駆動に関して、色付き、見る方向による色の変化を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるデルタ方式により水平方向及び垂直方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した構成の画像表示パネルの駆動に適用して、色付き、見る方向による色の変化を防止するようにしてもよい。なおこの場合、上述のスケーリング部２０、領域検出部４１の処理にあっては、このような２次元的な各サブピクセルの順次循環的な配置に対応するように、水平方向及び垂直方向の２次元的な処理が必要となる。

また上述の実施例においては、液晶表示パネルを用いたモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＰＤＰ、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の種々の画像表示パネルを用いたモニタ装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、赤色、緑色、青色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば４色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合等にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、画像表示パネルを有するモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、色データにより各種映像コンテンツを出力してモニタ装置により画像を表示する各種画像表示装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、ハードウエアの構成によりビデオデータを処理して画像表示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンピュータにおける画像表示プログラム等のように、プログラムにより本発明を構成してソフトウエアの処理により画像表示する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、この処理に係る装置への事前のインストールによりプログラムを提供する場合の他に、光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の記録媒体に記録してプログラムを提供するようにしてもよく、さらにはインターネット等のネットワークを介したダウンロードによりプログラムを提供するようにしてもよい。

本発明は、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。

本発明の実施例１に係るモニタ装置のサブピクセル処理部を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係るモニタ装置を示すブロック図である。 図２のモニタ装置における位相補正の説明に供する略線図である。 図１のサブピクセル処理部におけるスケーリング部を示すブロック図である。 図１のサブピクセル処理部におけるガンマ補正の説明に供する略線図である。 ディスプレイ装置におけるピクセルの構成を示す平面図である。 色付きの説明に供する略線図である。 見る方向による色の変化の説明に供する略線図である。

符号の説明

１……ディスプレイ装置、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ……サブピクセル、３……ピクセル、１１……モニタ装置、１２……信号入力部、１３……画像処理部、１４……液晶表示パネル、１５……信号出力部、１７……色データ変換部、１８……パネルγ補正部、１９……サブピクセル処理部、２０……スケーリング部、３５……戻しγ補正部、４１……領域検出部、４４……水平ローパスフィルタ、４５……ゲイン補正部

Claims (9)

1. 画像表示パネルにより画像を表示する画像表示装置において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示装置は、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位置に係る位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、
   前記入力色データ又は前記出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出部と、
   前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出部の検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正部とを備え、
   前記特定領域が、
   エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であり、
   前記補正部は、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記出力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記入力色データが対応するようにし、
   前記特定領域が、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記入力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記出力色データが対応するようにする
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記補間演算部は、
   前記１つのピクセルを形成する複数のサブピクセルのうちの１つのサブピクセルについては、対応する前記入力色データの位相を補正することなく、前記出力色データにより出力し、
   前記１つのピクセルを形成する複数のサブピクセルのうちの他のサブピクセルについては、前記ピクセルの繰り返し周期を基準にした前記１つのサブピクセルとの相対的な位置により、対応する入力色データの位相を補正して前記出力色データを出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記補間演算部は、
   前記１つのピクセルを形成する複数のサブピクセルに係る全ての入力色データの位相を補正して前記出力色データを出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより前記入力色データの階調を補正して前記補間演算部に出力するガンマ補正部と、
   前記補正部から出力される色データの階調を、前記ガンマ補正部とは逆の特性により補正して出力する戻しガンマ補正部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記補間演算部による補間演算処理が、 Lanczos 関数を窓関数に用いた Sinc 関数による補間演算処理である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記領域検出部は、
   前記特定領域の検出結果を帯域制限して出力するローパスフィルタを有し、
   前記補正部は、
   前記ローパスフィルタの出力値を用いて前記加重平均処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
7. 画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法は、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位置に係る位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、
   前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、
   前記特定領域が、
   エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であり、
   前記補正のステップでは、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記出力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記入力色データが対応するようにし、
   前記特定領域が、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記入力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記出力色データが対応するようにする
   ことを特徴とする画像表示方法。
8. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムにおいて、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位置に係る位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、
   前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、
   前記特定領域が、
   エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であり、
   前記補正のステップでは、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記出力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記入力色データが対応するようにし、
   前記特定領域が、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記入力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記出力色データが対応するようにする
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラム。
9. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記画像表示パネルの駆動に供する入力色データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算ステップと、
   前記入力色データ又は出力色データの処理により、前記画像表示パネルで表示する画像から特定領域を検出する領域検出のステップと、
   前記入力色データと前記出力色データとを、前記領域検出のステップの検出結果に基づいて、加重平均処理して出力する補正のステップとを備え、
   前記特定領域が、
   エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分、又は空間周波数の高い繰り返しパターンの部分であり、
   前記補正のステップでは、前記特定領域が、エッジ部分、輝度レベルが徐々に変化する部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記出力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記入力色データが対応するようにし、
   前記特定領域が、空間周波数の高い繰り返しパターンの部分である場合は、前記加重平均処理により、前記特定領域に前記入力色データが対応するようにし、前記特定領域以外の領域に前記出力色データが対応するようにする
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体。
   

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