JP4815749B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ルックアップテーブルを用いて色補正を行う画像処理装置に関する。

画像処理装置では、例えば液晶パネルのガンマ補正、色補正などの画像処理が行われている。この際、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)の各色信号の階調値と、ガンマ特性を補正するための階調値との非線形な対応関係が示されたルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」とも呼ぶ）により、画像信号の補正が行われている。

上記のようなＬＵＴを用いた色補正を行う画像処理装置では、例えば表示される画像のガンマ設定やコントラスト強調や彩度強調などの特性を調整したいときに、ＬＵＴの書き換えが行われる。しかし、ＬＵＴの書き換えは比較的時間を要するため、画像の表示途中にＬＵＴの書き換えが発生してしまう場合がある。表示の途中に書き換えが発生すると、表示される画像の色が乱れてしまう場合（ちらつき、色バランス崩れなど）があった。

このような問題を解決する技術として、特許文献１には、画像処理装置がＲＧＢ３チャンネルのＬＵＴに空きＬＵＴを追加した計４つのＬＵＴを持ち、ＬＵＴの書き換えが必要となったときに、空きＬＵＴに新Ｒ−ＬＵＴ、旧Ｇ−ＬＵＴに新Ｇ−ＬＵＴ、旧Ｇ−ＬＵＴに新Ｂ−ＬＵＴ、・・・と順にＬＵＴを書き換えていき、１つのＬＵＴの書き換え中も他の３つのＬＵＴを用いて画像を表示する技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、原理的にダブルバッファリングを行っており、ＬＵＴの容量が増えてしまうという問題があった。また、ＲＧＢのうち１チャンネルのＬＵＴのみが更新された状態で画像を表示するので、色バランスが崩れた状態で画像を表示せざるを得ない。

また、特許文献２には、ＬＵＴメモリをデュアルポート（２ポート）ＳＲＡＭで構成し、ＬＵＴの書き換えと読み出し（即ち、入力画像データのＬＵＴ参照）を同時に行うという技術が記載されている。しかし、この方法では、ＬＵＴ書き換え中も、そのＬＵＴをそのまま使用して表示するため、書き換え前と書き換え後のデータが混在した状態のＬＵＴを用いて画像表示を行うことになり、上述の表示画像の色が乱れるなどの問題は解決できていなかった。

特開２００１−３５６７５４号公報 特開平８−１９４４５７号公報

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ルックアップテーブルのメモリサイズを増やすことなく、ルックアップテーブルの書き換え中でも表示画像の大きな色乱れなどを生じさせない画像処理装置を提供することを課題とする。

本発明の画像処理装置は、処理すべき画像データを取得する手段と、アドレス内のデータとして階調値を有するルックアップテーブルを記憶するルックアップテーブル記憶手段と、前記取得した画像データの階調値に基づいて前記ルックアップテーブルのアドレス内のデータを読み出す手段と、前記ルックアップテーブルのアドレス内のデータを複数回に分けて書き込むことでデータを書き換える書き込み手段と、を有し、前記読み出し手段は、読み出すべきアドレス内のデータに前記書き込み手段が書き込みを行っているかどうかを判断し、書き込みを行なっていないときは、前記読み出すべきアドレス内のデータを読み出し、書き込みを行なっているときは、書き込み中の前記読み出すべきアドレスに隣接する両側の書き込みが行われていない２つのアドレス内のデータを読み出して補間することによって、前記取得した画像データの階調値を変換する処理を行なうことを特徴とする。

上記の画像処理装置は、取得した画像データの階調値に基づいてルックアップテーブル（以下、単に「ＬＵＴ」とも呼ぶ）のアドレス内のデータを読み出す手段を有する。ＬＵＴは、アドレス内のデータとして階調値を有しており、ルックアップテーブル記憶手段が記憶している。また、画像処理装置は、ＬＵＴのアドレス内のデータを複数回に分けて書き込む（以下、「書き換え」とも呼ぶ）書き込み手段を有している。例えばＬＵＴから読み出したアドレス内容に基づいて画像データを表示装置に表示させる場合において、この表示される画像のガンマ設定やコントラスト強調や彩度強調などを調整したいときに、ＬＵＴの書き換えが行われる。読み出し手段は、この書き込み手段が書き込みを行っているときは、書き込みが行われていないアドレス内のデータのみを読み出す。即ち、書き込み手段は複数の段階でＬＵＴのアドレス内容を書き換え、読み出し手段は書き換え中でないアドレス内容を読み出す。これにより、ＬＵＴを用いた画像データを表示する際、ＬＵＴの書き換え途中においても、元のＬＵＴと新しいＬＵＴの両方のアドレス内容を読み出すことがないので表示される画像に大きな色乱れなどは生じない。また、書き込み手段は複数回に分けて書き込むので、ＬＵＴの書き換えのために別途メモリなどを設ける必要がない。したがって、画像処理装置内のメモリサイズが増加することはない。

本発明の一態様では、画像処理装置は、前記取得した画像データの階調値が前記書き込みが行われているアドレスと一致する場合は、当該画像データの階調値を、当該アドレスの近傍で書き込みが行われていない２以上のアドレス内のデータに基づいて補間する補間手段を備えている。補間手段は、取得した画像データの階調値が書き込み中のアドレス番号と一致する場合は、このアドレスの近傍で書き込みが行われていない２以上のアドレス内のデータに基づいて補間する。これにより、書きこみ手段がＬＵＴの書き換えを行っている際にも、表示される画像に違和感を生じない。

本発明の他の一態様では、画像処理装置は、前記書き込み手段は、前記ルックアップテーブルの偶数アドレスと奇数アドレスを別々にしてアドレス内のデータを書き込む。即ち、書き込み手段は、２回に分けてＬＵＴを書き換える。読み出し手段は、例えば、まずＬＵＴの偶数アドレスの内容を読み出し、次は奇数アドレスの内容を読み出す。これにより、ＬＵＴの書き換え中において、読み出し手段が読み出すＬＵＴのアドレス数は同じであり、更に奇数アドレスか偶数アドレスかであるため階調値の段差は小さいものとなる。これによっても、表示される画像に違和感を生じない。

本発明の別の一態様によれば、画像処理装置は、前記ルックアップテーブルは、前記取得した画像データの階調数に対応する第１のルックアップテーブルと、第２のルックアップテーブルと、を有し、前記第２のルックアップテーブルは、ヌルデータが挿入されており、前記書き込み手段は、前記第１のルックアップテーブルの一部と前記第２のルックアップテーブルに、一度に前記階調数分のアドレス内のデータを書き込む。

この態様では、ルックアップテーブルは、取得した画像データの階調数に対応する第１のルックアップテーブルと、ヌルデータが挿入されている第２のルックアップテーブルを有している。書き込み手段は、第１のルックアップテーブルの一部と前記第２のルックアップテーブルに、一度に階調数分のアドレス内のデータを書き込む。即ち、一度の書き換えでＬＵＴが書き換えられる。これにより、読み出し手段がＬＵＴの一部のアドレス内容のみを読み出す期間を短くすることができる。よって、表示される画像に違和感を生じない。また、ＬＵＴを通常の順序で書き換えることができるので、書き込み手段などの制御が容易になる。

本発明の別の一態様によれば、前記ルックアップテーブルは、前記取得した画像データの階調数に対応する第１のルックアップテーブルと、第２のルックアップテーブルと、を有し、前記書き込み手段は、１回目に前記第２のルックアップテーブルにアドレス内のデータを書き込む。

この態様では、ルックアップテーブルは、取得した画像データの階調数に対応する第１のルックアップテーブルと、第２のルックアップテーブルとを有する。書き込み手段は、１回目に第２のルックアップテーブルのみにアドレス内のデータを書き込む。１回目の書き換え時では、読み出し手段は、書き込み中でない第１のルックアップテーブルの内容を全て読み出す。２回目以降は、書き込み手段は第１のルックアップテーブルを書き換えていく。これにより、読み出し手段がＬＵＴの一部のアドレス内容のみを読み出す期間を短くすることができる。

好適には、前記第２のルックアップテーブルは、前記第１のルックアップテーブルの半分のアドレス数であり、前記第１のルックアップテーブルのアドレス内のデータの中間値を有し、前記書き込み手段は、１回目に前記第２のルックアップテーブルにアドレス内のデータを書き込み、２回目に前記第１のルックアップテーブルの偶数アドレス又は奇数アドレスにアドレス内のデータを書き込み、３回目に前記第１のルックアップテーブルの２回目に書き換えなかった偶数アドレス又は奇数アドレスにアドレス内のデータを書き込む。この場合、書き換えるアドレスの間隔が一定であり、第２のルックアップテーブルは第１のルックアップテーブルの中間の階調値を有しているので、書き換え中に表示される全ての画像は違和感のないものとなる。また、上記のような処理を行う回路も、簡便に構成することができる。

好ましくは、前記ルックアップテーブル記憶手段は、２ポートＲＡＭを２つ備える。この場合は、ライト１チャンネルの書き込みとリード１チャンネルの読み出しが同時に実行可能なものを用いる。

更に、好ましくは、前記ルックアップテーブル記憶手段は、１ポートＲＡＭを４つ備える。この場合は、ライト１チャンネルとリード１チャンネルの選択可能な１ポートＲＡＭを４つ用いて構成される。

本発明の他の観点では、処理すべき画像データを取得する工程と、アドレス内容として階調値を有するルックアップテーブルを記憶するルックアップテーブル記憶工程と、前記取得した画像データの階調値から前記ルックアップテーブルのアドレス内容を読み出す工程と、前記ルックアップテーブルのアドレス内容を複数回に分けて書き込む書き込み工程と、を有し、前記読み出し工程は、前記書き込み手段が書き込みを行っているときは、書き込みが行われていないアドレス内容を読み出す。この画像処理方法を実行することにより、上記の画像処理装置と同様に、ＬＵＴのメモリサイズを増やすことなく、ＬＵＴの書き換え中でも表示画像の大きな色乱れなどを生じさせないことが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る画像処理部を含む画像表示装置について、図１を用いて説明する。図１には、第１実施形態に係る画像表示装置２１の概略構成を示す。

画像表示装置２１は、主に、画像形成部１と、ＬＵＴ形成部２と、画像処理部１０と、画像表示部７とから構成される。画像表示装置２１では、画像形成部１で形成された画像を画像処理部１０がＬＵＴ形成部２で形成されたＬＵＴを用いて画像処理し、処理後の画像が画像表示部７に表示される。

画像形成部１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、描画装置、ディスクドライブ装置、制御ソフトウェアなどを備えて構成される。画像形成部１は、形成した画像に対応する信号Ｓ１を画像処理部１０に供給する。なお、画像表示装置２１においては、表示すべき画像を形成する画像形成部１を備えずに、処理又は表示すべき画像を外部より取得する受信装置などを備える構成をとってもよい。

ＬＵＴ形成部２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成される。ＬＵＴ形成部２は、書き換えるＬＵＴを形成する。例えば、ユーザからの指示によりガンマ設定やコントラスト強調や彩度強調などを調節するためのＬＵＴが形成される。また、ＬＵＴ形成部２は、外部の状態（例えば、画像表示部７の周辺が明るいか暗いかなど）に応じて自動的にＬＵＴを形成することもできる。ＬＵＴ形成部２は、形成したＬＵＴに対応する信号Ｓ２を画像処理部１０に供給する。

画像処理部１０は、ＬＵＴ書き込み制御部３と、ＬＵＴ読み出し制御部４と、ＬＵＴメモリ５とを備える。画像処理部１０は、前述の画像処理装置として機能する。

ＬＵＴメモリ５は、ＬＵＴを記憶している。このＬＵＴには、アドレスに階調値（Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの階調値）が対応付けられている。即ち、画像処理部１０に入力された画像データの階調値に基づいてアドレス（入力された画像データの階調値に当たる）に対応付けられた階調値が読み出され、入力された画像の階調値がその読み出された階調値に変換されることになる（以下、この変換を「ＬＵＴ変換」とも呼ぶ）。以上のように、ＬＵＴメモリ５は、ＬＵＴを記憶するルックアップテーブル記憶手段として機能する。

ＬＵＴ読み出し制御部４は、画像形成部１より画像データに対応する信号Ｓ１を取得し、その画像データ（即ち、画像データの階調値）をＬＵＴメモリ５のアドレス信号Ｓ１１として使用してＬＵＴメモリ５から読み出しデータＳ１２を取得する。即ち、画像データのアドレス信号Ｓ１１から対応するＬＵＴの読み出しデータＳ１２を取得する。これにより、画像処理部１０に入力された画像データの階調値が、ＬＵＴ変換により適切な階調値に変換されることになる。そして、ＬＵＴ変換された画像データに対応する信号Ｓ３は画像表示部７に供給される。このように、ＬＵＴ読み出し制御部４は、前述した読み出し手段として機能する。

ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ形成部２より供給されたＬＵＴに対応する信号Ｓ２に基づいて、ＬＵＴメモリ５に記憶されたＬＵＴを複数回に分けて書き込む（以下、「書き換える」とも呼ぶ）。この場合、ＬＵＴ書き込み制御部３は、新たなＬＵＴが有する階調値（信号Ｓ２２に相当する）と、その階調値に対応するアドレス番号（信号Ｓ２１に相当する）とをＬＵＴメモリ５に供給する。このように、ＬＵＴ書き込み制御部３は前述した書き込み手段として機能する。このＬＵＴ書き込み制御部３によるＬＵＴの書き換え、及びＬＵＴの書き換え時のＬＵＴ読み出し制御部４の読み出し等については、詳細は後述する。

ここで、図２を用いてＬＵＴ変換の具体例を説明する。図２は、横軸にＬＵＴ変換すべき画像データの階調値（入力階調値）を示し、縦軸にＬＵＴ変換後の階調値（出力階調値）を示す。曲線Ａ１及びＡ２は、ＬＵＴ変換による入出力特性を示す曲線（以下、「ＬＵＴパターン」とも呼ぶ）の例である。ＬＵＴメモリ５には、上記のようなＬＵＴパターンが１つ記憶されており、前述したような場合にはＬＵＴ書き込み制御部３によりＬＵＴパターンが書き換えられる。

図１に戻って、画像表示部７について説明する。画像表示部７は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示デバイスを備え、画像処理部１０での処理後の画像データＳ３を表示する。また、画像表示部７は、取得した画像データＳ５を更に画像処理することもできる。

次に、図３を用いて、本発明の第１実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法、及び書き換え時のＬＵＴの読み出し方法について説明する。第１実施形態においては、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴの偶数アドレスの内容と奇数アドレスの内容を別々に書き換える。即ち、ＬＵＴ書き込み制御部３は、２回に分けてＬＵＴの書き換えを行う。そして、ＬＵＴ読み出し制御部４は、書き換え途中でないアドレス内のデータを読み出す。なお、以下で説明するＬＵＴの書き込み及び読み出しは、上記のＬＵＴ書き込み制御部３及びＬＵＴ読み出し制御部４が行うものとする。

図３（ａ）は、ＬＵＴの書き換えが行われていない通常時のＬＵＴの読み出しについて示している。符号３１はＬＵＴメモリ５に記憶されているＬＵＴを示し、その中に書かれた数字はＬＵＴのアドレス番号を示す。このアドレスに階調値（以下、「アドレス内容」又は「アドレス内のデータ」とも呼ぶ）が対応付けられている。図３（ａ）に示すように、ＬＵＴ３１の書き換えが行われていない通常時では、ＬＵＴ読み出し制御部４はＬＵＴ３１の全てのアドレス内容を読み出して、ＬＵＴ変換後の画像データに対応する信号Ｓ３を出力している。

図３（ｂ）は、ＬＵＴの１回目の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。１回目は、ＬＵＴ書き込み制御部３はＬＵＴの偶数アドレス内のデータのみを新たなアドレス内容で書き換える。ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ形成部２より取得した信号Ｓ２に基づいて書き換えを行う。この信号Ｓ２は、新たなＬＵＴが有する階調値（前述の信号Ｓ２２）と、それに対応するアドレス番号（前述の信号Ｓ２１）を含む。

以上により、１回目の書き換え終了後のＬＵＴ（符号３２で示す）は、偶数アドレス内のデータのみが書き換えられ（「 ’」を付したアドレス番号で示す）、奇数アドレス内のデータはそのままである。一方、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ３２の偶数アドレス内のデータが書き換えられているときは、書き換えが行われていない奇数アドレス内のデータを読み出して、ＬＵＴ変換された画像データに対応する信号Ｓ３を出力する。この場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、処理すべき画像データの階調値に対応するアドレスが書き換え中であれば、当該アドレスに隣接するアドレス内のデータをＬＵＴ３２から読み出す。例えば、ＬＵＴ読み出し制御部４は、処理すべき画像データの階調値が「２」であれば、ＬＵＴ３２のアドレス「１」又はアドレス「３」内のデータを読み出す。

図３（ｃ）は、ＬＵＴの２回目の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。２回目は、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴの奇数アドレス内のデータを新たなアドレス内容で書き換える（矢印Ｓ２で示す）。よって、２回目の書き換え終了後のＬＵＴ（符号３３で示す）は、偶数アドレス内のデータ及び奇数アドレスのデータ全てが書き換えられている。一方、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ３３の奇数アドレス内のデータが書き換えられているときは、既に書き込みが完了している偶数アドレス内のデータを読み出す。このようにして、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ３１を図３（ｄ）に示すＬＵＴ３４へと完全に書き換える。

以上のように第１実施形態では、ＬＵＴ書き込み制御部３は２回に分けてＬＵＴのアドレス内容を書き換え、ＬＵＴ読み出し制御部４は書き換え途中でないアドレス内容を読み出している。これにより、画像表示部７に表示される画像に色乱れやちらつきや色バランスの崩れなどは生じない。また、画像処理部１０はＬＵＴの書き換えを２回に分けて行っておりダブルバッファリングなどを行ってはいないので、ＬＵＴメモリ５のメモリサイズが増加することはない。

なお、図３においては１回目で偶数アドレスを書き換え、２回目に奇数アドレスを書き換える例について示したが、これには限定されない。１回目で奇数アドレスを書き換え、２回目に偶数アドレスを書き換えてもよい。また、ＬＵＴの書き換え回数も２回に限定はしない。

更に、ＬＵＴメモリ５は、２ポートＲＡＭ又は１ポートＲＡＭなどで構成することができる。２ポートＲＡＭの場合は、ライト１チャンネルの書き込みとリード１チャンネルの読み出しが同時に実行可能なものを用いる。また、１ポートＲＡＭの場合は物理的に２つのＲＡＭで構成し、ライト１チャンネルの書き込みとリード１チャンネルの読み出しとが選択可能なものを用いる。

［第２実施形態］
以下では、本発明の第２実施形態について説明する。まず、第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図４について説明する。

図４に示すように、画像表示装置２２は、主に、画像形成部１と、ＬＵＴ形成部２と、画像処理部１１と、画像表示部７とから構成される。第２実施形態に係る画像表示装置２２は、第１実施形態に示した画像表示装置２１と画像処理部１１の構成のみが異なるため、以下では画像処理部１１の構成について主に説明する。

画像処理部１１は、ＬＵＴ書き込み制御部３と、ＬＵＴ読み出し制御部４と、ＬＵＴメモリ５と、補間処理部８とを備える。画像処理部１１も、前述した画像処理装置として機能する。なお、ＬＵＴ書き込み制御部３及びＬＵＴメモリ５は、第１実施形態に示したものと同様であるため説明を省略する。

ＬＵＴ読み出し制御部４は、画像形成部１より画像データに対応する信号Ｓ１を取得し、その画像データをＬＵＴメモリ５のアドレス信号Ｓ１１として使用して、ＬＵＴメモリ５から読み出しデータＳ１２、Ｓ１３を取得する。読み出しデータＳ１２、Ｓ１３の２つのデータを取得するのは、ＬＵＴ変換すべき階調値に対応するアドレス内容が現在書き換え中であれば、読み出しデータＳ１２、Ｓ１３の２つのデータを用いて補間により、対応するデータを生成するためである。ＬＵＴ読み出し制御部４は、読み出しデータＳ１２、Ｓ１３として、現在書き換え中であるアドレスの近傍にあるアドレス内のデータを読み出す。ＬＵＴ読み出し制御部４は、こうして読み出した読み出しデータＳ１２、Ｓ１３に対応する信号Ｓ４１及びＳ４２を補間処理部８に供給する。なお、ＬＵＴ変換すべき階調値に対応するアドレス内容が現在書き換え中でなければ、補間を行う必要は無いので、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴメモリ５から読み出しデータＳ１２又はＳ１３のみを取得するものとする。

補間処理部８は、ＬＵＴ読み出し制御部４から取得した信号Ｓ４１、Ｓ４２に基づいて補間（以下、「補間処理」とも呼ぶ）を行う。補間処理部８は、取得した信号Ｓ４１、Ｓ４２を線形補間などによって補間処理を行う。補間処理部８は、こうして補間した画像データに対応する信号Ｓ５を画像表示部７に供給する。なお、ＬＵＴ変換すべき階調値に対応するアドレス内容が現在書き換え中でなかった場合は、補間処理部８は補間処理を行わない。以上のように、補間処理部８は、前述した補間手段として機能する。

次に、図５を用いて、本発明の第２実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法、及び書き換え時のＬＵＴの読み出し方法について説明する。なお、以下で説明するＬＵＴの書き込み及び読み出しは、前述したＬＵＴ書き込み制御部３及びＬＵＴ読み出し制御部４が行うものとする。また、図５では、ＬＵＴを記憶するＬＵＴメモリ５がライト１チャンネルとリード２チャンネルが同時処理可能な１つのＲＡＭで構成されているものについて示す。

図５（ａ）は、ＬＵＴの書き換えが行われていない通常時のＬＵＴの読み出しについて示している。符号３１はＬＵＴメモリ５に記憶されているＬＵＴを示し、その中に書かれた数字はＬＵＴのアドレス番号を示す。このアドレスに階調値（アドレス内容）が対応付けられている。図５（ａ）に示すように、ＬＵＴ３１の書き換えが行われていない通常時では、ＬＵＴ読み出し制御部４はＬＵＴ３１の全てのアドレス内容を読み出して、ＬＵＴ変換後の画像データに対応する信号Ｓ５を出力している。

図５（ｂ）は、ＬＵＴの１回目の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。第２実施形態においても、ＬＵＴ書き込み制御部３は、偶数アドレスと奇数アドレスを別々にして２回に分けてＬＵＴの書き換えを行う。１回目は、ＬＵＴ書き込み制御部３はＬＵＴの偶数アドレス内のデータのみを新たなアドレス内容で書き換える（矢印Ｓ２で示す）。よって、１回目の書き換え終了後のＬＵＴ（符号３２で示す）は、偶数アドレス内のデータのみが書き換えられ、奇数アドレス内のデータはそのままである。

一方、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ３２の偶数アドレス内のデータが書き換えられているときは、書き換えが行われていないＬＵＴ３２の奇数アドレス内のデータを読み出す。このとき、ＬＵＴ変換すべき画像データの階調値が偶数であった場合（即ち、画像データの階調値に対応するアドレス内容が書き換え途中である場合）、ＬＵＴ読み出し制御部４は、当該アドレスに隣接する奇数アドレスのデータを２つ読み出す。そして、補間処理部８は、その２つのアドレス内容に基づいて補間処理を行う。また、ＬＵＴ変換すべき画像データの階調値が奇数であった場合（即ち、画像データの階調値に対応するアドレス内容が書き換え途中でない場合）、ＬＵＴ読み出し制御部４は、当該アドレス内容のみを読み出す。この場合、補間処理部８は補間処理を行わない。このようにして、補間処理部８で処理されたデータに対応する信号Ｓ５が生成される。

図５（ｃ）は、ＬＵＴの２回目の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。２回目では、ＬＵＴ書き込み制御部３はＬＵＴの奇数アドレス内のデータを新たなアドレス内容で書き換える（矢印Ｓ２で示す）。よって、２回目の書き換え終了後のＬＵＴ（符号３３で示す）は、偶数アドレス内のデータ及び奇数アドレス内のデータ全てが書き換えられている。一方、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ３３の奇数アドレス内のデータが書き換えられているときは、既に書き込みが完了している偶数アドレス内のデータを読み出す。そして、補間処理部８は、ＬＵＴ変換すべき画像データの階調値が奇数であった場合、当該アドレスに隣接する２つの偶数アドレスのデータで補間処理を行う。また、ＬＵＴ変換すべき画像データの階調値が偶数であった場合、補間処理部８は補間処理を行わず当該階調値に対応するアドレス内容をそのまま用いる。このようにして、補間処理部８で処理されたデータに対応する信号Ｓ５が生成される。以上のように、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ３１から図５（ｄ）に示すＬＵＴ３４へと完全に書き換える。

このように第２実施形態でも、ＬＵＴ書き込み制御部３は２回に分けてＬＵＴのアドレス内容を書き換え、ＬＵＴ読み出し制御部４は書き換え途中でないアドレス内容を読み出す。更に、第２実施形態では、ＬＵＴ読み出し制御部４が読み出したアドレス内のデータに基づいて補間処理部８が補間処理を行う。これにより、ＬＵＴの書き換え中でも表示される画像の質は低下しない。

次に、第２実施形態に係るＬＵＴメモリ５の構成例について図６を用いて説明する。

図６（ａ）には、ＬＵＴメモリ５をライト１チャンネルとリード１チャンネルの同時処理可能な２ポートＲＡＭを２つ用いて構成した例について示す。図６（ａ）に示すように、ＬＵＴメモリ５は、物理的に２つのＲＡＭ（ＬＵＴメモリ５１とＬＵＴメモリ５２）を備える。この場合、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴメモリ５１及びＬＵＴメモリ５２を同時に書き換える。また、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴメモリ５１及びＬＵＴメモリ５２を同時に読み出す。

図６（ｂ）には、ＬＵＴメモリ５をライト１チャンネルとリード１チャンネルの選択可能な１ポートＲＡＭを４つ用いて構成した例について示す。ＬＵＴメモリ５は物理的に４つのＲＡＭ（ＬＵＴメモリ５１とＬＵＴメモリ５２とＬＵＴメモリ５３とＬＵＴメモリ５４）を備える。この場合、ＬＵＴ書き込み制御部３は、偶数アドレスを書き換える場合はＬＵＴメモリ５１及びＬＵＴメモリ５３を選択して同時に書き換え、奇数アドレスを書き換える場合はＬＵＴメモリ５２及びＬＵＴメモリ５４を選択して同時に書き換える。また、ＬＵＴ読み出し制御部４は、偶数アドレスが書き換えられている場合はＬＵＴメモリ５２及びＬＵＴメモリ５４を選択して同時に読み出し、奇数アドレスが書き換えられている場合はＬＵＴメモリ５１及びＬＵＴメモリ５３を選択して同時に読み出す。

図７に、上記の図６（ａ）の２ポートＲＡＭを２つ用いてＬＵＴメモリ５を構成した場合の、ＬＵＴ内の読み出されるアドレス内容について示す。図７において、「ＬＵＴ（ｘ）」はＬＵＴにおけるアドレス（ｘ）内のデータ（即ち、階調値）を示す。更に、ＬＵＴメモリ５１が記憶するＬＵＴを「ＬＵＴ５１」とし、ＬＵＴメモリ５２が記憶するＬＵＴを「ＬＵＴ５２」と表記する。また、「＆」は読み出されたデータに対して補間処理を行うことを示す。

まず、ＬＵＴの偶数アドレスが書き換え中であり、画像データの階調値が偶数（＝２ｋ）である場合について説明する。即ち、画像データの階調値に対応するＬＵＴのアドレス内容が書き換え中である場合である。このとき、ｋが偶数であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴメモリ５１が記憶するＬＵＴ５１のアドレス（ｋ＋１）内のデータＬＵＴ５１（ｋ＋１）と、ＬＵＴメモリ５２が記憶するＬＵＴ５２のアドレス（ｋ−１）内のデータＬＵＴ５２（ｋ−１）とを取得する。例えば、画像データの階調値が「４」であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ５１のアドレス（３）に対応するデータとＬＵＴ５２のアドレス（１）に対応するデータを取得する。そして、補間処理部８は、ＬＵＴ読み出し制御部４から取得したＬＵＴ５１（ｋ＋１）とＬＵＴ５２（ｋ−１）を用いて補間処理する。

一方、ｋが奇数であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ５１（ｋ）とＬＵＴ５２（ｋ）を取得する。例えば、画像データの階調値が「６」であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ５１のアドレス（３）に対応するデータとＬＵＴ５２のアドレス（３）に対応するデータを取得する。そして、補間処理部８は上記のＬＵＴ５１（ｋ）とＬＵＴ５２（ｋ）を用いて補間処理する。

次に、ＬＵＴの偶数アドレスが書き換え中であり、画像データの階調値が奇数（＝２ｋ＋１）である場合について説明する。ＬＵＴ読み出し制御部４は、ｋが偶数である場合はＬＵＴ５１（ｋ＋１）を取得し、ｋが偶数である場合はＬＵＴ５２（ｋ）を取得する。以上のような場合は、画像データの階調値に対応するＬＵＴ内のアドレスが書き換え中ではないため、補間処理は行われない。

更に、ＬＵＴの奇数アドレスが書き換え中である場合も、図７に示す方法で、ＬＵＴ読み出し制御部４はＬＵＴ内のアドレス内容を読み出す。

即ち、ＬＵＴの奇数アドレスが書き換え中であり、画像データの階調値が奇数（＝２ｋ＋１）である場合について説明する。ＬＵＴ読み出し制御部４は、ｋが偶数である場合はＬＵＴ５１（ｋ）を取得し、ｋが奇数である場合はＬＵＴ５２（ｋ−１）を取得する。以上のような場合は、画像データの階調値に対応するＬＵＴ内のアドレスが書き換え中ではないため、補間処理は行われない。

次に、ＬＵＴの奇数アドレスが書き換え中であり、画像データの階調値が奇数（＝２ｋ＋１）である場合について説明する。即ち、画像データの階調値に対応するＬＵＴのアドレス内容が書き換え中である場合である。このとき、ｋが偶数であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴメモリ５１が記憶するＬＵＴ５１のアドレス（ｋ）内のデータＬＵＴ５１（ｋ）と、ＬＵＴメモリ５２が記憶するＬＵＴ５２のアドレス（ｋ）内のデータＬＵＴ５２（ｋ）とを取得する。そして、補間処理部８は、ＬＵＴ読み出し制御部４から取得したＬＵＴ５１（ｋ）とＬＵＴ５２（ｋ）を用いて補間処理する。

一方、ｋが奇数であった場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ５１（ｋ＋１）とＬＵＴ５２（ｋ−１）を取得する。そして、補間処理部８は上記のＬＵＴ５１（ｋ＋１）とＬＵＴ５２（ｋ−１）を用いて補間処理する。

［第３実施形態］
以下では、本発明の第３実施形態について説明する。

図８に、第３実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法、及びＬＵＴの読み出し方法について示す。なお、図８で示すＬＵＴの書き換え方法及び読み出し方法は、前述の第１実施形態で示した画像処理部１０が行う。

図８（ａ）は、ＬＵＴの書き換えが行われていない通常時のＬＵＴの読み出しについて示している。図８（ａ）に示すように、ＬＵＴ６２は、ＬＵＴ６０とＬＵＴ６１を備える。ＬＵＴ６０は、アドレス内にデータは何も入っていない（即ち、ヌルデータが挿入されている）。ＬＵＴ６１は、処理すべき画像データの階調数に対応するＬＵＴを有している。即ち、ＬＵＴ６１は第１のルックアップテーブルとして機能し、ＬＵＴ６０は第２のルックアップテーブルとして機能する。図８（ａ）に示すように、ＬＵＴ６２の書き換えが行われていない通常時では、ＬＵＴ読み出し制御部４はＬＵＴ６１のアドレス内容のみを読み出して、ＬＵＴ変換後の画像データに対応する信号Ｓ３を出力している。

図８（ｂ）は、上記のＬＵＴ６２の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。第３実施形態においては、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ６２を１回で書き換える。具体的には、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ６１の偶数アドレス（奇数アドレスでもよい）と、ヌルデータが挿入されたＬＵＴ６０とを一度に書き換える（符号Ｓ２で示す）。この場合、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ６１の偶数アドレスを新たなＬＵＴの偶数アドレスに対応するデータで書き換え、ＬＵＴ６０には新たなＬＵＴの奇数アドレスに対応するデータを書き込む。これにより、書き換え終了後のＬＵＴ６３では、新たなＬＵＴのアドレス内容が全て書き込まれ、書き換え前のＬＵＴの奇数アドレスの内容はそのままとなっている。

このとき、ＬＵＴ読み出し制御部４は、上記のような書き換え中は書き換えが行われていない奇数アドレス内のデータのみを読み出す。そして、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ変換された画像データに対応する信号Ｓ３を出力する。

図８（ｃ）には、新たなＬＵＴのアドレス内容が全て書き換えられたときのＬＵＴ６４について示す。ＬＵＴのアドレス内容の書き込みが全て終了したとき、ＬＵＴ書き込み制御部３は、ＬＵＴ６３において書き込みを行わなかった奇数アドレスにヌルデータを挿入する。これにより、図８（ｃ）に示す新たなＬＵＴ６４が生成される。そして、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ６４のヌルデータでないアドレス内容のみを読み出す。なお、上記では、ヌルデータを挿入するものについて示したがこれに限定はされない。例えば、ヌルデータを挿入しないで、任意の値を挿入してもよい。この場合は、挿入された任意のデータをＬＵＴ変換に用いないようにする。

以上のように第３実施形態では、ヌルデータが挿入された第２のルックアップテーブルを利用して、ＬＵＴ書き換え制御部３は１回でＬＵＴの書き換えを行う。これにより、ＬＵＴの偶数アドレス又は奇数アドレスのいずれか一方のアドレス内容のみを用いてＬＵＴ変換する期間を短くすることができる。よって、前述した実施形態よりも表示される画像に違和感を生じさせない。また、ＬＵＴを０、１、２、・・・と通常の順序で書き換えができるので、ＬＵＴ書き込み制御部３などの制御が簡単になる。

次に、第３実施形態に係る変形例について説明する。本変形例では、前述したＬＵＴの書き込み方法及び読み出し方法を第２実施形態で示した画像処理部１１で行うものである。

図９に、第３実施形態の変形例に係るＬＵＴの書き換え方法、及びＬＵＴの書き換え時の読み出し方法について示す。

図９（ａ）は、ＬＵＴの書き換えが行われていない通常時のＬＵＴの読み出しについて示しており、図８（ａ）と同様である。図９（ｂ）には、ＬＵＴ６２の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す。この場合、ＬＵＴ書き込み制御部３によるＬＵＴの書き換え方法は前述したものと同様である。

本変形例では、ＬＵＴ読み出し制御部４が読み出したデータを補間処理部８が補間処理する点で前述したものとは異なる。ＬＵＴ読み出し制御部４は、画像データの階調値に対応するアドレスが書き換え途中である場合、当該アドレスに隣接する書き込み中でないアドレス内容を２つ読み出す。そして、補間処理部８は、その２つのアドレス内容に基づいて補間処理を行う。また、画像データの階調値に対応するアドレスが書き換え途中でない場合、ＬＵＴ読み出し制御部４は、当該アドレスのデータのみを読み出す。この場合、補間処理部８は補間処理を行わない。このようにして、補間処理部８で処理されたデータに対応する信号Ｓ５が生成される。

以上のように、第３実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法及び読み出し方法に、補間処理部８による補間処理を付加することもできる。これにより、表示される画像を高品質にすることができる。

［第４実施形態］
以下では、第４実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法、及びＬＵＴの書き換え時の読み出し方法について説明する。

図１０は、ＬＵＴ変換に用いるＬＵＴパターンＡ３について示している。図１０において、横軸は入力階調値（ＬＵＴのアドレスに対応する）を示し、縦軸に出力階調値を示す。領域Ｂ１はＬＵＴの範囲を示し（以下、領域Ｂ１を有するＬＵＴを「基本ＬＵＴ」と呼ぶ）、入力画像データの階調数が「２５６」階調であれば領域Ｂ１は均等に「２５６」分割されている。よって、基本ＬＵＴは「２５６」個のアドレスを有することになる。第４実施形態では、ＬＵＴパターンＡ３の特性曲線において傾きが急である領域Ｂ２内に、補助ＬＵＴ（破線Ｂ３で示す）を挿入する。即ち、領域Ｂ２内を細かく分割する。補助ＬＵＴは、領域Ｂ２内を細かく分割することによって生じた階調値に対応する。これにより、入力された画像データの階調値が領域Ｂ２内にある場合、この階調値は詳細にＬＵＴ変換されることになる。

本実施形態では、補助ＬＵＴは基本ＬＵＴの１／２のサイズを有する。即ち、基本ＬＵＴが「２５６」個のアドレスを有していれば、補助ＬＵＴは「１２８」個のアドレスを有する。また、補助ＬＵＴのアドレス内のデータは、基本ＬＵＴのアドレス内のデータの中間値を有するものとする。以上より、基本ＬＵＴは第１のルックアップテーブルとして機能し、補助ＬＵＴは第２のルックアップテーブルとして機能する。

次に、上記の補助ＬＵＴを用いた第４実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法について図１１を用いて説明する。

図１１（ａ）は、ＬＵＴの書き換えが行われていない通常時のＬＵＴの読み出しについて示している。図１１（ａ）に示すように、ＬＵＴ７２は、基本ＬＵＴ７１ａと補助ＬＵＴ７０ａを備える。ここでは、説明の便宜のため、基本ＬＵＴ７１ａを４ビット（１６階調）とし、補助ＬＵＴ７０ａを３ビット（８階調）とした場合のものについて示す。補助ＬＵＴ７０ａは、基本ＬＵＴ７１ａの半分のサイズを有しており、補助ＬＵＴ７０ａのアドレス番号を「0.5、1.5、2.5、3.5・・・」のように示すものとする。ＬＵＴ７２の書き換えが行われていない通常時では、ＬＵＴ読み出し制御部４は基本ＬＵＴ７１ａと補助ＬＵＴ７０ａの両方のアドレス内容を読み出して、ＬＵＴ変換後の画像データに対応する信号Ｓ３を出力している。これにより、ＬＵＴパターンＡ３において傾きが大きい階調領域を高画質に表示することができる。

図１１（ｂ）は、１回目のＬＵＴ７２の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。第４実施形態では、３回に分けてＬＵＴの書き換えを行う。また、書き換える新たなＬＵＴは、基本ＬＵＴ７１ｂと補助ＬＵＴ７０ｂを有するものとする。まず、１回目では、ＬＵＴ書き込み制御部３はＬＵＴ７２内の補助ＬＵＴ７０ａのみを、新たな基本ＬＵＴ７１ｂの偶数アドレスのデータで書き換える（符号Ｓ２で示す）。これにより、書き換え終了後のＬＵＴ７３では、新たなＬＵＴの基本ＬＵＴ７１ｂの偶数アドレスの内容が書き込まれ、元の基本ＬＵＴ７１ａのアドレスの内容は全てそのままとなっている。

上記の書き換え途中の際、ＬＵＴ読み出し制御部４は、書き換えが行われていない基本ＬＵＴ７１ａのアドレス内容を全て読み出す。そして、ＬＵＴ読み出し制御部４は、ＬＵＴ変換された画像データに対応する信号Ｓ３を出力する。

図１１（ｃ）は、２回目のＬＵＴ７２の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。２回目では、ＬＵＴ書き込み制御部３は元の基本ＬＵＴ７１ａの偶数アドレスの内容を、新たな基本ＬＵＴ７１ｂの奇数アドレスのデータで書き換える。これにより、書き換え終了後のＬＵＴ７４では、新たな基本ＬＵＴ７１ｂのアドレス内容が全て書き込まれ、元の基本ＬＵＴ７１ａの奇数アドレスの内容はそのままとなっている。書き換え途中の際、ＬＵＴ読み出し制御部４は、書き換えが行われていない元の基本ＬＵＴ７１ａの奇数アドレスの内容のみを読み出す。

図１１（ｄ）は、３回目のＬＵＴ７２の書き換えが行われている際のＬＵＴの書き換え及び読み出しについて示す図である。３回目では、ＬＵＴ書き込み制御部３は元の基本ＬＵＴ７１ａの奇数アドレスの内容を、新たな補助ＬＵＴ７０ｂのデータで書き換える。これにより、書き換え終了後のＬＵＴ７５では、新たなＬＵＴの基本ＬＵＴ７１ｂと補助ＬＵＴ７０ｂの内容にて全て書き換えられている。３回目の書き換え途中では、ＬＵＴ読み出し制御部４は、そのとき書き換えが行われていない、新たな基本ＬＵＴ７１ｂの内容を全て読み出す。以上の処理が終了すると、新たな基本ＬＵＴ７１ｂと補助ＬＵＴ７０ｂを有するＬＵＴとなり、ＬＵＴ読み出し制御部４は、この新たなＬＵＴの内容を全て読み出す。

このように、第４実施形態では補助ＬＵＴを利用して、ＬＵＴ書き込み制御部３は３回に分けてＬＵＴの書き換えを行う。単に、偶数アドレスを新しい偶数アドレスのアドレス内容で書き換えたり（以下、「偶数→偶数」などとして示す）、補助→補助と書き換えたりすると、アドレス間隔が「０．５」や「１」や「２」である場合が混在して不揃いなタイミングが生じ、表示される画像に対して違和感が生じてしまう。しかし、第４実施形態の方法では、偶数→奇数→補助と書き換えているため、基本ＬＵＴ（ＬＵＴ全体ではない）を使う期間が上記の場合よりも長くなる。したがって、第４実施形態の方法は、基本ＬＵＴは必ずアドレスが「１」刻みであるので、補間なしでの画質も違和感を生じず、補間する場合の回路も簡略に構成することができる。

次に、第４実施形態に係る変形例について説明する。本変形例では、前述したＬＵＴの書き込み方法及び読み出し方法を第２実施形態で示した画像処理部１１で行うものについて示す。

図１２に、第３実施形態の変形例に係るＬＵＴの書き換え方法、及びＬＵＴの書き換え時の読み出し方法について示す。

図１２（ａ）、（ｂ）は、上記した図１１（ａ）、（ｂ）と同様である。本変形例においては、図１２（ｃ）に示すように、２回目のＬＵＴ７２の書き換え時において補間処理を行っている点で前述したものとは異なる。２回目の書き換え時において補間処理を行うのは、読み出されるＬＵＴが奇数アドレスのみとなるためである。第４実施形態では、読み出されるＬＵＴが奇数アドレスのみとなるのは２回目の書き換え時のみである。なお、補間処理は、第２実施形態にて示した画像処理部１１の補間処理部８が行う。この補間処理は、前述したものと同様であるため説明は省略する。

以上のように、第４実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法及び読み出し方法に、補間処理部８による補間処理を付加することもできる。これにより、表示される画像を高品質にすることができる。また、補間処理を行う期間が短いため、補間処理のための演算回路を簡単なものにすることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。 ＬＵＴ変換の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＵＴメモリの構成例を示す図である。 ＬＵＴから読み出されるアドレス内容を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。 第３実施形態に係る他のＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るＬＵＴ変換を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。 第４実施形態に係る他のＬＵＴの書き換え方法と読み出し方法を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成部、 ２ ＬＵＴ形成部、 ３ ＬＵＴ書き込み制御部、 ４ ＬＵＴ読み出し制御部、 ５ ＬＵＴメモリ、 ７ 画像表示部、 ８ 補間処理部、 １０、１１ 画像処理部、 ２１、２２ 画像表示装置

Claims (4)

1. 処理すべき画像データを取得する手段と、
   アドレス内のデータとして階調値を有するルックアップテーブルを記憶するルックアップテーブル記憶手段と、
   前記取得した画像データの階調値に基づいて前記ルックアップテーブルのアドレス内のデータを読み出す手段と、
   前記ルックアップテーブルのアドレス内のデータを複数回に分けて書き込むことでデータを書き換える書き込み手段と、を有し、
   前記読み出し手段は、読み出すべきアドレス内のデータに前記書き込み手段が書き込みを行っているかどうかを判断し、書き込みを行なっていないときは、前記読み出すべきアドレス内のデータを読み出し、書き込みを行なっているときは、書き込み中の前記読み出すべきアドレスに隣接する両側の書き込みが行われていない２つのアドレス内のデータを読み出して補間することによって、前記取得した画像データの階調値を変換する処理を行なうことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記書き込み手段は、前記ルックアップテーブルの偶数アドレスと奇数アドレスを別々にしてアドレス内のデータを書き込むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ルックアップテーブルは、前記取得した画像データの階調数に対応する第１のルックアップテーブルと、第２のルックアップテーブルと、を有し、
   前記書き込み手段は、前記第１のルックアップテーブルの一部と前記第２のルックアップテーブルに対して前記第１のルックアップテーブルのデータ数に相当する前記階調数分のアドレス内のデータを書き込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記第２のルックアップテーブルは、前記第１のルックアップテーブルの半分のアドレス数であり、
   前記書き込み手段は、３回に分けて書き込むことでデータを書き換え、１回目に前記第２のルックアップテーブルにアドレス内のデータを書き込み、２回目に前記第１のルックアップテーブルの偶数アドレス又は奇数アドレスにアドレス内のデータを書き込み、３回目に前記第１のルックアップテーブルの２回目に書き換えなかった偶数アドレス又は奇数アドレスにアドレス内のデータを書き込むことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

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