JP4868738B2 - ４色表示装置の映像信号変換装置及び方法、そしてこれを含む表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、４色表示装置の映像信号変換装置及び変換方法、そしてこれを含む表示装置に関する。

近来、従来の陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）に代わって、有機電界発光表示装置（organic electroluminescence display：ＯＬＥＤ）、プラズマ表示装置（plasma display panel：ＰＤＰ）、液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）のような平板表示装置が盛んに開発されている。

ＰＤＰは、気体放電によって発生するプラズマを利用して文字や映像を表示する装置であり、有機ＥＬ表示装置は、特定有機物または高分子等の電界発光を利用して文字や映像を表示する。液晶表示装置は、二つの表示板の間に入っている液晶層に電場を印加し、この電場の強度を調節して、液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。

このような平板表示装置は、通常、赤色、緑色及び青色の３元色によって色を表示するが、近来、特に液晶表示装置の場合、輝度を増大するために、３色画素の他に白色画素（または透明画素）を追加することもあり、これを４色平板表示装置と言う。４色平板表示装置では、入力される３色映像信号を４色映像信号に変換して表示する（例えば、以下に示す特許文献１参照）。
特開２００４−１０２２９２号公報

一般に、同一色相であっても彩度が低くなるほど輝度（または明度）範囲が大きく、逆に、彩度が高いほど輝度範囲が制限される。したがって、４色平板表示装置で、白色画素の追加による輝度増大の効果は彩度によって異なる。これにより、色相が変わったり、同時対比（simultaneous contrast）の問題などが生ずる。ここで、同時対比とは、例えば２個乃至３個の大きな四角形内に同一色相の小さい四角形を各々置いて観察するとき、同一色相の小さい四角形が背景の大きい四角形の輝度によって異なって認識されることを意味する。

したがって、本発明が目的とする技術的課題は、３色映像信号を４色映像信号に変換するとき、白色画素の追加による輝度増加の偏差を低減することである。

このような技術的課題を解決するための本発明の一実施例としての３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置は、３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値と最小値を抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、３色映像信号の属する変換領域を最大値及び最小値から判断する領域判断部と、３色映像信号が属する変換領域に応じて３色映像信号を４色映像信号に変換する４色信号変換部とを備えている。ここでの変換領域は、固定変換領域と可変変換領域を有している。４色信号変換部は、領域判断部によって固定変換領域に属すると判断された３色映像信号に対しては固定されたスケーリング因子に基づく固定信号変換を行い、領域判断部によって可変変換領域に属すると判断された３色映像信号に対しては３色映像信号に基づく可変信号変換を行う。

ここで、任意の３色映像信号に対して可変信号変換を適用して得られた４色映像信号の大きさは、固定信号変換を適用して得られる４色映像信号の大きさ以下であるものが好ましい。

一方、固定信号変換は、各３色映像信号に対してスケーリング因子をかける拡張変換と、各拡張変換値のうちの最小値を白色信号とし各拡張変換値から最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換を有することができる。

また、可変信号変換は、各３色映像信号に対してスケーリング因子を掛ける拡張変換と、拡張変換値を３色映像信号の大きさに応じて縮小する縮小変換と、各縮小変換値のうちの最小値を白色信号とし各縮小変換値から最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換を有することができる。

この場合、縮小変換は、拡張変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、各副領域に対して互いに異なる変換式を適用することができ、副領域は、拡張変換値のうちの最大値に従った区分とすることができる。

また、副領域は、少なくとも三つ以上の領域に区分され、変換式として線形関数を適用することができる。また、変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数とすることもできる。ここで、非線形関数は２次関数が含まれていてもよい。

一方、固定変換領域及び可変変換領域は、最大値と最小値の比率に従って決定されるのが好ましい。

可変変換領域は、二つ以上の副領域に区分され、可変信号変換は、副領域に対して互いに異なる変換式を適用することができ、可変変換領域は、三つ以上の副領域に区分され、変換式は線形関数とすることができる。なお、変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数とすることができ、非線形関数は、２次関数とすることもできる。

本発明の他の実施例として、３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置も考えられる。この映像信号変換装置は、３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値（Max）と最小値（Min）を抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、最大値と最小値の比率に基づいて３色映像信号が固定変換領域に属するか或いは可変変換領域に属するかを判断する領域判断部と、固定変換領域に属する３色映像信号と可変変換領域に属する３色映像信号とに対してそれぞれ異なる変換を適用して４色信号を生成する４色信号生成部とを備える。なお、４色信号生成部は、領域判断部によって３色映像信号が可変変換領域に属すると判断された場合に、最大値及び最小値に所定のスケーリング因子を掛けて得られる第１変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、各副領域に互いに異なる変換式を適用することによって第２変換値を求め、第２変換値のうちの最小値を白色信号とし第２変換値から第２変換値の最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号を出力し、領域判断部によって３色映像信号が固定変換領域に属すると判断された場合に、映像信号にスケーリング因子を掛けて得られる第１変換値のうちの最小値を白色信号とし第１変換値から第１変換値の最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号を出力する。

この場合、任意の３色映像信号に対して、第２変換値の大きさは、第１変換値の大きさ以下であることが好ましい。

ここで、第１変換値の最小値をx、最大値をy、スケーリング因子を（１+w）とする場合に、副領域は、直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）（０＜Ｖ＜１）によって区分することができる。

この場合、副領域のうちの直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）の下部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、第１変換値と同一であり、この直線の上部領域に位置する副領域の少なくとも一部の領域の第１変換値に対する第２変換値は、第１変換値に対して線形関数または２次関数の関係にあり、線形関数の接線の傾きが１よりも小さいことが好ましい。

一方、副領域は少なくとも三つ以上の区分とされ、第１変換値の最小値をx、最大値をy、スケーリング因子を（１+w）とする場合に、副領域は、第１直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）（０＜Ｖ１＜１）及び第２直線y=（１-Ｖ２）x+（１+w×Ｖ２）（０＜Ｖ２＜１）によって区分されるのが好ましい。

また、副領域のうちの第１直線の下部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、第１変換値と同一であり、第１直線と第２直線の間の領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、第１変換値の線形関数であって接線の傾きが１よりも小さく、第２直線の上部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は定数としてもよい。

本発明の他の実施例として、赤色、緑色及び青色を含む３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する方法も考えられる。この方法では、３色映像信号を各色の輝度に関する最大値、最小値及び中間値を有する信号に分類する段階と、最大値と最小値の比率に基づいて３色映像信号が第１変換領域に属するか或いは第２変換領域に属するかを判断する段階と、第１変換領域に属する場合に３色映像信号に所定の数を掛け、第２変換領域に属する場合に３色映像信号を３色映像信号よりも大きく３色映像信号に所定値を掛けて得られる値よりも小さい値に変換する段階と、変換された値のうちの最小値を白色信号値で抽出する段階と、変換された値から変換された値の最小値を引いた値を白色信号を除く残りの信号として４色映像信号を出力する段階とを備えている。

ここで、変換段階では、３色映像信号に所定値を掛けて第１変換値を計算する段階と、第１変換値を複数の副領域に区分する段階と、第１変換値を副領域に応じて異なる変換式を適用して第２変換値に変換する段階とを行うことができる。

この時、変換式のうちの少なくとも一つは線形関数とすることができ、変換式は、互いに接線の傾きが異なる三つの領域を有するようにすることができる。

ここで、三つの領域のうちの少なくとも一つにおける接線の傾きは、０より大きくて１より小さいようにすることができる。

一方、変換式は、非線形関数が含まれているものでもよく、変換式は、２次関数が含まれているものでもよい。なお、変換式は、さらに線形関数が含まれていてもよく、２次関数は、副領域の境界における接線の傾きが線形関数のと同一にすることができ、線形関数の傾きは１であるものが好ましい。これにより、三色映像信号の変換に連続性を与えることができるため、副領域間の境界点における変換をスムーズに連結させることが可能になる。

また、本発明の他の実施例としては、複数の画素を含む表示装置であって、３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する映像信号変換装置と、４色映像信号に該当する階調電圧をデータ電圧として画素に供給するデータ駆動部とを備えるものが考えられる。映像信号変換装置は、３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値と最小値を抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、３色映像信号が属する変換領域を最大値及び最小値から判断する領域判断部と、３色映像信号が属する変換領域に応じて３色映像信号を４色映像信号に変換する４色信号変換部とを有している。変換領域は、固定変換領域と可変変換領域を有している。４色信号変換部は、領域判断部によって３色映像信号が固定変換領域に属すると判断された場合には固定されたスケーリング因子に基づいた固定信号変換を行い、領域判断部によって３色映像信号が可変変換領域に属すると判断された場合には３色映像信号に基づいた可変信号変換を行う。

ここで、任意の３色映像信号に対して可変信号変換を適用して得られた４色映像信号の大きさは、固定信号変換を適用して得られる４色映像信号の大きさ以下であるのが好ましい。

一方、固定信号変換は、各３色映像信号に対してスケーリング因子を掛ける拡張変換と、各拡張変換値のうちの最小値を白色信号とし、各拡張変換値から最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換を有することができる。

また、可変信号変換としては、各３色映像信号に対してスケーリング因子を掛ける拡張変換と、拡張変換値を３色映像信号の大きさに応じて縮小する縮小変換と、各縮小変換値のうちの最小値を白色信号とし各縮小変換値から最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換とを有することができる。

この時、前記縮小変換は、拡張変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、各副領域に対して互いに異なる変換式を適用することができる。また、副領域は、拡張変換値のうちの最大値に従って区分することができる。

さらに、副領域は、少なくとも三つ以上に区分され、変換式は線形関数とすることができる。また、変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数とすることもできる。ここで、非線形変換式には、２次関数を含ませることができる。

一方、固定変換領域及び可変変換領域は、最大値と最小値の比率に従って決定されるのが好ましい。

可変変換領域は、二つ以上の副領域に区分され、可変信号変換は、各副領域に対して互いに異なる変換式を適用することができ、可変変換領域は、三つ以上の副領域に区分され、変換式は線形関数とすることができる。また、変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数とすることができ、非線形変換式には、２次関数を含ませることができる。

３色映像信号を４色映像信号に変換する場合であっても、高彩度または高輝度のデータを同一の比率で増加させることで、色の変化または同時対比の問題を防止すると共に、階調間の崩れ現象を防止することができる。

添付した図面を参考にして本発明の実施例に対して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。

本発明の実施例による４色液晶表示装置及びその映像信号変換方法について図面を参考にして詳細に説明する。
＜液晶表示装置の構成等＞
図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

図１に示すように、本発明の一実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００及びこれに連結されたゲート駆動部４００とデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、そして、これらを制御する信号制御部６００を含む。
液晶表示板組立体３００は、等価回路に示すように、複数の表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）とこれに連結され大略行列状に配列された複数の画素（pixel）を含み、構造的には、図２に示すように、下部表示板１００と上部表示板２００及びその間の液晶層（図示せず）を含む。

表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）は、ゲート信号（走査信号とも言う）を伝達する複数のゲート線（G１-Gn）と、データ信号を伝達するデータ線（D１-Dm）を含む。ゲート線（G１-Gn）は、大略行方向にのびて互いにほぼ平行であり、データ線（D１-Dm）は大略列方向にのびてこれも互いにほぼ平行である。

各画素は、表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）に連結されたスイッチング素子（Q）と、これに連結された液晶蓄電器（C_LC）及び維持蓄電器（C_ST）を含む。維持蓄電器（C_ST）は必要に応じて省略できる。

スイッチング素子（Q）は、下部表示板１００に具備されている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、ゲート線（G１-Gn）及びデータ線（D１-Dm）に各々連結されている制御端子と入力端子、そして、液晶蓄電器（C_LC）及び維持蓄電器（C_ST）に連結されている出力端子を有している。

液晶蓄電器（C_LC）は、下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９０、２７０間の液晶層３は誘電体として働く。画素電極１９０は、スイッチング素子（Q）に連結されており、共通電極２７０は、上部表示板２００の全面に形成されて共通電圧（Vcom）の印加を受ける。なお、共通電極２７０は、図２に示すものとは異なり、下部表示板１００に具備させることもできる。この場合には、二つの電極１９０、２７０が全て線形または棒形に形成される。

維持蓄電器（C_ST）は、下部表示板１００に具備された別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０が重なって形成され、この別個の信号線には、共通電圧（Vcom）などの定められた電圧が印加される。なお、維持蓄電器（C_ST）は、画素電極１９０が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重なって形成されるものであってもよい。

一方、色表示を実現するために各画素が色相を表示する必要があるが、これは画素電極１９０に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルター２３０と白色フィルター（または透明フィルター）を備えさせることで可能となる。図２で、カラーフィルター２３０は、上部表示板２００の該当領域に形成されているが、これとは異なって、下部表示板１００の画素電極１９０の上または下に形成することもできる。

液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光する偏光子（図示せず）が付着されている。

また、図１に示すように、階調電圧生成部８００は、画素の透過率に関連する二組の複数階調電圧を生成する。二組のうちの一組は共通電圧（Vcom）に対してプラスの値を有し、もう一組はマイナスの値を有する。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（G１-Gn）に連結されて、外部からのゲートオン電圧（Von）とゲートオフ電圧（Voff）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（G１-Gn）に印加する。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（D１-Dm）に連結されて、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加する。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御し、データ処理部６５０を有している。
＜表示動作＞
以下、このような液晶表示装置の表示動作についてより詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から赤色、緑色、青色の３色映像信号R、G、B及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号（Vsync）と水平同期信号（Hsync）、メーンクロック（MCLK）、データイネーブル信号（DE）などの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号及び入力制御信号に基づいて、ゲート制御信号（CONT１）及びデータ制御信号（CONT２）などを生成し、３色映像信号（R、G、B）を液晶表示板組立体３００に合わせて４色映像信号（R´、G´、B´、W）に適切に変換及び処理を行う。その後、信号制御部６００は、ゲート制御信号（CONT１）をゲート駆動部４００に対して送り、データ制御信号（CONT２）と処理した映像信号（R´、G´、B´、W）とをデータ駆動部５００に対して送る。ここで、信号制御部６００に設けられているデータ処理部６５０が３色映像信号（R、G、B）を４色映像信号（R´、G´、B´、W）に変換する機能をしており、これについては後に詳細に説明する。

ゲート制御信号（CONT１）は、ゲートオン電圧（Von）の出力開始を指示する垂直同期開始信号（STV）、ゲートオン電圧（Von）の出力時期を制御するゲートクロック信号（CPV）及びゲートオン電圧（Von）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（OE）などを含む。

データ制御信号（CONT２）は、映像データ（R´、G´、B´、W）の入力開始を知らせる水平同期開始信号（STH）と、データ線（D１-Dm）に該当データ電圧の印加を指示するロード信号（LOAD）、共通電圧（Vcom）に対するデータ電圧の極性（以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略してデータ電圧の極性と言う）を反転する反転信号（RVS）及びデータクロック信号（HCLK）などを含む。

データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（CONT２）によって一つの行の画素に対応する映像データ（R´、G´、B´、W）を順次に受信してシフトさせ、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像データ（R´、G´、B´、W）に対応する階調電圧を選択することによって映像データ（R´、G´、B´、W）を該当データ電圧に変換し、これを該当データ線（D１-Dm）に印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（CONT１）によってゲートオン電圧（Von）をゲート線（G１-Gn）に印加し、このゲート線（G１-Gn）に連結されたスイッチング素子（Q）をターンオンさせると、データ線（D１-Dm）に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子（Q）を通じて該当画素に印加される。

画素に印加されたデータ電圧と共通電圧（Vcom）の差は、液晶蓄電器（C_LC）の充電電圧、即ち画素電圧として現れ、液晶分子は、この画素電圧の大きさによってその配列が異なる。液晶分子の配向が変化することによって、液晶層３を通過する光の偏光が変化し、このような偏光の変化は、偏光子によって光透過率の変化として現れる。

１水平周期（または１Ｈ）（水平同期信号（Hsync）、データイネーブル信号（DE）、ゲートクロック（CPV）の一周期）が経過すれば、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００は、次行の画素に対して同じ動作を繰り返す。このような方法で、１フレーム（frame）期間中に全てのゲート線（G１-Gn）に対し順次にゲートオン電圧（Von）を印加して、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次のフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（RVS）の状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム期間内でも反転信号（RVS）の特性に応じて一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（コラム反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがあり得る（ドット反転）。
＜映像信号変換方法＞
以下、本発明の一実施例による液晶表示装置の映像信号変換方法について図３乃至図７を参考にして詳細に説明する。

図３乃至図７は、本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。

まず、本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換するときの基本原則について、図３を参考にして詳細に説明する。

図３で、横軸及び縦軸は、正規化された輝度を示すものであって、一つの色相を表示するための三つの入力映像信号、つまり赤色、緑色、青色の入力映像信号（R、G、B）のうちの最も階調の低い映像信号（以下、最小映像信号と言う）の輝度｛Min（R、G、B）｝と、最も階調の高い映像信号（以下、最大映像信号と言う）の輝度｛Max（R、G、B）｝、及びこれらの変換値を各々示す。入力映像信号（R、G、B）が８ビット信号である場合、映像信号（R、G、B）が示す階調及び輝度は、０番目段階から２５５番目段階までに全部で２５６段階であり、これを正規化すれば、０、１/２５５、２/２５５、…、２５４/２５５、１となる。例えば、赤色信号（R）の輝度が２５５、緑色信号（G）の輝度が１００、そして、青色信号（B）の輝度が６０であれば、青色信号（B）の輝度が最も低く、赤色信号（R）の輝度が最も大きいので、x座標は６０/２５５であり、y座標は２５５/２５５（=１）である。以下では、中間値の階調の映像信号（以下、中間映像信号と言う）の輝度をMid（R、G、B）で示し、説明の便宜のために、最小、中間及び最大の映像信号とその輝度を同一意味で使用し、括弧内のR、G、Bは省略することもできるものとする。
（拡張変換）
任意の３色入力映像信号は、（０，０）、（１，０）、（１，１）、（０，１）で囲まれた正方形領域（以下、３色空間と言う）内に位置している。３色画素の輝度を全て最大にしたときの総輝度と白色画素の最大輝度との比をwとすると、３色画素及び白色画素を全部設けるときの最大輝度は、（１+w）に増加する。本実施例では、このような事実に基づき、３色映像信号を４色映像信号に変換するものであって、例えば図３で、３色入力映像信号が示す点C１は、点C１と原点（０，０）をつなぐ直線に沿って点C１と原点（０，０）の間の距離を（１+w）倍の分だけ原点（０，０）から離れた点C２に変換する。即ち、点（Min（R、G、B），Max（R、G、B））は、点（（１+w）Min（R、G、B），（１+w）Max（R、G、B））に拡張変換される。ここで、（１+w）をスケーリング因子（scaling factor）と言う。

ところが、赤色、緑色及び青色のような純色は、白色画素を追加してもそれ以上輝度が増加せず、純色に近いほど輝度の増加幅が小さくなる。例えば、図３で、３色入力映像信号が示す点E１は、点E２で表示できる４色映像信号に変換すべきであるが、点E２は、表示装置が表示できない色を指す。

要するに、（０，０）、（１，０）、（１+w，w）、（１+w，１+w）、（w，１+w）、（０，１）で定義される６角形領域（以下、表現可能領域と言う）内の色のみが４色画素で表示でき、斜線部の領域、つまり、（１，０）、（１+w，０）、（１+w，w）で定義される三角形領域と、（０，１）、（０，１+w）、（w，w+１）で定義される三角形領域（以下、表現不可能領域と言う）内の色は４色画素で表示することができない。

したがって、表現不可能領域に変換される点に対して、適切な変換を通じて表現可能領域内に引き入れる必要がある。
（固定変換領域と可変変換領域）
まず、図３では、横軸が最小映像信号を示し縦軸が最大映像信号を示しているので、注意する点は、入力映像信号及びその拡張変換値の点が、常に直線y=xの上部領域（y≧x）に位置する場合である。

図３で、原点（０，０）と（w，１+w）を通る直線３１の下部領域に位置する任意の点は、（１+w）の拡張変換を行えば、常に表現可能領域に入るので、この領域に属する点に対しては（１+w）のスケーリング因子で拡張変換を行うことができ、この領域を固定変換領域と言う。直線３１の方程式は、y=（１+w）x/wであるので、固定変換領域に属する点は、y＜（１+w）x/wを満足する。したがって、

（数１）
（１+w）/w＞Max/Min
逆に、（１+w）/w＜Max/Minの領域に属する点は、（１+w）の拡張変換を行えば、表現可能領域に入ったり、表現不可能領域に入ったりもする。ここで、さらに検討すると、（１+w）の拡張変換を行った点が、直線y=x+１の下部領域（y＜x+１）に属すること、即ち、

（数２）
（１+w）[Max（R、G、B）-Min（R、G、B）]＜１
を満足すれば表現可能領域に入り、そうでなければ表現不可能領域に入るものである。

このように、（１+w）/w＜Max/Minの領域に属する点に対しては、スケーリング因子が（１+w）よりも小さい値になるように、入力映像信号に従って変化させる。このため、この領域を可変変換領域と言う。
（縮小変換）
可変変換領域の映像信号を変換する方法について、図４を参考にして詳細に説明する。

図４で、横軸及び縦軸は、正規化された輝度を示すもので、拡張変換及び縮小変換した最小映像信号及び最大映像信号を各々示す。

可変変換領域の点に対しては、図４に示すように、点（Min（R、G、B），Max（R、G、B））を、まず（１+w）倍して拡張した点（（１+w）Min（R、G、B），（１+w）Max（R、G、B））に移動させた後、再び適正な変換を通じて表現可能な領域上の点（MinP（R、G、B），MaxP（R、G、B））に縮小移動させる。
１）縮小変換の原則
点（MinP，MaxP）は、原点と点（Min，Max）をつなぐ直線４１、つまりy=[Max/Min]x上に位置することが、色相保持の面で望ましい。また、x，yの最小点と最大点は、各々表現可能な領域の最小点と最大点に各々変換されることが、階調順序を保持する面で望ましい。表現可能な領域において、直線４１上の最小点は原点（０，０）であり、最大点は直線４１と直線４３の交点であるので、その座標は、

（数３）
（xw，yw）=（Min/（Max-Min），Max/（Max-Min））
である。
２）変換副領域の設定
可変変換領域に属する映像信号を拡張変換して得られる点について二つ以上の副領域に区分し、各副領域に対して異なる変換式を適用する。三つの副領域に区分する際には、様々な方法があるが、対称性を考慮して、座標（w，１+w）とy軸上の点（０，１-V１）、（０，１+w×V２）を連結する二つの直線４２、４４とし、二つの直線４２、４４間の副領域に表現不可能領域の境界である直線y=x+１が含まれるようにする。ここで、V１、V２は、計算の便宜のために導入した媒介変数であって、表示装置の特性に応じて決定できる。

変換対象となる座標（Min，Max）に対して、変換する点は直線４１（y=[Max/Min]x）の上に位置する。

直線４１上に位置する点のうちの二つの直線４２、４４間の副領域に位置する点は、直線４１と直線４２の交点（x１，y１）と、直線４１と直線４４の交点（x２，y２）の間に位置する点である。

直線４２の方程式はy=[（w+ V１）/w]x+（１- V１）であるので、直線４１と直線４２の交点の座標（x１，y１）は、

（数４）
x１=１- V１/[（Max-Min）/Min- V１/w]
y１=x１×Max/Min
直線４４の方程式はy=（１- V２）x+（１+w×V２）であるので、直線４１と直線４４の交点の座標（x２，y２）は、

（数５）
x２=（１+w×V２）/[（Min- Max）/Min+ V２]
y２=x２×Max/Min
しかし、副領域の数は四つ以上としてもよい。
３）二重折れ線方法
図４、図５を参考にして本発明の一実施例による変換式について詳細に説明する。

図５で、横軸（x）は拡張変換された最大映像信号（１+w）Max（R、G、B）を示し、縦軸（y）は縮小変換された最大映像信号MaxP（R、G、B）を示す。

図４及び図５を参考にすれば、直線４２の下部副領域に位置する点はそのままにし（直線１）、二つの直線４２、４４の間の副領域に位置する点は、（y１=>y１）、（y２=>yw）に変換する線形写像（mapping）によって変換し（直線２）、直線４４の上部副領域に位置する点は全てywに変換する（直線３）。

したがって、各領域での変換は線形変換となり、図５のグラフを式で示すと次の通りである。

（数６）
MaxP=（１+w）Max（０≦（１+w）Max≦y１）
MaxP=（yw-y１）（（１+w）Max-y１）/（y２-y１）+y１（y１＜（１+w）Max≦y２）
MaxP=yw（y２＜（１+w）Max≦１+w）
前記式から、最大映像信号Max（R、G、B）の変換値MaxP（R、G、B）を求めることができ、最小映像信号Min（R、G、B）の変換値MinP（R、G、B）は、直線４１の方程式y=[Max（R、G、B）/Min（R、G、B）]xで求めることができ、中間映像信号Mid（R、G、B）の変換値MidP（R、G、B）は三つの入力映像信号の比率を利用して決定する。即ち、MinP:MidP:MaxP=Min:Mid:MaxまたはMidP/MaxP=Mid/Max、MinP/MidP=Min/Midである。勿論、直線４１の方程式からMinP/MaxP=Min/Maxも成立する。例えば、変換後、大きさが最大である赤色信号（R）が１００で、大きさが最小である青色信号（B）が６０であり、変換前の３色信号の比率がR:G:B=５:４:３であるとき、中間の大きさである緑色信号（G）は８０と決定される。

ここで、V１、V２＞０であるのが望ましいが、これが成立しない場合、変換式が二通りしかないため、表現範囲が狭くなる。例えば、V２=０であるとき、区間（yw〜y２）の値が全て最大値（yw）に変換されるので、この区間（yw〜y２）の階調差がなく、画像が区分できないことがある。別の例には、V１=０であり、V２=１であるとき、前の区間（０〜１+w）にわたって階調区分は可能であるが、全体的に暗くなることがある。
４）非線形（nonlinear）方法
図６を参考にして本発明の他の実施例による変換式について詳細に説明する。

図６は、本発明の他の実施例による変換方法を説明するための図面である。

図６で、横軸（x）は拡張変換を終えた状態の最大映像信号（１+w）Max（R、G、B）を示し、縦軸（y）は縮小変換を実行した後の最大映像信号MaxP（R、G、B）を示す。

図６に示す方法では、図５に示すように、三つの副領域に分ける代わり、二つの副領域、即ち、図４に示す直線４２によって区分される二つの領域のみに分ける。なお、直線４２の下部領域に位置する副領域に対しては図５の場合と同様に変換を行わないこととし、直線４２の上部領域に位置する副領域に対しては２次関数型非線形（nonlinear）写像される。即ち、

（数７）
MaxP=（１+w）Max（０≦（１+w）Max≦y１）
MaxP=a×（（１+w）Max）²+b×（１+w）Max+c（y１＜（１+w）Max≦１+w）
ここで、MaxP=yとし、（１+w）Max=xとすれば、二次関数y=ax²+bx+cは次の条件を満足することが望ましい。

第１に、y=y１でx=y１、
第２に、y=y１で接線の傾きは１、
第３に、x=（１+w）でy=yw
ここで第１及び第３の条件は、変換に連続性を与えるためであり、第２の条件は、副領域間の境界点において変換がスムーズに連結できるようにするためである。

このような条件からa、b及びcを求めれば、

（数８）
a=-（１+w-yw）/（１+w-y１）²
b=１-２×a×y１
c=yw-（１+w）×b²-（１+w）²×a
以下、前記のように決定された関数から最大映像信号Max（R、G、B）の変換値MaxP（R、G、B）を求め、直線の方程式４１を利用して最小映像信号Min（R、G、B）の変換値MinP（R、G、B）を求める。なお、中間映像信号Mid（R、G、B）の変換値MidP（R、G、B）は、前述したように、入力映像信号の比率に従って決定される。
（４色映像信号の抽出）
白色信号を含む４色信号を抽出する方法について、図７を参考にして詳細に説明する。

図７は、前述した変換値MinP（R、G、B）、MidP（R、G、B）、MaxP（R、G、B）を利用して、４色映像信号MinF（R、G、B）、MidF（R、G、B）、MaxF（R、G、B）、WFを求める方法を示す図面である。ここで、MinF、MidF、MaxF、WFは、各々最小映像信号の最終変換値、中間映像信号の最終変換値、最大映像信号の最終変換値及び白色映像信号値を示す。

まず、白色信号値（WF）として最小映像信号の中間変換値（MinP）をそのまま使用する。残りの最終変換値MinF、MidF、MaxFは、中間変換値MinP、MidP、MaxPから最小値（MinP）を引いた値とする。即ち、

（数９）
MinF=MinP-MinP=０
MidF=MidP-MinP
MaxF=MaxP-MinP
WF=MinP
ここで、

（数１０）
MidF=MidP-MinP=MaxP×（MidP/MaxP）×（１-MinP/MidP）
MaxF=MaxP-MinP=MaxP×（１-MinP/MaxP）
であるが、前記したように、
MidP/MaxP=Mid/Max
MinP/MidP=Min/Mid
MinP/MaxP=Min/Max
であるので、

（数１１）
MinF=０
MidF=MaxP×（Mid/Max）×[（Mid-Min）/Mid]
MaxF=MaxP×[（Max-Min）/Max]
WF=MinP
ここで、図５に示す二重折れ線方法の場合、数式３で求めたxw、ywを数式６に代入して得られるMaxPと、これによって得られるMinPとを代入すれば、各映像信号をMax、Mid、Min、V１、V２の関数で示すことができる。

これに対して、図６の非線形方法の場合、数式３で求めたxw、ywと数式８で求めたa、b、cを数式７に代入して得られるMaxPと、これにより得られるMinPとを代入すれば、各映像信号をMax、Mid、Min、V１の関数で示すことができる。

例えば、二重折れ線方法でV１=０．２５、 V２=１．０が最適値である場合、数式４及び数式５において、

（数１２）
x１=３Minw/[４w[Min-Max]-Min]、
y１=３bw/[４w[Min-Max]-Min]、
x２=（１+w）×Min/Max、
y２=（１+w）
であり、これを数式６に代入してMaxPとMinPを求めた後、これを再び数式１１に代入して４色映像信号を求めることができる。

また、非線形方法でV１=１．０が最適値である場合、数式３において、

（数１３）
x１=０、
y１=０
であり、これを再び数式８に代入すれば、

（数１４）
a=-（１+w-yw）/（１+w）²
b=１
c=０
である。これを数７の二次関数に代入すれば、

（数１５）
MaxP=[-（１+w-yw）/（１+w）²]Max²+Max
である。ここに数式３のyw=Max/（Max-Min）を代入して整理すれば、

（数１６）
MaxP=（１+w）（１-Max）Max+Max³/（Max-Min）
以上のようにして、比較的に簡単にMaxPを求めることができる。

これを数式１１に代入すれば、最大映像信号に対する最終変換値（MaxF）は、

（数１７）
MaxF=MaxP×（１-Min/Max）
=（１+w）（１-Max）[Max-Min]+Max²
=（１-Max）[Max-Min]+w（１-Max）[Max-Min]+Max²
であり、中間映像信号に対する最終変換値（MidF）は、

（数１８）
MidF=MaxP×（Mid/Max）×（１-Min/Mid）
=（１+w）（１-Max）（Mid-Min）+（Mid-Min）Max²/（Max-Min）
=（１-Max）（Mid-Min）+w（１-Max）（Mid-Min）+（Mid-Min）Max²/（Max-Min）
であり、白色映像信号（WF）は、

（数１９）
WF=MinP
=MaxP×Min/Max
=（１+w）（１-Max）Min+Max²Min/（Max-Min）
=（１-Max）Min+w（１-Max）Min+Max²Min/（Max-Min）
である。

Max、Miｎが全て１よりも小さいので、数式１７乃至数式１９に示される各項は０から１の間の値を有する。これにより、これをASIC（application specific integrated circuit）で実現する場合に行われる演算が、比較的小さい値を掛けたり、割ったり、足す演算のみとなるため、計算速度を速くすることができる。
＜映像信号変換装置＞
以下、本発明の一実施例による映像信号変換装置及びその方法について図８及び図９を参考にして説明する。

図８は、本発明の一実施例による映像信号の変換装置のブロック図であって、図１に示されるデータ処理部６５０に該当する。図９は、図８に示される映像信号変換装置の動作順を示すフローチャートの例である。

図８に示すように、データ処理部６５０は、最大値抽出部及び最小値抽出部６５１、領域判断部６５２、これに連結されている固定変換部６５３及び可変変換部６５４、そして、前記固定変換部６５３及び可変変換部６５４に連結されている４色信号抽出部６５５を有している。

最大値抽出部及び最小値抽出部６５１は、赤色、緑色、青色の３色映像信号が入力されれば（Ｓ９０１）、この信号の大きさ（または階調）を比較して、最小値（Min）及び最大値（Max）を求める（Ｓ９０２）。中間値（Mid）は、最大値及び最小値が決定されれば自然に決まる。

次いで、領域判断部６５２は、映像信号が固定変換領域に属するか、或いは可変変換領域に属するかを判断する（Ｓ９０３）。この際の判断は、数１に基づき、（１+w）/w＜Max/Minを満足すれば固定変換領域に属し、そうでない場合は、可変変換領域に属するものと判断する。

入力映像信号が固定変換領域に属する場合、固定変換部６５３は、最小値（Min）、最大値（Max）及び中間値（Mid）に各々（１+w）のスケーリング因子を掛けて出力する（Ｓ９０４）。これとは異なって、入力映像信号が可変変換領域に属する場合は、可変変換部６５４は、数式６または数式７で与えられる最大値変換を行い、MaxP、MinP及びMidPを求めて出力する（Ｓ９０５）。

４色信号抽出部６５５は、数式９に基づいて変換部６５３、６５４からの値から白色信号の値を抽出し（Ｓ９０６）、次いで、残りの３色信号の値を抽出する（Ｓ９０７）。

本発明の他の実施例によれば、可変変換部６５４ではMaxP及びMinPのみを計算して出力し、４色信号抽出部６５５が数式１１に基づいて４色信号を抽出する。

本発明の他の実施例によれば、４色信号抽出部６５５を別途に設けずに、可変変換部６５４において数式１７乃至数式１９に基づき４色信号を抽出する。

このような方法で、高彩度または高輝度のデータを同一の比率で増加させることによって、色の変化または同時対比の問題を防止すると共に、階調間の崩れ現象を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

本発明に係る映像信号変換方法によれば、高彩度または高輝度のデータを同一の比率で増加させることで、色の変化または同時対比の問題を防止すると共に、階調間の崩れ現象を防止することができるため、３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置・方法への適用が特に有用である。

本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。 本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。 本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。 本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。 本発明の実施例によって３色映像信号を４色映像信号に変換する方法を説明するためのグラフである。 本発明の一実施例による映像信号の変換装置のブロック図であって、図１に示されるデータ処理部に該当する。 図８に示される映像信号変換装置を動作順で示したフローチャートの例である。

符号の説明

３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
８００ 階調電圧生成部
６００ 信号制御部
１９０ 画素電極
２７０ 共通電極
２３０ カラーフィルター
６５０ データ処理部
６５１ 最大値及び最小値抽出部
６５２ 領域判断部
６５３ 固定変換部
６５４ 可変変換部
６５５ ４色信号抽出部

Claims (35)

1. ３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置であって、
   前記３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値Max及び最小値Minを抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、
   前記３色映像信号の輝度を全て最大とした時の総輝度と白色画素の最大輝度との比をｗとした場合に、（１＋ｗ）／ｗ＞＝Max／Minであれば、変換領域が固定変換領域であると判断し、（１＋ｗ）／ｗ＜Max／Minであれば、変換領域が可変変換領域であると判断する領域判断部と、
   前記領域判断部によって前記固定変換領域に属すると判断された前記３色映像信号に対しては所定のスケーリング因子に基づく固定信号変換を行い、前記領域判断部によって前記可変変換領域に属すると判断された前記３色映像信号に対しては前記３色映像信号に基づく可変信号変換を行う４色信号変換部と
   を備え、
   前記変換領域のうち固定変換領域は、前記各３色映像信号に対して前記スケーリング因子を掛ける拡張変換と、前記各３色映像信号が前記拡張変換によって変換された値（各拡張変換値）のうちの最小値を前記白色信号とし、前記各拡張変換値から前記最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換とを行う領域であり、
   前記変換領域のうち可変変換領域は、前記各３色映像信号に対して前記スケーリング因子を掛ける拡張変換と、前記各拡張変換値の最大値及び最小値に対応する縮小変換値の最大値及び最小値が（１＋ｗ）／ｗ＞＝Max／Minを満たすとともに表現可能領域であるMax＜＝Min＋１になるように最大値及び最小値を決定し、前記縮小変換値の最大値と最小値の比に基づいて他の縮小変換値を決定する縮小変換と、前記各拡張変換値を前記縮小変換によって変換された縮小変換値のうちの最小値を前記白色信号とし、前記各縮小変換値から前記最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換とを行う領域であり、
   前記縮小変換は、前記拡張変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、前記各副領域に対して互いに異なる変換式を適用することを特徴とする映像信号変換装置。
2. 任意の３色映像信号に対して前記可変信号変換を適用して得られた４色映像信号の大きさは、前記任意の３色映像信号に対して前記固定信号変換を適用して得られる４色映像信号の大きさ以下である、請求項１に記載の映像信号変換装置。
3. 前記副領域は、前記拡張変換値のうちの最大値に従って区分する、請求項１に記載の映像信号変換装置。
4. 前記変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数である、請求項１に記載の映像信号変換装置。
5. 前記非線形関数は２次関数である、請求項４に記載の映像信号変換装置。
6. 前記固定変換領域及び前記可変変換領域は、前記最大値と前記最小値の比率に従って決定される、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の映像信号変換装置。
7. 前記可変変換領域は、二つ以上の副領域に区分され、前記可変信号変換は、前記各副領域に対して互いに異なる変換式を適用する、請求項１に記載の映像信号変換装置。
8. 前記可変変換領域は、三つ以上の副領域に区分され、前記変換式として線形関数を適用する領域がある、請求項７に記載の映像信号変換装置。
9. 前記変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数である、請求項８に記載の映像信号変換装置。
10. 前記非線形関数は２次関数である、請求項９に記載の映像信号変換装置。
11. ３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置であって、
    前記３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値（Min）と最小値（Min）を抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、
    前記３色映像信号の輝度を全て最大とした時の総輝度と白色画素の最大輝度との比をｗとした場合に、（１＋ｗ）／ｗ＞＝Max／Minであれば、変換領域が固定変換領域であると判断し、（１＋ｗ）／ｗ＜Max／Minであれば、変換領域が可変変換領域であると判断する領域判断部と、
    前記固定変換領域に属する前記３色映像信号と前記可変変換領域に属する前記３色映像信号に対し異なる変換を適用して４色信号を生成する４色信号生成部と
    を備え、
    前記４色信号生成部は、前記領域判断部によって前記３色映像信号が前記可変変換領域に属すると判断された場合、前記最大値及び前記最小値に所定のスケーリング因子を掛けて得られる第１変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、前記各副領域に互いに異なる変換式を適用することによって第２変換値を求め、前記第２変換値のうちの最小値を前記白色信号とし前記第２変換値から前記第２変換値の最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号を出力し、前記領域判断部によって前記３色映像信号が前記固定変換領域に属すると判断された場合、前記映像信号に前記スケーリング因子を掛けて得られる第１変換値のうち最小値を前記白色信号とし前記第１変換値から前記第１変換値の最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号を出力する、映像信号変換装置。
12. 任意の３色映像信号に対して、前記第２変換値の大きさは前記第１変換値の大きさ以下である、請求項１１に記載の映像信号変換装置。
13. 前記第１変換値の最小値をx、最大値をy、前記スケーリング因子を（１+w）とする場合に、前記副領域は直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）（０＜Ｖ１＜１）によって区分される、請求項１２に記載の映像信号変換装置。
14. 前記副領域のうちの前記直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）の下部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、前記第１変換値と同一であり、前記直線の上部領域に位置する副領域の少なくとも一部の領域の第１変換値に対する第２変換値は、前記第１変換値の線形関数または２次関数であり、前記線形関数の接線の傾きは１よりも小さい、請求項１３に記載の映像信号変換装置。
15. 前記副領域は少なくとも三つ以上に区分され、前記第１変換値の最小値をx、最大値をy、前記スケーリング因子を（１+w）とする場合に、前記副領域は、第１直線y=[（w+Ｖ１）/w]x+（１-Ｖ１）（０＜Ｖ１＜１）及び第２直線y=（１-Ｖ２）x+（１+w×Ｖ２）（０＜Ｖ２＜１）によって区分される、請求項１４に記載の映像信号変換装置。
16. 前記副領域のうちの前記第１直線の下部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、前記第１変換値と同一であり、前記第１直線と前記第２直線の間の領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は、前記第１変換値の線形関数であって接線の傾きが１よりも小さく、前記第２直線の上部領域に位置する副領域の第１変換値に対する第２変換値は定数である、請求項１３に記載の映像信号変換装置。
17. 赤色、緑色及び青色を含む３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する方法であって、
    前記３色映像信号を、各色の輝度に関する最大値、最小値及び中間値を有する信号に分類する段階と、
    前記最大値と前記最小値の比率に基づいて、前記３色映像信号が第１変換領域に属するか或いは第２変換領域に属するかを判断する段階と、
    前記第１変換領域に属する場合に、前記３色映像信号を所定の倍数を掛けて得られる値に変換し、前記第２変換領域に属する場合に、前記３色映像信号よりは大きく前記３色映像信号に前記所定の倍数を掛けて得られる値よりは小さい値に前記３色映像信号を変換する段階と、
    前記変換された値のうちの最小値を前記白色信号値として抽出する段階と、
    前記変換された値から前記変換された値の最小値を引いた値を前記白色信号を除く残りの信号として４色映像信号を出力する段階と
    を備え、
    前記変換段階は、
    前記３色映像信号に前記所定の倍数を掛けて第１変換値を計算する段階と、
    前記第１変換値の属する領域を複数の副領域に区分する段階と、
    前記第１変換値の属する前記副領域に応じて異なる変換式を適用して前記第１変換値を第２変換値に変換する段階と、
    を有する、映像信号変換方法。
18. 前記変換式のうちの少なくとも一つは線形関数である、請求項１７に記載の映像信号変換方法。
19. 前記変換式は、傾きが互いに異なる三つの直線領域を有している、請求項１８に記載の映像信号変換方法。
20. 前記三つの直線領域のうちの少なくとも一つの領域における傾きは、０より大きくて１より小さい、請求項１９に記載の映像信号変換方法。
21. 前記変換式は非線形関数を含む、請求項１７に記載の映像信号変換方法。
22. 前記変換式は２次関数を含む、請求項２１に記載の映像信号変換方法。
23. 前記変換式は線形関数をさらに含む、請求項２２に記載の映像信号変換方法。
24. 前記２次関数の前記副領域の境界における接線の傾きは、前記線形関数の傾きと同一である、請求項２３に記載の映像信号変換方法。
25. 前記線形関数の傾きが１である、請求項２４に記載の映像信号変換方法。
26. 複数の画素を有する表示装置であって、
    ３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する映像信号変換装置と、
    前記４色映像信号に該当する階調電圧をデータ電圧として前記画素に供給するデータ駆動部と
    を備え、
    前記映像信号変換装置は、
    ３色映像信号を白色信号を含む４色映像信号に変換する装置であって、
    前記３色映像信号のうちの各色の輝度に関する最大値Max及び最小値Minを抽出する最大値抽出部及び最小値抽出部と、
    前記３色映像信号の輝度を全て最大とした時の総輝度と白色画素の最大輝度との比をｗとした場合に、（１＋ｗ）／ｗ＞＝Max／Minであれば、変換領域が固定変換領域であると判断し、（１＋ｗ）／ｗ＜Max／Minであれば、変換領域が可変変換領域であると判断する領域判断部と、
    前記領域判断部によって前記固定変換領域に属すると判断された前記３色映像信号に対しては固定されたスケーリング因子に基づく固定信号変換を行い、前記領域判断部によって前記可変変換領域に属すると判断された前記３色映像信号に対しては前記３色映像信号に基づく可変信号変換を行う４色信号変換部と
    を備え、
    前記変換領域のうち固定変換領域は、前記各３色映像信号に対して所定のスケーリング因子を掛ける拡張変換と、前記各３色映像信号が前記拡張変換によって変換された値（各拡張変換値）のうちの最小値を前記白色信号とし、前記各拡張変換値から前記最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換とを行う領域であり、
    前記変換領域のうち可変変換領域は、前記各３色映像信号に対して前記スケーリング因子を掛ける拡張変換と、前記各拡張変換値の最大値及び最小値に対応する縮小変換値の最大値及び最小値が（１＋ｗ）／ｗ＞＝Max／Minを満たすとともに表現可能領域であるMax＜＝Min＋１になるように最大値及び最小値を決定し、前記縮小変換値の最大値と最小値の比に基づいて他の縮小変換値を決定する縮小変換と、前記各拡張変換値を前記縮小変換によって変換された縮小変換値のうちの最小値を前記白色信号とし、前記各縮小変換値から前記最小値を引いた値を残りの信号として４色映像信号とする抽出変換とを行う可変変換領域を有しており、
    前記縮小変換は、前記拡張変換値の属する領域を少なくとも二つの副領域に区分し、前記各副領域に対して互いに異なる変換式を適用することを特徴とする表示装置。
27. 前記副領域は、前記拡張変換値のうちの最大値に従って区分する、請求項２６に記載の表示装置。
28. 前記副領域は少なくとも三つ以上の領域に区分され、前記変換式として線形関数を適用する領域がある、請求項２６に記載の表示装置。
29. 前記変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数である、請求項２６に記載の表示装置。
30. 前記非線形関数は２次関数である、請求項２９に記載の表示装置。
31. 前記固定変換領域及び前記可変変換領域は、前記最大値と前記最小値の比率に従って決定される、請求項２６乃至請求項３０のいずれか一項に記載の表示装置。
32. 前記可変変換領域は、二つ以上の副領域に区分され、
    前記可変信号変換は、前記各副領域に対して互いに異なる変換式を適用する、請求項２６に記載の表示装置。
33. 前記可変変換領域は、三つ以上の副領域に区分され、前記変換式として線形関数を適用する領域がある、請求項３２に記載の表示装置。
34. 前記変換式のうちの少なくとも一つは非線形関数である、請求項３３に記載の表示装置。
35. 前記非線形関数は２次関数である、請求項３４に記載の表示装置。
    
    

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