JP5110358B2

JP5110358B2 - 画像信号処理装置、画像信号処理方法、及びプログラム

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Description

本発明は、画像信号処理装置、画像信号処理方法、及びプログラムに関し、特に、例えば、ABL(Automatic Beam current Limiter)処理、VM(Velocity Modulation)処理、及びCRT(Cathode Ray Tube)用γ処理を含むFPD(Flat Panel Display)（フラットディスプレイ）用信号処理を行うことにより、FPDの表示装置であるFPD表示装置において、CRTの表示装置であるCRT表示装置と同等の自然な表示を行うことができるようにする画像信号処理装置、画像信号処理方法、及びプログラムに関する。

図１は、従来の、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)等のFPDの表示装置（FPD表示装置）の一例の構成を示している。

明るさ調整コントラスト調整部１１は、入力された画像信号にオフセットを掛けることで、画像信号の明るさ調整をし、ゲインを調整することで、画像信号のコントラスト調整をして、高画質化処理部１２に供給する。

高画質化処理部１２は、DRC(Digital Reality Creation)を代表とする高画質化処理を行う。すなわち、高画質化処理部１２は、高画質画像を得るための処理ブロックで、明るさ調整コントラスト調整部１１からの画像信号に対して、画素数変換などを含む画像信号処理を行って、γ補正部１３に供給する。

ここで、DRCについては、例えば、特開2005-236634号公報や特開2002-223167号公報等に、クラス分類適応処理として記載されている。

γ補正部１３は、CRT表示装置において暗部が見えにくいなどの理由で本来の蛍光体（CRTの発光部）が持つγ特性に加えて信号処理により暗部の信号レベルを調整するガンマ補正処理を行う処理ブロックである。

ここで、LCDにおいてもLCDパネル内部に液晶の光電変換特性（透過特性）をCRTのγ特性に合わせる処理回路が入っているため、従来のFPD表示装置では、CRT表示装置と同様にγ補正処理を行っている。

γ補正部１３は、高画質化処理部１２からの画像信号に対してガンマ補正処理を施し、その結果得られる画像信号を、図示せぬFPDとしての、例えば、LCDに供給する。これにより、LCDでは、画像が表示される。

以上のように、従来のFPD表示装置では、画像信号はコントラストや明るさ調整の処理が行われた後、高画質化処理、ガンマ補正処理を経てFPDに直接入力されている。（図１）

このため、FPD表示装置では、入力と表示画像の明るさはガンマに従った比例関係になるが、表示画像は、CRT表示装置と比べ、明るすぎたりやギラツキが感じられる画像になってしまう。

そこで、暗い部分の階調表現能力がCRTに比べてパネルの特性が落ちるディスプレイ装置において、別のABL回路を使用せずに、適応的に階調表現力を改善する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開2005-39817号公報

ところで、上述のように、FPD表示装置で表示される画像が、CRT表示装置と比べ、明るすぎたりやギラツキが感じられる画像になってしまうのは、従来のCRT表示装置に搭載していた画像信号だけを対象とした処理を行う画像信号処理系のみをFPD向けに修正して、FPD表示装置に搭載したためで、CRT表示装置が画像信号処理系だけでなく、駆動系そのものの持つ特有の応答特性と駆動系を含めた総合的な信号処理による表示装置というシステム構造が考慮されていないことに原因がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、CRT表示装置以外の表示方式の、例えば、FPD表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるような、CRT表示装置と同等の自然な表示を行うことができるようにするものである。

本発明の一側面の画像信号処理装置、又は、プログラムは、CRT(Cathode Ray Tube)以外の表示方式の表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように前記画像信号を処理する画像信号処理装置であり、前記画像信号に対してABL(Automatic Beam current Limiter)処理をエミュレートする処理を適用するABL処理手段と、前記ABL処理手段で処理された画像信号に対してVM(Velocity Modulation)処理をエミュレートする処理を適用するVM処理手段と、前記VM処理手段で処理された画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段とを備える画像信号処理装置、又は、画像信号処理装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、前記VM処理手段は、前記ABL処理手段で処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施すEB(Erectron Beam)処理手段を有する。

本発明の一側面の画像信号処理方法は、CRT(Cathode Ray Tube)以外の表示方式の表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように前記画像信号を処理する画像信号処理装置の画像信号処理方法であり、前記画像信号に対してABL(Automatic Beam current Limiter)処理をエミュレートする処理を適用するABL処理ステップと、前記ABL処理をエミュレートする処理がされた画像信号に対してVM(Velocity Modulation)処理をエミュレートする処理を適用するVM処理ステップと、前記VM処理をエミュレートする処理がされた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正ステップとを含み、前記VM処理ステップは、前記ABL処理ステップで処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施すEB(Erectron Beam)処理ステップを有する画像信号処理方法である。

本発明の一側面においては、前記画像信号に対してABL処理をエミュレートする処理が適用され、その処理後の画像信号に対してVM処理をエミュレートする処理が適用される。さらに、その処理後の画像信号に対してガンマ補正が行われる。なお、VM処理をエミュレートする処理において、画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理が再帰的に施される。

本発明の一側面によれば、CRT表示装置と同等の自然な表示を行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図２は、本発明を適用したFPD表示装置が有する画像信号処理装置の一実施の形態の構成例を示している。

図２の画像信号処理装置は、CRT以外の表示方式の表示装置、すなわち、ここでは、例えば、LCD等のFPDを有するFPD表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように画像信号を処理する。

ここで、図２の画像信号処理装置について説明する前に、図２の画像信号処理装置で表示しようとしている画像を表示するCRT表示装置、すなわち、図２の画像信号処理装置がエミュレートするCRT表示装置について説明する。

図３は、CRT表示装置の構成例を示している。

CRT表示装置では、明るさ調整コントラスト調整部５１と、高画質化処理部５２において、画像信号に対して、図１の明るさ調整コントラスト調整部１１と、高画質化処理部１２のそれぞれと同様の処理が施され、その処理後の画像信号が、ゲイン調整部５３、及び画像信号微分回路６０に供給される。

ゲイン調整部（リミッタ）５３は、後述するABL制御部５９からのABL制御信号により、高画質化処理部５２からの画像信号の信号レベルを制限し、γ補正部５４に供給する。すなわち、ゲイン調整部５３は、後述するCRT５６の電子ビームの電流量を直接制限する代わりに、高画質化処理部５２から画像信号のゲインを調整する。

γ補正部５４は、ゲイン調整部５３からの画像信号に対して、図１のγ補正部１３と同様のγ補正処理を施し、その結果得られる画像信号を、ビデオ(Video)増幅器５５に供給する。

ビデオ増幅器５５は、γ補正部５４からの画像信号を増幅し、CRT駆動画像信号として、CRT５６に供給する。

一方、FBT(Flyback Transformer)５７は、CRT表示装置において、電子ビームの水平走査を行うための水平偏向駆動電流、及びCRT（ブラウン管）５６のアノード電圧を発生するためのトランスで、その出力は、ビーム電流検出部５８に供給される。

ビーム電流検出部５８は、FBT５７の出力から、ABL制御に必要な電子ビームの電流量を検出し、CRT５６、及びABL制御部５９に供給する。

ABL制御部５９は、ビーム電流検出部５８からの電子ビームの電流値を計測し、画像信号の信号レベルを制御するABL制御のためのABL制御信号を、ゲイン調整部５３に出力する。

一方、画像信号微分回路６０は、高画質化処理部５２からの画像信号を微分し、その結果得られる画像信号の微分値を、VM駆動回路６１に供給する。

VM(Velocity Modulation)（速度変調）駆動回路６１は、CRT表示装置において、電子ビームの偏向（水平偏向）速度を部分的に変えることで同一画像信号でも表示輝度を変えるVM処理を行う。CRT表示装置において、VM処理は、主たる水平偏向回路（偏向ヨークDY、FBT５７、水平駆動回路（図示せず）等により構成される）とは別に、専用のVMコイル（図示せず）とVM駆動回路６１を用いて実現される。

すなわち、VM駆動回路６１は、画像信号微分回路６０からの画像信号の微分値に基づき、VMコイルを駆動するVMコイル駆動信号を生成し、CRT５６に供給する。

CRT５６は、電子銃EGや、偏向ヨークDY等で構成される。CRT５６では、電子銃EGが、ビーム電流検出部５８の出力や、ビデオ増幅器５５からのCRT駆動画像信号にしたがって電子ビームを放射し、その電子ビームが、コイルである偏向ヨークDYが発生する磁界に応じて水平と垂直の方向を変えて（走査され）、CRT５６の蛍光面に衝突することにより、画像が表示される。

また、CRT５６では、VM駆動回路６１からのVMコイル駆動信号に応じて、VMコイルが駆動され、これにより、電子ビームの偏向速度が部分的に変更され、これにより、例えば、CRT５６に表示される画像のエッジの強調等がされる。

図３からわかるように、CRT表示装置では、偏向速度を部分的に変えるVM処理、及び電子ビームの電流量を制限するABL処理（ABL制御）が画像信号が処理されるパス以外で行われ、CRT５６に表示される画像の画質に影響を与える制御信号を作っている。

これらのVM処理、及びABL処理による影響が現れた画像をFPDで表示するには、FPDは、CRTと駆動方法が全く異なるため、画像信号が処理されるパス上で、VM処理、及びABL処理に相当する処理を行う形をとる必要がある。

そこで、図２の画像信号処理装置においては、図２に示すような処理順で画像信号を変換することにより、FPDの駆動方法に適応し、かつ、CRT表示装置と同様の自然な表示を行うことを可能とする。

すなわち、図２の画像信号処理装置において、明るさ調整コントラスト調整部３１と、高画質化処理部３２では、画像信号に対して、図１の明るさ調整コントラスト調整部１１と、高画質化処理部１２のそれぞれと同様の処理が施され、ABL処理部３３、全画面明るさ平均レベル検出部３６、及びピーク検出微分制御値検出部３７に供給される。

ABL処理部３３は、LCDにおいてCRTと同様の明るさ特性を得るために、画像が一定以上の明るさ（輝度とその面積）になる場合に、高画質化処理部３２からの画像信号のレベルを、ABL制御部３８からの制御に従って制限するABLエミュレート処理を行う。

ここで、図２におけるABLエミュレート処理は、図３におけるABL処理をエミュレーションする処理である。

すなわち、CRT表示装置で行われるABL処理は、CRTにおいて、電子ビーム（電流）が過大とならないよう一定以上の明るさ（輝度とその面積）になった場合に電流を制限する処理であるが、ABL処理部３３は、図３におけるABL処理のエミュレーションを行う。

図２では、ABL処理部３３は、CRTにおいて電子ビームの電流を制限することにより、大面積で明るい画像を表示させようとした場合に実際の表示輝度を低く抑える処理（ABLエミュレート処理）を、画像信号の信号レベルを制限する処理として非線形演算処理により行う。

すなわち、図２において、全画面明るさ平均レベル検出部３６は、高画質化処理部３２からの画像信号に基づき、画面の明るさや平均レベルを検出し、ピーク検出微分制御値検出部３７、及びABL制御部３８に供給する。ABL制御部３８は、全画面明るさ平均レベル検出部３６からの画面の明るさや平均レベルの検出結果より画面の明るさとその面積を検出し、それによって画面上の明るさを制限するための制御信号を生成して、ABL処理部３３に供給する。ABL処理部３３は、ABL制御部３８からの制御信号を元に高画質化処理部３２からの画像信号に対し上記非線形演算を行うことでABL処理を実現（エミュレート）する。

ABL処理部３３でABL処理が施された画像信号は、VM処理部３４に供給される。

VM処理部３４は、図３のCRT表示装置におけるVM処理と同等の処理を画像信号に対して行うための処理ブロックで、図３のCRT表示装置で行われるVM処理のエミュレーションを行う。

すなわち、図２において、ピーク検出微分制御値検出部３７は、高画質化処理部３２からの画像信号から、画像信号の部分的なピーク信号や、画像信号の微分により得られるエッジ信号を求めて、全画面明るさ平均レベル検出部３６からの画面の明るさや平均レベルとともに、VM制御部３９に供給する。VM制御部３９は、ピーク検出微分制御値検出部３７からの、画像信号の部分的なピーク信号や画像信号の微分により得られるエッジ信号、画面の明るさなどを元に、部分的に画像信号のレベルを変化させる、CRT表示装置におけるVMコイル駆動信号に相当するVM制御信号を生成し、VM処理部３４に供給する。

VM処理部３４は、VM制御部３９により生成されたVM制御信号により、部分的に、ABL処理部３３からの画像信号のレベルを変化させる処理、すなわち、画像信号の部分的な補正、画像信号のエッジ部やピークの強調などの処理を行う。

ここで、図３のCRT表示装置では、CRT５６において信号の立ち上がり時に輝度変化が不足するのを補うために、VM処理が行われるが、画像信号そのものに補正を掛けるのではなく、偏向ヨークDYにあるVMコイルを用い、CRT５６特有の水平偏向の偏向速度（時間）を変化させることで結果として輝度を変化させている。

VM処理部３４は、CRT表示装置で行われるVM処理によって生じる輝度変化分に相当する補正値を演算して、その補正値によって画像信号を補正する演算処理を行うことで、CRT表示装置で行われるVM処理のエミュレーションをする。

CRTγ処理部３５は、LCDにおいて、従来のLCDパネルがパネル内部に持っていたCRTと同等のγ特性を得るための処理回路（変換回路）で行われていた処理を含むγ補正処理、及び色温度補償処理を行うため、各色信号（コンポーネント信号）のレベルを調整する処理を行う。

ここで、図２におけるCRTγ処理部３５は、同一LCD画面上でCRTの特性だけでなくPDPやLEDディスプレイなど複数の表示特性を表現する際に必要となる電気光変換特性の補正を行う部分で、本実施の形態ではLCDの入力電圧−透過率特性をCRTの電気−輝度特性に合わせるために必要な処理を行う。

すなわち、図２において、表示色温度補償制御部４０は、LCDの表示画面を複数の表示エリアに区分して、各表示エリアに、複数の異なる表示特性を持った表示デバイスで表示されるであろう画像と同様の画質の画像を提示するシステムにおいて、CRTで表示されるであろう画像と同様の画質の画像を表示させる表示エリアの表示色温度をCRT用の色温度として表示させるための制御信号を、各色信号（コンポーネント信号）のバランスを調整する制御を行うために生成し、CRTγ処理部３５に供給する。そして、CRTγ処理部３５では、表示色温度補償制御部４０からの制御信号に従い、VM処理部３４からの画像信号の各色信号のバランスを調整する処理も行う。

CRT、LCD、PDPではホワイトバランスや色温度、およびその対輝度変化がそれぞれ異なるため、図２の表示色温度補償制御部４０が必要になる。

CRTγ処理部３５が表示色温度補償制御部４０からの制御信号に従って行う処理には従来LCDなどフラットパネルの内部で処理されていた、各パネルの階調特性をCRTと同等になるように変換していた処理回路が行う処理を含み、表示パネルによる特性の違いを吸収する処理を行う。

そして、CRTγ処理部３５は、VM処理部３４からの画像信号に対して、以上の処理を施した後、その処理後の画像信号を、図示せぬFPDとしてのLCDに供給して表示させる。

以上のように、図２の画像信号処理装置では、CRT表示装置において行われていた処理を画像信号処理に置き換えるだけではなく、処理手順（ABL処理部３３の処理後に、VM処理部３４の処理を行い、VM処理部３４の処理後に、CRTγ処理部３５の処理を行うという処理手順）も考慮することで、より正しくLCDの表示を、CRT表示装置で表示される画像の画質に近づけることを可能にする。したがって、図２の画像信号処理装置によれば、LCDにCRTと同等な表示特性にて画像を出力することが可能になる。

さらに、図２の画像信号処理装置によれば、CRTそのものの特性違いによる表示特性をエミュレートすることが可能になり、色合いや質感の違いを同一LCDにて切り替えることが可能になる。例えば、EBU蛍光体と一般蛍光体の発色の違いを同一画面上で比べることで送出時の色調整や画質調整を正確に行う、などを容易に行うことが可能になる。

また、図２の画像信号処理装置によれば、同様に、LCDとCRTの表示特性による違いを容易に確認することが可能である。

さらに、図２の画像信号処理装置によれば、本来の意味での「好みの画質」で画像を表示することが可能になる。

また、図２の画像信号処理装置によれば、処理の範囲を表示画面内で変える事により特性の異なる表示デバイス（例えば、蛍光体の異なるCRT、LCDとCRT、など）で表示される画像を同時に見ることが可能になるため、比較や調整といった用途での利用を容易にすることができる。

次に、図４のフローチャートを参照して、図２の画像信号処理装置による画像信号に対する処理の流れについて説明する。

明るさ調整コントラスト調整部３１に、画像信号が供給されると、ステップＳ１１において、明るさ調整コントラスト調整部３１は、そこに供給される画像信号の明るさ調整をし、さらに、コントラスト調整をして、高画質化処理部３２に供給して、処理は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、高画質化処理部３２が、明るさ調整コントラスト調整部１１からの画像信号に対して、画素数変換などを含む画像信号処理を行って、その画像信号処理後の画像信号を、ABL処理部３３、全画面明るさ平均レベル検出部３６、及びピーク検出微分制御値検出部３７に供給して、処理は、ステップＳ１３に進む。

ここで、全画面明るさ平均レベル検出部３６は、高画質化処理部３２からの画像信号に基づき、画面の明るさや平均レベルを検出し、ピーク検出微分制御値検出部３７、及びABL制御部３８に供給する。ABL制御部３８は、全画面明るさ平均レベル検出部３６からの画面の明るさや平均レベルの検出結果に基づき、画面上の明るさを制限するための制御信号を生成して、ABL処理部３３に供給する。

また、ピーク検出微分制御値検出部３７は、高画質化処理部３２からの画像信号から、画像信号の部分的なピーク信号や、画像信号の微分により得られるエッジ信号を求めて、全画面明るさ平均レベル検出部３６からの画面の明るさや平均レベルとともに、VM制御部３９に供給する。VM制御部３９は、ピーク検出微分制御値検出部３７からの、画像信号の部分的なピーク信号や画像信号の微分により得られるエッジ信号、画面の明るさなどを元に、CRT表示装置におけるVMコイル駆動信号に相当するVM制御信号を生成し、VM処理部３４に供給する。

ステップＳ３３では、ABL処理部３３が、高画質化処理部３２からの画像信号に対してABL処理をエミュレートする処理を適用する。

すなわち、ABL処理部３３は、ABL制御部３８からの制御に従って、高画質化処理部３２からの画像信号のレベルを制限する等のABL処理をエミュレートする処理（ABLエミュレート処理）を行い、その結果得られる画像信号を、VM処理部３４に供給する。

そして、処理は、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、VM処理部３４は、ABL処理部３３からの画像信号に対してVM処理をエミュレートする処理を適用する。

すなわち、VM処理部３４は、ステップＳ１４において、VM制御部３９から供給されるVM制御信号に従って、ABL処理部３３からの画像信号の輝度を補正する等のVM処理をエミュレートする処理（VMエミュレート処理）を行い、その結果得られる画像信号を、CRTγ処理部３５に供給して、処理は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、CRTγ処理部３５は、VM処理部３４からの画像信号に対してγ補正処理を施し、さらに、表示色温度補償制御部４０からの制御信号に従い、VM処理部３４からの画像信号の各色信号のバランスを調整する色温度補償処理を行う。そして、CRTγ処理部３５は、色温度補償処理の結果得られる画像信号を、図示せぬFPDとしてのLCDに供給して表示させる。

次に、図５は、図２のVM処理部３４の構成例を示すブロック図である。

図５において、VM処理部３４は、輝度補正部２１０及びEB処理部２２０から構成される。

輝度補正部２１０は、ABL処理部３３（図２）から供給される画像信号を対象として、CRT表示装置の電子ビームの水平偏向の偏向速度の変化が輝度に影響する影響分の補正を行う輝度補正処理を行い、その結果得られる画像信号を、EB処理部２２０に供給する。

すなわち、輝度補正部２１０は、VM係数発生部２１１及び演算部２１２から構成される。

VM係数発生部２１１には、VM制御部３９（図２）から、VM制御信号が供給される。VM係数発生部２１１は、VM制御部３９からのVM制御信号に従い、VM係数を発生し、演算部２１２に供給する。

演算部２１２には、VM係数発生部２１１からのVM係数が供給される他、ABL処理部３３（図２）からの画像信号が供給される。

演算部２１２は、ABL処理部３３（図２）からの画像信号に、VM係数発生部２１１からのVM係数を乗算することで、その画像信号について、CRT表示装置の電子ビームの水平偏向の偏向速度の変化が輝度に影響する影響分の補正を行い、その補正後の画像信号を、EB処理部２２０に供給する。

EB処理部２２０は、輝度補正部２１０からの画像信号（ABL処理部３３で処理され、さらに、輝度補正部２１０で処理された画像信号）を対象として、CRT表示装置の電子ビームが広がってCRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理（EB(Erectron Beam)エミュレート処理）を施し、CRTγ処理部３５（図２）に供給する。

以上のように、VM処理部３４で行われるVMエミュレート処理は、輝度補正部２１０で行われる輝度補正処理と、EB処理部２２０で行われるEBエミュレート処理とからなる。

図６は、図５のVM係数発生部２１１で発生するVM係数の例を示している。

VM係数は、CRT表示装置において、水平偏向（水平方向の偏向）の偏向速度を、VMコイル駆動信号により、注目画素（ここでは、VM処理により輝度を強調する補正をする画素）の位置で遅くすることによって、等価的に、注目画素の輝度を増すVM処理をエミュレーションするために、注目画素を中心として水平方向に並ぶ複数の画素を、輝度の補正対象として、その輝度の補正対象の画素の画素値（輝度）に乗算される係数である。

VM係数発生部２１１では、図６に示すように、輝度の補正対象の画素のうちの、注目画素の画素値に乗算されるVM係数は、１以上の値とされ、他の画素に乗算されるVM係数は、演算部２１２でのゲインが１となるように、１以下の値とされる。

図７は、図５のVM係数発生部２１１で発生されるVM係数を求める方法を示している。

すなわち、図７Ａは、CRT表示装置の偏向ヨークDY（図３）に印加される電圧（偏向電圧）の波形を示している。

偏向ヨークDY（図３）に対しては、図７Ａに示すように、時間tの経過に対して、一定の傾きで変化する偏向電圧が、水平走査の周期で繰り返し印加される。

図７Ｂは、CRT表示装置のVM駆動回路６１（図３）で生成されるVMコイル駆動信号を示している。

CRT表示装置では、偏向ヨークDY（図３）にあるVMコイルが、図７ＢのVMコイル駆動信号によって駆動され、そのVMコイルが発生する磁界によって、電子ビームの偏向速度が、図７Ｃに示すように、部分的に変更される。

すなわち、図７Ｃは、図７ＢのVMコイル駆動信号によってVMコイルが磁界を発生する場合の、電子ビームの水平方向の位置の時間変化を示している。

電子ビームの水平方向の位置の時間変化（図７Ｃのグラフの傾き）、つまり、電子ビームの水平偏向の偏向速度は、VMコイルが磁界を発生することによって、その磁界が発生している区間等において一定ではなくなる（変化する）。

図７Ｄは、図７Ａの偏向電圧による電子ビームの水平方向の位置の時間変化から、図７Ｃの電子ビームの水平方向の位置の時間変化を減算した減算値の微分値を示している。

図７Ａの偏向電圧のみによって、電子ビームの水平偏向が行われる場合を基準とすると、VMコイル駆動信号によってVMコイルが磁界を発生する場合には、CRT表示装置のCRT５６（図３）の蛍光体に衝突する電子ビームの強度（量）、つまり、CRT５６に表示される画像の輝度（明るさ）は、図７Ｄに示すように変化する。

VM係数発生部２１１（図５）は、図７Ｄの微分値に相当する値を、VM係数として発生する。

なお、VM係数の具体的な値や、VM係数との乗算をする画素の範囲（注目画素を中心として水平方向に並ぶ幾つの画素の画素値を、VM係数と乗算するか）、注目画素とする画素の画素値（レベル）等は、図２の画像信号処理装置が表示をエミュレートするCRT表示装置の仕様等に応じて決定される。

次に、図５のEB処理部２２０で行われるEBエミュレート処理について説明する。

EBエミュレート処理では、上述したように、CRT表示装置の電子ビームが広がってCRT表示装置のCRT５６（図３）の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理が行われる。

すなわち、いま、電子ビームを照射しようとする蛍光体に対応する画素（サブピクセル）を、注目画素とすると、電子ビームの強度が大である場合に、その電子ビームのスポットの形状が大となって、注目画素に対応する蛍光体だけでなく、その周辺の画素に対応する蛍光体にも衝突し、その周辺の画素の画素値に影響を与える。EBエミュレート処理では、その影響をエミュレートする処理が行われる。

図８は、電子ビームを照射する電子銃に与えられる電流（ビーム電流）と、そのビーム電流に対応して照射される電子ビームが、CRTの表示画面上に形成するスポットの径（スポットサイズ）との関係を示している。

なお、図８では、２種類のCRTについての、ビーム電流とスポットサイズとの関係が示されている。

ビーム電流とスポットサイズとの関係は、CRTの種類や最大輝度の設定などによって差があるものの、スポットサイズは、ビーム電流が大であるほど大となる。つまり、輝度が大であると、スポットサイズも大になる。

このようなビーム電流とスポットサイズとの関係は、例えば、特開2004- 39300号公報等に記載されている。

CRTの表示画面には、赤、緑、及び青の３色の蛍光体（蛍光物質）が塗布されており、その赤、緑、及び青の蛍光体に、赤、緑、及び青（用）の電子ビームが衝突することで、赤、緑、及び青の光が、それぞれ放出され、これにより、画像が表示される。

また、CRTには、赤、緑、及び青の３色の蛍光体に、赤、緑、及び青の電子ビームが照射されるように、電子ビームが通過する開口部が設けられた色選別機構が、表示画面に設けられている。

図９は、色選別機構を示している。

すなわち、図９Ａは、色選別機構の１つであるシャドウマスクを示している。

シャドウマスクには、円形状の開口部としてのホールが設けられており、このホールを通過した電子ビームが蛍光体に照射される。

なお、図９Ａにおいて、模様を付していない丸印は、赤の蛍光体に電子ビームを照射するためのホールを、斜線を付した丸印は、緑の蛍光体に電子ビームを照射するためのホールを、黒塗りの丸印は、青の蛍光体に電子ビームを照射するためのホールを、それぞれ示している。

図９Ｂは、色選別機構の他の１つであるアパーチャーグリルを示している。

アパーチャーグリルには、垂直方向に延びる開口部としてのスリットが設けられており、このスリットを通過した電子ビームが蛍光体に照射される。

なお、図９Ｂにおいて、模様を付していない方形は、赤の蛍光体に電子ビームを照射するためのスリットを、斜線を付した方形は、緑の蛍光体に電子ビームを照射するためのスリットを、黒塗りの方形は、青の蛍光体に電子ビームを照射するためのスリットを、それぞれ示している。

図８で説明したように、電子ビームのスポットサイズは、輝度が大であるほど大になる。

図１０は、輝度が中程度である場合に、色選別機構上に形成される電子ビームのスポットを、図１１は、輝度が大である場合に、色選別機構上に形成される電子ビームのスポットを、それぞれ模式的に示している。

なお、図１０Ａ及び図１１Ａは、色選別機構がシャドウマスクである場合に、そのシャドウマスク上に形成される電子ビームのスポットを示しており、図１０Ｂ及び図１１Ｂは、色選別機構がアパーチャーグリルである場合に、そのアパーチャーグリル上に形成される電子ビームのスポットを示している。

輝度が大であるほど、電子ビーム（のスポット）の中心部分の強度が大となり、それに引きずられる形で、電子ビームの周辺部分の強度も大となって、色選別機構上に形成される電子ビームのスポットのスポットサイズが大となる。その結果、電子ビームが、注目画素（電子ビームを照射しようとする蛍光体に対応する画素）に対応する蛍光体だけでなく、注目画素の周囲の画素に対応する蛍光体にも照射される。

図１２は、色選別機構としてアパーチャーグリルが採用されている場合の、電子ビームが照射される様子を示す断面図である。

すなわち、図１２Ａは、ビーム電流が第１の電流値である場合の電子ビームが照射される様子を示しており、図１２Ｂは、ビーム電流が第１の電流値より大の第２の電流値である場合の電子ビームが照射される様子を示している。

図１２では、緑の蛍光体に対応する画素が注目画素となっており、ビーム電流が第１の電流値である場合の電子ビームは、図１２Ａに示すように、そのスポットサイズが、隣接するスリットどうしの間の範囲に収まっており、注目画素に対応する蛍光体にのみ照射され、かつ、それ以外の蛍光体に照射されないように遮断される。

一方、ビーム電流が第２の電流値である場合の電子ビームは、図１２Ｂに示すように、そのスポットサイズが、隣接するスリットどうしの間の範囲に収まらず、注目画素に対応する蛍光体だけでなく、他の蛍光体にも照射される。

すなわち、ビーム電流が第２の電流値である場合の電子ビームのスポットサイズは、注目画素に対応する蛍光体のスリットの他、他のスリットをも含む大きさとなり、その結果、電子ビームが、他のスリットを通過し、注目画素に対応する蛍光体以外の蛍光体にも照射される。

なお、図１２Ｂに示したように、電子ビームが、注目画素に対応する蛍光体のスリット以外のスリットをも通過する場合のビーム電流は、電子ビームのスポットサイズと、アパーチャーグリルのスリットのスリット幅との関係で決まる。

EBエミュレート処理では、以上のように、電子ビームが、注目画素に対応する蛍光体だけでなく、他の蛍光体にも照射されることで、画像が受ける影響が、画像信号に反映される。

ここで、図１３は、２次元正規分布（ガウス分布）で近似した電子ビームの強度の分布を示している。

図１４は、図１３の電子ビームのうちの、アパーチャーグリルのスリットを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

すなわち、図１４Ａは、注目画素に対応する蛍光体のスリットを通過する電子ビームと、そのスリットの左右に隣接するスリットを通過する電子ビームとの強度の分布を示している。

電子ビームの大部分は、注目画素に対応する蛍光体のスリットを通過するが、電子ビームの残りの一部が、注目画素に対応する蛍光体のスリットの左に隣接する左スリットと、右に隣接する右スリットとを通過し、その通過した電子ビームによって、左スリットの蛍光体に対応する画素と、右スリットの蛍光体に対応する画素との表示が影響を受ける。

なお、図１４Ｂは、図１４Ａに示した電子ビームの強度の分布のうちの、注目画素に対応する蛍光体のスリットを通過する電子ビームの強度の分布を示しており、図１４Ｃは、左スリット及び右スリットを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

図１５は、図１３の場合よりも強度が大の電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、アパーチャーグリルのスリットを通過する電子ビームの強度の分布とを示している。

すなわち、図１５Ａは、図１３の場合よりも強度が大の電子ビームの強度の分布を示している。

図１５Ａの電子ビームは、図１３の電子ビームよりもスポットサイズ（強度が所定値以上の範囲）が大となっている。

図１５Ｂは、図１５Ａの電子ビームのうちの、アパーチャーグリルのスリットを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

図１５Ｂでは、図１４の場合に比較して、左スリット及び右スリットを通過する電子ビームの強度が大になっており、したがって、左スリットの蛍光体に対応する画素と、右スリットの蛍光体に対応する画素との表示には、より大きな影響がでる。

なお、図１５Ｃは、図１５Ｂに示した電子ビームの強度の分布のうちの、注目画素に対応する蛍光体のスリットを通過する電子ビームの強度の分布を示しており、図１５Ｄは、左スリット及び右スリットを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

図１６は、図１３に示した電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、シャドウマスクのスリットを通過する電子ビームの強度の分布とを示している。

すなわち、図１６Ａは、図１３と同一の電子ビームの強度の分布を示している。

図１６Ｂは、図１６Ａの電子ビームのうちの、シャドウマスクのホールを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

すなわち、図１６Ｂは、注目画素に対応する蛍光体のホールを通過する電子ビームと、そのホールの周辺のホール（周辺ホール）を通過する電子ビームとの強度の分布を示している。

図１６Ｃは、図１６Ｂに示した電子ビームの強度の分布のうちの、注目画素に対応する蛍光体のホールを通過する電子ビームの強度の分布を示しており、図１６Ｄは、周辺ホールを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

図１７は、図１６の場合よりも強度が大の電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、シャドウマスクのホールを通過する電子ビームの強度の分布とを示している。

すなわち、図１７Ａは、図１６の場合よりも強度が大の電子ビームの強度の分布を示している。

図１７Ａの電子ビームは、図１６Ａの電子ビームよりもスポットサイズ（強度が所定値以上の範囲）が大となっている。

図１７Ｂは、図１７Ａの電子ビームのうちの、シャドウマスクのホールを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

図１７Ｂでは、図１６Ｂの場合に比較して、周辺ホールを通過する電子ビームの強度が大になっており、したがって、周辺ホールの蛍光体に対応する画素の表示には、図１６Ｂの場合より大きな影響がでる。

図１７Ｃは、図１７Ｂに示した電子ビームの強度の分布のうちの、注目画素に対応する蛍光体のホールを通過する電子ビームの強度の分布を示しており、図１７Ｄは、周辺ホールを通過する電子ビームの強度の分布を示している。

なお、図１３ないし図１７では、電子ビームのスポットの拡がりを分かりやすくするため、電子ビームの強度を表す高さ方向のスケールを、位置を表すx方向及びy方向のスケールよりも圧縮してある。

ところで、１次元正規分布（１次元の正規分布）のある区間の面積は、１次元正規分布を表す式（１）の確率密度関数f(x)を、面積を求めようとする区間に亘って積分することで求めることができる。

・・・（１）

ここで、式（１）において、μは、平均値を表し、σ²は、分散を表す。

上述したように、電子ビームの強度の分布を、２次元正規分布（２次元の正規分布）で近似する場合、ある範囲の電子ビームの強度は、２次元正規分布を表す式（２）の確率密度関数f(x,y)を、強度を求めようとする範囲に亘って積分することで求めることができる。

・・・（２）

ここで、式（２）において、μ_xは、x方向の平均値を表し、μ_yは、y方向の平均値を表す。また、σ_x ²は、x方向の分散を表し、σ_y ²は、x方向の分散を表す。ρ_xyは、x方向とy方向の相関係数（x方向とy方向の共分散を、x方向の標準偏差σ_xとy方向の標準偏差σ_yとの積で除算した値）を表す。

平均値（平均ベクトル）（μ_x,μ_y）は、理想的には、電子ビームの中心の位置(x,y)を表す。いま、説明を簡単にするために、電子ビームの中心の位置(x,y)を、(0,0)（原点）とすると、平均値μ_x及びμ_yは０となる。

また、CRT表示装置において、電子銃やカソード等の設計は、電子ビームのスポットが円形となるように行われることから、相関係数ρ_xyを０とする。

いま、色選別機構が、アパーチャーグリルであるとすると、平均値μ_x及びμ_y、並びに、相関係数ρ_xyを０とした式（２）の確率密度関数f(x,y)を、スリットの範囲で積分することにより、スリットを通過する電子ビームの強度（量）を求めることができる。

すなわち、図１８は、スリットを通過する電子ビームの強度を求める積分を説明する図である。

図１８Ａは、水平方向であるx方向の積分の区間を示している。

注目画素に対応する蛍光体のスリット（注目スリット）を通過する電子ビームの強度は、x方向については、アパーチャーグリルのスリットのスリット幅をSとすると、-S/2から+S/2の範囲に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができる。

また、左スリットを通過する電子ビームの強度は、x方向については、その左スリットのスリット幅に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができ、右スリットを通過する電子ビームの強度は、x方向については、その右スリットのスリット幅に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができる。

図１８Ａ及び図１８Ｃは、垂直方向であるy方向の積分の区間を示している。

注目スリットを通過する電子ビームの強度は、y方向については、図１８Ｂに示すように、-∞から+∞の範囲に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができる。

左スリット及び右スリットを通過する電子ビームの強度それぞれも、y方向については、図１８Ｃに示すように、-∞から+∞の範囲に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができる。

一方、電子ビーム全体の強度は、x方向及びy方向のいずれにも、-∞から+∞の範囲に亘って、確率密度関数f(x,y)を積分することにより求めることができ、いま、その値をP₀とする。

また、注目スリットを通過する電子ビームの強度をP₁と表すとともに、左スリット及び右スリットを通過する電子ビームの強度それぞれを、P_L及びP_Rと表すこととする。

この場合、注目画素の表示には、電子ビーム全体の強度P₀のうちの、強度P₁だけが影響し、この注目画素の表示によって、電子ビーム全体の強度P₀のうちの、強度P_Lが、左スリットの蛍光体に対応する画素（左画素）の表示に影響し、強度P_Rが、左スリットの蛍光体に対応する画素（右画素）の表示に影響する。

すなわち、電子ビーム全体の強度P₀を基準とすると、注目画素の表示には、電子ビームの強度のP₁/P₀が影響し、さらに、電子ビームの強度のP_L/P₀が左画素の表示に影響を与えるとともに、電子ビームの強度のP_R/P₀が右画素の表示に影響を与える。

したがって、注目画素の表示を基準とすると、注目画素の表示は、左画素の表示に、P_L/P₀/(P₁/P₀)だけ影響を与え、右画素の表示に、P_R/P₀/(P₁/P₀)だけ影響を与える。

EBエミュレート処理では、左画素については、注目画素の表示の影響を反映するために、注目画素の表示の影響分P_L/P₀/(P₁/P₀)を、EBエミュレート処理に用いるEB係数として、左画素の画素値に乗算し、その結果得られる乗算値が、左画素の（元の）画素値に加算される。さらに、EBエミュレート処理では、左画素の表示に影響を与える、左画素の周囲の画素の表示の影響分をEB係数として、同様の処理が行われ、これにより、左画素の周囲の画素の表示時に電子ビームが広がって、左画素の蛍光体に衝突することによる影響を考慮した左画素の画素値が求められる。

右画素についても、同様に、右素の周囲の画素の表示時に電子ビームが広がって、右画素の蛍光体に衝突することによる影響を考慮した右画素の画素値が求められる。

なお、色選別機構が、シャドウマスクである場合も、アパーチャーグリルの場合と同様にして、EBエミュレート処理に用いるEB係数を求めることができる。但し、シャドウマスクについては、アパーチャーグリルの場合に比較して、積分が複雑になる。シャドウマスクについては、上述の積分を用いるのではなく、シャドウマスクのホールの位置とホールの半径からモンテカルロ法などで、EB係数を求める方が容易である。

以上のように、EB係数は、理論上は、計算によって求めることが可能であるが、図８に示したように、電子ビームのスポットサイズは、ビーム電流によって変化する。したがって、EB係数を求めるには、電子ビームの強度の分布を近似する式（２）の確率密度関数f(x,y)の分散σ_x ²及びσ_y ²を、ビーム電流の電流値ごとに変える必要がある。

また、上述の場合には、電子ビームが、色選別機構（アパーチャーグリル、及びシャドウマスク）に入射する角度が直角であることを、当然の前提としたが、実際には、電子ビームが色選別機構に入射する角度は、表示画面の中央から離れるほど浅くなる。

すなわち、図１９は、電子ビームが色選別機構としてのアパーチャーグリルに入射する様子を示している。

図１９Ａは、表示画面の中央付近での、電子ビームがアパーチャーグリルに入射する様子を示している。

図１９Ａに示すように、表示画面の中央付近では、電子ビームは、アパーチャーグリルに対して、垂直に入射する。

図１９Ｂは、表示画面の中央から離れた位置での、電子ビームがアパーチャーグリルに入射する様子を示している

図１９Ｂに示すように、表示画面の中央から離れた位置では、電子ビームは、垂直から傾いた角度で、アパーチャーグリルに入射する。

電子ビームが、図１９Ｂに示したように、垂直から傾いた角度で、アパーチャーグリルに入射する場合、電子ビームの強度の分布は、式（２）の確率密度関数f(x,y)の形状から乖離するため、電子ビームがアパーチャーグリルに垂直に入射することを前提として、EB係数を求めたのでは、EB係数の精度が劣化する。

以上から、EB係数は、計算のみによって求めるのではなく、実験も併用して求めることが望ましい。

次に、図２０、及び図２１を参照して、図５のEB処理部２２０で行われるEBエミュレート処理についてさらに説明する。

図２０は、画素と、電子ビームの強度の分布とを示している。

すなわち、図２０Ａは、画素Eを中心とする横×縦が３×３の９画素A，B，C，D，F，G，H、及びIを示している。

いま、図２０Ａにおいて、画素Eを注目画素として注目する。また、横方向をx方向とし、縦方向をy方向とするとともに、注目画素Eの位置(x,y)を基準として、他の画素AないしD及びFないしIの位置を表すこととする。

この場合、画素どうしの間隔を１とすると、画素Aの位置は(x-1,y-1)に、画素Bの位置は(x,y-1)に、画素Cの位置は(x+1,y-1)に、画素Dの位置は(x-1,y)に、画素Fの位置は(x+1,y)に、画素Gの位置は(x-1,y+1)に、画素Hの位置は(x,y+1)に、画素Iの位置は(x+1,y+1)に、それぞれなる。

ここで、画素Aを、その位置(x-1,y-1)をも用いて、画素A(x-1,y-1)ともいい、画素A(x-1,y-1)の画素値を、画素値Aともいう。他の画素BないしIについても同様とする。

図２０Ｂ及び図２０Ｃは、CRT表示装置において、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームの強度の分布を模式的に示している。

すなわち、図２０Ｂは、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームの強度のx方向の分布を表し、図２０Ｃは、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームの強度のy方向の分布を表している。

注目画素E(x,y)の画素値Eが大であるほど、電子ビームは、図２０Ｂ及び図２０Ｃに示すように広がり、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与える。

このため、図５のEB処理部２２０は、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与える程度を表すEB係数を、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の画素値AないしD及びFないしIに乗算することにより、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与える影響分を求め、その影響分を考慮して、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の、EBエミュレート処理後の画素値を決定する。

図２１は、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与える影響分（以下、適宜、EB影響分という）を求める回路の構成例を示している。

画素値Aは演算部２４２Ａに、画素値Bは演算部２４２Ｂに、画素値Cは演算部２４２Ｃに、画素値Dは演算部２４２Ｄに、画素値EはEB係数発生部２４１に、画素値Fは演算部２４２Ｆに、画素値Gは演算部２４２Ｇに、画素値Hは演算部２４２Ｈに、画素値Iは演算部２４２Ｉに、それぞれ供給される。

EB係数発生部２４１は、画素値Eに基づいて、注目画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与える程度を表すEB係数A_EB,B_EB,C_EB,D_EB,F_EB,G_EB,H_EB、及びI_EBを発生し、演算部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃ，２４２Ｄ，２４２Ｆ，２４２Ｇ，２４２Ｈ、及び２４２Ｉに、それぞれ供給する。

演算部２４２Ａないし２４２Ｄ、及び２４２Ｆないし２４２Ｉは、そこに供給される画素値AないしD、及びFないしIと、EB係数発生部２４１からのEB係数A_EBないしD_EB、及びF_EBないしI_EBとを、それぞれ乗算し、その結果得られる値A'ないしD'、及びF'ないしI'を、EB影響分として出力する。

画素値Eは、そのまま出力され、他の画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)を表示するときの電子ビームそれぞれが、注目画素E(x,y)の表示に影響を与えるEB影響分と加算され、その加算値が、注目画素E(x,y)の、EBエミュレート処理後の画素値とされる。

図２２は、図５のEB処理部２２０の構成例を示すブロック図である。

図２２において、EB処理部２２０は、EB機能部２５０から構成され、EB機能部２５０は、遅延部２５１ないし２５９、EB係数発生部２６０、及び積和演算部２６１から構成される。

EB機能部２５０は、例えば、図２０に示したように、画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、その画素E(x,y)に隣接する画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示に影響を与えることとして、つまり、画素E(x,y)については、その画素E(x,y)に隣接する画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)それぞれからのEB影響分があるとして、画素E(x,y)の、EBエミュレート処理後の画素値を求める。

すなわち、EB機能部２５０には、輝度補正部２１０（図５）から画像信号が供給される。

EB機能部２５０では、輝度補正部２１０からの画像信号を構成する画素の画素値が、ラスタスキャン順に、遅延部２５１，２５３、及び２５８、EB係数発生部２６０、並びに積和演算部２６１に供給される。

遅延部２５１は、輝度補正部２１０からの画素値を１ライン（水平ライン）分だけ遅延して、遅延部２５２に供給する。遅延部２５２は、遅延部２５１からの画素値を１ライン分だけ遅延して、遅延部２５４、及び積和演算部２６１に供給する。

遅延部２５４は、遅延部２５２からの画素値を１画素分だけ遅延して、遅延部２５５、及び積和演算部２６１に供給する。遅延部２５５は、遅延部２５４からの画素値を１画素分だけ遅延して、積和演算部２６１に供給する。

遅延部２５３は、輝度補正部２１０からの画素値を１ライン分だけ遅延して、遅延部２５６、及び積和演算部２６１に供給する。遅延部２５６は、遅延部２５３からの画素値を１画素分だけ遅延して、遅延部２５７、及び積和演算部２６１に供給する。遅延部２５７は、遅延部２５６からの画素値を１画素分だけ遅延して、積和演算部２６１に供給する。

遅延部２５８は、輝度補正部２１０からの画素値を１画素分だけ遅延して、遅延部２５９、及び積和演算部２６１に供給する。遅延部２５９は、遅延部２５８からの画素値を１画素分だけ遅延して、積和演算部２６１に供給する。

EB係数発生部２６０は、輝度補正部２１０からの画素値に基づき、その画素値が、隣接する画素値に与えるEB影響分を求めるための、上述したようなEB係数を発生し、積和演算部２６１に供給する。

積和演算部２６１は、輝度補正部２１０からの画素値と、遅延部２５２ないし２５５、及び２５７ないし２５９それぞれからの画素値との、合計で８つの画素値それぞれと、EB係数発生部２６０からのEB係数とを乗算することにより、その８つの画素値から、遅延部２５６で遅延された画素値が受けるEB影響分を求め、そのEB影響分を、遅延部２５６からの画素値に加算することで、遅延部２５６からの画素値について、EBエミュレート処理後の画素値を求めて出力する。

したがって、例えば、図２０に示した画素値AないしIがラスタスキャン順で、EB機能部２５０に供給され、いま、画素値Iが、EB機能部２５０に供給されたとすると、遅延部２５５の出力は画素値Aに、遅延部２５４の出力は画素値Bに、遅延部２５２の出力は画素値Cに、遅延部２５７の出力は画素値Dに、遅延部２５６の出力は画素値Eに、遅延部２５３の出力は画素値Fに、遅延部２５９の出力は画素値Gに、遅延部２５８の出力は画素値Hに、それぞれなって、積和演算部２６１に供給される。

また、EB係数発生部２６０及び積和演算部２６１には、EB機能部２５０に供給された画素値Iが供給される。

EB係数発生部２６０には、画素値Iが供給される前に、画素値AないしHが供給されているので、EB係数発生部２６０では、画素値AないしIのそれぞれが、隣接する画素値に影響するEB影響分を求めるためのEB係数が発生され、積和演算部２６１に供給されている。

積和演算部２６１は、遅延部２５６からの画素値Eと、EB係数発生部２６０からの、画素値AないしD、及びFないしIのそれぞれが、画素値Eに影響するEB影響分を求めるためのEB係数それぞれとを乗算することにより、画素値AないしD、及びFないしIのそれぞれが、画素値Eに影響するEB影響分を求め、遅延部２５６からの画素値Eと加算して、その加算値を、遅延部２５６からの画素値Eについての、EBエミュレート処理後の画素値として出力する。

次に、図２３は、図５のEB処理部２２０の他の構成例を示している。

なお、図中、図２２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

すなわち、図２３のEB処理部２２０は、EB機能部２５０を有する点で、図２２の場合と共通し、セレクタ２７１及び２７２をさらに有する点で、図２２の場合と相違している。

図２３のEB処理部２２０では、輝度補正部２１０（図５）からの画像信号が、セレクタ２７１に供給される。

また、セレクタ２７１には、セレクタ２７２からの画像信号も供給される。

セレクタ２７１は、輝度補正部２１０からの画像信号、又は、セレクタ２７２からの画像信号のうちの一方を選択し、EB機能部２５０に供給する。

セレクタ２７２には、EB機能部２５０からの、EBエミュレート処理後の画像信号が供給される。

セレクタ２７２は、EB機能部２５０からの画像信号を、最終的なEBエミュレート処理後の画像信号として出力するか、又は、セレクタ２７１に供給する。

以上のように構成されるEB処理部２２０では、セレクタ２７１は、まず、輝度補正部２１０からの画像信号を選択し、EB機能部２５０に供給する。

EB機能部２５０は、セレクタ２７１からの画像信号に対して、EBエミュレート処理を施し、セレクタ２７２に供給する。

セレクタ２７２は、EB機能部２５０からの画像信号を、セレクタ２７１に供給する。

セレクタ２７１は、セレクタ２７２からの画像信号を選択し、EB機能部２５０に供給する。

以上のようにして、EB機能部２５０において、輝度補正部２１０からの画像信号に対して、所定の回数だけ、EBエミュレート処理が繰り返し施されると、セレクタ２７２は、EB機能部２５０からの画像信号を、最終的なEBエミュレート処理後の画像信号として出力する。

以上のように、EBエミュレート処理は、再帰的に行うことができる。

なお、図２２では、説明を簡単にするために、画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが、その画素E(x,y)に隣接する画素A(x-1,y-1)ないしD(x-1,y)及びF(x+1,y)ないしI(x+1,y+1)の表示にしか影響を与えないこととしたが、画素E(x,y)を表示するときの電子ビームが表示に影響を与える画素の範囲は、電子ビームの強度の分布が異なるごとに異なる。

次に、図２４は、図２のCRTγ処理部３５の色温度補償処理を行う部分の構成例を示している。

図２４において、制御部２８１には、表示色温度補償制御部４０（図２）からの制御信号が供給され、レベルシフト部２８２には、VM処理部３４（図２）からの画像信号としての色信号R(Red),G(Green),B(Blue)が供給される。

制御部２８１は、表示色温度補償制御部４０からの制御信号が表す色温度の設定値に基づき、レベルシフト部２８２とゲイン調整部２８３を制御する。

レベルシフト部２８２は、VM処理部３４からの色信号R,G,Bについて、制御部２８１からの制御に従ったレベルのシフト（加算）を行い（CRT表示装置においてはDCバイアス）、その結果得られる色信号R,G,Bを、ゲイン調整部２８３に供給する。

ゲイン調整部２８３は、レベルシフト部２８２からの色信号R,G,Bのゲインの調整を、制御部２８１からの制御に従って行い、その結果得られる色信号R,G,Bを、色温度補償処理後の色信号R,G,Bとして出力する。

なお、色温度補償処理の方法としては、その他、例えば、特開平08-163582号公報や、特開2002-232905号公報に記載されている方法を採用することができる。

図２５は、図２のVM処理部３４の他の構成例を示している。

なお、図中、図５のVM処理部３４と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

すなわち、図２５のVM処理部３４は、輝度補正部２１０（図５）に代えて、輝度補正部３１０が設けられていることを除き、図５のVM処理部３４と同様に構成されている。

図２６は、図２５の輝度補正部３１０の構成例を示している。

図２６において、輝度補正部３１０は、遅延タイミング調整部３１１、微分回路３１２、スレッショルド処理部３１３、波形整形処理部３１４、及び乗算回路３１５から構成され、例えば、特開昭61-167280号公報（特公平05-84706号公報）や、国際公開第WO00/010324号パンフレット等に記載されている、CRT表示装置におけるVM処理（電子ビームの速度変調）のエミュレーションとしての輝度補正を行う。

すなわち、輝度補正部３１０には、ABL処理部３３（図２）からの画像信号が供給され、その画像信号は、遅延タイミング調整部３１１、及び微分回路３１２に供給される。

遅延タイミング調整部３１１は、ABL処理部３３からの画像信号を、微分回路３１２、スレッショルド処理部３１３、及び波形整形処理部３１４での処理に要する時間に対応する時間だけ遅延し、乗算回路３１５に供給する。

一方、微分回路３１２は、ABL処理部３３からの画像信号を１次微分することにより、その画像信号のエッジの部分を検出し、そのエッジの部分の微分値（１次微分の微分値）を、スレッショルド処理部３１３に供給する。

スレッショルド処理部３１３は、微分回路３１２からの微分値の絶対値を、所定の閾値と比較し、絶対値が所定の閾値より大の微分値だけを、波形整形処理部３１４に供給することで、微分値の絶対値が所定の閾値以下のエッジの部分に対して、輝度補正が行われることを制限する。

波形整形処理部３１４は、スレッショルド処理部３１３からの微分値に基づき、エッジの部分の画素値に乗算することにより輝度補正を行うVM係数として、平均値が1.0となるVM係数を算出し、乗算回路３１５に供給する。

乗算回路３１５は、遅延タイミング調整部３１１から供給される画像信号におけるエッジの部分の画素値と、波形整形処理部３１４から供給されるVM係数とを乗算することにより、そのエッジの部分の輝度補正を行って、EB処理部２２０（図２５）に供給する。

なお、波形整形処理部３１４で算出するVM係数は、エッジの部分の輝度補正の程度をユーザの好みに合致するように、例えば、ユーザの操作に応じて調整することが可能である。

また、スレッショルド処理部３１３、及び波形整形処理部３１４は、それぞれ、VM制御部３９（図２）から供給されるVM制御信号に従い、動作条件を設定する。

図２７は、波形整形処理部３１４で算出されるVM係数と、そのVM係数を用いて輝度補正が行われる前後の画像信号との例を示している。

すなわち、図２７Ａは、VM係数の第１の例を示している。

図２７Ａでは、エッジ画素値（エッジを構成する、大の画素値と小の画素値とのうちの、大の画素値）に乗算されるVM係数が、1.1となっており、エッジ画素値の左と右に隣接する画素値それぞれに乗算されるVM係数が、いずれも、0.95になっている。

図２７Ｂは、VM係数の第２の例を示している。

図２７Ｂでは、エッジ画素値に乗算されるVM係数が、1.2になっており、エッジ画素値の左と、そのさらに左に隣接する画素値それぞれに乗算されるVM係数、及び、エッジ画素値の右と、そのさらに右に隣接する画素値それぞれに乗算されるVM係数が、いずれも、0.95になっている。

図２７Ｃは、輝度補正がされる前の画像信号を示している。

図２７Ｃでは、左から３番目の画素値と、４番目の画素値との間がエッジとなっており、したがって、左から４番目の画素値が、エッジ画素値になっている。

図２７Ｄは、図２７Ｃの画像信号に対して、図２７ＡのVM係数を用いて輝度補正を行って得られる画像信号を示している。

図２７Ｄの画像信号では、図２７Ｃの元の画像信号と比較して、エッジ画素値である４番目の画素値が大になっているとともに、左から３番目の画素値と５番目の画素値が小になっており、その結果、エッジが強調されている。

図２７Ｅは、図２７Ｃの画像信号に対して、図２７ＢのVM係数を用いて輝度補正を行って得られる画像信号を示している。

図２７Ｅの画像信号では、図２７Ｃの元の画像信号と比較して、エッジ画素値である４番目の画素値が大になっているとともに、左から２番目、３番目、５番目、及び６番目の画素値が小になっており、その結果、エッジが、図２７Ｄの場合より強調されている。

なお、図２７のVM係数は、一例にすぎない。また、図２７では、左から右方向に見て、暗い画像から明るい画像に変化するエッジの部分を示したが、明るい画像から暗い画像に変化するエッジの部分についても、同様に、輝度補正が行われる。

次に、図２８は、図２５の輝度補正部３１０の他の構成例を示している。

図２８において、輝度補正部３１０は、タップ選択部３２１、クラス分類部３２２、タップ係数記憶部３２６、及び予測部３２７から構成され、例えば、特開平07-95591号公報（特許第3271101号）等に記載のDRCを利用して、輝度補正を行う。

ここで、DRCについて説明する。

DRCは、第１の画像信号を第２の画像信号に変換（マッピング）する処理であり、第１と第２の画像データの定義によって様々な信号処理を行うことができる。

即ち、例えば、第１の画像信号を低空間解像度の画像信号とするとともに、第２の画像信号を高空間解像度の画像信号とすれば、DRCは、空間解像度を向上させる空間解像度創造（向上）処理ということができる。

また、例えば、第１の画像信号を低Ｓ／Ｎ(Siginal/Noise)の画像信号とするとともに、第２の画像信号を高Ｓ／Ｎの画像信号とすれば、DRCは、ノイズを除去するノイズ除去処理ということができる。

さらに、例えば、第１の画像信号を所定の画素数（サイズ）の画像信号とするとともに、第２の画像信号を、第１の画像信号の画素数を多くまたは少なくした画像信号とすれば、DRCは、画像のリサイズ（拡大または縮小）を行うリサイズ処理ということができる。

また、例えば、第１の画像信号を低時間解像度の画像信号とするとともに、第２の画像信号を高時間解像度の画像信号とすれば、DRCは、時間解像度を向上させる時間解像度創造（向上）処理ということができる。

さらに、例えば、第１の画像信号を、MPEG(Moving Picture Experts Group)符号化などのブロック単位で符号化された画像信号を復号することによって得られる復号画像信号とするとともに、第２の画像信号を、符号化前の画像信号とすれば、DRCは、MPEG符号化および復号によって生じるブロック歪み等の各種の歪みを除去する歪み除去処理ということができる。

なお、空間解像度創造処理において、低空間解像度の画像信号である第１の画像信号を、高空間解像度の画像信号である第２の画像信号に変換するにあたっては、第２の画像信号を、第１の画像信号と同一の画素数の画像信号とすることもできるし、第１の画像信号よりも画素数が多い画像信号とすることもできる。第２の画像信号を、第１の画像信号よりも画素数が多い画像信号とする場合、空間解像度創造処理は、空間解像度を向上させる処理であるとともに、画像サイズ（画素数）を拡大するリサイズ処理でもある。

以上のように、DRCによれば、第１および第２の画像信号をどのように定義するかによって、様々な信号処理を実現することができる。

DRCでは、第２の画像信号のうちの注目している注目画素を複数のクラスのうちのいずれかのクラスにクラス分類することにより得られるクラスのタップ係数と、注目画素に対して選択される第１の画像信号の複数の画素（の画素値）とを用いた予測演算により、注目画素の画素値（の予測値）が求められる。

図２８において、ABL処理部３３（図２）からVM処理部３４の輝度補正部３１０に供給される画像信号は、第１の画像信号として、タップ選択部３２１に供給される。

タップ選択部３２１は、ABL処理部３３からの第１の画像信号の輝度補正を行って得られる画像信号を、第２の画像信号として、その第２の画像信号を構成する画素を、順次、注目画素とし、注目画素（の画素値）を予測するのに用いる第１の画像信号を構成する画素（の画素値）の幾つかを、予測タップとして選択する。

具体的には、タップ選択部３２１は、注目画素の時空間の位置から空間的または時間的に近い位置にある第１の画像信号の複数の画素を、予測タップとして選択する。

さらに、タップ選択部３２１は、注目画素を、複数のクラスのうちのいずれかにクラス分けするクラス分類を行うのに用いる第１の画像信号を構成する画素の幾つかを、クラスタップとして選択する。すなわち、タップ選択部３２１は、タップ選択部３２１が予測タップを選択するのと同様にして、クラスタップを選択する。

なお、予測タップとクラスタップは、同一のタップ構造（注目画素に対する位置関係）を有するものであっても良いし、異なるタップ構造を有するものであっても良い。

タップ選択部３２１で得られた予測タップは、予測部３２７に供給され、タップ選択部３２１で得られたクラスタップは、クラス分類部３２２に供給される。

クラス分類部３２２は、クラス予測係数記憶部３２３、予測部３２４、及びクラス決定部３２５から構成され、タップ選択部３２１からのクラスタップに基づき、注目画素をクラス分類し、その結果得られるクラスに対応するクラスコードを、タップ係数記憶部３２６に供給する。

ここで、クラス分類部３２２によるクラス分類の詳細については、後述する。

タップ係数記憶部３２６は、後述する学習によって求められたクラスごとのタップ係数を、VM係数として記憶し、さらに、その記憶したタップ係数のうちの、クラス分類部３２２から供給されるクラスコードに対応するアドレスに記憶されているタップ係数（クラス分類部３２２から供給されるクラスコードが表すクラスのタップ係数）を出力する。このタップ係数は、予測部３２７に供給される。

ここで、タップ係数とは、ディジタルフィルタにおける、いわゆるタップにおいて入力データと乗算される係数に相当するものである。

予測部３２７は、タップ選択部３２１が出力する予測タップと、タップ係数記憶部３２６が出力するタップ係数とを取得し、その予測タップとタップ係数とを用いて、注目画素の真値の予測値を求める所定の予測演算を行う。これにより、予測部３２７は、注目画素の画素値（の予測値）、すなわち、第２の画像信号を構成する画素の画素値、つまり、輝度補正後の画素値を求めて出力する。

なお、クラス分類部３２２を構成するクラス予測係数記憶部３２３、及び予測部３２４、並びに、タップ係数記憶部３２６は、それぞれ、VM制御部３９（図２）から供給されるVM制御信号に従い、動作条件の設定や必要な選択を行う。

次に、図２８のタップ係数記憶部３２６に、VM係数として記憶されるクラスごとのタップ係数の学習について説明する。

DRCの所定の予測演算に用いられるタップ係数は、多数の画像信号を、学習用の画像信号として用いた学習によって求められる。

すなわち、例えば、いま、輝度補正前の画像信号を、第１の画像信号とするとともに、その第１の画像信号について輝度補正を行って得られる、輝度補正後の画像信号を、第２の画像信号として、DRCにおいて、第１の画像信号から予測タップを選択し、その予測タップとタップ係数を用いて、第２の画像信号の注目画素の画素値を、所定の予測演算によって求める（予測する）こととする。

所定の予測演算として、例えば、線形１次予測演算を採用することとすると、第２の画像信号の画素値ｙは、次の線形１次式によって求められることになる。

・・・（３）

但し、式（３）において、ｘ_nは、第２の画像信号の注目画素ｙについての予測タップを構成する、第１の画像信号のｎ番目の画素（以下、適宜、補正前画素という）の画素値を表し、ｗ_nは、ｎ番目の補正前画素（の画素値）と乗算されるｎ番目のタップ係数を表す。なお、式（３）では、予測タップが、Ｎ個の補正前画素ｘ₁，ｘ₂，・・・，ｘ_Nで構成されるものとしてある。

ここで、第２の画像信号の注目画素の画素値ｙは、式（３）に示した線形１次式ではなく、２次以上の高次の式によって求めるようにすることも可能である。

いま、第２の画像信号の第ｋサンプルの画素値の真値をｙ_kと表すとともに、式（３）によって得られるその真値ｙ_kの予測値をｙ_k’と表すと、その予測誤差ｅ_kは、次式で表される。

・・・（４）

いま、式（４）の予測値ｙ_k’は、式（３）にしたがって求められるため、式（４）のｙ_k’を、式（３）にしたがって置き換えると、次式が得られる。

・・・（５）

但し、式（５）において、ｘ_n,kは、第２の画像信号の第ｋサンプルの画素についての予測タップを構成するｎ番目の補正前画素を表す。

式（５）（または式（４））の予測誤差ｅ_kを０とするタップ係数ｗ_nが、第２の画像信号の画素を予測するのに最適なものとなるが、すべての第２の画像信号の画素について、そのようなタップ係数ｗ_nを求めることは、一般には困難である。

そこで、タップ係数ｗ_nが最適なものであることを表す規範として、例えば、最小自乗法を採用することとすると、最適なタップ係数ｗ_nは、次式で表される自乗誤差の総和Ｅを最小にすることで求めることができる。

・・・（６）

但し、式（６）において、Ｋは、第２の画像信号の画素ｙ_kと、その第２の画像信号の画素ｙ_kについての予測タップを構成する補正前画素ｘ_1,k，ｘ_2,k，・・・，ｘ_N,kとのセットのサンプル数（学習用のサンプルの総数）を表す。

式（６）の自乗誤差の総和Ｅの最小値（極小値）は、式（７）に示すように、総和Ｅをタップ係数ｗ_nで偏微分したものを０とするｗ_nによって与えられる。

・・・（７）

そこで、上述の式（５）をタップ係数ｗ_nで偏微分すると、次式が得られる。

・・・（８）

式（７）と（８）から、次式が得られる。

・・・（９）

式（９）のｅ_kに、式（５）を代入することにより、式（９）は、式（１０）に示す正規方程式で表すことができる。

・・・（１０）

式（１０）の正規方程式は、例えば、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）などを用いることにより、タップ係数ｗ_nについて解くことができる。

式（１０）の正規方程式を、クラスごとにたてて解くことにより、最適なタップ係数（ここでは、自乗誤差の総和Ｅを最小にするタップ係数）ｗ_nを、クラスごとに求めることができる。

以上のようにして、タップ係数w_nを求める学習は、例えば、後述するコンピュータ（図３１）によって行うことができる。

次に、図２９のフローチャートを参照して、コンピュータが行う、タップ係数w_nを求める学習の処理（学習処理）について、説明する。

まず最初に、ステップＳ２１において、コンピュータは、あらかじめ学習用に用意された学習用画像信号から、第２の画像信号に相当する教師データと、第１の画像信号に相当する生徒データを生成して、処理は、ステップＳ２２に進む。

すなわち、コンピュータは、学習用画像信号から、タップ係数の学習の教師（真値）となる、第２の画像信号に相当する教師データとして、式（３）による予測演算としての写像の写像先の画素値、つまり、輝度補正後の画素値を生成する。

さらに、コンピュータは、学習用画像信号から、タップ係数の学習の生徒となる、第１の画像信号に相当する生徒データとして、式（３）による予測演算としての写像による変換対象の画素値を生成する。ここでは、コンピュータは、例えば、学習用画像信号を、そのまま、第１の画像信号に相当する生徒データとする。

ステップＳ２２では、コンピュータは、教師データのうち、まだ、注目画素としていないものを、注目画素として選択し、処理は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、コンピュータは、図２８のタップ選択部３２１と同様に、注目画素について、生徒データから予測タップとする複数の画素を選択するとともに、クラスタップとする複数の画素を選択して、処理は、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、コンピュータは、注目画素についてのクラスタップに基づき、注目画素のクラス分類を、図２８のクラス分類部３２２と同様にして行い、注目画素のクラスに対応するクラスコードを得て、処理は、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、コンピュータは、注目画素と、注目画素について選択された予測タップを構成する生徒データとを対象とした式（１０）の足し込みを、注目画素のクラスについて行い、処理は、ステップＳ２６に進む。

すなわち、コンピュータは、注目画素のクラスについて、予測タップ（生徒データ）ｘ_n,kを用い、式（１０）の左辺の行列における生徒データどうしの乗算（ｘ_n,kｘ_n',k）と、サメーション（Σ）に相当する演算を行う。

さらに、コンピュータは、注目画素のクラスについて、予測タップ（生徒データ）ｘ_n,kと教師データｙ_kを用い、式（１０）の右辺のベクトルにおける生徒データｘ_n,kおよび教師データｙ_kの乗算（ｘ_n,kｙ_k）と、サメーション（Σ）に相当する演算を行う。

すなわち、コンピュータは、注目画素のクラスにおいて、前回、注目画素とされた教師データについて求められた式（１０）における左辺の行列のコンポーネント（Σｘ_n,kｘ_n',k）と、右辺のベクトルのコンポーネント（Σｘ_n,kｙ_k）を、その内蔵するメモリ（例えば、図３１のRAM１０４）に記憶しており、その行列のコンポーネント（Σｘ_n,kｘ_n',k）またはベクトルのコンポーネント（Σｘ_n,kｙ_k）に対して、新たに注目画素とされた教師データについて、その教師データｙ_k+1および生徒データｘ_n,k+1を用いて計算される、対応するコンポーネントｘ_n,k+1ｘ_n',k+1またはｘ_n,k+1ｙ_k+1を足し込む（式（１０）のサメーションで表される加算を行う）。

ステップＳ２６では、コンピュータが、まだ、注目画素としていない教師データがあるかどうかを判定する。ステップＳ２６において、注目画素としていない教師データが、まだあると判定された場合、ステップＳ２２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

また、ステップＳ２６において、注目画素としていない教師データがないと判定された場合、処理は、ステップＳ２７に進み、コンピュータは、いままでのステップＳ２２乃至Ｓ２６の処理によって得られたクラスごとの式（１０）における左辺の行列と、右辺のベクトルによって構成されるクラスごとの正規方程式を解くことにより、クラスごとに、タップ係数ｗ_nを求めて出力し、処理を終了する。

図２８のタップ係数記憶部３２６には、以上のようにして求められたクラスごとのタップ係数ｗ_nが、VM係数として記憶されている。

次に、図２８のクラス分類部３２２によるクラス分類について説明する。

クラス分類部３２２において、タップ選択部３２１からの、注目画素についてのクラスタップは、予測部３２４、及びクラス決定部３２５に供給される。

予測部３２４は、タップ選択部３２１からのクラスタップを構成する複数の画素のうちの１つの画素の画素値を、他の画素の画素値と、クラス予測係数記憶部３２３に記憶されたクラス予測係数とを用いて予測し、その予測値を、クラス決定部３２５に供給する。

すなわち、クラス予測係数記憶部３２３は、クラスごとに、クラスタップを構成する複数の画素のうちの１つの画素の画素値を予測するのに用いられるクラス予測係数を記憶している。

具体的には、注目画素についてのクラスタップが、M+1個の画素の画素値から構成され、予測部３２４が、例えば、クラスタップを構成するM+1個の画素の画素値x₁,x₂,・・・,x_M,x_M+1のうちの、M+1番目の画素値x_M+1を、予測対象として、他のM個の画素x₁,x₂,・・・,x_Mを用いて、予測対象であるM+1番目の画素値x_M+1を予測することとすると、クラス予測係数記憶部３２３は、例えば、クラス#jについて、M個の画素x₁,x₂,・・・,x_Mそれぞれと乗算されるM個のクラス予測係数c_j,1,c_j,2,・・・,c_j,Mを記憶している。

この場合、予測部３２４は、例えば、式x'_j,M+1=x₁c_j,1+x₂c_j,2+・・・+,x_Mc_j,Mに従って、クラス#jについての、予測対象の画素値x_M+1の予測値x'_j,M+1を求める。

例えば、いま、クラス分類によって、注目画素がJ個のクラス#1ないし#Jのうちのいずれかのクラスに分類されるとすると、予測部３２４は、クラス#1ないし#Jのそれぞれについて、予測値x'_1,M+1ないしx'_J,M+1を求め、クラス決定部３２５に供給する。

クラス決定部３２５は、予測部３２４からの予測値x'_1,M+1ないしx'_J,M+1それぞれを、タップ選択部３２１からの、注目画素についてのクラスタップの予測対象のM+1番目の画素値（真値）x_M+1と比較し、予測値x'_1,M+1ないしx'_J,M+1のうちの、予測対象のM+1番目の画素値x_M+1との予測誤差が最も小さい予測値x'_j,M+1を求めるのに用いられたクラス予測係数c_j,1,c_j,2,・・・,c_j,Mのクラス#jを、注目画素のクラスに決定し、そのクラス#jを表すクラスコードを、タップ係数記憶部３２６（図２８）に供給する。

ここで、クラス予測係数記憶部３２３に記憶されるクラス予測係数c_j,mは、学習によって求められる。

クラス予測係数c_j,mを求める学習は、例えば、後述するコンピュータ（図３１）によって行うことができる。

図３０のフローチャートを参照して、コンピュータが行う、クラス予測係数c_j,mを求める学習の処理（学習処理）について説明する。

コンピュータは、ステップＳ３１において、例えば、図２９のステップＳ２１と同様に、学習用画像信号から、第２の画像信号に相当する教師データと、第１の画像信号に相当する生徒データを生成する。さらに、コンピュータは、ステップＳ３１において、教師データを、順次、注目画素として選択し、各注目画素について、図２９のステップＳ２３と同様に、生徒データからクラスタップとする複数の画素を選択して、処理は、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、コンピュータは、クラスを表す変数jを、1に初期化して、処理は、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、コンピュータは、ステップＳ３１で得たクラスタップのすべてを、学習用のクラスタップ（学習用クラスタップ）として選択して、処理は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、コンピュータは、図２９のタップ係数の学習の場合と同様に、式x'_j,M+1=x₁c_j,1+x₂c_j,2+・・・+,x_Mc_j,Mに従って求められる、クラス#jについての、予測対象の画素値x_M+1の予測値x'_j,M+1の、真値x_M+1に対する予測誤差を最小にする正規方程式（式（１０）に相当する正規方程式）を、学習用クラスタップを対象として生成し、処理は、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、コンピュータは、ステップＳ３４で得た正規方程式を解くことで、クラス#jについてのクラス予測係数c_j,mを求め（m=1,2,・・・,M）、処理は、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、コンピュータは、変数jがクラスの総数Jに等しいかどうかを判定し、等しくないと判定した場合、処理は、ステップＳ３７に進む。

コンピュータは、ステップＳ３７において、変数jを1だけインクリメントして、処理は、ステップＳ３８に進み、ステップＳ３５で得たクラス予測係数c_j,mを用い、学習用クラスタップを対象として、予測対象の画素x_M+1を予測したときの予測誤差を求めて、処理は、ステップＳ３９に進む。

ステップＳ３９では、コンピュータは、学習用クラスタップの中から、ステップＳ３８で求めた予測誤差が所定の閾値以上となるものを、新たな学習用クラスタップとして選択する。

そして、処理は、ステップＳ３９からステップＳ３４に戻り、以下、上述した場合と同様にして、新たな学習用クラスタップを用いて、クラス#jについてのクラス予測係数c_j,mが求められる。

一方、ステップＳ３６において、変数jがクラスの総数Jに等しいと判定された場合、すなわち、J個のクラス#1ないし#Jすべてについて、クラス予測係数c_1,mないしc_J,mが求められた場合、処理は、終了する。

以上のように、図２の画像信号処理装置では、CRT表示装置が、電子ビームにより蛍光体を光らせることで表示をしていることに鑑み、電子ビームを偏向する際に行う処理、及び、電子ビームの物理的な形状とその変化による表示への影響を考慮した信号処理を行うので、LCD等を用いたFPD表示装置において、CRT表示装置で表示したのと同等の画質の画像を表示することが可能となる。

さらに、図２の画像信号処理装置によれば、CRTそのものの特性違いによる表示特性をエミュレートすることが可能になり、輝度特性や質感の違いを同一LCDにて切り替えることが可能になる。例えば、業務用のCRTと一般用（一般向け）のCRTの発色特性の違いを同一画面上で比べることで送出時の色調整や画質調整を正確に行う、などを容易に行うことが可能になる。

また、図２の画像信号処理装置によれば、処理の範囲を表示画面内で変える事により特性の異なる表示デバイス（例えば、業務用と一般用のCRT、LCDとCRT、など）を同時に見ることが可能になるため、比較や調整といった用途での利用を容易にすることができる。

次に、上述した一連の処理のうちの少なくとも一部は、専用のハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。

そこで、図３１は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。

プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク１０５やROM１０３に予め記録しておくことができる。

あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体１１１に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体１１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体１１１からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを、通信部１０８で受信し、内蔵するハードディスク１０５にインストールすることができる。

コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１０２を内蔵している。CPU１０２には、バス１０１を介して、入出力インタフェース１１０が接続されており、CPU１０２は、入出力インタフェース１１０を介して、ユーザによって、キーボードや、マウス、マイク等で構成される入力部１０７が操作等されることにより指令が入力されると、それにしたがって、ROM(Read Only Memory)１０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、また、CPU１０２は、ハードディスク１０５に格納されているプログラム、衛星若しくはネットワークから転送され、通信部１０８で受信されてハードディスク１０５にインストールされたプログラム、またはドライブ１０９に装着されたリムーバブル記録媒体１１１から読み出されてハードディスク１０５にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)１０４にロードして実行する。これにより、CPU１０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU１０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース１１０を介して、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される出力部１０６から出力、あるいは、通信部１０８から送信、さらには、ハードディスク１０５に記録等させる。

ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。

また、プログラムは、１のコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

従来のFPD表示装置の一例の構成を示すブロック図である。本発明を適用したFPD表示装置が有する画像信号処理装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 CRT表示装置の構成例を示すブロック図である。画像信号処理装置の処理を説明するフローチャートである。 VM処理部３４の構成例を示すブロック図である。 VM係数の例を示す図である。 VM係数を求める方法を説明する図である。ビーム電流とスポットサイズとの関係を示す図である。色識別機構を示す図である。電子ビームのスポットを示す図である。電子ビームのスポットを示す図である。色選別機構としてアパーチャーグリルが採用されている場合の、電子ビームが照射される様子を示す断面図である。２次元正規分布で近似した電子ビームの強度の分布を示す図である。アパーチャーグリルのスリットを通過する電子ビームの強度の分布を示す図である。電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、アパーチャーグリルのスリットを通過する電子ビームの強度の分布とを示す図である。電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、シャドウマスクのスリットを通過する電子ビームの強度の分布とを示す図である。電子ビームの強度の分布と、その電子ビームのうちの、シャドウマスクのスリットを通過する電子ビームの強度の分布とを示す図である。スリットを通過する電子ビームの強度を求める積分を説明する図である。電子ビームが色選別機構としてのアパーチャーグリルに入射する様子を示す図である。画素と、電子ビームの強度の分布とを示す図である。 EB影響分を求める回路の構成例を示す図である。 EB処理部２２０の構成例を示すブロック図である。 EB処理部２２０の他の構成例を示すブロック図である。 CRTγ処理部３５の色温度補償処理を行う部分の構成例を示すブロック図である。 VM処理部３４の他の構成例を示すブロック図である。輝度補正部３１０の構成例を示すブロック図である。輝度補正の処理を説明する図である。輝度補正部３１０の他の構成例を示すブロック図である。 VM係数としてのタップ係数を求める学習の処理を説明するフローチャートである。クラス予測係数を求める学習の処理を説明するフローチャートである。コンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１明るさ調整コントラスト調整部，１２高画質化処理部，１３ γ補正部，３１明るさ調整コントラスト調整部，３２高画質化処理部，３３ ABL処理部，３４ VM処理部，３５ CRTγ処理部，３６全画面明るさ平均レベル検出部，３７ピーク検出微分制御値検出部，３８ ABL制御部，３９ VM制御部，４０表示色温度補償制御部，５１明るさ調整コントラスト調整部，５２高画質化処理部，５３ゲイン調整部，５４ γ補正部，５５ビデオ増幅器，５６ CRT，５７ FBT，５８ビーム電流検出部，５９ ABL制御部，６０画像信号微分回路，６１ VM駆動回路，１０１バス，１０２ CPU，１０３ ROM，１０４ RAM，１０５ハードディスク，１０６出力部，１０７入力部，１０８通信部，１０９ドライブ，１１０入出力インタフェース，１１１リムーバブル記録媒体２１０輝度補正部，２１１ VM係数発生部，２１２演算部，２２０ EB処理部，２４１ EB係数発生部，２４２Ａないし２４２Ｄ，２４２Ｆないし２４２Ｉ演算部，２５１ないし２５９遅延部，２６０ EB係数発生部，２６１積和演算部，２７１，２７２セレクタ，２８１制御部，２８２レベルシフト部，２８３ゲイン調整部，３１０輝度補正部，３１１遅延タイミング調整部，３１２微分回路，３１３スレッショルド処理部，３１４波形整形処理部，３１５乗算回路，３２１タップ選択部，３２２クラス分類部，３２３クラス予測係数記憶部，３２４予測部，３２５クラス決定部，３２６タップ係数記憶部，３２７予測部

Claims

CRT(Cathode Ray Tube)以外の表示方式の表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように前記画像信号を処理する画像信号処理装置において、
前記画像信号に対してABL(Automatic Beam current Limiter)処理をエミュレートする処理を適用するABL処理手段と、
前記ABL処理手段で処理された画像信号に対してVM(Velocity Modulation)処理をエミュレートする処理を適用するVM処理手段と、
前記VM処理手段で処理された画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と
を備え、
前記VM処理手段は、
前記ABL処理手段で処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施すEB(Erectron Beam)処理手段
を有する画像信号処理装置。
前記VM処理手段は、
前記ABL処理手段で処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームの偏向速度の変化が輝度に影響する影響分の補正を行う輝度補正手段
も有し、
前記EB処理手段は、前記輝度補正手段により補正後の画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施す
請求項１に記載の画像信号処理装置。
前記輝度補正手段は、
前記ABL処理手段で処理された画像信号に、ユーザの操作に応じて調整されるVM係数を乗算することにより、
前記CRT表示装置の電子ビームの偏向速度の変化が輝度に影響する影響分の補正を行う
請求項２に記載の画像信号処理装置。
CRT(Cathode Ray Tube)以外の表示方式の表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように前記画像信号を処理する画像信号処理装置の画像信号処理方法において、
前記画像信号に対してABL(Automatic Beam current Limiter)処理をエミュレートする処理を適用するABL処理ステップと、
前記ABL処理をエミュレートする処理がされた画像信号に対してVM(Velocity Modulation)処理をエミュレートする処理を適用するVM処理ステップと、
前記VM処理をエミュレートする処理がされた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正ステップと
を含み、
前記VM処理ステップは、
前記ABL処理ステップで処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施すEB(Erectron Beam)処理ステップ
を有する画像信号処理方法。
CRT(Cathode Ray Tube)以外の表示方式の表示装置で画像信号を表示したときに、CRT表示装置で表示された画像に見えるように前記画像信号を処理する画像信号処理装置として、コンピュータを機能させるプログラムにおいて、
前記画像信号に対してABL(Automatic Beam current Limiter)処理をエミュレートした処理を適用するABL処理手段と、
前記ABL処理手段で処理された画像信号に対してVM(Velocity Modulation)処理をエミュレートした処理を適用するVM処理手段と、
前記VM処理手段で処理された画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と
して、コンピュータを機能させるプログラムであって、
前記VM処理手段は、
前記ABL処理手段で処理された画像信号を対象として、前記CRT表示装置の電子ビームが広がって前記CRT表示装置の蛍光体に衝突することをエミュレートする処理を再帰的に施すEB(Erectron Beam)処理手段
を有するプログラム。