JP6035940B2 - 画像処理装置、表示装置および画像処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、モアレまたは偽色の発生を抑制する技術を提供する。
この画像処理装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、各色で独立したフィルター処理を行うときと比較して、モアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、第1方向と第2方向とで周波数応答が同じときと比較して、第2画像信号に起因するモアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、第1方向と第2方向とで周波数応答の極性が同じときと比較して、第2画像信号に起因するモアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、第1方向と第2方向とで周波数応答が同じときと比較して、第4画像信号に起因するモアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、第1方向と第2方向とで周波数応答の極性が同じときと比較して、第4画像信号に起因するモアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、複数の色成分の振幅のうち最小のものに応じて周波数応答を調整しない場合と比較して、モアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理装置によれば、周波数最大のときの振幅を用いて、周波数応答を調整することができる。
この画像処理装置によれば、共通の周波数応答が1より小さい場合と比較して、低周波領域の輝度を向上させることができる。
この表示装置によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、各色で独立したフィルター処理を行うときと比較して、モアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
この画像処理方法によれば、4色のサブ画素によって色表示を行う場合において、各色で独立したフィルター処理を行うときと比較して、モアレまたは偽色の発生を抑制することができる。
図1は、一実施形態に係る表示装置1の構成を示す図である。この例で、表示装置1は、外部装置から供給された画像信号(映像信号)に応じた画像をスクリーンSに投写するプロジェクターである。表示装置1は、光源10と、液晶パネル20と、投写レンズ30と、画像処理回路40と、駆動回路50とを有する。光源10は、投写光の光源であり、超高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプ等の光源装置を有する。液晶パネル20は、光源10から射出された光を変調する光変調装置(ライトバルブ)である。この例で、液晶パネル20は、透過型のパネルであり、一対の透明電極間に封入された液晶を有する。透明電極のうち一方は、マトリクス状に配置された複数の画素に区分されている。各画素の液晶は、透明電極間に印加される電圧に応じた光学特性(例えば透過率)を示す。各画素への印加電圧を制御することにより、入射光を画素毎に変調することができる。この例で、表示装置1は単板型のプロジェクターであり、単一の液晶パネル20を有する。
次に、フィルターの特性について説明する。まず、一般的なベイヤー配列における一般的なフィルターの特性について説明する。次に、4色ベイヤー配列における比較例に係るフィルターの特性について説明する。最後に、フィルター処理部43におけるフィルターの特性について説明する。
図4は、ベイヤー配列におけるフィルターの特性を例示する図である。図4の横軸はX方向の周波数fxを、縦軸はY方向の周波数fyを示す。ここでいう周波数は空間周波数である。図4(a)〜(c)において、実線で示される外側の正方形は、入力信号における周波数帯域を示しており、ハッチングで示された部分は、フィルターが透過させる帯域を示している。
図6は、4色ベイヤー配列における比較例に係るフィルターの特性を例示する図である。G成分については、図4で説明したものと同じ帯域制限が行われる。W成分については、G成分と同じ帯域制限が行われる。サブ画素Wに含まれるR成分、G成分、およびB成分のうち、人間の目における分光感度が最も高いのはG成分であるため、サブ画素Wをサブ画素Gとみなして帯域制限が行われている。次に、B成分については、Y方向において、入力信号と比較すると帯域が低域側の半分に制限される。X方向の帯域は制限されない。これは、入力信号においてはすべての画素がB成分を含んでいるのに対し、液晶パネル20のサブ画素配列においては、Y方向においては1画素おきにサブ画素Bが配置され、X方向においては、サブ画素Bおよびサブ画素Wのいずれかがすべての列に配置されているためである。次に、R成分については、X方向において、入力信号と比較すると帯域が低域側の半分に制限される。Y方向の帯域は制限されない。これは、入力信号においてはすべての画素がR成分を含んでいるのに対し、液晶パネル20のサブ画素配列においては、X方向においては1画素おきにサブ画素Rが配置され、Y方向においては、サブ画素Rおよびサブ画素Wのいずれかがすべての行に配置されているためである。
図8は、本実施形態に係るフィルター処理部43の特性を示す図である。この例で、フィルター処理部43R、G、B、およびWが透過する帯域はすべて、図4のG成分のフィルター特性と同じである。ただし、周波数応答は、サブ画素配列に応じて異なっている。
・領域Br1:Y正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Br2:X正方向について高周波の領域(周波数応答:負)。
・領域Br3:Y負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Br4:X負方向について高周波の領域(周波数応答:負)。
・領域Br5:X方向およびY方向の正負両方向について低周波の領域(周波数応答:正)。
G成分については、以下の5つの領域に区分される。
・領域Bg1:Y正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bg2:X正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bg3:Y負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bg4:X負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bg5:X方向およびY方向の正負両方向について低周波の領域(周波数応答:正)。
B成分については、以下の5つの領域に区分される。
・領域Bb1:Y正方向について高周波の領域(周波数応答:負)。
・領域Bb2:X正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bb3:Y負方向について高周波の領域(周波数応答:負)。
・領域Bb4:X負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bb5:X方向およびY方向の正負両方向について低周波の領域(周波数応答:正)。
w成分については、以下の5つの領域に区分される。
・領域Bw1:Y正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bw2:X正方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bw3:Y負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bw4:X負方向について高周波の領域(周波数応答:正)。
・領域Bw5:X方向およびY方向の正負両方向について低周波の領域(周波数応答:正)。
なお、ここで、低周波とは入力信号の最大周波数の半分以下の領域をいい、高周波とは入力信号の最大周波数の半分を超える領域をいう。
・信号Rの周波数応答
領域Br1およびBr3: FRR=+HR
領域Br2およびBr4: FRR=−HR
領域Br5: FRR=1
・信号Gの周波数応答
領域Bg1、Bg2、Bg3、およびBg4: FRG=+HG
領域Bg5: FRG=1
・信号Bの周波数応答
領域Bb1およびBb3: FRB=−HB
領域Bb2およびBb4: FRB=+HB
領域Bb5: FRB=1
・信号Wの周波数応答
領域Bw1、Bw2、Bw3、およびBw4: FRW=+HW
領域Bw5: FRW=1
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
Claims (10)
- それぞれ異なる第1色、第2色、第3色、および第4色に対応する第1サブ画素、第2サブ画素、第3サブ画素、および第4サブ画素を含み、前記第1サブ画素と前記第2サブ画素とが第1方向において隣り合い、前記第2サブ画素と前記第3サブ画素とが前記第1方向と交差する第2方向において隣り合い、前記第3サブ画素と前記第4サブ画素とが前記第1方向において隣り合い、前記第4サブ画素と前記第1サブ画素とが前記第2方向において隣り合う4個のサブ画素によって各々が構成される複数の画素を有し、前記第1色が前記第2色、前記第3色、および前記第4色の成分を含む色である表示装置に画像信号を出力する出力部と、
前記複数の画素について前記第1色に対応する第1画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第1画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第1フィルター部と、
前記複数の画素について前記第2サブ画素の階調値を示す第2画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第2画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第2フィルター部と、
前記複数の画素について前記第3サブ画素の階調値を示す第3画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第3画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第3フィルター部と、
前記複数の画素について前記第4サブ画素の階調値を示す第4画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第4画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第4フィルター部と
を有し、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部は、前記第1方向および前記第2方向において所定の低周波領域の周波数応答が共通であり、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部における前記調整によって、前記第2色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第3色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第3色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第4色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第4色成分の振幅の大きさとを合わせる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2フィルター部は、高周波領域において前記第1方向と前記第2方向とで周波数応答が異なるように、前記第2画像信号の周波数応答を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第2フィルター部は、前記第1方向の高周波領域において正になり、前記第2方向の高周波領域において負になるように前記第2画像信号の周波数応答を調整する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記第4フィルター部は、高周波領域において前記第1方向と前記第2方向とで周波数応答が異なるように、前記第4画像信号の周波数応答を調整する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記第4フィルター部は、前記第1方向の高周波領域において負になり、前記第2方向の高周波領域において正になるように前記第4画像信号の周波数応答を調整する
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記第1フィルター部は、前記第1方向および前記第2方向の高周波領域において+H1となるように前記第1画像信号の周波数応答を調整し、
前記第2フィルター部は、前記第1方向の高周波領域において+H2となり、前記第2方向の高周波領域において−H2となるように前記第2画像信号の周波数応答を調整し、
前記第3フィルター部は、前記第1方向および前記第2方向の高周波領域において+H3となるように前記第3画像信号の周波数応答を調整し、
前記第4フィルター部は、前記1方向の高周波領域において−H4となり、前記第2方向の高周波領域において+H4となるように前記第4画像信号の周波数応答を調整する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
ただし、H1、H2、H3、およびH4は次式(1)により決定される。
- 前記高周波成分の振幅は、2画素/サイクルの周波数における振幅である
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記共通の周波数応答は、1である
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - それぞれ異なる第1色、第2色、第3色、および第4色に対応する第1サブ画素、第2サブ画素、第3サブ画素、および第4サブ画素を含み、前記第1サブ画素と前記第2サブ画素とが第1方向において隣り合い、前記第2サブ画素と前記第3サブ画素とが前記第1方向と交差する第2方向において隣り合い、前記第3サブ画素と前記第4サブ画素とが前記第1方向において隣り合い、前記第4サブ画素と前記第1サブ画素とが前記第2方向において隣り合う4個のサブ画素によって各々が構成される複数の画素を有し、前記第1色が前記第2色、前記第3色、および前記第4色の成分を含む色である表示部と、
前記表示部に画像信号を出力する出力部と、
前記複数の画素について前記第1色に対応する第1画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第1画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第1フィルター部と、
前記複数の画素について前記第2サブ画素の階調値を示す第2画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第2画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第2フィルター部と、
前記複数の画素について前記第3サブ画素の階調値を示す第3画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第3画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第3フィルター部と、
前記複数の画素について前記第4サブ画素の階調値を示す第4画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第4画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて調整する第4フィルター部と
を有し、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部は、前記第1方向および前記第2方向において所定の低周波領域の周波数応答が共通であり、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部における前記調整によって、前記第2色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第3色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第3色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第4色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第4色成分の振幅の大きさとを合わせる
ことを特徴とする表示装置。 - それぞれ異なる第1色、第2色、第3色、および第4色に対応する第1サブ画素、第2サブ画素、第3サブ画素、および第4サブ画素を含み、前記第1サブ画素と前記第2サブ画素とが第1方向において隣り合い、前記第2サブ画素と前記第3サブ画素とが前記第1方向と交差する第2方向において隣り合い、前記第3サブ画素と前記第4サブ画素とが前記第1方向において隣り合い、前記第4サブ画素と前記第1サブ画素とが前記第2方向において隣り合う4個のサブ画素によって各々が構成される複数の画素を有し、前記第1色が前記第2色、前記第3色、および前記第4色の成分を含む色である表示装置に画像信号を出力部が出力するステップと、
前記複数の画素について前記第1色に対応する第1画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第1画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて第1フィルター部が調整するステップと、
前記複数の画素について前記第2サブ画素の階調値を示す第2画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第2画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて第2フィルター部が調整するステップと、
前記複数の画素について前記第3サブ画素の階調値を示す第3画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第3画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて第3フィルター部が調整するステップと、
前記複数の画素について前記第4サブ画素の階調値を示す第4画像信号に対して、前記第1方向および前記第2方向の双方の周波数が高くなる帯域を制限し、かつ、前記第4画像信号の周波数応答を、前記第2色、前記第3色、および前記第4色のそれぞれに対応する画像信号の高周波成分の振幅、並びに前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分、前記第3色成分、および前記第4色成分の振幅に応じて第4フィルター部が調整するステップと
を有し、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部は、前記第1方向および前記第2方向において所定の低周波領域の周波数応答が共通であり、
前記第1フィルター部、前記第2フィルター部、前記第3フィルター部、および前記第4フィルター部における前記調整によって、前記第2色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第2色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第3色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第3色成分の振幅の大きさとを合わせ、前記第4色に対応する画像信号の高周波成分の振幅の大きさと前記第1画像信号の高周波成分の前記第4色成分の振幅の大きさとを合わせる
ことを特徴とする画像処理方法。
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