JPH01220579A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ビデオ信号に応じた画像を画像表示装置に表
示するため、該ビデオ信号より該画像表示装置の各画素
を駆動制御するための階調データを作成して出力する画
像信号処理装置に関する。

［従来技術］ 映像（ビデオ）信号より、良好な画像を再生するために
は、映像信号とデイスプレィ素子の特性を整合させる必
要がある。

例えば一般のブラウン管の入出力（入力映像信号レベル
Ｅ対表示輝度Ｌｏ）特性は、ガンマ特性と呼ばれており
、通常、Ｌ　Ｏ，Ｅ−１／２・２で表わさ、れる。これ
に対し、一般のテレビ放送における映像信号は、入力輝
度り、対信号しベルＥ特性をＬ＝Ｅｌ／２・２に合せる
いわゆるガンマ補正（逆ガンマ変換）を施してあり、こ
れによって、この映像信号Ｅでブラウン管を直接駆動制
御すれば表示輝度り。−人力輝度Ｌ１となって忠実な画
像が再生されるようになっている。

一方、最近、多数の液晶素子を縦横に配列してなる液晶
画像表示装置を用いたテレビが実現している。しかしな
が←、このような液晶素子の入出力特性（以下、ブラウ
ン管の例に倣って、ガンマ特性という）は、第２図（ａ
）に−例を示すような急峻な立上り部分を有している。

すなわち、ノくルス幅が狭い間、例えばパルス幅のデユ
ーティ比が３０％（パルス周波数６０Ｈｚ）までは表示
輝度が極めて低く、３０〜３５％で表示輝度が４０〜数
十％まで急激に立上がり、３５％以上では緩やかに上昇
する。

したがって、−酸テレビの映像信号、または入力輝度Ｌ
１と信号レベルＥとが比例するいわゆるガンマ特性−１
の映像信号の信号レベルに比例するパルス幅で各液晶素
子を開閉制御した場合、液晶表示装置に表示される画像
は、各部の明暗関係が入力画像と異なり、忠実な画像は
再現されない。

そこで、従来の液晶テレビにおいては、映像信号の特性
をガンマ特性の逆関数に変換するガンマ補正（逆ガンマ
変換）を行ない、このガンマ補正した信号に比例するパ
ルス幅で各液晶を開制御するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、液晶表示素子は、前述のようにパルス幅
の増加に対する輝度の立上がりが極めて急峻な領域があ
り、この領域ではパルス幅が少しでも変化すると、表示
輝度が目に見えて変化する。

このため、液晶表示装置を用いた従来のテレビにおいて
は、映像信号レベルは滑らかに変化しているにもかかわ
らず、表示輝度がこの立上りの急峻な領域で目に見えて
変化し、この変化部分が実際には存在しない偽の輪郭（
偽輪郭）として表示されてしまい、画質の劣化につなが
るという不都合があった。

同様の問題は、比較的直線性の良い画像表示素子を用い
た場合であっても、輝度またはパルス幅の分解能、すな
わち階調数を少なくしたとき発生することがある。これ
らの問題は、特に低輝度領域において顕著である。

なお、アナログ信号においてビデオ信号にノイズを含ま
せて、このような偽輪郭を対策しようとする試みも行わ
れているが、この場合、各表示素子に見合ったアナロ゛
グ回路を設計しなければならず、その設計は一般に困難
であった。また、液晶素子のガンマ特性を調整する試み
も行なわれているが、これも充分な結果は得られていな
い。

本発明は、画像を表示する時、階調数が少ない場合や表
示素子のガンマ特性が急峻に変化する場合に発生し、画
質劣化につながる偽輪郭を防止または目立たなくする画
像信号処理装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、量子化された映像
信号をガンマ補正ＲＯＭを用いて階調データに変換する
際のデータ変換関数として、映像信号レベルと画像表示
素子の表示輝度との関係を示すガンマ補正関数の、少な
くとも一部を擾乱した関数を上記ガンマ補正ＲＯＭに格
納するようにしている。

［作用］ 上記構成からなる本発明によれば、従来は同一階調に対
応させていた映像信号レベル範囲内における階調および
表示輝度を上記映像信号レベルの変化に伴って増減する
。この結果、上記擾乱領域においては映像信号レベルが
緩かに変化した場合にも映像信号レベルが僅かに変化す
るたびに階調が増減し画面上では明暗の変化が繰返され
る。すなわち、この明暗の変化が画像に疑似雑音として
重畳され、画像はこの疑似雑音重畳部分の明暗変化があ
いまいとなる。したがって、この疑似雑音重畳部分では
画質が平滑化または平均化され、偽輪郭の発生が防止さ
れる。

［効果］ このように、本発明によると、液晶などガンマ特性が急
峻に変化するデイスプレィ素子における偽輪郭を防止す
ることができる。また、階調数が少なくて、１階調当り
の表示輝度変化量が大きい場合に生じがちな偽輪郭も防
止することができる。

また、本発明の画像信号処理装置は、ＲＯＭの中に等価
的なノイズ成分（疑似雑音）を含ませることができるの
で、このＲＯＭに格納するデータ変換関数を変えるだ・
けでどのような特性の素子にも応用することができる。

さらに、この画像信号処理装置は、アナログ系において
ガンマ補正または逆ガンマ変換の処理を行わないので、
回路が標準化されコストダウンにつながる。例えば上述
のようにガンマ補正ＲＯＭを差替えるだけでガンマ特性
の異なる他の表示素子を用いたデイスプレィ装置に適用
することができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像信号処理装置の
構成を示す。同図の装置は、テレビ表示画面として液晶
表示装置を用いた家庭用据置型液晶テレビ用のもので、
テレビ映像信号を図示しない逆補正回路でレベル対輝度
特性を直線（ガンマ特性−１）に変換したビデオ信号を
入力され、このビデオ信号より、表示輝度対階調（−パ
ルス幅）が上記液晶表示装置を構成する液晶素子のガン
マ特性の逆関数である逆ガンマ関数となるように階調デ
ータを作成し、液晶素子駆動用の図示しない表示コント
ローラへ送出するためのものである。

同図において、１はクランプ回路、２はＡ／Ｄ変換回路
、３は逆ガンマ変換ＲＯＭ、４はタイミング回路である
。

クランプ回路１は、交流増幅されて直流成分が欠如した
上記ガンマ特性−１のアナログビデオ信号を入力されこ
のビデオ信号の直流成分を再生する。

Ａ／Ｄ変換回路２は、クランプ回路１で直流再生された
アナログビデオ信号を８ビツトのディジタルビデオ信号
に変換する。このディジタルビデオ信号は、液晶表示装
置の各画素（液晶素子）対応の８ビツトの表示輝度指定
データからなるものである。

逆ガンマＲＯＭ３は、第１表に示すようなデータ変換テ
ーブルを格納されており、Ａ／Ｄ変換回路２から順次入
力される８ビツトの表示輝度指定データを６ビツトの階
調データに変換し、上記表示コントローラへ送・出する
。表示コントローラは、この６ビツトの階調データで指
定されるパルス幅で液晶表示装置の対応する液晶素子を
開制御する。

これにより、該液晶素子は、このパルス幅に応じた期間
だけ開成して光を透過し、第２図（ａ）に示すガンマ特
性のこのパルス幅に対応する輝度を表示する。

第１表 ７１　　　°２０　　　　２０ タイミング回路４は、クランプ回路１、Ａ／Ｄ変換回路
２および逆ガンマＲＯＭ３を同期動作させるためのもの
で、映像信号の垂直および水平同期信号に同期した各種
のパルス信号をこれらの回路１，２．３に送出する。

このように、従来は表示素子のガンマ特性の逆関数であ
る逆ガンマ関数に基づいてディジタルビデオ信号を逆ガ
ンマ変換し階調データを作成していたのに対し、本実施
例ではこの逆ガンマ変換のために逆ガンマ変換ＲＯＭＢ
内に格納するデータ変換テーブルを上記・逆ガンマ関数
をさらに一部擾乱した関数のテーブルに入れ替えたため
、Ａ／Ｄ変換回路２から逆ガンマ変換ＲＯＭ３に入力さ
れるディジタルビデオ信号が僅かでも変化すると、階調
データが増減し、これが画像としては第２図（ｂ）に示
すような明暗の変動すなわち疑似的なノイズとなる。し
たがって、画像はこのノイズによって表示輝度が平均化
または平滑化され、偽輪郭が防止される。

［発明の適用例コ なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、本発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変形して実施す
ることができる。

例えば上述の実施例においては、テレビ映像信号のレベ
ル対輝度特性を直線に逆補正した後、Ａ／Ｄ変換したデ
ィジタルビデオ信号を信号処理する例について説明した
が、γ−−２．２の補正を施したテレビ映像信号をその
まま入力して処理するようにしてもよい。この場合、ガ
ンマＲＯＭ３においては、このγ−−２．２の逆補正分
を上記逆ガンマ変換に加味した関数をテーブルとして格
納するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る画像信号処理装置の
概略の構成をを示すブロック図、第２図（ａ）は、液晶
素子のガンマ特性の一例を示す図、 第２図（ｂ）は、第１図の画像信号処理装置を用いた場
合の液晶素子の輝度特性の説明図である。 １：クランプ回路、２　：　Ａ／Ｄ変換回路、３：逆ガ
ンマ変換ＲＯＭ、４　：タイミング回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガンマ補正ＲＯＭに格納されたデータ変換関数に従
   って、ディジタルビデオ信号より、画像表示装置の各画
   素の駆動制御値を表わす階調データを作成し出力する画
   像信号処理装置であって、上記データ変換関数が、上記
   ディジタルビデオ信号によって指定される各画素の表示
   輝度と上記各画素を該指定された表示輝度となるように
   駆動制御するための駆動制御値との関係を表わすガンマ
   補正関数の、少なくとも一部を擾乱した関数であること
   を特徴とする画像信号処理装置。 ２、前記擾乱部分は、前記ガンマ補正関数の、低輝度か
   つ単位駆動制御量当りの表示輝度変化が比較的大きな領
   域に設けてある特許請求の範囲第１項記載の画像信号処
   理装置。 ３、前記階調データの分解能を、前記ディジタル映像信
   号の表示輝度指定データの分解能より低くした特許請求
   の範囲第２項記載の画像信号処理装置。 ４、前記データ変換関数は、前記擾乱部分において、前
   記ガンマ補正関数における制御駆動値が同一で値が連続
   した複数の表示輝度指定データを、交互に１階調ずつ増
   減する階調データに変換するものである特許請求の範囲
   第３項記載の画像信号処理装置。