JPH07162714A - ガンマ補正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスプレイの電圧−輝度特性の光学的測定
を行う必要のないガンマ補正方法およびその装置を提供
する。 【構成】 白画素と黒画素のみで任意の輝度の疑似濃淡
画像を基準色として生成し、これを表示部の一部に出力
する。補正対象色画像を表示部の他の部分に同時に出力
する。補正対象色画像の画素の階調値を増減して、輝を
擬似濃淡画像にあわせる。補正値出力部は、上記２種類
の部分の輝度差が最小となるように調整された後の補正
対象色画像の画素の階調値を読み出す。しかる後、この
読み出した値をもとに、ガンマ補正がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガンマ補正方法および
その装置に関し、特に論理的な階調値と物理的な階調値
とのずれを補正するガンマ補正方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像をディジタルデータとして処
理し、ＣＲＴや液晶パネルなどの表示装置に表示するこ
とが行われている。さて、ディジタル画像処理の初期の
段階では、ＣＲＴ等の表示装置上の画像を構成する単位
たる各画素に対応した記憶装置上の記憶単位たる各ピク
セルに０若しくは１からなる１ビットを割り当てた２値
画像として取扱っていたが、現在は各画素に複数のビッ
トを割り当てることにより中間調の表示も可能としたい
わゆる多階調画像処理が主流となっている。また、カラ
ー表示においても、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、の
３つの色成分ごとに階調を持たせることにより階調表示
をしているのが一般的である。

【０００３】ところで、ＣＲＴや液晶パネル等の表示装
置では、一般に印加電圧と表示面上での実際の輝度の関
係が非線形である。そして、表示装置が有するこの特性
は「ガンマ特性」と呼ばれている。さて、表示装置がこ
のガンマ特性を有するため、線形性を前提として設計さ
れた論理的階調値に基づくディジタル画像データをその
ままＤＡ変換によりアナログ信号に変換して出力したの
では、本来意図していた輝度と異なる輝度が表示装置に
表示されることとなる。例えば、各画素に４ビットを割
り当てたモノクロ１６（＝２⁴ ）階調画像では、画素の
値が中間値の８（２進表現で１０００）のときに輝度５
０パーセントの灰色が表示されるのが理想であるが、こ
れをそのままＤＡ変換により中間値の信号電圧としてブ
ラウン管に印加すると、一般にはそれより暗い色が表示
される。また、Ｒ、Ｂ、Ｇの３色表示の場合には、輝度
のみならず結果的には彩度や色彩も異なることとなる。
このような不都合をなくすために、意図した色にできる
だけ近い色が表示されるよう、表示に際して適当な補正
を施す機能を有した電子機器も開発されている。そし
て、このような補正は「ガンマ補正」と呼ばれている。

【０００４】しかしながら、ガンマ特性は表示装置の種
類や製造メーカ、機種により異なっており、更に例えば
ＣＲＴは使用時間と共に同一印加電圧に対する輝度が非
一様に低下する等、同一の表示装置であっても経年変化
などにより異なってくる。従って、ガンマ補正の方法も
一律なものとはなしえない。ところで、従来のガンマ補
正方法や装置では、ディジタルデータ記録装置に接続す
る表示装置を固定し、この上で光学的測定によりその表
示装置のガンマ特性を明らかにした上で必要な補正を行
うことを基本としていた。具体的には、まず、対象とす
る表示装置に印加する信号、電圧を変化させながらその
時々の表示面上の輝度を光学装置により測定することに
より図１２のような電圧−輝度曲線を得る。次に、図１
３に示すように、補正値を求めたい階調値、すなわち輝
度を縦軸上にプロットし、この点Ｐから水平に引き出し
た直線と電圧−輝度曲線との交点Ｑを求め、該交点Ｑか
ら垂直に下ろした直線と横軸との交点Ｒの電圧値Ｖｒを
読み取り、この値と階調値に比例した電圧との差を補正
値とする。とりうる階調値すべてに対する補正値を求め
るには、前述のような作業を繰り返すか若しくは主要な
階調値に対する補正値を前述の方法で求めると共にそれ
以外の点は適当な補間式により計算で求めることが行わ
れる。

【０００５】このようにして、とりうる階調値すべてに
対する補正値若しくは印加すべき電圧そのものが求めら
れれば、これを変換テーブルとして電子機器の輝度制御
部に記憶させた上でＣＲＴの電子銃の強度を必要なだけ
増減する等により所要の補正を行わせる。これにより、
任意の階調画像データに対してガンマ補正を自動的に行
って表示することが可能となる。Ｒ、Ｂ、Ｇ三色の場合
も同様であり、たとえば、フレームメモリ上の各画素に
対応したピクセルの値から各色彩に対する補正表を参照
して実際の表示色を決定するように構成された描画形成
装置において、各色彩に対する補正表の作成及びこれに
基づく機器の設定を以上のごとき手順で求めた補正値を
基としているものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガンマ補正方法およびその装置においては、対象とする
表示装置の電圧−輝度特性の関係を光学装置で測定して
求めた上で、その測定結果に基づいて行うこととしてい
たため、光学的な測定装置およびこれを用いた測定作業
が必要不可欠であった。また、すでに求められた補正値
をもとに階調画像をガンマ補正する機能機器そのものは
実際に補正を必要とする機器への組み込みが可能である
が、補正値そのものを決定する機能が実際に補正を必要
とする機器に付加されることはなかった。

【０００７】このことは、それだけでも問題であるの
に、更に次のような別の問題も生じる。現在、ＣＲＴ等
に表示される輝度や色彩がその内容に大なり小なり関係
するプログラムが表示装置とは別に商取引されるように
なっている。具体的には、テレビジョンゲームや描画装
置のプログラムや有名な映画等のディジタル化方式のビ
デオテープやコンパクトディスク等である。

【０００８】さて、これら市販のプログラム等を購入し
た需要者が自分の所有する表示装置にそのプログラム等
の内容を表示させた場合には、その表示装置のガンマ特
性とプログラム等の作成者の念頭にある表示装置のガン
マ特性とが必ずしも一致しているとは限らず、というよ
りは不一致の場合が多く、このため実際のプログラム内
容の表示等にあたってはプログラム等の作成者の意図し
ていない輝度で表示されることとなる。

【０００９】また、一台の大型計算機に各々表示装置を
有する多数の端末が接続され、多数の者がこの端末（Ｗ
Ｓ）を利用してその内容が輝度や色彩に関係のあるプロ
グラム等を使用する場合にも、各端末の表示装置のガン
マ特性が一致していないことが多い。このため、使用者
毎に異なった内容が表示されることともなりかねず、共
同作業に支障がでることも生じかねない。同様のこと
は、表示装置と演算部とが別売りのパーソナルコンピュ
ータでも生じる。

【００１０】このため、表示装置のガンマ補正が容易に
行えるガンマ補正方法及びその装置の出現が望まれてい
る。本発明は、かかる課題に鑑みて成されたものであ
り、表示装置の電圧−輝度特性の光学的測定を行うこと
なく容易にガンマ補正を行える方法および装置を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、白画素と黒画素のみで構成され
る所定の輝度に設定された無彩色の疑似濃淡画像用のデ
ータを輝度調整のための基準色のデータとして生成する
基準色画像生成ステップと、前記ステップで生成された
擬似濃淡画像用のデータと補正対象となる画素のみで構
成された補正対象色画像のデータをもとに両画像を表示
部の比較が容易な領域に同時に表示する比較調整画面設
定ステップと、前記比較調整画面設定ステップで表示さ
れた補正対象色画像の画素の階調値のみを増減して表示
部上での擬似濃淡画像との輝度差が最小となるように調
整する階調値調整ステップと、前記階調値調整ステップ
にて調整後の補正対象色画像の画素の階調値を読み出す
補正値出力ステップとを有していることを特徴としてい
る。

【００１２】請求項２の発明においては、前記基準色画
像生成ステップは、白画素と黒画素を画素数が所定の輝
度となるように指定された一定の比率であり、かつ両画
素の分布が人の目にとって両画素の区別がつかないよう
に均一に細かく分散してなる分散画像のデータとして擬
似濃淡画像用データを生成する分散画像生成ステップか
らなることを特徴とする請求項１記載のガンマ補正方法
としている。

【００１３】請求項３の発明においては、前記基準色画
像生成ステップは、白画素のみからなる白画像のデータ
と黒画素のみからなる黒画像のデータを疑似濃淡画像用
データとして交代表示可能なように生成する交代表示用
画像生成ステップからなり、前記比較調整画面設定ステ
ップは、前記交代表示用画像生成ステップにより生成さ
れた白画像のデータと黒画像のデータをもとに両画像を
その単位時間での表示率が基準の輝度になるよう所定の
値となるようにした上で残像効果が生じるほどの高速で
擬似濃度画像の表示領域に交代表示する交代画像表示ス
テップを有していることを特徴としている。

【００１４】請求項４の発明においては、前記基準色画
像生成ステップは、白画素と黒画素を画素数が指定され
た所定の比率であり、かつ両画素の分布が人の目にとっ
て両画素の区別がつかないように均一に分散してなる分
散画像データとして疑似濃淡画像用のデータを複数の種
類生成する複数分散画像生成ステップからなり、前記比
較調整画面設定ステップは、前記複数分散画像生成ステ
ップにて生成された複数の分散画像のデータをもとに各
分散画像の表示比率が一定の値となるようにした上で残
像効果が生じるほどの高速で擬似濃度画像の表示領域に
交代表示する高速交代表示ステップであることを特徴と
している。

【００１５】請求項５の発明においては、白画素と黒画
素のみで構成される所定の輝度に設定された無彩色の疑
似濃淡画像用のデータを基準色のデータとして生成する
基準色画像生成部と、前記基準色画像生成部により生成
された擬似濃淡画像用のデータと補正対象となる画素の
みで構成された補正対象色画像のデータをもとに両画像
をＣＲＴディスプレイ等の表示部の比較が容易な領域に
同時に表示する比較調整画面設定部と、前記比較調整画
面設定部により擬似濃淡画像と同時に表示された補正対
象色画像の画素の階調値のみを増減可能とする階調値調
整部と、前記階調値調整部の作用のもとで擬似濃淡画像
との輝度差が最小となるように調整された後の補正対象
色画像の画素の階調値を読み出す補正値出力部とを備え
たことを特徴としている。

【００１６】請求項６の発明においては、前記基準色画
像生成部は、白画素数と黒画素数の比が指定された一定
の比率であり、かつ両画素の分布が人の目にとって両画
素の区別がつかないように均一に細かく分散してなる分
散画像のデータとして擬似濃淡画像用データを生成する
分散画像生成部からなることを特徴としている。請求項
７の発明においては、前記基準色画像生成部は、擬似濃
淡画像用データを白画素のみからなる白画像のデータと
黒画素のみからなる黒画像のデータを交代表示可能な態
様のデータとして生成する交代表示用画像生成部を有
し、前記比較調整画面設定部は前記交代表示画像生成部
により生成された白画像のデータと黒画像のデータをも
とに両画像をその単位時間での表示率が所定の値となる
ようにした上残像効果が生じるほどの高速で擬似濃淡画
像の表示領域に交代表示する高速交代表示部を有してい
ることを特徴としている。

【００１７】請求項８の発明においては、前記基準色画
像生成部が、白画素と黒画素を画素数が指定された一定
の値であり、かつ両画素の分布が人の目にとって両画素
の区別がつかないように均一に分散してなる分散画像の
データとして擬似濃淡画像用のデータを複数の種類生成
する複数分散画像生成部と、前記複数分散画像生成部に
て生成された複数の分散画像のデータをもとに各分散画
像を所定の比率での交代表示を可能とする交代表示制御
部と、前記交代表示制御部の制御のもとで複数の分散画
像を残像効果が生じるほどの高速で交代表示可能とする
分散画像高速交代表示部とを有していることを特徴とし
ている。

【００１８】

【作用】上記構成により、請求項１の発明においては、
基準色画像生成ステップにて白画素と黒画素のみで構成
される所定の輝度に設定された無彩色の疑似濃淡画像用
のデータを輝度調整の際の基準色のデータとして生成す
る。比較調整画面設定ステップにて、前記ステップで生
成された擬似濃淡画像用のデータと補正対象となる画素
のみで構成された補正対象色画像のデータをもとに両画
像を表示部の比較が容易な領域に同時に表示する。階調
値調整ステップにて前記比較調整画面設定ステップで表
示された補正対象色画像の画素の階調値のみを増減して
表示部上での擬似濃淡画像との輝度差が最小となるよう
に調整する。補正値出力ステップにて前記階調値調整ス
テップにて調整後の補正対象色画像の画素の階調値を読
み出す。

【００１９】請求項２の発明においては、基準色画像生
成ステップは、白画素と黒画素を画素数が指定された一
定の比率であり、かつ両画素の分布が人の目にとって両
画素の区別がつかないように均一に細かく分散してなる
分散画像のデータとして擬似濃淡画像用データを生成す
る分散画像表示ステップである。請求項３の発明におい
ては、基準色画像生成ステップは、疑似濃淡画像用デー
タを、白画素のみからなる白画像のデータと同じく黒画
素からなる黒画像のデータを交代表示可能なように生成
する交代画像生成ステップからなる。前記比較調整画面
設定ステップは、前記交代画像生成ステップにて生成さ
れた白画像と黒画像のデータをもとに両画像の単位時間
での表示率が所定の値となるようにした上で残像効果が
生じるほどの高速で擬似濃淡画像の表示領域にで交代表
示する交代画像表示ステップを有している。

【００２０】請求項４の発明においては、前記基準色画
像生成ステップにおいて、白画素と黒画素を両画素数が
指定された一定の比率でありかつ両画素の分布が人の目
にとって両画像の区別がつかないように均一に分散して
なる分散画像用データとして擬似濃淡画像のデータを複
数の種類生成する複数分散画像作成ステップからなる。
比較調整画面設定ステップは、前記複数分散画像生成ス
テップにより生成された複数の分散画像のデータをもと
に各画像の表示比率が一定の値となるようにした上で残
像効果が生じるほどの高速で擬似濃淡画像の表示領域に
交代表示する高速交代表示ステップを有する。

【００２１】請求項５の発明においては、基準色画像生
成部が白画素と黒画素のみで構成される所定の輝度に設
定された無彩色の疑似濃淡画像用のデータを基準色のデ
ータとして生成する。比較調整画面設定部が、前記基準
色画像生成部により生成された擬似濃淡画像用のデータ
と補正対象となる画素のみで構成された補正対象色画像
のデータをもとに、両画像を表示部の比較が容易な領域
に同時に表示する。階調値調整部が、前記比較調整画面
設定部により擬似濃淡画像と同時に表示された補正対象
色画像の画素の階調値のみを増減可能とする。補正値出
力部が、前記比較調整画面表示部上で擬似濃淡画像との
輝度差が最小となるように調整された後の補正対象色画
像の画素の階調値を読み出す。

【００２２】請求項６の発明においては、前記基準色画
像生成部は、白画素数と黒画素数の比が指定された一定
の比率であり、かつ両画素の分布が人の目にとって両画
素の区別がつかないように均一に細かく分散してなる分
散画像のデータとして擬似濃淡画像用データを生成する
分散画像生成部からなる。請求項７の発明においては、
前記基準色画像生成部内の交代表示用画像生成部が擬似
濃淡画像用データを白画素のみからなる白画像のデータ
と同じく黒画素のみからなる黒画像のデータを交代表示
可能な態様のデータとして生成する。比較調整画面設定
部内の高速交代表示部が前記交代表示画像生成部により
生成された白画像と黒画像のデータをもとに両画像をそ
の単位時間での表示率が所定の値となるようにした上残
像効果が生じるほどの高速擬似濃淡画像の表示領域にで
交代表示する。

【００２３】請求項８の発明においては、前記基準色画
像生成部内の複数分散画像生成部が、白画素と黒画素を
画素数が指定された一定の値であり、かつ両画素の分布
が人の目にとって両画素の区別がつかないように均一に
分散してなる分散画像のデータとして擬似濃淡画像用の
データを複数の種類生成する。交代表示制御部が、前記
複数分散画像生成部にて生成された複数の分散画像のデ
ータをもとに各分散画像を所定の比率での交代表示を可
能とする。分散画像高速交代表示部が、前記交代表示制
御部の制御のもとで複数の分散画像を残像効果が生じる
ほどの高速で交代表示可能とする。

【００２４】

【実施例】以下、本発明に係るガンマ補正方法及びその
装置を実施例に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は、本発明に係るガンマ補正装置の
一実施例の構成図である。本図に示すように、本実施例
のガンマ補正装置は、比較調整画面表示部１と、基準色
画像生成部２と、補正対象色画像生成部３と、階調値調
整部４と、補正値出力部５とを備えている。なお、実際
には本発明に係る作用のもとで補正値を得た後に、表示
装置を所定の輝度に自動調整する輝度制御部、補正を行
う者が各種操作をなすための操作盤、補正対象色を収納
したテープやディスクの格納部や読み出し部等を有して
いるが、これらは自明のことであり、また周知の技術で
もあるため、その図示や説明は省略する。比較調整画面
表示部１は、表示装置の表示面を左右２つに分割した上
で擬似濃淡画像後と補正対象色画像という２種類の画像
を比較が容易なように隣接して同時に表示する。基準色
画像生成部２は、表示装置の左半面に投射されるフレー
ムメモリに対して後に詳しく説明するある規則に従って
すべてのビットが０の、すなわち真黒のピクセルデータ
若しくはすべてのビットが１の、すなわち真白のピクセ
ルデータを書き込む機構からなり、人の目から見た場合
には中間調の画素を用いず白画素と黒画素のみで構成す
る任意の輝度の灰色（以下「グレイレベル」とも言
う。）となる疑似濃淡画像を基準色画像として生成し、
この上でこれを比較調整画面表示部１の一方の領域に出
力する。補正対象色画像生成部３は、例えば補正対象色
データレジスタおよび表示装置の右半面に投射されるフ
レームメモリのすべてのピクセルに対してこのレジスタ
値を書き込む機構からなり、補正すべき色の画素のみで
構成する補正対象色画像を生成し、これを比較調整画面
表示部１の他方の領域に出力する。階調値調整部４は、
例えばスライド式もしくは回転式のボリュームおよびこ
のボリュームに対する操作に応じて前記の補正対象色デ
ータレジスタのレジスタ値を連続的に増減する機構から
なり、補正対象色画像の画素の階調値を増減する。補正
値出力部５は、例えば確定スイッチおよびこのスイッチ
に対するＯＮ操作の後に前記の補正対象色データレジス
タの値を読み取る機構からなり、比較調整画面表示部１
上の２種類の領域の輝度差が最小となるように調整され
た後の補正対象色画像の画素の階調値を読み出す。

【００２５】次に、基準色画像生成部２における基準色
としての擬似濃淡画像の生成について説明する。図２
は、本実施例における基準色画像生成部の構成図であ
り、白画素数と黒画素数の比が指定されたグレイレベル
と一致し、かつ両画素の分布が小さい面積をとった場合
にも一様であるメッシュパターンを生成するパターン生
成部１１と、このパターン生成部１１により生成された
パターンを繰り返し表示することにより所定の小さい面
積に白画素と黒画素が一様にかく細かく分散し、全体と
して所定の輝度の灰色の画像たる擬似濃淡画像を生成す
ることとなるパターン展開部１２とを備えている。

【００２６】図３は、この基準色画像生成部のメッシュ
パターン生成の様子を模式的に示した図である。ここで
はメッシュパターンの基本単位を２×２画素とし、グレ
イレベル２５パーセント、５０パーセント、７５パーセ
ントが指定されたときにそれぞれ同図（ａ）（ｂ）
（ｃ）のようなパターンが生成される様子を示してい
る。次に、以上各部の採用したどちらかというとソフト
的な技術について概略説明する。

【００２７】表示装置を左右両面に分割して、各々に別
の画像等を表示すること及び一方の画像のみその輝度を
調整するのは、マイクロコンピュータに付設されたＣＲ
Ｔにおけるマルチウィンドウシステムはもとより、大型
テレビジョン受像機の片隅に裏番組を縮小して表示する
等極く日常的に採用されているものを流用している。た
だし、単に輝度の比較、調整を行うため表示するのであ
るから、画像は静的どころか無模様のものでよく、この
ため裏番組の表示等に比較してハード的、ソフト的にず
っと簡単なものとしている。また、擬似濃淡画像は、必
ずしも表示装置の半面でなく、いわゆる画像的なもので
もよいが、ソート、ハード的に簡単なためかかるごとく
している。

【００２８】表示装置への所定の擬似濃淡画像の表示
は、あらかじめ作成された上高速半導体メモリや磁気テ
ープ等に記録されている画像のピクセル毎のディジタル
データを読み込んだ上繰り返し表示するあるいは高速で
繰り返し読み込んだ上その都合表示することによりなさ
れる。そして、これは家庭用ＶＴＲや光ディスク等にお
ける静止画像の表示等極く日常的に採用されているもの
をそのまま流用したものである。なお、単に表示装置の
輝度調整に使用するだけであるため、あらかじめ作成さ
れたピクセル毎のディジタルデータは同一基準色に対し
ては唯一種のものが何度も繰り返し表示されることとな
り、記憶資源の減少を図っている。

【００２９】次に、以上のガンマ補正装置の動作の概略
を図４の動作流れ図を参照しつつ順に説明する。 （Ｓ１）基準色画像生成部２は、中間調の画素を用いず
白画素と黒画素のみで構成する任意のグレイレベルの疑
似濃淡画像をある規則に従って生成し、これを比較調整
画面表示部１の一方の領域に出力する。

【００３０】（Ｓ２）補正対象色画像生成部３は、補正
すべき色の画素のみで構成する補正対象色画像を生成
し、比較調整画面表示部１の他方の領域に出力する。 （Ｓ３）階調値調整部４は、利用者からのボリューム調
整操作の有無を監視している。 （Ｓ４）利用者からのボリューム調整操作があれば、そ
れが階調値を増加させる方向か減少させる方向かを判断
する。

【００３１】（Ｓ５、Ｓ６）それに応じて補正対象色画
像の画素の階調値を増加（Ｓ５）もしくは減少（Ｓ６）
させた後、（Ｓ２）に戻り新たな補正対象色画像を出力
する。 （Ｓ７）（Ｓ３）で利用者からのボリューム調整操作が
検出されなかった場合には、利用者からの確定指示の有
無を監視している。

【００３２】（Ｓ８）利用者からの確定指示があれば、
その時点での補正対象色画像の画素の階調値を読み出
す。利用者からの確定指示が検出されなかった場合には
（Ｓ３）に戻る。 次に、上記ガンマ補正装置の動作を具体的に説明する。
図５は、比較調整画面表示部１に基準色画像生成部２で
生成された疑似濃淡画像を出力した状態の模式図であ
る。図中（ａ）は、表示画面全体の図であり、（ｂ）は
その左半面に表示された擬似濃淡画像の一部を画素レベ
ルに拡大したものであり、（ｃ）は（ｂ）に対応する部
分のフレームメモリの各ピクセル値の設定状態を１６進
表現で示したものである。ここでは、フレームメモリの
構成が各ピクセルについて８ビットずつ割り当てられ、
１６進表現で００からＦＦ（Ｆは、１６進数における１
５を意味する。）までの２５６（＝１６² ）段階の階調
表現が可能であり、かつ、ピクセル値が増加するほど表
示装置上での輝度が高くなり、色成分は持たないものと
してある。なお、ピクセル値００はＣＲＴで言うならば
電子銃の電子線の強度が０の黒、ピクセル値ＦＦは同じ
く強度が１００％の白を意味する。従って同図（ｃ）に
示すようにフレームメモリに００とＦＦを交互に設定す
ることにより、同図（ｂ）に示すように黒画素と白画素
が同数かつ一様に分散して表示することが可能であり、
人間の視覚特性により一定の視距離をおいた全体像とし
ては黒と白が混合され、このため同図（ａ）のように左
半面はグレイレベル５０パーセントの、電圧と輝度が正
しく比例する理想的なＣＲＴで言うならば電子銃の電子
線の強度が５０％の灰色として見える。

【００３３】図６は、比較調整画面表示部１に補正対象
色画像生成部３で生成された補正対象色画像を出力した
状態を模式的に示した図である。図中（ａ）は、表示装
置の表示画面全体の表示の様子を示し、（ｂ）は左右２
つの領域の境界付近に対応する部分のフレームメモリの
各ピクセル値の設定状態を示し、（ｃ）は補正すべき色
の画素の階調値を保持する補正対象色データレジスタの
設定状態を１６進表現で示している。また、図６の
（ａ）においては、斜線の間隔が小さいほど真黒に近い
灰色であることを示している。ここで、補正する際の基
準色が図６の（ｂ）に示すごとく５０パーセントの灰色
であることから、補正対象色データレジスタの初期値
を、とりうる範囲の中間値である７Ｆに設定する。この
とき、左右２つの領域の境界付近に対応する部分のフレ
ームメモリの各ピクセル値の設定状態は図６の（ｂ）に
示すように、左側の部分は前述のように００とＦＦが交
互に設定され、右側の部分は補正対象色データレジスタ
の設定値と同じ７Ｆが敷き詰められたものとなる。しか
し、この時点ではディスプレイが持つガンマ特性に対し
て何等の補正も行われていないため、表示画面全体とし
ては図６（ａ）と同じように、左半面と右半面の輝度が
必ずしも一致しないこととなる。なお、表示装置がブラ
ウン管の場合には一般的に右半面がより黒っぽい灰色と
して映る。

【００３４】図７は、本実施例のガンマ補正装置に設置
された階調値調整部４により比較調整画面表示部１上の
２種類の領域の輝度差が最小となるように調整する過程
を模式的に示す図である。図中、（ａ１）から（ａ４）
は表示画面全体の表示の変化の様子を示し、（ｂ１）か
ら（ｂ４）は（ａ１）から（ａ４）に相応した補正対象
色データレジスタ内の設定状態の変化を示している。な
お、本図７の（ａ）側においても、図６の場合と同様
に、斜線の間隔が小さいほど真黒に近い灰色であること
を示している。さて、ガンマ補正を行う利用者が、補正
対象色の輝度を増大させるためのボリューム操作に対応
して図７の（ｂ１）から（ｂ３）のように補正対象色デ
ータレジスタの値を１ずつ増加していくと、図７の（ａ
１）から（ａ３）のように表示画面の右半分がしだいに
白っぽくなり、やがて（ａ３）示すように左右の半面の
輝度がほぼ一致するようになる。さらにボリューム操作
を継続すると、（ａ４）に示すように反対に右半面のほ
うが左半面より真白に近い状態となる。この状態で利用
者が補正対象色の輝度を減少させるためのボリューム操
作を行った場合には逆方向の変化を引き起こし、（ａ
３）となる。

【００３５】上述のような操作の結果（ａ３）に示すよ
うに表示装置の左右の半面の輝度がほぼ一致するように
調整した後、利用者が補正値出力部５を起動することに
より、その時点での補正対象色データレジスタの値９７
（（ｂ３）、１６進数）が出力され、グレイレベル５０
パーセントの灰色に対応する階調値のガンマ補正値が決
定される。しかる後、この補正値をもとに表示装置に内
蔵された自動ガンマ補正制御部が、これ以降の表示装置
の輝度を自動調整することとなる。 （第２実施例）本発明に係るガンマ補正方法を他の実施
例を基に説明する。

【００３６】さて、本実施例の基本的なハード及びソフ
ト面は先の第１実施例と異ならない。このため、各ハー
ド面、ソフト面を順に図示しつつ説明するのは省略し、
以下先の第１実施例と大きく異なる部分についてのみ説
明する。図８は、本実施例における白画像と黒画像を人
の目に残像効果の生じる高速で交互に交代表示すること
により、擬似濃淡画像を生成する様子を示す図である。

【００３７】本図において、（ａ１）〜（ａ４）はこの
順に表示装置の左半分に白画像若しくは黒画像が高速交
代表示され、一方右半分には調度５０％の補正対象色画
像のみがいわば静止して表示されている様子を示す。
（ｂ１）〜（ｂ４）はこの状態における左半面と右半面
のピクセルの階調値を示す。この場合、表示装置の左半
分には（ｃ）で示すように残像効果により人の目には階
調値が丁度（（００＋ＦＦ）／２＝）７Ｆ、すなわち５
０％の擬似濃度画像が表示されることとなる。このた
め、例えば若し表示装置のガンマ特性が線形であるなら
ば、表示装置の表示面は全面にわたって階調値５０％の
輝度となる。（ｄ）は（ｃ）の状態でのピクセルの実質
値を示す。 （第３実施例）本発明に係るガンマ補正装置を更に他の
実施例を基に説明する。

【００３８】本実施例は、基準色画像生成部を除く他は
先の第１実施例と全く同じである。このため、全体の構
成図を示した上で各部の説明をすることは勿論、先の第
１実施例と同一構成部の説明は省略し、本実施例に固有
の構成部のみその構成、作用を説明する。図９は、実施
例におけるガンマ補正装置の基準色画像生成部の構成図
であり、白画素数と黒画素数の比が指定されたグレイレ
ベルと一致し、かつ両画素の分布が充分小さい領域をと
っても一様であるメッシュパターンを生成するパターン
生成部２１と、このパターン生成部２１により生成され
たパターンを繰り返し表示することにより所定の面積の
分散画像を生成するパターン展開部２２と、パターン生
成部２１に両画素の比率と分布の均一性が同じ、ただし
両画素の位相（相対位置、配置）の異なる２種のパター
ンを生成させ、この上でそれぞれのパターンについて逐
次パターン展開部２２を起動させることを繰り返すシー
ケンス制御部２３とを備えている。

【００３９】図１０は、本実施例の基準色画像生成部の
動作を概念的に示す図である。本図においては、グレイ
レベルの指定を５０パーセントとした場合に、パターン
生成部２１に図１０（ａ）に示す２種類のパターンを生
成させ、これらを交互に選択しながらパターン展開部２
２を起動することにより、図１０（ｂ）のような連続フ
レームかつ交互に２種のパターンが表示されることによ
り生成された擬似濃淡画像を１秒に３０回以上の高速で
生成する様子を示している。このような構成とすること
により、先の第一実施例と比較した場合には、基準色画
像とする疑似濃淡画像における白画素と黒画素が残像効
果で空間的のみならず時間的にも混合されることとなる
ため、視覚的により灰色に近く見えるようになり、補正
対象色との比較がより容易になる。 （第４実施例）最後に、本発明を応用した電子機器の実
施例を図面を用いて説明する。

【００４０】図１１は本発明を応用した電子機器の一実
施例の構成図である。本図に示すように、この電子機器
は比較調整画面表示部１と、基準色画像生成部２と、補
正対象色画像生成部３と、階調値調整部４と、補正値出
力部５と、特定階調ガンマ補正値決定部３６と、補間式
記憶部３７と、補間式選択部３８と、補間式係数決定部
３９と、カラールックアップテーブル４０と、全階調ガ
ンマ補正値算出部４１と、カラールックアップテーブル
初期化部４２とを備えている。比較調整画面表示部１、
基準色画像生成部２、補正対象色画像生成部３、階調値
調整部４及び補正値出力部５は、図１を用いて説明した
第１実施例のものと同じであるので同一の符号を付すこ
とにより、その構成および動作の説明は省略する。

【００４１】以下、本実施例固有の構成部についてその
作用、構成を説明する。特定階調ガンマ補正値決定部３
６は、本実施例ではグレイレベル２５パーセント、５０
パーセント、７５パーセントの３つの特徴点について基
準色画像生成部２を起動し、一連の調整操作により得ら
れた補正値出力部３５の出力値を保持する。補間式記憶
部３７は、本実施例ではマスクＲＯＭ（メーカの工場で
のみ書き込みが可能な不揮発性の記憶素子）及び固定デ
ィスクが用いられ、直線、二次曲線、累乗曲線、正弦曲
線など、多様な補間式をあらかじめ記憶しており、最適
なものが採用可能となっている。補間式選択部３８は、
利用者の指示により、補間式記憶部３７に記憶されてい
る各種の補間式の中から接続する表示装置のガンマ特性
を近似するのにふさわしいものを１つ選択する。補間式
係数決定部３９は、補間式選択部３８で選択された式に
対して特定階調ガンマ補正値決定部３６で決定された座
標値、すなわちグレイレベルとピクセル値の対を代入
し、式の各種係数を決定する。カラールックアップテー
ブル４０は、例えばＲ、Ｇ、Ｂ、の各色成分ごとに４ビ
ット１６通りの組合せに対してそれぞれ８ビットのディ
ジタル値を対応させるようなテーブル（表）として構成
され、ＶＲＡＭに書き込まれた画像データを実際のピク
セル値に変換してフレームメモリに展開する。全階調ガ
ンマ補正値算出部４１は、カラールックアップテーブル
４０のインデクス数だけグレイレベルを等分割し、補間
式係数決定部３９で決定された補間式を用いてそれに対
するガンマ補正値を算出する。カラールックアップテー
ブル初期化部４２は、全階調ガンマ補正値算出部４１に
より算出された個々のガンマ補正値をカラールックアッ
プテーブルの対応するインデクスの領域に順次格納する
ことにより初期化を行う。

【００４２】次に、上記電子機器の具体的な動作を説明
する。接続する表示装置をＣＲＴから液晶型に変更する
など、ガンマ補正の必要性が生じた場合には、利用者か
らのその旨の指示により特定階調ガンマ補正値決定部３
６はグレイレベル２５パーセント、５０パーセント、７
５パーセントの３つの特徴点についてガンマ補正値を求
める。カラールックアップテーブルのインデクスが４ビ
ットで構成されている場合には、この操作はインデクス
番号３、７、１１に相当する補正値γ３、γ７、γ１１
を決定することに相当する。続いて利用者は、補間式選
択部３８を起動し、例えば直線補間式を選択する。これ
に対し、補間式係数決定部３９は、特定階調ガンマ補正
値決定部３６で決定された座標値、すなわち（３，γ
３）、（７，γ７）、（１１，γ１１）及び輝度レベル
最小（０，０）、最大（１５，２５５）の絶対的な定
点、を通るように各区間の直線補間式の傾きおよびオフ
セットを決定する。全階調ガンマ補正値算出部４１は、
この決定された補間式を用いて残りのインデクスに対す
るガンマ補正値、すなわちγ１，γ２，γ４，γ５，γ
６，γ８，γ９，γ１０，γ１２，γ１３，γ１４を算
出する。最後にカラールックアップテーブル初期化部４
２は、算出された個々のガンマ補正値をカラールックア
ップテーブルの対応するインデクスの領域に順次格納す
ることにより初期化を行う。

【００４３】以上の動作によりカラールックアップテー
ブルの初期化を行った後は、インデクス値と表示装置上
での輝度レベルの関係は線形になっており、インデクス
数と同じ１６階調のディジタル画像データに対しては自
動的にガンマ補正が行われて表示される。従って、ディ
ジタル画像データを作成する側においては、接続される
表示装置の特性を意識せず、常に論理的に等ピッチの階
調を持つデータとして作成することができる。

【００４４】以上、本発明を実施例に基づき説明してき
たが、本発明は何も上記実施例に限定されないのは勿論
である。すなわち、例えば （１）実施例では比較調整画面表示部として画面を左右
２つに分割して使用するものとしたが、２つの領域が上
下２分割であってもよく、また互いに入り組んだような
ものであってもよく、また、左半分の上下に２種の基準
色画像を、同じく右半分の上下に２種の補正対象色画像
の対を同時に表示するようなものであってもよい。

【００４５】（２）補正対象色の階調値を増減させるた
めのボリュームや調整操作を確定するための確定スイッ
チはハードウェア的なものに限定されるものではなく、
従来技術で実現可能なグラフィックユーザインターフェ
ースによるソフトウェア的なものとしてもよい。これに
より、プログラム作成者、使用者ともども輝度の変化に
ついての感覚を持ちえ、何等かの予期せざる事態、故障
等が生じてもプログラムへの柔軟な対応が可能となる。

【００４６】（３）補正対象色とする疑似濃淡画像の画
素の分散方法は画面解像度の最小単位で行わず、ライン
フリッカやクロスカラーを抑制するために複数画素単位
で行ってもよい。具体的には、第１実施例及び第３実施
例における白画素と黒画素からなる充分小さいメッシュ
の形状や大きさ、第２実施例及び第３実施例における高
速交代表示の回数等は、ガンマ補正の対象となる表示装
置の画素の密度や使用予定のプログラムの内容等により
適宜最適のものが採用される。例えば高品質テレビジョ
ン放送用受信機のブラウン管では画素が多数であるため
５×５画素を一組としてグレイレベルを生成し、これに
より補正の基準となる点を増やしてもよい。また、５０
回／秒として残像効果をフルに発揮させることとしても
よい。

【００４７】（４）製造等の都合で、特許請求の範囲に
記載した一の構成要素、構成要件を複数の要素、部品要
件、手順で行うものとする、あるいは複数の構成要素、
構成要件を一の要素、部品、要件、手順で行うものとす
る、あるいはこれらを適宜組み合わせるものとしてもよ
い。 （５）Ｒ、Ｇ、Ｂの彩度については、特定の照明機具、
照度のもとで一定の輝度そして彩度となる印刷した標本
（サンプル）を別途作成し、プログラム作成者、このプ
ログラムを購入したもの双方が同一の標本を参照するこ
とにより調整を行うようなことを本発明と併用するよう
にしてもよい。

【００４８】（６）第３実施例における２種の分散画像
の交代表示は、パターン生成部にて２種の分散画像を生
成した上で表示用記憶装置に直列に並んで記憶させ、表
示装置がこれを繰り返し読み込んだ上表示するものとし
てもよい。この場合には、パターン生成部とシーケンス
制御部に換えて表示用記憶部とこれからの繰り返しての
読み出しを制御する部とが必要となる。

【００４９】（７）大都会の駅前等でよく見受けられ
る、普通サイズのＣＲＴ等を縦横幾段、幾列にも組み合
わせて大きな一の表示面を形成したような表示装置に適
用してもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
種表示装置（ディスプレイ）のガンマ特性の影響を受け
ない白画素と黒画素のみを用いることにより如何なる表
示装置上でも正確なグレイレベルをもつ基準色を表示
し、ガンマ補正値の決定をこの基準色画像との比較によ
りなしえるようにしたので、表示装置の電圧−輝度特性
の光学的測定を行うことなく補正値を決定することが可
能である。これにより、補正値そのものを決定する機能
も実際に補正を必要とする機器に組み込むことが可能と
なり、利用者が必要に応じてガンマ補正値を変更するこ
とも可能となる。このため、画像データの成作者、同じ
く利用者ともども、接続する表示装置の種類や製造メー
カ、機種の変更や経年変化に柔軟に対応することが可能
となる。

【００５１】また、特に請求項１、同２、同５、同６の
発明おいては、シーケンス制御部が不必要であるため機
構が簡単、ひいては安価となる。特に請求項３、同７の
発明おいては、残像効果を利用するため白画素と黒画素
からなるメッシュが多少大きくても、市松模様がピンク
色に見えたり、縞が入って見えたりすることがない。
特に、請求項４、同８の発明においては、小さな市松模
様と残像効果とにより、表示装置上にピンク色の着色や
縞が表れたりせず、またチラツキも生じない。このた
め、表示装置の近くでガンマ補正を行う使用者にとって
は、すこぶる便利、かつ輝度の比較等の操作が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガンマ補正装置の一実施例の構成
図である。

【図２】上記実施例におけるガンマ補正装置の基準色画
像生成部の構成図である。

【図３】上記実施例におけるガンマ補正装置の基準色画
像生成部のパターン生成部の出力を模式的に示す図であ
る。

【図４】上記実施例の動作流れ図である。

【図５】上記実施例における基準色画像生成部で生成さ
れた疑似濃淡画像を比較調整画面表示部に出力した状態
を模式的に示す図である。

【図６】上記実施例における補正対象色画像生成部で生
成された補正対象色画像を比較調整画面表示部に出力し
た状態を模式的に示す図である。

【図７】上記実施例における階調値調整部により比較調
整画面表示部上の２種類の領域の輝度差が最小となるよ
うに調整する過程を模式的に示す図である。

【図８】本発明に係るガンマ補正方法の高速交代表示の
説明部である。

【図９】本発明に係るガンマ補正装置の第三実施例の基
準色画像生成部の構成図である。

【図１０】上記実施例におけるガンマ補正装置の基準色
画像生成部の動作を示す概念的に示す図である。

【図１１】本発明を応用した電子機器の一実施例の構成
図である。

【図１２】従来のガンマ補正方法により作成した対象デ
ィスプレイの電圧−輝度曲線である。

【図１３】従来のガンマ補正方法による補正値の決定を
概念的に示す図である。

【符号の説明】

１ 比較調整画面表示部 ２ 基準色画像生成部 ３ 補正対象色画像生成部 ４ 階調値調整部 ５ 補正値出力部 ３６ 特定階調ガンマ補正値決定部 ３７ 補間式記憶部 ３８ 補間式選択部 ３９ 補間式係数決定部 ４１ 全階調ガンマ補正値算出部 ４２ カルールックアップテーブル初期化部 ４３ カラールックアップテーブル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白画素と黒画素のみで構成される所定の
   輝度に設定された無彩色の疑似濃淡画像用のデータを基
   準色のデータとして生成する基準色画像生成ステップ
   と、 前記ステップで生成された擬似濃淡画像用のデータと補
   正対象となる画素のみで構成された補正対象色画像のデ
   ータをもとに両画像を表示部の比較が容易な領域に同時
   に表示する比較調整画面設定ステップと、 前記比較調整画面設定ステップで表示された補正対象色
   画像の画素の階調値のみを増減して表示部上での擬似濃
   淡画像との輝度差が最小となるように調整する階調値調
   整ステップと、 前記階調値調整ステップにて調整後の補正対象色画像の
   画素の階調値を読み出す補正値出力ステップとを有して
   いることを特徴とするガンマ補正方法。
2. 【請求項２】 前記基準色画像生成ステップは、 白画素と黒画素を画素数が指定された一定の比率であ
   り、かつ両画素の分布が人の目にとって両画素の区別が
   つかないように均一に細かく分散してなる分散画像のデ
   ータとして擬似濃淡画像用データを生成する分散画像生
   成ステップからなることを特徴とする請求項１記載のガ
   ンマ補正方法。
3. 【請求項３】 前記基準色画像生成ステップは、 白画素のみからなる白画像のデータと黒画素のみからな
   る黒画像のデータを疑似濃淡画像用データとして交代表
   示可能なように生成する交代表示用画像生成ステップか
   らなり、 前記比較調整画面設定ステップは、前記交代表示用画像
   生成ステップにより生成された白画像のデータと黒画像
   のデータをもとに両画像をその単位時間での表示率が所
   定の値となるようにした上で残像効果が生じるほどの高
   速で擬似濃淡画像の表示領域に交代表示する交代画像表
   示ステップを有していることを特徴とする請求項１記載
   のガンマ補正方法。
4. 【請求項４】 前記基準色画像生成ステップは、 白画素と黒画素を画素数が指定された所定の比率であ
   り、かつ両画素の分布が人の目にとって両画素の区別が
   つかないように均一に分散してなる分散画像のデータを
   疑似濃淡画像用のデータとして複数の種類生成する複数
   分散画像生成ステップからなり、 前記比較調整画面設定ステップは、前記複数分散画像生
   成ステップにて生成された複数の分散画像を各分散画像
   の表示比率が一定の値となるようにした上で残像効果が
   生じるほどの高速で擬似濃淡画像の表示領域に交代表示
   する高速交代表示ステップであることを特徴とする請求
   項１記載のガンマ補正方法。
5. 【請求項５】 白画素と黒画素のみで構成される所定の
   輝度に設定された無彩色の疑似濃淡画像用のデータを基
   準色のデータとして生成する基準色画像生成部と、 前記基準色画像生成部により生成された擬似濃淡画像用
   のデータと補正対象となる画素のみで構成された補正対
   象色画像のデータをもとに、両画像を表示部の比較が容
   易な領域に同時に表示する比較調整画面設定部と、 前記比較調整画面設定部により擬似濃淡画像と同時に表
   示された補正対象色画像の画素の階調値のみを増減可能
   とする階調値調整部と、 前記階調値調整部の作用のもとで擬似濃淡画像との輝度
   差が最小となるように調整された後の補正対象色画像の
   画素の階調値を読み出す補正値出力部とを備えたことを
   特徴とするガンマ補正装置。
6. 【請求項６】 前記基準色画像生成部は、 白画素数と黒画素数の比が指定された一定の比率であ
   り、かつ両画素の分布が人の目にとって両画素の区別が
   つかないように均一に細かく分散してなる分散画像のデ
   ータとして擬似濃淡画像用データを生成する分散画像生
   成部からなることを特徴とする請求項５記載のガンマ補
   正装置。
7. 【請求項７】 前記基準色画像生成部は、 擬似濃淡画像用データを白画素のみからなる白画像のデ
   ータと黒画素のみからなる黒画像のデータを交代表示可
   能な態様のデータとして生成する交代表示用画像生成部
   を有し、 前記比較調整画面設定部は、 前記交代表示用画像生成部により生成された白画像のデ
   ータと黒画像のデータをもとに両画像をその単位時間で
   の表示率が所定の値となるようにした上残像効果が生じ
   るほどの高速で擬似濃淡画像の表示領域に交代表示する
   高速交代表示部を有していることを特徴とする請求項５
   記載のガンマ補正装置。
8. 【請求項８】 前記基準色画像生成部が、白画素と黒画
   素を画素数が指定された一定の値であり、かつ両画素の
   分布が人の目にとって両画素の区別がつかないように均
   一に分散してなる分散画像のデータとして擬似濃淡画像
   用のデータを複数の種類生成する複数分散画像生成部
   と、前記複数分散画像生成部にて生成された複数の分散
   画像のデータをもとに各分散画像を所定の比率で交代表
   示を可能とする交代表示制御部と、 前記交代表示制御部の制御のもとで複数の分散画像を残
   像効果が生じるほどの高速で交代表示可能とする分散画
   像高速交代表示部とを有していることを特徴とする請求
   項５記載のガンマ補正装置。