JPWO2002048996A1 - Image display device - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an image display device that displays a color image, and more particularly to an image display device that is used in an environment where external light exists, with an object of displaying an image with low contrast and good visibility for a viewer. I do. In order to achieve the above object, the black approximation data generating means 4 generates black approximation data R3, G3, B3 which is data relating to the chromaticity at the time of black display in the image display means 3, and outputs the black correction data. 2A, black-corrected image data R2, G2, and B2 are obtained by subtracting subtraction data R4, G4, and B4 having the same values as black approximate data R3, G3, and B3 from image data R1, G1, and B1 after input processing. Is calculated. The image display means 3 performs image display processing on a predetermined screen by emitting light according to the values of the image data R2, G2, and B2 after black correction.

Description

式（１）において、ａｘｒ、ａｙｒ、ａｚｒ、ａｘｇ、ａｙｇ、ａｚｇ、ａｘｂ、ａｙｂ、ａｚｂ、およびＸｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は画像表示手段３の特性に依存する値であり、特に、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は外光の影習のない状態において画像表示手段３の黒表示時、すなわちＲ１＝Ｇ１＝Ｂ１＝０の時に画像表示手段３上に表示される色（光）の三刺激値である。ここで、ａｘｒ、ａｙｒ、ａｚｒ、ａｘｇ、ａｙｇ、ａｚｇ、ａｘｂ、ａｙｂ、ａｚｂは下記の式（２）で表される値であるとする。

さらに、画像表示手段３に入力される画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１は整数であり、下記の式（３）で表される範囲の値であるものとする。

理論上は黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は、ともに“０”となるべきであるが、現実には“０”より大きな値を持つ。また、画像表示手段３の表面に外光が照射し、該外光が画像表示手段３の表面において反射されることにより生じる反射光の三刺激値をＸ２、Ｙ２、Ｚ２とする。この場合、画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光の三刺激値Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３は、入力信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１により画像表示手段３に表示される色の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１と上記反射光の三刺激値Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の和で表される。すなわち、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３は、下記の式（４）により表される。鑑賞者にとっては、あたかもＸ３、Ｙ３、Ｚ３で表される色が画像表示手段３上に表示されたかのように感じられる。

式（４）より、Ｘｂｋ１＋Ｘ２、Ｙｂｋ１＋Ｙ２、Ｚｂｋ１＋Ｚ２が、外光の影響も考慮した画像表示手段３における黒表示時の三刺激値である。式（４）より、外光の影響のない状態での黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１の値の変化と、外光の反射光の三刺激値Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の値の変化は、鑑賞者の目に入る光の三刺激値Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３に対して同等の影響を持つ。よって、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１の値を固定し、外光の影響によりＸ２、Ｙ２、Ｚ２の値が変化する場合について以下に説明するが、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１の値が変化する場合においても同様な考え方が適用可能である。ここで、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は式（５）に示す値であるとする。

第３１図は、外光の影響のない状態、すなわちＸ２＝Ｙ２＝Ｚ２＝０である場合における、画像表示手段３に入力されるＲ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。なお、第３１図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが画像表示手段３へ入力される場合を示している。
まず、第３１図を参照して、外光の影響のない場合について考える。外光の影響のない場合は、Ｘ２＝Ｙ２＝Ｚ２＝０となる。画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の最大値である１００，１００，１００が画像表示手段３へと入力されるとき、鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値は、外光の影響のない状態ではＸ１＝９６．０５，Ｙ１＝１０１，Ｚ１＝１０９．９となる。一方、画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の最小値である０，０，０が画像表示手段３へと入力されるとき、鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値は、外光の影響のない状態ではＸ１＝１、Ｙ１＝１、Ｚ１＝１となる。
第３１図において、画像表示手段３に各Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３に対する割合を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。各画像データに対してこの値が小さいほど、鑑賞者は画像表示手段３に表示される画像がコントラストの大きい、視認性の良い画像として感じられる。
第３２図は、画像表示手段３へと入力される画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３の関係を示したグラフである。
続いて、従来の画像表示装置が外光の影響のあるような環境で使用される場合の、従来の画像表示装置の画像表示手段３における画像の表示について以下に説明する。
第３３図は、外光の影響がある状態における、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。なお、第３３図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが画像表示手段３へ入力される場合を示している。
ここで、画像表示手段３の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ２＝９．５０５，Ｙ２＝１０，Ｚ２＝１０．８９とする。Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の最大値である１００，１００，１００が画像表示手段３へと入力されるとき、鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値は、Ｘ３＝１０５．５５５，Ｙ３＝１１１．０００，Ｚ３＝１２０．７９０となる。一方、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の最小値である０，０，０が画像表示手段３へと入力されるとき、鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値は、Ｘ３＝１０．５０５，Ｙ３＝１１．０００，Ｚ３＝１１．８９０となる。
第３３図においても、各Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する割合を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。第３１図に示した外光の影響のない場合に比べて、外光の影響のある場合は全体に大きな値となっており、外光の影響がある場合には鑑賞者にとってはコントラストの小さい、視認性の悪い画像として感じられることになる。
第３４図は、画像表示手段３へと入力される画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３の関係を示したグラフである。同図において、実線が外光の影響がある場合を表し、点線は外光の影響のない場合を表す。
外光の影響によるコントラストの低下を改善するためには、外光の影響がある場合に画像表示手段３における表示の明るさを明るくすることが考えられる。例えば、画像表示手段３における表示の明るさを上述の場合の２倍とすると、画像表示手段３に表示される色（光）の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の値は２倍となる。
第３５図は、画像表示手段３における表示の明るさを上述の場合の２倍とし、外光の影響がある状態における、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式に示した説明図である。なお、第３５図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが画像表示手段３へ入力される場合を示している。ここでも、上記の第３３図の場合と同様に、画像表示手段３の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ２＝９．５０５，Ｙ２＝１０，Ｚ２＝１０．８９とする。
第３５図においても、各Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１が画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する割合を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。画像表示手段３における表示の明るさを２倍とすることにより、第３５図に示した場合に比べて対白比の値は、外光の影響のない場合である第３１図の対白比に近付いている。しかし、第１１２図と比較すると、依然として大きな値となっている。さらにコストの問題や、消費電力の問題、耐用年数の問題により、画像表示手段３における表示の明るさを２倍にすることは非常に困難であるという技術背景もある。
このように、従来の画像表示装置においては、外光の影響がある場合や、画像表示手段の特性により黒表示時の輝度が大きな値となる場合に、各画像データに対して表示される輝度の白表示時の輝度に対する割合である対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）が大幅に大きくなり、鑑賞者にとってはコントラストの小さい、視認性の悪い画像として感じられることになるという問題点があった。
また、画像表示装置における表示の明るさを上げることにより、白表示時の輝度に対する割合の増大を軽減することは、コストの問題や、消費電力の問題、耐用年数の問題により非常に困難であるのに対し、改善効果が小さいという問題点があった。
発明の開示
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、外光の影響のある場合や、画像表示手段の特性により黒表示時の輝度が大きな値となる場合においても、鑑賞者にとってはコントラストの小さい視認性の良い画像を表示できるとともに、白表示時の輝度に対する割合の増大を軽減することによる画像表示手段におけるコストや消費電力の増加や、耐用年数の減少などの問題が発生しない画像表示装置を得ることを目的とする。
本発明に係る画像表示装置の第１の態様は、色データを含む画像データ対して、黒色の再現性を補正する黒補正処理を実行して黒補正後画像データを出力する黒補正部と、前記黒補正後画像データに基づき所定の画面に画像表示を行う画像表示手段とを備え、前記黒補正部は、前記画像表示手段の黒表示時の特性に基づき、前記黒補正処理を実行する。
本発明に係る画像表示装置の第２の態様において、前記色データは所定数の色データを含み、前記黒補正部は、前記画像表示手段の前記黒表示時の特性に基づいた黒表示時の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つに関与するデータである黒近似データを発生する黒近似データ発生手段と、前記画像データに対し、前記黒近似データに基づく減算処理を前記所定数の色データ単位に実行して前記黒補正後画像データを出力する黒補正手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第３の態様において、前記黒補正手段は、前記画像データから前記黒近似データを前記所定数の色データ単位に減算処理して減算後データを得る減算手段と、前記減算後データにおける前記所定数の色データのうち、“０”未満となる色データを０に設定して前記黒補正後画像データを得るリミッタとを含む。
本発明に係る画像表示装置の第４の態様において、前記黒補正手段は、前記画像データから前記黒近似データを前記所定数の色データ単位に減算処理して減算後データを得る減算手段と、前記減算後データに基づき“０”以上の加算用データを発生する加算データ発生手段と、前記減算後データに前記加算用データを前記所定数の色データ単位で加算処理して前記黒補正後画像データを得る加算手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第５の態様において、前記黒補正手段は、前記画像データに基づく“１”以下の乗算係数で、前記黒近似データを乗算して減算用データを得る減算データ算出手段と、前記画像データから前記減算用データを前記所定数の色データ単位に減算処理して得られる減算後データを前記黒補正後画像データとして出力する減算手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第６の態様において、前記減算用データ算出手段は、前記画像データに基づき、“１”以下の乗算係数を算出する乗算係数算出手段と、前記黒近似データを前記乗算係数で乗算して減算用データを得る乗算手段とを含み、前記乗算係数算出手段は、前記画像データに基づき、前記所定数の色データに対応した所定数の乗算係数候補を出力する乗算係数候補出力部と、前記所定数の乗算係数候補のうち、最小の乗算係数候補を選択して前記乗算係数を出力する最小値選択手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第７の態様において、前記黒補正手段は、前記画像データに基づく“０”以上の調整データを、前記黒近似データから減算して減算用データを得る減算データ算出手段と、前記画像データから前記減算用データを前記所定数の色データ単位に減算処理して得られる減算後データを前記黒補正後画像データとして出力する減算手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第８の態様において、前記色データは所定数の色データを含み、前記黒補正部は、前記画像表示手段の前記黒表示時の特性に基づいた黒表示時の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つに関与するデータである黒近似データを発生する黒近似データ発生手段と、テーブルデータを格納するルックアップテーブルと、前記黒近似データと前記画像データとから一の前記黒補正後画像データが導出可能なテーブルデータをルックアップテーブルに書き込むテーブルデータ書込手段とを含み、前記ルックアップテーブルは、前記テーブルデータを参照して、前記画像データに基づき前記黒補正後画像データを得る。
本発明に係る画像表示装置の第９の態様において、前記色データは所定数の色データを含み、前記黒補正部は、前記画像表示手段の前記黒表示時の特性に基づいた黒表示時の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つに関与するデータである黒近似データを発生する黒近似データ発生手段と、前記画像データから前記黒近似データを前記所定数の色データ単位に減算処理して前記黒補正後画像データを出力する黒補正手段と、前記黒補正後画像データを階調変換して階調補正後画像データを出力する階調変換手段とを含み、前記画像表示手段は、前記階調補正後後画像データに基づき前記所定の画面に画像表示を行う画像表示手段を含み、前記階調変換手段は、前記画像表示手段に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つが、前記黒補正後データに対して線形となるように、前記階調補正後画像データを得る。
本発明に係る画像表示装置の第１０の態様において、前記色データは所定数の色データを含み、前記黒補正部は、前記画像表示手段の前記所定の画面の表面に照射する外光における輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを検出し外光検出データを出力する外光検出手段と、前記外光検出データに基づき、前記画像表示手段の前記黒表示時の特性に基づいた黒近似データを算出して発生する黒近似データ算出・発生手段とを含む。
本発明に係る画像表示装置の第１１の態様において、前記画像表示手段の黒表示時の特性は、前記画像表示手段の前記所定の画面の表面における外光の反射光の特性を含む。
本発明に係る画像表示装置の第１２の態様において、前記外光の反射光の特性は、前記外光の反射光における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを含む。
本発明に係る画像表示装置の第１３の態様において、前記黒近似データは、外光の影響がない状態時における、前記黒近似データが前記画像表示手段に入力された場合に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つのデータである画像指標値と前記画像表示手段の黒表示時における前記画像指標値との差が、前記外光の反射光における前記画像指標値となるように値が設定された黒近似データを含む。
本発明に係る画像表示装置の第１４の態様において、前記画像表示手段の黒表示時の特性は、前記画像表示手段の黒表示時における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つをさらに含む。
本発明に係る画像表示装置の第１５の態様において、前記黒近似データは、外光の影響がない状態時における、前記黒近似データが前記画像表示手段に入力された場合に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つである画像指標値と前記画像表示手段の黒表示時における前記画像指標値との差が、外光の影響がある場合の前記画像表示手段の黒表示時における色の前記画像指標値となるように値が設定された黒近似データを含む。
本発明に係る画像表示装置の第１６の態様において、前記画像表示手段の黒表示時の特性は、外光の影響がない状態での前記画像表示手段の黒表示時における輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを含む。
本発明に係る画像表示装置の第１の態様によれば、黒補正部による画像表示手段の黒表示時の特性に基づく黒補正処理の実行によって得られる黒補正後画像データに基づき、画像表示手段が所定の画面に画像表示を行うため、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行えるという効果を奏する。
この際、画像表示手段は表示の明るさを変化させる必要がないため、画像表示手段におけるコストや消費電力の増加や、耐用年数の減少などの問題が発生することはない。
本発明に係る画像表示装置の第２の態様によれば、黒補正手段によって、画像データに対し、黒近似データに基づく減算処理を所定数の色データ単位に実行するという、比較的簡単な処理により黒補正後画像データを得ることができる。
本発明に係る画像表示装置の第３の態様によれば、リミッタを設けることにより、黒補正後画像データが“０”未満になる不具合を回避することができる。
本発明に係る画像表示装置の第４の態様によれば、加算手段によって、減算後データに基づく“０”以上の加算用データを、減算後データに所定数の色データ単位で加算処理して黒補正後画像データを得ているため、減算後データの値が小さい場合でも黒補正後画像データが“０”未満になる不具合を回避することができる。
本発明に係る画像表示装置の第５の態様によれば、減算データ算出手段によって、画像データに基づく“１”以下の乗算係数で、黒近似データを乗算して減算用データを得ることにより、画像データの値が小さい場合でも黒補正後画像データが“０”未満になる不具合を回避することができる。
本発明に係る画像表示装置の第６の態様によれば、最小値選択手段によって、所定数の乗算係数候補のうち、最小の乗算係数候補が乗算係数として選択されるため、画像データの値が小さい場合でも黒補正後画像データが“０”未満になる不具合を確実に回避することができる。
本発明に係る画像表示装置の第７の態様によれば、減算データ算出手段によって、画像データに基づく“０”以上の調整データを、黒近似データから減算して減算用データを得ることにより、画像データの値が小さい場合でも黒補正後画像データが“０”未満になる不具合を回避することができる。
本発明に係る画像表示装置の第８の態様によれば、黒補正部の主要部をルックアップテーブルで実現することにより、回路構成が簡単になる。
本発明に係る画像表示装置の第９の態様によれば、階調変換手段は、画像表示手段に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つが、黒補正後データに対して線形となるように、階調補正後画像データを得るため、画像表示手段の階調特性が非線形である場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行えるという効果を奏する。
本発明に係る画像表示装置の第１０の態様によれば、画像表示手段の所定の画面の表面に照射する外光における輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを検出し外光検出データを出力する外光検出手段を有することにより、予め黒近似データを設定する必要はなく、画像表示装置が使用される環境に適した黒近似データを常に得ることができる。
本発明に係る画像表示装置の第１１の態様によれば、画像表示手段の黒表示時の特性は、画像表示手段の所定の画面の表面における外光の反射光の特性を含むため、外光の影響がある場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
本発明に係る画像表示装置の第１２の態様によれば、画像表示手段の黒表示時の特性は、外光の反射光における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを含むため、外光の影響により黒表示時の色の三刺激値が大きな値となる場合において、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
本発明に係る画像表示装置の第１３の態様によれば、外光の影響がない状態時における、黒近似データが画像表示手段に入力された場合に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つである画像指標値と画像表示手段の黒表示時に上記画像指標値との差が、外光の反射光における上記画像指標値となるように値が設定された黒近似データを用いることにより、外光の影響がある場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
本発明に係る画像表示装置の第１４の態様によれば、画像表示手段の黒表示時の特性は、画像表示手段の黒表示時における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つをさらに含むため、画像表示手段の黒表示における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つが大きくなる場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
本発明に係る画像表示装置の第１５の態様によれば、外光の影響がない状態時における、黒近似データが画像表示手段に入力された場合に表示される色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つである画像指標値と画像表示手段の黒表示時における色の上記画像指標値との差が、外光の影響がある場合の画像表示手段の黒表示時における色の上記画像指標値となるように値が設定された黒近似データを含むため、外光の影響に加え画像表示手段の黒表示における色の上記画像指標値が大きくなる場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
本発明に係る画像表示装置の第１６の態様によれば、画像表示手段の黒表示時の特性は、画像表示手段の黒表示時における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つを含むため、画像表示手段の黒表示における色の輝度、色度及び三刺激値のうち少なくとも一つが大きくなる場合においても、鑑賞者にとってコントラストの小さい、視認性の良い画像表示が行える。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
発明を実施するための最良の形態
１．実施の形態１
第１図はこの発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、実施の形態１の画像表示装置は、入力画像処理手段１、黒補正手段２Ａ、画像表示手段３、及び黒近似データ発生手段４から構成され、黒補正手段２Ａ及び黒近似データ発生手段４によって黒補正部１１１を構成している。
以下、第１図を参照して、実施の形態１の画像表示装置の動作について説明する。画像表示装置に入力された３つの色データからなる画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉは入力画像処理手段１に入力される。入力画像処理手段１は、入力された画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに入力画像処理を施し、３つの色データからなる入力処理後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を出力する。
ここで、入力画像処理としては、背景技術の欄（第３０図参照）で述べたように、入力される画像データの特性に応じた階調補正処理や画素数変換処理、色変換処理などが考えられる。
一方、黒近似データ発生手段４は、画像表示手段３における黒表示時の輝度、色度及び三刺激値（３つの画像指標値）のうち少なくとも一つに関与するデータである黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を保持しており、黒補正手段２Ａへと発生する。
黒補正手段２Ａは、入力画像処理手段１による入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を入力し、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。黒補正手段２Ａから出力された黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２は画像表示手段３へと送られる。
なお、本明細書中において「黒補正」という用語は黒色の再現性の補正を意味し、外光の影響による「黒浮き」の補正と画像表示手段の特性による「黒浮き」の補正との総称として用いている。「黒浮き」とは、黒が本来の黒でなくもっと明るいグレイに見えるような現象を意味し、この黒浮きによって画像のコントラストが低下し、全体に白っぽい画像との印象を鑑賞者に与えてしまう。
すなわち、「黒補正」とは画像信号処理により、外光の影響の大きい場合もしくは画像表示手段における黒表示時の輝度または三刺激値が大きな場合において、画像表示手段に表示される色の輝度、色度または三刺激値を、外光の影響の少ない場合もしくは画像表示手段における黒表示時の輝度または三刺激値が小さな場合と同等にすることを指している。
画像表示手段３は、各画素が対応する黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の値に応じて発光することにより、所定の画面上で画像表示処理を行う。ここで、画像表示手段３としては液晶パネルやＣＲＴなどが考えられる。
第２図は、第１図で示した黒補正手段２Ａの内部構成例を示すブロック図である。同図に示すように、黒補正手段２Ａは、減算データ算出手段１０、減算手段１１、及びリミッタ１３から構成される。
以下、第２図を参照して、黒補正手段２Ａの動作について説明する。黒補正手段２Ａに入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は減算データ算出手段１０に入力される。減算データ算出手段１０は、入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３より、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出して出力する。実施の形態１における減算データ算出手段１０は、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３をそのまま減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４として出力する、すなわちＲ４＝Ｒ３，Ｇ４＝Ｇ３，Ｂ４＝Ｂ３であるものとする。なお、減算データ算出手段１０は黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３をそのまま減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４として出力可能に、ハードウェア，ソフトウェアのいずれで構成してもよい。
減算手段１１は、入力後処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を入力とし、下記の式（６）に示す比較的簡単な減算処理を実行することにより、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５を算出して出力する。なお、減算手段１１は既存の減算器等のハードウェアで構成しても、ソフトウェアで実現してもよい。

減算手段１１から出力される減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５は、リミッタ１３へと入力される。リミッタ１３は、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５のうち、負の値を持つデータを“０”とし、“０”以上の値を持つデータはそのままの値を黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２として出力する。
ここで、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３について説明する。黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は画像表示手段３における黒表示時の輝度または色度より算出されたデータである。黒表示時の輝度または色度には、外光の影響のない状態での黒表示時の輝度または色度と、外光の反射光の輝度または色度が関与する。外光の影響のない状態での黒表示時の輝度または色度は、画像表示手段３の特性により決定され、外光の反射光の輝度または色度は、画像表示手段３に照射される外光の明るさまたは色度により決定される。
外光の影響のない状態において、画像表示手段３に黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２が入力された場合に、画像表示手段３上に表示される色（光）のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値（以下、三刺激値とのみ記載）をＸ１，Ｙ１，Ｚ１とする。画像表示手段３として、入力される黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の大きさと、表示される色（光）の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の関係が、下記の式（７）で表されるような画像表示手段３を想定する。ここで、三刺激値は輝度および色度に相当し、三刺激値のうちＹ１は輝度に相当する値である。

式（７）において、ａｘｒ、ａｙｒ、ａｚｒ、ａｘｇ、ａｙｇ、ａｚｇ、ａｘｂ、ａｙｂ、ａｚｂ、およびＸｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は画像表示手段３の特性に依存する値であり、特に、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は外光の影響のない状態において画像表示手段３の黒表示時、すなわちＲ２＝Ｇ２＝Ｂ２＝０の時に画像表示手段３上に表示される色（光）の三刺激値である。ここで、ａｘｒ、ａｙｒ、ａｚｒ、ａｘｇ、ａｙｇ、ａｚｇ、ａｘｂ、ａｙｂ、ａｚｂは下記の式（８）で表される値であるとする。

さらに、入力画像処理手段１より出力される入力処理後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１は整数であり、下記の式（９）で表される範囲の値であるものとする。

また、画像表示手段３の所定の画面の表面に外光が照射し、該外光が画像表示手段３の表面において反射されることにより生じる反射光の三刺激値をＸ２，Ｙ２，Ｚ２とする。この場合、画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２により画像表示手段３に表示される色の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１と上記反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の和で表される。すなわち、Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、下記の式（１０）により表される。鑑賞者にとっては、あたかもＸ３，Ｙ３，Ｚ３で表される色が画像表示手段３上に表示されたかのように感じられる。

式（１０）より、Ｘｂｋ１＋Ｘ２，Ｙｂｋ１＋Ｙ２，Ｚｂｋ１＋Ｚ２が、外光の影響も考慮した画像表示手段３における黒表示時の三刺激値である。式（１０）より、外光の影響のない状態での黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１，Ｙｂｋ１，Ｚｂｋ１の値の変化と、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の値の変化は、鑑賞者の目に入る光の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３に対して同等の影響を持つ。本実施の形態においては、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２による影響を補正する。ここで、Ｘｂｋ１，Ｙｂｋ１，Ｚｂｋ１は式（１１）に示す値であるとする。

外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２による影響を黒補正手段２Ａにて補正する場合においては、上記外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を画像表示手段３における仮想的な発光によるものであると考える。この場合、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は上記の仮想的な発光を発生させるための画像表示手段３へ入力されるデータとなる。ここで、外光の影響のない状態において画像表示手段３に入力される黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を特に黒補正後画像データＲ２０，Ｇ２０，Ｂ２０とすると、外光の影響のない状態において画像表示手段３上に表示される色（光）の三刺激値は、式（７）において黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を黒補正後画像データＲ２０，Ｇ２０，Ｂ２０に置き換えた下記式（１２）で表される。

また、外光の影響がある状態においては、上記外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は画像表示手段３における黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３による仮想的な発光の増加分であると考えられるので、上記式（１０）は下記式（１３）のように書き換えることができる。

式（１２）および式（１３）より、下記の式（１４）が求められる。

よって、式（１４）を用いれば、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２より、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を求めることができる。測定などによりＸ２，Ｙ２，Ｚ２が得られている場合、式（１４）により黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出し、黒近似データ発生手段に設定すればよい。三刺激値は、当該光の色度および輝度を表す数値である。
ここで、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３が画像表示手段３に入力された場合に表示される色の三刺激値Ｘ３１，Ｙ３１，Ｚ３１は、上記式（１０）において、Ｒ２＝Ｒ３，Ｇ２＝Ｇ３，Ｂ２＝Ｂ３とした時のＸ３，Ｙ３，Ｚ３であり、上記式（１４）および式（１０）より、下記の式（１５）により表される。

また、画像表示手段３における黒表示時の三刺激値Ｘ３０，Ｙ３０，Ｚ３０は、上記式（１０）において、Ｒ２＝０，Ｇ２＝０，Ｂ２＝０することにより求められ、下記の式（１６）により表される。

式（１５）および式（１６）より、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３が画像表示手段３に入力された場合に表示される色の三刺激値Ｘ３１，Ｙ３１，Ｚ３１と、画像表示手段３における黒表示時の三刺激値Ｘ３０，Ｙ３０，Ｚ３０の差は、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２となる。
一方、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２のうち、輝度を表すＹ２のみしか得られていない場合においては、外光の反射光の分光分布を仮定することにより、Ｘ２およびＺ２を求めた後、式（１４）により黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出して黒近似データ発生手段４に設定することができる。例えば、外光の反射光の分光分布が標準の光源であるＤ６５の分光分布と等しいと仮定すると、Ｘ２：Ｙ２：Ｚ２＝０．９５０５：１：１．０８９であることより、Ｙ２の値よりＸ２，Ｚ２の値を求めることができる。
ただし、外光の反射光の輝度Ｙ２から、外光の反射光の分光分布を仮定することによりＸ２およびＺ２を求める場合においては、実際の外光の分光分布と仮定した分光分布との相違が、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に基づき画像表示手段３に表示される色の色度の相違につながる。
以下、実施の形態１の画像表示装置による具体的な効果の一例について示す。画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ３＝９．５０５，Ｙ３＝１０，Ｚ３＝１０．８９とする。この時、式（１４）より、黒近似データはＲ３＝１０，Ｇ３＝１０，Ｂ３＝１０となる。実施の形態１においては、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４と黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３との間において、Ｒ４＝Ｒ３，Ｇ４＝Ｇ３，Ｂ４＝Ｂ３としているので、減算手段１１より出力される減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５は、下記の式（１７）で表される。

ここで、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が１０未満の値である場合には負の値となるため、リミッタ１３において、当該負の値を“０”に置き換え、黒処理後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２として出力される。
本発明の実施の形態１における画像表示装置は、上記のように減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４（＝黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２）を入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から減算することにより、擬似的に外光の影響を除去することができる。
第３図は、実施の形態１による画像表示装置における、外光の影響がある状態での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と鑑賞者の目に入る色（光）のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。なお、第３図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが黒補正手段２Ａへ入力される場合を示している。
第３図において、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２それぞれが画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する比を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。
第４図は、外光の影響のない状態での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。なお、外光の影響のない場合においては、黒近似データはＲ３＝０，Ｇ３＝０，Ｂ３＝０となる。
第３図と第４図との比較より、実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３（＝１０，１０，１０）より大きな値である場合においては、外光の影響のない場合と同等の表示が実現されている。
一般に、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に比べて１／１０程度と小さい値である場合が多く、本発明の実施の形態１による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くのデータにおいて外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
さらに、実施の形態１における画像表示装置においては、画像表示手段３における表示の明るさを変化させず、画像表示手段３に入力されるデータに対する画像処理を行うので、コストや消費電力の増加や、耐用年数の減少などの問題は発生しない。
また第５図は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３との関係を示すグラフである。同図において、実線が外光の影響のある場合での本発明による画像表示装置を表し、一点破線は外光の影響のある場合での従来の画像表示装置を表し、点線は外光の影響のない場合を表す。第５図から、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３（＝１０，１０，１０）より大きな値である場合においては、外光の影響のない場合と同等の表示が実現されていることが容易に理解できる。
２．実施の形態２
上記実施の形態１においては、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２による影響のみを補正するように黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を設定するようにしたが、外光の影響および画像表示手段の特性の両方により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、その影響を軽減するように黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を設定することもできる。
第６図はこの発明における実施の形態２である画像表示装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、実施の形態２における画像表示装置の全体構成は、黒近似データ発生手段４が黒近似データ発生手段４２に置き換わっている点を除き上記実施の形態１と同じであり、黒近似データ発生手段４２は黒近似データ発生手段４とは異なる黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を発生する。すなわち、黒補正手段２Ａ及び黒近似データ発生手段４２によって黒補正部１１２を構成している。
なお、実施の形態２においても、実施の形態１と同様、画像表示手段３の所定の画面の表面に外光が照射し、該外光が画像表示手段３の所定の画面の表面において反射されることにより生じる反射光の三刺激値をＸ２，Ｙ２，Ｚ２とする。この場合、画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２により画像表示手段３に表示される色の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１と上記反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の和で表される。すなわち、Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３は、下記の式（１８）により表される。以上の動作は上記実施の形態１と同様である。

式（１８）において、ａｘｒ、ａｙｒ、ａｚｒ、ａｘｇ、ａｙｇ、ａｚｇ、ａｘｂ、ａｙｂ、ａｚｂ、およびＸｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は画像表示手段３の特性に依存する値であり、特に、Ｘｂｋ１、Ｙｂｋ１、Ｚｂｋ１は外光の影響のない状態において画像表示手段３の黒表示時、すなわちＲ２＝Ｇ２＝Ｂ２＝０の時に画像表示手段３上に表示される色（光）の三刺激値である。黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１，Ｙｂｋ１，Ｚｂｋ１は現実には“０”より大きな値を持つが、理論上はともに“０”となるべき値であり、できるだけ小さな値であることが望ましい。
外光の影響のない状態における画像表示手段３の黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１，Ｙｂｋ１，Ｚｂｋ１、および外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２による影響を黒補正手段２Ａにて補正する場合においては、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は下記の式（１９）により求める。

測定などにより、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２が得られている場合、式（１９）により黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出し、黒近似データ発生手段に設定すればよい。三刺激値は、当該光の色度および輝度を表す数値である。
ここで、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３が画像表示手段３に入力された場合に表示される色の三刺激値Ｘ３１，Ｙ３１，Ｚ３１は、上記式（１８）において、Ｒ２＝Ｒ３，Ｇ２＝Ｇ３，Ｂ２＝Ｂ３とした時のＸ３，Ｙ３，Ｚ３であり、上記式（１９）および式（１８）より、下記の式（２０）により表される。

また、画像表示手段３における黒表示時の三刺激値Ｘ３０，Ｙ３０，Ｚ３０は、上記式（１８）において、Ｒ２＝０，Ｇ２＝０，Ｂ２＝０することにより求められ、下記の式（２１）により表される。

式（２０）および式（２１）より、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３が画像表示手段３に入力された場合に表示される色の三刺激値Ｘ３１，Ｙ３１，Ｚ３１と、画像表示手段３における黒表示時の三刺激値Ｘ３０，Ｙ３０，Ｚ３０の差は、外光の影響がある場合の画像表示手段３における黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１＋Ｘ２，Ｙｂｋ１＋Ｙ２，Ｚｂｋ１＋Ｚ２となる。
一方、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２のうち、輝度を表すＹ２のみしか得られていない場合においては、外光の反射光の分光分布を仮定することにより、Ｘ２およびＺ２を求め、式（１９）により黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出した後、黒近似データ発生手段４２に設定することができる。例えば、外光の反射光の分光分布が標準の光源であるＤ６５の分光分布と等しいと仮定すると、Ｘ２：Ｙ２：Ｚ２＝０．９５０５：１：１．０８９であることより、Ｙ２の値よりＸ２，Ｚ２の値を求めることができる。
ただし、外光の反射光の輝度Ｙ２から、外光の反射光の分光分布を仮定することによりＸ２およびＺ２を求める場合においては、実際の外光の分光分布と仮定した分光分布との相違が、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に基づき画像表示手段３に表示される色の色度の相違につながる。
以下、実施の形態２の具体的な効果の一例について示す。画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ３＝９．５０５，Ｙ３＝１０，Ｚ３＝１０．８９とする。また、外光の影響のない状態における画像表示手段３の黒表示時の三刺激値をＸｂｋ１＝１０，Ｙｂｋ１＝１０，Ｚｂｋ１＝１０とする。この時、式（１９）より、黒近似データはＲ３＝２２，Ｇ３＝１９，Ｂ３＝１９となる。本実施の形態においては、Ｒ４＝Ｒ３，Ｇ４＝Ｇ３，Ｂ４＝Ｂ３としているので、減算手段１１より出力される減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５は、下記の式（２２）で表される。

ここで、減算後データは、入力処理後データが２２未満の値である場合には負の値となるため、リミッタ１３において負の値を“０”に置き換え、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２として出力される。
本発明の実施の形態２における画像表示装置は、上記のように、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４（＝黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３）を減算することにより、外光の影響のない状態における画像表示手段の黒表示時の三刺激値Ｘｂｋ１，Ｙｂｋ１，Ｚｂｋ１、および外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２による影響を擬似的に除去することができる。
第７図は、実施の形態２による画像表示装置における、外光の影響がある状態での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。第７図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが黒補正手段２Ａへ入力される場合を示している。
第７図において、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２がそれぞれ画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当する輝度刺激値Ｙ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する比を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。
第８図は、外光の影響がある状態において、黒近似データはＲ３＝０，Ｇ３＝０，Ｂ３＝０とした場合、すなわち黒補正手段２Ａにおける補正を行わない場合での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。
第９図は、外光の影響がなく、しかもＸｂｋ１＝Ｙｂｋ１＝Ｚｂｋ１＝０と仮定した仮想画像表示装置の入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。
第７図と第９図の比較より、実施の形態２における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３（Ｒ３＝２２，Ｇ３＝１９，Ｂ３＝１９）より大きな値である場合においては、三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３に外光の影響がなく、しかもＸｂｋ１＝Ｙｂｋ１＝Ｚｂｋ１＝０と仮定した仮想画像表示装置と同等の表示が実現されている。
一般に、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に比べて小さい値である場合が多く、本発明の実施の形態２による画像表示装置によれば、外光の影響および画像表示手段の特性の両方により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合においても、多くのデータにおいて黒表示時の三刺激値が“０”である場合と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、第１０図は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３の関係を示したグラフである。第１０図において、実線が外光の影響および画像表示手段の特性の両方により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合での本発明による画像表示装置を表し、一点破線は外光の影響および画像表示手段の特性の両方により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合での従来の画像表示装置を表し、点線は外光の影響がなく、Ｘｂｋ１＝Ｙｂｋ１＝Ｚｂｋ１＝０である場合を表す。
なお、実施の形態２においては、外光の影響および画像表示手段の特性の両方により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が“０”である場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定したが、必ずしもその必要はなく、黒表示時の三刺激値について所定の値を規定し、黒表示時の三刺激値が該所定の値である場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定してもよい。
３．実施の形態３
第１１図はこの発明の実施の形態３による画像表示装置における黒補正手段の構成を示すブロック図である。同図に示すように、黒補正手段２Ｂは、減算データ算出手段１０、減算手段１１、加算データ発生手段１４及び加算手段１５から構成される。なお、減算データ算出手段１０、減算手段１１は第２図で示した実施の形態１におけるものと同一のものである。また、黒補正手段２Ａが黒補正手段２Ｂに置き換わった以外の全体構成は、第１図で示した実施の形態１と同様である。
第１１図に示すように、実施の形態１の場合と同じく、黒補正手段２Ｂに入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は減算データ算出手段１０に入力され、減算データ算出手段１０において減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４が算出される。本実施の形態における減算データ算出手段１０も、上記した実施の形態１と同じく、黒近似データをそのまま減算データとして出力する、すなわちＲ４＝Ｒ３，Ｇ４＝Ｇ３，Ｂ４＝Ｂ３であるものとする。減算手段１１は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１及び減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を入力とし、減算処理により減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５を算出して出力する。
加算データ発生手段１４は、減算手段１１からの出力である減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５が入力し、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５の値に対応した加算用データＲ６，Ｇ６，Ｂ６を発生する。ここで、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５が所定のしきい値以上の場合、加算用データＲ６，Ｇ６，Ｂ６の値を“０”とする。加算データ発生手段１４は、メモリを用いたルックアップテーブルなどにより実現できる。
加算手段１５は、減算手段１１からの出力である減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５と加算用データＲ６，Ｇ６，Ｂ６とを入力し、下記の式（２３）により表される加算処理により、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出する。なお、加算手段１５は既存の加算器等のハードウェアで構成しても、ソフトウェアで構成してもよい。

実施の形態３では、実施の形態１と同じく、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ３＝９．５０５，Ｙ３＝１０，Ｚ３＝１０．８９とする。この時、黒近似データはＲ３＝１０，Ｇ３＝１０，Ｂ３＝１０となる。本実施の形態においては、Ｒ４＝Ｒ３，Ｇ４＝Ｇ３，Ｂ４＝Ｂ３としているので、減算手段１１より出力される減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５は、下記の式（２４）で表される。

第１２図（ａ）〜第１２図（ｃ）は、減算後データと加算用データとの関係を示すグラフである。同図に示すように、加算データ発生手段１４は、減算後データＲ５，Ｇ５，Ｂ５の値に応じた加算用データＲ６，Ｇ６，Ｂ６を発生する。例えば、減算後データＲ５が１０以上であるとき、Ｒ６＝０であり、減算後データＲ５＝０の時にはＲ６＝５、減算後データＲ５＝−１０の時にはＲ６＝１０となる。
第１３図は、本実施の形態による画像表示装置における、外光の影響がある状態での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。第１３図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが黒補正手段２Ｂへ入力される場合を示している。第１３図において、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２それぞれが画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する比を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。
実施の形態３における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３（Ｒ３＝１０，Ｇ３＝１０，Ｂ３＝１０）の２倍より大きな値である場合においては、外光の影響のない場合と同等の表示が実現されている。一般に、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に比べて１／１０程度と小さい値である場合が多く、本発明の実施の形態３による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３以下である領域において輝度が一定となる「黒つぶれ」現象が見られるが、実施の形態３における画像表示装置においては、加算データ発生手段１４が画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に基づき加算用データＲ６，Ｇ６，Ｂ６を発生することにより、「黒つぶれ」は生じていない。なお、実施の形態３における画像表示装置において、外光の影響のない場合と同等の表示が実現される入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の範囲は、加算データ発生手段１４により発生される加算データの内容により異なる。
第１４図は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３との関係を示したグラフである。同図において、実線は外光の影響がある場合での本発明の実施の形態３による画像表示装置を表し、一点破線は外光の影響がある場合での従来の画像表示装置を表し、点線は外光の影響のない場合を表す。
なお、実施の形態３においては、外光の影響がある場合において、外光の影響のない場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定したが、実施の形態２の考え方を応用することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定することもできる。
４．実施の形態４
第１５図はこの発明の実施の形態４による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、実施の形態４の黒補正手段２Ｃは、減算データ算出手段１０Ｂ（乗算係数算出手段１６ａ，乗算手段１７）及び減算手段１１で構成される。なお、減算手段１１は第２図で示した実施の形態１におけるものと同一のものである。なお、黒補正手段２Ａが黒補正手段２Ｃに置き換わった以外の全体構成は、第１図で示した実施の形態１と同一である。
実施の形態１の場合と同じく、黒補正手段２Ｃに入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は減算データ算出手段１０Ｂに入力され、減算データ算出手段１０Ｂにおいて減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４が算出される。
減算データ算出手段１０Ｂは、乗算手段１７と乗算係数算出手段１６ａから構成され、乗算係数算出手段１６ａは、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を入力し、これらのデータに基づき乗算係数ｐを算出して出力する。
乗算手段１７は、乗算係数算出手段１６ａから出力された乗算係数ｐと、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とを入力し、下記の式（２５）に示す乗算処理により減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出する。なお、乗算手段１７は既存の乗算器等のハードウェアで構成しても、ソフトウェアで構成しても良い。

減算手段１１は入力後処理後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を入力し、下記の式（２６）に示す減算処理により、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。

第１６図は乗算係数算出手段１６ａの内部構成例を示すブロック図である。同図に示すように、乗算係数算出手段１６ａは、最小値判別手段１８、ルックアップテーブル１９ａ〜１９ｃ、データ選択手段２０、及び減算手段２５から構成される。
入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は、減算手段２５に入力される。減算手段２５は下記の式（２７）で表される減算処理により、減算後データＲ７，Ｇ７，Ｂ７を算出する。なお、減算手段２５は減算手段１１同様、ハードウェア，ソフトウェアのいずれで実現しても良い。

減算手段２５より出力される減算後データＲ７，Ｇ７，Ｂ７は、最小値判別手段１８に入力される。最小値判別手段は、減算後データＲ７，Ｇ７，Ｂ７のうち、いずれの値が最小値であるかを判別し、その判別結果を選択信号Ｓとして出力する。なお、最小値判別手段１８はハードウェア，ソフトウェアのいずれで実現しても良い。
一方、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１は、それぞれルックアップテーブル（ＬＵＴ）１９ａ，１９ｂ，１９ｃにも入力される。
ルックアップテーブル１９ａは、入力処理後の画像データＲ１をアドレスとし、対応する乗算係数があらかじめ記憶されている。したがって、ルックアップテーブル１９ａは、入力処理後の画像データＲ１の値に対応する乗算係数ｐｒ（＜１）を出力する。ルックアップテーブル１９ｂ，１９ｃについても同様であり、ルックアップテーブル１９ｂからは画像データＧ１の値に対応する乗算係数ｐｇ（＜１）が出力され、ルックアップテーブル１９ｃからは画像データＢ１の値に対応する乗算係数ｐｂ（＜１）が出力される。
ルックアップテーブル１９ａ，１９ｂ，１９ｃから出力された乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂは、データ選択手段２０に入力される。データ選択手段２０には、最小値判別手段１８からの選択信号Ｓも入力される。
データ選択手段２０は、選択信号Ｓの内容に従って、乗算係数ｐの候補である乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂのうちから乗算係数ｐを選択して出力する。なお、データ選択手段２０はハードウェア，ソフトウェアのいずれで実現しても良い。
実施の形態４における乗算係数算出手段１６ａは、以上のような動作により乗算係数ｐを算出して出力する。
ここで、ルックアップテーブル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに記憶される乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの一例について述べる。実施の形態４における画像表示装置においては、減算手段１１にて入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を減算することにより黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出することは上述の通りである。理論的には、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４は、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３と等しくなるべきである。
しかし、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は画像表示手段３における黒表示時の輝度、色度または三刺激値に関与するデータであって、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値によっては変化しない。したがって、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４と黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とが等しい場合、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３よりも小さいと、黒補正後データに負の値が発生することになる。そこで、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値が小さい場合に、１より小さい乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂを発生し、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３と乗じて減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４とすることにより、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に負の値が発生することを確実に防止する。
第１７図は、入力処理後の画像データと黒補正後データとの関係例を示すグラフである。入力処理後の画像データＲ１と黒補正後データＲ２が第１７図に示すような関係となるような乗算係数ｐｒをルックアップテーブル１９ａに記憶する場合を考える。この時、Ｒ２は下記の式（２８）で表される。

減算用データＲ４は、黒補正後データＲ２と入力処理後の画像データＲ１の差であるので、下記の式（２９）により表される。

さらに、乗算係数ｐｒは減算用データＲ４の黒近似データＲ３に対する比であり、下記の式（３０）により求めることができる。以上は乗算係数ｐｒについて説明したが、乗算係数ｐｇ，ｐｂについても同様である。

また、実施の形態４においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を減算して得られる減算後データＲ７，Ｇ７，Ｂ７の最小値を最小値判別手段１８によって判別し、最小値判別手段１８の判別結果に基づき、データ選択手段２によって乗算係数ｐを選択するように構成している。このように、減算後データＲ７，Ｇ７，Ｂ７の最小値判別結果を用いることにより、乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂのうちの最小値を乗算係数ｐとして選択することができる。そして、乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂのうちの最小値を乗算係数ｐとして選択することにより、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２において負の値が発生することを確実に防止することが可能となる。
第１８図は、実施の形態４による画像表示装置における、外光の影響がある状態での入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３との関係を表形式で示した説明図である。第１８図においては、Ｒ１＝Ｇ１＝Ｂ１の関係が成立していること、すなわち無彩色のデータが黒補正手段２Ｃへ入力される場合を示している。
第１８図において、各Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２が画像表示手段３に入力された場合の鑑賞者の目に入る色（光）の三刺激値のうち輝度に相当するＹ３の、Ｒ１＝１００，Ｇ１＝１００，Ｂ１＝１００の時（白表示時）のＹ３（Ｙｍａｘ）に対する比を対白比（Ｙ／Ｙｍａｘ）として示している。
ここで、実施の形態１と同じく、画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値をＸ３＝９．５０５，Ｙ３＝１０，Ｚ３＝１０．８９とする。この時、黒近似データはＲ３＝１０，Ｇ３＝１０，Ｂ３＝１０となる。
実施の形態４における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３（Ｒ３＝１０，Ｇ３＝１０，Ｂ３＝１０）の２倍より大きな値である場合においては、外光の影響のない場合と同等の表示が実現されている。一般に、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に比べて１／１０程度と小さい値である場合が多く、本発明の実施の形態４による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、上記実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３以下である領域において輝度が一定となる「黒つぶれ」現象が見られるが、実施の形態４における画像表示装置においては、減算データ算出手段１０Ｂが画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に基づき減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出することにより「黒つぶれ」は生じていない。なお、実施の形態４における画像表示装置において、外光の影響のない場合と同等の表示が実現される入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の範囲は、ルックアップテーブル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに記憶される乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの内容により異なる。
第１９図は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１と輝度刺激値Ｙ３との関係を示したグラフある。同図において、実線は外光の影響がある場合での本発明の実施の形態４による画像表示装置を表し、一点破線は外光の影響がある場合での従来の画像表示装置を表し、点線は外光の影響のない場合を表す。
なお、実施の形態４においては、外光の影響がある場合において、外光の影響のない場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定したが、実施の形態２の考え方を応用することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うように黒近似データの値を設定することもできる。
５．実施の形態５
第２０図はこの発明の実施の形態５による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、黒補正手段２Ｄは、減算データ算出手段１０Ｃ（乗算係数算出手段１６ｂ，乗算手段１７）及び減算手段１１から構成される。同図において、減算手段１１、乗算手段１７は第１５図で示した実施の形態４におけるものと同一のものであり、黒補正手段２Ａが黒補正手段２Ｄに置き換わる以外の全体構成は、第１図で示した実施の形態１と同一である。
上記実施の形態４の場合と同じく、黒補正手段２Ｃに入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は減算データ算出手段１０Ｃに入力され、減算データ算出手段１０Ｃにおいて減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４が算出される。減算データ算出手段１０Ｃは、乗算手段１７と乗算係数算出手段１６ｂから構成される。乗算係数算出手段１６ｂは、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を入力し、乗算係数ｐを算出する。
乗算手段１７は、乗算係数算出手段１６ｂから出力された乗算係数ｐと、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とを入力し、乗算処理により減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出する。減算手段１１は入力後処理後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１及び減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を入力とし、減算処理により黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。減算手段１１及び乗算手段１７の処理は実施の形態４と同様である。
第２１図は、第２０図で示した乗算係数算出手段の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、乗算係数算出手段１６ｂは、最小値判別手段１８Ｂ、ルックアップテーブル１９ａ〜１９ｃ、及びデータ選択手段２０から構成される。なお、ルックアップテーブル１９ａ〜１９ｃ及びデータ選択手段２０は第１６図で示した実施の形態４におけるものと同一である。
実施の形態４においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３の差を最小値判別手段１８に入力し、その最小値判別結果を用いて、乗算係数ｐを乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの中から選択するように構成していた。
一方、実施の形態５における乗算係数算出手段１６ｂにおける最小値判別手段１８Ｂは、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を入力し、その最小値判別結果を用いて、乗算係数ｐを乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの中から選択する選択信号Ｓを出力する。なお、最小値判別手段１８Ｂはハードウェアで構成してもソフトウェアで構成しても良い。また、乗算係数算出手段１６ｂ以外の構成は第１６図で示した実施の形態４と同一であり、詳しい説明は省略する。
実施の形態５における乗算係数算出手段１６ｂを用いても、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３間に大きなバラツキがないため、実施の形態４における乗算係数算出手段１６ａと同じく、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２において負の値が発生することを防止することが可能となる。
したがって、本発明の実施の形態５による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。また、実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３以下である領域において輝度が一定となる「黒つぶれ」現象が見られるが、実施の形態５における画像表示装置においては、ルックアップテーブルに適切な乗算係数を記憶させることにより、「黒つぶれ」を抑制することが可能となる。
また、実施の形態５は、実施の形態２の考え方を応用して黒近似データを設定することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うこともできる。
６．実施の形態６
第２２図はこの発明の実施の形態６による画像表示装置における乗算係数算出手段の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、乗算係数算出手段１６ｃはルックアップテーブル１９ａ〜１９ｃ及び最小値選択手段２１から構成される。なお、ルックアップテーブル１９ａ〜１９ｃは第１６図及び第２１図で示した実施の形態４及び実施の形態５におけるものと同一である。また、黒補正手段２Ｄ内の構成は乗算係数算出手段１６ｂが乗算係数算出手段１６ｃに置き換わる以外は、第２０図で示した実施の形態５と同一である。また、黒補正手段２Ａが黒補正手段２Ｄに置き換わる以外の全体構成は、第１図で示した実施の形態１と同一である。
第２２図に示すように、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１は、ルックアップテーブル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに入力され、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値に対応する乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂが出力される処理は、上記実施の形態５と同一である。ルックアップテーブル１９ａ，１９ｂ，１９ｃから出力された乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂは、最小値選択手段２１に入力され、最小値選択手段２１は、乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの中の最小値を乗算係数ｐとして出力する。なお、最小値選択手段２１はハードウェアで構成してもソフトウェアで構成しても良い。
実施の形態６における乗算係数算出手段１６ｃにおいては、乗算係数ｐｒ，ｐｇ，ｐｂの中の最小値を乗算係数ｐとして出力するので、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２において負の値が発生することを防止することが可能となる。したがって、本発明による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３以下である領域において輝度が一定となる「黒つぶれ」現象が見られるが、実施の形態５における画像表示装置においては、ルックアップテーブルに適切な乗算係数を記憶させることにより、「黒つぶれ」を抑制することが可能となる。
また、実施の形態６は、実施の形態２の考え方を応用して黒近似データを設定することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うこともできる。
７．実施の形態７
第２３図はこの発明の実施の形態７による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、入力画像処理手段１、黒補正手段２Ａ、画像表示手段３、及び黒近似データ発生手段４は、第１図で示した実施の形態１におけるものと同一であり、新たに黒近似データ算出手段５、及び外光検出手段６が追加された点が実施の形態１と異なる。すなわち、黒補正手段２Ａ、黒近似データ発生手段４、黒近似データ算出手段５及び外光補正手段６によって黒補正部１１３を構成している。
外光検出手段６は、画像表示手段３の所定の画面の表面に照射する外光の三刺激値Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４を検出し、外光検出データとして黒近似データ算出手段５に出力する。
黒近似データ算出手段５は、外光検出手段６から出力された外光の三刺激値Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４を入力し、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出して、算出した黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を黒近似データ発生手段４に設定する。
一方、画像表示装置に入力された３つの色データからなる画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉは入力画像処理手段１に入力される。入力画像処理手段１は、入力された画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに入力画像処理を施し、３つの色データからなる入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を出力する。ここで、入力画像処理としては、入力される画像データの特性に応じた階調補正処理や画素数変換処理、色変換処理などが考えられる。黒近似データ発生手段４は、黒近似データ算出手段５により設定された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を保持しており、この黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を発生して黒補正手段２Ａに出力する。
黒補正手段２Ａは、上記入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を入力とし、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。黒補正手段２Ａから出力された黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２は画像表示手段３へと送られる。画像表示手段３３では、各画素が対応する黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の値に応じて発光し、画像表示される。ここで、画像表示手段としては液晶パネルやＣＲＴなどが考えられる。黒補正手段２Ａにおいて、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２が算出される処理は、上記実施の形態１と同様であるため詳しい説明は省略する。また、黒補正手段２Ａを実施の形態２〜実施の形態６に示した構成で実現することもできる。
ここで、黒近似データ算出手段５において、外光の三刺激値Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４から黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出する処理について説明する。黒近似データ算出手段５においては、まず、外光の三刺激値Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４から画像表示手段３の所定の画面の表面における外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を算出する。外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の算出は、画像表示手段３の所定の画面の表面における反射率や分光反射率特性などの情報を用いて行うことができる。例えば、画像表示手段３の所定の画面の表面における反射率がａ１であり、すべての波長の光を均一に反射するとすると、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は下記の式（３１）により算出できる。

次に、算出した外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２より、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を算出するのであるが、外光の反射光の三刺激値Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２からの黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３の算出方法については、既に実施の形態１に述べた通りである。
実施の形態７における画像表示装置は、外光検出手段６において画像表示手段の表面に照射する外光の三刺激値を検出し、検出結果により黒近似データを算出するため、あらかじめ黒近似データを設定することなく、画像表示装置が使用される環境に沿って自動的に適切な黒近似データが設定される。
したがって、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
なお、実施の形態７においては、外光検出手段６が反射光の三刺激値を検出し、外光検出データとして出力する場合について示したが、外光検出手段６は、反射光の輝度のみを検出してもよい。この場合、検出された輝度が外光検出データとして黒近似データ算出手段５へと出力される。輝度のみから黒近似データを算出する手順については、既に実施の形態１で述べた通りである。
８．実施の形態８
第２４図はこの発明の実施の形態８による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、入力画像処理手段１、画像表示手段３及び黒近似データ発生手段４は第１図で示した実施の形態１におけるものと同一であり、黒補正手段２Ａに置き換わってルックアップテーブル９及びテーブルデータ書込手段２２が用いられた点が実施の形態１と異なる。すなわち、黒近似データ発生手段４、ルックアップテーブル９、及びテーブルデータ書込手段２２によって黒補正部１１４を構成している。
実施の形態８における画像表示装置は、黒補正手段における処理をルックアップテーブル９により実現している。
テーブルデータ書込手段２２は、黒近似データ発生手段４からの黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を入力し、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を用いて、入力処理手段後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１のすべての組み合わせに対して、（実施の形態１〜実施の形態７のいずれかの黒補正手段から出力されるべき）黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の値をあらかじめ算出する。
そして、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出した後、テーブルデータ書込手段２２は、入力処理手段後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値を書き込みアドレスとし、算出された黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の値をテーブルデータＴＤとして、ルックアップテーブル９への書き込みを行う。入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に対する黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の算出方法は、上述した各実施の形態で述べた方法を使用することができる。なお、テーブルデータ書込手段２２はハードウェアで構成してもソフトウェアで構成しても良い。
ルックアップテーブル９による黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の算出は、書き込まれたテーブルデータＴＤを読み出すことにより実現される。ルックアップテーブル９には、入力画像処理手段１からの入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が読み出しアドレスとして入力され、該アドレスに記憶されるテーブルデータＲ２，Ｇ２，Ｂ２が黒補正後データとして出力される。
ここで、黒補正後データＲ２が入力処理後の画像データＲ１のみに依存する値であり、入力処理後データＧ１およびＢ１には依存しない場合、黒補正後データＲ２は、入力処理後の画像データＲ１のみをアドレスとした１次元のルックアップテーブルにより算出することができる。同じく、黒補正後データＧ２が入力処理後の画像データＧ１のみに依存する値であり、入力処理後の画像データＲ１およびＢ１には依存しない場合、黒補正後データＧ２は、入力処理後の画像データＧ１のみをアドレスとした１次元のルックアップテーブルにより算出することができる。また、黒補正後データＢ２が入力処理後の画像データＢ１のみに依存する値であり、入力処理後の画像データＲ１およびＧ１には依存しない場合、黒補正後データＢ２は、入力処理後の画像データＢ１のみをアドレスとした１次元のルックアップテーブルにより算出することができる。
一方、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２がそれぞれ入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の組み合わせに依存する値である場合、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１をアドレスとした３次元のルックアップテーブルにより算出することとなる。
実施の形態８における画像表示装置は、実施の形態１〜実施の形態７における黒補正手段における処理をルックアップテーブルにより実現しており、回路構成が簡単である。なぜならば、ルックアップテーブルは画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１をアドレスとし、黒補正後画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の値を読みだす方式のメモリで実現することができるからである。また、ルックアップテーブルを用いることにより、テーブルの内容を自由に設定して自由度が高めることが可能であること、テーブルの内容を書き換えて処理内容を変更可能であること等の効果を奏する。
さらに、実施の形態８の画像表示装置は、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、実施の形態８は、実施の形態２の考え方を応用して黒近似データを設定することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うこともできる。
９．実施の形態９
第２５図は、この発明の実施の形態９による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、入力画像処理手段１、黒補正手段２Ａ、及び黒近似データ発生手段４は、第１図で示した実施の形態１におけるものと同一であり、画像表示手段３に置き換わって画像表示手段３Ｂ及び階調変換手段７が追加された点が実施の形態１と異なる。したがって、黒補正手段２Ａ、黒近似データ発生手段４及び階調変換手段７によって黒補正部１１５を構成している。
上記実施の形態１〜実施の形態７においては、画像表示手段として、入力される外光補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２の大きさと、表示される色（光）の三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の関係が、下記の式（３２）で表される画像表示手段３、すなわち入力される外光補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に対して三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１が線形に変化する（線形な階調特性を持つ）画像表示手段を想定していた。

しかし、実在の画像表示手段には階調特性が非線形であり、入力されるデータに対して三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１が非線形となるものも多い。実施の形態９における画像表示手段３Ｂは非線形な階調特性を持ち、入力される階調変換後画像データＲ８，Ｇ８，Ｂ８と表示される三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の関係が下記の式（３３）で表される。

式（３３）において、ｆ（ｘ）はｘの関数であり、画像表示手段３Ｂにおける階調特性を表す。本実施の形態における画像表示手段３Ｂにおいては、ｆ（ｘ）は非線形な関数となる。
以下、第２５図を参照して、実施の形態９の画像表示装置の動作について説明する。画像表示装置に入力された３つの色データからなる画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉは入力画像処理手段１に入力される。入力画像処理手段１は、入力された画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに入力画像処理を施し、３つの色データからなる入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を出力する。一方、黒近似データ発生手段４は、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を保持しており、黒補正手段２Ａへと発生する。黒補正手段２Ａは、上記入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３を入力とし、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。以上の処理は、上記実施の形態１におけるものと同一である。
なお、黒補正手段２Ａにおいて、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２が算出される処理は、上記実施の形態１と同様であるため詳しい説明は省略する。また、黒補正手段２Ａを実施の形態２〜実施の形態６に示した構成で実現することもできる。
黒補正手段２Ａから出力された黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２は階調変換手段７へと送られる。階調変換手段７では、下記の式（３４）で表される階調変換を行い、階調変換後画像データＲ８，Ｇ８，Ｂ８を出力する。なお、階調変換手段７はハードウェアで構成してもソフトウェアで構成しても良い。

式（３４）において、ｇ（ｘ）は画像表示手段３Ｂの階調特性ｆ（ｘ）の逆関数であり、ｇ（ｆ（ｘ））＝ｆ（ｇ（ｘ））＝１となる。階調変換手段７から出力された階調変換後データＲ８，Ｇ８，Ｂ８は、画像表示手段３Ｂに入力される。ここで、画像表示手段３Ｂにおいて、入力される階調補正後画像データＲ８，Ｇ８，Ｂ８と表示される三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の関係は式（３３）で表される。一方、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と階調補正後画像データＲ８，Ｇ８，Ｂ８は式（３４）で表される。したがって、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２と画像表示手段３Ｂに表示される三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の関係は、下記の式（３５）で表される。

式（３５）より、画像表示手段３Ｂに表示される三刺激値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１は、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に対して線形となる。よって、黒補正手段２Ａに相当する処理は、上記実施の形態１から７までと同一の処理を行うことができる。
実施の形態９における画像表示装置は、黒補正後データに対して、画像表示手段の階調特性の逆関数で表される階調変換を施すので、画像表示手段の階調特性が非線形である場合においても、外光の影響がある場合でも、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、実施の形態９は、実施の形態２の考え方を応用して黒近似データを設定することにより、外光の影響に加え、画像表示手段の特性により黒表示時の三刺激値が大きな値となる場合において、黒表示時の三刺激値が０である場合と同等の表示を行うこともできる。
１０．実施の形態１０
第２６図はこの発明の実施の形態１０による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、黒補正手段２Ｅは、減算データ算出手段１０Ｄ（調整データ算出手段２３，減算手段２６）及び減算手段１１から構成される。同図において、減算手段１１は第１５図で示した実施の形態４におけるものと同一のものであり、黒補正手段２Ａが黒補正手段２Ｅに置き換わる以外の全体構成は、第１図で示した実施の形態１と同一である。また、黒補正手段２Ｅを実施の形態２〜実施の形態６に示した構成で実現することもできる。
実施の形態４の場合と同じく、黒補正手段２Ｅに入力された黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は減算データ算出手段１０Ｄに入力され、減算データ算出手段１０Ｄにおいて減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４が算出される。減算データ算出手段１０Ｄは、調整データ算出手段２３と減算手段２６から構成される。
調整データ算出手段２３は、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１を入力し、画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１に基づき調整データｓｕを算出する。
減算手段２６は、調整データ算出手段２３から出力された調整データｓｕと、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とを入力し、下記の式（３６）に示す減算処理により減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出する。

減算手段１１は入力後処理後データＲ１，Ｇ１，Ｂ１および減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を入力とし、下記の式（３７）に示す減算処理により、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出して出力する。

第２７図は調整データ算出手段２３の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、ルックアップテーブル１９ｄ〜１９ｆ及び最大値選択手段２４から構成される。
入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１は、ルックアップテーブル１９ｄ、１９ｅ、１９ｆに入力される。ルックアップテーブル１９ｄ，１９ｅ，１９ｆは、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値に対応する調整データｓｕｒ、ｓｕｇ、ｓｕｂを出力する。
最大値選択手段２４は、ルックアップテーブル１９ｄ、１９ｅ、１９ｆから出力された調整データｓｕｒ、ｓｕｇ、ｓｕｂのうち、最大値をとる調整データを調整データｓｕとして出力する。
ここで、ルックアップテーブル１９ｄ、１９ｅ、１９ｆに記憶される調整データｓｕｒ、ｓｕｇ、ｓｕｂの一例について述べる。実施の形態１０における画像表示装置においては、減算手段１１にて入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１から減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を減算することにより黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を算出することは上述の通りである。理論的には、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４は、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３と等しくなるべきである。しかし、黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３は画像表示手段３における黒表示時の輝度、色度または三刺激値に関与するデータであって、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値によっては変化しない。したがって、減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４と黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３とが等しい場合、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３よりも小さいと、黒補正後データに負の値が発生することになる。
そこで、ルックアップテーブル１９ｄ〜１９ｆは、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１の値が小さい場合に、正の値を持つ調整データｓｕｒ、ｓｕｇ、ｓｕｂを発生し、減算データ算出手段１０は黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３に対して調整データｓｕによる減算処理を施して減算用データＲ４，Ｇ４，Ｂ４を算出することにより、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に負の値が発生することを確実に防止する。
第２８図は、入力処理後の画像データと黒補正後データの関係の一例を表すグラフである。入力処理後の画像データＲ１と黒補正後データＲ２が第２８図に示すような関係となるような調整データｓｕｒをルックアップテーブル１９ｄに記憶する場合を考える。この時、黒補正後画像データＲ２は下記の式（３８）で表される。

減算用データＲ４は、黒補正後データＲ２と入力処理後の画像データＲ１の差であるので、下記の式（３９）により表される。

さらに、調整データｓｕｒは黒近似データＲ３と減算用データＲ４の差であり、下記の式（４０）により求めることができる。なお、式（４０）の黒近似データＲ３の値は、図示しないテーブルデータ書込み手段等を用いてルックアップテーブル１９ｄに予め書き込んでおけば良い。以上はｓｕｒについて説明したが、ｓｕｇ、ｓｕｂについても同様である。

実施の形態１０における調整データ算出手段２３においては、調整データｓｕｒ、ｓｕｇ、ｓｕｂの中の最大値を調整データｓｕとして出力するので、黒補正後データＲ２，Ｇ２，Ｂ２において負の値が発生することを防止することが可能となる。したがって、本発明の実施の形態１０による画像表示装置によれば、外光の影響がある場合においても、多くの割合のデータで外光の影響のない状態と同等の表示が可能となり、鑑賞者にとってコントラストの大きい、視認性の良い画像を提供することが可能となる。
また、上記実施の形態１における画像表示装置においては、入力処理後の画像データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が黒近似データＲ３，Ｇ３，Ｂ３以下である領域において輝度が一定となる「黒つぶれ」現象が見られるが、本実施の形態における画像表示装置においては、ルックアップテーブルに適切な調整データを記憶させることにより、「黒つぶれ」を抑制することが可能となる。
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示すブロック図である。
第２図は、第１図で示した黒補正手段の内部構成例を示すブロック図である。
第３図は、実施の形態１による画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第４図は、外光の影響のない状態での鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第５図は、入力処理後の画像データと輝度刺激値との関係を示すグラフである。
第６図は、この発明の実施の形態２における画像表示装置の構成を示すブロック図である。
第７図は、実施の形態２による画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第８図は、外光の影響がある状態での鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第９図は、仮想画像表示装置の鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第１０図は、入力処理後の画像データと輝度刺激値の関係を示したグラフである。
第１１図は、この発明の実施の形態３による画像表示装置における黒補正手段の構成を示すブロック図である。
第１２図（ａ）〜（ｃ）は、減算後データと加算用データとの関係を示すグラフである。
第１３図は、本実施の形態による画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第１４図は、入力処理後の画像データと輝度刺激値との関係を示したグラフである。
第１５図は、この発明の実施の形態４による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。
第１６図は、乗算係数算出手段の内部構成例を示すブロック図である。
第１７図は、入力処理後の画像データと黒補正後データとの関係例を示すグラフである。
第１８図は、実施の形態４による画像表示装置を鑑賞する鑑賞者の目に入る光のＣＩＥ　ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第１９図は、入力処理後の画像データと輝度刺激値との関係を示したグラフある。
第２０図は、この発明の実施の形態５による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。
第２１図は、第２０図で示した乗算係数算出手段の構成例を示すブロック図である。
第２２図は、この発明の実施の形態６による画像表示装置における乗算係数算出手段の構成例を示すブロック図である。
第２３図は、この発明の実施の形態７による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
第２４図は、この発明の実施の形態８による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
第２５図は、この発明の実施の形態９による画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
第２６図は、この発明の実施の形態１０による画像表示装置における黒補正手段の構成例を示すブロック図である。
第２７図は、調整データ算出手段の構成例を示すブロック図である。
第２８図は、入力処理後の画像データと黒補正後データの関係の一例を表すグラフである。
第２９図は、従来の画像表示装置の一構成例を表したブロック図である。
第３０図は、第２９図における入力画像処理手段の一構成例を表したブロック図である。
第３１図は、外光の影響のない状態で鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第３２図は、画像表示手段へと入力される画像データと輝度刺激値の関係を示したグラフである。
第３３図は、外光の影響がある状態における、鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式で示した説明図である。
第３４図は、画像表示手段へと入力されると輝度刺激値の関係を示したグラフである。
第３５図は、画像表示手段における表示の明るさを通常の２倍とし場合で外光の影響がある状態における、鑑賞者の目に入る色の三刺激値との関係を表形式に示した説明図である。Technical field
The present invention relates to an image display device that displays a color image such as a monitor or a projector, and in particular, an image display device used in an environment where external light is present, and an image display in which luminance during black display is a large value due to its characteristics. Equipment related.
Background art
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of a conventional image display device. Hereinafter, the operation of the conventional image display device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 29, the image display device comprises an input image processing means 1 and an image display means 3.
As shown in FIG. 29, image data Ri, Gi, Bi consisting of three color (RGB) data inputted to the image display device are inputted to the input image processing means 1. The input image data Ri, Gi, Bi are subjected to input image processing described later in the input image processing means 1, and are output as image data R1, G1, B1 composed of three color data. The image data R1, G1, and B1 output from the input image processing means 1 are sent to the image display means 3. In the image display means 3, each pixel emits light according to the value of the corresponding image data, and an image is displayed. Here, a liquid crystal panel, a CRT, or the like can be used as the image display means.
FIG. 30 is a block diagram showing one configuration example of the input image processing means 1 in FIG. As shown in FIG. 30, the input image processing means 1 includes a pixel number conversion means 101, a color conversion means 102, and a gradation conversion means 103.
Hereinafter, the operation of the input image processing means 1 will be described. The image data Ri, Gi, Bi input to the input image processing means 1 are input to the pixel number conversion means 101, subjected to pixel number conversion so as to match the number of display pixels in the image display means 3, and output. .
The output from the pixel number conversion unit 101 is input to the color conversion unit 102 and subjected to a color conversion process in consideration of the color reproduction characteristics of the image display unit 3. By performing this color conversion processing, it is possible to realize display with desired color reproduction on the image display unit 3.
The output from the color conversion means 102 is input to the gradation conversion means 103, where gradation correction processing according to the characteristics of the image display means 3 is performed, and output as image data R1, G1, B1. Note that the pixel number conversion unit 101, the color conversion unit 102, and the gradation conversion unit 103 may be configured by hardware or software.
Next, the relationship between the size of the image data R1, G1, and B1 input to the image display means 3 and the color (light) displayed on the image display means 3 will be described below. When image data R1, G1, and B1 are input to the image display means 3 in a state where there is no influence of external light, the color (light) displayed on the image display means 3 is based on the CIE XYZ color system. The stimulus values (hereinafter abbreviated as “tristimulus values”) are X1, Y1, and Z1. As the image display means 3, the relationship between the size of the input image data R1, G1, B1 and the tristimulus values X1, Y1, Z1 of the displayed color (light) is represented by the following equation (1). Such an image display device is assumed. Here, Y1 is a value corresponding to luminance.

In the equation (1), axr, ayr, azr, axg, ayg, azg, axb, ayb, azb, and Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are values that depend on the characteristics of the image display unit 3, and in particular, Xbk1, Ybk1, Zbk1 is a tristimulus value of a color (light) displayed on the image display unit 3 when the image display unit 3 displays black in a state where there is no shadow of external light, that is, when R1 = G1 = B1 = 0. Here, it is assumed that axr, ayr, azr, axg, ayg, azg, axb, ayb, and azb are values represented by the following equation (2).

Further, the image data R1, G1, and B1 input to the image display means 3 are integers, and are values in a range represented by the following equation (3).

Theoretically, the tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 during black display should all be "0", but actually have a value larger than "0". Further, tristimulus values of reflected light generated by irradiating the surface of the image display unit 3 with external light and reflecting the external light on the surface of the image display unit 3 are defined as X2, Y2, and Z2. In this case, the tristimulus values X3, Y3, and Z3 of the light that enter the eyes of the viewer viewing the image display device are the tristimulus values X1 and X1 of the color displayed on the image display means 3 by the input signals R1, G1, and B1. It is represented by the sum of Y1, Z1 and the tristimulus values X2, Y2, Z2 of the reflected light. That is, X3, Y3, and Z3 are represented by the following equation (4). The viewer feels as if the colors represented by X3, Y3, and Z3 were displayed on the image display means 3.

From equation (4), Xbk1 + X2, Ybk1 + Y2, and Zbk1 + Z2 are tristimulus values for black display in the image display unit 3 in consideration of the influence of external light. From equation (4), the change in the tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 during black display without the influence of external light and the change in the values of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light. The change has an equivalent effect on the tristimulus values X3, Y3, Z3 of the light entering the viewer's eyes. Therefore, the case where the values of Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are fixed and the values of X2, Y2, and Z2 change due to the influence of external light will be described below. The same applies to the case where the values of Xbk1, Ybk1, and Zbk1 change. The idea is applicable. Here, it is assumed that Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are values shown in Expression (5).

FIG. 31 shows R1, G1, B1 input to the image display means 3 and the color (light) seen by the viewer when there is no influence of external light, that is, when X2 = Y2 = Z2 = 0. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between the tristimulus values X3, Y3, and Z3 in a table format. FIG. 31 shows a case where the relationship of R1 = G1 = B1 holds, that is, a case where achromatic data is input to the image display means 3.
First, a case where there is no influence of external light will be considered with reference to FIG. When there is no influence of external light, X2 = Y2 = Z2 = 0. When 100, 100, and 100, which are the maximum values of the image data R1, G1, and B1, are input to the image display means 3, the tristimulus value of the color (light) that can be seen by the viewer depends on the influence of external light. In the absence of such a condition, X1 = 96.05, Y1 = 101 and Z1 = 109.9. On the other hand, when 0,0,0, which is the minimum value of the image data R1, G1, B1, is input to the image display means 3, the tristimulus value of the color (light) that enters the eyes of the viewer is In a state where there is no influence, X1 = 1, Y1 = 1, and Z1 = 1.
In FIG. 31, among the three stimulus values of color (light) that can be seen by the viewer when R1, G1, and B1 are input to the image display means 3, R1 = 100, G1 of Y3 corresponding to luminance. = 100, the ratio to Y3 when B1 = 100 (when displaying white) is shown as a ratio to white (Y / Ymax). The smaller this value is for each image data, the viewer can perceive the image displayed on the image display means 3 as an image with high contrast and good visibility.
FIG. 32 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 input to the image display means 3 and the luminance stimulus value Y3.
Subsequently, display of an image on the image display means 3 of the conventional image display device when the conventional image display device is used in an environment where there is an influence of external light will be described below.
FIG. 33 is an explanatory diagram showing the relationship between R1, G1, and B1 and the tristimulus values X3, Y3, and Z3 of the color (light) that can be seen by the viewer in the form of a table under the influence of external light. It is. Note that FIG. 33 shows that the relationship of R1 = G1 = B1 is established, that is, the case where achromatic data is input to the image display means 3.
Here, the three stimulus values of the reflected light of the external light on the surface of the image display means 3 are X2 = 9.505, Y2 = 10, and Z2 = 10.89. When the maximum value of R1, G1, B1 of 100, 100, 100 is input to the image display means 3, the tristimulus value of the color (light) that can be seen by the viewer is X3 = 105.555, Y3. = 111.000, Z3 = 120.790. On the other hand, when 0, 0, 0, which is the minimum value of R1, G1, B1, is input to the image display means 3, the tristimulus value of the color (light) that enters the viewer's eyes is X3 = 10.505. , Y3 = 11.1000 and Z3 = 11.890.
In FIG. 33, among the three stimulus values of the color (light) that can be seen by the viewer when each of R1, G1, and B1 is input to the image display means 3, R1 = 100, The ratio to Y3 (Ymax) when G1 = 100 and B1 = 100 (during white display) is shown as a ratio to white (Y / Ymax). Compared with the case where there is no influence of external light shown in FIG. 31, the value becomes larger as a whole when there is influence of external light, and the contrast is small for the viewer when there is influence of external light. This makes the user feel as an image with poor visibility.
FIG. 34 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 input to the image display means 3 and the luminance stimulus value Y3. In the figure, a solid line indicates a case where there is an influence of external light, and a dotted line indicates a case where there is no influence of external light.
In order to improve the decrease in contrast due to the influence of external light, it is conceivable to increase the brightness of the display on the image display means 3 when the influence of external light is present. For example, assuming that the brightness of the display on the image display means 3 is twice that of the above case, the values of the tristimulus values X1, Y1, and Z1 of the color (light) displayed on the image display means 3 are doubled.
In FIG. 35, the brightness of the display on the image display means 3 is set to twice that of the above case, and R1, G1, B1 and the color (light) of the viewer's eyes under the influence of external light are shown. It is explanatory drawing which showed the relationship with stimulus values X3, Y3, and Z3 in table format. FIG. 35 shows a case where the relationship of R1 = G1 = B1 is satisfied, that is, a case where achromatic data is input to the image display means 3. Here, as in the case of FIG. 33 described above, the tristimulus values of the external light reflected on the surface of the image display means 3 are X2 = 9.505, Y2 = 10, and Z2 = 10.89.
Also in FIG. 35, when each of R1, G1, and B1 is input to the image display means 3, of the three stimulus values of the color (light) that can be seen by the viewer, Y1 corresponding to luminance, R1 = 100, The ratio to Y3 (Ymax) when G1 = 100 and B1 = 100 (during white display) is shown as a ratio to white (Y / Ymax). By doubling the brightness of the display on the image display means 3, the value of the white ratio is smaller than that of the case shown in FIG. Approaching. However, compared to FIG. 112, the value is still large. Furthermore, there is a technical background that it is very difficult to double the brightness of the display on the image display means 3 due to the problem of cost, the problem of power consumption, and the problem of service life.
As described above, in the conventional image display device, when there is an influence of external light or when the luminance at the time of black display has a large value due to the characteristics of the image display means, the luminance displayed for each image data is large. However, there is a problem that the ratio of white to white (Y / Ymax), which is the ratio to the luminance at the time of white display, is significantly increased, and the viewer feels that the image has low contrast and poor visibility.
Further, it is very difficult to reduce an increase in the ratio of luminance to white display by increasing display brightness in an image display device due to cost problems, power consumption problems, and service life problems. However, there is a problem that the improvement effect is small.
Disclosure of the invention
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is intended for viewers even when there is an influence of external light or when the brightness during black display becomes a large value due to the characteristics of the image display means. Can display images with low contrast and good visibility, and reduce the increase in the ratio of luminance to white display, resulting in problems such as an increase in cost and power consumption in the image display means and a decrease in the service life. It is an object of the present invention to obtain an image display device that does not use the image.
A first aspect of the image display device according to the present invention is a black correction unit that executes black correction processing for correcting black reproducibility on image data including color data and outputs black-corrected image data; Image display means for displaying an image on a predetermined screen based on the image data after black correction, wherein the black correction section executes the black correction processing based on characteristics of the image display means at the time of black display.
In the second aspect of the image display device according to the present invention, the color data includes a predetermined number of color data, and the black correction unit performs a black display based on the black display characteristic of the image display unit. Black approximate data generating means for generating black approximate data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values; and performing a subtraction process on the image data based on the black approximate data by the predetermined number. Black correction means for executing the image data after the black correction by executing for each color data unit.
In a third aspect of the image display device according to the present invention, the black correction means subtracts the black approximation data from the image data by the predetermined number of color data units to obtain subtracted data, And a limiter for obtaining the black-corrected image data by setting color data that is less than “0” among the predetermined number of color data in the post-subtraction data to 0.
In a fourth aspect of the image display device according to the present invention, the black correction means subtracts the approximate black data from the image data into the predetermined number of color data units to obtain subtracted data, Addition data generating means for generating addition data of "0" or more based on the post-subtraction data; and adding the addition data to the post-subtraction data in units of the predetermined number of color data to produce the black-corrected image. Adding means for obtaining data.
In a fifth aspect of the image display device according to the present invention, the black correction means calculates subtraction data by multiplying the black approximation data by a multiplication coefficient of “1” or less based on the image data to obtain subtraction data. Means for subtracting the subtraction data from the image data by the predetermined number of color data units and outputting subtracted data as the black-corrected image data.
In a sixth aspect of the image display device according to the present invention, the subtraction data calculation means includes a multiplication coefficient calculation means for calculating a multiplication coefficient of “1” or less based on the image data; Multiplication means for multiplying by a multiplication coefficient to obtain subtraction data, wherein the multiplication coefficient calculation means outputs a predetermined number of multiplication coefficient candidates corresponding to the predetermined number of color data based on the image data. A candidate output unit; and a minimum value selecting means for selecting a minimum one of the predetermined number of multiplication coefficient candidates and outputting the multiplication coefficient.
In a seventh aspect of the image display device according to the present invention, the black correction means subtracts adjustment data of “0” or more based on the image data from the black approximation data to obtain subtraction data calculation. Means for subtracting the subtraction data from the image data by the predetermined number of color data units and outputting subtracted data as the black-corrected image data.
In an eighth aspect of the image display device according to the present invention, the color data includes a predetermined number of color data, and the black correction unit performs a black display based on the black display characteristic of the image display unit. Black approximation data generating means for generating black approximation data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity and tristimulus values, a lookup table for storing table data, the black approximation data and the image data And a table data writing means for writing table data from which one of the black-corrected image data can be derived to a lookup table, wherein the lookup table refers to the table data and is based on the image data. Obtain the image data after the black correction.
In a ninth aspect of the image display device according to the present invention, the color data includes a predetermined number of color data, and the black correction unit performs a black display based on the black display characteristic of the image display unit. Black approximate data generating means for generating black approximate data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values; and subtracting the black approximate data from the image data into the predetermined number of color data units A black correction means for processing and outputting the black-corrected image data; and a gray-scale conversion means for performing gray-scale conversion on the black-corrected image data and outputting the gray-corrected image data; Includes image display means for displaying an image on the predetermined screen based on the image data after the gradation correction, wherein the gradation conversion means includes a luminance, a chromaticity, and a color of a color displayed on the image display means. At least of the stimulus values One is, as a linear to the black-corrected data to obtain image data after the gradation correction.
In a tenth aspect of the image display device according to the present invention, the color data includes a predetermined number of color data, and the black correction unit is configured to illuminate the external display with the luminance in the external light irradiated on the predetermined screen surface of the image display unit. External light detection means for detecting at least one of chromaticity and tristimulus values and outputting external light detection data, based on the external light detection data, and based on the characteristics of the image display means at the time of black display. Black approximation data calculating / generating means for calculating and generating black approximation data.
In an eleventh aspect of the image display device according to the present invention, the characteristic of the image display means at the time of black display includes a characteristic of reflected light of external light on the surface of the predetermined screen of the image display means.
In a twelfth aspect of the image display device according to the present invention, the characteristic of the reflected light of the external light includes at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of a color in the reflected light of the external light.
In the thirteenth aspect of the image display device according to the present invention, the black approximate data is a color of a color displayed when the black approximate data is input to the image display unit when there is no influence of external light. The difference between the image index value, which is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values, and the image index value at the time of black display of the image display means is the image index value in the reflected light of the external light. Includes black approximation data whose value is set to
In a fourteenth aspect of the image display device according to the present invention, the characteristic of the image display means at the time of black display is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of a color at the time of black display of the image display means. Further included.
In a fifteenth aspect of the image display device according to the present invention, the black approximate data is a color of a color displayed when the black approximate data is input to the image display means when there is no influence of external light. The difference between the image index value, which is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value, and the image index value at the time of black display of the image display means, when the image display means is affected by external light. It includes black approximation data whose value is set to be the image index value of the color at the time of black display.
In a sixteenth aspect of the image display device according to the present invention, the characteristics of the image display means at the time of black display include brightness, chromaticity, and three-states at the time of black display of the image display means in a state where there is no influence of external light. Contains at least one of the stimulus values.
According to the first aspect of the image display device according to the present invention, based on the black-corrected image data obtained by executing the black correction process based on the black display characteristic of the image display means by the black correction unit, the image display means Since an image is displayed on a predetermined screen, it is possible to display an image with low contrast and good visibility for the viewer.
At this time, since the image display means does not need to change the brightness of the display, problems such as an increase in cost and power consumption and a decrease in the useful life of the image display means do not occur.
According to the second aspect of the image display device according to the present invention, a relatively simple process of executing a subtraction process based on black approximation data on image data by a predetermined number of color data units by black correction means. Thus, image data after black correction can be obtained.
According to the third aspect of the image display device according to the present invention, by providing the limiter, it is possible to avoid a problem that the image data after black correction becomes less than “0”.
According to the fourth aspect of the image display device of the present invention, the addition means performs addition processing of addition data of “0” or more based on the subtracted data in a predetermined number of color data units based on the subtracted data. Since the image data after black correction is obtained, it is possible to avoid a problem that the image data after black correction becomes less than “0” even when the value of the data after subtraction is small.
According to the fifth aspect of the image display device according to the present invention, the subtraction data calculation unit multiplies the black approximation data by a multiplication coefficient of “1” or less based on the image data to obtain subtraction data. Even when the value of the image data is small, it is possible to avoid a problem that the image data after black correction becomes less than “0”.
According to the sixth aspect of the image display device of the present invention, the minimum value selection unit selects the minimum candidate multiplication coefficient among the predetermined number of multiplication coefficient candidates as the multiplication coefficient. Even if it is small, it is possible to reliably avoid the problem that the image data after black correction becomes less than “0”.
According to the seventh aspect of the image display device of the present invention, the subtraction data calculating means subtracts the adjustment data of “0” or more based on the image data from the black approximation data to obtain subtraction data. Even when the value of the image data is small, it is possible to avoid a problem that the image data after black correction becomes less than “0”.
According to the eighth aspect of the image display device of the present invention, the main part of the black correction unit is realized by the look-up table, thereby simplifying the circuit configuration.
According to the ninth aspect of the image display device according to the present invention, the gradation conversion unit is configured to output at least one of the luminance, chromaticity, and tristimulus value of the color displayed on the image display unit to the data after black correction. In order to obtain the image data after the gradation correction so as to be linear with respect to the image, even if the gradation characteristic of the image display means is non-linear, an image display with low contrast and good visibility can be performed for the viewer. To play.
According to the tenth aspect of the image display device according to the present invention, external light detection is performed by detecting at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values in external light applied to a predetermined screen surface of the image display means. By providing the external light detecting means for outputting data, it is not necessary to set black approximate data in advance, and black approximate data suitable for the environment in which the image display device is used can always be obtained.
According to the eleventh aspect of the image display device according to the present invention, since the characteristic of the image display means at the time of black display includes the characteristic of reflected light of external light on the surface of the predetermined screen of the image display means, , An image display with low contrast and good visibility can be performed for the viewer.
According to the twelfth aspect of the image display device of the present invention, the characteristic of the image display means at the time of black display includes at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of a color in reflected light of external light. Therefore, when the tristimulus value of the color at the time of black display becomes a large value due to the influence of external light, an image can be displayed with low contrast and high visibility for the viewer.
According to the thirteenth aspect of the image display device of the present invention, the brightness, chromaticity, and three colors of the color displayed when the black approximate data is input to the image display means in a state where there is no influence of external light. A black approximation in which a value is set such that a difference between an image index value that is at least one of the stimulus values and the image index value at the time of black display of the image display means is the image index value in reflected light of external light. By using the data, an image with low contrast and good visibility can be displayed for the viewer even when there is an influence of external light.
According to the fourteenth aspect of the image display device of the present invention, the characteristic of the image display means at the time of black display is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of the color at the time of black display of the image display means. Therefore, even when at least one of the luminance, chromaticity, and tristimulus value of the color in the black display of the image display means is increased, an image display with low contrast and good visibility for the viewer can be performed.
According to the fifteenth aspect of the image display device of the present invention, the luminance, chromaticity, and color of the color displayed when the black approximation data is input to the image display means when there is no influence of external light. The difference between the image index value that is at least one of the stimulus values and the image index value of the color during black display of the image display unit is different from the color index during black display of the image display unit when there is an influence of external light. Since it includes the black approximation data whose value is set to be the image index value, even when the image index value of the color in the black display of the image display means becomes large in addition to the influence of external light, the contrast for the viewer is high. , An image with good visibility can be displayed.
According to the sixteenth aspect of the image display device of the present invention, the characteristic of the image display means at the time of black display is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of the color at the time of black display of the image display means. Therefore, even when at least one of the luminance, chromaticity, and tristimulus value of the color in the black display of the image display means increases, an image display with low contrast and high visibility for the viewer can be performed.
The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. Embodiment 1
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image display device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the image display device according to the first embodiment includes an input image processing unit 1, a black correction unit 2A, an image display unit 3, and a black approximation data generation unit 4. The approximate data generation means 4 constitutes the black correction unit 111.
Hereinafter, the operation of the image display device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Image data Ri, Gi, and Bi composed of three color data input to the image display device are input to the input image processing means 1. The input image processing means 1 performs input image processing on the input image data Ri, Gi, Bi, and outputs post-input data R1, G1, B1 composed of three color data.
Here, as described in the background art section (see FIG. 30), the input image processing includes gradation correction processing, pixel number conversion processing, color conversion processing, and the like according to the characteristics of input image data. Conceivable.
On the other hand, the black approximation data generation unit 4 is a black approximation data R3, which is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values (three image index values) when displaying black on the image display unit 3. G3 and B3 are held and are generated in the black correction means 2A.
The black correction means 2A receives the image data R1, G1, B1 and the black approximate data R3, G3, B3 after the input processing by the input image processing means 1, and calculates the black corrected image data R2, G2, B2. Output. The black-corrected image data R2, G2, and B2 output from the black correction unit 2A are sent to the image display unit 3.
Note that in this specification, the term “black correction” means correction of black reproducibility, and includes correction of “black floating” due to the influence of external light and correction of “black floating” due to the characteristics of the image display means. Used as a generic term. “Floating black” refers to the phenomenon in which black appears as lighter gray instead of the original black, and this floating black lowers the contrast of the image, giving the viewer the impression that the image is entirely whitish. I will.
That is, the “black correction” means, by image signal processing, when the influence of external light is large or when the luminance at the time of black display or the tristimulus value on the image display means is large, the luminance of the color displayed on the image display means, This means that the chromaticity or tristimulus value is made equal to the case where the influence of external light is small or the luminance or tristimulus value at the time of black display on the image display means is small.
The image display means 3 performs image display processing on a predetermined screen by emitting light in accordance with the value of the black-corrected image data R2, G2, B2 corresponding to each pixel. Here, the image display means 3 may be a liquid crystal panel, a CRT, or the like.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the black correction means 2A shown in FIG. As shown in FIG. 2, the black correction unit 2A includes a subtraction data calculation unit 10, a subtraction unit 11, and a limiter 13.
Hereinafter, the operation of the black correction means 2A will be described with reference to FIG. The black approximate data R3, G3, and B3 input to the black correction unit 2A are input to the subtraction data calculation unit 10. The subtraction data calculation means 10 calculates and outputs subtraction data R4, G4, B4 from the input black approximate data R3, G3, B3. The subtraction data calculation means 10 in the first embodiment outputs the black approximate data R3, G3, and B3 as they are as subtraction data R4, G4, and B4, that is, R4 = R3, G4 = G3, and B4 = B3. I do. The subtraction data calculation means 10 may be constituted by any of hardware and software so that the black approximation data R3, G3, and B3 can be directly output as the subtraction data R4, G4, and B4.
The subtraction means 11 receives the input post-processing image data R1, G1, B1 and the subtraction data R4, G4, B4 as inputs and executes a relatively simple subtraction process represented by the following equation (6). The subtracted data R5, G5, and B5 are calculated and output. Note that the subtraction unit 11 may be configured by hardware such as an existing subtractor, or may be realized by software.

The post-subtraction data R5, G5, B5 output from the subtraction means 11 are input to the limiter 13. The limiter 13 sets the data having a negative value among the subtracted data R5, G5, and B5 to “0”, and the data having a value equal to or more than “0” retains the same value as the black corrected data R2, G2, and B2. Is output as
Here, the black approximate data R3, G3, B3 will be described. The black approximate data R3, G3, B3 are data calculated from the luminance or chromaticity of the image display means 3 when displaying black. The luminance or chromaticity at the time of black display involves the luminance or chromaticity at the time of black display without the influence of external light and the luminance or chromaticity of reflected light of external light. The luminance or chromaticity at the time of black display without the influence of external light is determined by the characteristics of the image display means 3. It is determined by the brightness or chromaticity of the light.
When the black-corrected data R2, G2, and B2 are input to the image display unit 3 in a state where there is no influence of external light, the color (light) displayed on the image display unit 3 is changed to the CIE XYZ color system. The tristimulus values based on the tristimulus values (hereinafter, referred to only as tristimulus values) are X1, Y1, and Z1. As the image display means 3, the relationship between the input black-corrected image data R2, G2, and B2 and the tristimulus values X1, Y1, and Z1 of the displayed color (light) is expressed by the following equation (7). Assume the image display means 3 as shown. Here, the tristimulus values correspond to luminance and chromaticity, and among the tristimulus values, Y1 is a value corresponding to luminance.

In equation (7), axr, ayr, azr, axg, ayg, azg, axb, ayb, azb, and Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are values that depend on the characteristics of the image display means 3, and in particular, Xbk1, Ybk1, Zbk1 is a tristimulus value of a color (light) displayed on the image display unit 3 when the image display unit 3 displays black in a state where there is no influence of external light, that is, when R2 = G2 = B2 = 0. Here, it is assumed that axr, ayr, azr, axg, ayg, azg, axb, ayb, and azb are values represented by the following equation (8).

Further, the post-input data R1, G1, and B1 output from the input image processing means 1 are integers and have values in a range represented by the following equation (9).

In addition, tristimulus values of reflected light generated by irradiating external light on a predetermined screen surface of the image display means 3 and reflecting the external light on the surface of the image display means 3 are defined as X2, Y2, and Z2. . In this case, the tristimulus values X3, Y3, and Z3 of the light that enter the eyes of the viewer who views the image display device are the tristimulus values of the color displayed on the image display means 3 using the black-corrected data R2, G2, and B2. It is represented by the sum of X1, Y1, Z1 and the tristimulus values X2, Y2, Z2 of the reflected light. That is, X3, Y3, and Z3 are represented by the following equation (10). The viewer feels as if the colors represented by X3, Y3, and Z3 were displayed on the image display means 3.

From equation (10), Xbk1 + X2, Ybk1 + Y2, and Zbk1 + Z2 are tristimulus values at the time of black display in the image display unit 3 in consideration of the influence of external light. From the equation (10), the change of the values of the tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 in black display without the influence of the external light and the values of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are obtained. The change has an equivalent effect on the tristimulus values X3, Y3, Z3 of the light entering the viewer's eyes. In the present embodiment, the influence of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light is corrected. Here, it is assumed that Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are values shown in Expression (11).

When the influence of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light is corrected by the black correction unit 2A, the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are displayed on the image display unit 3. This is considered to be due to virtual light emission. In this case, the black approximate data R3, G3, and B3 are data input to the image display means 3 for generating the virtual light emission. Here, if the black-corrected image data R2, G2, and B2 input to the image display means 3 in the state where there is no influence of external light are particularly the black-corrected image data R20, G20, and B20, there is no influence of external light. The tristimulus values of the color (light) displayed on the image display means 3 in the state are obtained by replacing the black-corrected image data R2, G2, and B2 with the black-corrected image data R20, G20, and B20 in Equation (7). It is represented by the following equation (12).

In the state where there is an influence of external light, the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are virtual increases in light emission based on the black approximate data R3, G3, and B3 in the image display means 3. Equation (10) can be rewritten as the following equation (13).

The following equation (14) is obtained from the equations (12) and (13).

Therefore, using the equation (14), the black approximate data R3, G3, B3 can be obtained from the tristimulus values X2, Y2, Z2 of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3. . When X2, Y2, and Z2 are obtained by measurement or the like, black approximate data R3, G3, and B3 may be calculated by equation (14) and set in black approximate data generation means. The tristimulus value is a numerical value representing the chromaticity and luminance of the light.
Here, the tristimulus values X31, Y31, and Z31 of the color displayed when the black approximate data R3, G3, and B3 are input to the image display means 3 are calculated as R2 = R3, G2 = X3, Y3, and Z3 when G3, B2 = B3, and are represented by the following equation (15) from the above equations (14) and (10).

Further, the tristimulus values X30, Y30, and Z30 in black display on the image display means 3 are obtained by R2 = 0, G2 = 0, and B2 = 0 in the above equation (10), and the following equation (16) ).

From the equations (15) and (16), the tristimulus values X31, Y31, and Z31 of the colors displayed when the black approximate data R3, G3, and B3 are input to the image display means 3, and The difference between the tristimulus values X30, Y30, and Z30 at the time of black display is the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3.
On the other hand, when only Y2 representing the luminance among the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 is obtained, the reflected light of the external light is After obtaining X2 and Z2 by assuming a spectral distribution, black approximate data R3, G3, and B3 can be calculated by equation (14) and set in the black approximate data generation means 4. For example, assuming that the spectral distribution of the reflected light of the external light is equal to the spectral distribution of D65, which is a standard light source, X2: Y2: Z2 = 0.9505: 1: 1.089. The values of X2 and Z2 can be obtained.
However, when X2 and Z2 are determined by assuming the spectral distribution of the reflected external light from the luminance Y2 of the reflected external light, there is a difference between the actual spectral distribution of the external light and the assumed spectral distribution. This leads to a difference in chromaticity of the color displayed on the image display means 3 based on the image data R2, G2, B2 after black correction.
Hereinafter, an example of a specific effect of the image display device according to the first embodiment will be described. The tristimulus values of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 are X3 = 9.505, Y3 = 10, and Z3 = 10.89. At this time, from the equation (14), the approximate black data is R3 = 10, G3 = 10, and B3 = 10. In the first embodiment, R4 = R3, G4 = G3, and B4 = B3 between the subtraction data R4, G4, and B4 and the black approximate data R3, G3, and B3. The subtracted data R5, G5, B5 are represented by the following equation (17).

Here, the post-subtraction data R5, G5, and B5 have negative values when the image data R1, G1, and B1 after input processing have a value of less than 10, and the limiter 13 converts the negative values into the negative values. It is replaced with “0” and output as post-black processing data R2, G2, B2.
The image display device according to the first embodiment of the present invention provides image data R1, G1, B1 after input processing of subtraction data R4, G4, B4 (= black-corrected image data R2, G2, B2) as described above. , The influence of external light can be removed in a pseudo manner.
FIG. 3 shows the image data R1, G1, B1 and the black-corrected data R2, G2, B2 after the input processing in the image display device according to the first embodiment under the influence of external light and the eyes of the viewer. FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between a color (light) entering and tristimulus values X3, Y3, Z3 based on the CIE XYZ color system. FIG. 3 shows a case where the relationship of R1 = G1 = B1 holds, that is, a case where achromatic data is input to the black correction unit 2A.
In FIG. 3, among the three stimulus values of the color (light) that can be seen by the viewer when each of the black-corrected image data R2, G2, and B2 is input to the image display means 3, The ratio with respect to Y3 (Ymax) when R1 = 100, G1 = 100, and B1 = 100 (when displaying white) is shown as a ratio to white (Y / Ymax).
FIG. 4 is a table showing the relationship between the image data R1, G1, B1 after the input processing and the tristimulus values X3, Y3, Z3 of the color (light) that can be seen by the viewer in a state where there is no influence of external light. It is explanatory drawing shown in the format. When there is no influence of external light, the black approximation data is R3 = 0, G3 = 0, and B3 = 0.
From the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, in the image display device according to the first embodiment, the image data R1, G1, and B1 after the input processing are converted to the black approximate data R3, G3, and B3 (= 10, 10, 10). When the value is larger, the same display as in the case where there is no influence of external light is realized.
In general, the approximate black data R3, G3, and B3 often have a value that is as small as about 1/10 as compared with the image data R1, G1, and B1 after the input processing, and the image display device according to the first embodiment of the present invention. According to the above, even when there is an influence of external light, it is possible to perform display equivalent to a state where there is no influence of external light in many data, and it is possible to provide an image with high contrast and good visibility for a viewer. It becomes possible.
Furthermore, in the image display device according to the first embodiment, image processing is performed on data input to the image display means 3 without changing the brightness of the display on the image display means 3, so that cost and power consumption increase. Problems such as a reduction in the service life do not occur.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 after the input processing and the luminance stimulus value Y3. In the figure, the solid line represents the image display device according to the present invention in the case where there is the influence of external light, the dashed line represents the conventional image display device where there is the influence of external light, and the dotted line represents the effect of the external light. Represents the case without. From FIG. 5, when the image data R1, G1, and B1 after the input processing have values larger than the black approximate data R3, G3, and B3 (= 10, 10, 10), the case where there is no influence of external light is considered. It can be easily understood that equivalent display is realized.
2. Embodiment 2
In the first embodiment, the black approximation data R3, G3, and B3 are set so as to correct only the influence of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light. When the tristimulus value at the time of black display becomes a large value due to both the characteristics of the image display means and the black display data, the black approximate data R3, G3, and B3 can be set so as to reduce the influence.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an image display device according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in the figure, the overall configuration of the image display device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the black approximate data generating means 4 is replaced with a black approximate data generating means 42. The black approximate data generator 42 generates black approximate data R3, G3, B3 different from the black approximate data generator 4. That is, the black correction unit 112 is configured by the black correction unit 2A and the black approximate data generation unit 42.
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, external light is applied to the surface of a predetermined screen of the image display means 3, and the external light is reflected on the surface of the predetermined screen of the image display means 3. X2, Y2, and Z2 are the tristimulus values of the reflected light generated by this. In this case, the tristimulus values X3, Y3, and Z3 of the light that enter the eyes of the viewer viewing the image display device are the tristimulus values of the color displayed on the image display means 3 using the black-corrected data R2, G2, and B2. It is represented by the sum of X1, Y1, Z1 and the tristimulus values X2, Y2, Z2 of the reflected light. That is, X3, Y3, and Z3 are represented by the following equation (18). The above operation is the same as in the first embodiment.

In the equation (18), axr, ayr, azr, axg, ayg, azg, axb, ayb, azb, and Xbk1, Ybk1, and Zbk1 are values that depend on the characteristics of the image display means 3, and in particular, Xbk1, Ybk1, Zbk1 is a tristimulus value of a color (light) displayed on the image display unit 3 when the image display unit 3 displays black in a state where there is no influence of external light, that is, when R2 = G2 = B2 = 0. The tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 at the time of black display actually have a value larger than "0", but are theoretically values that should be "0", and are desirably as small as possible.
The effect of the tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 of the image display means 3 during black display and the influence of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light in a state where there is no influence of the external light is obtained by the black correction means 2A. In the case of correction, the black approximate data R3, G3, and B3 are obtained by the following equation (19).

When the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are obtained by measurement or the like, the black approximate data R3, G3, and B3 are calculated by equation (19), and are set in the black approximate data generation unit. Just fine. The tristimulus value is a numerical value representing the chromaticity and luminance of the light.
Here, the tristimulus values X31, Y31, and Z31 of the color displayed when the black approximate data R3, G3, and B3 are input to the image display means 3 are calculated as R2 = R3, G2 = X3, Y3, Z3 when G3, B2 = B3, and are expressed by the following equation (20) from the above equations (19) and (18).

Further, the tristimulus values X30, Y30, and Z30 in black display on the image display means 3 are obtained by setting R2 = 0, G2 = 0, and B2 = 0 in the above equation (18), and the following equation (21) ).

From the equations (20) and (21), the tristimulus values X31, Y31, and Z31 of the colors displayed when the black approximate data R3, G3, and B3 are input to the image display means 3, and The difference between the tristimulus values X30, Y30, and Z30 at the time of black display is the tristimulus values Xbk1 + X2, Ybk1 + Y2, and Zbk1 + Z2 at the time of black display in the image display means 3 when there is an influence of external light.
On the other hand, when only Y2 representing the luminance among the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 is obtained, the reflected light of the external light is By assuming a spectral distribution, X2 and Z2 can be obtained, black approximate data R3, G3, and B3 can be calculated according to equation (19), and then can be set in the black approximate data generating means 42. For example, assuming that the spectral distribution of the reflected light of the external light is equal to the spectral distribution of D65, which is a standard light source, X2: Y2: Z2 = 0.9505: 1: 1.089. The values of X2 and Z2 can be obtained.
However, when X2 and Z2 are determined by assuming the spectral distribution of the reflected external light from the luminance Y2 of the reflected external light, there is a difference between the actual spectral distribution of the external light and the assumed spectral distribution. This leads to a difference in chromaticity of the color displayed on the image display means 3 based on the image data R2, G2, B2 after black correction.
Hereinafter, an example of a specific effect of the second embodiment will be described. The tristimulus values of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 are X3 = 9.505, Y3 = 10, and Z3 = 10.89. Further, the tristimulus values of the image display means 3 when displaying black in a state where there is no influence of external light are Xbk1 = 10, Ybk1 = 10, and Zbk1 = 10. At this time, from the equation (19), the approximate black data is R3 = 22, G3 = 19, and B3 = 19. In the present embodiment, since R4 = R3, G4 = G3, and B4 = B3, the post-subtraction data R5, G5, and B5 output from the subtraction means 11 are represented by the following equation (22).

Here, the post-subtraction data is a negative value if the post-input data is a value less than 22, so the limiter 13 replaces the negative value with “0” and outputs the black-corrected image data R2, G2. , B2.
As described above, the image display device according to the second embodiment of the present invention converts subtraction data R4, G4, and B4 (= black approximate data R3, G3, and B3) from input image data R1, G1, and B1 as described above. By subtraction, the effects of the tristimulus values Xbk1, Ybk1, and Zbk1 of the image display unit in black display and the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light in a state where there is no influence of the external light are simulated. Can be removed.
FIG. 7 shows image data R1, G1, B1 and black-corrected data R2, G2, B2 after input processing in an image display device according to the second embodiment in a state where there is an influence of external light, and the viewer's eyes. FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between tristimulus values X3, Y3, and Z3 of a color (light) that enters. FIG. 7 shows that the relationship of R1 = G1 = B1 holds, that is, the case where achromatic data is input to the black correction unit 2A.
In FIG. 7, when the image data R2, G2, and B2 after black correction are respectively input to the image display means 3, the luminance stimulus value corresponding to the luminance among the tristimulus values of the color (light) that can be seen by the viewer. The ratio of Y3 to Y3 (Ymax) when R1 = 100, G1 = 100, and B1 = 100 (when displaying white) is shown as a ratio to white (Y / Ymax).
FIG. 8 shows a state after the input processing when black approximation data is set to R3 = 0, G3 = 0, and B3 = 0, that is, when the black correction means 2A does not perform correction in a state where there is an influence of external light. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between image data R1, G1, and B1 and tristimulus values X3, Y3, and Z3 of colors (light) that enter a viewer's eyes in a table format.
FIG. 9 shows the image data R1, G1, and B1 after the input processing of the virtual image display device, which is assumed to be free from the influence of external light and assumed to be Xbk1 = Ybk1 = Zbk1 = 0, and the color (light) seen by the viewer. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the tristimulus values X3, Y3, and Z3 in a table format.
7 and 9, the image data R1, G1, and B1 after the input processing are converted to black approximate data R3, G3, and B3 (R3 = 22, G3 = 19) in the image display device according to the second embodiment. , B3 = 19), the tristimulus values X3, Y3, and Z3 are not affected by external light, and a display equivalent to that of the virtual image display device assuming that Xbk1 = Ybk1 = Zbk1 = 0 is obtained. Has been realized.
In general, the approximate black data R3, G3, and B3 often have smaller values than the image data R1, G1, and B1 after the input processing, and according to the image display device according to the second embodiment of the present invention, Even when the tristimulus value at the time of black display is large due to both the influence of light and the characteristics of the image display means, the same display as the case where the tristimulus value at the time of black display is "0" is obtained in many data. This makes it possible to provide an image with high contrast and good visibility for the viewer.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 after the input processing and the luminance stimulus value Y3. In FIG. 10, the solid line represents the image display device according to the present invention when the tristimulus value at the time of black display becomes a large value due to both the influence of external light and the characteristics of the image display means. Both the influence and the characteristics of the image display means represent a conventional image display device in which the tristimulus value at the time of black display becomes a large value. The dotted line is not affected by external light, and Xbk1 = Ybk1 = Zbk1 = 0. Indicates a certain case.
In the second embodiment, when the tristimulus value during black display is large due to both the influence of external light and the characteristics of the image display unit, the tristimulus value during black display is “0”. Although the value of the black approximation data was set so as to perform the same display as in the case, it is not always necessary, and a predetermined value is specified for the tristimulus value at the time of black display, and the tristimulus value at the time of black display is set to the predetermined value. The value of the black approximation data may be set so as to perform the same display as the case where the value is.
3. Embodiment 3
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a black correction means in an image display device according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in the figure, the black correction means 2B includes a subtraction data calculation means 10, a subtraction means 11, an addition data generation means 14 and an addition means 15. The subtraction data calculation means 10 and the subtraction means 11 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. The entire configuration other than that the black correction means 2A is replaced with the black correction means 2B is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 11, the black approximate data R3, G3, and B3 input to the black correction unit 2B are input to the subtraction data calculation unit 10 and subtracted by the subtraction data calculation unit 10, as in the first embodiment. Use data R4, G4, and B4 are calculated. Similarly to the first embodiment, the subtraction data calculation means 10 in the present embodiment also outputs the black approximate data as it is as the subtraction data, that is, R4 = R3, G4 = G3, and B4 = B3. The subtraction means 11 receives the input image data R1, G1, B1 and the subtraction data R4, G4, B4 as inputs, and calculates and outputs post-subtraction data R5, G5, B5 by subtraction processing.
The addition data generation means 14 receives the subtracted data R5, G5, B5 output from the subtraction means 11 and generates addition data R6, G6, B6 corresponding to the values of the subtracted data R5, G5, B5. I do. Here, when the post-subtraction data R5, G5, and B5 are equal to or larger than a predetermined threshold value, the values of the addition data R6, G6, and B6 are set to “0”. The addition data generating means 14 can be realized by a look-up table using a memory or the like.
The adding means 15 receives the subtracted data R5, G5, B5 and the data for addition R6, G6, B6, which are outputs from the subtracting means 11, and performs black processing by adding processing represented by the following equation (23). The corrected data R2, G2, B2 are calculated. The adding means 15 may be configured by hardware such as an existing adder, or may be configured by software.

In the third embodiment, as in the first embodiment, the tristimulus values of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 are X3 = 9.505, Y3 = 10, and Z3 = 10.89. I do. At this time, the approximate black data is R3 = 10, G3 = 10, and B3 = 10. In the present embodiment, since R4 = R3, G4 = G3, and B4 = B3, the post-subtraction data R5, G5, and B5 output from the subtraction means 11 are represented by the following equation (24).

12 (a) to 12 (c) are graphs showing the relationship between the data after subtraction and the data for addition. As shown in the figure, the addition data generating means 14 generates addition data R6, G6, B6 according to the values of the subtracted data R5, G5, B5. For example, when the post-subtraction data R5 is 10 or more, R6 = 0, when the post-subtraction data R5 = 0, R6 = 5, and when the post-subtraction data R5 = -10, R6 = 10.
FIG. 13 shows image data R1, G1, B1 and black-corrected data R2, G2, B2 after input processing under the influence of external light in the image display device according to the present embodiment, and the viewer's eyes. FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between tristimulus values X3, Y3, and Z3 of a color (light) that enters. FIG. 13 shows that the relationship of R1 = G1 = B1 holds, that is, the case where achromatic data is input to the black correction unit 2B. In FIG. 13, among the tristimulus values based on the CIE XYZ color system of the color (light) seen by the viewer when the black-corrected image data R2, G2, and B2 are input to the image display means 3, respectively. The ratio of Y3 corresponding to luminance to Y3 (Ymax) when R1 = 100, G1 = 100, and B1 = 100 (during white display) is shown as a ratio to white (Y / Ymax).
In the image display device according to the third embodiment, image data R1, G1, and B1 after the input processing have values larger than twice the black approximate data R3, G3, and B3 (R3 = 10, G3 = 10, B3 = 10). In this case, a display equivalent to the case where there is no influence of external light is realized. In general, the approximate black data R3, G3, and B3 are often smaller than the input image data R1, G1, and B1 by about 1/10 in many cases, and the image display device according to the third embodiment of the present invention. According to this, even when there is an influence of external light, a display equivalent to a state where there is no influence of external light becomes possible with a large proportion of data, and an image having high contrast and good visibility for a viewer is provided. It becomes possible.
Further, in the image display device according to the first embodiment, the phenomenon of “blackout” in which the luminance is constant in a region where image data R1, G1, and B1 after input processing is equal to or less than black approximate data R3, G3, and B3 is observed. However, in the image display device according to the third embodiment, “blackout” occurs due to addition data generation means 14 generating addition data R6, G6, and B6 based on image data R1, G1, and B1. Absent. In addition, in the image display device according to the third embodiment, the range of image data R1, G1, and B1 after input processing that realizes a display equivalent to the case where there is no influence of external light is generated by addition data generation unit 14. It depends on the contents of the added data.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 after the input processing and the luminance stimulus value Y3. In the figure, a solid line represents an image display device according to the third embodiment of the present invention in the case where there is an influence of external light, a dashed line represents a conventional image display device where there is an effect of external light, and a dotted line. Indicates a case where there is no influence of external light.
Note that, in the third embodiment, the value of the black approximation data is set so as to perform a display equivalent to that without the influence of external light when the influence of external light is present. By applying, when the tristimulus value at the time of black display becomes a large value due to the characteristics of the image display means in addition to the influence of external light, display equivalent to the case where the tristimulus value at the time of black display is 0 is displayed. It is also possible to set the value of the black approximation data so as to perform the above.
4. Embodiment 4
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of black correction means in an image display device according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in the figure, the black correction means 2C of the fourth embodiment includes a subtraction data calculation means 10B (multiplication coefficient calculation means 16a and multiplication means 17) and a subtraction means 11. The subtraction means 11 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. The entire configuration except that the black correcting means 2A is replaced by the black correcting means 2C is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
Similar to the first embodiment, the black approximate data R3, G3, and B3 input to the black correction unit 2C are input to the subtraction data calculation unit 10B, and the subtraction data calculation unit 10B outputs the subtraction data R4, G4, and B4. Is calculated.
The subtraction data calculation means 10B includes a multiplication means 17 and a multiplication coefficient calculation means 16a. The multiplication coefficient calculation means 16a receives the input image data R1, G1, B1 and the black approximate data R3, G3, B3. , And calculates and outputs a multiplication coefficient p based on these data.
The multiplication means 17 receives the multiplication coefficient p output from the multiplication coefficient calculation means 16a and the black approximate data R3, G3, B3, and performs subtraction data R4, G4, B4 is calculated. The multiplying means 17 may be configured by hardware such as an existing multiplier or software.

The subtraction means 11 receives the post-input data R1, G1, B1 and the subtraction data R4, G4, B4, and calculates the black-corrected data R2, G2, B2 by a subtraction process represented by the following equation (26). And output.

FIG. 16 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the multiplication coefficient calculating means 16a. As shown in the figure, the multiplication coefficient calculating means 16a includes a minimum value determining means 18, look-up tables 19a to 19c, a data selecting means 20, and a subtracting means 25.
The image data R1, G1, B1 and the black approximate data R3, G3, B3 after the input processing are input to the subtraction means 25. The subtracting means 25 calculates the subtracted data R7, G7, B7 by a subtraction process represented by the following equation (27). The subtraction means 25 may be realized by any of hardware and software, similarly to the subtraction means 11.

The post-subtraction data R7, G7, B7 output from the subtraction means 25 are input to the minimum value determination means 18. The minimum value determining means determines which of the subtracted data R7, G7, B7 is the minimum value, and outputs the determination result as a selection signal S. Note that the minimum value determining means 18 may be realized by any of hardware and software.
On the other hand, the image data R1, G1, and B1 after the input processing are also input to look-up tables (LUTs) 19a, 19b, and 19c, respectively.
The look-up table 19a uses the image data R1 after the input processing as an address, and stores a corresponding multiplication coefficient in advance. Therefore, the lookup table 19a outputs a multiplication coefficient pr (<1) corresponding to the value of the image data R1 after the input processing. The same applies to the lookup tables 19b and 19c. A multiplication coefficient pg (<1) corresponding to the value of the image data G1 is output from the lookup table 19b, and the multiplication coefficient pg (<1) is output from the lookup table 19c. The multiplication coefficient pb (<1) is output.
The multiplication coefficients pr, pg, pb output from the look-up tables 19a, 19b, 19c are input to the data selection means 20. The selection signal S from the minimum value determination means 18 is also input to the data selection means 20.
The data selecting means 20 selects and outputs the multiplication coefficient p from the multiplication coefficients pr, pg, and pb, which are candidates for the multiplication coefficient p, according to the content of the selection signal S. Note that the data selection means 20 may be realized by any of hardware and software.
The multiplication coefficient calculation means 16a according to the fourth embodiment calculates and outputs the multiplication coefficient p by the above operation.
Here, an example of the multiplication coefficients pr, pg, and pb stored in the lookup tables 19a, 19b, and 19c will be described. In the image display device according to the fourth embodiment, black correction data R2, G2, and B2 are obtained by subtracting subtraction data R4, G4, and B4 from input image data R1, G1, and B1 by subtraction means 11. Is calculated as described above. Theoretically, the subtraction data R4, G4, B4 should be equal to the black approximation data R3, G3, B3.
However, the black approximation data R3, G3, and B3 are data relating to the luminance, chromaticity, or tristimulus value at the time of black display in the image display means 3, and depend on the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing. Does not change. Therefore, when the subtraction data R4, G4, and B4 are equal to the black approximation data R3, G3, and B3, if the values of the input image data R1, G1, and B1 are smaller than the black approximation data R3, G3, and B3. , A negative value occurs in the data after black correction. Therefore, when the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing are small, multiplication coefficients pr, pg, and pb smaller than 1 are generated and multiplied by the black approximation data R3, G3, and B3, and the subtraction data R4, By setting G4 and B4, it is possible to reliably prevent a negative value from occurring in the post-black correction data R2, G2 and B2.
FIG. 17 is a graph showing an example of the relationship between image data after input processing and data after black correction. Consider a case where a multiplication coefficient pr is stored in the look-up table 19a such that the image data R1 after the input processing and the data R2 after black correction have a relationship as shown in FIG. At this time, R2 is represented by the following equation (28).

Since the subtraction data R4 is the difference between the black-corrected data R2 and the input-processed image data R1, it is expressed by the following equation (29).

Further, the multiplication coefficient pr is a ratio of the subtraction data R4 to the black approximation data R3, and can be obtained by the following equation (30). Although the multiplication coefficient pr has been described above, the same applies to the multiplication coefficients pg and pb.

In the fourth embodiment, the minimum values of the subtracted data R7, G7, B7 obtained by subtracting the black approximate data R3, G3, B3 from the image data R1, G1, B1 after the input processing are determined as minimum values. The multiplication coefficient p is selected by the data selection means 2 based on the determination result by the minimum value determination means 18. As described above, the minimum value among the multiplication coefficients pr, pg, and pb can be selected as the multiplication coefficient p by using the minimum value determination result of the subtracted data R7, G7, and B7. By selecting the minimum value among the multiplication coefficients pr, pg, and pb as the multiplication coefficient p, it is possible to reliably prevent a negative value from occurring in the black-corrected data R2, G2, and B2. Become.
FIG. 18 shows image data R1, G1, B1 and black-corrected data R2, G2, B2 after input processing in an image display device according to Embodiment 4 under the influence of external light and the eyes of the viewer. FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between tristimulus values X3, Y3, and Z3 of a color (light) that enters. FIG. 18 shows that the relationship of R1 = G1 = B1 holds, that is, the case where achromatic data is input to the black correction unit 2C.
In FIG. 18, when each of R2, G2, and B2 is input to the image display means 3, R1 = 100, G1 of Y3 corresponding to luminance out of the three stimulus values of color (light) seen by the viewer. = 100, B1 = 100 (at the time of white display), the ratio to Y3 (Ymax) is shown as the ratio to white (Y / Ymax).
Here, as in the first embodiment, the tristimulus values of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 are X3 = 9.505, Y3 = 10, and Z3 = 10.89. At this time, the approximate black data is R3 = 10, G3 = 10, and B3 = 10.
In the image display device according to the fourth embodiment, image data R1, G1, and B1 after input processing have values larger than twice the black approximate data R3, G3, and B3 (R3 = 10, G3 = 10, B3 = 10). In this case, a display equivalent to the case where there is no influence of external light is realized. In general, the approximate black data R3, G3, and B3 are often smaller than the input image data R1, G1, and B1 by about 1/10 in many cases, and the image display device according to the fourth embodiment of the present invention. According to this, even when there is an influence of external light, a display equivalent to a state where there is no influence of external light becomes possible with a large proportion of data, and an image having high contrast and good visibility for a viewer is provided. It becomes possible.
Further, in the image display device according to the first embodiment, the “blackout” phenomenon in which the luminance is constant in an area where the image data R1, G1, and B1 after the input processing is equal to or less than the black approximate data R3, G3, and B3. As can be seen, in the image display device according to the fourth embodiment, the “underexposure” is caused by the subtraction data calculation means 10B calculating the subtraction data R4, G4, B4 based on the image data R1, G1, B1. Absent. In the image display device according to the fourth embodiment, the range of image data R1, G1, and B1 after input processing that realizes a display equivalent to the case where there is no influence of external light is based on lookup tables 19a, 19b, and 19c. Depends on the contents of the multiplication coefficients pr, pg, and pb stored in.
FIG. 19 is a graph showing the relationship between the image data R1, G1, B1 after the input processing and the luminance stimulus value Y3. In the figure, a solid line represents an image display device according to the fourth embodiment of the present invention in the case where external light is affected, and a dashed line represents a conventional image display device in the case where external light is affected. Indicates a case where there is no influence of external light.
In the fourth embodiment, the value of the black approximation data is set so as to perform a display equivalent to the case without the influence of external light when the influence of external light is present. By applying, when the tristimulus value at the time of black display becomes a large value due to the characteristics of the image display means in addition to the influence of external light, display equivalent to the case where the tristimulus value at the time of black display is 0 is displayed. It is also possible to set the value of the black approximation data so as to perform the above.
5. Embodiment 5
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of black correction means in an image display device according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in the figure, the black correction means 2D includes subtraction data calculation means 10C (multiplication coefficient calculation means 16b, multiplication means 17) and subtraction means 11. In the figure, the subtraction means 11 and the multiplication means 17 are the same as those in the fourth embodiment shown in FIG. 15, and the entire configuration except that the black correction means 2A is replaced by the black correction means 2D is the same as that of the first embodiment. This is the same as Embodiment 1 shown in the figure.
As in the case of the fourth embodiment, the black approximate data R3, G3, and B3 input to the black correction unit 2C are input to the subtraction data calculation unit 10C, and the subtraction data calculation unit 10C outputs the subtraction data R4, G4, and B4. Is calculated. The subtraction data calculation means 10C includes a multiplication means 17 and a multiplication coefficient calculation means 16b. The multiplication coefficient calculation means 16b receives the input image data R1, G1, and B1 and calculates a multiplication coefficient p.
The multiplication unit 17 receives the multiplication coefficient p output from the multiplication coefficient calculation unit 16b and the black approximate data R3, G3, and B3, and calculates subtraction data R4, G4, and B4 by a multiplication process. The subtraction means 11 receives the post-input data R1, G1, B1 and the subtraction data R4, G4, B4 as inputs, and calculates and outputs black-corrected data R2, G2, B2 by a subtraction process. The processing of the subtraction means 11 and the multiplication means 17 is the same as in the fourth embodiment.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of the multiplication coefficient calculating means shown in FIG. As shown in the figure, the multiplication coefficient calculating means 16b includes a minimum value determining means 18B, lookup tables 19a to 19c, and a data selecting means 20. The look-up tables 19a to 19c and the data selection means 20 are the same as those in the fourth embodiment shown in FIG.
In the fourth embodiment, the difference between the image data R1, G1, B1 and the black approximate data R3, G3, B3 after the input processing is input to the minimum value discriminating means 18, and the multiplication coefficient is calculated using the minimum value discriminating result. The configuration is such that p is selected from the multiplication coefficients pr, pg, and pb.
On the other hand, the minimum value discriminating means 18B of the multiplication coefficient calculating means 16b in the fifth embodiment receives the input image data R1, G1, B1 and uses the minimum value discrimination result to multiply the multiplication coefficient p by the multiplication coefficient p. A selection signal S for selecting from among pr, pg, and pb is output. Note that the minimum value determining means 18B may be configured by hardware or software. The configuration other than the multiplication coefficient calculating means 16b is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG. 16, and a detailed description thereof will be omitted.
Even when the multiplication coefficient calculation means 16b in the fifth embodiment is used, there is no large variation among the black approximate data R3, G3, and B3. Therefore, similarly to the multiplication coefficient calculation means 16a in the fourth embodiment, the black corrected data R2, It is possible to prevent a negative value from occurring in G2 and B2.
Therefore, according to the image display device of the fifth embodiment of the present invention, even when there is an influence of external light, it is possible to display a large percentage of data in the same state as the state without the influence of external light. , It is possible to provide an image with high contrast and good visibility. Further, in the image display device according to the first embodiment, the phenomenon of “blackout” in which the luminance is constant in a region where image data R1, G1, and B1 after input processing is equal to or less than black approximate data R3, G3, and B3 is observed. However, in the image display device according to the fifth embodiment, by storing an appropriate multiplication coefficient in the look-up table, it is possible to suppress “blackout”.
Further, in the fifth embodiment, by setting the approximate black data by applying the concept of the second embodiment, the tristimulus value at the time of black display is a large value due to the characteristics of the image display means in addition to the influence of external light. In this case, a display equivalent to the case where the tristimulus value in black display is 0 can be performed.
6. Embodiment 6
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of a multiplication coefficient calculating means in the image display device according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the multiplication coefficient calculating means 16c is composed of lookup tables 19a to 19c and a minimum value selecting means 21. The look-up tables 19a to 19c are the same as those in the fourth and fifth embodiments shown in FIG. 16 and FIG. The configuration of the black correction means 2D is the same as that of the fifth embodiment shown in FIG. 20, except that the multiplication coefficient calculation means 16b is replaced by the multiplication coefficient calculation means 16c. In addition, the entire configuration except that the black correction unit 2A is replaced with the black correction unit 2D is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 22, the image data R1, G1, and B1 after the input processing are input to the look-up tables 19a, 19b, and 19c, and the multiplication corresponding to the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing. The process of outputting the coefficients pr, pg, and pb is the same as in the fifth embodiment. The multiplication coefficients pr, pg, and pb output from the look-up tables 19a, 19b, and 19c are input to the minimum value selection means 21, and the minimum value selection means 21 determines the minimum value among the multiplication coefficients pr, pg, and pb. Output as the multiplication coefficient p. Note that the minimum value selection means 21 may be configured by hardware or software.
Since the minimum value among the multiplication coefficients pr, pg, and pb is output as the multiplication coefficient p in the multiplication coefficient calculation means 16c according to the sixth embodiment, a negative value occurs in the black-corrected data R2, G2, and B2. Can be prevented. Therefore, according to the image display device of the present invention, even in the case where there is an influence of external light, it is possible to perform a display equivalent to a state where there is no influence of external light with a large percentage of data, and a large contrast for a viewer. It is possible to provide an image with good visibility.
Further, in the image display device according to the first embodiment, the phenomenon of “blackout” in which the luminance is constant in a region where image data R1, G1, and B1 after input processing is equal to or less than black approximate data R3, G3, and B3 is observed. However, in the image display device according to the fifth embodiment, by storing an appropriate multiplication coefficient in the look-up table, it is possible to suppress “blackout”.
Also, in the sixth embodiment, by setting the black approximation data by applying the concept of the second embodiment, the tristimulus value at the time of black display is a large value due to the characteristics of the image display means in addition to the influence of external light. In this case, a display equivalent to the case where the tristimulus value in black display is 0 can be performed.
7. Embodiment 7
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 7 of the present invention. As shown in the figure, the input image processing means 1, black correction means 2A, image display means 3, and black approximate data generation means 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that a black approximation data calculating unit 5 and an external light detecting unit 6 are added to FIG. That is, the black correction unit 113 includes the black correction unit 2A, the black approximate data generation unit 4, the black approximate data calculation unit 5, and the external light correction unit 6.
The external light detecting means 6 detects the tristimulus values X4, Y4, Z4 of the external light applied to the surface of a predetermined screen of the image display means 3 and outputs the detected values to the black approximate data calculating means 5 as external light detection data.
The black approximate data calculation means 5 receives the tristimulus values X4, Y4, and Z4 of the external light output from the external light detection means 6, calculates black approximate data R3, G3, and B3, and calculates the calculated black approximate data. R3, G3 and B3 are set in the black approximate data generating means 4.
On the other hand, image data Ri, Gi, Bi composed of three color data input to the image display device are input to the input image processing means 1. The input image processing means 1 performs input image processing on the input image data Ri, Gi, Bi, and outputs image data R1, G1, B1 after input processing consisting of three color data. Here, as the input image processing, gradation correction processing, pixel number conversion processing, color conversion processing, and the like according to the characteristics of input image data can be considered. The black approximate data generation means 4 holds the black approximate data R3, G3, B3 set by the black approximate data calculation means 5, generates the black approximate data R3, G3, B3 and sends the black approximate data R3, G3, B3 to the black correction means 2A. Output.
The black correction means 2A receives the input image data R1, G1, B1 and the approximate black data R3, G3, B3 as inputs, and calculates and outputs post-black correction data R2, G2, B2. The data R2, G2, B2 after black correction output from the black correction means 2A are sent to the image display means 3. In the image display means 33, each pixel emits light in accordance with the value of the corresponding black-corrected image data R2, G2, B2, and is displayed as an image. Here, a liquid crystal panel, a CRT, or the like can be considered as the image display means. The process of calculating the post-black correction data R2, G2, and B2 in the black correction unit 2A is the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. Further, the black correction means 2A can be realized by the configuration shown in the second to sixth embodiments.
Here, the process of calculating the black approximate data R3, G3, and B3 from the external light tristimulus values X4, Y4, and Z4 in the black approximate data calculation means 5 will be described. First, the black approximate data calculating means 5 calculates the tristimulus values X2, Y2, Z2 of the reflected light of the external light on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 from the tristimulus values X4, Y4, Z4 of the external light. I do. The calculation of the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected external light can be performed using information such as the reflectance and the spectral reflectance characteristics on the surface of a predetermined screen of the image display unit 3. For example, assuming that the reflectance on the surface of the predetermined screen of the image display means 3 is a1 and that light of all wavelengths is uniformly reflected, the tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are represented by the following equations. It can be calculated by (31).

Next, black approximate data R3, G3, and B3 are calculated from the calculated tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light. The tristimulus values X2, Y2, and Z2 of the reflected light of the external light are calculated. The method of calculating the black approximate data R3, G3, and B3 from is as described in the first embodiment.
In the image display device according to the seventh embodiment, the external light detecting means 6 detects tristimulus values of external light irradiating the surface of the image display means, and calculates black approximate data based on the detection result. Without setting, appropriate black approximation data is automatically set according to the environment in which the image display device is used.
Therefore, even when there is an influence of external light, a display equivalent to a state without the influence of external light becomes possible with a large proportion of data, and it is possible to provide an image with high contrast and good visibility for a viewer. It becomes possible.
In the seventh embodiment, the case where the external light detecting means 6 detects the tristimulus value of the reflected light and outputs it as the external light detection data has been described. However, the external light detecting means 6 detects only the luminance of the reflected light. May be detected. In this case, the detected luminance is output to the approximate black data calculating means 5 as external light detection data. The procedure for calculating the approximate black data only from the luminance is as described in the first embodiment.
8. Embodiment 8
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 8 of the present invention. As shown in the figure, the input image processing means 1, the image display means 3, and the black approximate data generating means 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and the look is replaced by the black correction means 2A. The difference from the first embodiment is that an up table 9 and a table data writing unit 22 are used. That is, the black correction unit 114 is configured by the black approximate data generation unit 4, the look-up table 9, and the table data writing unit 22.
In the image display device according to the eighth embodiment, the processing by the black correction unit is realized by the look-up table 9.
The table data writing means 22 receives the black approximate data R3, G3, B3 from the black approximate data generating means 4 and uses the black approximate data R3, G3, B3 to input data R1, G1, B1 after the input processing means. The values of the post-black correction data R2, G2, and B2 (to be output from any one of the black correction means of the first to seventh embodiments) are calculated in advance for all combinations of the above.
After calculating the post-black-correction data R2, G2, and B2, the table data writing unit 22 uses the values of the post-input-processing unit data R1, G1, and B1 as write addresses, and calculates the calculated post-black-correction data R2, Writing to the lookup table 9 is performed using the values of G2 and B2 as table data TD. As a method of calculating the black-corrected data R2, G2, and B2 for the image data R1, G1, and B1 after the input processing, the method described in each of the embodiments described above can be used. The table data writing means 22 may be constituted by hardware or software.
The calculation of the data R2, G2, and B2 after black correction by the look-up table 9 is realized by reading the written table data TD. Image data R1, G1, and B1 after input processing from the input image processing means 1 are input to the look-up table 9 as read addresses, and table data R2, G2, and B2 stored at the addresses are black-corrected data. Is output as
Here, if the post-black correction data R2 is a value that depends only on the post-input processing image data R1 and does not depend on the post-input processing data G1 and B1, the post-black correction data R2 is It can be calculated by a one-dimensional lookup table using only R1 as an address. Similarly, if the black-corrected data G2 is a value that depends only on the image data G1 after the input processing and does not depend on the image data R1 and B1 after the input processing, the black-corrected data G2 is the value of the image after the input processing. It can be calculated by a one-dimensional lookup table using only the data G1 as an address. If the post-black-correction data B2 is a value that depends only on the input-processed image data B1 and does not depend on the post-input-process image data R1 and G1, the post-black-correction data B2 is It can be calculated by a one-dimensional lookup table using only data B1 as an address.
On the other hand, if the post-black-correction data R2, G2, and B2 are values that depend on the combination of the input-processed image data R1, G1, and B1, respectively, the post-black-correction data R2, G2, and B2 are the input-processed image data. The calculation is performed using a three-dimensional lookup table using the data R1, G1, and B1 as addresses.
In the image display device according to the eighth embodiment, the processing by the black correction unit according to the first to seventh embodiments is realized by a look-up table, and the circuit configuration is simple. This is because the look-up table can be realized by a memory that uses the image data R1, G1, and B1 as addresses and reads out the values of the image data R2, G2, and B2 after black correction. Further, by using the lookup table, the contents of the table can be freely set and the degree of freedom can be increased, and the processing contents can be changed by rewriting the contents of the table.
Further, the image display device according to the eighth embodiment can perform display equivalent to a state where there is no influence of external light with a large percentage of data even when there is an influence of external light. It is possible to provide an image with good visibility.
Also, in the eighth embodiment, by setting the approximate black data by applying the concept of the second embodiment, in addition to the influence of external light, the tristimulus value at the time of black display is a large value due to the characteristics of the image display means. In this case, a display equivalent to the case where the tristimulus value in black display is 0 can be performed.
9. Embodiment 9
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 9 of the present invention. As shown in the figure, the input image processing means 1, black correction means 2A, and black approximate data generation means 4 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. The third embodiment differs from the first embodiment in that an image display unit 3B and a gradation conversion unit 7 are added. Therefore, the black correction section 115 is constituted by the black correction section 2A, the black approximate data generation section 4 and the gradation conversion section 7.
In the first to seventh embodiments, as image display means, the size of the input external light corrected data R2, G2, B2 and the tristimulus values X1, Y1, The tristimulus values X1, Y1, and Z1 linearly change with respect to the image display means 3 in which the relationship of Z1 is expressed by the following equation (32), that is, the input external light corrected data R2, G2, and B2. An image display means (having a linear gradation characteristic) was assumed.

However, there are many real image display means whose tone characteristics are non-linear, and the tristimulus values X1, Y1, Z1 are non-linear with respect to input data. The image display means 3B in the ninth embodiment has a non-linear gradation characteristic, and the relationship between the inputted gradation-converted image data R8, G8, B8 and the displayed tristimulus values X1, Y1, Z1 is expressed by the following equation. It is represented by (33).

In Expression (33), f (x) is a function of x, and represents a gradation characteristic in the image display unit 3B. In the image display means 3B in the present embodiment, f (x) is a non-linear function.
Hereinafter, the operation of the image display device according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. Image data Ri, Gi, and Bi composed of three color data input to the image display device are input to the input image processing means 1. The input image processing means 1 performs input image processing on the input image data Ri, Gi, and Bi, and outputs image data R1, G1, and B1 after the input processing including three color data. On the other hand, the black approximate data generating means 4 holds the black approximate data R3, G3, and B3 and generates the black approximate data to the black correction means 2A. The black correction means 2A receives the image data R1, G1, B1 after the input processing and the black approximate data R3, G3, B3 as inputs and calculates and outputs post-black correction data R2, G2, B2. The above processing is the same as that in the first embodiment.
The process of calculating the post-black-correction data R2, G2, and B2 in the black correction unit 2A is the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. Further, the black correction means 2A can be realized by the configuration shown in the second to sixth embodiments.
The black-corrected data R2, G2, and B2 output from the black correction unit 2A are sent to the gradation conversion unit 7. The gradation conversion means 7 performs gradation conversion represented by the following equation (34), and outputs image data R8, G8, and B8 after gradation conversion. The gradation conversion means 7 may be constituted by hardware or software.

In Expression (34), g (x) is an inverse function of the gradation characteristic f (x) of the image display unit 3B, and g (f (x)) = f (g (x)) = 1. The gradation-converted data R8, G8, and B8 output from the gradation conversion means 7 are input to the image display means 3B. Here, the relationship between the input gradation-corrected image data R8, G8, and B8 and the displayed tristimulus values X1, Y1, and Z1 in the image display means 3B is expressed by Expression (33). On the other hand, the black-corrected data R2, G2, and B2 and the gradation-corrected image data R8, G8, and B8 are expressed by Expression (34). Accordingly, the relationship between the black-corrected data R2, G2, B2 and the tristimulus values X1, Y1, Z1 displayed on the image display means 3B is expressed by the following equation (35).

From equation (35), the tristimulus values X1, Y1, and Z1 displayed on the image display means 3B are linear with respect to the black-corrected data R2, G2, and B2. Therefore, the processing corresponding to the black correction means 2A can be the same processing as in the first to seventh embodiments.
Since the image display device according to the ninth embodiment performs the gradation conversion represented by the inverse function of the gradation characteristic of the image display means on the black-corrected data, the gradation characteristic of the image display means is non-linear. In many cases, even if there is an influence of external light, it is possible to provide a display equivalent to a state where there is no influence of external light with a large percentage of data, and to provide an image with high contrast and good visibility for the viewer. Becomes possible.
Also, in the ninth embodiment, by setting the approximate black data by applying the concept of the second embodiment, in addition to the influence of external light, the tristimulus value at the time of black display is large due to the characteristics of the image display means. In this case, a display equivalent to the case where the tristimulus value in black display is 0 can be performed.
10. Embodiment 10
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of black correction means in an image display device according to Embodiment 10 of the present invention. As shown in the figure, the black correction means 2E includes a subtraction data calculation means 10D (adjustment data calculation means 23, subtraction means 26) and a subtraction means 11. In this figure, the subtraction means 11 is the same as that in the fourth embodiment shown in FIG. 15, and the entire configuration except that the black correction means 2A is replaced by the black correction means 2E is shown in FIG. This is the same as the first embodiment. Further, the black correction means 2E can be realized by the configuration shown in the second to sixth embodiments.
As in the case of the fourth embodiment, the black approximate data R3, G3, and B3 input to the black correction unit 2E are input to the subtraction data calculation unit 10D. Is calculated. The subtraction data calculation means 10D includes an adjustment data calculation means 23 and a subtraction means 26.
The adjustment data calculating unit 23 receives the input image data R1, G1, and B1 and calculates the adjustment data su based on the image data R1, G1, and B1.
The subtraction means 26 receives the adjustment data su output from the adjustment data calculation means 23 and the black approximate data R3, G3, and B3, and performs subtraction data R4, G4, B4 is calculated.

The subtraction means 11 receives the post-input data R1, G1, B1 and the subtraction data R4, G4, B4 as inputs and calculates the black-corrected data R2, G2, B2 by the subtraction process shown in the following equation (37). And output.

FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of the adjustment data calculation means 23. As shown in the figure, it comprises lookup tables 19d to 19f and maximum value selection means 24.
The image data R1, G1, and B1 after the input processing are input to the look-up tables 19d, 19e, and 19f. The lookup tables 19d, 19e, and 19f output adjustment data sur, sug, and sub corresponding to the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing.
The maximum value selecting unit 24 outputs, as the adjustment data su, the adjustment data having the maximum value among the adjustment data sur, sug, and sub output from the lookup tables 19d, 19e, and 19f.
Here, an example of the adjustment data sur, sug, and sub stored in the lookup tables 19d, 19e, and 19f will be described. In the image display device according to the tenth embodiment, black correction data R2, G2, and B2 are obtained by subtracting subtraction data R4, G4, and B4 from input-processed image data R1, G1, and B1 by subtraction means 11. Is calculated as described above. Theoretically, the subtraction data R4, G4, B4 should be equal to the black approximation data R3, G3, B3. However, the black approximation data R3, G3, and B3 are data relating to the luminance, chromaticity, or tristimulus value at the time of black display in the image display means 3, and depend on the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing. Does not change. Therefore, when the subtraction data R4, G4, and B4 are equal to the black approximation data R3, G3, and B3, if the values of the input image data R1, G1, and B1 are smaller than the black approximation data R3, G3, and B3. , A negative value occurs in the data after black correction.
Therefore, the look-up tables 19d to 19f generate adjustment data sur, sug, and sub having positive values when the values of the image data R1, G1, and B1 after the input processing are small, and the subtraction data calculation means 10 By performing subtraction processing on the black approximate data R3, G3, and B3 using the adjustment data su and calculating the subtraction data R4, G4, and B4, negative values occur in the black-corrected data R2, G2, and B2. To prevent that.
FIG. 28 is a graph showing an example of the relationship between image data after input processing and data after black correction. Consider a case where the adjustment data sur is stored in the look-up table 19d such that the image data R1 after the input processing and the data R2 after black correction have a relationship as shown in FIG. At this time, the image data R2 after black correction is expressed by the following equation (38).

Since the subtraction data R4 is the difference between the black-corrected data R2 and the input-processed image data R1, it is expressed by the following equation (39).

Further, the adjustment data sur is a difference between the black approximation data R3 and the subtraction data R4, and can be obtained by the following equation (40). Note that the value of the black approximate data R3 in Expression (40) may be written in the lookup table 19d in advance using a table data writing unit (not shown) or the like. The above has described sur. However, the same applies to sug and sub.

In adjustment data calculation means 23 in the tenth embodiment, the maximum value among adjustment data sur, sug, and sub is output as adjustment data su, so that negative values occur in black-corrected data R2, G2, and B2. Can be prevented. Therefore, according to the image display device of the tenth embodiment of the present invention, even when there is an influence of external light, it is possible to perform display equivalent to a state without the influence of external light with a large percentage of data. , It is possible to provide an image with high contrast and good visibility.
Further, in the image display device according to the first embodiment, the “blackout” phenomenon in which the luminance is constant in an area where the image data R1, G1, and B1 after the input processing is equal to or less than the black approximate data R3, G3, and B3. As can be seen, in the image display device according to the present embodiment, by storing appropriate adjustment data in the look-up table, it is possible to suppress “blackout”.
Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that innumerable modifications that are not illustrated can be assumed without departing from the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image display device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the black correction means shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between light entering a viewer's eyes and a tristimulus value based on the CIE XYZ color system in the image display device according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between tristimulus values of colors that can be seen by a viewer in a state where there is no influence of external light.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between image data after input processing and luminance stimulus values.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an image display device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing, in a table format, a relationship between light entering a viewer's eyes and a tristimulus value based on the CIE XYZ color system in the image display device according to the second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing, in a table form, the relationship between the color and the tristimulus values that can be seen by the viewer under the influence of external light.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between a color and tristimulus values that can be seen by a viewer of the virtual image display device.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between image data after input processing and luminance stimulus values.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of black correction means in an image display device according to Embodiment 3 of the present invention.
12 (a) to 12 (c) are graphs showing the relationship between the data after subtraction and the data for addition.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between light that can be seen by a viewer who views the image display device according to the present embodiment and tristimulus values based on the CIE XYZ color system.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between image data after input processing and luminance stimulus values.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a black correction means in an image display device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the multiplication coefficient calculating means.
FIG. 17 is a graph showing an example of the relationship between image data after input processing and data after black correction.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing, in a table form, a relationship between light that enters a viewer's eyes and a tristimulus value based on the CIE XYZ color system in the image display device according to the fourth embodiment.
FIG. 19 is a graph showing the relationship between image data after input processing and luminance stimulus values.
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of a black correction means in an image display device according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of the multiplication coefficient calculating means shown in FIG.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of a multiplication coefficient calculating means in the image display device according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 8 of the present invention.
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration example of an image display device according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of black correction means in an image display device according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of the adjustment data calculation means.
FIG. 28 is a graph showing an example of the relationship between image data after input processing and data after black correction.
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of a conventional image display device.
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of the input image processing means in FIG.
FIG. 31 is an explanatory diagram showing, in a table form, the relationship between the color and the tristimulus values that can be seen by the viewer under the influence of external light.
FIG. 32 is a graph showing the relationship between image data input to the image display means and luminance stimulus values.
FIG. 33 is an explanatory diagram showing, in a table form, the relationship between the color and the tristimulus value that can be seen by the viewer in a state where external light is affected.
FIG. 34 is a graph showing the relationship between luminance stimulus values when input to the image display means.
FIG. 35 shows, in a table form, a relationship between tristimulus values of colors that can be seen by the viewer in a state where the brightness of display on the image display means is twice as large as usual and there is an influence of external light. FIG.

Claims (16)

Black correction units (111 to 115) for executing black correction processing for correcting black reproducibility on image data including color data and outputting black-corrected image data;
Image display means (3, 3B) for displaying an image on a predetermined screen based on the image data after black correction,
The black correction unit performs the black correction processing based on characteristics of the image display unit when displaying black.
Image display device. The color data includes a predetermined number of color data,
The black correction units (111, 112)
Black approximate data generating means (4) for generating black approximate data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values during black display based on the characteristics of the image display means during black display. , 42),
Black correction means (2A to 2E) for performing subtraction processing based on the black approximation data on the image data for the predetermined number of color data units to output the black-corrected image data.
The image display device according to claim 1. The black correction means,
Subtraction means (11) for subtracting the black approximation data from the image data in units of the predetermined number of color data to obtain subtracted data;
A limiter (13) for setting the color data that is less than “0” among the predetermined number of color data in the post-subtraction data to 0 to obtain the black-corrected image data;
The image display device according to claim 2. The black correction means,
Subtraction means (11) for subtracting the black approximation data from the image data in units of the predetermined number of color data to obtain subtracted data;
Addition data generation means (14) for generating addition data of “0” or more based on the data after the subtraction;
Adding means (15) for adding the data for addition to the data after subtraction in units of the predetermined number of color data to obtain the image data after black correction;
The image display device according to claim 2. The black correction means,
Subtraction data calculation means (10B, 10C) for multiplying the black approximation data by a multiplication coefficient of “1” or less based on the image data to obtain subtraction data;
Subtracting means (11) for outputting subtracted data obtained by subtracting the subtraction data from the image data in the predetermined number of color data units as the black-corrected image data.
The image display device according to claim 2. The subtraction data calculation means,
A multiplication coefficient calculation means (16c) for calculating a multiplication coefficient of "1" or less based on the image data;
Multiplying means (10C) for multiplying the black approximation data by the multiplication coefficient to obtain subtraction data;
The multiplication coefficient calculation means,
A multiplication coefficient candidate output section (19a to 19c) for outputting a predetermined number of multiplication coefficient candidates corresponding to the predetermined number of color data based on the image data;
Minimum value selecting means (21) for selecting a minimum multiplication coefficient candidate from among the predetermined number of multiplication coefficient candidates and outputting the multiplication coefficient.
The image display device according to claim 5. The black correction means (2E)
Subtraction data calculation means (10D) for subtracting adjustment data of “0” or more based on the image data from the black approximation data to obtain subtraction data;
Subtracting means (11) for outputting subtracted data obtained by subtracting the subtraction data from the image data in the predetermined number of color data units as the black-corrected image data.
The image display device according to claim 2. The color data includes a predetermined number of color data,
The black correction unit (104)
Black approximate data generating means (4) for generating black approximate data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values during black display based on the characteristics of the image display means during black display. , 42),
A lookup table (9) for storing table data;
Table data writing means (22) for writing, into a lookup table, table data from which one of the black-corrected image data can be derived from the black approximate data and the image data;
Wherein the lookup table refers to the table data, and obtains the black-corrected image data based on the image data.
The image display device according to claim 1. The color data includes a predetermined number of color data,
The black correction unit (115)
Black approximate data generating means (4) for generating black approximate data that is data relating to at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values during black display based on the characteristics of the image display means during black display. , 42),
Black correction means (2A to 2E) for subtracting the black approximation data from the image data for the predetermined number of color data units and outputting the black corrected image data;
Gradation conversion means (7) for performing gradation conversion of the image data after black correction and outputting image data after gradation correction;
The image display means includes image display means (3B) for displaying an image on the predetermined screen based on the image data after the gradation correction.
The gradation conversion means may be configured to perform at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values of a color displayed on the image display means so that the at least one of the values is linear with respect to the black-corrected data. Characterized by obtaining image data,
The image display device according to claim 1. The color data includes a predetermined number of color data,
The black correction unit (113)
External light detection means (6) for detecting at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values in external light applied to the surface of the predetermined screen of the image display means and outputting external light detection data;
Black approximate data calculating / generating means (4, 5) for calculating and generating black approximate data based on the characteristic of the image display means at the time of black display based on the external light detection data,
The image display device according to claim 1. The characteristic of the image display unit at the time of black display includes a characteristic of reflected light of external light on the surface of the predetermined screen of the image display unit.
The image display device according to any one of claims 1 to 10. The characteristic of the reflected light of the external light includes at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of a color in the reflected light of the external light,
The image display device according to claim 11. The black approximation data is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values of a color displayed when the black approximation data is input to the image display unit when there is no influence of external light. The difference between the image index value and the image index value at the time of black display of the image display means, including black approximate data set to be the image index value in the reflected light of the external light,
The image display device according to claim 12. 13. The image display device according to claim 12, wherein the characteristic of the image display unit at the time of black display further includes at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus value of a color at the time of black display of the image display unit. The black approximation data is at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values of a color displayed when the black approximation data is input to the image display unit when there is no influence of external light. The difference between a certain image index value and the image index value at the time of black display of the image display means is the image index value of the color at the time of black display of the image display means when there is an influence of external light. Including black approximation data with values set,
The image display device according to claim 14. The characteristic of the image display unit at the time of black display includes at least one of luminance, chromaticity, and tristimulus values at the time of black display of the image display unit in a state where there is no influence of external light.
The image display device according to any one of claims 1 to 10.

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