KR20090091177A - 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 프로그램 - Google Patents

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KR20090091177A
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image signal
processing
pixel
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electron beam
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데쯔지로 곤도
다까시 다고
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 CRT 표시 장치 이외의 표시 방식의, 예를 들면 FPD 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이는 것과 같은, CRT 표시 장치와 동등한 자연스러운 표시를 행할 수 있는 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 프로그램에 관한 것이다. ABL 처리부(33)는 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트한 처리를 적용하고, VM 처리부(34)는 그 처리 후의 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트한 처리를 적용하며, CRT γ처리부(35)는 그 처리 후의 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행한다. 본 발명은, 예를 들면 CRT에서 표시된 화상으로 보이는 화상을, LCD에서 표시하는 경우에 적용할 수 있다.
화상 신호, 전자 빔, 에뮬레이트, 표시 장치, 프로그램, 감마 보정

Description

화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 프로그램{IMAGE SIGNAL PROCESSING DEVICE, IMAGE SIGNAL PROCESSING METHOD, AND PROGRAM}
본 발명은 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 프로그램에 관한 것이며, 특히, 예를 들면 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리, VM(Velocity Modulation) 처리 및 CRT(Cathode Ray Tubc)용 γ처리를 포함하는 FPD(Flat Panel Display)(플랫 디스플레이)용 신호 처리를 행함으로써, FPD의 표시 장치인 FPD 표시 장치에서, CRT의 표시 장치인 CRT 표시 장치와 동등한 자연스러운 표시를 행할 수 있도록 하는 화상 신호 처리 장치, 화상 신호 처리 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
도 1은 종래의, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD의 표시 장치(FPD 표시 장치)의 일례의 구성을 나타내고 있다.
밝기 조정 콘트라스트 조정부(11)는 입력된 화상 신호에 오프셋을 가함으로써 화상 신호의 밝기 조정을 행하고, 게인을 조정함으로써 화상 신호의 콘트라스트 조정을 행하여 고화질화 처리부(12)에 공급한다.
고화질화 처리부(12)는 DRC(Digital Reality Creation)를 대표로 하는 고화질화 처리를 행한다. 즉, 고화질화 처리부(12)는 고화질 화상을 얻기 위한 처리 블록에서 밝기 조정 콘트라스트 조정부(11)로부터의 화상 신호에 대하여 화소수 변환 등을 포함하는 화상 신호 처리를 행하여 γ보정부(13)에 공급한다.
여기에서, DRC에 대해서는, 예를 들면 일본 특허 공개 2005-236634호 공보나 일본 특허 공개 2002-223167호 공보 등에 클래스 분류 적응 처리로서 기재되어 있다.
γ보정부(13)는, CRT 표시 장치에서 암부가 보이기 어려운 등의 이유에 의해 본래의 형광체(CRT의 발광부)가 갖는 γ특성 이외에 신호 처리에 의해 암부의 신호 레벨을 조정하는 감마 보정 처리를 행하는 처리 블록이다.
여기에서, LCD에서도 LCD 패널 내부에 액정의 광전 변환 특성(투과 특성)을 CRT의 γ특성에 맞추는 처리 회로가 들어가 있기 때문에, 종래의 FPD 표시 장치에서는 CRT 표시 장치와 마찬가지로 γ보정 처리를 행하고 있다.
γ보정부(13)는 고화질화 처리부(12)로부터의 화상 신호에 대하여 감마 보정 처리를 실시하고, 그 결과 얻어지는 화상 신호를, 도시하지 않은 FPD로서의, 예를 들면 LCD에 공급한다. 이에 의해, LCD에서는 화상이 표시된다.
이상과 같이, 종래의 FPD 표시 장치에서는, 화상 신호는 콘트라스트나 밝기 조정의 처리가 행하여진 후, 고화질화 처리, 감마 보정 처리를 거쳐 FPD에 직접 입력되고 있다(도 1).
이 때문에, FPD 표시 장치에서는 입력과 표시 화상의 밝기는 감마에 따른 비례 관계로 되는데, 표시 화상은 CRT 표시 장치와 비교하여 지나치게 밝거나 번쩍거림이 느껴지는 화상으로 된다.
따라서, 어두운 부분의 계조 표현 능력이 CRT에 비하여 패널의 특성이 떨어지는 디스플레이 장치에서, 다른 ABL 회로를 사용하지 않고, 적응적으로 계조 표현력을 개선하는 방법이 있다(예를 들면 특허 문헌 1을 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2005-39817호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그런데, 전술한 바와 같이, FPD 표시 장치에 의해 표시되는 화상이 CRT 표시 장치와 비교하여 지나치게 밝거나 번쩍거림이 느껴지는 화상으로 되는 것은, 종래의 CRT 표시 장치에 탑재되어 있던 화상 신호만을 대상으로 한 처리를 행하는 화상 신호 처리계만을 FPD용으로 수정하여 FPD 표시 장치에 탑재하였기 때문이며, CRT 표시 장치가 화상 신호 처리계뿐만 아니라 구동계 그 자체가 갖는 특유의 응답 특성과 구동계를 포함시킨 종합적인 신호 처리에 의한 표시 장치라는 시스템 구조가 고려되지 않은 것에 원인이 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 안출된 것으로서, CRT 표시 장치 이외의 표시 방식의, 예를 들면 FPD 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이는 것과 같은, CRT 표시 장치와 동등한 자연스러운 표시를 행할 수 있도록 하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명의 일 측면의 화상 신호 처리 장치 또는 프로그램은, CRT(Cathode Ray Tube) 이외의 표시 방식의 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 상기 화상 신호를 처리하는 화상 신호 처리 장치로서, 상기 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하는 ABL 처리 수단과, 상기 ABL 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하는 VM 처리 수단과, 상기 VM 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행하는 감마 보정 수단을 구비하는 화상 신호 처리 장치, 또는 화상 신호 처리 장치로서 컴퓨터를 기능시키는 프로그램이다.
본 발명의 일 측면의 화상 신호 처리 방법은, CRT(Cathode Ray Tube) 이외의 표시 방식의 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 상기 화상 신호를 처리하는 화상 신호 처리 장치의 화상 신호 처리 방법으로서, 상기 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하고, 상기 ABL 처리를 에뮬레이트하는 처리가 실시된 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하며, 상기 VM 처리를 에뮬레이트하는 처리가 실시된 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행하는 스텝을 포함하는 화상 신호 처리 방법이다.
본 발명의 일 측면에서는 상기 화상 신호에 대하여 ABL 처리를 에뮬레이트하는 처리가 적용되고, 그 처리 후의 화상 신호에 대하여 VM 처리를 에뮬레이트하는 처리가 적용된다.
또한, 그 처리 후의 화상 신호에 대하여 감마 보정이 행해진다.
<발명의 효과>
본 발명의 일 측면에 의하면, CRT 표시 장치와 동등한 자연스러운 표시를 행할 수 있다.
도 1은 종래의 FPD 표시 장치의 일례의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명을 적용한 FPD 표시 장치가 갖는 화상 신호 처리 장치의 일 실시 형태의 구성예를 나타낸 블록도.
도 3은 CRT 표시 장치의 구성예를 나타낸 블록도.
도 4는 화상 신호 처리 장치의 처리를 설명한 플로우차트.
도 5는 VM 처리부(34)의 구성예를 나타낸 블록도.
도 6은 VM 계수의 예를 나타낸 도면.
도 7은 VM 계수를 구하는 방법을 설명한 도면.
도 8은 빔 전류와 스폿 사이즈의 관계를 나타낸 도면.
도 9는 색 식별 기구를 나타낸 도면.
도 10은 전자 빔의 스폿을 나타낸 도면.
도 11은 전자 빔의 스폿을 나타낸 도면.
도 12는 색 선별 기구로서 애퍼쳐 그릴이 채용되어 있는 경우의 전자 빔이 조사되는 모습을 나타낸 단면도.
도 13은 2차원 정규 분포에서 근사한 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 14는 애퍼쳐 그릴의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 15는 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 애퍼쳐 그릴의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 16은 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 17은 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 18은 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도를 구하는 적분을 설명한 도면.
도 19는 전자 빔이 색 선별 기구로서의 애퍼쳐 그릴에 입사되는 모습을 나타낸 도면.
도 20은 화소와, 전자 빔의 강도 분포를 나타낸 도면.
도 21은 EB 영향분을 구하는 회로의 구성예를 나타낸 도면.
도 22는 EB 처리부(220)의 구성예를 나타낸 블록도.
도 23은 EB 처리부(220)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.
도 24는 CRT γ처리부(35)의 색 온도 보상 처리를 행하는 부분의 구성예를 나타낸 블록도.
도 25는 VM 처리부(34)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.
도 26은 휘도 보정부(310)의 구성예를 나타낸 블록도.
도 27은 휘도 보정의 처리를 설명한 도면.
도 28은 휘도 보정부(310)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.
도 29는 VM 계수로서의 탭 계수를 구하는 학습의 처리를 설명한 플로우차트.
도 30은 클래스 예측 계수를 구하는 학습의 처리를 설명한 플로우차트.
도 31은 컴퓨터의 일 실시 형태의 구성예를 나타낸 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 밝기 조정 콘트라스트 조정부
12 : 고화질화 처리부
13 : γ보정부
31 : 밝기 조정 콘트라스트 조정부
32 : 고화질화 처리부
33 : ABL 처리부
34 : VM 처리부
35 : CRT γ처리부
36 : 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부
37 : 피크 검출 미분 제어값 검출부
38 : ABL 제어부
39 : VM 제어부
40 : 표시색 온도 보상 제어부
51 : 밝기 조정 콘트라스트 조정부
52 : 고화질화 처리부
53 : 게인 조정부
54 : γ보정부
55 : 비디오 증폭기
56 : CRT
57 : FBT
58 : 빔 전류 검출부
59 : ABL 제어부
60 : 화상 신호 미분 회로
61 : VM 구동 회로
101 : 버스
102 : CPU
103 : ROM
104 : RAM
105 : 하드디스크
106 : 출력부
107 : 입력부
108 : 통신부
109 : 드라이브
110 : 입출력 인터페이스
111 : 리무버블 기록 매체
210 : 휘도 보정부
211 : VM 계수 발생부
212 : 연산부
220 : EB 처리부
241 : EB 계수 발생부
242A 내지 242D, 242F 내지 242I : 연산부
251 내지 259 : 지연부
260 : EB 계수 발생부
261 : 적화 연산부
271, 272 : 셀렉터
281 : 제어부
282 : 레벨 시프트부
283 : 게인 조정부
310 : 휘도 보정부
311 : 지연 타이밍 조정부
312 : 미분 회로
313 : 스레시홀드 처리부
314 : 파형 정형 처리부
315 : 승산 회로
321 : 탭 선택부
322 : 클래스 분류부
323 : 클래스 예측 계수 기억부
324 : 예측부
325 : 클래스 결정부
326 : 탭 계수 기억부
327 : 예측부
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명을 적용한 FPD 표시 장치가 갖는 화상 신호 처리 장치의 일 실시 형태의 구성예를 나타내고 있다.
도 2의 화상 신호 처리 장치는 CRT 이외의 표시 방식의 표시 장치, 즉, 여기서는 예를 들면 LCD 등의 FPD를 갖는 FPD 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 화상 신호를 처리한다.
여기에서, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 대해서 설명하기 전에, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의해 표시하고자 하고 있는 화상을 표시하는 CRT 표시 장치, 즉, 도 2의 화상 신호 처리 장치가 에뮬레이트하는 CRT 표시 장치에 대해서 설명한다.
도 3은 CRT 표시 장치의 구성예를 나타내고 있다.
CRT 표시 장치에서는, 밝기 조정 콘트라스트 조정부(51)와 고화질화 처리부(52)에서, 화상 신호에 대하여 도 1의 밝기 조정 콘트라스트 조정부(11)와 고화질화 처리부(12)의 각각과 마찬가지의 처리가 실시되고, 그 처리 후의 화상 신호가 게인 조정부(53) 및 화상 신호 미분 회로(60)에 공급된다.
게인 조정부(리미터)(53)는, 후술하는 ABL 제어부(59)로부터의 ABL 제어 신호에 의해, 고화질화 처리부(52)로부터의 화상 신호의 신호 레벨을 제한하여, γ보정부(54)에 공급한다. 즉, 게인 조정부(53)는, 후술하는 CRT(56)의 전자 빔의 전류량을 직접 제한하는 대신에, 고화질화 처리부(52)로부터 화상 신호의 게인을 조정한다.
γ보정부(54)는 게인 조정부(53)로부터의 화상 신호에 대하여 도 1의 γ보정부(13)와 마찬가지의 γ보정 처리를 실시하고, 그 결과 얻어지는 화상 신호를 비디오(Video) 증폭기(55)에 공급한다.
비디오 증폭기(55)는 γ보정부(54)로부터의 화상 신호를 증폭시켜, CRT 구동 화상 신호로서 CRT(56)에 공급한다.
한편, FBT(Flyback Transformer)(57)는, CRT 표시 장치에서, 전자 빔의 수평 주사를 행하기 위한 수평 편향 구동 전류 및 CRT(브라운관)(56)의 애노드 전압을 발생하기 위한 트랜스로서, 그 출력은 빔 전류 검출부(58)에 공급된다.
빔 전류 검출부(58)는 FBT(57)의 출력으로부터 ABL 제어에 필요한 전자 빔의 전류량을 검출하여, CRT(56) 및 ABL 제어부(59)에 공급한다.
ABL 제어부(59)는 빔 전류 검출부(58)로부터의 전자 빔의 전류값을 계측하고, 화상 신호의 신호 레벨을 제어하는 ABL 제어를 위한 ABL 제어 신호를 게인 조정부(53)에 출력한다.
한편, 화상 신호 미분 회로(60)는 고화질화 처리부(52)로부터의 화상 신호를 미분하고, 그 결과 얻어지는 화상 신호의 미분값을 VM 구동 회로(61)에 공급한다.
VM(Velocity Modulation)(속도 변조) 구동 회로(61)는, CRT 표시 장치에서, 전자 빔의 편향(수평 편향) 속도를 부분적으로 바꿈으로써 동일 화상 신호에서도 표시 휘도를 바꾸는 VM 처리를 행한다. CRT 표시 장치에서, VM 처리는 주된 수평 편향 회로(편향 요크 DY, FBT(57), 수평 구동 회로(도시 생략) 등에 의해 구성됨)와는 달리 전용의 VM 코일(도시 생략)과 VM 구동 회로(61)를 이용하여 실현된다.
즉, VM 구동 회로(61)는 화상 신호 미분 회로(60)로부터의 화상 신호의 미분값에 기초하여 VM 코일을 구동하는 VM 코일 구동 신호를 생성하여, CRT(56)에 공급한다.
CRT(56)는 전자총 EG나 편향 요크 DY 등에 의해 구성된다. CRT(56)에서는 전자총 EG가 빔 전류 검출부(58)의 출력이나 비디오 증폭기(55)로부터의 CRT 구동 화상 신호에 따라 전자 빔을 방사하고, 그 전자 빔이, 코일인 편향 요크 DY가 발생하는 자계에 따라 수평과 수직의 방향을 바꾸어 (주사되고), CRT(56)의 형광면에 충돌함으로써 화상이 표시된다.
또한, CRT(56)에서는 VM 구동 회로(61)로부터의 VM 코일 구동 신호에 따라 VM 코일이 구동되고, 이에 의해, 전자 빔의 편향 속도가 부분적으로 변경되며, 이에 의해, 예를 들면 CRT(56)에 표시되는 화상의 엣지의 강조 등이 이루어진다.
도 3으로부터 알 수 있듯이, CRT 표시 장치에서는 편향 속도를 부분적으로 바꾸는 VM 처리, 및 전자 빔의 전류량을 제한하는 ABL 처리(ABL 제어)가 화상 신호가 처리되는 패스 이외에서 행해져, CRT(56)에 표시되는 화상의 화질에 영향을 주는 제어 신호를 만들고 있다.
이들 VM 처리 및 ABL 처리에 의한 영향이 나타난 화상을 FPD에서 표시하기 위해서는, FPD는 CRT와 구동 방법이 완전히 상이하기 때문에, 화상 신호가 처리되는 패스 상에서 VM 처리 및 ABL 처리에 상당하는 처리를 행하는 형태를 취할 필요가 있다.
따라서, 도 2의 화상 신호 처리 장치에서는, 도 2에 나타낸 바와 같은 처리 순서에 의해 화상 신호를 변환시킴으로써 FPD의 구동 방법에 적응하고, 또한, CRT 표시 장치와 마찬가지의 자연스러운 표시를 행하는 것을 가능하게 한다.
즉, 도 2의 화상 신호 처리 장치에서, 밝기 조정 콘트라스트 조정부(31)와 고화질화 처리부(32)에서는, 화상 신호에 대하여 도 1의 밝기 조정 콘트라스트 조정부(11)와 고화질화 처리부(12)의 각각과 마찬가지의 처리가 실시되고, ABL 처리부(33), 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36) 및 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)에 공급된다.
ABL 처리부(33)는, LCD에서 CRT와 마찬가지의 밝기 특성을 얻기 위해, 화상이 일정 이상의 밝기(휘도와 그 면적)로 되는 경우에, 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호의 레벨을 ABL 제어부(38)로부터의 제어에 따라 제한하는 ABL 에뮬레이트 처리를 행한다.
여기에서, 도 2에서의 ABL 에뮬레이트 처리는 도 3에서의 ABL 처리를 에뮬레이션하는 처리이다.
즉, CRT 표시 장치에서 행해지는 ABL 처리는, CRT에서, 전자 빔(전류)이 과대해지지 않도록 일정 이상의 밝기(휘도와 그 면적)로 된 경우에 전류를 제한하는 처리인데, ABL 처리부(33)는 도 3에서의 ABL 처리의 에뮬레이션을 행한다.
도 2에서는, ABL 처리부(33)는, CRT에서 전자 빔의 전류를 제한함으로써, 대면적에서 밝은 화상을 표시시키고자 한 경우에 실제의 표시 휘도를 낮게 억제하는 처리(ABL 에뮬레이트 처리)를, 화상 신호의 신호 레벨을 제한하는 처리로서 비선형 연산 처리에 의해 행한다.
즉, 도 2에서, 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)는 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호에 기초하여 화면의 밝기나 평균 레벨을 검출하여, 피크 검출 미분 제어값 검출부(37) 및 ABL 제어부(38)에 공급한다. ABL 제어부(38)는 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)로부터의 화면의 밝기나 평균 레벨의 검출 결과로부터 화면의 밝기와 그 면적을 검출하고, 그에 의해 화면 상의 밝기를 제한하기 위한 제어 신호를 생성하여 ABL 처리부(33)에 공급한다. ABL 처리부(33)는 ABL 제어부(38)로부터의 제어 신호를 기초로 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호에 대하여 상기 비선형 연산을 행함으로써 ABL 처리를 실현(에뮬레이트)한다.
ABL 처리부(33)에서 ABL 처리가 실시된 화상 신호는 VM 처리부(34)에 공급된다.
VM 처리부(34)는 도 3의 CRT 표시 장치에서의 VM 처리와 마찬가지의 처리를 화상 신호에 대하여 행하기 위한 처리 블록으로서, 도 3의 CRT 표시 장치에 의해 행해지는 VM 처리의 에뮬레이션을 행한다.
즉, 도 2에서, 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)는 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호로부터 화상 신호의 부분적인 피크 신호나 화상 신호의 미분에 의 해 얻어지는 엣지 신호를 구하여, 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)로부터의 화면의 밝기나 평균 레벨과 함께 VM 제어부(39)에 공급한다. VM 제어부(39)는 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)로부터의 화상 신호의 부분적인 피크 신호나 화상 신호의 미분에 의해 얻어지는 엣지 신호, 화면의 밝기 등을 기초로 부분적으로 화상 신호의 레벨을 변화시키는, CRT 표시 장치에서의 VM 코일 구동 신호에 상당하는 VM 제어 신호를 생성하여 VM 처리부(34)에 공급한다.
VM 처리부(34)는, VM 제어부(39)에 의해 생성된 VM 제어 신호에 의해, 부분적으로 ABL 처리부(33)로부터의 화상 신호의 레벨을 변화시키는 처리, 즉, 화상 신호의 부분적인 보정, 화상 신호의 엣지부나 피크의 강조 등의 처리를 행한다.
여기에서, 도 3의 CRT 표시 장치에서는 CRT(56)에서 신호의 상승 시에 휘도 변화가 부족한 것을 보충하기 위해 VM 처리가 행해지지만, 화상 신호 그 자체에 보정을 가하는 것이 아니라, 편향 요크 DY에 있는 VM 코일을 이용하여 CRT(56) 특유의 수평 편향의 편향 속도(시간)를 변화시킴으로써 결과적으로 휘도를 변화시키고 있다.
VM 처리부(34)는 CRT 표시 장치에서 행해지는 VM 처리에 의해 생기는 휘도 변화분에 상당하는 보정값을 연산하여, 그 보정값에 의해 화상 신호를 보정하는 연산 처리를 행함으로써, CRT 표시 장치에서 행해지는 VM 처리의 에뮬레이션을 행한다.
CRT γ처리부(35)는, LCD에서, 종래의 LCD 패널이 패널 내부에 갖고 있던 CRT와 동등한 γ특성을 얻기 위한 처리 회로(변환 회로)에서 행해지고 있던 처리를 포함하는 γ보정 처리 및 색 온도 보상 처리를 행하기 위하여, 각 색 신호(컴포넌트 신호)의 레벨을 조정하는 처리를 행한다.
여기에서, 도 2에서의 CRT γ처리부(35)는 동일 LCD 화면 상에서 CRT의 특성뿐만 아니라 PDP나 LED 디스플레이 등 복수의 표시 특성을 표현할 때에 필요한 전기 광변환 특성의 보정을 행하는 부분이며, 본 실시 형태에서는 LCD의 입력 전압-투과율 특성을 CRT의 전기-휘도 특성에 맞추기 위해 필요한 처리를 행한다.
즉, 도 2에서, 표시색 온도 보상 제어부(40)는, LCD의 표시 화면을 복수의 표시 영역으로 구분하여 각 표시 영역에 복수의 상이한 표시 특성을 가진 표시 디바이스에 의해 표시될 화상과 마찬가지의 화질의 화상을 제시하는 시스템에서, CRT에서 표시될 화상과 마찬가지의 화질의 화상을 표시시키는 표시 영역의 표시색 온도를 CRT용의 색 온도로서 표시시키기 위한 제어 신호를, 각 색 신호(컴포넌트 신호)의 밸런스를 조정하는 제어를 행하기 위해 생성하여, CRT γ처리부(35)에 공급한다. 그리고, CRT γ처리부(35)에서는, 표시색 온도 보상 제어부(40)로부터의 제어 신호에 따라, VM 처리부(34)로부터의 화상 신호의 각 색 신호의 밸런스를 조정하는 처리도 행한다.
CRT, LCD, PDP에서는 백색 밸런스나 색 온도, 및 그 휘도 변화가 각각 상이하기 때문에, 도 2의 표시색 온도 보상 제어부(40)가 필요하게 된다.
CRT γ처리부(35)가 표시색 온도 보상 제어부(40)로부터의 제어 신호에 따라 행하는 처리에는 종래 LCD 등 플랫 패널의 내부에서 처리되고 있던, 각 패널의 계조 특성을 CRT와 동등해지도록 변환하고 있던 처리 회로가 행하는 처리를 포함하 고, 표시 패널에 의한 특성의 차이를 흡수하는 처리를 행한다.
그리고, CRT γ처리부(35)는 VM 처리부(34)로부터의 화상 신호에 대하여 이상의 처리를 실시한 후, 그 처리 후의 화상 신호를 도시하지 않은 FPD로서의 LCD에 공급하여 표시시킨다.
이상과 같이, 도 2의 화상 신호 처리 장치에서는 CRT 표시 장치에서 행해지고 있던 처리를 화상 신호 처리로 치환할 뿐만 아니라, 처리 순서(ABL 처리부(33)의 처리 후에, VM 처리부(34)의 처리를 행하고, VM 처리부(34)의 처리 후에, CRT γ처리부(35)의 처리를 행한다는 처리 순서)도 고려함으로써, 보다 올바르게 LCD의 표시를 CRT 표시 장치에 의해 표시되는 화상의 화질에 근접시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, LCD에 CRT와 동등한 표시 특성에 의해 화상을 출력하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, CRT 그 자체의 특성 차이에 의한 표시 특성을 에뮬레이트하는 것이 가능해져, 색조나 질감의 차이를 동일한 LCD에서 절환하는 것이 가능해진다. 예를 들면, EBU 형광체와 일반 형광체의 발색 차이를 동일 화면 상에서 비교함으로써 송출 시의 색 조정이나 화질 조정을 정확하게 행하는 것 등을 용이하게 행할 수 있게 된다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 마찬가지로, LCD와 CRT의 표시 특성에 의한 차이를 용이하게 확인하는 것이 가능하다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 원래의 의미에서의 「원하는 화질」로 화상을 표시하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 처리의 범위를 표시 화면 내에서 바꿈으로써 특성이 상이한 표시 디바이스(예를 들면 형광체가 상이한 CRT, LCD와 CRT 등)에 의해 표시되는 화상을 동시에 보는 것이 가능해지기 때문에, 비교나 조정과 같은 용도에서의 이용을 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 도 4의 플로우차트를 참조하여 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의한 화상 신호에 대한 처리의 흐름에 대해서 설명한다.
밝기 조정 콘트라스트 조정부(31)에 화상 신호가 공급되면, 스텝 S11에서, 밝기 조정 콘트라스트 조정부(31)는 그곳에 공급되는 화상 신호의 밝기 조정을 행하고, 또한, 콘트라스트 조정을 행하여 고화질화 처리부(32)에 공급하고 처리는 스텝 S12로 진행한다.
스텝 S12에서는, 고화질화 처리부(32)가 밝기 조정 콘트라스트 조정부(11)로부터의 화상 신호에 대하여 화소수 변환 등을 포함하는 화상 신호 처리를 행하고, 그 화상 신호 처리 후의 화상 신호를 ABL 처리부(33), 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36) 및 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)에 공급하고 처리는 스텝 S13으로 진행한다.
여기에서, 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)는 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호에 기초하여 화면의 밝기나 평균 레벨을 검출하고, 피크 검출 미분 제어값 검출부(37) 및 ABL 제어부(38)에 공급한다. ABL 제어부(38)는 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)로부터의 화면의 밝기나 평균 레벨의 검출 결과에 기초하여 화면 상의 밝기를 제한하기 위한 제어 신호를 생성하여, ABL 처리부(33)에 공 급한다.
또한, 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)는 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호로부터 화상 신호의 부분적인 피크 신호나 화상 신호의 미분에 의해 얻어지는 엣지 신호를 구하여, 전체 화면 밝기 평균 레벨 검출부(36)로부터의 화면의 밝기나 평균 레벨과 함께 VM 제어부(39)에 공급한다. VM 제어부(39)는 피크 검출 미분 제어값 검출부(37)로부터의 화상 신호의 부분적인 피크 신호나 화상 신호의 미분에 의해 얻어지는 엣지 신호, 화면의 밝기 등을 기초로 CRT 표시 장치에서의 VM 코일 구동 신호에 상당하는 VM 제어 신호를 생성하고, VM 처리부(34)에 공급한다.
스텝 S33에서는, ABL 처리부(33)가 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호에 대하여 ABL 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용한다.
즉, ABL 처리부(33)는, ABL 제어부(38)로부터의 제어에 따라, 고화질화 처리부(32)로부터의 화상 신호의 레벨을 제한하는 등의 ABL 처리를 에뮬레이트하는 처리(ABL 에뮬레이트 처리)를 행하고, 그 결과 얻어지는 화상 신호를 VM 처리부(34)에 공급한다.
그리고, 처리는 스텝 S13으로부터 스텝 S14로 진행하고, VM 처리부(34)는 ABL 처리부(33)로부터의 화상 신호에 대하여 VM 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용한다.
즉, VM 처리부(34)는, 스텝 S14에서, VM 제어부(39)로부터 공급되는 VM 제어 신호에 따라, ABL 처리부(33)로부터의 화상 신호의 휘도를 보정하는 등의 VM 처리를 에뮬레이트하는 처리(VM 에뮬레이트 처리)를 행하고, 그 결과 얻어지는 화상 신 호를 CRT γ처리부(35)에 공급하고 처리는 스텝 S15로 진행한다.
스텝 S15에서는, CRT γ처리부(35)는 VM 처리부(34)로부터의 화상 신호에 대하여 γ보정 처리를 실시하고, 또한, 표시색 온도 보상 제어부(40)로부터의 제어 신호에 따라, VM 처리부(34)로부터의 화상 신호의 각 색 신호의 밸런스를 조정하는 색 온도 보상 처리를 행한다. 그리고, CRT γ처리부(35)는 색 온도 보상 처리의 결과 얻어지는 화상 신호를 도시하지 않은 FPD로서의 LCD에 공급하여 표시시킨다.
다음으로, 도 5는 도 2의 VM 처리부(34)의 구성예를 나타낸 블록도이다.
도 5에서, VM 처리부(34)는 휘도 보정부(210) 및 EB 처리부(220)로 구성된다.
휘도 보정부(210)는, ABL 처리부(33)(도 2)로부터 공급되는 화상 신호를 대상으로 하여, CRT 표시 장치의 전자 빔의 수평 편향의 편향 속도의 변화가 휘도에 영향을 주는 영향분의 보정을 행하는 휘도 보정 처리를 행하고, 그 결과 얻어지는 화상 신호를 EB 처리부(220)에 공급한다.
즉, 휘도 보정부(210)는 VM 계수 발생부(211) 및 연산부(212)로 구성된다.
VM 계수 발생부(211)에는 VM 제어부(39)(도 2)로부터 VM 제어 신호가 공급된다. VM 계수 발생부(211)는 VM 제어부(39)로부터의 VM 제어 신호에 따라 VM 계수를 발생하고, 연산부(212)에 공급한다.
연산부(212)에는, VM 계수 발생부(211)로부터의 VM 계수가 공급되는 것 이외에, ABL 처리부(33)(도 2)로부터의 화상 신호가 공급된다.
연산부(212)는, ABL 처리부(33)(도 2)로부터의 화상 신호에 VM 계수 발생 부(211)로부터의 VM 계수를 승산함으로써, 그 화상 신호에 대해서 CRT 표시 장치의 전자 빔의 수평 편향의 편향 속도의 변화가 휘도에 영향을 주는 영향분의 보정을 행하고, 그 보정 후의 화상 신호를 EB 처리부(220)에 공급한다.
EB 처리부(220)는, 휘도 보정부(210)로부터의 화상 신호(ABL 처리부(33)에서 처리되고, 다시 휘도 보정부(210)에서 처리된 화상 신호)를 대상으로 하여, CRT 표시 장치의 전자 빔이 확산되어 CRT 표시 장치의 형광체에 충돌하는 것을 에뮬레이트하는 처리(EB(Erectron Beam) 에뮬레이트 처리)를 실시하고, CRT γ처리부(35)(도 2)에 공급한다.
이상과 같이, VM 처리부(34)에서 행해지는 VM 에뮬레이트 처리는, 휘도 보정부(210)에서 행해지는 휘도 보정 처리와, EB 처리부(220)에서 행해지는 EB 에뮬레이트 처리로 이루어진다.
도 6은 도 5의 VM 계수 발생부(211)에서 발생하는 VM 계수의 예를 나타내고 있다.
VM 계수는, CRT 표시 장치에서, 수평 편향(수평 방향의 편향)의 편향 속도를 VM 코일 구동 신호에 의해 주목 화소(여기서는, VM 처리에 의해 휘도를 강조하는 보정을 행하는 화소)의 위치에서 지연시킴으로써, 등가적으로 주목 화소의 휘도를 증대시키는 VM 처리를 에뮬레이트하기 위해, 주목 화소를 중심으로 하여 수평 방향으로 배열되는 복수의 화소를 휘도의 보정 대상으로 하여, 그 휘도의 보정 대상의 화소의 화소값(휘도)에 승산되는 계수이다.
VM 계수 발생부(211)에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 휘도의 보정 대상의 화소 중의 주목 화소의 화소값에 승산되는 VM 계수는 1 이상의 값으로 되고, 다른 화소에 승산되는 VM 계수는 연산부(212)에서의 게인이 1로 되도록 1 이하의 값으로 된다.
도 7은 도 5의 VM 계수 발생부(211)에서 발생되는 VM 계수를 구하는 방법을 나타내고 있다.
즉, 도 7의 A는 CRT 표시 장치의 편향 요크 DY(도 3)에 인가되는 전압(편향 전압)의 파형을 나타내고 있다.
편향 요크 DY(도 3)에 대해서는, 도 7의 A에 나타낸 바와 같이, 시간 t의 경과에 대하여 일정한 기울기로 변화되는 편향 전압이 수평 주사의 주기에서 반복적으로 인가된다.
도 7의 B는 CRT 표시 장치의 VM 구동 회로(61)(도 3)에서 생성되는 VM 코일 구동 신호를 나타내고 있다.
CRT 표시 장치에서는, 편향 요크 DY(도 3)에 있는 VM 코일이 도 7의 B의 VM 코일 구동 신호에 의해 구동되고, 그 VM 코일이 발생하는 자계에 의해 전자 빔의 편향 속도가 도 7의 C에 나타낸 바와 같이 부분적으로 변경된다.
즉, 도 7의 C는 도 7의 B의 VM 코일 구동 신호에 의해 VM 코일이 자계를 발생하는 경우의 전자 빔의 수평 방향의 위치의 시간 변화를 나타내고 있다.
전자 빔의 수평 방향의 위치의 시간 변화(도 7의 C의 그래프의 기울기), 즉, 전자 빔의 수평 편향의 편향 속도는, VM 코일이 자계를 발생함으로써, 그 자계가 발생하고 있는 구간 등에서 일정해지지 않게 된다(변화된다).
도 7의 D는 도 7의 A의 편향 전압에 의한 전자 빔의 수평 방향의 위치의 시간 변화로부터, 도 7의 C의 전자 빔의 수평 방향의 위치의 시간 변화를 감산한 감산값의 미분값을 나타내고 있다.
도 7의 A의 편향 전압만에 의해 전자 빔의 수평 편향이 행해지는 경우를 기준으로 하면, VM 코일 구동 신호에 의해 VM 코일이 자계를 발생하는 경우에는, CRT 표시 장치의 CRT(56)(도 3)의 형광체에 충돌하는 전자 빔의 강도(양), 즉, CRT(56)에 표시되는 화상의 휘도(밝기)는 도 7의 D에 나타낸 바와 같이 변화한다.
VM 계수 발생부(211)(도 5)는 도 7의 D의 미분값에 상당하는 값을 VM 계수로서 발생한다.
또한, VM 계수의 구체적인 값이나, VM 계수와의 승산을 하는 화소의 범위(주목 화소를 중심으로 하여 수평 방향으로 배열되는 몇 개의 화소의 화소값을 VM 계수와 승산하는지), 주목 화소로 하는 화소의 화소값(레벨) 등은, 도 2의 화상 신호 처리 장치가 표시를 에뮬레이트하는 CRT 표시 장치의 사양 등에 따라 결정된다.
다음으로, 도 5의 EB 처리부(220)에서 행해지는 EB 에뮬레이트 처리에 대해서 설명한다.
EB 에뮬레이트 처리에서는, 전술한 바와 같이, CRT 표시 장치의 전자 빔이 확산되어 CRT 표시 장치의 CRT(56)(도 3)의 형광체에 충돌하는 것을 에뮬레이트하는 처리가 행해진다.
즉, 이제, 전자 빔을 조사하고자 하는 형광체에 대응하는 화소(서브픽셀)를 주목 화소로 하면, 전자 빔의 강도가 큰 경우에, 그 전자 빔의 스폿의 형상이 커 져, 주목 화소에 대응하는 형광체뿐만 아니라 그 주변의 화소에 대응하는 형광체에도 충돌하여, 그 주변의 화소의 화소값에 영향을 준다. EB 에뮬레이트 처리에서는, 그 영향을 에뮬레이트하는 처리가 행해진다.
도 8은 전자 빔을 조사하는 전자총에 공급되는 전류(빔 전류)와, 그 빔 전류에 대응하여 조사되는 전자 빔이 CRT의 표시 화면 상에 형성하는 스폿의 직경(스폿 사이즈)과의 관계를 나타내고 있다.
또한, 도 8에서는 2종류의 CRT에 대한 빔 전류와 스폿 사이즈의 관계가 나타내어져 있다.
빔 전류와 스폿 사이즈의 관계는 CRT의 종류나 최대 휘도의 설정 등에 의해 차가 있지만, 스폿 사이즈는 빔 전류가 클수록 커진다. 즉, 휘도가 크면, 스폿 사이즈도 커진다.
이러한 빔 전류와 스폿 사이즈의 관계는, 예를 들면 일본 특허 공개 2004-39300호 공보 등에 기재되어 있다.
CRT의 표시 화면에는 적색, 녹색 및 청색의 3색의 형광체(형광 물질)가 도포되어 있으며, 그 적색, 녹색 및 청색의 형광체에 적색, 녹색 및 청색(용)의 전자 빔이 충돌함으로써 적색, 녹색 및 청색의 광이 각각 방출되고, 이에 의해, 화상이 표시된다.
또한, CRT에는 적색, 녹색 및 청색의 3색의 형광체에 적색, 녹색 및 청색의 전자 빔이 조사되도록 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된 색 선별 기구가 표시 화면에 설치되어 있다.
도 9는 색 선별 기구를 나타내고 있다.
즉, 도 9의 A는 색 선별 기구 중의 하나인 섀도우 마스크를 나타내고 있다.
섀도우 마스크에는 원 형상의 개구부로서의 홀이 설치되어 있으며, 이 홀을 통과한 전자 빔이 형광체에 조사된다.
또한, 도 9의 A에서, 모양을 붙이지 않은 동그라미 마크는 적색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 홀을, 사선을 그은 동그라미 마크는 녹색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 홀을, 까맣게 칠한 동그라미 마크는 청색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 홀을 각각 나타내고 있다.
도 9의 B는 색 선별 기구 중의 다른 하나인 애퍼쳐 그릴을 나타내고 있다.
애퍼쳐 그릴에는 수직 방향으로 연장되는 개구부로서의 슬릿이 설치되어 있으며, 이 슬릿을 통과한 전자 빔이 형광체에 조사된다.
또한, 도 9의 B에서, 모양을 붙이지 않은 사각형은 적색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 슬릿을, 사선을 그은 사각형은 녹색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 슬릿을, 까맣게 칠한 사각형은 청색의 형광체에 전자 빔을 조사하기 위한 슬릿을 각각 나타내고 있다.
도 8에서 설명한 바와 같이, 전자 빔의 스폿 사이즈는 휘도가 클수록 커진다.
도 10은 휘도가 중간 정도인 경우에 색 선별 기구 상에 형성되는 전자 빔의 스폿을, 도 11은 휘도가 큰 경우에 색 선별 기구 상에 형성되는 전자 빔의 스폿을 각각 모식적으로 나타내고 있다.
또한, 도 10의 A 및 도 11의 A는 색 선별 기구가 섀도우 마스크인 경우에 그 섀도우 마스크 상에 형성되는 전자 빔의 스폿을 나타내고, 도 10의 B 및 도 11의 B는 색 선별 기구가 애퍼쳐 그릴인 경우에 그 애퍼쳐 그릴 상에 형성되는 전자 빔의 스폿을 나타낸다.
휘도가 클수록 전자 빔(의 스폿)의 중심 부분의 강도가 커지고, 그것에 끌려지는 형태로 전자 빔의 주변 부분의 강도도 커져, 색 선별 기구 상에 형성되는 전자 빔의 스폿의 스폿 사이즈가 커진다. 그 결과, 전자 빔이 주목 화소(전자 빔을 조사하고자 하는 형광체에 대응하는 화소)에 대응하는 형광체뿐만 아니라 주목 화소의 주위의 화소에 대응하는 형광체에도 조사된다.
도 12는 색 선별 기구로서 애퍼쳐 그릴이 채용되어 있는 경우의 전자 빔이 조사되는 모습을 나타낸 단면도이다.
즉, 도 12의 A는 빔 전류가 제1 전류값인 경우의 전자 빔이 조사되는 모습을 나타내고, 도 12의 B는 빔 전류가 제1 전류값보다 큰 제2 전류값인 경우의 전자 빔이 조사되는 모습을 나타낸다.
도 12에서는 녹색의 형광체에 대응하는 화소가 주목 화소로 되어 있으며, 빔 전류가 제1 전류값인 경우의 전자 빔은, 도 12의 A에 나타낸 바와 같이, 그 스폿 사이즈가 인접하는 슬릿끼리의 사이의 범위에 들어가 있어, 주목 화소에 대응하는 형광체에만 조사되고, 또한, 그 이외의 형광체에 조사되지 않도록 차단된다.
한편, 빔 전류가 제2 전류값인 경우의 전자 빔은, 도 12의 B에 나타낸 바와 같이, 그 스폿 사이즈가 인접하는 슬릿끼리의 사이의 범위에 들어가지 않아 주목 화소에 대응하는 형광체뿐만 아니라 다른 형광체에도 조사된다.
즉, 빔 전류가 제2 전류값인 경우의 전자 빔의 스폿 사이즈는, 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿 이외에, 다른 슬릿도 포함하는 크기로 되고, 그 결과, 전자 빔이 다른 슬릿을 통과하여 주목 화소에 대응하는 형광체 이외의 형광체에도 조사된다.
또한, 도 12의 B에 나타낸 바와 같이, 전자 빔이 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿 이외의 슬릿도 통과하는 경우의 빔 전류는, 전자 빔의 스폿 사이즈와 애퍼쳐 그릴의 슬릿의 슬릿 폭과의 관계에 의해 결정된다.
EB 에뮬레이트 처리에서는, 이상과 같이, 전자 빔이 주목 화소에 대응하는 형광체뿐만 아니라 다른 형광체에도 조사됨으로써, 화상이 받는 영향이 화상 신호에 반영된다.
여기에서, 도 13은 2차원 정규 분포(가우스 분포)에서 근사한 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 14는 도 13의 전자 빔 중의 애퍼쳐 그릴의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 14의 A는 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿을 통과하는 전자 빔과, 그 슬릿의 좌우에 인접하는 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
전자 빔의 대부분은 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿을 통과하는데, 전자 빔의 나머지 일부가 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿의 좌측에 인접하는 좌 측 슬릿과 우측에 인접하는 우측 슬릿을 통과하고, 그 통과한 전자 빔에 의해, 좌측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소와 우측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소의 표시가 영향을 받는다.
또한, 도 14의 B는 도 14의 A에 나타낸 전자 빔의 강도 분포 중의 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고, 도 14의 C는 좌측 슬릿 및 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 15는 도 13의 경우보다도 강도가 큰 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 애퍼쳐 그릴의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 15의 A는 도 13의 경우보다도 강도가 큰 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 15의 A의 전자 빔은 도 13의 전자 빔보다도 스폿 사이즈(강도가 소정값 이상의 범위)가 크게 되어 있다.
도 15의 B는 도 15의 A의 전자 빔 중의 애퍼쳐 그릴의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 15의 B에서는 도 14의 경우와 비교하여 좌측 슬릿 및 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도가 크게 되어 있고, 따라서, 좌측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소와 우측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소의 표시에는 보다 큰 영향이 생긴다.
또한, 도 15의 C는 도 15의 B에 나타낸 전자 빔의 강도 분포 중의 주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고, 도 15의 D는 좌측 슬릿 및 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 16은 도 13에 나타낸 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 16의 A는 도 13과 동일한 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 16의 B는 도 16의 A의 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 16의 B는 주목 화소에 대응하는 형광체의 홀을 통과하는 전자 빔과, 그 홀의 주변의 홀(주변 홀)을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 16의 C는 도 16의 B에 나타낸 전자 빔의 강도 분포 중의 주목 화소에 대응하는 형광체의 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고, 도 16의 D는 주변 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 17은 도 16의 경우보다도 강도가 큰 전자 빔의 강도 분포와, 그 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 17의 A는 도 16의 경우보다도 강도가 큰 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 17의 A의 전자 빔은 도 16의 A의 전자 빔보다도 스폿 사이즈(강도가 소정값 이상의 범위)가 크게 되어 있다.
도 17의 B는 도 17의 A의 전자 빔 중의 섀도우 마스크의 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
도 17의 B에서는 도 16의 B의 경우와 비교하여 주변 홀을 통과하는 전자 빔의 강도가 크게 되어 있고, 따라서, 주변 홀의 형광체에 대응하는 화소의 표시에는 도 16의 B의 경우보다 큰 영향이 생긴다.
도 17의 C는 도 17의 B에 나타낸 전자 빔의 강도 분포 중의 주목 화소에 대응하는 형광체의 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고, 도 17의 D는 주변 홀을 통과하는 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
또한, 도 13 내지 도 17에서는 전자 빔의 스폿 확산을 알기 쉽게 하기 위해, 전자 빔의 강도를 나타내는 높이 방향의 스케일을, 위치를 나타내는 x방향 및 y방향의 스케일보다도 압축하고 있다.
그런데, 1차원 정규 분포(1차원의 정규 분포)의 일정 구간의 면적은, 1차원 정규 분포를 나타내는 수학식 1의 확률 밀도 함수 f(x)를, 면적을 구하고자 하는 구간에 걸쳐 적분함으로써 구할 수 있다.
Figure 112009036655288-PCT00001
여기에서, 수학식 1에서, μ는 평균값을 나타내고, σ2은 분산을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 전자 빔의 강도 분포를 2차원 정규 분포(2차원의 정규 분포)에서 근사하는 경우, 일정 범위의 전자 빔의 강도는, 2차원 정규 분포를 나타내는 수학식 2의 확률 밀도 함수 f(x, y)를, 강도를 구하고자 하는 범위에 걸쳐 적분함으로써 구할 수 있다.
Figure 112009036655288-PCT00002
여기에서, 수학식 2에서, μx는 x방향의 평균값을 나타내고, μy는 y방향의 평균값을 나타낸다. 또한, σx 2은 x방향의 분산을 나타내고, σy 2은 y방향의 분산을 나타낸다. ρxy는 x방향과 y방향의 상관 계수(x방향과 y방향의 공분산을 x방향의 표준 편차 σx와 y방향의 표준 편차 σy의 곱으로 제산한 값)를 나타낸다.
평균값(평균 벡터) (μx, μy)은, 이상적으로는 전자 빔의 중심 위치 (x, y)를 나타낸다. 또한, 설명을 간단하게 하기 위해, 전자 빔의 중심 위치 (x, y)를 (0, 0)(원점)으로 하면, 평균값 μx 및 μy는 0으로 된다.
또한, CRT 표시 장치에서, 전자총이나 캐소드 등의 설계는 전자 빔의 스폿이 원형으로 되도록 행해지기 때문에, 상관 계수 ρxy를 0으로 한다.
또한, 색 선별 기구가 애퍼쳐 그릴인 것으로 하면, 평균값 μx 및 μy, 및 상관 계수 ρxy를 0으로 한 수학식 2의 확률 밀도 함수 f(x, y)를, 슬릿의 범위에서 적분함으로써 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도(양)를 구할 수 있다.
즉, 도 18은 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도를 구하는 적분을 설명하는 도 면이다.
도 18의 A는 수평 방향인 x방향의 적분의 구간을 나타내고 있다.
주목 화소에 대응하는 형광체의 슬릿(주목 슬릿)을 통과하는 전자 빔의 강도는, x방향에 대해서는, 애퍼쳐 그릴의 슬릿의 슬릿 폭을 S로 하면, -S/2로부터 +S/2의 범위에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있다.
또한, 좌측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도는, x방향에 대해서는, 그 좌측 슬릿의 슬릿 폭에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있고, 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도는, x방향에 대해서는, 그 우측 슬릿의 슬릿 폭에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있다.
도 18의 A 및 도 18의 C는 수직 방향인 y방향의 적분의 구간을 나타내고 있다.
주목 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도는, y방향에 대해서는, 도 18의 B에 나타낸 바와 같이, -∞로부터 +∞의 범위에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있다.
좌측 슬릿 및 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 각각도, y방향에 대해서는, 도 18의 C에 나타낸 바와 같이, -∞로부터 +∞의 범위에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있다.
한편, 전자 빔 전체의 강도는, x방향 및 y방향의 어느 것에서도, -∞로부터 +∞의 범위에 걸쳐 확률 밀도 함수 f(x, y)를 적분함으로써 구할 수 있으며, 이제, 그 값을 P0으로 한다.
또한, 주목 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도를 P1로 나타냄과 함께, 좌측 슬릿 및 우측 슬릿을 통과하는 전자 빔의 강도 각각을 PL 및 PR로 나타내기로 한다.
이 경우, 주목 화소의 표시에는 전자 빔 전체의 강도 P0 중의 강도 P1만이 영향을 주며, 이 주목 화소의 표시에 의해, 전자 빔 전체의 강도 P0 중의 강도 PL이 좌측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소(좌측 화소)의 표시에 영향을 주고, 강도 PR이 좌측 슬릿의 형광체에 대응하는 화소(우측 화소)의 표시에 영향을 준다.
즉, 전자 빔 전체의 강도 P0을 기준으로 하면, 주목 화소의 표시에는 전자 빔의 강도의 P1/P0이 영향을 주고, 또한, 전자 빔의 강도의 PL/P0이 좌측 화소의 표시에 영향을 줌과 함께, 전자 빔의 강도의 PR/P0이 우측 화소의 표시에 영향을 준다.
따라서, 주목 화소의 표시를 기준으로 하면, 주목 화소의 표시는 좌측 화소의 표시에 PL/P0/(P1/P0)만 영향을 주고, 우측 화소의 표시에 PR/P0/(P1/P0)만 영향을 준다.
EB 에뮬레이트 처리에서는, 좌측 화소에 대해서는, 주목 화소의 표시의 영향을 반영하기 위해, 주목 화소의 표시의 영향분 PL/P0/(P1/P0)을, EB 에뮬레이트 처리에 이용하는 EB 계수로서 좌측 화소의 화소값에 승산하고, 그 결과 얻어지는 승산 값이 좌측 화소의 (원래의) 화소값에 가산된다. 또한, EB 에뮬레이트 처리에서는 좌측 화소의 표시에 영향을 주는, 좌측 화소 주위의 화소의 표시의 영향분을 EB 계수로 하여 마찬가지의 처리가 행해지고, 이에 의해, 좌측 화소 주위의 화소의 표시 시에 전자 빔이 확산되어, 좌측 화소의 형광체에 충돌하는 것에 의한 영향을 고려한 좌측 화소의 화소값이 구해진다.
우측 화소에 대해서도, 마찬가지로, 우측 화소 주위의 화소의 표시 시에 전자 빔이 확산되어, 우측 화소의 형광체에 충돌하는 것에 의한 영향을 고려한 우측 화소의 화소값이 구해진다.
또한, 색 선별 기구가 섀도우 마스크인 경우도, 애퍼쳐 그릴인 경우와 마찬가지로 하여 EB 에뮬레이트 처리에 이용하는 EB 계수를 구할 수 있다. 다만, 섀도우 마스크에 대해서는, 애퍼쳐 그릴의 경우와 비교하여 적분이 복잡해진다. 섀도우 마스크에 대해서는, 전술한 적분을 이용하는 것이 아니라, 섀도우 마스크의 홀의 위치와 홀의 반경으로부터 몬테카를로법 등에 의해 EB 계수를 구하는 것이 용이하다.
이상과 같이, EB 계수는 이론상으로는 계산에 의해 구하는 것이 가능하지만, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전자 빔의 스폿 사이즈는 빔 전류에 의해 변화된다. 따라서, EB 계수를 구하기 위해서는, 전자 빔의 강도 분포를 근사하는 수학식 2의 확률 밀도 함수 f(x, y)의 분산 σx 2 및 σy 2을 빔 전류의 전류값마다 바꿀 필요가 있다.
또한, 전술한 경우에는, 전자 빔이 색 선별 기구(애퍼쳐 그릴 및 섀도우 마스크)에 입사되는 각도가 직각인 것을 당연한 전제로 하였지만, 실제로는, 전자 빔이 색 선별 기구에 입사되는 각도는 표시 화면의 중앙으로부터 멀어질수록 작아진다.
즉, 도 19는 전자 빔이 색 선별 기구로서의 애퍼쳐 그릴에 입사되는 모습을 나타내고 있다.
도 19의 A는 표시 화면의 중앙 부근에서의, 전자 빔이 애퍼쳐 그릴에 입사되는 모습을 나타내고 있다.
도 19의 A에 나타낸 바와 같이, 표시 화면의 중앙 부근에서는 전자 빔은 애퍼쳐 그릴에 대하여 수직으로 입사된다.
도 19의 B는 표시 화면의 중앙으로부터 멀어진 위치에서의, 전자 빔이 애퍼쳐 그릴에 입사되는 모습을 나타내고 있다.
도 19의 B에 나타낸 바와 같이, 표시 화면의 중앙으로부터 멀어진 위치에서는 전자 빔은 수직으로부터 경사진 각도로 애퍼쳐 그릴에 입사된다.
전자 빔이 도 19의 B에 나타낸 바와 같이 수직으로부터 경사진 각도로 애퍼쳐 그릴에 입사되는 경우, 전자 빔의 강도 분포는 수학식 2의 확률 밀도 함수 f(x, y)의 형상으로부터 괴리되기 때문에, 전자 빔이 애퍼쳐 그릴에 수직으로 입사되는 것을 전제로 하여 EB 계수를 구한 것에서는 EB 계수의 정밀도가 열화한다.
이상으로부터, EB 계수는 계산에 의해서만 구하는 것이 아니라, 실험도 병용하여 구하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 20 및 도 21을 참조하여 도 5의 EB 처리부(220)에서 행해지는 EB 에뮬레이트 처리에 대해서 더 설명한다.
도 20은 화소와 전자 빔의 강도 분포를 나타내고 있다.
즉, 도 20의 A는 화소 E를 중심으로 하는 가로×세로가 3×3인 9화소 A, B, C, D, F, G, H 및 I를 나타내고 있다.
이제, 도 20의 A에서, 화소 E를 주목 화소로서 주목한다. 또한, 횡방향을 x방향으로 하고, 종방향을 y방향으로 함과 함께, 주목 화소 E의 위치 (x, y)를 기준으로 하여 다른 화소 A 내지 D 및 F 내지 I의 위치를 나타내기로 한다.
이 경우, 화소끼리의 간격을 1로 하면, 각각 화소 A의 위치는 (x-1, y-1)로, 화소 B의 위치는 (x, y-1)로, 화소 C의 위치는 (x+1, y-1)로, 화소 D의 위치는 (x-1, y)로, 화소 F의 위치는 (x+1, y)로, 화소 G의 위치는 (x-1, y+1)로, 화소 H의 위치는 (x, y+1)로, 화소 I의 위치는 (x+1, y+1)로 각각 된다.
여기에서, 화소 A를 그 위치 (x-1, y-1)을 이용하여 화소 A(x-1, y-1)이라고도 하며, 화소 A(x-1, y-1)의 화소값을 화소값 A라고도 한다. 다른 화소 B 내지 I에 대해서도 마찬가지로 한다.
도 20의 B 및 도 20의 C는, CRT 표시 장치에서, 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔의 강도 분포를 모식적으로 나타내고 있다.
즉, 도 20의 B는 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔의 강도의 x방향 분포를 나타내고, 도 20의 C는 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔의 강도의 y방향 분포를 나타내고 있다.
주목 화소 E(x, y)의 화소값 E가 클수록 전자 빔은 도 20의 B 및 도 20의 C에 나타낸 바와 같이 확산되고, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+l)의 표시에 영향을 준다.
이 때문에, 도 5의 EB 처리부(220)는 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 표시에 영향을 주는 정도를 나타내는 EB 계수를, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 화소값 A 내지 D 및 F 내지 I에 승산함으로써, 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 표시에 영향을 주는 영향분을 구하고, 그 영향분을 고려하여, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 EB 에뮬레이트 처리 후의 화소값을 결정한다.
도 21은 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 l(x+1, y+1)의 표시에 영향을 주는 영향분(이하, 적절하게 EB 영향분이라고 함)을 구하는 회로의 구성예를 나타내고 있다.
화소값 A는 연산부(242A)에, 화소값 B는 연산부(242B)에, 화소값 C는 연산부(242C)에, 화소값 D는 연산부(242D)에, 화소값 E는 EB 계수 발생부(241)에, 화소값 F는 연산부(242F)에, 화소값 G는 연산부(242G)에, 화소값 H는 연산부(242H)에, 화소값 I는 연산부(242I)에 각각 공급된다.
EB 계수 발생부(241)는, 화소값 E에 기초하여, 주목 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 l(x+1, y+1)의 표시에 영향을 주는 정도를 나타내는 EB 계수 AEB, BEB, CEB, DEB, FEB, GEB, HEB 및 IEB를 발생하고, 연산부(242A, 242B, 242C, 242D, 242F, 242G, 242H 및 242I)에 각각 공급한다.
연산부(242A 내지 242D 및 242F 내지 242I)는, 그곳에 공급되는 화소값 A 내지 D 및 F 내지 I와, EB 계수 발생부(241)로부터의 EB 계수 AEB 내지 DEB 및 FEB 내지 IEB를 각각 승산하고, 그 결과 얻어지는 값 A' 내지 D' 및 F' 내지 I'를 EB 영향분으로서 출력한다.
화소값 E는 그대로 출력되고, 다른 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)을 표시할 때의 전자 빔 각각이, 주목 화소 E(x, y)의 표시에 영향을 주는 EB 영향분과 가산되고, 그 가산값이 주목 화소 E(x, y)의 EB 에뮬레이트 처리 후의 화소값으로 된다.
도 22는 도 5의 EB 처리부(220)의 구성예를 나타낸 블록도이다.
도 22에서, EB 처리부(220)는 EB 기능부(250)로 구성되고, EB 기능부(250)는 지연부(251 내지 259), EB 계수 발생부(260) 및 적화 연산부(261)로 구성된다.
EB 기능부(250)는, 예를 들면 도 20에 나타낸 바와 같이, 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 그 화소 E(x, y)에 인접하는 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 표시에 영향을 주는 것으로 하여, 즉, 화소 E(x, y)에 대해서는, 그 화소 E(x, y)에 인접하는 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1) 각각으로부터의 EB 영향분이 있는 것으로 하여 화소 E(x, y)의 EB 에뮬레이트 처리 후의 화소값을 구한다.
즉, EB 기능부(250)에는 휘도 보정부(210)(도 5)로부터 화상 신호가 공급된다.
EB 기능부(250)에서는, 휘도 보정부(210)로부터의 화상 신호를 구성하는 화소의 화소값이 래스터 스캔순으로 지연부(251, 253 및 258), EB 계수 발생부(260) 및 적화 연산부(261)에 공급된다.
지연부(251)는 휘도 보정부(210)로부터의 화소값을 1라인(수평 라인) 분만큼 지연시켜 지연부(252)에 공급한다. 지연부(252)는 지연부(251)로부터의 화소값을 1라인 분만큼 지연시켜 지연부(254) 및 적화 연산부(261)에 공급한다.
지연부(254)는 지연부(252)로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 지연부(255) 및 적화 연산부(261)에 공급한다. 지연부(255)는 지연부(254)로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 적화 연산부(261)에 공급한다.
지연부(253)는 휘도 보정부(210)로부터의 화소값을 1라인 분만큼 지연시켜 지연부(256) 및 적화 연산부(261)에 공급한다. 지연부(256)는 지연부(253)로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 지연부(257) 및 적화 연산부(261)에 공급한다. 지연부(257)는 지연부(256)으로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 적화 연산부(261)에 공급한다.
지연부(258)는 휘도 보정부(210)로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 지연부(259) 및 적화 연산부(261)에 공급한다. 지연부(259)는 지연부(258)로부터의 화소값을 1화소 분만큼 지연시켜 적화 연산부(261)에 공급한다.
EB 계수 발생부(260)는, 휘도 보정부(210)로부터의 화소값에 기초하여, 그 화소값이 인접하는 화소값에 주는 EB 영향분을 구하기 위한, 전술한 바와 같은 EB 계수를 발생하고, 적화 연산부(261)에 공급한다.
적화 연산부(261)는, 휘도 보정부(210)로부터의 화소값과 지연부(252 내지 255 및 257 내지 259) 각각으로부터의 화소값의 합계로 8개의 화소값 각각과, EB 계수 발생부(260)로부터의 EB 계수를 승산함으로써, 그 8개의 화소값으로부터 지연부(256)에서 지연된 화소값이 받는 EB 영향분을 구하고, 그 EB 영향분을 지연부(256)로부터의 화소값에 가산함으로써, 지연부(256)로부터의 화소값에 대해서 EB 에뮬레이트 처리 후의 화소값을 구하여 출력한다.
따라서, 예를 들면 도 20에 나타낸 화소값 A 내지 I가 래스터 스캔순으로 EB 기능부(250)에 공급되며, 이제, 화소값 I가 EB 기능부(250)에 공급되었다고 하면, 지연부(255)의 출력은 화소값 A로, 지연부(254)의 출력은 화소값 B로, 지연부(252)의 출력은 화소값 C로, 지연부(257)의 출력은 화소값 D로, 지연부(256)의 출력은 화소값 E로, 지연부(253)의 출력은 화소값 F로, 지연부(259)의 출력은 화소값 G로, 지연부(258)의 출력은 화소값 H로 각각 되어 적화 연산부(261)에 공급된다.
또한，EB 계수 발생부(260) 및 적화 연산부(261)에는 EB 기능부(250)에 공급된 화소값 I가 공급된다.
EB 계수 발생부(260)에는 화소값 I가 공급되기 전에 화소값 A 내지 H가 공급되어 있기 때문에, EB 계수 발생부(260)에서는 화소값 A 내지 I의 각각이, 인접하는 화소값에 영향을 주는 EB 영향분을 구하기 위한 EB 계수가 발생되고, 적화 연산 부(261)에 공급된다.
적화 연산부(261)는, 지연부(256)로부터의 화소값 E와, EB 계수 발생부(260)로부터의 화소값 A 내지 D 및 F 내지 I의 각각이 화소값 E에 영향을 주는 EB 영향분을 구하기 위한 EB 계수 각각을 승산함으로써, 화소값 A 내지 D 및 F 내지 I의 각각이 화소값 E에 영향을 주는 EB 영향분을 구하고, 지연부(256)로부터의 화소값 E와 가산하여, 그 가산값을 지연부(256)로부터의 화소값 E에 대한 EB 에뮬레이트 처리 후의 화소값으로서 출력한다.
다음으로, 도 23은 도 5의 EB 처리부(220)의 다른 구성예를 나타내고 있다.
또한, 도면 중에서 도 22의 경우와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 설명을 적절하게 생략한다.
즉, 도 23의 EB 처리부(220)는 EB 기능부(250)를 갖는 점에서 도 22의 경우와 공통되고, 셀렉터(271 및 272)를 더 갖는 점에서 도 22의 경우와 상위하다.
도 23의 EB 처리부(220)에서는, 휘도 보정부(210)(도 5)로부터의 화상 신호가 셀렉터(271)에 공급된다.
또한, 셀렉터(271)에는 셀렉터(272)로부터의 화상 신호도 공급된다.
셀렉터(271)는 휘도 보정부(210)로부터의 화상 신호, 또는 셀렉터(272)로부터의 화상 신호 중의 한쪽을 선택하여 EB 기능부(250)에 공급한다.
셀렉터(272)에는 EB 기능부(250)로부터의 EB 에뮬레이트 처리 후의 화상 신호가 공급된다.
셀렉터(272)는 EB 기능부(250)로부터의 화상 신호를 최종적인 EB 에뮬레이트 처리 후의 화상 신호로서 출력하거나, 또는 셀렉터(271)에 공급한다.
이상과 같이 구성되는 EB 처리부(220)에서는, 셀렉터(271)는, 우선, 휘도 보정부(210)로부터의 화상 신호를 선택하여 EB 기능부(250)에 공급한다.
EB 기능부(250)는 셀렉터(271)로부터의 화상 신호에 대하여 EB 에뮬레이트 처리를 실시하고, 셀렉터(272)에 공급한다.
셀렉터(272)는 EB 기능부(250)로부터의 화상 신호를 셀렉터(271)에 공급한다.
셀렉터(271)는 셀렉터(272)로부터의 화상 신호를 선택하여 EB 기능부(250)에 공급한다.
이상과 같이 하여, EB 기능부(250)에서, 휘도 보정부(210)로부터의 화상 신호에 대하여 소정의 횟수만큼 EB 에뮬레이트 처리가 반복적으로 실시되면, 셀렉터(272)는 EB 기능부(250)로부터의 화상 신호를 최종적인 EB 에뮬레이트 처리 후의 화상 신호로서 출력한다.
이상과 같이, EB 에뮬레이트 처리는 재귀적으로 행할 수 있다.
또한, 도 22에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이, 그 화소 E(x, y)에 인접하는 화소 A(x-1, y-1) 내지 D(x-1, y) 및 F(x+1, y) 내지 I(x+1, y+1)의 표시에만 영향을 주는 것으로 하였지만, 화소 E(x, y)를 표시할 때의 전자 빔이 표시에 영향을 주는 화소의 범위는 전자 빔의 강도 분포가 상이할 때마다 다르다.
다음으로, 도 24는 도 2의 CRT γ처리부(35)의 색 온도 보상 처리를 행하는 부분의 구성예를 나타내고 있다.
도 24에서, 제어부(281)에는 표시색 온도 보상 제어부(40)(도 2)로부터의 제어 신호가 공급되고, 레벨 시프트부(282)에는 VM 처리부(34)(도 2)로부터의 화상 신호로서의 색 신호 R(Red), G(Green), B(Blue)가 공급된다.
제어부(281)는, 표시색 온도 보상 제어부(40)로부터의 제어 신호가 나타내는 색 온도의 설정값에 기초하여, 레벨 시프트부(282)와 게인 조정부(283)를 제어한다.
레벨 시프트부(282)는 VM 처리부(34)로부터의 색 신호 R, G, B에 대해서 제어부(281)로부터의 제어에 따른 레벨의 시프트(가산)를 행하고(CRT 표시 장치에서는 DC 바이어스), 그 결과 얻어지는 색 신호 R, G, B를 게인 조정부(283)에 공급한다.
게인 조정부(283)는 레벨 시프트부(282)로부터의 색 신호 R, G, B의 게인 조정을 제어부(281)로부터의 제어에 따라 행하고, 그 결과 얻어지는 색 신호 R, G, B를 색 온도 보상 처리 후의 색 신호 R, G, B로서 출력한다.
또한, 색 온도 보상 처리의 방법으로서는, 그 이외에, 예를 들면 일본 특허 공개 평08-163582호 공보나, 일본 특허 공개 2002-232905호 공보에 기재되어 있는 방법을 채용할 수 있다.
도 25는 도 2의 VM 처리부(34)의 다른 구성예를 나타내고 있다.
또한, 도면 중에서 도 5의 VM 처리부(34)와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 설명을 적절하게 생략한다.
즉, 도 25의 VM 처리부(34)는, 휘도 보정부 210(도 5) 대신에, 휘도 보정부(310)가 설치되어 있는 것을 제외하고, 도 5의 VM 처리부(34)와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 26은 도 25의 휘도 보정부(310)의 구성예를 나타내고 있다.
도 26에서, 휘도 보정부(310)는 지연 타이밍 조정부(311), 미분 회로(312), 스레시홀드 처리부(313), 파형 정형 처리부(314) 및 승산 회로(315)로 구성되고, 예를 들면 일본 특허 공개 소61-167280호 공보(일본 특허 공고 평05-84706호 공보)나, 국제 공개 제WO00/010324호 팜플렛 등에 기재되어 있는, CRT 표시 장치에서의 VM 처리(전자 빔의 속도 변조)의 에뮬레이션으로서의 휘도 보정을 행한다.
즉, 휘도 보정부(310)에는 ABL 처리부(33)(도 2)로부터의 화상 신호가 공급되고, 그 화상 신호는 지연 타이밍 조정부(311) 및 미분 회로(312)에 공급된다.
지연 타이밍 조정부(311)는 ABL 처리부(33)로부터의 화상 신호를, 미분 회로(312), 스레시홀드 처리부(313) 및 파형 정형 처리부(314)에서의 처리에 필요한 시간에 대응하는 시간만큼 지연시켜 승산 회로(315)에 공급한다.
한편, 미분 회로(312)는, ABL 처리부(33)로부터의 화상 신호를 1차 미분함으로써, 그 화상 신호의 엣지 부분을 검출하고, 그 엣지 부분의 미분값(1차 미분의 미분값)을 스레시홀드 처리부(313)에 공급한다.
스레시홀드 처리부(313)는 미분 회로(312)로부터의 미분값의 절대값을 소정의 임계값과 비교하여 절대값이 소정의 임계값보다 큰 미분값만을 파형 정형 처리부(314)에 공급함으로써, 미분값의 절대값이 소정의 임계값 이하인 엣지 부분에 대 하여 휘도 보정이 행해지는 것을 제한한다.
파형 정형 처리부(314)는, 스레시홀드 처리부(313)로부터의 미분값에 기초하여, 엣지 부분의 화소값에 승산함으로써 휘도 보정을 행하는 VM 계수로서 평균값이 1.0으로 되는 VM 계수를 산출하고, 승산 회로(315)에 공급한다.
승산 회로(315)는, 지연 타이밍 조정부(311)로부터 공급되는 화상 신호에서의 엣지 부분의 화소값과, 파형 정형 처리부(314)로부터 공급되는 VM 계수를 승산함으로써, 그 엣지 부분의 휘도 보정을 행하여 EB 처리부(220)(도 25)에 공급한다.
또한, 파형 정형 처리부(314)에서 산출하는 VM 계수는, 엣지 부분의 휘도 보정의 정도를 유저의 기호에 합치하도록, 예를 들면 유저의 조작에 따라 조정하는 것이 가능하다.
또한, 스레시홀드 처리부(313) 및 파형 정형 처리부(314)는, 각각 VM 제어부(39)(도 2)로부터 공급되는 VM 제어 신호에 따라 동작 조건을 설정한다.
도 27은 파형 정형 처리부(314)에서 산출되는 VM 계수와, 그 VM 계수를 이용하여 휘도 보정이 행해지기 전후의 화상 신호의 예를 나타내고 있다.
즉, 도 27의 A는 VM 계수의 제1 예를 나타내고 있다.
도 27의 A에서는 엣지 화소값(엣지를 구성하는, 큰 화소값과 작은 화소값 중의 큰 화소값)에 승산되는 VM 계수가 1.1로 되어 있으며, 엣지 화소값의 좌측과 우측에 인접하는 화소값 각각에 승산되는 VM 계수가 모두 0.95로 되어 있다.
도 27의 B는 VM 계수의 제2 예를 나타내고 있다.
도 27의 B에서는 엣지 화소값에 승산되는 VM 계수가 1.2로 되어 있으며, 엣 지 화소값의 좌측과 그의 더 좌측에 인접하는 화소값 각각에 승산되는 VM 계수, 및 엣지 화소값의 우측과 그의 더 우측에 인접하는 화소값 각각에 승산되는 VM 계수가 모두 0.95로 되어 있다.
도 27의 C는 휘도 보정이 실시되기 전의 화상 신호를 나타내고 있다.
도 27의 C에서는 좌측으로부터 3번째의 화소값과 4번째의 화소값 사이가 엣지로 되어 있으며, 따라서, 좌측으로부터 4번째의 화소값이 엣지 화소값으로 되어 있다.
도 27의 D는 도 27의 C의 화상 신호에 대하여 도 27의 A의 VM 계수를 이용하여 휘도 보정을 행하여 얻어지는 화상 신호를 나타내고 있다.
도 27의 D의 화상 신호에서는, 도 27의 C의 원래의 화상 신호와 비교하여, 엣지 화소값인 4번째의 화소값이 크게 되어 있음과 함께, 좌측으로부터 3번째의 화소값과 5번째의 화소값이 작게 되어 있으며, 그 결과, 엣지가 강조되어 있다.
도 27의 E는 도 27의 C의 화상 신호에 대하여 도 27의 B의 VM 계수를 이용하여 휘도 보정을 행하여 얻어지는 화상 신호를 나타내고 있다.
도 27의 E의 화상 신호에서는, 도 27의 C의 원래의 화상 신호와 비교하여, 엣지 화소값인 4번째의 화소값이 크게 되어 있음과 함께, 좌측으로부터 2번째, 3번째, 5번째 및 6번째의 화소값이 작게 되어 있으며, 그 결과, 엣지가 도 27의 D의 경우보다 강조되어 있다.
또한, 도 27의 VM 계수는 일례에 불과하다. 또한, 도 27에서는 좌측으로부터 우측 방향으로 보아, 어두운 화상으로부터 밝은 화상으로 변화하는 엣지 부분을 나타내었지만, 밝은 화상으로부터 어두운 화상으로 변화하는 엣지 부분에 대해서도 마찬가지로 휘도 보정이 행해진다.
다음으로, 도 28은 도 25의 휘도 보정부(310)의 다른 구성예를 나타내고 있다.
도 28에서, 휘도 보정부(310)는 탭 선택부(321), 클래스 분류부(322), 탭 계수 기억부(326) 및 예측부(327)로 구성되고, 예를 들면 일본 특허 공개 평07-95591호 공보(일본 특허 제3271101호) 등에 기재된 DRC를 이용하여 휘도 보정을 행한다.
여기에서, DRC에 대해서 설명한다.
DRC는 제1 화상 신호를 제2 화상 신호로 변환(맵핑)하는 처리이며, 제1과 제2 화상 데이터의 정의에 의해 다양한 신호 처리를 행할 수 있다.
즉, 예를 들면 제1 화상 신호를 저공간 해상도의 화상 신호로 함과 함께, 제2 화상 신호를 고공간 해상도의 화상 신호로 하면, DRC는 공간 해상도를 향상시키는 공간 해상도 창조(향상) 처리라고 할 수 있다.
또한, 예를 들면 제1 화상 신호를 저 S/N(Signal/Noise)의 화상 신호로 함과 함께, 제2 화상 신호를 고 S/N의 화상 신호로 하면, DRC는 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 처리라고 할 수 있다.
또한, 예를 들면 제1 화상 신호를 소정의 화소수(사이즈)의 화상 신호로 함과 함께, 제2 화상 신호를 제1 화상 신호의 화소수를 많게 또는 적게 한 화상 신호로 하면, DRC는 화상의 리사이즈(확대 또는 축소)를 행하는 리사이즈 처리라고 할 수 있다.
또한, 예를 들면 제1 화상 신호를 저시간 해상도의 화상 신호로 함과 함께, 제2 화상 신호를 고시간 해상도의 화상 신호로 하면, DRC는 시간 해상도를 향상시키는 시간 해상도 창조(향상) 처리라고 할 수 있다.
또한, 예를 들면 제1 화상 신호를 MPEG(Moving Picture Experts Group) 부호화 등의 블록 단위로 부호화된 화상 신호를 복호함으로써 얻어지는 복호 화상 신호로 함과 함께, 제2 화상 신호를 부호화 전의 화상 신호로 하면, DRC는 MPEG 부호화 및 복호에 의해 생기는 블록 왜곡 등의 각종 왜곡을 제거하는 왜곡 제거 처리라고 할 수 있다.
또한, 공간 해상도 창조 처리에서, 저공간 해상도의 화상 신호인 제1 화상 신호를 고공간 해상도의 화상 신호인 제2 화상 신호로 변환시킴에 있어서는, 제2 화상 신호를 제1 화상 신호와 동일한 화소수의 화상 신호로 하는 것도 가능하고, 제1 화상 신호보다도 화소수가 많은 화상 신호로 하는 것도 가능하다. 제2 화상 신호를 제1 화상 신호보다도 화소수가 많은 화상 신호로 하는 경우, 공간 해상도 창조 처리는 공간 해상도를 향상시키는 처리임과 함께, 화상 사이즈(화소수)를 확대하는 리사이즈 처리이기도 하다.
이상과 같이, DRC에 의하면, 제1 및 제2 화상 신호를 어떻게 정의하는지에 의해, 다양한 신호 처리를 실현할 수 있다.
DRC에서는, 제2 화상 신호 중의 주목하고 있는 주목 화소를 복수의 클래스 중 어느 한쪽의 클래스로 클래스 분류함으로써 얻어지는 클래스의 탭 계수와, 주목 화소에 대하여 선택되는 제1 화상 신호의 복수의 화소(의 화소값)를 이용한 예측 연산에 의해, 주목 화소의 화소값(의 예측값)이 구해진다.
도 28에서, ABL 처리부(33)(도 2)로부터 VM 처리부(34)의 휘도 보정부(310)에 공급되는 화상 신호는 제1 화상 신호로서 탭 선택부(321)에 공급된다.
탭 선택부(321)는, ABL 처리부(33)로부터의 제1 화상 신호의 휘도 보정을 행하여 얻어지는 화상 신호를 제2 화상 신호로 하여 그 제2 화상 신호를 구성하는 화소를 순차적으로 주목 화소로 하고, 주목 화소(의 화소값)를 예측하는데 이용하는 제1 화상 신호를 구성하는 화소(의 화소값) 중의 몇 개를 예측 탭으로서 선택한다.
구체적으로는，탭 선택부(321)는 주목 화소의 시공간의 위치로부터 공간적 또는 시간적으로 가까운 위치에 있는 제1 화상 신호의 복수의 화소를 예측 탭으로서 선택한다.
또한, 탭 선택부(321)는 주목 화소를 복수의 클래스 중 어느 한쪽으로 클래스 분류하는 클래스 분류를 행하는데 이용하는 제1 화상 신호를 구성하는 화소 중의 몇 개를 클래스 탭으로서 선택한다. 즉, 탭 선택부(321)는 탭 선택부(321)가 예측 탭을 선택하는 것과 마찬가지로 하여 클래스 탭을 선택한다.
또한, 예측 탭과 클래스 탭은 동일한 탭 구조(주목 화소에 대한 위치 관계)를 갖는 것일 수도 있고, 상이한 탭 구조를 갖는 것일 수도 있다.
탭 선택부(321)에서 얻어진 예측 탭은 예측부(327)에 공급되고, 탭 선택부(321)에서 얻어진 클래스 탭은 클래스 분류부(322)에 공급된다.
클래스 분류부(322)는 클래스 예측 계수 기억부(323), 예측부(324) 및 클래스 결정부(325)로 구성되며, 탭 선택부(321)로부터의 클래스 탭에 기초하여 주목 화소를 클래스 분류하고, 그 결과 얻어지는 클래스에 대응하는 클래스 코드를 탭 계수 기억부(326)에 공급한다.
여기에서, 클래스 분류부(322)에 의한 클래스 분류의 상세에 대해서는 후술한다.
탭 계수 기억부(326)는 후술하는 학습에 의해 구해진 클래스마다의 탭 계수를 VM 계수로서 기억하고, 또한, 그 기억한 탭 계수 중의 클래스 분류부(322)로부터 공급되는 클래스 코드에 대응하는 어드레스에 기억되어 있는 탭 계수(클래스 분류부(322)로부터 공급되는 클래스 코드가 나타내는 클래스의 탭 계수)를 출력한다. 이 탭 계수는 예측부(327)에 공급된다.
여기에서, 탭 계수란 디지털 필터에서의, 소위 탭에서 입력 데이터와 승산되는 계수에 상당하는 것이다.
예측부(327)는 탭 선택부(321)가 출력하는 예측 탭과, 탭 계수 기억부(326)가 출력하는 탭 계수를 취득하고, 그 예측 탭과 탭 계수를 이용하여 주목 화소의 참값의 예측값을 구하는 소정의 예측 연산을 행한다. 이에 의해, 예측부(327)는 주목 화소의 화소값(의 예측값), 즉, 제2 화상 신호를 구성하는 화소의 화소값, 즉, 휘도 보정 후의 화소값을 구하여 출력한다.
또한, 클래스 분류부(322)를 구성하는 클래스 예측 계수 기억부(323), 예측부(324) 및 탭 계수 기억부(326)는 각각 VM 제어부(39)(도 2)로부터 공급되는 VM 제어 신호에 따라 동작 조건의 설정이나 필요한 선택을 행한다.
다음으로, 도 28의 탭 계수 기억부(326)에 VM 계수로서 기억되는 클래스마다 의 탭 계수의 학습에 대해서 설명한다.
DRC의 소정의 예측 연산에 이용되는 탭 계수는 다수의 화상 신호를 학습용의 화상 신호로서 이용한 학습에 의해 구해진다.
즉, 예를 들면, 이제 휘도 보정 전의 화상 신호를 제1 화상 신호로 함과 함께, 그 제1 화상 신호에 대해서 휘도 보정을 행하여 얻어지는, 휘도 보정 후의 화상 신호를 제2 화상 신호로 하여, DRC에서, 제1 화상 신호로부터 예측 탭을 선택하고, 그 예측 탭과 탭 계수를 이용하여 제2 화상 신호의 주목 화소의 화소값을 소정의 예측 연산에 의해 구하는(예측하는) 것으로 한다.
소정의 예측 연산으로서, 예를 들면 선형 1차 예측 연산을 채용하는 것으로 하면, 제2 화상 신호의 화소값 y는 다음의 선형 1차식에 의해 구해지게 된다.
Figure 112009036655288-PCT00003
단, 수학식 3에서, xn은 제2 화상 신호의 주목 화소 y에 대한 예측 탭을 구성하는, 제1 화상 신호의 n번째 화소(이하, 적절하게 보정 전 화소라고 함)의 화소값을 나타내고, wn은 n번째의 보정 전 화소(의 화소값)와 승산되는 n번째의 탭 계수를 나타낸다. 또한, 수학식 3에서는 예측 탭이 N개의 보정 전 화소 x1, x2, …, xN으로 구성되는 것으로 되어 있다.
여기에서, 제2 화상 신호의 주목 화소의 화소값 y는, 수학식 3에 나타낸 선 형 1차식이 아니라 2차 이상의 고차식에 의해 구하도록 하는 것도 가능하다.
이제, 제2 화상 신호의 제k 샘플의 화소값의 참값을 yk로 나타냄과 함께, 수학식 3에 의해 얻어지는 그 참값 yk의 예측값을 yk'로 나타내면, 그 예측 오차 ek는 다음 식으로 표시된다.
Figure 112009036655288-PCT00004
이제, 수학식 4의 예측값 yk'는 수학식 3에 따라 구해지기 때문에, 수학식 4의 yk'를 수학식 3에 따라 치환하면, 다음 식이 얻어진다.
Figure 112009036655288-PCT00005
단, 수학식 5에서, xn,k는 제2 화상 신호의 제k 샘플의 화소에 대한 예측 탭을 구성하는 n번째의 보정 전 화소를 나타낸다.
수학식 5(또는 수학식 4)의 예측 오차 ek를 0으로 하는 탭 계수 wn이 제2 화상 신호의 화소를 예측하는데 최적의 것으로 되지만, 모든 제2 화상 신호의 화소에 대해서 그러한 탭 계수 wn을 구하는 것은 일반적으로는 곤란하다.
따라서, 탭 계수 wn이 최적의 것인 것을 나타내는 규범으로서, 예를 들면 최 소 제곱법을 채용하는 것으로 하면, 최적의 탭 계수 wn은 다음 식에 의해 표시되는 제곱 오차의 총합 E를 최소로 함으로써 구할 수 있다.
Figure 112009036655288-PCT00006
단, 수학식 6에서, K는 제2 화상 신호의 화소 yk와, 그 제2 화상 신호의 화소 yk에 대한 예측 탭을 구성하는 보정 전 화소 x1,k, x2,k, …, xN,k와의 세트의 샘플 수(학습용 샘플의 총수)를 나타낸다.
수학식 6의 제곱 오차의 총합 E의 최소값(극소값)은, 수학식 7에 나타낸 바와 같이, 총합 E를 탭 계수 wn으로 편미분한 것을 0으로 하는 wn에 의해 주어진다.
Figure 112009036655288-PCT00007
따라서, 전술한 수학식 5를 탭 계수 wn으로 편미분하면, 다음 식이 얻어진다.
Figure 112009036655288-PCT00008
수학식 7과 8로부터, 다음 식이 얻어진다.
Figure 112009036655288-PCT00009
수학식 9의 ek에 수학식 5를 대입함으로써, 수학식 9는 수학식 10에 나타낸 정규 방정식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112009036655288-PCT00010
수학식 10의 정규 방정식은, 예를 들면 소출법(Gauss-Jordan의 소거법) 등을 이용함으로써 탭 계수 wn에 대해서 풀 수 있다.
수학식 10의 정규 방정식을 클래스마다 세워서 푸는 것에 의해, 최적의 탭 계수(여기서는, 제곱 오차의 총합 E를 최소로 하는 탭 계수) wn을 클래스마다 구할 수 있다.
이상과 같이 하여, 탭 계수 wn을 구하는 학습은, 예를 들면 후술하는 컴퓨터(도 31)에 의해 행할 수 있다.
다음으로, 도 29의 플로우차트를 참조하여, 컴퓨터가 행하는, 탭 계수 wn을 구하는 학습의 처리(학습 처리)에 대해서 설명한다.
우선, 최초로 스텝 S21에서, 컴퓨터는 미리 학습용으로 준비된 학습용 화상 신호로부터 제2 화상 신호에 상당하는 교사 데이터와, 제1 화상 신호에 상당하는 학생 데이터를 생성하고, 처리는 스텝 S22로 진행한다.
즉, 컴퓨터는 학습용 화상 신호로부터 탭 계수의 학습의 교사(참값)로 되는, 제2 화상 신호에 상당하는 교사 데이터로서, 수학식 3에 의한 예측 연산으로서의 사상(寫像)의 사상처의 화소값, 즉, 휘도 보정 후의 화소값을 생성한다.
또한，컴퓨터는 학습용 화상 신호로부터 탭 계수의 학습의 학생으로 되는, 제1 화상 신호에 상당하는 학생 데이터로서, 수학식 3에 의한 예측 연산으로서의 사상에 의한 변환 대상의 화소값을 생성한다. 여기서는, 컴퓨터는, 예를 들면 학습용 화상 신호를 그대로 제1 화상 신호에 상당하는 학생 데이터로 한다.
스텝 S22에서는, 컴퓨터는 교사 데이터 중 아직 주목 화소로 하지 않은 것을 주목 화소로서 선택하고, 처리는 스텝 S23으로 진행한다. 스텝 S23에서는, 컴퓨터는, 도 28의 탭 선택부(321)와 마찬가지로, 주목 화소에 대해서 학생 데이터로부터 예측 탭으로 하는 복수의 화소를 선택함과 함께, 클래스 탭으로 하는 복수의 화소를 선택하고, 처리는 스텝 S24로 진행한다.
스텝 S24에서는, 컴퓨터는, 주목 화소에 대한 클래스 탭에 기초하여, 주목 화소의 클래스 분류를 도 28의 클래스 분류부(322)와 마찬가지로 하여 행하여, 주목 화소의 클래스에 대응하는 클래스 코드를 얻고, 처리는 스텝 S25로 진행한다.
스텝 S25에서는, 컴퓨터는, 주목 화소와, 주목 화소에 대해서 선택된 예측 탭을 구성하는 학생 데이터를 대상으로 한 수학식 10의 산입을, 주목 화소의 클래스에 대해서 행하고, 처리는 스텝 S26으로 진행한다.
즉, 컴퓨터는, 주목 화소의 클래스에 대해서 예측 탭(학생 데이터) xn,k를 이용하여, 수학식 10의 좌변 행렬에서의 학생 데이터끼리의 승산(xn,kxn',k)과 서메이션(∑)에 상당하는 연산을 행한다.
또한, 컴퓨터는, 주목 화소의 클래스에 대해서 예측 탭(학생 데이터) xn,k와 교사 데이터 yk를 이용하여, 수학식 10의 우변 벡터에서의 학생 데이터 xn,k 및 교사 데이터 yk의 승산(xn,kyk)과 서메이션(∑)에 상당하는 연산을 행한다.
즉, 컴퓨터는, 주목 화소의 클래스에서, 전회 주목 화소로 된 교사 데이터에 대해서 구해진 수학식 10에서의 좌변 행렬의 컴포넌트(∑xn,kxn',k)와 우변 벡터의 컴포넌트(∑xn,kyk)를, 그 내장하는 메모리(예를 들면 도 31의 RAM(104))에 기억하고 있으며, 그 행렬의 컴포넌트(∑xn,kxn'.k) 또는 벡터의 컴포넌트(∑xn,kyk)에 대하여, 새롭게 주목 화소로 된 교사 데이터에 대해서 그 교사 데이터 yk+1 및 학생 데이터 xn,k+1을 이용하여 계산되는, 대응하는 컴포넌트 xn,k+1xn',k+1 또는 xn,k+1yk+1을 산입한다(수학식 10의 서메이션에 의해 표시되는 가산을 행함).
스텝 S26에서는, 컴퓨터가, 아직 주목 화소로 하지 않은 교사 데이터가 있는지의 여부를 판정한다. 스텝 S26에서, 주목 화소로 하지 않은 교사 데이터가 아직 있다고 판정된 경우, 스텝 S22로 되돌아가, 이하, 마찬가지의 처리가 반복된다.
또한, 스텝 S26에서, 주목 화소로 하지 않은 교사 데이터가 없다고 판정된 경우, 처리는 스텝 S27로 진행하고, 컴퓨터는, 지금까지의 스텝 S22 내지 S26의 처리에 의해 얻어진 클래스마다의 수학식 10에서의 좌변 행렬과, 우변 벡터에 의해 구성되는 클래스마다의 정규 방정식을 푸는 것에 의해, 클래스마다 탭 계수 wn을 구하여 출력하고, 처리를 종료한다.
도 28의 탭 계수 기억부(326)에는, 이상과 같이 하여 구해진 클래스마다의 탭 계수 wn이 VM 계수로서 기억되어 있다.
다음으로, 도 28의 클래스 분류부(322)에 의한 클래스 분류에 대해서 설명한다.
클래스 분류부(322)에서, 탭 선택부(321)로부터의, 주목 화소에 대한 클래스 탭은 예측부(324) 및 클래스 결정부(325)에 공급된다.
예측부(324)는, 탭 선택부(321)로부터의 클래스 탭을 구성하는 복수의 화소 중 하나의 화소의 화소값을, 다른 화소의 화소값과 클래스 예측 계수 기억부(323)에 기억된 클래스 예측 계수를 이용하여 예측하고, 그 예측값을 클래스 결정부(325)에 공급한다.
즉, 클래스 예측 계수 기억부(323)는, 클래스마다 클래스 탭을 구성하는 복수의 화소 중 하나의 화소의 화소값을 예측하는데 이용되는 클래스 예측 계수를 기억하고 있다.
구체적으로는, 주목 화소에 대한 클래스 탭이 M+1개의 화소의 화소값으로 구성되고, 예측부(324)가, 예를 들면 클래스 탭을 구성하는 M+1개의 화소의 화소값 x1, x2, …, xM, xM+1 중의 M+1번째 화소값 xM+1을 예측 대상으로 하여, 다른 M개의 화소 x1, x2, …, xM을 이용하여 예측 대상인 M+1번째 화소값 xM+1을 예측하는 것으로 하면, 클래스 예측 계수 기억부(323)는, 예를 들면 클래스 #j에 대해서 M개의 화소 x1, x2, …, xM 각각과 승산되는 M개의 클래스 예측 계수 cj,1, c j,2, …, cj,M을 기억하고 있다.
이 경우, 예측부(324)는, 예를 들면 수학식 x'j,M+1=x1cj,1+x2cj,2, …+, xMcj,M에 따라 클래스 #j에 대한 예측 대상의 화소값 xM+1의 예측값 x'j,M+1을 구한다.
예를 들면, 이제 클래스 분류에 의해, 주목 화소가 J개인 클래스 #1 내지 #J 중 어느 하나의 클래스로 분류된다고 하면, 예측부(324)는 클래스 #1 내지 #J의 각각에 대해서 예측값 x'1,M+1 내지 x'j,M+1을 구하여, 클래스 결정부(325)에 공급한다.
클래스 결정부(325)는, 예측부(324)로부터의 예측값 x'1,M+1 내지 x'j,M+1 각각을, 탭 선택부(321)로부터의 주목 화소에 대한 클래스 탭의 예측 대상의 M+l번째 화소값(참값) x'M+1과 비교하여, 예측값 x'1,M+1 내지 x'J,M+1 중의, 예측 대상의 M+1번째 화소값 xM+1과의 예측 오차가 가장 작은 예측값 x'j,M+1을 구하는 데 이용된 클래스 예측 계수 cj,1, c j,2, …, cj,M의 클래스 #j를 주목 화소의 클래스로 결정하고, 그 클래스 #j를 나타내는 클래스 코드를 탭 계수 기억부(326)(도 28)에 공급한다.
여기에서, 클래스 예측 계수 기억부(323)에 기억되는 클래스 예측 계수 cj,m은 학습에 의해 구해진다.
클래스 예측 계수 cj,m을 구하는 학습은, 예를 들면 후술하는 컴퓨터(도 31)에 의해 행할 수 있다.
도 30의 플로우차트를 참조하여 컴퓨터가 행하는, 클래스 예측 계수 cj,m을 구하는 학습의 처리(학습 처리)에 대해서 설명한다.
컴퓨터는, 스텝 S31에서, 예를 들면 도 29의 스텝 S21과 마찬가지로, 학습용 화상 신호로부터 제2 화상 신호에 상당하는 교사 데이터와 제1 화상 신호에 상당하는 학생 데이터를 생성한다. 또한, 컴퓨터는, 스텝 S31에서, 교사 데이터를 순차적으로 주목 화소로서 선택하고, 각 주목 화소에 대해서 도 29의 스텝 S23과 마찬가지로 학생 데이터로부터 클래스 탭으로 하는 복수의 화소를 선택하고, 처리는 스텝 S32로 진행한다.
스텝 S32에서는, 컴퓨터는 클래스를 나타내는 변수 j를 1로 초기화하고, 처리는 스텝 S33으로 진행한다.
스텝 S33에서는, 컴퓨터는 스텝 S31에서 얻은 클래스 탭의 전체를 학습용의 클래스 탭(학습용 클래스 탭)으로서 선택하고, 처리는 스텝 S34로 진행한다.
스텝 S34에서는, 컴퓨터는, 도 29의 탭 계수의 학습의 경우와 마찬가지로, 수학식 x'j,M+1=x1cj,1+ x2cj,2, …+, xMcj,M에 따라 구해지는, 클래스 #j에 대한 예측 대 상의 화소값 xM+1의 예측값 x'j,M+1의, 참값 xM+1에 대한 예측 오차를 최소로 하는 정규 방정식(수학식 10에 상당하는 정규 방정식)을 학습용 클래스 탭을 대상으로 하여 생성하고, 처리는 스텝 S35로 진행한다.
스텝 S35에서는, 컴퓨터는, 스텝 S34에서 얻은 정규 방정식을 푸는 것에 의해, 클래스 #j에 대한 클래스 예측 계수 cj,m을 구하고(m=1, 2, …, M), 처리는 스텝 S36으로 진행한다.
스텝 S36에서는, 컴퓨터는 변수 j가 클래스의 총수 J와 동등한지의 여부를 판정하고, 동일하지 않다고 판정한 경우, 처리는 스텝 S37로 진행한다.
컴퓨터는, 스텝 S37에서, 변수 j를 1만큼 인크리먼트하고, 처리는 스텝 S38로 진행하고, 스텝 S35에서 얻은 클래스 예측 계수 cj,m을 이용하여 학습용 클래스 탭을 대상으로 하여 예측 대상의 화소 xM+1을 예측하였을 때의 예측 오차를 구하고, 처리는 스텝 S39로 진행한다.
스텝 S39에서는, 컴퓨터는 학습용 클래스 탭 중에서 스텝 S38에서 구한 예측 오차가 소정의 임계값 이상으로 되는 것을 새로운 학습용 클래스 탭으로서 선택한다.
그리고, 처리는 스텝 S39로부터 스텝 S34로 되돌아가고, 이하, 전술한 경우와 마찬가지로 하여, 새로운 학습용 클래스 탭을 이용하여 클래스 #j에 대한 클래스 예측 계수 cj,m이 구해진다.
한편, 스텝 S36에서, 변수 j가 클래스의 총수 J와 동등하다고 판정된 경우, 즉, J개의 클래스 #1 내지 #J 전체에 대해서 클래스 예측 계수 c1,m 내지 cj,m이 구해진 경우, 처리는 종료된다.
이상과 같이, 도 2의 화상 신호 처리 장치에서는, CRT 표시 장치가 전자 빔에 의해 형광체를 발광시킴으로써 표시를 행하고 있는 점을 감안하여, 전자 빔을 편향시킬 때에 행하는 처리, 및 전자 빔의 물리적인 형상과 그 변화에 의한 표시에의 영향을 고려한 신호 처리를 행하기 때문에, LCD 등을 이용한 FPD 표시 장치에서, CRT 표시 장치에 의해 표시한 것과 동등한 화질의 화상을 표시하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, CRT 그 자체의 특성 차이에 의한 표시 특성을 에뮬레이트하는 것이 가능해져, 휘도 특성이나 질감의 차이를 동일 LCD에서 절환하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 업무용 CRT와 일반용(일반 용도) CRT의 발색 특성의 차이를 동일 화면 상에서 비교함으로써 송출 시의 색 조정이나 화질 조정을 정확하게 행하는 것 등을 용이하게 행할 수 있게 된다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 마찬가지로, LCD와 CRT의 표시 특성에 의한 차이를 용이하게 확인하는 것이 가능하다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 본래의 의미에서의 「원하는 화질」로 화상을 표시하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2의 화상 신호 처리 장치에 의하면, 처리의 범위를 표시 화면 내에 서 바꿈으로써 특성이 상이한 표시 디바이스(예를 들면 업무용과 일반용의 CRT, LCD와 CRT 등)를 동시에 보는 것이 가능해지기 때문에, 비교나 조정과 같은 용도에서의 이용을 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 전술한 일련의 처리 중의 적어도 일부는 전용 하드웨어에 의해 행하는 것도 가능하고, 소프트웨어에 의해 행하는 것도 가능하다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 행하는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이 범용의 컴퓨터 등에 인스톨된다.
따라서, 도 31은 전술한 일련의 처리를 실행하는 프로그램이 인스톨되는 컴퓨터의 일 실시 형태의 구성예를 나타내고 있다.
프로그램은, 컴퓨터에 내장되어 있는 기록 매체로서의 하드디스크(105)나 ROM(103)에 미리 기록하여 둘 수 있다.
또한, 프로그램은 플렉시블 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), MO(Magneto Optical) 디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 자기 디스크, 반도체 메모리 등의 리무버블 기록 매체(111)에 일시적 또는 영속적으로 저장(기록)하여 둘 수 있다. 이러한 리무버블 기록 매체(111)는, 소위 패키지 소프트웨어로서 제공할 수 있다.
또한, 프로그램은, 전술한 바와 같은 리무버블 기록 매체(111)로부터 컴퓨터에 인스톨하는 것 이외에, 다운로드 사이트로부터 디지털 위성 방송용의 인공 위성을 통하여 컴퓨터에 무선으로 전송하거나, LAN(Local Area Network), 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 컴퓨터에 유선으로 전송하고, 컴퓨터에서는 그렇게 하여 전 송되어 오는 프로그램을 통신부(108)에서 수신하고, 내장하는 하드디스크(105)에 인스톨할 수 있다.
컴퓨터는 CPU(Central Processing Unit)(102)를 내장하고 있다. CPU(102)에는 버스(101)를 통하여 입출력 인터페이스(110)가 접속되어 있고, CPU(102)는 입출력 인터페이스(110)를 통하여, 유저에 의해 키보드나, 마우스, 마이크 등으로 구성되는 입력부(107)가 조작됨으로써 지령이 입력되면, 그것에 따라 ROM(Read Only Memory)(103)에 저장되어 있는 프로그램을 실행한다. 또한, CPU(102)는 하드디스크(105)에 저장되어 있는 프로그램, 위성 혹은 네트워크로부터 전송되고, 통신부(108)에서 수신되어 하드디스크(105)에 인스톨된 프로그램, 또는 드라이브(109)에 장착된 리무버블 기록 매체(111)로부터 판독되어 하드디스크(105)에 인스톨된 프로그램을 RAM(Random Access Memory)(104)에 로드하여 실행한다. 이에 의해, CPU(102)는 전술한 플로우차트에 따른 처리, 또는 전술한 블록도의 구성에 의해 행해지는 처리를 행한다. 그리고, CPU(102)는 그 처리 결과를 필요에 따라, 예를 들면 입출력 인터페이스(110)를 통하여 LCD(Liquid Crystal Display)나 스피커 등으로 구성되는 출력부(106)로부터 출력, 혹은 통신부(108)로부터 송신, 더 나아가서는 하드디스크(105)에 기록 등을 시킨다.
여기에서, 본 명세서에서, 컴퓨터에 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기술하는 처리 스텝은 반드시 플로우차트로서 기재된 순서에 따라 시계열로 처리할 필요는 없으며, 병렬적 혹은 개별적으로 실행되는 처리(예를 들면, 병렬 처리 또는 오브젝트에 의한 처리)도 포함하는 것이다.
또한, 프로그램은 하나의 컴퓨터에 의해 처리되는 것이어도 되고, 복수의 컴퓨터에 의해 분산 처리되는 것이어도 된다. 또한, 프로그램은 원방의 컴퓨터에 전송되어 실행되는 것이어도 된다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

Claims (5)

  1. CRT(Cathode Ray Tube) 이외의 표시 방식의 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 상기 화상 신호를 처리하는 화상 신호 처리 장치로서,
    상기 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하는 ABL 처리 수단과,
    상기 ABL 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하는 VM 처리 수단과,
    상기 VM 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행하는 감마 보정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 VM 처리 수단은, 상기 ABL 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호를 대상으로 하여, 상기 CRT 표시 장치의 전자 빔의 편향 속도의 변화가 휘도에 영향을 주는 영향분의 보정을 행하는 휘도 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 VM 처리 수단은, 상기 ABL 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호를 대상으로 하여, 상기 CRT 표시 장치의 전자 빔이 확산되어 상기 CRT 표시 장치의 형광체에 충돌하는 것을 에뮬레이트하는 처리를 실시하는 EB(Erectron Beam) 처리 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  4. CRT(Cathode Ray Tube) 이외의 표시 방식의 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 상기 화상 신호를 처리하는 화상 신호 처리 장치의 화상 신호 처리 방법으로서,
    상기 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하고,
    상기 ABL 처리를 에뮬레이트하는 처리가 실시된 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트하는 처리를 적용하며,
    상기 VM 처리를 에뮬레이트하는 처리가 실시된 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 방법.
  5. CRT(Cathode Ray Tube) 이외의 표시 방식의 표시 장치에 의해 화상 신호를 표시하였을 때에, CRT 표시 장치에 의해 표시된 화상으로 보이도록 상기 화상 신호를 처리하는 화상 신호 처리 장치로서 컴퓨터를 기능시키는 프로그램으로서,
    상기 화상 신호에 대하여 ABL(Automatic Beam current Limiter) 처리를 에뮬레이트한 처리를 적용하는 ABL 처리 수단과,
    상기 ABL 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 VM(Velocity Modulation) 처리를 에뮬레이트한 처리를 적용하는 VM 처리 수단과,
    상기 VM 처리 수단에 의해 처리된 화상 신호에 대하여 감마 보정을 행하는 감마 보정 수단
    으로서 컴퓨터를 기능시키는 프로그램.
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