WO2016031309A1 - 画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置 - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置 Download PDF

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大輔 生越
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    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen

Definitions

  • the present disclosure relates to an image processing device, an image processing method, and an image display device that can reduce luminance unevenness.
  • the luminance on the screen is not always constant over the entire screen, and uneven luminance may occur. . Due to physical variations in products, uneven brightness may occur.
  • uniformity correction In studio monitors and medical monitors, the required accuracy for uneven brightness is high, and it is necessary to reduce uneven brightness as much as possible. Correcting the luminance unevenness so as to make the luminance on the screen uniform is referred to as uniformity correction.
  • an image processing apparatus capable of correcting the uniformity so that the luminance on the screen is substantially constant over the entire screen and further reducing the luminance unevenness of a predetermined shape.
  • An object is to provide an apparatus.
  • Uniformity correction data generation unit for generating uniformity correction data for the R signal to be multiplied, uniformity correction data for the G signal to be multiplied by the G signal, uniformity correction data for the B signal to be multiplied by the B signal, Each pixel signal constituting the R signal is multiplied by the uniformity correction data for the R signal, each pixel signal constituting the G signal is multiplied by the uniformity correction data for the G signal, and the B signal is constituted.
  • Each of the pixel signals to be multiplied by the uniformity correction data for the B signal, and the multiplier constitutes the R signal.
  • the pixel position when the multiplier multiplies each of the pixel signals constituting the B signal by the uniformity correction data for the B signal to each other.
  • the R signal is generated by generating uniformity correction data for the R signal to be multiplied, uniformity correction data for the G signal to be multiplied by the G signal, and uniformity correction data for the B signal to be multiplied by the B signal.
  • the signal is multiplied by the uniformity correction data for the B signal, and the uniformity correction data for the R signal is applied to each pixel signal constituting the R signal.
  • the image processing method is characterized in that the pixel position when multiplying the B signal uniformity correction data is shifted from each other.
  • an image display device comprising the above-described image processing device and the display unit.
  • uniformity correction can be performed so that the luminance on the screen is substantially constant over the entire screen, and luminance unevenness of a predetermined shape is reduced. Can be made.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image processing apparatus and an image display apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state in which XYZ stimulus values on a screen are measured by a two-dimensional luminance measuring device in order to generate reference uniformity correction data.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of reference coordinates set on the screen.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation in which the uniformity correction data interpolation unit 12 in FIG. 1 interpolates the uniformity correction data based on the reference uniformity correction data.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of correction values generated by the uniformity correction data interpolation unit 12 by interpolation.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the luminance characteristics on the screen and the uniformity correction data.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of level correction data stored in the level correction data storage unit 14 in FIG.
  • FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of level correction data output by the level correction data interpolation unit 15 in FIG.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing a state of uniformity correction data correction using the level correction data shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of grid-like luminance unevenness generated on the screen.
  • the image processing apparatus 10 ⁇ / b> R processes the R signal in the RGB signal in order to correct the luminance unevenness of the image displayed on the display panel 20.
  • the image processing apparatuses 10G and 10B process the G signal and the B signal in the RGB signal in order to correct the luminance unevenness of the image displayed on the display panel 20, respectively.
  • the display panel 20 is a matrix type display panel in which pixels are arranged in a matrix of 1920 pixels in the horizontal direction and 1080 pixels in the vertical direction.
  • the display panel 20 is an example of a display unit that displays an image based on a video signal such as an RGB signal.
  • the resolution of the display panel is not necessarily limited to horizontal 1920 pixels and vertical 1080 pixels.
  • the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B constitute an image processing apparatus according to an embodiment.
  • the internal configuration of the image processing apparatuses 10G and 10B is the same as that of the image processing apparatus 10R.
  • the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B and the display panel 20 constitute an image display apparatus according to an embodiment.
  • the RGB signals before uniformity correction input to the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B are referred to as an input R signal R0, an input G signal G0, and an input B signal B0. Assume that the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are 10 bits.
  • RGB signals subjected to uniformity correction by the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B are referred to as an output R signal R1, an output G signal G1, and an output B signal B1.
  • the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are color signals having the same resolution as that of the display panel 20.
  • the uniformity correction data storage unit 11 stores reference uniformity correction data for uniformity correction of the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0.
  • the uniformity correction data storage unit 11 can be composed of an arbitrary memory.
  • the display panel 20 displays the measurement test pattern generated by the signal generator 31.
  • the measurement test pattern is, for example, a 50% white signal.
  • the two-dimensional luminance measuring device 32 measures the XYZ stimulus value in the entire screen of the display panel 20.
  • the personal computer 33 takes in the XYZ stimulus values measured by the two-dimensional luminance measuring device 32.
  • the personal computer 33 sets 54 points including 9 points in the horizontal direction and 6 points in the vertical direction on the display panel 20 as reference coordinates P.
  • the number of reference coordinates may be an optimum number according to the resolution of the display panel 20.
  • the reference coordinates P are set at equal intervals in the horizontal direction and at equal intervals in the vertical direction.
  • the personal computer 33 calculates an average value of XYZ stimulus values in a predetermined range indicated by a circle including the reference coordinate P.
  • An average value of XYZ stimulus values in one range is referred to as a reference XYZ stimulus value.
  • the predetermined range may be a range of several pixels to several tens of pixels including the pixel located at the reference coordinate P.
  • the personal computer 33 can obtain a reference XYZ stimulation value of 54 points.
  • the personal computer 33 converts the 54-point reference XYZ stimulus value into an RGB value.
  • a value obtained by converting the reference XYZ stimulus value into an RGB value is referred to as a reference RGB value.
  • the 54-point reference RGB value is usually not a constant value, and uneven brightness occurs.
  • the reference RGB value is higher in the central portion than in the peripheral portion of the screen.
  • the method of variation of the reference RGB value may differ depending on the individual display panel 20.
  • the personal computer 33 uses the reference RGB value of the point with the lowest luminance among 54 reference RGB values as a reference, and reduces the other reference RGB values to make the luminance uniform.
  • Reference uniformity correction data composed of correction values is generated.
  • the uniformity correction data storage unit 11 stores reference uniformity correction data including the 54 points of reference correction values generated as described above.
  • the uniformity correction data is input to the uniformity correction data interpolation unit 12.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 uses four reference correction values of the reference coordinate P adjacent in the horizontal direction and the vertical direction and the reference coordinate P located in the diagonal direction, and other than the reference coordinate P by two-dimensional linear interpolation. A correction value is generated.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 can be configured by an interpolation circuit.
  • reference coordinates P0, P1, P2, and P3 are arbitrary four of 54 reference coordinates P that are composed of reference coordinates P that are located diagonally with reference coordinates P that are adjacent in the horizontal and vertical directions. Shows the point.
  • the distance between the reference coordinates P0 and P1, the distance between the reference coordinates P2 and P3 (number of pixels) is m
  • the distance between the reference coordinates P1 and P3 (number of pixels) is n.
  • the coordinates of the position separated by h in the direction and v in the vertical direction are set as coordinates P (h, v).
  • the correction value D (h, v) can be obtained by the following equation (1) by two-dimensional linear interpolation.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 receives the horizontal count value from the horizontal counter 13H and the vertical count value from the vertical counter 13V.
  • the horizontal count value is an example of position information indicating a horizontal position on the screen.
  • the vertical count value is an example of position information indicating the position in the vertical direction on the screen.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 can know the position in the horizontal direction and the vertical direction on the screen based on the horizontal count value and the vertical count value.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 generates a correction value D (h, v) based on the horizontal count value and the vertical count value.
  • FIG. 5 (a) and 5 (b) show examples of correction values generated by the uniformity correction data interpolation unit 12.
  • FIG. 5A shows a uniformity correction data interpolation unit when the reference correction values D0, D1, D2, and D3 at the reference coordinates P0, P1, P2, and P3 are values of 245, 237, 232, and 255, respectively. 12 shows the correction value generated.
  • FIG. 5B shows a uniformity correction data interpolation unit when the reference correction values D0, D1, D2, and D3 at the reference coordinates P0, P1, P2, and P3 are values of 248, 238, 250, and 255. 12 shows the correction value generated.
  • the correction values are divided into two stages, and the distribution of the correction values at each stage is shown.
  • the uniformity correction data interpolating unit 12 performs correction values D (h, v) that smoothly change between the reference coordinates P0, P1, P2, and P3 by linear interpolation. Can be generated.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 can correct the entire frames of the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 by interpolating between the reference correction values. Outputs uniformity correction data.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 may generate correction values by setting the intervals m and n to 240 and 216. However, in this embodiment, the intervals m and n are set to 256 and 256 so that the correction circuit can easily calculate them. To generate a correction value. This interval may be determined according to the resolution of the panel 20, the allowable amount of uniformity correction data, and the required quality.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 sets the interval between the reference coordinates adjacent in the horizontal direction and the vertical direction to a power of 2, it is easy to calculate the correction value according to the equation (1).
  • correction values in the horizontal direction 2048 and the vertical direction 1280 are generated. If the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are 1920 pixels in the horizontal direction and 1080 pixels in the vertical direction, of the correction values in the horizontal direction 2048 and the vertical direction 1280, the horizontal direction 1920 and the vertical direction 1080 are corrected. A correction value may be used.
  • the luminance on the screen of the display panel 20 has a high characteristic at the center in the horizontal direction as shown in FIG.
  • for simplification only the characteristics in the horizontal direction are shown.
  • the uniformity correction data storage unit 11 and the uniformity correction data interpolation unit 12 generate uniformity correction data that lowers the luminance at the central portion in the horizontal direction, as shown in FIG. Output.
  • the uniformity correction data storage unit 11 and the uniformity correction data interpolation unit 12 are an R signal uniformity correction data to be multiplied by the R signal, a G signal uniformity correction data to be multiplied by the G signal, and a B signal to be multiplied by the B signal. It is a uniformity correction data generation part which generates the uniformity correction data for use.
  • the luminance on the screen is made uniform and the luminance unevenness can be corrected.
  • the uniformity correction data generation unit is configured by the uniformity correction data storage unit 11 and the uniformity correction data interpolation unit 12, but is not limited thereto.
  • the uniformity correction data storage unit 11 since the uniformity correction data storage unit 11 only stores reference uniformity correction data composed of reference correction values of a plurality of points, it is stored in comparison with a case where correction values of all points on the screen are stored. The amount of data to be reduced can be reduced.
  • each of the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 approaches level 0. Then, the white balance may be shifted.
  • the multiplier 17, the level correction data storage unit 14, the level correction data interpolation unit 15, and the delay unit 16 in FIG. 1 are provided to prevent white balance from shifting in a region where the color signal level is low when uniformity correction is performed. Yes.
  • the level correction data storage unit 14 for example, 6-bit level correction data is stored. As shown in FIG. 7, the level correction data defines a level correction value indicated by a white circle with respect to the color signal level when the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are expressed by 6 bits. It is data.
  • the level correction data storage unit 14 can be configured by a lookup table (or any memory that stores the lookup table).
  • the level correction value when the color signal level is 0, the level correction value is, for example, 1.2 exceeding 1.0, and the level correction value is 1. It gradually decreases to 0 and is a constant value of 1.0 after the threshold TH1.
  • the level correction data interpolation unit 15 receives the input R signal R0, the input G signal G0, the input B signal B0, and the level correction data read from the level correction data storage unit 14.
  • the level correction data interpolation unit 15 interpolates level correction values corresponding to the color signal levels of the 10-bit input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 based on the 6-bit level correction data.
  • the level correction data interpolation unit 15 can be configured by an interpolation circuit.
  • the level correction data interpolation unit 15 determines the level correction data for defining the level correction value for the 10-bit color signal level as shown in FIG. Is output.
  • the threshold value TH1 may be set to an appropriate value such as a color signal level 80, for example.
  • the threshold value TH1 may be set in a low level region where the color signal level is about 60 to 100, and what value is specifically determined may be determined as a design matter.
  • the 10-bit level correction data output from the level correction data interpolation unit 15 is input to the delay unit 16.
  • the delay unit 16 delays the level correction data so as to coincide with the timing at which the uniformity correction data storage unit 11 and the uniformity correction data interpolation unit 12 generate and output the uniformity correction data, and supplies the delay correction data to the multiplier 17.
  • the multiplier 17 multiplies the uniformity correction data shown in (b) of FIG. 6 and the level correction data shown in FIG. If the color signal level is equal to or higher than the threshold value TH1, the multiplier 17 outputs the input uniformity correction data as it is.
  • the multiplier 17 multiplies the input uniformity correction data by a level correction value that increases as the color signal level decreases.
  • the uniformity correction data output from the multiplier 17 is corrected so that the correction value indicated by the solid line is the correction value indicated by the alternate long and short dash line, as shown in FIG. That is, when the color signal level is less than the threshold value TH1, uniformity correction is weakened. Therefore, the white balance is prevented from being shifted.
  • the level correction data storage unit 14 to the multiplier 17 described above have the uniformity correction data of each color when the color signal levels of the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are less than a predetermined threshold value TH1. It is a level correction unit that corrects the size to be smaller.
  • the level correction unit is configured to prevent the white balance from being shifted in an area where the color signal level is low, and can be omitted if the white balance is not important.
  • the configuration in which the level correction unit is omitted is a configuration in which uniformity correction is emphasized in the entire area of the color signal level.
  • the level correction unit includes the level correction data storage unit 14 and the level correction data interpolation unit 15, but is not limited thereto.
  • the level correction data storage unit 14 may be configured by a lookup table that stores 10-bit level correction data, and the level correction data interpolation unit 15 may be omitted. However, if the level correction data storage unit 14 is configured by a lookup table that stores 6-bit level correction data, the amount of data to be stored can be reduced.
  • Uniformity correction data output from the multiplier 17 is input to the multiplier 19.
  • the input R signal R0, the input G signal G0, and the input B signal B0 are also input to the delay unit 18.
  • the delay unit 18 delays the input R signal R 0, the input G signal G 0, and the input B signal B 0 so as to coincide with the timing for generating and outputting the uniformity correction data, and supplies the delayed signal to the multiplier 19.
  • the multiplier 19 multiplies the input R signal R 0, the input G signal G 0, and the input B signal B 0 delayed by the delay unit 18 by the uniformity correction data output from the multiplier 17. Thereby, the multiplier 19 outputs the output R signal R1, the output G signal G1, and the output B signal B1 subjected to uniformity correction.
  • the output R signal R1, the output G signal G1, and the output B signal B1 are supplied to the display panel 20 to display an image.
  • the image processing apparatus, the image processing method, and the image display apparatus according to the present embodiment can perform uniformity correction so that the luminance on the screen is substantially constant over the entire screen.
  • the luminance unevenness of the R signal, the G signal, and the B signal individually, it is possible to correct the color unevenness as a result.
  • a black circle in FIG. 10 indicates the pixel Pxl.
  • the grid-like luminance unevenness 50 occurs in each of a red image based on the output R signal R1 displayed on the display panel 20, a green image based on the output G signal G1, and a blue image based on the output B signal B1.
  • the grid-like luminance unevenness 50 is reduced as follows.
  • the multiplier 19 of the image processing apparatus 10R multiplies the R signal pixel signal by the R signal uniformity correction data.
  • the multiplier 19 of the image processing apparatus 10G multiplies the G signal pixel signal by the G signal uniformity correction data.
  • the multiplier 19 of the image processing apparatus 10B multiplies the B signal pixel signal by the B signal uniformity correction data.
  • the multipliers 19 of the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B shift the pixel positions when multiplying the pixel signals of the RGB signals by the uniformity correction data.
  • the uniformity correction data interpolation unit 12 interpolates correction values at points other than a plurality of reference points by using position information in the horizontal direction and the vertical direction on the screen.
  • Each uniformity correction data interpolation unit 12 in the image processing apparatuses 10R, 10G, and 10B shifts the position information used when generating the uniformity correction data for the R signal, the G signal, and the B signal in the horizontal direction and the vertical direction. . This makes it possible to shift the pixel positions when multiplying the pixel signal of the RGB signal by the uniformity correction data.
  • the horizontal count value by the horizontal counter 13H of the image processing apparatus 10R and the vertical count value by the vertical counter 13V are started from zero.
  • the horizontal count value by the horizontal counter 13H and the vertical count value by the vertical counter 13V of the image processing apparatus 10G are started from 10.
  • the horizontal count value by the horizontal counter 13H of the image processing apparatus 10B and the vertical count value by the vertical counter 13V are started from 20.
  • the pixel position when multiplying the RGB signal pixel signal by the uniformity correction data can be easily shifted from several pixels to several tens of pixels. it can.
  • the grid-like luminance unevenness 50 shown in FIG. 10 is largely canceled because the positions of the red image, the green image, and the blue image are offset, and the occurrence of the luminance unevenness 50 can be greatly reduced.
  • the reference RGB value is calculated based on the average value of the XYZ stimulus values in the range of several pixels to several tens of pixels including the pixel located at the reference coordinate P. Therefore, there is no particular problem caused by shifting the pixel position when multiplying the pixel signal of the RGB signal by the uniformity correction data.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the use of hardware and software is arbitrary. A part of the configuration shown in FIG. 1 may be configured by software.
  • the present invention can be used to reduce luminance unevenness generated on the screen of the image display device.

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Abstract

画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正することができ、所定の形状の輝度むらも低減させることができる画像処理装置を提供する。 ユニフォミティ補正データ発生部(ユニフォミティ補正データ記憶部11及びユニフォミティ補正データ補間部12)は、R信号用,G信号用,B信号用のユニフォミティ補正データを発生する。乗算器(19)は、R信号,G信号,B信号の画素信号にR信号用,G信号用,B信号用のユニフォミティ補正データを乗算する。乗算器(19)が、R信号,G信号,B信号の画素信号にR信号用,G信号用,B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置を互いにずらす。

Description

画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置
 本開示は、輝度むらを低減させることができる画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置に関する。
 液晶パネル,プラズマディスプレイパネル,有機エレクトロルミネセンスパネル等のマトリクス型表示パネルを用いた画像表示装置においては、画面上の輝度は画面の全体で一定とは限らず、輝度むらが発生することがある。製品の物理的なばらつきに起因して、輝度むらが発生することもある。
 スタジオモニタや医療用モニタでは輝度むらに対する要求精度が高く、輝度むらを極力低減させることが必要である。画面上の輝度を均一化するよう輝度むらを補正することを、ユニフォミティ補正と称する。
特開2005-115400号公報
 従来の画像処理装置によって画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正したとしても、所定の形状の輝度むらが発生することが明らかとなった。
 実施形態は、画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正することができ、さらに、所定の形状の輝度むらも低減させることができる画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置を提供することを目的とする。
 実施形態の第1の態様によれば、R信号,G信号,B信号を表示部に供給して画像表示させたときの前記表示部の画面上の輝度むらを補正するため、前記R信号に乗算するR信号用のユニフォミティ補正データと、前記G信号に乗算するG信号用のユニフォミティ補正データと、前記B信号に乗算するB信号用のユニフォミティ補正データを発生するユニフォミティ補正データ発生部と、前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算する乗算器とを備え、前記乗算器が前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置とを互いにずらしていることを特徴とする画像処理装置が提供される。
 実施形態の第2の態様によれば、R信号,G信号,B信号を表示部に供給して画像表示させたときの前記表示部の画面上の輝度むらを補正するため、前記R信号に乗算するR信号用のユニフォミティ補正データと、前記G信号に乗算するG信号用のユニフォミティ補正データと、前記B信号に乗算するB信号用のユニフォミティ補正データとをそれぞれ発生させ、前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置とを互いにずらすことを特徴とする画像処理方法が提供される。
 実施形態の第3の態様によれば、上記の画像処理装置と、前記表示部とを備えることを特徴とする画像表示装置が提供される。
 実施形態の画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置によれば、画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正することができ、さらに、所定の形状の輝度むらも低減させることができる。
図1は、一実施形態の画像処理装置及び画像表示装置を示すブロック図である。 図2は、基準ユニフォミティ補正データを生成するために、二次元輝度測定器によって画面上のXYZ刺激値を測定している状態を示す概念図である。 図3は、画面上に設定する基準座標の例を示す図である。 図4は、図1におけるユニフォミティ補正データ補間部12が、基準ユニフォミティ補正データに基づいてユニフォミティ補正データを補間する動作を説明するための図である。 図5は、ユニフォミティ補正データ補間部12が補間によって生成する補正値の例を示す図である。 図6は、画面上の輝度の特性とユニフォミティ補正データとの関係を示す特性図である。 図7は、図1におけるレベル補正データ記憶部14が記憶するレベル補正データの例を示す特性図である。 図8は、図1におけるレベル補正データ補間部15が出力するレベル補正データの例を示す特性図である。 図9は、図8に示すレベル補正データによるユニフォミティ補正データの補正の状態を示す特性図である。 図10は、画面上に発生する格子状の輝度むらの例を示す図である。
 以下、一実施形態の画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置について、添付図面を参照して説明する。
 図1において、画像処理装置10Rは、表示パネル20に表示される画像の輝度むらを補正するために、RGB信号におけるR信号を処理する。画像処理装置10G,10Bは、それぞれ、表示パネル20に表示される画像の輝度むらを補正するために、RGB信号におけるG信号,B信号を処理する。
 表示パネル20は、一例として画素が水平方向に1920画素、垂直方向に1080画素、マトリクス状に配置されたマトリクス型表示パネルである。表示パネル20は、RGB信号のような映像信号に基づいて画像表示する表示部の一例である。表示パネルの解像度は必ずしも水平1920画素、垂直1080画素に限定されない。
 画像処理装置10R,10G,10Bは、一実施形態の画像処理装置を構成する。画像処理装置10G,10Bの内部構成は、画像処理装置10Rと同じである。画像処理装置10R,10G,10B及び表示パネル20は、一実施形態の画像表示装置を構成する。
 画像処理装置10R,10G,10Bに入力されるユニフォミティ補正前のRGB信号を、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0と称することとする。入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0は10ビットであるとする。
 画像処理装置10R,10G,10Bによってユニフォミティ補正されたRGB信号を、出力R信号R1,出力G信号G1,出力B信号B1と称することとする。
 入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0は、表示パネル20の解像度と同じ解像度を有する色信号であるとする。
 ユニフォミティ補正データ記憶部11は、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0それぞれをユニフォミティ補正するための基準ユニフォミティ補正データを記憶している。ユニフォミティ補正データ記憶部11は、任意のメモリで構成することができる。
 図2及び図3を用いて、基準ユニフォミティ補正データをどのように生成するかについて説明する。表示パネル20は、信号発生器31が発生する測定用テストパターンを表示する。測定用テストパターンは、例えば50%ホワイト信号である。
 二次元輝度測定器32は、表示パネル20の画面全体におけるXYZ刺激値を測定する。パーソナルコンピュータ33は、二次元輝度測定器32が測定したXYZ刺激値を取り込む。
 図3に示すように、パーソナルコンピュータ33は、一例として、表示パネル20における水平方向9ポイント、垂直方向6ポイントよりなる54ポイントを基準座標Pとして設定する。基準座標の数は、表示パネル20の解像度に応じて、最適な数とすればよい。基準座標Pは、水平方向に等間隔、垂直方向に等間隔で設定される。
 パーソナルコンピュータ33は、基準座標Pを含む円にて示す所定の範囲のXYZ刺激値の平均値を算出する。1つの範囲のXYZ刺激値の平均値を基準XYZ刺激値と称することとする。なお、所定の範囲は、基準座標Pに位置する画素を含む数画素から数十画素程度の範囲とすればよい。
 これによって、パーソナルコンピュータ33は、54ポイントの基準XYZ刺激値を得ることができる。
 パーソナルコンピュータ33は、54ポイントの基準XYZ刺激値をRGB値に変換する。基準XYZ刺激値をRGB値に変換した値を基準RGB値と称することとする。
 54ポイントの基準RGB値は、通常、一定値とはならず、輝度むらが生じている。一般的には、画面周辺部よりも中央部の方が、基準RGB値が高い。基準RGB値のばらつきの仕方は、個々の表示パネル20によって異なることがある。
 パーソナルコンピュータ33は、輝度むらを補正するために、54ポイントの基準RGB値のうちの最も輝度が低いポイントの基準RGB値を基準とし、他の基準RGB値を下げることによって輝度を均一化する基準補正値よりなる基準ユニフォミティ補正データを生成する。
 ユニフォミティ補正データ記憶部11は、以上のように生成した54ポイントの基準補正値よりなる基準ユニフォミティ補正データを記憶している。
 図1に戻り、ユニフォミティ補正データ補間部12には、ユニフォミティ補正データが入力される。ユニフォミティ補正データ補間部12は、水平方向及び垂直方向に隣接する基準座標Pと対角方向に位置する基準座標Pの4点の基準補正値を用い、2次元の線形補間によって基準座標P以外の補正値を生成する。ユニフォミティ補正データ補間部12は、補間回路によって構成することができる。
 図4において、基準座標P0,P1,P2,P3は、54ポイントの基準座標Pのうち、水平方向及び垂直方向に隣接する基準座標Pと対角方向に位置する基準座標Pよりなる任意の4点を示している。
 基準座標P0,P1間、基準座標P2,P3間の間隔(画素数)をm、基準座標P0,P2間、基準座標P1,P3間の間隔(画素数)をnとし、基準座標P0から水平方向にh、垂直方向にvだけ離れた位置の座標を座標P(h,v)とする。
 基準座標P0,P1,P2,P3における基準補正値をD0,D1,D2,D3、座標P(h,v)における補正値をD(h,v)とすると、補正値D(h,v)は2次元の線形補間による次の式(1)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ユニフォミティ補正データ補間部12には、水平カウンタ13Hより水平カウント値が、垂直カウンタ13Vより垂直カウント値が入力される。水平カウント値は、画面上の水平方向の位置を示す位置情報の一例である。垂直カウント値は、画面上の垂直方向の位置を示す位置情報の一例である。
 ユニフォミティ補正データ補間部12は、水平カウント値及び垂直カウント値に基づいて、画面上の水平方向及び垂直方向の位置を知ることができる。
 ユニフォミティ補正データ補間部12は、水平カウント値及び垂直カウント値に基づいて補正値D(h,v)を生成する。
 図5の(a),(b)は、ユニフォミティ補正データ補間部12が生成する補正値の例を示している。
 図5の(a)は、基準座標P0,P1,P2,P3における基準補正値D0,D1,D2,D3が、245,237,232,255なる値であった場合に、ユニフォミティ補正データ補間部12が生成する補正値を示している。
 図5の(b)は、基準座標P0,P1,P2,P3における基準補正値D0,D1,D2,D3が、248,238,250,255なる値であった場合に、ユニフォミティ補正データ補間部12が生成する補正値を示している。
 図5の(a),(b)では、簡略化のため、補正値を2段階ごとに分けて、それぞれの段階の補正値の分布を示している。図5の(a),(b)より分かるように、ユニフォミティ補正データ補間部12は、線形補間によって、基準座標P0,P1,P2,P3間で滑らかに変化する補正値D(h,v)を生成することができる。
 以上のようにして、ユニフォミティ補正データ補間部12は、基準補正値の間を補間することによって、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0のそれぞれのフレーム全体を補正することができるユニフォミティ補正データを出力する。
 ところで、水平方向1920画素を8分割すれば、図4における間隔mは240、垂直方向1080画素を5分割すれば、図4における間隔nは216となる。ユニフォミティ補正データ補間部12は、間隔m,nを240,216として補正値を生成してもよいが、本実施形態においては、補正回路にて演算しやすいように間隔m,nを256,256として補正値を生成する。この間隔はパネル20の解像度、ユニフォミティ補正データの許容量、求める品位によって決定すればよい。
 ユニフォミティ補正データ補間部12が水平方向及び垂直方向に隣接する基準座標間の間隔を2のべき乗とすれば、式(1)による補正値の算出が容易となる。
 ユニフォミティ補正データ補間部12が間隔m,nを256,256として補正値を生成すると、水平方向2048、垂直方向1280の補正値が生成されることになる。入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0が水平方向1920画素、垂直方向1080画素であれば、水平方向2048、垂直方向1280の補正値のうちの、水平方向1920、垂直方向1080の補正値を用いればよい。
 表示パネル20の画面上の輝度が、図6の(a)に示すように、水平方向の中央部で高い特性を有するとする。ここでは簡略化のため、水平方向のみの特性を示す。
 ユニフォミティ補正データ記憶部11及びユニフォミティ補正データ補間部12は、以上説明した動作によって、図6の(b)に示すように、水平方向の中央部で輝度を下げるようなユニフォミティ補正データを生成して出力する。
 ユニフォミティ補正データ記憶部11及びユニフォミティ補正データ補間部12は、R信号に乗算するR信号用のユニフォミティ補正データと、G信号に乗算するG信号用のユニフォミティ補正データと、B信号に乗算するB信号用のユニフォミティ補正データを発生するユニフォミティ補正データ発生部である。
 図6の(a)に示す特性を有するRGB信号に図6の(b)に示すユニフォミティ補正データを乗算すれば、画面上の輝度が均一化して輝度むらを補正することができる。
 本実施形態においては、ユニフォミティ補正データ発生部を、ユニフォミティ補正データ記憶部11とユニフォミティ補正データ補間部12とで構成しているが、それに限定されるものではない。
 但し、ユニフォミティ補正データ記憶部11は、複数のポイントの基準補正値よりなる基準ユニフォミティ補正データを記憶するだけであるので、画面上の全てのポイントの補正値を記憶する場合と比較して、記憶すべきデータ量を削減することができる。
 ところで、色信号レベルが低い領域において、図6の(b)に示すユニフォミティ補正データを乗算すると、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0それぞれがレベル0に近付く。すると、ホワイトバランスがずれてしまうことがある。
 図1における乗算器17,レベル補正データ記憶部14,レベル補正データ補間部15,遅延器16は、ユニフォミティ補正したときに色信号レベルが低い領域においてホワイトバランスがずれることを防止するために設けている。
 レベル補正データ記憶部14には、例えば6ビットのレベル補正データが記憶されている。図7に示すように、レベル補正データは、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0を6ビットで表現したときの色信号レベルに対して、白丸で示すレベル補正値を規定するデータである。レベル補正データ記憶部14は、ルックアップテーブル(またはルックアップテーブルを記憶する任意のメモリ)で構成することができる。
 レベル補正データは、色信号レベルが0のときレベル補正値は1.0を超える例えば1.2であり、色信号レベルが所定の低レベルである閾値TH1までレベル補正値が段階的に1.0まで漸減し、閾値TH1以降、1.0の一定値である。
 レベル補正データ補間部15には、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0と、レベル補正データ記憶部14より読み出されたレベル補正データとが入力される。
 レベル補正データ補間部15は、6ビットのレベル補正データに基づいて、10ビットの入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0の色信号レベルに対応したレベル補正値を補間する。レベル補正データ補間部15は、補間回路によって構成することができる。
 レベル補正データ補間部15がレベル補正値を補間することによって、レベル補正データ補間部15からは、図8に示すような、10ビットの色信号レベルに対してレベル補正値を規定するレベル補正データが出力される。
 図8において、閾値TH1は、例えば色信号レベル80のように適宜の値に設定すればよい。閾値TH1は、色信号レベルが60~100程度の低レベル領域に設定すればよく、具体的にどの値とするかは設計的事項として決定すればよい。
 レベル補正データ補間部15から出力された10ビットのレベル補正データは、遅延器16に入力される。遅延器16は、レベル補正データを、ユニフォミティ補正データ記憶部11及びユニフォミティ補正データ補間部12がユニフォミティ補正データを生成して出力するタイミングと一致させるように遅延させて、乗算器17に供給する。
 乗算器17は、図6の(b)に示すユニフォミティ補正データと、図8に示すレベル補正データとを乗算する。色信号レベルが閾値TH1以上であれば、乗算器17は、入力されたユニフォミティ補正データをそのまま出力する。
 色信号レベルが閾値TH1未満であれば、乗算器17は、入力されたユニフォミティ補正データに対して、色信号レベルが小さくなるほど大きなレベル補正値を乗算して出力する。
 よって、色信号レベルが閾値TH1未満のとき、乗算器17より出力されるユニフォミティ補正データは、図9に示すように、実線で示す補正値が一点鎖線で示す補正値へと補正される。即ち、色信号レベルが閾値TH1未満のときには、ユニフォミティ補正が弱められる。よって、ホワイトバランスがずれることが防止される。
 以上説明したレベル補正データ記憶部14~乗算器17の部分は、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0の色信号レベルが所定の閾値TH1未満のとき、各色のユニフォミティ補正データの大きさを小さくするように補正するレベル補正部となっている。
 レベル補正部は、色信号レベルが低い領域においてホワイトバランスがずれることを防止するための構成であるので、ホワイトバランスを重視しない場合には省略可能である。レベル補正部を省略した構成は、色信号レベルの全領域において、ユニフォミティ補正を重視する構成である。
 本実施形態においては、レベル補正部を、レベル補正データ記憶部14とレベル補正データ補間部15とを含む構成としているが、それに限定されるものではない。
 レベル補正データ記憶部14を10ビットのレベル補正データを記憶するルックアップテーブルで構成して、レベル補正データ補間部15を省略してもよい。但し、レベル補正データ記憶部14を6ビットのレベル補正データを記憶するルックアップテーブルで構成すれば、記憶すべきデータ量を削減することができる。
 乗算器17より出力されたユニフォミティ補正データは、乗算器19に入力される。
 入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0は、遅延器18にも入力される。遅延器18は、入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0を、ユニフォミティ補正データを生成して出力するタイミングと一致させるように遅延させて、乗算器19に供給する。
 乗算器19は、遅延器18によって遅延された入力R信号R0,入力G信号G0,入力B信号B0に対して乗算器17より出力されたユニフォミティ補正データを乗算する。これによって、乗算器19は、ユニフォミティ補正された出力R信号R1,出力G信号G1,出力B信号B1を出力する。
 出力R信号R1,出力G信号G1,出力B信号B1は表示パネル20に供給されて、画像表示される。
 以上説明した構成及び動作によって、本実施形態の画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置は、画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正することができる。また、R信号,G信号,B信号の輝度むらを個別に補正することで、結果として色むらを補正することができる。
 ところが、本発明者による検証によって、画面上の輝度を画面の全体でほぼ一定となるようにユニフォミティ補正したとしても、図10に示すように、格子状の輝度むら50が発生することが明らかとなった。図10における黒丸は画素Pxlを示す。
 格子状の輝度むら50は、表示パネル20に表示される出力R信号R1に基づく赤色画像、出力G信号G1に基づく緑色画像、出力B信号B1に基づく青色画像のそれぞれで発生する。
 そこで、本実施形態の画像処理装置、画像処理方法、画像表示装置においては、次のようにして、格子状の輝度むら50を低減させる。
 図1において、画像処理装置10Rの乗算器19は、R信号の画素信号にR信号用のユニフォミティ補正データを乗算する。画像処理装置10Gの乗算器19は、G信号の画素信号にG信号用のユニフォミティ補正データを乗算する。画像処理装置10Bの乗算器19は、B信号の画素信号にB信号用のユニフォミティ補正データを乗算する。
 このとき、画像処理装置10R,10G,10Bの乗算器19は、RGB信号の画素信号にユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置を互いにずらしている。
 前述のように、ユニフォミティ補正データ補間部12は、画面上の水平方向及び垂直方向それぞれの位置情報を用いて、複数の基準となるポイント以外のポイントにおける補正値を補間する。
 画像処理装置10R,10G,10Bにおけるそれぞれのユニフォミティ補正データ補間部12は、R信号用,G信号用,B信号用のユニフォミティ補正データを生成するときに用いる位置情報を水平方向及び垂直方向にずらす。これによって、RGB信号の画素信号にユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置を互いにずらすことができる。
 具体的には、例えば次のようにすればよい。画像処理装置10Rの水平カウンタ13Hによる水平カウント値と垂直カウンタ13Vによる垂直カウント値を0から開始させる。画像処理装置10Gの水平カウンタ13Hによる水平カウント値と垂直カウンタ13Vによる垂直カウント値を10から開始させる。
 画像処理装置10Bの水平カウンタ13Hによる水平カウント値と垂直カウンタ13Vによる垂直カウント値を20から開始させる。
 このように、水平カウント値と垂直カウント値の開始値をずらすことによって、RGB信号の画素信号にユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置を数画素から数十画素程度、容易にずらすことができる。
 図10に示す格子状の輝度むら50は、赤色画像と緑色画像と青色画像とで位置がずれることから大方相殺され、輝度むら50の発生を大幅に低減させることができる。
 図3で説明したように、基準RGB値は、基準座標Pに位置する画素を含む数画素から数十画素程度の範囲のXYZ刺激値の平均値に基づいて算出されている。よって、RGB信号の画素信号にユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置をずらすことによる弊害は特に発生しない。
 本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態の画像処理装置を構成するに際し、ハードウェアとソフトウェアとの使い分けは任意である。図1に示す構成の一部をソフトウェアによって構成してもよい。
 本発明は、画像表示装置の画面に発生する輝度むらを低減させる際に利用できる。

Claims (6)

  1.  R信号,G信号,B信号を表示部に供給して画像表示させたときの前記表示部の画面上の輝度むらを補正するため、前記R信号に乗算するR信号用のユニフォミティ補正データと、前記G信号に乗算するG信号用のユニフォミティ補正データと、前記B信号に乗算するB信号用のユニフォミティ補正データを発生するユニフォミティ補正データ発生部と、
     前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算する乗算器と、
     を備え、
     前記乗算器が前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置とを互いにずらしている
     ことを特徴とする画像処理装置。
  2.  前記ユニフォミティ補正データ発生部は、
     前記画面上の水平方向及び垂直方向に配列した複数のポイントそれぞれにおける基準補正値よりなる基準ユニフォミティ補正データを記憶するユニフォミティ補正データ記憶部と、
     前記基準ユニフォミティ補正データに基づいて、前記複数のポイント以外のポイントにおける補正値を補間して、前記ユニフォミティ補正データを生成するユニフォミティ補正データ補間部と、
     を有することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3.  前記ユニフォミティ補正データ補間部は、前記画面上の水平方向及び垂直方向それぞれの位置情報を用いて、前記複数のポイント以外のポイントにおける補正値を補間し、
     前記ユニフォミティ補正データ補間部が前記R信号用のユニフォミティ補正データを生成するときに用いる位置情報と、前記ユニフォミティ補正データ補間部が前記G信号用のユニフォミティ補正データを生成するときに用いる位置情報と、前記ユニフォミティ補正データ補間部が前記B信号用のユニフォミティ補正データを生成するときに用いる位置情報とを水平方向及び垂直方向にずらすことによって、前記乗算器が前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記乗算器が前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置とを水平方向及び垂直方向にずらす
     ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
  4.  前記R信号,G信号,B信号の色信号レベルが所定の閾値未満であるとき、前記R信号用のユニフォミティ補正データと前記G信号用のユニフォミティ補正データと前記B信号用のユニフォミティ補正データの大きさをそれぞれ小さくするように補正するレベル補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5.  R信号,G信号,B信号を表示部に供給して画像表示させたときの前記表示部の画面上の輝度むらを補正するため、前記R信号に乗算するR信号用のユニフォミティ補正データと、前記G信号に乗算するG信号用のユニフォミティ補正データと、前記B信号に乗算するB信号用のユニフォミティ補正データとをそれぞれ発生させ、
     前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、
     前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、
     前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算し、
     前記R信号を構成するそれぞれの画素信号に前記R信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記G信号を構成するそれぞれの画素信号に前記G信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置と、前記B信号を構成するそれぞれの画素信号に前記B信号用のユニフォミティ補正データを乗算するときの画素の位置とを互いにずらす
     ことを特徴とする画像処理方法。
  6.  請求項1~4のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
     前記表示部と、
     を備えることを特徴とする画像表示装置。
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