JP2007147727A - 画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用して、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止する。
【解決手段】本発明は、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、エッジ部分ではエッジ方向に補間演算処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。本発明は、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、エッジ部分ではエッジ方向に補間演算処理することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止する。

従来、液晶表示装置、ＰＤＰ（Plasuma Display Panel ）等のフラットディスプレイ装置は、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、各サブピクセルを対応する色データにより駆動して所望する画像を表示している。

すなわち図１０に示すように、この種のディスプレイ装置１は、例えば赤色、緑色、青色のサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して形成され、連続する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３が形成される。

このようなディスプレイ装置に関して、例えば特開２００３−２５９３８６号公報等には、サブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルの駆動に供する各色データの位相を補正することにより、見掛けの解像度を増大させる方法が提案されている。

ところでこの種のディスプレイ装置において、対応する色データにより単に各サブピクセルを駆動すると、グレーを表示した場合に、エッジの部分、グラディエーション等により輝度が徐々に変化している部分が色付いて見えるようになる。

すなわち各色データは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であり、これにより図１１（Ａ１）に示すように、グレーの表示におけるエッジの部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って低下することになる。これによりこの場合は、エッジの部分に最も近接した輝度レベルが高くなっている側のサブピクセル２Ｂ１の色が、このエッジ部分で目立つようになり、このサブピクセル２Ｂ１の色により色付いてエッジ部分が見て取られる。なおこの図１１では、高さ方向が各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルである。

これに対して図１１（Ｂ１）に示すように、グレーの表示において輝度レベルが徐々に変化している部分では、１つのピクセルを構成する３つのサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルが揃って順次段階的に低下することになる。これによりこの場合は輝度レベルが順次低下する側のサブピクセル２Ｂの色が目立つようになり、このように輝度レベルが徐々に変化している部分が、このサブピクセル２Ｂの色により色付いて見て取られる。

この問題を解決する１つの方法として、１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように、各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの駆動に供する各色データの位相を補正することが考えられる。

すなわち図１１（Ａ１）及び（Ｂ１）との対比により図１１（Ａ２）及び（Ｂ２）により示すように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に配置して、連続する３つの赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにより１つのピクセル３を形成している場合、１つのピクセル３の中央のサブピクセル２Ｇにあっては、従来と同様に駆動する。またこの中央のサブピクセル２Ｇに対して先行する側のサブピクセル２Ｒについては、先行する分、色データの位相を補正して駆動し、またこれとは逆に、中央のサブピクセル２Ｇに対して後行する側のサブピクセル２Ｂについては、後行する分、色データの位相を補正して駆動する。

これによりエッジの部分では、後行するサブピクセル２Ｂと、続く先行するサブピクセル２Ｒとで順次段階的に輝度レベルが低下し、これにより色付きを防止することができる。またグラディエーション等により輝度レベルが徐々に変化している部分では、この輝度レベルの低下に対応するように順次各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの輝度レベルを低下させて色付きを防止することができる。

しかしながらこのようにして単に１つのピクセル３における各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの配置位置に対応するように各色データの位相を補正しただけでは、斜め線で発生するジャギーを改善できない問題がある。
特開２００３−２５９３８６号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止することができる画像表示装置、画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明は、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出部と、前記傾き検出部により検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動部とを備えるようにする。

また請求項６の発明は、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法は、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有するようにする。

また請求項７の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法のプログラムに適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有するようにする。

また請求項８の発明は、演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示方法のプログラムは、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有するようにする。

請求項１の構成により、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画像表示パネルは、色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、前記画像表示装置は、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出部と、前記傾き検出部により検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動部とを備えるようにすれば、斜め線等の部分では、延長する方向の補間演算処理により出力色データの位相を補正することができ、これによりジャギーの発生を防止することができる。これによりピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止することができる。

これにより請求項６、請求項７、請求項８の構成によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止することができる画像表示方法、画像表示方法のプログラム及び画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

本発明によれば、ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、ジャギーの発生を防止することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係るモニタ装置を示すブロック図である。このモニタ装置１１において、信号入力部１２は、例えばチューナー、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレイヤー等による各種のソースから輝度データ及び色差データによる入力画像データＤＶを入力し、画像処理部１３は、この信号入力部１２から入力される入力画像データＤＶを信号処理して出力する。液晶表示パネル１４は、図１０について上述したサブピクセルの配置によるいわゆるインライン方式により画像表示パネルであり、信号出力部１５は、画像処理部１３の出力データによりこの液晶表示パネル１４を駆動する。これによりこのモニタ装置１１は、ソースより出力された画像データによる各種画像を液晶表示パネル１４で表示する。

このため画像処理部１３は、信号入力部１２から入力される入力画像データＤＶを、信号出力部１５の駆動に適するように信号処理して出力する。画像処理部１３は、この処理において、液晶表示パネル１４の各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように、各サブピクセルを駆動する各色データの位相を補正し、これによりエッジ等の色付きを防止する。

このため画像処理部１３において、色データ変換部１７は、輝度データ及び色差データにより入力される入力画像データＤＶを、マトリックス演算処理により液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データに変換する。ここでこの実施例では、図１０について上述したように、赤色、緑色、青色によるサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを順次循環的に水平方向に配置して液晶表示パネル１４が形成されており、これによりこの色データ変換部１７は、輝度データ及び色差データにより入力される入力画像データＤＶを、赤色、緑色、青色による色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換して出力する。

画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介してこの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、ここで液晶表示パネル１４におけるサブピクセルの配置位置に対応するように、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正してエッジ等の色付きを防止する。

ここで図３に示すように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、ラスタ走査により各ピクセルの中央を走査するタイミングのサンプリング値であるのに対し、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢにより駆動される各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、各ピクセル３の中央３Ｏよりずれた位置に配置される。これにより各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリングのタイミングと、実際の配置位置との相違により、図１１について上述したように、エッジ部分等で色付きが発生する。これによりサブピクセル処理部１９は、対応するサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの中央ＲＯ、ＧＯ、ＢＯのタイミングによるサンプリング値となるように、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正する。

より具体的に、例えばこれらサブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、中央の緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯは、ピクセル３の中央３Ｏと一致することになり、この場合、何ら位相を補正することなく対応する色データＤＧを出力することにより、緑色のサブピクセル２Ｇの中央ＧＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により緑色の色データＤＧを出力することができる。

これに対してこの緑色のサブピクセル２Ｇに対して先行する側である赤色のサブピクセル２Ｒは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ先行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ速いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように赤色色データＤＲの位相を補正することにより、赤色のサブピクセル２Ｒの中央ＲＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により赤色の色データＤＲを出力することができる。

これとは逆に、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して後行する側である青色のサブピクセル２Ｂは、この緑色のサブピクセル２Ｇに対して、ピクセル３の繰り返し周期の１／３の周期だけ後行した位置に配置されていることになり、１／３の周期だけ遅いタイミングでサンプリングしたサンプリング値により出力するように青色色データＤＢの位相を補正することにより、青色のサブピクセル２Ｂの中央ＢＯのタイミングでサンプリングしたサンプリング値により青色の色データＤＢを出力することができる。

この補正原理により、サブピクセル処理部１９は、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの補間演算処理により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をそれぞれ補正する。

ここで図１は、このサブピクセル処理部１９の構成を示すブロック図である。サブピクセル処理部１９は、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をそれぞれ補正する各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂにより形成され、各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、処理対象の色データが異なる点を除いて、同一に構成される。

この補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂにおいて、補間演算部２８は、上述の補正原理に基づいて、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの連続するサンプリング値を用いた補間演算処理により、各ピクセルにおけるサブピクセルの位置に対応するようにこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相をそれぞれ補正して出力する。

ここでこのような連続するサンプリング値の補間演算処理は、線形補間、キュービック補間、Sinc関数補間等を適用することができるものの、これらのうち線形補間は、最も簡易な構成で計算量が少ない反面、周波数特性の劣化が激しく、ぼけ量が大きくなる欠点がある。これに対してキュービック補間は、ぼけ量を抑えることができる反面、エッジの部分でリンギングが生じ易く、このようなリンギングは、色の変化として目立ち易い欠点がある。またSinc関数による補間は、誤差を小さくすることができ、理論的には畳み込み数を無限に設定することにより正しい補間値を得ることができる。しかしながら実際上、畳み込み数を無限には設定し得ず、これによりこの実施例では窓関数を用いて畳み込み数を制限する。

これにより実施例において、補間演算部２８は、次式により示すように、Lanczos 関数を窓関数に用いたSinc関数による補間演算処理により、この補間演算処理を実行する。

ここでＮは、ローブ数であり、Ｃｘは、カットオフ周波数である。これらの値を調整することにより補間特性と補間係数のタップ数を決定する。ここでこの補間演算処理に使用する係数は、ｘに各サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの位置に係る位相を代入してこれらSinc関数とLanczos 関数の積により求めることができ、補間演算部２８は、この係数によるフィルタリング演算により、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに係る補間演算処理を実行する。これにより上述したように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが等しい大きさにより等ピッチで配置されている場合、緑色の色データＤＧについては、ｘ＝０とし、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについては、それぞれｘ＝−１２０度及び１２０度とした。

なおこのように緑色の色データＤＧの位相を０とし、この緑色の色データＤＧとの相対的な位相により赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの位相を補正する場合には、緑色の色データＤＧについては、何ら補間演算処理することなく出力して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ、補間演算処理することにより、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正することができ、その分、全体構成を簡略化することができる。しかしながらこの場合、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢについてのみ補間演算処理したことにより、緑色の色データＤＧに対して、赤色及び青色の色データＤＲ及びＤＢの解像度が相対的に低下することになる。これによりこのような解像度の相対的な低下を防止する場合には、例えば緑色の色データの位相を３０度又は６０度等に設定し、またこれに対応するように赤色及び青色の色データの位相を設定し、これら色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢを共に補間演算処理するようにしてもよい。

図４は、補間係数のタップ数を３とした場合のこの補間演算部２８の構成を示すブロック図である。補間演算部２８において、係数発生部３２は、（１）及び（２）式を用いて説明した係数を各位相毎に保持するリードオンリメモリであり、このモニタ装置１１の設定により入力される位相情報ＤＰにより、色データの補正部３３に係数を出力する。これによりこの補間演算部２８は、この位相情報ＤＰの切り換えにより、色データＤＧ、ＤＲ、ＤＢの補正に係る位相を種々に調整できるように構成される。なおこの係数発生部３２に保持される係数は、補間演算処理における利得を乗算した係数であり、これによりこの実施例では、簡易にゲイン制御することができるように構成される。

補間演算部２８は、この係数発生部３２から入力される係数が異なる点を除いて同一に構成され、ラッチ回路による遅延回路３５、３６により順次各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの１クロック周期づつ遅延させ、これにより連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを生成する。

乗算回路３８、３９、４０は、この連続する３サンプリングの色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをそれぞれ係数発生部３２から出力される係数により乗算し、加算回路４１、４２は、これら乗算回路３８〜４０の乗算結果を加算して出力する。これにより補間演算部２８は、３タップによる補間フィルタを用いた補間演算処理により、それぞれ色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正して出力する。

なおここで実用上充分な特性を確保できる場合には、線型補間等の手法を適用するようにしてもよく、線型補間の場合には、例えば次式の演算処理の実行により、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢのサンプリング値Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉから位相補正後の各色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１のサンプリング値ＳＲｉ、ＳＧｉ、ＳＢｉを求めることができる。

ここでこのようにして単に連続するサンプリング値の補間演算処理により色データの位相を補正したのでは、斜線などのパターンにおいて傾き情報がないため効果的に解像度を向上し得ず、またジャギーについては改善することができない。またこの問題を解決する１の方法として水平方向及び垂直方向に補間演算処理を実行する方法も考えられるが、ジャギーについては防止することが困難になる。

このため各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、エッジの傾き情報を検出し、このエッジの傾き情報に基づいて補間演算処理を実行し、これによりジャギーを防止する。

このため各色データの補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂにおいて、エッジ検出部２４は、対応する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢを順次処理してエッジの部分を検出する。この実施例においてエッジ検出部２４は、各サンプリング毎に、サンプリング値の輝度勾配が最も大きな輝度勾配方向を検出してエッジ情報を検出し、またこの輝度勾配の判定によりエッジの部分を検出する。

すなわちエッジ検出部２４は、例えばラスタ走査順に順次注目画素を切り換え、図５に示すように、この注目画素を中心とした所定の範囲Ｗにおけるサンプリング値を用いた演算処理により、次式により表される輝度勾配行列Ｇを各画素毎に生成する。なおここで図５は、注目画素を中心にしたｘ方向及びｙ方向の±３画素をこの範囲Ｗに設定した例である。

またｗ(i,j) は、（５）式により表されるガウス型の重みであり、ｇは、サンプリング値Ｉのｘ方向の偏微分ｇx と、サンプリング値Ｉのｙ方向の偏微分ｇy とにより（６）式で表される輝度勾配である。

これによりエッジ検出部２４は、注目画素を中心とした所定範囲Ｗについて、注目画素を基準にして重み付け処理してなる輝度勾配を検出する。

エッジ検出部２４は、この輝度勾配行列Ｇを処理することにより、図６に示すように、注目画素において、サンプリング値の輝度勾配が最も大きい方向である輝度勾配方向ｖ１を検出する。具体的に、エッジ検出部２４は、次式の演算処理により、輝度勾配方向ｖ１を検出する。

但し、ａは、次式による。

またこのようにして計算した輝度勾配方向ｖ１への輝度勾配方向の大きさ｜ｖ´１｜を所定のしきい値により判定し、これにより最も輝度勾配が大きな方向への輝度勾配の大きさが一定値より大きい注目画素を検出し、これによりエッジの部分を検出する。なおエッジの検出は、このように輝度勾配の最も大きい方向の輝度勾配量を判定する方法に代えて、Robinsonなどのエッジ検出フィルタを用いるようにしてもよい。これらによりエッジ検出部２４は、入力画像データＤＶの各サンプリング点毎に、この入力画像データＤＶによる画像のエッジを検出する。

傾き検出部２５は、このようにしてエッジ部分と判定した注目画素で検出される輝度勾配方向ｖ１の輝度勾配と、この注目画素の近傍画素で検出される輝度勾配方向ｖ１の輝度勾配との連続性により、各エッジ位置に係るサブピクセルのエッジ方向を検出する。具体的に、傾き検出部２５は、例えば水平方向に連続するサンプリング点で検出される輝度勾配行列の内挿演算処理により、サブピクセルに対応する位置における輝度勾配行列を計算し、この輝度勾配行列を用いた次式の演算処理によりエッジ方向ｖ２を検出する。なお以下において、適宜、入力画像データＤＶ、色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢによるサンプリング点に対応して、各サブピクセルにおけるサンプリング点をサブサンプリング点と呼ぶ。

スケーリング部２６は、このようにして検出される各サブサンプリング点におけるエッジ方向ｖ２を基準にした２次元の補間演算処理により、エッジ位置の色データについて位相補正した色データを計算する。具体的に、スケーリング部２６は、エッジ方向ｖ２に基づいて、エッジ方向には大きな値のフィルタ係数を設定すると共に、これと直交する方向には小さな値のフィルタ係数を設定し、計算対象のサブサンプリング点の周囲の一定範囲のサンプリング点のサンプリング値を用いて補間演算処理を実行し、これにより各ピクセルにおけるサブピクセルの位置に対応するように、エッジ位置に係る色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相を補正し、位相を補正した色データをエッジ位置についてだけ選択的に出力する。なおこのスケーリング部２６における２次元の補間演算処理には、補間演算部２８について上述したと同様に、種々の手法を広く適用することができ、また補間演算部２８の処理に対応するように各色データの位相を設定してこれら３つの色データのうちの１つの色データの補間演算処理を省略するようにしてもよい。

これらによりこの実施例において、エッジ検出部２４、傾き検出部２５、スケーリング部２６は、エッジ部分についてのみ、エッジ方向の補間演算処理により、色データの位相を補正する。

合成部２９は、補間演算部２８から出力される色データを入力し、スケーリング部２６から出力されるエッジ部分の色データとこの入力された色データを合成して出力する。この実施例において合成部２９は、スケーリング部２６から出力されるエッジ部分の色データで、補間演算部２８から出力される対応する色データを置き換えることにより、この合成の処理を実行する。これにより合成部２９は、連続するサンプリング値の補間演算処理により位相を補正し、かつエッジ部分ではエッジ方向の補間演算処理により位相を補正した色データを生成する。

ここでこの合成部２９で生成された色データにより画像表示すると、垂直線に対して傾きが０度や９０度の前後の緩やかなエッジ、急峻なエッジに色が付く副作用が発生することがある。このためフィルタ部３０は、合成部２９の出力データを帯域制限して高域を抑圧し、これによりこのような不自然な色付きを防止する。なおここでフィルタ部３０は、例えば水平方向に重み付け係数が１、２、１に設定された３タップのローパスフィルタにより形成される。色データ補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、このフィルタ部３０により処理された色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１をそれぞれ出力する。

ところでこのように各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの位相の補正によりエッジ等の色付きを防止する場合、人間の目に至るまでの一連の伝送系におけるガンマの影響を考慮することが必要になる。

すなわち図７（Ａ）及び（Ｂ）により示すように、単に色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢ（図７（Ａ））の位相の補正により、これら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの輝度レベルを補正した場合（図７（Ｂ））、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性におけるガンマにより、図７（Ｃ）に示すように、サブピクセル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間で輝度レベルのバランスが変化することになる。これによりこの場合、白黒による細かな繰り返しパターン等の空間周波数の高い部分が、緑色を帯びて観察されることになる。

このためこの実施例において、画像処理部１３は、パネルγ補正部１８を介して色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢをサブピクセル処理部１９に入力し、また戻しγ補正部４３を介してサブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を信号出力部１５に出力する（図２）。

ここでパネルγ補正部１８は、液晶表示パネル１４のガンマと人間の視感度特性におけるガンマとの乗算値の特性により各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を補正して出力し、これによりこれら色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を人間が実際に知覚する階調に補正する。

また戻しγ補正部４３は、パネルγ補正部１８とは逆の特性により、サブピクセル処理部１９から出力される色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の階調を補正し、これにより元の色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調によりこれら色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を出力する。なおこれらパネルγ補正部１８、戻しγ補正部４３による階調の補正は、例えばルックアップテーブルを用いて実行される。

これにより図７（Ａ）〜（Ｃ）との対比により図７（Ａ）、（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、この実施例では、空間周波数の高い部分における色バランスの変化を防止する。

（２）実施例の動作
以上の構成において、このモニタ装置１１において（図２）、信号入力部１２より入力される輝度データ及び色差データによる入力画像データＤＶは、画像処理部１３の色データ変換部１７に入力され、ここで液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換され、信号出力部１５により液晶表示パネル１４の各サブピクセルの駆動に供される。これによりこのモニタ装置１１では、この入力画像データＤＶによる画像が液晶表示パネル１４により表示される。

しかしながらこのようにして入力画像データＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは（図１１）、各ピクセル３の中央を走査するタイミングでサンプリングされたサンプリング値であることにより（図３）、何ら処理しないで液晶表示パネル１４の駆動に供したのでは、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分で、色付きが発生することになる。

このためこのモニタ装置１１において、この入力画像データＤＶから生成される色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、サブピクセル処理部１９に設けられた補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの補間演算部２８において（図１）、連続するサンプリング値の補間演算処理により各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように位相が補正されて色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１が生成され、この色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１により液晶表示パネル１４が駆動される。これによりこのモニタ装置１１では、エッジの部分、輝度レベルが徐々に変化する部分における色付きが防止される。またこの場合、各色データの輝度バランスが向上し、これにより入力画像データＤＶによる色を忠実に表示することができる。また水平方向について見た目の解像度が増大する。

しかしながらこのようにして単に連続するサンプリング値の補間演算処理により位相を補正する場合、二次元的な形状を考慮せずに単に水平方向のサンプリング位置により位相を補正していることにより、斜め線の場合でも傾きに関する情報が反映されずに垂直線の場合と同様に各色データの位相が補正されるだけであり、見た目の解像度を有効に向上することができず、ジャギー改善の効果はそれほど得られない。

これによりこの実施例においては、各補正部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂのエッジ検出部２４において、各色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの画素勾配が順次検出され、この画素勾配の大きさの判定によりエッジの部分が検出される。またこのエッジの部分において、続く傾き検出部２５において、サブサンプリング点における水平方向又は垂直方向を基準にしたエッジの傾きが検出され、このエッジ方向の補間演算処理により、各ピクセルにおけるサブピクセルの位置に応じて位相を補正したエッジ位置の色データが計算される。またこの計算されたエッジ部分の色データにより補間演算部２８による色データが置き換えられる。

これによりこのようにして生成される色データにあっては、斜め線の場合には、その傾きに応じて各色データで輝度レベルが変化し、これにより斜め線に発生するジャギーを軽減することができる。

このモニタ装置１１では、このようにして生成された色データがフィルタ部３０により帯域制限されて出力され、これにより上記の処理により発生する不自然な色付きが防止される。

また初めに、液晶表示パネル１４のガンマ、人間の視感度特性のガンマにより色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢの階調を補正した後、サブピクセル処理部１９で位相を補正し、その後、戻しγ補正部４３により元のγに戻され、これにより色黒の空間周波数の高い繰り返しパターンの部分における特定色の色付きが防止される。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正してエッジ等の色付きを防止するようにして、エッジ部分ではエッジ方向に補間演算処理することにより、各ピクセルにおけるサブピクセルの配置位置に対応するように各色データの位相を補正するようにして、エッジ等の色付きを防止するとともにジャギーの発生を防止することができる。

また一旦入力画像データを色データに変換した後、各色データ毎にエッジ方向を検出して各色データの位相を補正することにより、簡易かつ確実に各色データの位相を補正してジャギーの発生を防止することができる。

また別途、入力画像データの連続するサンプリング値の補間演算処理により色データの位相を補正すると共に、エッジ部分についてのみエッジ方向の補間演算処理により位相を補正するようにして、この連続するサンプリング値の補間演算処理結果とエッジ方向補間演算処理結果とを合成して出力することにより、この合成の条件、パラメータ等を種々に設定して種々に画質を調整することができる。

またフィルタ部により、出力色データの高域成分を抑圧して出力することにより、副作用として発生する恐れのある色つきを防止することができる。

また画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより入力色データの階調を補正して位相を補正した後、元の階調に戻すことにより、高い空間周波数による繰り返しパターンの部分における色付きを防止することができる。

図８は、図１との対比により本発明の実施例２に係るモニタ装置に適用されるサブピクセル処理部の構成を示すブロック図である。この実施例に係るモニタ装置は、このサブピクセル処理部５９の構成が異なる点を除いて、実施例１について上述したモニタ装置１１と同一に構成される。このサブピクセル処理部５９において、図１について上述したサブピクセル処理部１９と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。

ここでこのサブピクセル処理部５９において、エッジ検出部６４は、入力される色データＤＲの全てのサンプリング点を順次注目画素に設定して、（４）〜（６）式について上述した輝度勾配行列を計算し、続く傾き検出部６５は、同様に、処理対象の色データＤＲに係る全てのサブサンプリング点について、このエッジ検出部６４で検出される輝度勾配行列の内挿演算処理によりエッジ方向を検出する。スケーリング部６６は、この各サブサンプリング点で検出されるエッジ方向によるフィルタ係数の設定により、輝度勾配方向と直交する方向の補間演算処理により、全てのサブサンプリング点について、色データを生成する。

この実施例のように、各色データの全てのサブサンプリング点について、エッジ方向の補間演算処理により色データの位相を補正するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図９は、図２との対比により本発明の実施例３に係るモニタ装置を示すブロック図である。この実施例に係るモニタ装置７１は、この画像処理部７９の構成が異なる点を除いて、実施例１について上述したモニタ装置１１と同一に構成される。

ここで画像処理部７９は、輝度データＹ及び色差データＲ−Ｙ及びＢ−Ｙによる入力画像データのうち、輝度データＹをパネルγ補正部７２に入力し、ここでパネルγ補正部１８について上述したと同様にして階調を補正する。

サブピクセル処理部７３は、図８について上述した各色データの補正部５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂと同様に、パネルγ補正部７２から出力される輝度データを処理することにより、輝度データによる入力画像データについて、各サブサンプリング点毎にエッジ方向を検出し、またこの検出したエッジ方向の補間演算処理により、各サブサンプリング点のサンプリング値の連続による輝度データを出力する。これによりこの実施例では、輝度データのサンプリングレートを３倍に増大させ、１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に応じた位相によるサンプリング値の連続によりこの輝度データを出力する。

戻しγ補正部７４は、図２について上述した戻しγ補正部４３と同様に、サブピクセル処理部７３の出力データの階調を補正して出力する。

補間演算部７５は、入力画像データによる色差データＲ−Ｙ及びＢ−Ｙをそれぞれ入力し、図４について上述した補間演算部２８と同様の処理により、これら色差データＲ−Ｙ及びＢ−Ｙのサンプリングレートを３倍に増大させて、１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に応じた位相によるサンプリング値の連続により色差データを出力する。なおここで色差データの劣化は画質にそれほど影響しないので、線形補間のような処理量の少ない補間演算方法を用いてもよい。

ＲＧＢ変換部７６は、戻しγ補正部７４から出力される輝度データと、補間演算部７５から出力される色差データとのマトリックス演算処理により、色データを生成する。またこの生成した色データから液晶表示パネル１４の各サブピクセルに対応する位相のサンプリング値を順次選択し、この選択したサンプリング値による色データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１を順次出力する。

これによりこの実施例では、輝度勾配に係る一連の処理を輝度データについてのみ実行し、その分、全体構成を簡略化する。

この実施例によれば、輝度データによりエッジ方向の補間演算処理を実行した後、色データに変換することにより、全体構成を簡略化して実施例１と同様の効果を得ることができる。

なお上述の実施例においては、画像表示パネルにおけるピクセル周期が入力画像データのサンプリングレートに対応する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力画像データのサンプリングレートを低減させて、入力画像データに比して解像度の低い画像表示パネルで画像表示する場合等にも広く適用することができる。また入力画像データのサンプリングレートを増加させて、入力画像データに比して解像度の高い画像表示パネルで画像表示する場合等にも広く適用することができる。なおこの場合、上述した各実施例におけるサブサンプリング点に係る補間演算処理において、この解像度の相違に係るサンプリングレートの変換処理を併せて実行して全体構成を簡略化することができる。

また上述の実施例においては、いわゆるインライン方式により水平方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した画像表示パネルの駆動に関して、色付き、見る方向による色の変化を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるデルタ方式により水平方向及び垂直方向に順次循環的に各サブピクセルを配置した構成の画像表示パネルの駆動に適用して、色付き、見る方向による色の変化を防止するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、液晶表示パネルを用いたモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＰＤＰ、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の種々の画像表示パネルを用いたモニタ装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、赤色、緑色、青色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば４色のサブピクセルにより１つのピクセルを構成する場合等にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、画像表示パネルを有するモニタ装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、色データにより各種映像コンテンツを出力してモニタ装置により画像を表示する各種画像表示装置に広く適用することができる。

また上述の実施例においては、ハードウエアの構成により入力画像データを処理して画像表示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンピュータにおける画像表示プログラム等のように、プログラムにより本発明を構成してソフトウエアの処理により画像表示する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、この処理に係る装置への事前のインストールによりプログラムを提供する場合の他に、光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の記録媒体に記録してプログラムを提供するようにしてもよく、さらにはインターネット等のネットワークを介したダウンロードによりプログラムを提供するようにしてもよい。

本発明は、例えば液晶表示パネルによるモニタ装置に適用することができる。

本発明の実施例１に係るモニタ装置のサブピクセル処理部を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係るモニタ装置を示すブロック図である。 図２のモニタ装置における位相補正の説明に供する略線図である。 図１のサブピクセル処理部における補間演算部を示すブロック図である。 輝度勾配検出の説明に供する略線図である。 エッジ方向の説明に供する略線図である。 図１のサブピクセル処理部におけるガンマ補正の説明に供する略線図である。 本発明の実施例２に係るモニタ装置に適用されるサブピクセル処理部を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係るモニタ装置を示すブロック図である。 ディスプレイ装置におけるピクセルの構成を示す平面図である。 色付きの説明に供する略線図である。

符号の説明

１……ディスプレイ装置、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ……サブピクセル、３……ピクセル、１１、７１……モニタ装置、１２……信号入力部、１３、７９……画像処理部、１４……液晶表示パネル、１５……信号出力部、１７……色データ変換部、１８、７２……パネルγ補正部、１９、５９、７３……サブピクセル処理部、２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ……色データの補正部、２４、６４……エッジ検出部、２５、６５……傾き検出部、２６、６６……スケーリング部、２８、７５……補間演算部、２９……合成部、３０……フィルタ部、４３、７６……戻しγ補正部

Claims (9)

1. 画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示装置において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示装置は、
   前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出部と、
   前記傾き検出部により検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算部と、
   前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動部と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記入力画像データより前記複数のサブピクセルに対応する複数の色データを生成する色データ生成部を有し、
   前記傾き検出部は、
   前記色データ生成部で生成される色データ毎に、対応するサブサンプリング点のエッジ方向を検出することにより、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を各サブサンプリング点毎に検出し、
   前記補間演算部は、
   前記色データ生成部で生成される色データ毎に位相を補正して前記出力色データを出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記入力画像データが輝度データ及び色差データであり、
   前記傾き検出部は、
   前記輝度データについて、各サブサンプリング点毎にエッジ方向を検出することにより、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を各サブサンプリング点毎に検出し、
   前記補間演算部は、
   前記輝度データについて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記輝度データの位相を補正する輝度データの補間演算部と、
   前記色差データについて、補間演算処理により、各サブサンプリング点のサンプリング値を計算する色差データの補間演算部と、
   前記輝度データの補間演算部による輝度データと、前記色差データの補間演算部による色差データとから前記出力色データを生成する変換部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記補間演算部は、
   前記入力画像データの連続するサンプリング値の補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データの位相を補正する連続するサンプリング値による補間演算部と、
   前記入力画像データからエッジ部分を検出するエッジ検出部と、
   前記エッジ検出部で検出されるエッジ部分についてのみ、前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により前記入力画像データの位相を補正するエッジ部分の補間演算部と、
   前記連続するサンプリング値による補間演算部の処理結果と、前記エッジ部分の補間演算部による処理結果とを合成して前記出力色データを出力する合成部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記出力色データの高域成分を抑圧して前記駆動部に出力するフィルタを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記画像表示パネルのガンマ、人間の視感度特性のガンマにより前記入力画像データの階調を補正して前記補間演算部に出力するガンマ補正部と、
   前記補間演算部の出力データの階調を、前記ガンマ補正部とは逆の特性により補正して出力する戻しガンマ補正部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
7. 画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法は、
   前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、
   前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、
   前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法。
8. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法のプログラムにおいて、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、
   前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、
   前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラム。
9. 演算処理手段による実行により、画像表示パネルにより入力画像データの画像を表示する画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体において、
   前記画像表示パネルは、
   色の異なる複数のサブピクセルにより１つのピクセルが形成され、
   前記画像表示方法のプログラムは、
   前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応する各サブサンプリング点毎に、前記入力画像データによる画像のエッジ方向を検出する傾き検出のステップと、
   前記傾き検出のステップにより検出されるエッジ方向に基づいて、前記入力画像データの前記エッジ方向のサンプリング値を用いた補間演算処理により、前記１つのピクセルにおける各サブピクセルの位置に対応するように、前記入力画像データによる色データの位相を補正して出力色データを出力する補間演算のステップと、
   前記出力色データにより前記画像表示パネルを駆動する駆動のステップとを有する
   ことを特徴とする画像表示方法のプログラムを記録した記録媒体。
   
   
   

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