(57)【要約】 【課題】  表示パネルの種類および使用環境などに応じて高品位で動画表示することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】  ルックアップテーブルＬＵＴから表示パネル１１に固有の動的表示特性に適し、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値を抽出する。補正演算部１２は、ルックアップテーブルＬＵＴから出力される輝度調整値に基づいて、表示パネル１１の最適輝度値を算出し、駆動部１３によって、補正演算部１２によって算出された最適輝度値によって表示パネル１１を駆動する。【選択図】      図３
2010128483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルに固有の動的表示特性に適した輝度調整値が格納されたテーブルと、
前記テーブルから抽出された、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する補正演算部と、
前記補正演算部によって算出された最適輝度値を用いて表示パネルを駆動する駆動部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
表示パネルに使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適した輝度調整値が格納されたテーブルと、
前記テーブルから抽出された、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する補正演算部と、
前記補正演算部によって算出された最適輝度値を用いて表示パネルを駆動する駆動部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記テーブルには、ＭＰＲＴ値が最も小さくなる値が輝度調整値として設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記テーブルには、表示パネルが時間帯に応じて最適な動的表示特性となる値が輝度調整値として設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルなどの表示パネルの動画に対する表示品位を改善するために好適に実施することができる画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来技術の表示パネルの動画特性を改善するための手法を説明するための図であり、図１（１）は時系列的に隣接するフレームＰ１，Ｐ２を示し、図１（２）は輝度に対するアンダードライブによる輝度調整値ｄを模式的に示し、図１（３）は輝度に対するオーバードライブによる輝度調整値ｄを模式的に示し、図１（４）は現フレームＰ１の輝度値と前フレームＰ２の輝度値とに基づいて算出される輝度調整値ｄの算出手順を示し、図１（５）は前フレームＰ２の輝度値および現フレームＰ１の輝度値が設定されたルックアップテーブルを示す。現フレームＰ１の輝度値および１フレーム前の前フレームＰ２の輝度値をたとえば６４段階に分解し、それぞれの値に対して、設定した輝度調整値ｄをリードし、現フレームＰ１の輝度値に加算することによって、最適輝度値が算出される。こうして算出された最適輝度値によって、表示パネルが駆動される。
【０００３】
図２は従来技術の画像処理装置による画像データの処理手順を説明するための図である。入力画像データとして取り込まれた現フレームＰ１の輝度値と１フレーム前の前フレームＰ２の輝度値とに基づいて決定される輝度調整値ｄは、各８ビットの輝度値の上位６ビット（合計１２ビット）の値をアドレスに対応させた値であり、格納データとして予め記憶部１に記憶されている。この記憶部１は、ＲＡＭ(Random Access Memory)によって実現される。
【０００４】
制御部は、記憶部１に記憶される複数の輝度調整値の中から表示パネルの使用環境の温度に適した輝度調整値ｄを抽出し、この抽出された８ビットの輝度値は、符号拡張によって上位２ビットに補数が付され、補正演算部２において現フレームＰ１の輝度値に加算され、最適輝度値として出力され、この最適輝度値によって表示パネルが駆動される。
【０００５】
このような従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この従来技術では、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などの表示パネルの温度を正確に予測して輝度値であるオーバードライブ値を決定することによって、高品位の動画表示を実現し、また使用環境下で画像表示装置が表示パネルの応答速度を測定してオーバードライブ値を最適化することによって、製造後の使用環境に適したオーバードライブ駆動を実現する画像処理装置が提案されている。
【０００６】
他の従来技術は、たとえば特許文献２に記載されている。この従来技術では、表示パネルの周囲温度を測定し、液晶の開始レベルに対応するオーバードライブ値および液晶の目標グレーレベルをルックアップテーブルから抽出し、温度適応アルゴリズムが抽出されたオーバードライブ値に適用され、適応オーバードライブ値が決定される。この適応オーバードライブ値によって、測定された周囲温度と基準温度との差が調節され、この適オーバードライブ値を用いてＬＣＤを駆動し、希望する応答性を達成している。
【０００７】
前記ルックアップテーブルのオーバードライブ値は、前フレームと現フレームとの間のグレーレベル遷移に対応し、ある基準温度におけるグレーレベル遷移に望ましい応答時間を達成するために液晶が駆動されるべきレベルを表わす。プロセッサは、ルックアップテーブルから前フレームと現フレームとの間のグレーレベル遷移に対応するオーバードライブ値を抽出し、測定周囲温度と基準温度との間の差異を調節する適応オーバードライブ値を算出する。これによってこの従来技術では、得られる適応オーバードライブ値は、異なった基準温度で較正される複数のルックアップテーブルを必要とせずに望ましい応答時間を達成し、メモリ容量を低減することができる画像処理装置が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２１９３９２号公報
【特許文献２】特開２００８−２４２４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の特許文献１，２の各従来技術では、表示パネルの使用環境の変化に対して動画表示特性を最適化することができるオーバードライブ値をルックアップテーブルから抽出するように構成されるが、表示パネルの周囲の明るさの変化に対しては、前記オーバードライブ値に反映させるように構成されていない。また、前記オーバードライブ値は、ＶＧＡ(Video Graphics Array)、ＥＧＡ( Enhanced Graphics Adapter)、ＷＶＧＡ(Wide Video
Graphics Array)などの表示パネルの種類に応じて設定されるものではないため、周囲の明るさが朝、昼、晩、あるいは晴れ、曇り、雨などの使用環境によって異なっても、それが反映された最適な輝度値は得られず、したがって動画に対する高い表示品位を実現することができないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、表示パネルの種類および使用環境などに応じて高品位で動画表示することができる画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明（１）は、表示パネルに固有の動的表示特性に適した輝度調整値が格納されたテーブルと、
前記テーブルから抽出された、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する補正演算部と、
前記補正演算部によって算出された最適輝度値を用いて表示パネルを駆動する駆動部とを含むことを特徴とする画像処理装置である。
【００１２】
本発明（１）に従えば、テーブルは、表示パネルに固有の動的表示特性に適した輝度調整値を出力する。補正演算部は、テーブルから出力され、かつ現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する。したがって駆動部は、補正演算部によって算出された最適輝度値によって表示パネルを駆動し、劣化のない高品位の動画表示を実現することができる。
【００１３】
また本発明（２）は、表示パネルに使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適した輝度調整値が格納されたテーブルと、
前記テーブルから抽出された、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する補正演算部と、
前記補正演算部によって算出された最適輝度値を用いて表示パネルを駆動する駆動部とを含むことを特徴とする画像処理装置である。
【００１４】
本発明（２）に従えば、テーブルは、表示パネルの使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適した輝度調整値を出力する。補正演算部は、テーブルから出力され、かつ現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値に基づいて、表示パネルの最適輝度値を算出する。したがって駆動部は、補正演算部によって算出された最適輝度値によって表示パネルを駆動し、劣化のない高品位の動画表示を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明（１）によれば、表示パネルに固有の動的表示特性に適した最適輝度値によって、表示パネルが駆動部によって駆動されるので、表示パネルの機種にかかわらず、表示パネルに固有の動画表示特性に最適な輝度値で画像を動的に表示することができ、これによってボヤケのない鮮明な動画表示を実現することができる。また、表示パネルの使用環境の明るさに応じた最適輝度値によって表示パネルを駆動するので、これによってもまた、ボヤケなどが生じない良好な動画表示を実現することができる。
【００１６】
また本発明（２）によれば、表示パネルの使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適した最適輝度値によって、表示パネルが駆動部によって駆動されるので、表示パネルの機種にかかわらず、表示パネルに固有の動画表示特性に最適な輝度値で画像を動的に表示することができ、これによってボヤケのない鮮明な動画表示を実現することができる。また、表示パネルの使用環境の明るさに応じた最適輝度値によって表示パネルを駆動するので、これによってもまた、ボヤケなどが生じない良好な動画表示を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図３は本発明の一実施形態の画像処理装置１０を示すブロック図であり、図４は画像処理装置１０による画像データの処理手順を説明するための図である。本実施形態の画像処理装置１０は、表示パネル１１に固有の動的表示特性に適し、かつ現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値をルックアップテーブルＬＵＴから抽出する抽出部１５と、前記表示パネル１１に固有の動的表示特性に適した輝度調整値が設定されるルックアップテーブルＬＵＴと、ルックアップテーブルＬＵＴから出力される輝度調整値に基づいて、表示パネル１１の最適輝度値を算出する補正演算部１２と、補正演算部１２によって算出された最適輝度値によって表示パネル１１を駆動する駆動部１３とを含む。このような画像処理装置１０は、コンピュータによって実現される。
【００１８】
前記表示パネル１１は、駆動部１３からの最適輝度値の画像信号によって、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor：略称ＴＦＴ)をアクティブ素子とする液晶セルをノーマリーブラックモードで動作させる液晶ディスプレイによって実現される。
【００１９】
ルックアップテーブルＬＵＴには、現フレームの輝度値と、１フレーム前の前フレームの輝度値とが入力される。現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とは８ビット（２５６階調）で表わされ、ルックアップテーブルＬＵＴは、入力した各輝度値の上位６ビットから決定される１２ビットのアドレス信号に対応する８ビットの輝度補正値を抽出する。
【００２０】
輝度補正値は、表示パネル１１の種類、たとえばＶＧＡ(Video Graphics Array)、ＥＧＡ(Enhanced Graphics Adapter)、ＷＶＧＡ(Wide Video Graphics Array)などの表示パネルの種類に応じて各複数の輝度調整値が格納されている。前記ルックアップテーブルＬＵＴは、ＲＡＭ(Random Access Memory)によって実現される。
【００２１】
補正演算部１２は、ルックアップテーブルＬＵＴに記憶される複数の輝度調整値の中から表示パネル１１の動画表示特性に適した輝度調整値を抽出し、この抽出された８ビットの輝度値は、符号拡張によって上位２ビットに補数が付され、補正演算部１２において現フレームの輝度値に加算されて１０ビットの最適輝度値として出力される。
【００２２】
この最適輝度値において、８ビット目のデータは輝度値がオーバーフローか否か、すなわち２５５階調で上限値（＝２５５）を超えているか否かを表し、９ビット目のデータは輝度値がアンダーフローか否か、すなわち２５５階調で下限値（＝０）以下か否かを表す。本実施形態では、８ビット目が「１」であるときには輝度値は上限値に設定され、９ビット目が「１」であるときには、輝度値は下限値に設定され、さらに８ビット目および９ビット目がともに「０」であるときには、輝度値は中間調（＝１〜２５４）に設定され、このような最適輝度値によって表示パネル１１が駆動される。
【００２３】
図５は画像処理装置１０の画像表示特性を測定する手法を説明するための図であり、図６は画像表示特性の測定に用いる測定パターンを示す図であり、図７は画像表示特性の測定に用いる画像を示す図である。本件発明者は、本発明に従う画像処理装置１０の画像表示特性、ここでは動画像表示におけるボヤケの程度を示す指標の１つとして、実際の動画視認性との関連性および連動性が高いとされているＶＥＳＡ(Video Electronics
Standards Association)が標準化している動画表示特性に関する規格に基づいて、動画追従カメラで図５に示すテスト画像２０を撮影し、その撮影結果からＭＰＲＴ(Moving
Picture Response Time)を算出した。なお、現実には、調整値はＭＰＲＴ値だけではなく、実際に各種映像を視認確認して決定しており、ＭＰＲＴ値が小さいものが最もよい映像とは一概に言えないため、ＭＰＲＴ値と視認確認の両方で調整値を決定している。
【００２４】
前記テスト画像２０は、濃度の高い黒色領域２１とその両側の濃度の低い白色領域２２，２３とを図６のように左から右へスクロールさせながら、境界となるエッジ部分２４のボヤケ幅を撮影し、黒色領域２１の移動速度から応答時間を算出し、白色領域２２，２３の輝度と移動速度とを変化させてその平均値を測定した。前記テスト画像２０は、７階調を組み合わせた全白から全黒までを６分割した４２組の画像について測定した。
【００２５】
図８Ａは輝度値をドライブ制御しない場合の調整時間の変化を表すグラフであり、図８Ｂは輝度値をドライブ制御した場合の調整時間の変化を表すグラフである。図９は輝度の補正によってボヤケ時間が低減されることを示すグラフである。図８Ａ，図８Ｂの縦軸は輝度（Ｃｄｍ２）であり、横軸は調整時間である。図９（１）はドライブ制御を行わない場合のボヤケ時間を示し、図９（２）はドライブ制御を行った場合のボヤケ時間を示す。
【００２６】
中間調からそれより明るい階調に切り換わるフレームに印加するオーバードライブ電圧として通常は切り換わった後の階調電圧より高い電圧を印加するが、低い電圧を印加すること（つまりアンダードライブ処理）で動画のエッジのボケが改善する場合がある。これは切り換わる前後の階調の組み合わせの違いによって、切り換わったフレームの液晶の応答特性が異なるため動画エッジの位置に違いが生じるためである。
【００２７】
本実施形態では、液晶の応答の遅さを補正するために、前述のように輝度調整値を抽出して、フレーム遷移の際、ピクセルに最適輝度値に相当するオーバードライブ電圧またはアンダードライブ電圧を印加する。これによって表示パネル１１の動画質を向上させ、動きのぶれおよびボヤケを低減することができる。
【００２８】
このような構成によれば、ルックアップテーブルＬＵＴは、現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに基づいて、表示パネル１１に固有の動的表示特性に適した輝度調整値を出力する。補正演算部１２は、ルックアップテーブルＬＵＴから出力される輝度調整値に基づいて、表示パネル１１の最適輝度値を算出する。したがって駆動部１３は、補正演算部１２によって算出された最適輝度値によって表示パネル１１を駆動し、劣化のない高品位の動画表示を実現することができる。
【００２９】
図１０は、本発明の他の実施形態の画像処理装置１０ａによる画像データの処理手順を示す図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。本実施形態の画像処理装置１０ａは、明るさ検知センサ１６によって検出される表示パネル１１の使用環境における明るさに応じて動的表示特性に適し、かつ現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応した輝度調整値が設定されるルックアップテーブルＬＵＴと、輝度調整値を前記ルックアップテーブルＬＵＴから抽出する抽出部１５と、ルックアップテーブルＬＵＴから出力される輝度調整値に基づいて、表示パネル１１の最適輝度値を算出する補正演算部１２と、使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適した輝度調整値を選択するセレクタ２７と、補正演算部１２によって算出された最適輝度値によって表示パネル１１を駆動する駆動部１３とを含む。このような画像処理装置１０ａは、コンピュータによって実現される。
【００３０】
図１１はセレクタ２７の明るさレベルの切り換え動作を説明するための図である。前記セレクタ２７は、表示パネル１１が設置される使用環境の明るさレベルを検出するために、表示パネル１１またはその近傍に設置される光検出器２８からの明るさ信号に基づいて、複数の明るさレベルに応じて作成された複数のルックアップテーブルＬＵＴから１つのルックアップテーブルＬＵＴを選択し、その選択された明るさレベルのルックアップテーブルＬＵＴから前記アドレスが一致する補正輝度値を抽出する。
【００３１】
このような構成によれば、セレクタ２７は、ルックアップテーブルＬＵＴから表示パネル１１の使用環境の明るさに応じて動的表示特性に適し、かつ現フレームの輝度値と前フレームの輝度値とに対応する輝度調整値を出力する。補正演算部１２は、ルックアップテーブルＬＵＴから出力される輝度調整値に基づいて、表示パネル１１の最適輝度値を算出する。したがって駆動部１３は、補正演算部１２によって算出された最適輝度値によって表示パネル１１を駆動し、劣化のない高品位の動画表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術の表示パネルの動画特性を改善するための手法を説明するための図であり、図１（１）は時系列的に隣接するフレームＰ１，Ｐ２を示し、図１（２）は輝度に対するアンダードライブによる輝度調整値ｄを模式的に示し、図１（３）は輝度に対するオーバードライブによる輝度調整値ｄを模式的に示し、図１（４）は現フレームＰ１の輝度値と前フレームＰ２の輝度値とに基づいて算出される輝度調整値ｄの算出手順を示し、図１（５）は前フレームＰ２の輝度値および現フレームＰ１の輝度値が設定されたルックアップテーブルを示す。
【図２】従来技術の画像処理装置による画像データの処理手順を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態の画像処理装置１０を示すブロック図である。
【図４】画像処理装置１０による画像データの処理手順を説明するための図である。
【図５】画像処理装置１０の画像表示特性を測定する手法を説明するための図である。
【図６】画像表示特性の測定に用いる測定パターンを示す図である。
【図７】画像表示特性の測定に用いる画像を示す図である。
【図８Ａ】輝度値をドライブ制御しない場合の調整時間の変化を表すグラフである。
【図８Ｂ】輝度値をドライブ制御した場合の調整時間の変化を表すグラフである。
【図９】輝度の補正によってボヤケ時間が低減されることを示すグラフであり、図９（１）はドライブ制御を行わない場合のボヤケ時間を示し、図９（２）はドライブ制御を行った場合のボヤケ時間を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態の画像処理装置１０ａによる画像データの処理手順を示す図である。
【図１１】セレクタ２７の明るさレベルの切り換え動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０ａ  画像処理装置
１１  表示パネル
１２  補正演算部
１３  駆動部
２０  テスト画像
ＬＵＴ  ルックアップテーブル
【図１】
2010128483.tif 000003
【図２】
2010128483.tif 000004
【図３】
2010128483.tif 000005
【図４】
2010128483.tif 000006
【図５】
2010128483.tif 000007
【図６】
2010128483.tif 000008
【図１０】
2010128483.tif 000009
【図１１】
2010128483.tif 000010
【図７】
2010128483.tif 000011
【図８Ａ】
2010128483.tif 000012
【図８Ｂ】
2010128483.tif 000013
【図９】
2010128483.tif 000014