(57)【要約】【課題】  1フレームの画像を複数のサブフレーム画像に分割して階調表示を行う表示装置であって、画像表示時に生じる色ずれを抑制する。【解決手段】  複数の二値画像に異なる重みを付け、時間的に重ねることにより中間調を表示するサブフレーム法において、動画擬似輪郭の低減の目的でサブフレーム点灯パターンに制限が設けられ、それに起因して発生する不均一且つ大きな階調段差を補間するための誤差拡散法によって発生する色ずれを抑制するために、誤差拡散法により階調表示を行う際に、表示すべき中間色に近い2色、または複数色を選択する機能及び、それらを適切な割合で混ぜて表示するようにする機能を設ける。【選択図】図6
2010091756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意された色の中から複数色を選択して、前記複数色を空間的に混合して配置する事で目的とする色を表現する画像処理方法であって、
前記目的の色と前記予め用意されている各色との関係に基づいて混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項1に記載の画像処理方法であって、
前記目的の色と前記予め用意されている各色とL*a*b*表色系における色空間の中で、前記目的とする色と前記予め用意されている各色との距離に基づいて前記混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項2に記載の画像処理方法であって、
前記L*a*b*表色系の色空間において、前記目的の色に対して、距離の短い順に予め用意されている色から前記混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項1から請求項3のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、
目的の色を有する画素の周囲の色の推移をL*a*b*表色系における色ベクトルとして算出し、該色ベクトルに基づいて目的の色と予め用意されている色の関係を判定し、前記混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項1から請求項4のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、
前記L*a*b*表色系における色空間の中で、前記目的の色と最も距離が短い色から、前記目的の色の周辺の色情報の推移を表す色ベクトルの方向に引かれる直線との距離が短い順に、前記混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項5に記載の画像処理方法であって、
前記目的の色から最も距離が短い色から、前記目的の色の周辺の色情報の推移を表す色ベクトル方向に引かれる直線に対し、前記直線および前記最も距離の短い色との距離の和が小さい順に、前記混合する複数の色を選択する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項1から請求項6のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、
前記目的とする色を構成する要素のうち、少なくとも1つの要素の階調値が、前記予め用意されている色を構成する各要素の階調特性が有する階調段差のうち、特定の値よりも大きい階調段差範囲内に有る事を検出した場合に、前記混合する複数の色を選択する処理を実行する事を特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項7に記載の画像処理方法であって、
前記色を構成する要素はR、G、B値である事を特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項7に記載の画像処理方法であって、
前記目的とする色を構成する要素のうち、少なくとも1つの要素の階調値が、前記予め用意されている色を構成する各要素の階調特性が有する階調段差のうち、特定の値よりも大きい階調段差範囲内に有る事の検出を、1フレームを所定の順序で時間軸上に配列された複数のサブフレームに分割し、各サブフレームを階調レベルに対応させて重み付けし、映像信号に応じてサブフレームごとに表示パネル上の画素を発光または非発光させることによるサブフレームの組み合わせにより階調表示を行う表示方式において、階調段差が大きくなる特定のサブフレームの組み合わせの使用を検出する事により行う事を特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の画像処理方法を用いて、画像を表示するように構成したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
予め用意された色の中から複数の色を選択して、前記複数の色を空間的に混合して配置する事で、外部から要求された色を表現する画像表示装置であって、
複数の画素が配置された表示パネルと、
前記外部から要求された色に基づいて、前記予め用意された色の中から前記複数の色を選択し、前記複数の色を空間的に混合して配置して出力する処理回路とを備え、
前記処理回路は、
前記外部から要求された色であってＲＧＢによって１画素の色を表現する色を、均等色空間によって表される表色系へ変換する変換回路と、
前記均等色空間上で、前記外部から要求された色に対して距離か短い複数の色を、前記予め用意された色の中から選択する探索回路と、
選択された前記複数の色を空間的に配置する拡散回路とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
請求項10に記載の画像表示装置において、
前記外部から要求された色を構成するＲＧＢの各階調に近い複数の階調、前記予め用意された色を構成するＲＧＢの各階調から選択し、選択した複数の階調間の差分を算出し、前記差分が予め定められた閾値よりも大きいか否か検出する検出回路を備え、
前記拡散回路は、前記差分が予め定められた閾値よりも大きい階調に対しては、前記選択された複数の色を空間的に配置し、前記差分が予め定められた閾値よりも小さい階調に対しては、前記選択した複数の階調を出力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項10に記載の画像表示装置において、
前記探索回路は、複数の画素を含む領域単位で前記複数の色を選択する場合に、各画素の色ベクトルの平均を用いて、前記複数の色を、前記予め用意された色の中から選択することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め用意された色の中から、複数色を選択して、空間的に混合して配置する事で目的とする色を表現する画像処理方法、及びそれを用いた表示装置に係り、特に、１フレームを所定の順序で時間軸上に配列された複数のサブフレームに分割し、各サブフレームを階調レベルに対応させて重み付けし、映像信号に応じてサブフレームごとに表示パネル上の画素を発光または非発光させることにより階調表示を行う表示方式に用いる表示処理方法、及びそれを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（PDP）装置やデジタルミラーデバイス等の画像表示装置は、発光制御は二値的に行われるため、複数の二値画像に異なる重みを付け、時間的に重ねることにより中間調を表示する。ここでは、本方式をサブフレーム法と呼ぶ。
【０００３】
しかし、上記サブフレーム法では、動画像を表示した場合、視聴者の視線が動画像を追うと、視線上で積分されるサブフレームの組み合わせが変化し、動画像に対して独特の輪郭状のノイズが知覚される。この輪郭線は擬似輪郭ノイズと呼ばれ、視聴者に知覚される画質を劣化させる要因となることが非特許文献1に示されている。
【０００４】
図3は、上記擬似輪郭ノイズの発生原因を説明する図である。ここでは、1フレームを8つのサブフレームにより構成し、各サブフレームの重みが2のべき乗で設定されているものとする。図3(a)の様になだらかに階調が変化する画像を表示している場合、図3(a)中の各画素の各サブフレームの点灯・非点灯は図3(b)のようになっている。図3(a)の画像が静止表示されている場合、視聴者の視線は、図3(b)に示す様に各サブフレームの点灯・非点灯の状態を画素毎に積分する方向に向き、各画素の表示階調が正しく知覚される。これに対し、図3(a)の画像が図中矢印の方向に移動すると、視聴者の視線は動きに追従し、画像と同様の方向に移動する。このときの視聴者の視線は、図3(b)に示す様に各サブフレームの点灯・非点灯の状態を複数の画素に渡って積分する方向に向くため、各画素の表示階調が正しく知覚されずノイズとなる。
【０００５】
この現象は、各サブフレームの重み付けの桁上げ部に当たり、各サブフレームの点灯・非点灯の状態が大きく変化する部位（図3(b)）で顕在化するため、従来からこのような重み付けの桁上げ部の使用を禁止する方法が用いられている。しかし、この方式では、動画擬似輪郭を低減することはできるが、許容される重み付けパターンが減少するため、階調表示のダイナミックレンジを保持すると、図4（a）に示す滑らかな階調特性が、図4(b)の様に階調段差が不均一、且つ大きくなってしまう。この階調段差を補完して滑らかな階調表現を行うために、従来技術として誤差拡散法が用いられている。
【０００６】
【非特許文献１】「パルス幅変調動画表示に見られる擬似輪郭ノイズ」：テレビジョン学会技術報告、Ｖｏ１．１９、Ｎｏ．２、ＩＤＹ９５−２１、ｐｐ．６１−６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上、説明した通り、サブフレーム法により階調表現を行う表示装置では、動画擬似輪郭の低減の目的でサブフレーム点灯パターンに制限が設けられ、それに起因して発生する不均一且つ大きな階調段差を補間するための誤差拡散法が必要となっている。しかし、不均一且つ大きな階調段差が有る状態で誤差拡散を行うと、色の構成要素、この場合はR、G、B、それぞれ単独では階調が補完されていても、合成された色としては目標とする色からはずれてしまうという現象が発生する。
【０００８】
本発明では、上記サブフレーム法により階調表現を行う表示方式において、動画擬似輪郭を低減する目的で制限されたサブフレーム点灯パターンにより不均一且つ大きな階調段差が有る状態でも、誤差拡散法による色ずれが発生しない階調表現方法を実現する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、誤差拡散法により階調表示を行う際に、表示すべき中間色に近い2色、またはそれ以上の色を選択する機能及び、それらを適切な割合で混ぜて表示するようにする機能を設けている。
【００１０】
具体的には、目的の色と予め用意されている各色との関係（例えば、L*a*b*表色系における色空間上の距離）に基づいて混合する複数の色を選択する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤差拡散時に用いる2色または複数の色を選択する際に、人間の視覚特性に基づいた表色系で処理を行う事で色ずれを抑制した、なめらかな中間調表現を実現する。
【００１２】
色ずれ抑制処理を適用的に施す事で、処理量の削減のみならず、動画擬似輪郭低減が可能となる。動画擬似輪郭は、実階調差の大きい桁上げ部で顕著に発生する事が知られており、該桁上げ部は色ずれも発生しやすい。よって、実階調差に注目し、閾値処理を施す事で、処理量の削減と動画擬似輪郭の低減を実現できる。
【００１３】
また、本発明によれば、注目画素の周辺情報を利用してもよい。周辺の情報を利用する事で、面の色変化情報を利用する事が可能となるため、よりなめらかな中間調表現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図1は、従来のPDP装置の概略構成を示すブロック図である。プラズマディスプレイパネル105は、2枚の基板から構成され、基板上には隣接して配置した複数のＸ電極（X1、X2、…）及びＹ電極（Y1、Y2、…）と、それに交差する方向に配置した複数のアドレス電極（A1、A2、…）とを備え、電極の交差部分には蛍光体が配置され、2枚の基板間には放電ガスが封入されている。アドレス電極駆動回路103はアドレス電極にアドレスパルスなどを印加し、Y電極制御回路104はＹ電極に順次走査パルスを印加すると共に、X電極制御回路102と連動し維持放電（サステイン）パルスを印加し、画像処理回路100は、入力画像を制御回路が処理可能な形態への変換等を行い、制御回路101は上記各部を制御する。
【００１６】
PDP装置の発光制御は二値的に行われるため、複数の二値画像に異なる重みを付け、時間的に重ねることにより中間調を表示する。ここでは、本方式をサブフレーム法と呼ぶ。図2は、サブフレーム法による画像表示方式を説明する図である。1フレームにおける各サブフレームの時間的関係を示す。各サブフレームは、予備放電を行うセットアップ期間T1と、画素毎に点灯か非点灯かのデータの書き込みを行う書き込み期間T2と、書き込み期間において点灯のデータが書き込まれた画素を一斉に発光させる維持期間T3とにおいてそれぞれ所定の制御がなされる。各サブフレームはそれぞれ重み付けがされており、該各サブフレームの重み量は、各サブフレームの発光量に対応し、上記維持期間T3の長さ、つまり上記維持放電パルスの回数により決定される。このような方式に基づき、上記重みの異なる各サブフレームを任意に選択して組み合わせて表示することで、その重み量の合計量により映像信号中の任意の輝度すなわち任意の階調レベルを表示可能としている。
【００１７】
図5に、本発明のPDP装置における処理をブロック図に示す。
【００１８】
本処理は、図1中の100に示す画像処理回路の具体的な機能である。
【００１９】
逆ガンマ補正部501は、入力されたRGB信号S501に、逆ガンマ補正をなす部である。これは、入力されるRGB信号S501がCRT表示装置上での表示を前提としたガンマ補正で送信されており、この特性を元に戻す必要があるためである。逆ガンマ補正後の信号S502は量子化部502に送られる。ガンマ補正とは、画像などの色の入力データと、それが実際に出力される際の出力信号の相対関係を調節して、より自然に近い表示を得るための補正をいう。
【００２０】
PDPでは動画擬似輪郭低減のため、表示可能な階調が制限されている。これに合わせて、信号502の階調は量子化部502にて量子化される。該量子化処理は、低階調部の階調表現力を維持しながら、高輝度な映像を作り出すために、その量子化ステップは、低階調部において小さく高階調部において大きくなるような非線形特性を有する事が一般的である。
【００２１】
信号502を量子化した後の階調値(以降、実階調と呼ぶ)と、該階調値と信号S502との誤差を信号S503として、誤差拡散部503に送信する。
【００２２】
誤差拡散部503は入力信号として、量子化部502により量子化された実階調及び、誤差からなる信号S503を受け取り、拡散処理を行う。ここで用いられる拡散処理は、一般的に知られる誤差拡散処理等である。これにより、上記実階調間の中間階調を表現可能としている。
【００２３】
誤差拡散処理結果はサブフレーム変換部504に送られる。
【００２４】
サブフレーム変換部504は入力信号504を１フレームを構成する時間方向の複数の（例えば、１０）サブフレーム情報に変換する。サブフレーム情報では、サブフレームを構成する各画素の発光を1ビット(発光させるか否か)で示す。最終的に、サブフレーム処理部からの出力に基づき、PDPの電極を制御し、サブフレーム毎に決められた数の維持パルスにより、各画素の発光量を制御して、PDP上に所望の階調の画像を表示させる。
【００２５】
図7により、従来処理の作用を説明する。
【００２６】
図7(a)は、前記逆ガンマ補正部501による入出力の変化を説明する図である。入力信号S101は前記CRT表示装置への表示を前提としたガンマ補正701が施されているため、逆ガンマ補正702を施す事で、特性を戻した信号703を作り出す。ただし、入力信号S101にガンマ補正701が施されていない場合は、この逆ガンマ補正702の処理は不要である。
【００２７】
図7(b)は、量子化された入出力関係を示している。
【００２８】
実線704は、前記ガンマ補正後の入出力特性、実線705で示す折線が量子化後の入出力特性である。
【００２９】
ここでは例として、入力範囲が0〜255に対して、出力は離散的な10段階の値を出力するものを示している。前述した通り、その量子化ステップは一定でなく、高階調になるほど、ステップ幅が大きくなる非線形特性を有するものとなっている。本入出力特性はR、G、B共通とする。
【００３０】
次に、図7(b)に示す入出力関係において、表示すべき色(図7(c)中の目標色71)が図7(b)に示すr、g、b値で構成される場合を例として、誤差拡散処理について説明する。図7(c)に、前記図7(b)に示すr、g、b各々を含む一定階調領域(706、707、708)を抽出し、並べて示す。図7(c)に示すように、目標色71はR、G、Bの各実階調で表示できないため、前記誤差拡散により、周辺の実階調(r1、g1、b1、r2、g2、b2)を組み合わせた、例えば、色72や色73により表現される。
【００３１】
一般的な誤差拡散法はR、G、B各要素で独立に処理が施される。R、G、Bが独立しているため、目標階調の上側、下側の実階調をランダムにとることとなる。このとき、量子化時における非線形特性の影響で、特定色のみが大きく変化する場合が存在し(本例の場合ではR)、これにより色ずれが発生する。
【００３２】
本発明は図5における従来の処理に、図6に示される、処理部603、604、605、606を設ける事により、色ずれの抑制を可能とするものである。
【００３３】
前記図5における処理方式では、非線形特性を有する量子化がなされた入力値に対し、RGB表色系において、各色軸に対して独立に誤差拡散を施しているため、図7に示されるような場合において色ずれが知覚されていた。そこで、本実施例では、RGB表色系における各色独立の処理ではなく、人間の視覚に近い表色系における統合した色情報として、誤差拡散を行う様にしている。本実施例では一例として、L*a*b*表色系を用いて説明を行う。L*a*b*表色系は、いわゆるＵＣＳ（Uniform Color Space、均等色空間）の一種である、ＵＣＳとは、心理的（色を見たとき）に、同じ色違いに見える色同士の距離（心理的な距離感）を均等にしてある色立体（＝色空間）のことである。L*a*b*表色系では、人間の知覚する色間の差を幾何学的な距離として表現できる事が知られている。従って、目標色に対して、拡散処理に用いる色をL*a*b*空間内の幾何学的な距離を用いて選択する事で、誤差拡散に伴う色ずれを低減できる。
【００３４】
図9は、前記図7における色ずれ発生をL*a*b*表色系に表色系変換した図である。従来の誤差拡散部の処理で、目標色91を表現するために用いられる色を色92及び、色93とする。ここで、各色間の距離をｄとする。色ずれがある場合、距離dが大きくなる事を示す。
【００３５】
例えば、目標色91とその周辺に存在する実階調で表現される各色とのユークリッド距離d91、d92に着目すると、d91、d92よりも小さい距離d93を有する色94が存在する場合、それを特定する事が出来る。距離dが小である事は、知覚される色がより近い事を意味している。よって、本実施例に示すように、目標色91を再現する際に、ユークリッド距離dを判定し、最適色を選択する事で、目標色との色ずれを最小にする複数の色の選択が可能になる。上記処理を施す事で、図8に示されるように、色82及び、色83を用いた誤差拡散による中間色表現を行うため、図7に示されるような色ずれ発生が抑制される。
【００３６】
図6に本発明における処理方式をブロック図に示す。
【００３７】
逆ガンマ補正部601、量子化部602及び、サブフレーム変換部609は、図5における501、502及び、504と同様の処理であるため、説明は省略する。
【００３８】
表色系変換部603は入力された信号603を他の表色系に変換する部であり、本実施例では入力された信号603としてＲＧＢ、他の表色系としてL*a*b*表色系を挙げるが、これに限らない。
【００３９】
カラーパレット605は画像表示装置において、表示可能な色が格納されているテーブルである。例えば、表示可能な階調値がRGB表色系の各々の色において、0、100の2階調である場合、カラーパレット605内には(0、0、0)、(0、0、100)、(0、100、0)、(0、100、100)、(100、0、0)、(100、0、100)、(100、100、0)、(100、100、100)の色の組み合わせが格納される。
【００４０】
最適色選択部604は、入力信号S604に対し、カラーパレット605内から画像表示装置において表示可能な多数の色の中から、L*a*b*表色系において定義される色間の距離が最小となるような複数の色の組み合わせを選択する処理部であり、これにより色ずれの少ない最適な2色又は、複数の色を選択できる。出力信号S607とし、選択された複数の最適色が送信される。
【００４１】
信号S607は誤差値算出部に入力され、目標色と選択された複数の色との誤差値を算出する。算出した誤差及び、複数の最適色を信号S608として誤差拡散部607に送信する。
【００４２】
誤差拡散部607は、入力信号S608に含まれる誤差を空間的に拡散する事で、色ずれの少ない誤差拡散を実現し、これを出力信号609としてサブフレーム処理部608に送信する。
【００４３】
サブフレーム変換部609により、入力信号S609はサブフレーム情報（時間方向の分散）へと変換され、出力信号S610としてパネル表示部へ送られる。
【００４４】
本実施例における、処理部603、604、606、607における具体的な処理内容の説明を行う。
【００４５】
表色系変換部603の詳細な説明を図10に示す。
【００４６】
例として、RGB表色系からL*a*b*表色系への変換を説明する。まず、信号S1001をXYZ表色系変換部1001に入力し、RGB表色系からXYZ表色系へと変換する。変換には以下の式(1)を用いる。
【００４７】
【数１】
2010091756.tif 000003
次に、XYZ表色系に変換された信号S1002をL*a*b*表色系変換部1002により、L*a*b*表色系に変換する。変換には以下の式(2、3、4)を用いる。
【００４８】
【数２】
2010091756.tif 000004
【００４９】
【数３】
2010091756.tif 000005
【００５０】
【数４】
2010091756.tif 000006
上記式に基づき、RGB表色系からL*a*b*表色系への変換を行い、信号S1003を出力する。
【００５１】
最適色探索部604について、図11を用いて説明する。
【００５２】
処理部604は、L*a*b*表色系に変換された信号S1101が入力される。入力されたS1101とカラーパレット605が保持しているPDPで表示可能な色との距離を距離算出部1101で算出する。このとき、様々な距離を用いる事が可能であるが、本実施例では、以下の式(5)に示すユークリッド距離を用いる。
【００５３】
【数５】
2010091756.tif 000007
L*a*b*表色系は、該ユークリッド距離が人間の知覚する色の差と等しくなるように定義されている。算出された距離はS1102として最適色選択部1102に送信される。ここで、図中におけるd1101、d1102、…  は、それぞれの入力信号S1101と色1101、色1102、…  との距離を表す。最適色選択部1102では、入力された信号S1102に含まれる距離情報の中から、最適な2色または、複数色を選択する。選択された複数の最適色を信号S1103として次の処理へと送信する。本実施例では、距離が小さいほど適切と判断するものとする。
【００５４】
図12(a)は誤差値算出部606における処理の例を図示したものである。
【００５５】
目標色1201に対し、最適色選択部604により色1202、1203が色ずれの少ない最適な2色として選択された場合、色1202と色1203を結ぶ直線1201に対して目標色1201から垂線(直線1202)を下ろし、直線1201と直線1202の交点1201（座標）を算出する。
【００５６】
算出した交点1201と、色1202及び、色1203との距離d1201、d1202を算出する。算出された距離に基づき、式(6)により誤差を算出する。
【００５７】
【数６】
2010091756.tif 000008
複数の最適色及び、算出された誤差値を信号S608として誤差拡散部607に送信する。
【００５８】
上記処理の流れを図12(b)に示す。
【００５９】
図12(b)における交点算出部1201は、目標色1201、色1202、1203が入力される。入力された各色から、式(7)により交点1201を算出し、距離算出部1202へ送信する。
【００６０】
【数７】
2010091756.tif 000009
ただし、
【００６１】
【数１１】
2010091756.tif 000010
【００６２】
距離算出部1202は、色1202と1203及び交点1201を入力として受け取り、(5)式に基づき交点1201と色1202の距離d1201、交点1201と色1203の距離d1202を算出し、誤差算出部1203へ送信する。
【００６３】
誤差算出部1203は、入力された距離d1201とd1202に基づき、式(6)により誤差1201を算出し、出力する。上記処理により、選択された表示したい目標色を表現するために必要な誤差値の算出を可能とする。
【００６４】
最後に、誤差拡散部607について一般的な誤差拡散法を例に挙げて説明する。
【００６５】
誤差拡散は図13に示すように、注目画素(x,y)及び、周囲4画素の量子化誤差に各々係数1301〜1305を乗じ、加算する。一般的な誤差拡散法における係数を式(8)に示す。
【００６６】
【数８】
2010091756.tif 000011
加算された誤差値は信号S1301として判別処理部1301へ送信される。
【００６７】
判別処理部1301では入力されたS1301に基づいた閾値処理を施す。
【００６８】
上述した図12を例に、誤差拡散法による階調表現を説明する。
【００６９】
ある注目画素が目標色1201を有し、最適色が色1202、1203と選択された場合、誤差は式(6)で算出される。注目画素の誤差及び、周囲の誤差を式(8)で定められた係数を乗じて加算し、その値が1.0未満の場合、最適色の中で最も目標色に近い色1202を注目画素の色として選択する。一方、1.0以上の値を示した場合は、色1203を注目画素の色とし、出力信号S1302を送信する。また、S1301は判別処理1301により、小数点以下の信号のみをS1303として出力し、注目画素の誤差1305を更新する。このように、誤差を拡散させ、注目画素の階調を変化させることで、中間階調を表現可能とする。
【００７０】
上述されるように、本実施例では従来のPDPにおける誤差拡散処理に、表色系変換部603、最適色選択部604、カラーパレット605、誤差計算部606を設け、誤差拡散処理部606を施す事で、色ずれの少ない誤差拡散処理を実現する。
【実施例２】
【００７１】
本発明の実施例2を説明する。
【００７２】
本実施例は実施例1で実現される色ずれ抑制処理を、色ずれが顕著に見られる画素にのみ実施する事で、処理量及び、動画擬似輪郭の低減を実現するものである。
【００７３】
色ずれが顕著に発生する部位は、表示すべき階調が量子化ステップの大きい部分にあるかどうかを判別する事で判定できる。そこで、本実施例では、R、G、Bのそれぞれの階調毎に量子化ステップの階調差を算出し、閾値処理によりその後の処理を制御する方式とした。
【００７４】
図14に、本実施例の処理をブロック図に示す。
【００７５】
信号S1401は図5及び、図6における信号S502及び、S602と同様の信号である。
【００７６】
階調差検出部1401は、信号S1401における画素値の前後の実階調における差が大きい場合はON、小さい場合はOFFを信号S1402として送信する。
【００７７】
階調差検出部1401の処理の流れを図15(b)に示す。
【００７８】
表示すべき階調及び、表示可能なサブフレーム点灯パターン(実階調パターン)を実階調算出部に入力する。これは、表示すべき階調が実階調パターンに用意されていない場合に、実階調パターンの中から最適な階調の組み合わせを算出するものである。階調差算出部は選択された2階調の差を算出するものである。例えば、実階調パターンの階調の中から、表示すべき階調を挟み込むような、表示すべき階調の前後の階調を選択する。次に、閾値判別部にて、算出された階調差を閾値と比較する。レジスタなどに予め設定された閾値よりも大きい場合はON、小さい場合OFFを送信する。
【００７９】
処理部1402は上述した処理部502と同様の処理を行うものであり、処理部1403は処理部602、603、604、605、606に相当する。処理部1402は信号S1402がOFFの時、処理部1403は信号S1402がONの時にその処理を行う。
【００８０】
処理結果はそれぞれ信号S1403、信号S1404として送信される。
【００８１】
選択処理部1404は入力信号S1402の情報に基づき、S1403またはS1404を入力信号として受け取り、受け取った信号をS1405として送信する。
【００８２】
S1405に誤差拡散処理部1405を施す事で、階調差の大きい画素にのみ色ずれ抑制処理を施す事が可能になり、処理量及び、動画擬似輪郭の低減が実現される。
【００８３】
本実施例における処理部1401、1404について、具体的な処理内容の説明を行う。
【００８４】
階調差検出部1401について、図15により詳細な説明を行う。
【００８５】
図15は、本例のサブフレーム法で使用可能としている実階調パターンの一部を表している。各サブフレームの重み係数は2のべき乗である。動画擬似輪郭を低減するために、特定の階調が削除されているため、不連続となっている。
【００８６】
例えば、階調28を表示しようとする場合、実階調1501と1502を使用して誤差拡散する。また、例えば階調40を表示しようとする場合は、実階調1503と1504を使用して誤差拡散する。階調30を表示する場合に用いる実階調の差は(実階調1502)-(実階調1502)=30-27=3だが、階調40を表示する場合は(実階調1504)-(実階調1503)=47-31=16となり、他の隣り合わせた実階調の差に比べて高い値を示しており、上記実階調の組み合わせを用いて所望の色を誤差拡散法により表現する場合、その階調差が色ずれとして視認される可能性が存在する。
【００８７】
よって、上記階調差が顕著に見られる階調の組み合わせを検出し、検出された画素に対して、実施例1で説明した色ずれ抑制処理を施す。これにより、色ずれが発生し易い階調差の大きい画素にのみ処理を行うため、処理量の軽減が可能となる。一方、上記階調差が顕著に見られる階調の組み合わせ以外の階調に組み合わせに対しては、実施例1で説明した色ずれ抑制処理を施さずに、サブフレーム法にて表示する。上記階調差が顕著に見られる階調の組み合わせ以外の階調に組み合わせに対しては、誤差拡散部607をバイパスしてサブフレーム変換部608に入力してもよいし、誤差拡散部607に入力して誤差拡散部607で未処理のままサブフレーム変換部608に入力してもよい。
【００８８】
また、本実施例は処理軽減だけでなく、サブフレーム法での階調表現方式において発生する画質劣化の一つである動画擬似輪郭を軽減することが可能である。
【００８９】
動画擬似輪郭は、上述したように、人間の視覚特性によって発生する擬似階調視認現象であり、該現象は実階調1503と1504の組み合わせのように、発光しているサブフレームの中で最大の重み係数を有するサブフレームが異なる場合に顕著になる。このようにサブフレームの組み合わせにおいて桁上げがある場合、色ずれだけでなく動画擬似輪郭も発生し易い。
【００９０】
よって、上記特徴を示す画素にのみ本実施例による処理を施す事で、処理量の低減と動画擬似輪郭の低減が実現される。
【実施例３】
【００９１】
本発明の実施例3を説明する。
【００９２】
本実施例は実施例1における最適色選択部604において、注目画素の色情報だけでなく、その周囲の画素との関係性を考慮することで、色ずれの少ない最適な色の選択を実現するものである。
【００９３】
図16に、本実施例の処理をブロック図に示す。
【００９４】
信号S1601は、図11の信号S1101と同様の信号である。
【００９５】
処理部1601は入力された信号S1601において、注目画素周辺における色の推移を計算する処理部である。算出された色の推移はS1602として送信される。
【００９６】
処理部1602、信号S1603はそれぞれ、図11の1101、信号S1102と同様である。
【００９７】
処理部1603は入力された信号S1602、S1603を用い、注目画素の周辺の色推移情報を加味した最適色選択を可能にするものである。
【００９８】
選択された2色、または複数の色を信号S1604として送信する。
【００９９】
ここで、処理部1601、1603について、図17を用いて詳細な説明を行う。
【０１００】
人間は画像を知覚するときに、1画素毎の違いを認識するのではなく、ある程度の面積における色やその変化を知覚している。このため、元画素信号に近い色情報を有しているサブフレームパターンにより表現した場合においても、周囲の情報を加味しないために色ずれとして認識される場合がある。よって、ある一定の面積つまり複数の画素単位における色変化に合わせ、2色または複数の色からなる最適色を選択する事とする。
【０１０１】
図17(a)を用いて、処理部1601における周辺の色推移の算出について説明する。
【０１０２】
図17(a)は、注目画素とその周囲の画素が有する色情報とを考慮する図であり、例として2×2の領域を図示しているが、これに限らない。
【０１０３】
図17(a)における色1701を注目画素の色とした場合、周囲の色1702〜色1704と色1701との色ベクトルV1701〜V1703を算出する。例としてV1701の算出方法を次式（8）に示す。
【０１０４】
【数９】
2010091756.tif 000012
ここで、色1701及び、色1702は上述したL*a*b*表色系で表記される。
【０１０５】
次に、式(10)により処理領域における色変化を表す色ベクトルVを算出する。
【０１０６】
【数１０】
2010091756.tif 000013
つまり、式(10)では一定領域中の色ベクトルの平均を計算するものであり、これが注目画素周辺の色推移である。この推移に基づいて最適色を用いる事で、周囲の色情報を加味した処理が実現される。平均値を用いる代わりに、標準偏差値を用いてもよい。
【０１０７】
次に、処理部1603における最適色選択方法を図17(b)を用いて説明する。
【０１０８】
図17(b)では、一例として最適な2色を選択する場合を示しているが、これに限らず、複数色の選択が可能であるとする。
【０１０９】
まず、目標色1705に対し、処理部1602により算出されるカラーパレット内の色のうち、距離を最小とする色を第一の最適色として選択する。選択された第1の最適色を色1706で表す。
【０１１０】
次に、第2の最適色を選択する。
【０１１１】
第2の最適色算出に際しては、周囲の色情報を考慮するため、上記式(9)によって算出される色ベクトルV1704を用いる。具体的には、色1706を通り、V1704と平行な直線1702を引く。この直線との距離d1702を最小とするような色1707を第2の最適色として選択する。
【０１１２】
これにより、元画像における色の変化を考慮した、最適色の選択が可能になるため、これに誤差拡散を施す事で、色ずれが少なく、周囲の色推移を考慮した最適色選択が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の一実施形態のデジタル表示装置であるPDP装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のデジタル表示装置であるPDP装置におけるサブフレーム法のフレーム構成を示す構成図である。
【図３】動画擬似輪郭の発生を説明する図である。
【図４】非線形量子化及び、誤差拡散法による中間調表現を説明する図である。
【図５】表示装置の階調制限／誤差拡散回路の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明の第1の実施形態による色ずれ抑制処理のブロック図である。
【図７】PDP表示装置におけるガンマ補正部、量子化部、誤差拡散部の説明及び、色ずれの発生要因を説明する図である。
【図８】本発明の第1の実施形態の色ずれ抑制処理による効果の説明図である。
【図９】L*a*b*表色系を説明する図である。
【図１０】本発明の第1の実施形態における表色系変換部603を説明する図である。
【図１１】本発明の第1の実施形態における最適色探索部604を説明する図である。
【図１２】本発明の第1の実施形態において選択される最適色の選択方法及び、誤差値算出方法を説明する図である。
【図１３】誤差拡散部605を説明する図である。
【図１４】本発明の第2の実施形態による処理の説明を行う図である。
【図１５】表示装置におけるサブフレーム法において色ずれ及び、動画擬似輪郭が顕著に見える箇所を説明した図である。
【図１６】本発明の第3の実施形態による処理の説明を行う図である。
【図１７】本発明の第3の実施形態における周辺情報の処理を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１４】
501  逆ガンマ補正部
502  量子化部
503  誤差拡散部
504  サブフレーム変換部
603  表色系変換部
604  最適色選択部
605  カラーパレット
606  誤差値算出部
1001  XYZ表色系変換部
1002  L*a*b*表色系変換部
1101  距離算出部
1102  最適色選択部
1401  階調差検出部
1601  周辺情報処理部
【図１】
2010091756.tif 000014
【図２】
2010091756.tif 000015
【図３】
2010091756.tif 000016
【図４】
2010091756.tif 000017
【図５】
2010091756.tif 000018
【図６】
2010091756.tif 000019
【図７】
2010091756.tif 000020
【図８】
2010091756.tif 000021
【図９】
2010091756.tif 000022
【図１０】
2010091756.tif 000023
【図１１】
2010091756.tif 000024
【図１２】
2010091756.tif 000025
【図１３】
2010091756.tif 000026
【図１４】
2010091756.tif 000027
【図１５】
2010091756.tif 000028
【図１６】
2010091756.tif 000029
【図１７】
2010091756.tif 000030