(57)【要約】【課題】  表示映像の移動物体についての残光色補正を適正に行うことができる画像信号処理方法及び画像信号処理装置を提供する。【解決手段】  入力画像信号で示されるオブジェクトが、表示画面上で移動する際の移動量情報と移動方向情報を検出し、移動量情報と蛍光体層に含まれる蛍光体の残光特性からオブジェクトが表示画面を移動する際に発生する残光レベルを算出し、移動方向情報に基づいて、表示画面を構成する複数の表示画素のうちの補正を行うべき補正対象画素を特定し、残光レベルを補正量とし、補正対象画素に対応する入力画像信号を補正量に基づいて補正する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に応じて、赤、緑、青の蛍光体層を発光させることにより表示装置の表示画面に表示を行う際に、前記入力映像信号を補正する映像信号処理方法であって、
前記入力映像信号で示されるオブジェクトが、前記表示画面上で移動する際の移動量情報と移動方向情報を検出し、前記移動量情報と前記蛍光体層に含まれる蛍光体の残光特性から前記オブジェクトが前記表示画面を移動する際に発生する残光レベルを算出し、
前記移動方向情報に基づいて、前記表示画面を構成する複数の表示画素のうちの補正を行うべき補正対象画素を特定し、
前記残光レベルを補正量とし、前記補正対象画素に対応する前記入力映像信号を前記補正量に基づいて補正することを特徴とする映像信号処理方法。
【請求項２】
前記補正量に基づいて、前記蛍光体層の赤、緑、青のそれぞれの色毎に対応した前記入力映像信号をそれぞれ補正することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
【請求項３】
赤と緑に対応する入力映像信号に対して、前記補正量に基づく減算量を減算させることにより前記入力映像信号を補正することを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理方法。
【請求項４】
青に対応する入力映像信号に対して、前記補正量に基づく加算量を加算させることにより前記入力映像信号を補正することを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理方法。
【請求項５】
赤と緑に対応する入力映像信号に対して、前記補正量に基づく減算量を減算させることにより前記入力映像信号を補正し、
青に対応する入力映像信号に対して、前記補正量に基づく加算量を加算させることにより前記入力映像信号を補正し、
前記減算量が前記補正量よりも大きい場合には、この差分を前記加算量とすることを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理方法。
【請求項６】
入力映像信号に応じて、赤、緑、青の蛍光体層を発光させることにより表示装置の表示画面に表示を行う際に、前記入力映像信号を補正する映像信号処理装置であって、
前記入力映像信号で示されるオブジェクトが、前記表示画面上で移動する際の移動量情報と移動方向情報を検出する検出手段と、
前記移動量情報と前記蛍光体層に含まれる蛍光体の残光特性から前記オブジェクトが前記表示画面を移動する際に発生する残光レベルを算出する算出手段と、
前記移動方向情報に基づいて、前記表示画面を構成する複数の表示画素のうちの補正を行うべき補正対象画素を特定する特定手段と、
前記残光レベルを補正量とし、前記補正対象画素に対応する前記入力映像信号を前記補正量に基づいて補正する補正手段と、を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示映像の移動物体の残光を補正する画像信号処理方法及び画像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルにおいては、赤、緑、青の各蛍光体の残光特性は、互いに異なり、赤、緑の残光時間が長く、青の残光時間が短い傾向を持つ。例えば、同一時間幅で同一レベルの発光パルスを赤、緑、青の各蛍光体に印加した場合に図１に示すように、青の蛍光体の残光特性に比べて赤の蛍光体及び緑の蛍光体の残光特性では残光時間が長くなる。
【０００３】
このように残光特性に違いがあると、赤、緑、青の各蛍光体の発光色による加法混色により所望の色を表示するディスプレイパネルにおいては、表示されるべき色とは異なる色が表示されることになる。例えば、黒の背景で白物体が移動しているハイコントラスト画像の場合には白と黒との境界において残光時間の長い赤と緑が混合されてできる黄色の残光色が視認される。この残光色は境界付近が一番輝度が大きく、境界から離れるに従って次第にその輝度は小さくなる。この黄色の残光色は本来元の画像にはないものが視認されるため、特にモノクロ表示画像の時に品質を著しく低下させることになる。
【０００４】
これに対処するために、従来の画像信号処理装置においては、表示する現画像より１フレーム又は１フィールド前の画像の各赤、緑、青の輝度に応じて現画像の黄色の残光成分を打ち消す青色成分を付加することにより残光色補正が行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８４８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の画像信号処理装置においては、残光成分として視認される黄色は白黒の境界に近い部分が強く、図２(a)に示すように、境界から離れるに従って減衰特性を示す一方、残光色補正として付加される青色は図２(b)に示すように境界からの距離に関係なく一定量である。よって、図２(c)に示すように、境界付近では補正量が小さく黄色の残光が残ってしまうエリアＡ１が生じ、境界から離れた部分では補正量が大きくなり補正した過剰分の青色が認識されてしまうエリアＡ２が生じてしまい、適正な残光色補正を行うことができなかった。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題には、上記の欠点が一例として挙げられ、表示映像の移動物体についての残光色補正を適正に行うことができる画像信号処理方法及び画像信号処理装置を提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る本発明の画像信号処理方法は、入力画像信号に応じて、赤、緑、青の蛍光体層を発光させることにより表示装置の表示画面に表示を行う際に、前記入力画像信号を補正する画像信号処理方法であって、前記入力画像信号で示されるオブジェクトが、前記表示画面上で移動する際の移動量情報と移動方向情報を検出し、前記移動量情報と前記蛍光体層に含まれる蛍光体の残光特性から前記オブジェクトが前記表示画面を移動する際に発生する残光レベルを算出し、前記移動方向情報に基づいて、前記表示画面を構成する複数の表示画素のうちの補正を行うべき補正対象画素を特定し、前記残光レベルを補正量とし、前記補正対象画素に対応する前記入力画像信号を前記補正量に基づいて補正することを特徴としている。
【０００８】
請求項６に係る本発明の画像信号処理装置は、入力画像信号に応じて、赤、緑、青の蛍光体層を発光させることにより表示装置の表示画面に表示を行う際に、前記入力画像信号を補正する画像信号処理装置であって、前記入力画像信号で示されるオブジェクトが、前記表示画面上で移動する際の移動量情報と移動方向情報を検出する検出手段と、前記移動量情報と前記蛍光体層に含まれる蛍光体の残光特性から前記オブジェクトが前記表示画面を移動する際に発生する残光レベルを算出する算出手段と、前記移動方向情報に基づいて、前記表示画面を構成する複数の表示画素のうちの補正を行うべき補正対象画素を特定する特定手段と、前記残光レベルを補正量とし、前記補正対象画素に対応する前記入力画像信号を前記補正量に基づいて補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
請求項１に係る発明の画像信号処理方法及び請求項６に係る発明の画像信号処理装置においては、移動物体の動き量と蛍光体の残光特性から補正量を算出し、また移動物体の動き方向から補正画素を特定し、残光量を補正するので、残光が発生する箇所に対して適した残光量分を補正することができる。よって、例えば、黒色背景における白色移動物体の移動方向とは逆方向の白黒境界付近で黄色の残光が残ってしまうことが防止され、また、境界から離れた部分では補正した過剰分の青色が認識されてしまうことも抑制される。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図３は本発明による画像信号処理装置を示している。この画像信号処理装置は図３に示すように、フレームメモリ回路１、デガンマ変換回路２、動き検出回路３、動き量平均化回路４、第１動き量指数特性変換回路５、第２動き量指数特性変換回路６、第１指数特性発生回路７、第２指数特性発生回路８、指数特性加算回路９、補正量算出回路１０、黄色減算回路１１、青色加算回路１２、及びリガンマ変換回路１３を備えている。
【００１２】
フレームメモリ回路１は入力画像信号の１フレーム分をデータとして保持して１フレーム分の期間だけ遅延して出力する。入力画像信号にＲＧＢ各々の赤色成分、緑色成分及び青色成分が含まれているので、ＲＧＢ各々において１フレーム分の容量が必要となる。例えば、横１９２０画素×縦１０８０画素で構成されるディスプレイパネルに対応した入力画像信号の場合には１９２０×１０８０＝２０７３６００画素分が１フレーム分のメモリ容量となり、その１フレーム分がＲＧＢ毎に必要となる。
【００１３】
デガンマ変換回路２はγ補正された入力画像信号データに対して逆γ補正を施してリニア映像データに変換する。蛍光体の残光量はリニア映像データにおいて指数特性を持つので、γ特性を有する入力データをリニア映像データに変換した方が、後段の各回路の構成が簡略化できる。
【００１４】
動き検出回路３はフレームメモリ回路１からの前フレームの画素データと現フレームの画素データとの差分から、画素単位での動き量と動き方向とからなる動き情報を検出する。すなわち、表示画面にて表示されるオブジェクトが表示画面上を移動する際の１フレーム当たりの移動量と移動方向を検出する。
【００１５】
動き量平均化回路４は、動き検出回路３の出力に接続され、動き検出回路３から出力される動き量の平均化を行う。画素単位で動き量を検出し、隣接画素間でその動き量の差が大きかった場合、後述する補正量が隣接画素間で大きく異なる可能性がある。その場合、補正後の表示データにて表示される絵柄にて歪みが大きくなって、視覚的に目障りとなる可能性がある。よって、周囲に存在する複数の隣接画素間で動き量を平均化することによって、上記の弊害を防止する。動き量平均化回路４により平均化された動き量は第１動き量指数特性変換回路５及び第２動き量指数特性変換回路６に出力される。隣接画素として図４に示すように、３画素×３画素の９画素（第１画素〜第９画素）で中心の第５画素の動き量の平均化を行う場合には、（第１画素の動き量＋第２画素の動き量＋第３画素の動き量＋第４画素の動き量＋第５画素の動き量＋第６画素の動き量＋第７画素の動き量＋第８画素の動き量＋第９画素の動き量）／９＝第５画素の平均化動き量となる。
【００１６】
なお、図３に示したように隣接画素間の動き量の差に閾値（動き情報差分閾値）を設けて、閾値以下では動き量の差が少なく、上述の歪みが発生しないと判断して、動き検出回路３から出力された動き量をそのまま出力し、閾値を超えた場合には、平均化された動き量を出力する構成としても良い。
【００１７】
第１動き量指数特性変換回路５は動き量平均化回路４から出力される平均化動き量に対応して係数Ｋを出力するルックアップテーブルからなり、動き量に対して係数Ｋは指数特性を有している。
【００１８】
ここで、ディスプレイパネルに表示されるオブジェクトの動き量に対する残光量は図５に示すような特性を有している。図５に実線Ａで示された四角形は表示画面内を動く実際のオブジェクトの輝度である。一点鎖線で示された特性Ｂはオブジェクトの動きが比較的遅い場合の残光量を示し、点線で示された特性Ｃはオブジェクトの動きが比較的速い場合の残光量を示す。この図５の残光特性から分かるように、蛍光体の残光量は指数特性を持ち、オブジェクトの動きに応じて変化量が異なる。すなわち、動きが小さいオブジェクトの場合にはその残光量は小さく、動きが大きいオブジェクトの場合にはその残光量は大きい。この関係にそれぞれ対応した係数Ｋが第１動き量指数特性変換回路５には格納されており、動き量が小さい場合には小さい係数Ｋが出力され、動き量が大きい場合には大きい係数Ｋが出力される。
【００１９】
また、第２動き量指数特性変換回路６は第１動き量指数特性変換回路５と同様に、動き量平均化回路４から出力される平均化動き量に対応して係数Ｋを出力するルックアップテーブルからなり、動き量に対して係数Ｋは指数特性を有している。
【００２０】
第１及び第２動き量指数特性変換回路５，６の指数特性は、異なる蛍光体の種類に対応して定められている。例えば、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の蛍光体層の場合、ＲＧＢ各色においても、１種類ではなく、２種類以上の異なった蛍光体が混合されて１色の蛍光体層を形成している場合も多い。よって、この実施例では第１及び第２の２つの動き量指数特性変換回路５，６が並列に設けられているが、個々の種類の蛍光体に併せて互いに異なる指数特性の２以上の動き量指数特性変換回路が並列に設けられていても良い。
【００２１】
第１指数特性発生回路７はデガンマ変換回路２及び第１動き量指数特性変換回路５各々の出力に接続され、デガンマ変換回路２からはリニア映像データの振幅レベル、すなわち輝度レベルを入力し、第１動き量指数特性変換回路５からは係数Ｋを入力する。輝度レベルと係数Ｋとに応じて蛍光体の残光量である指数特性を加味した輝度データを発生する。第１指数特性発生回路７は具体的にはＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタによって構成され、図５の枠Ｄ内で示される輝度データ（＝オブジェクトデータ＋残光データ）が出力される。
【００２２】
第２指数特性発生回路８はデガンマ変換回路２及び第２動き量指数特性変換回路６各々の出力に接続され、第１動き量指数特性変換回路５と同様に動作する。なお、指数特性発生回路は動き量指数特性変換回路の数だけ備えられる。
【００２３】
指数特性加算回路９は第１及び第２指数特性発生回路７，８の出力と接続され、第１及び第２指数特性発生回路７，８の出力データを加算する。なお、第１動き量指数特性変換回路５及び第１指数特性発生回路７だけが設けられ、第２動き量指数特性変換回路６及び第２指数特性発生回路８が設けられていない場合には指数特性加算回路９を設ける必要はない。
【００２４】
補正量算出回路１０はデガンマ変換回路２及び指数特性加算回路９各々の出力に接続され、指数特性加算回路９から出力される輝度データは上記したように残光データにオブジェクトデータが加算されたデータであるので、指数特性加算回路９の出力データからデガンマ変換回路２の出力データによるオブジェクトデータ成分を減算することにより残光データ成分のみを取り出して出力する。残光データ成分が補正量である。なお、この実施例においては、補正量算出回路１０には所定の閾値が供給されており、所定の閾値以下の画像信号レベルでは補正量を出力しないようにしている。これは低輝度の入力画像データでは残光は殆ど視認されないためである。
【００２５】
黄色減算回路１１には補正量算出回路１０の出力データと共にデガンマ変換回路２の出力データ中の赤色成分及び緑色成分のみが供給される。黄色減算回路１１は補正量算出回路１０の出力データを黄色成分を構成する赤色成分及び緑色成分の補正量としてそれをデガンマ変換回路２の出力データの赤色成分及び緑色成分から減算して残光成分の黄色を補正する。また、黄色減算回路１１にはＯＮ／ＯＦＦ補正量調整信号が補正オン／オフ制御回路１１ａから供給されており、黄色減算回路１１はデガンマ変換回路２の出力データに黄色成分が含まれる場合に動作し、黄色成分が全くない場合には動作しないようにされている。なお、黄色減算回路１１の補正対象とする画素データは、動き検出回路３で検出された動き方向データに基づいて補正オン／オフ制御回路１１ａにおいて特定される。すなわち、動き方向データにより、図５に示されるが如く残光が発生する画素が特定できるので、その画素を補正対象の画素とし、その画素データを補正対象の画素データとするのである。
【００２６】
青色加算回路１２には補正量算出回路１０の出力データと共にデガンマ変換回路２の出力データ中の青色成分のみが供給される。青色加算回路１２は補正量算出回路１０の出力データを青色成分の補正量としてそれをデガンマ変換回路２の出力データの青色成分に加算して残光成分の黄色を打ち消すための補正を行う。青色加算回路１２にも黄色減算回路１１と同様にＯＮ／ＯＦＦ補正量調整信号が補正オン／オフ制御回路１２ａから供給されているが、黄色減算回路１１で黄色成分が全く減算処理されなかった場合には、補正量算出回路１０からの補正量そのものを加算し、黄色減算回路１１にて補正量の一部が減算された場合には、その余剰分の補正量を青色加算回路１２にて加算するようにすることもできる。なお、青色加算回路１２の補正対象とする画素データは、動き検出回路３で検出された動き方向データに基づいて補正オン／オフ制御回路１２ａにおいて特定される。すなわち、動き方向データにより、図５に示されるが如く残光が発生する画素が特定できるので、その画素を補正対象の画素とし、その画素データを補正対象の画素データとするのである。
【００２７】
リガンマ変換回路１３は黄色減算回路１１の出力データ（赤色成分及び緑色成分）及び青色加算回路１２の出力データ（青色成分）にγ補正を施てγ特性を付加した画像信号に再変換して出力する。
【００２８】
かかる構成の本発明による画像信号処理装置においては、γ補正された入力画像信号データに対して動き検出回路３により画素単位での動き量と動き方向とからなる動き情報が検出される。更に動き量平均化回路４により画素毎に平均化動き量が算出される。また、γ補正された入力画像信号データがデガンマ変換回路２により逆γ補正されてリニア映像データに変換される。
【００２９】
動き量平均化回路４により算出された平均化動き量に対応して第１動き量指数特性変換回路５及び第２動き量指数特性変換回路６各々により係数Ｋが生成される。係数Ｋは動き量に対して指数特性を有し、複数の種類の蛍光体の残光特性に対応させるためにその指数特性が互いに異なる第１動き量指数特性変換回路５及び第２動き量指数特性変換回路６により係数Ｋが生成される。更に、各係数Ｋは第１指数特性発生回路７及び第２指数特性発生回路８に供給され、蛍光体の残光量である指数特性を加味した輝度データ（＝オブジェクトデータ＋残光データ）が生成される。第１指数特性発生回路７及び第２指数特性発生回路８の出力輝度データは指数特性加算回路９によって加算されて補正量算出回路１０に供給される。補正量算出回路１０においては輝度データからオブジェクトデータ成分が除去され、残光データ成分が補正量とされる。
【００３０】
補正量のうちの黄色補正量は黄色加算回路１１に供給され、補正量のうちの青色補正量は青色加算回路１２に供給される。黄色減算回路１１では黄色補正量が赤色及び緑色補正量とされて、デガンマ変換回路２の出力データの赤色成分及び緑色成分からその赤色及び緑色補正量を減算することにより残光成分の黄色が補正される。青色加算回路１２では青色補正量とデガンマ変換回路２の出力データの青色成分とを加算することにより残光成分の黄色を打ち消す補正が行われる。この黄色成分減算及び青色成分加算補正においては、オブジェクトの動き方向から補正画素が特定される。
【００３１】
黄色減算回路１１の出力データ（赤色成分及び緑色成分）及び青色加算回路１２の出力データ（青色成分）各々に対してγ補正を施すことにより残光色補正後の画像信号が出力される。
【００３２】
このように、本発明の実施例によれば、オブジェクト（移動物体）の動き量と蛍光体の残光特性から補正量を算出し、またオブジェクトの動き方向から補正画素を特定し、残光量を補正しているので、残光が発生する箇所に対して適した残光量分を補正することができる。よって、図２(c)に示したように黒色背景において白色物体が矢印の方向に移動している場合にその境界から上記の矢印の方向とは逆方向に黄色の残光が残ってしまうエリアＡ１や、補正した過剰分の青色が認識されてしまうエリアＡ２の発生を抑制することができる。
【００３３】
また、上記の実施例の作用により、境界部分に近い部分で黄色の残光色補正が行われず境界部分から離れた位置にのみ補正用の青色が付加されてしまう不具合も解消することができる。
【００３４】
また、上記の実施例では、青色成分を付加するだけではなく、残光の黄色成分を減算することが行われる。よって、例えば、青色成分を付加するだけの従来の残光補正では、その部分が本来の表示データでは極めて低輝度の表示であった場合において、残光の黄色成分と付加の青色成分により、輝度が本来のデータよりも高くなってしまう不具合が発生するが、本実施例では、残光成分を減算するので、本来の極めて低輝度をそのまま表示することが可能となり、輝度のリニアリティが改善される。
【００３５】
また、上記の実施例においては、黄色成分を減算する補正量に対応する輝度レベルが元データに存在しない場合であっても、その場合には青色成分を加えることによって、残光を防ぐことができる。
【００３６】
なお、本発明の画像信号処理方法及び画像信号処理装置はＰＤＰ、液晶ディスプレイパネル等の表示パネルを用いたテレビジョン装置や映像モニタ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】赤、緑及び青の蛍光体の残光特性を示す図である。
【図２】黒色背景において白色移動物体の境界付近に生じる残光色を説明する図である。
【図３】本発明による画像信号処理装置を示すブロック図である。
【図４】動き量平均化回路による動き量平均化動作を示す図である。
【図５】オブジェクトの動きに応じた残光輝度を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  フレームメモリ回路
２  デガンマ変換回路
３  動き検出回路
４  動き量平均化回路
５，６  動き量指数特性変換回路
７，８  指数特性発生回路
１０  補正量算出回路
１１  黄色減算回路
１２  青色加算回路
１３  リガンマ変換回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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