(57)【要約】【課題】  回路規模の増大を抑えたまま、高画質の画像を得ることができる画像処理装置を提供する。【解決手段】  入力される画像データＩＮを、画像特徴抽出回路１１でフレームＮ−１の期間の後半から次のフレームＮの期間の前半にかけて収集して画像データＩＮの特徴を抽出し、フレームＮの期間の前半の終了後に、補正係数演算回路２０でフレームＮ＋１の期間に設定される補正係数を、上記抽出した特徴に応じて演算し、その補整係数を画像補整演算回路３０でフレームＮ＋１の画像データに反映させる。【選択図】  図１
2010016640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランキング期間によって区切られた複数のフレーム期間のそれぞれに入力される画像データを、該それぞれのフレーム期間ごとに設定される補正条件に応じて補正する画像補正演算回路を有する画像処理装置において、
入力される画像データを、第１のフレーム期間の後半から、該第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間の前半にかけて収集し、該収集した画像データの特徴を抽出する画像特徴抽出回路と、
前記第２のフレーム期間の前半の終了後に、前記補正条件を、前記画像特徴量抽出回路が抽出した特徴に応じて算出する補正条件演算回路とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ブランキング期間の長さを計測し、該計測したブランキング期間の長さに応じて、前記補正条件演算回路による補正条件の算出が、前記第２のフレーム期間の次の第３のフレーム期間の開始までに終了するように、前記第１のフレーム期間の後半の開始時期を設定するブランキング期間測定回路をさらに有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１のフレーム期間の後半と前記第２のフレーム期間の前半とは、両者を合わせて１フレーム分の画像のデータが入力される期間であることを特徴とする請求項１または２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、ブランキング期間によって区切られた複数のフレーム期間のそれぞれに入力される画像データを、それぞれのフレーム期間ごとに設定される補正条件に応じて補正する画像補正演算回路を有する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上述した画像処理装置を備えた画像表示装置が知られている。近年、このような画像表示装置として、フラットパネルディスプレイが急速に普及しており、中でも液晶ディスプレイが主流となっている。
【０００３】
しかし、液晶ディスプレイは、他のディスプレイである例えば陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイと比較し、表示可能な最高輝度と暗所にて最低階調を表示したときの輝度との比率である「暗所コントラスト」が低いという短所を有する。そこで、「暗所コントラスト」が低いということを改善するために、上述した画像処理装置において、入力された画像データの、各フレーム（入力フレーム）期間それぞれにおける特徴を抽出し、抽出した特徴に応じて、出力される画像データの、各フレーム（出力フレーム）期間それぞれにおいてガンマ補正のカーブを変更したり、ゲインの調整とバックライトの明るさを制御するということが行なわれている。
【０００４】
図３は、従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【０００５】
図３に示す画像処理装置１００には、画像特徴抽出回路１１０と、補正係数演算回路１２０と、画像補正演算回路１３０とが備えられている。
【０００６】
画像特徴抽出回路１１０には、画像データＩＮと、垂直同期信号ＶＳＹＮＣと、データ有効信号ＤＥとが入力される。画像データＩＮで表わされる画像は、複数のフレームから構成されており、各フレームは、それぞれ、複数のラインから構成されている。また、垂直同期信号ＶＳＹＮＣは、各フレームに同期して入力される。さらに、データ有効信号ＤＥは、フレームを構成する各ライン毎に有効なレベルになる信号であり、画像データＩＮは、このデータ有効信号ＤＥが有効なレベルにある期間に、画像特徴抽出回路１１０に収集される。
【０００７】
この画像特徴抽出回路１１０は、収集した画像データＩＮの最大値、最小値、平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｂｅｌ）、およびヒストグラム分布などを計算して画像データＩＮの特徴を抽出し、抽出した特徴を表わす信号を補正係数演算回路１２０に出力する。
【０００８】
補正係数演算回路１２０は、画像特徴抽出回路１１０から出力された特徴を表わす信号を入力し、この信号に基づいて補正係数演算を行なう。具体的には、画像データ補正用のカーブを作るためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）の計算と設定を行なう。
【０００９】
画像補正演算回路１３０は、入力された画像データＩＮを、補正係数演算回路１２０で設定されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて補正して画像データＯＵＴとして外部に出力する。
【００１０】
図４は、図３に示す画像処理装置のタイミングチャートである。
【００１１】
図４には、垂直同期信号ＶＳＹＮＣと画像データＩＮが示されている。画像データＩＮで表わされる画像は、複数のフレームＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１，…から構成されている。垂直同期信号ＶＳＹＮＣは、各フレームＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１，…に同期して入力される。また、図４には、画像データＩＮで表わされる画像を構成する１フレーム（例えばフレームＮ−１）の終点と、次の１フレーム（例えばフレームＮ）の先頭との期間である垂直ブランキング期間Ａが示されている。
【００１２】
この画像処理装置１００では、フレームＮ−１（入力フレーム）を構成する先頭のラインが入力されると、そのフレームＮ−１における特徴の抽出が開始される。また、フレームＮ−１を構成する最終のラインの入力が終了すると、そのフレームＮ−１における特徴の抽出が終了する。次いで、垂直ブランキング期間Ａ内に、抽出された特徴に基づいて補正係数の演算（係数演算と略記する）が行なわれる。ここでは、係数演算に要する期間をＢとする。次いで、その係数演算の結果が次のフレームＮ（出力フレーム）に反映される。以下、フレームＮ，フレームＮ＋１，…においても、フレームＮ−１と同様にして、垂直ブランキング期間Ａ内に係数演算（期間Ｂ）が行なわれ、それらの係数演算の結果それぞれがフレームＮ＋１，…に反映される。
【００１３】
ここで、以下に説明する理由により、垂直ブランキング期間Ａ内で補正係数の演算を終了させる必要がある。
（１）画像処理装置１００には、動画像を表わす画像データＩＮが入力される場合がある。動画像では、画像が変化し続けるため、特徴抽出結果を出力フレームに反映させるタイミングを早くする必要がある。
（２）補正係数を出力フレームの途中で切り替えると、画面にちらつきが出るなどの画質劣化が発生する。
【００１４】
そこで、補正係数の演算に要する時間を短縮し、垂直ブランキング期間Ａ内で補正係数の演算を終了させるための対策が提案されている。その１つとして、画面に解析ウインドウを設け、その解析ウインドウ内の画像データに基づいて補正係数の演算を行なう技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００５−５０９３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献１に提案された、画面に解析ウインドウを設ける技術では、画面の、解析ウインドウ以外の部分に特徴がある場合、その特徴は抽出されないため、その特徴に応じた補正係数の演算処理は行なわれないこととなる。従って、高画質の画像を得ることは困難である。
【００１６】
ここで、補正係数を含む補正条件を算出するために要する時間を短縮するために、高速演算用の並列処理回路を用いることが考えられる。しかし、このような並列処理回路を用いたのでは、回路規模が増大するという問題が発生する。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、回路規模の増大を抑えたまま、高画質の画像を得ることができる画像処理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】
【００１８】
上記目的を達成する本発明の画像処理装置は、ブランキング期間によって区切られた複数のフレーム期間のそれぞれに入力される画像データを、それぞれのフレーム期間ごとに設定される補正条件に応じて補正する画像補正演算回路を有する画像処理装置において、
入力される画像データを、第１のフレーム期間の後半から、その第１のフレーム期間の次の第２のフレーム期間の前半にかけて収集し、その収集した画像データの特徴を抽出する画像特徴抽出回路と、
上記第２のフレーム期間の前半の終了後に、上記補正条件を、上記画像特徴量抽出回路が抽出した特徴に応じて算出する補正条件演算回路とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像処理装置は、入力される画像データを、第１のフレーム期間の後半から次の第２のフレーム期間の前半にかけて収集してその画像データの特徴を抽出し、第２のフレーム期間の前半の終了後に、フレーム期間ごとに設定される補正条件を、抽出した特徴に応じて算出する構成である。この構成では、補正条件の算出は、第２のフレーム期間の前半の終了後に行なわれるため、補正条件を算出するために要する時間（期間）を、ブランキング期間よりも長く確保することができる。従って、従来の、垂直ブランキング期間内で補正係数の演算を終了させるために画面に解析ウインドウを設ける技術と比較し、高画質の画像を得ることができる。また、補正条件を算出するために要する時間を短縮するために、高速演算用の並列処理回路を用いる必要もなく、回路規模の増大を抑えることができる。
【００２０】
ここで、上記ブランキング期間の長さを計測し、その計測したブランキング期間の長さに応じて、上記補正条件演算回路による補正条件の算出が、上記第２のフレーム期間の次の第３のフレーム期間の開始までに終了するように、上記第１のフレーム期間の後半の開始時期を設定するブランキング期間測定回路をさらに有することが好ましい。
【００２１】
このようにすると、ブランキング期間の長さがさまざまに変化する場合にも柔軟に対応することができる。
【００２２】
また、上記第１のフレーム期間の後半と上記第２のフレーム期間の前半とは、両者を合わせて１フレーム分の画像のデータが入力される期間であることも好ましい態様である。
【００２３】
このようにすると、１フレーム分全体の特徴を抽出し、その特徴に応じた画像データの補正条件を算出することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、回路規模の増大を抑えたまま、高画質の画像を得ることができる画像処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態の画像処理装置の構成を示すブロック図、図２は、図１に示す画像処理装置のタイミングチャートである。
【００２７】
図１に示す画像処理装置１には、画像特徴抽出部１０と、補正係数演算回路２０と、画像補正演算回路３０とが備えられている。
【００２８】
画像特徴抽出部１０には、画像特徴抽出回路１１と、抽出開始信号生成回路１２と、垂直ブランキング期間測定回路１３とが備えられている。抽出開始信号生成回路１２は、レジスタ１２ａを有する。
【００２９】
画像特徴抽出回路１１には、画像データＩＮと、垂直同期信号ＶＳＹＮＣと、データ有効信号ＤＥとが入力される。画像データＩＮで表わされる画像は、図２に示すように、複数のフレームＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１，…から構成されており、各フレームＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１，…は、それぞれ、複数のラインから構成されている。また、垂直同期信号ＶＳＹＮＣは、各フレームに同期して入力される。さらに、データ有効信号ＤＥは、フレームを構成する各ライン毎に有効なレベル（‘Ｈ’レベル）になる信号であり、画像特徴抽出回路１１は、この‘Ｈ’レベルにある期間に、以下のようにして画像データＩＮを収集し、収集した画像データＩＮの特徴を抽出する。
【００３０】
この画像特徴抽出回路１１は、入力される画像データＩＮを、図２に示すように、フレームＮ−１の期間の後半（本発明にいう第１のフレーム期間の後半に相当）から、そのフレームＮ−１の期間の次のフレームＮの期間の前半（本発明にいう第２のフレーム期間の前半に相当）にかけて収集する。尚、本実施形態においては、フレームＮ−１の期間の後半とフレームＮの期間の前半とは、両者を合わせて１フレーム分の画像のデータが入力される期間である。詳細には、画像特徴抽出回路１１が画像データＩＮを収集する期間は、この図２に示すように、フレームＮ−１の期間の後半の先頭ラインであるＭラインから、フレームＮの期間の前半の最終ラインであるＭ−１ラインまでの１フレーム分の画像データＩＮが入力される１フレーム分の領域（特徴抽出領域（フレームＮ−１，Ｎ））である。
【００３１】
また、この画像特徴抽出回路１１は、１フレーム分の期間に収集した画像データＩＮの特徴を抽出する。詳細には、後述する抽出開始信号生成回路１２からの抽出開始信号を受けて、フレームＮ−１のＭラインからフレームＮのＭ−１ラインまでの１フレーム分の領域（特徴抽出領域（フレームＮ−１，Ｎ））における画像データＩＮの最大値、最小値、平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｂｅｌ）、およびヒストグラム分布などを計算して画像データＩＮの特徴を抽出する。抽出した特徴を表わす信号は、補正係数演算回路２０に出力される。
【００３２】
補正係数演算回路２０は、本発明にいう補正条件演算回路の一例に相当し、フレームＮのＭ−１ライン終了後に、画像特徴量抽出回路１１からの特徴を表わす信号に基づいて、本発明にいう補正条件の算出の一例に相当する補正係数演算（係数演算と略記する）を行なう。具体的には、例えば画像データ補正用のカーブを作るためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）の計算と設定を行なう。係数演算に要する期間はＢであり、図に示された例では、この期間Ｂは、垂直ブランキング期間Ａよりも長い期間となっている。換言すれば、係数演算に要する期間Ｂよりも垂直ブランキング期間Ａのほうが短くなっている。
【００３３】
画像補正演算回路３０は、入力された画像データＩＮを、補正係数演算回路２０で設定されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて補正して画像データＯＵＴとして外部に出力する。具体的には、補正係数演算回路２０でフレームＮ−１のＭラインからフレームＮのＭ−１ラインまでの１フレーム分の領域（特徴抽出領域（フレームＮ−１，Ｎ））における画像データＩＮの特徴を抽出して係数演算（期間Ｂ）して設定したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、フレームＮ＋１の期間における画像データＩＮを補正して画像データＯＵＴとして外部に出力する。
【００３４】
以下、同様にして、フレームＮのＭラインからフレームＮ＋１のＭ−１ラインまでの１フレーム分の領域（特徴抽出領域（フレームＮ，Ｎ＋１））における画像データＩＮの特徴を抽出して係数演算（期間Ｂ）し、これにより設定したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、フレームＮ＋２の期間における画像データＩＮを補正して画像データＯＵＴとして外部に出力する。
【００３５】
ここで、上述した、抽出開始信号生成回路１２から出力される抽出開始信号は、以下のようにして生成される。
【００３６】
抽出開始信号生成回路１２が有するレジスタ１２ａには、垂直ブランキング期間測定回路１３からの信号、もしくは後述する外部設定信号ＥＸＴが入力される。
【００３７】
垂直ブランキング期間測定回路１３は、本発明にいうブランキング期間測定回路の一例に相当し、データ有効信号ＤＥがフレーム間で無効になる期間を計測することにより、垂直ブランキング期間Ａの長さを計測する。さらに、計測した垂直ブランキング期間Ａの長さと、補正係数演算回路２０が係数演算に要する期間Ｂの長さとに応じて、補正係数演算回路２０による係数演算がフレームＮの期間の次のフレームＮ＋１の期間（本発明にいう第３のフレーム期間に相当）の開始までに終了するように、フレームＮ−１の期間の後半の開始時期をレジスタ１２ａに設定する。ここで、フレームＮ−１の期間の後半の開始時期を、Ｍラインの開始時に設定し、Ｍラインの最初から画像デークの収集を行うことが好ましい。このためには、垂直ブランキング期間測定回路１３は、データ有効信号ＤＥが各ラインに対応して有効になるタイミングを計測することにより、各ラインの開始タイミングを計測する機能を備えることが好ましい。
【００３８】
抽出開始信号生成回路１２は、レジスタ１２ａに設定されたフレームＮ−１の期間の後半の開始時期（Ｍラインの開始時期）を表わす信号を抽出開始信号として画像特徴抽出回路１１に出力する。このようにして、抽出開始信号生成回路１２で、特徴抽出領域（フレームＮ−１，Ｎ）を設定するための抽出開始信号を生成する。
【００３９】
尚、ここでは、フレームＮ−１の期間の後半の開始時期をレジスタ１２ａに設定するにあたり、垂直ブランキング期間測定回路１３からの信号により設定する例で説明したが、外部からの外部設定信号ＥＸＴにより設定することもできる。例えば、コンピュータモニタ装置のように、さまざまなブランキング期間を有する画像データが入力される装置に適用する場合には、垂直ブランキング期間測定回路１３を備え、入力される画像データのブランキング期間の長さに応じて柔軟にフレームＮ−１の期間の後半の開始時期を設定できることが好ましい。一方、例えばテレビジョン受像器のように、ブランキング期間の長さが固定の画像データが入力される装置に適用する場合には、外部から設定することにより、垂直ブランキング期間測定回路１３を不要とすることが好ましい。
【００４０】
本実施形態の画像処理装置１は、入力される画像データＩＮを、図２に示すように、フレームＮ−１の期間の後半（Ｍライン）から次のフレームＮの期間の前半（Ｍ−１ライン）にかけて収集して画像データＩＮの特徴を抽出し、フレームＮの期間の前半の終了後に、フレームＮ＋１の期間に設定される補正係数を、抽出した特徴に応じて演算する構成である。この構成では、補正係数の演算は、フレームＮの期間の前半の終了後に行なわれるため、図２に示すように、補正係数の演算に要する期間Ｂを、垂直ブランキング期間Ａよりも長く確保することができる。従って、従来の、垂直ブランキング期間Ａ内で補正係数の演算を終了させるために画面に解析ウインドウを設ける技術と比較し、高画質の画像を得ることができる。また、補正係数の演算に要する時間を短縮するために、高速演算用の並列処理回路を用いる必要もなく、回路規模の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理装置のタイミングチャートである。
【図３】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す画像処理装置のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１  画像処理装置
１０  画像特徴抽出部
１１  画像特徴抽出回路
１２  抽出開始信号生成回路
１２ａ  レジスタ
１３  垂直ブランキング期間測定回路
２０  補正係数演算回路
３０  画像補正演算回路
【図１】
2010016640.tif 000003
【図２】
2010016640.tif 000004
【図３】
2010016640.tif 000005
【図４】
2010016640.tif 000006