(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データ信号に対してノイズ信号を加算することにより、出力データ信号のビット数を増加させる画像処理装置において、
ＲＧＢの三原色それぞれの入力データ信号に対して、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそれぞれの色毎に加算するノイズ信号加算手段と、
上記ノイズ信号加算手段に、上記ノイズ信号を供給するノイズ信号供給手段とを備え、
上記ノイズ信号供給手段は、上記ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を、２種類の色差信号として記憶する記憶手段を有し、この記憶手段に記憶された２種類の色差信号と、常に一定値の輝度レベルとに基づいて、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を生成して上記ノイズ信号加算手段に供給することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記記憶手段には、上記ノイズ信号加算手段に供給すべきノイズ信号の輝度レベルをＹとしたとき、ＲＧＢのある１色のノイズ信号をＣ１、残りの２色のうちの一方のノイズ信号をＣ２としたとき、色差信号として、Ｃ１−ＹおよびＣ２−Ｙが記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記Ｃ１およびＣ２が、ＲおよびＧのノイズ信号であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記記憶手段は、記憶されるデータの書き換えが可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＧＢの三原色によって画像表示を行うカラー液晶表示装置等のカラー画像表示装置に用いられる画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等のデジタルインターフェイスを有する画像表示装置において、画像表示を行うためには、専用の制御回路（以下、コントローラと称する）が必要である。
【０００３】
液晶表示装置の場合、上記コントローラの働きは、液晶パネルに電圧を印加し駆動するためのドライバＩＣに必要なタイミング制御信号を生成することや、（必要であれば入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換し生成した）デジタルのデータ信号をドライバＩＣに送ることである。
【０００４】
このとき、液晶パネルでの階調表示能力は、駆動方法や表示モードによって異なるが、通常、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）等の単純マトリクス型液晶では１ｂｉｔ／ｃｏｌｏｒ（ＯＮ／ＯＦＦ）、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のアクティブマトリクス型でＴＮモードの駆動を行う場合では６〜８ｂｉｔ／ｃｏｌｏｒである。
【０００５】
一般に、表示デバイス（液晶パネル）側で階調数を増加させた場合、液晶パネルの製造工程数の増加や歩留まりの低下等から、装置全体のコストアップを招くため、コントローラ側で階調数の増加が制御されている。
【０００６】
例えば、コントローラ側で表示デバイスに入力されるデータ信号に対して中間調処理を施すことにより、該表示デバイスにおける表示画像の階調数を増加させる。このように、コントローラ側で表示画像の階調数を制御することにより、例えば、６ｂｉｔ／ｃｏｌｏｒ＝２６万色表示のデバイス（表示パネル）であっても装置全体のコストアップを抑えながら８ｂｉｔ／ｃｏｌｏｒ＝１６７７万色相当の表示を可能にしている。
【０００７】
このような中間調処理技術の代表的なものとしては、組織的ｄｉｔｈｅｒ法、誤差拡散法、ＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）等が上げられる。
【０００８】
組織的ｄｉｔｈｅｒ法は、原データの画素と閾値マトリクスの１ドットを１対１で比較対応させて処理後の出力階調を決定し、入力された中間調データのうち閾値に従って量子化を行い階調数を減じる方法である。このときの閾値レベルが規則的に並んでいるため、この技術は組織的ｄｉｔｈｅｒ法と呼ばれている。
【０００９】
誤差拡散法は、原データの画素の階調数と出力表示画素の量子化後の階調数との差を周辺画素に拡散し、原データの画素の階調数を量子化後も保存する方法である。このため、誤差情報を記憶しておくメモリが必要になりハードウェアも複雑化するため、表示装置等におけるリアルタイム処理には向かない。
【００１０】
ＦＲＣは、出力の複数フレームを利用し画素毎に階調補完を行う方法である。この方法では、時間軸処理を行っているので、その原理上液晶の応答速度に依存する。
【００１１】
ところで、液晶は直流印加により劣化をおこすため、ある一定周期で印加電圧の極性を反転する交流駆動を行っている。この交流駆動には、ドット反転、ライン反転、フレーム反転等があるが、いずれも一定の繰り返し周期を持つ。また、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の非ＡＶ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ）用途の場合には表示パターンそのものが周期的なものになることが少なくない。
【００１２】
そのため、組織的ｄｉｔｈｅｒ法では、中間調処理パターン（閾値マトリクス）と交流化駆動あるいは表示パターンが干渉し画質劣化を招く場合がある。同様にＦＲＣにおいても表示パターンの干渉を考慮する必要がある。
【００１３】
そこで、これらの技術とは異なり人間の視覚特性を積極的に利用した中間調処理技術の一つとしてブルーノイズマスク法と呼ばれる技術がある。
【００１４】
ブルーノイズマスク法は、一種のｄｉｔｈｅｒ法であるが、中間調処理パターンにノイズパターンを用いる。ここで使用するノイズパターンは、空間周波数の低い部分を予め除去してあるノイズ信号である。人間の視覚系は空間周波数に対して低域通過フィルタ特性を持っているため、中間調処理パターンは目に付きにくくなる。
【００１５】
この技術は、人間の視覚特性を利用するため、本質的には解像度の高い表示装置の階調数増加に適しているとされる。
【００１６】
さらに、上記技術を適用して中間調処理を行う場合には同じ面積階調技術である組織的ｄｉｔｈｅｒ法や誤差拡散法に比べて以下のようなメリットがある。
【００１７】
すなわち、組織的ｄｉｔｈｅｒ法に対しては、処理対象が本来ランダムノイズパターンであるため量子化後に組織的なテクスチャパターンが発生せず、特に液晶表示装置等に必要な画素の極性反転パターンとも干渉しない。誤差拡散法に対しては、着目している画素の周囲画素に対する量子化誤差情報を使用するわけではないので、誤差情報を格納しておくメモリが不要でシステム構成の簡略化を図ることが可能となり、表示デバイス等のリアルタイム処理に向いている。
【００１８】
ところで、人間の目の感度特性はＲＧＢ毎で異なっている（Ｇｒｅｅｎに対する感度が最も高く、逆にＢｌｕｅに対する感度が最も低い）。このため、上記技術をカラー画像表示装置に適用する場合には、ノイズパターンの振幅もＲＧＢ毎に異なったものにする必要がある。すなわち、Ｂｌｕｅのノイズの振幅に対してＧｒｅｅｎのノイズの振幅を小さくする必要がある。また、ＲＧＢで異なったノイズパターンを用いるようにすると、行方向（水平方向）の解像度を３倍に利用できるため画質的に有利になる。
【００１９】
ところが、このようなノイズパターンをロジック回路で発生させようとすると、乱数発生やパターンの最適化、調整等のため回路が複雑化し回路規模が大きくなるという問題が生じる。
【００２０】
また、ノイズパターンの変更の度に回路を修正する必要がある。
【００２１】
マイコンなどソフトウェアでの処理では、ノイズパターンの変更は容易であるが、画素単位での処理が速度的に困難になってしまう。このため現実的には、予め計算により求めたノイズパターンをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に書き込んでおき必要に応じて読み出すといった構成をとることになる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノイズパターンを決定するために必要なパラメータである液晶表示装置の解像度（画素ピッチ）や輝度、コントラスト、色域、γカーブ等は、液晶モジュールの用途毎に異なっている。
【００２３】
また、実際に用いられる場合に想定している視距離、量子化のｂｉｔ数なども当然液晶モジュールの用途毎に異なっており、ＲＯＭを含む回路のＩＣ化に際してはこれらのパラメータをノイズパターンに反映させる自由度を持った設計になっていることが望ましい。
【００２４】
そのためには、液晶モジュール側ではなくシステム（コントローラ）側に、パターンデータ（ノイズパターンデータ）を格納するためのＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等書き換え可能なＲＯＭを搭載しておくか、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）を搭載する等してシステム起動時等必要に応じてシステム側からノイズパターンを書き込んでおくような構成をとる必要がある。
【００２５】
ところで、上記のＦｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭは、ロジック回路やパターンデータを固定したＲＯＭ（マスクＲＯＭ）よりも構造が複雑な分ＩＣチップ上での面積が大きい。また、ランダムノイズパターンは、自己相関（周期的な繰り返しパターン）を避けるために、サイズが大きなものが画質的に有利である。
【００２６】
したがって、画質の向上を図るための大きなサイズのランダムノイズパターンを、単純にＲＧＢ毎にＦｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭに格納しようとすると、これらＦｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭ等の書き換え可能な記憶手段の記憶容量を大きくせざるを得ず、この結果、画素毎のノイズ加算という基本アルゴリズムのロジック回路が単純な割にＩＣチップの面積が増大し液晶表示装置全体のコスト上昇につながってしまうという問題が生じる。
【００２７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭ等の書き換え可能な記憶手段の記憶容量を大きくすることなく、ＲＧＢの三原色分のノイズパターンが記憶でき、この結果、液晶表示装置等の画像表示装置全体のコスト上昇を抑えることのできる画像処理装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、入力データ信号に対してノイズ信号を加算することにより、出力データ信号のビット数を増加させる画像処理装置において、ＲＧＢの三原色それぞれの入力データ信号に対して、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそれぞれの色毎に加算するノイズ信号加算手段と、上記ノイズ信号加算手段に、上記ノイズ信号を供給するノイズ信号供給手段とを備え、上記ノイズ信号供給手段は、上記ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を、２種類の色差信号として記憶する記憶手段を有し、この記憶手段に記憶された２種類の色差信号をＲＧＢの三原色分のノイズ信号に変換して上記ノイズ信号加算手段に供給することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、ノイズ信号供給手段は、ノイズ信号加算手段に供給するノイズ信号（ＲＧＢの三原色分のノイズ信号）を、記憶手段にて、２種類の色差信号として記憶するようになっているので、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそのまま記憶手段に記憶する場合の約２／３の記憶容量で済むことになる。
【００３０】
これにより、ある程度の画質を確保するために、ノイズ信号を構成するノイズパターンが大きくなっても、このノイズパターンの大きさに比例して記憶手段の記憶容量を大きくする必要がなくなる。つまり、記憶手段としてのＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等の書き換え可能なＲＯＭを含むＩＣのチップ面積の増大化を防止することができる。
【００３１】
したがって、記憶手段を含むＩＣチップの面積が増大することによる装置全体のコスト上昇を抑えることができる。
【００３２】
ところで、人間の視覚特性は、空間周波数の高い領域では輝度に対する感度よりも色彩に対する感度の低下が著しいため、ノイズ信号（ノイズパターン）の輝度を一定にすることでノイズ知覚レベルを下げることができる。したがって、記憶手段にノイズ信号を色差信号として記憶する際に、ノイズ信号の輝度レベルを考慮するようにすればよい。
【００３３】
例えば、上記記憶手段には、上記ノイズ信号加算手段に供給すべきＲＧＢの三原色分のノイズ信号の輝度レベルをＹとしたとき、ＲＧＢのある１色のノイズ信号をＣ１、残りの２色のうちの一方のノイズ信号をＣ２としたとき、色差信号として、Ｃ１−ＹおよびＣ２−Ｙを記憶するようにすればよい。
【００３４】
この場合、上記ノイズ信号供給手段では、記憶手段に記憶されている２種類の色差信号であるＣ１−Ｙ、Ｃ２−Ｙと、輝度レベルＹとを用いて、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を生成する。
【００３５】
例えば、Ｃ１をＲＧＢのＲとし、Ｃ２をＲＧＢのＢとしたとき、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと、輝度レベルＹの値とに基づいて、ＲＧＢに対応するノイズ信号は以下のように生成される。ここで、α、β、γは任意の係数である。
【００３６】
Ｒ＝（Ｒ−Ｙ）＋Ｙ
Ｂ＝（Ｂ−Ｙ）＋Ｙ
Ｇ＝（Ｙ−αＲ−γＢ）／β
以上のように得られたＲＧＢの三原色分のノイズ信号を、ＲＧＢの三原色の入力データ信号のそれぞれの色毎に加算するようにすれば、ノイズ知覚レベルを下げた状態の出力データ信号とすることができる。
【００３７】
したがって、この出力データ信号を、液晶パネルなどの表示パネルに供給すれば、階調数が高く、且つノイズの目立たない高品位の画質を得ることができる。
【００３８】
また、上記記憶手段は、記憶されるデータの書き換えが可能であってもよい。この場合の記憶手段としては、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭ等が好適に用いられる。
【００３９】
このように、記憶手段が、データの書き換え可能であれば、ノイズ信号を決定するための要因（解像度（画素ピッチ）、輝度、コントラスト、色域、γカーブ等）毎にその都度書き換えることができるので、種々の要因毎の全てのノイズ信号を記憶する必要がなくなる。
【００４０】
また、ノイズ信号を決定するための要因が変化しても、記憶手段に記憶された内容を書き換えれば済むので、書き換え不可能な記憶手段（ＲＯＭ）を用いた場合よりも液晶モジュール等のデバイスの置かれている環境に迅速に対応させることが可能となる。
【００４１】
また、上述の画像処理装置を画像表示装置に備えてもよい。
【００４２】
この場合、画像表示装置では、入力データ信号よりも階調数の多い出力データ信号によって表示されるので、表示画像の品位を向上させることができる。しかも、入力データ信号の階調数を増加させるためのノイズ信号は、画像処理装置内の記憶手段に、２種類の色差信号として記憶されているので、該記憶手段の記憶容量が少なくて済み、この結果、画像表示装置全体の大型化を防止することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４４】
はじめに、本発明の画像処理装置に適用される中間調処理技術の概要について、図４および図５を参照しながら以下に説明する。
【００４５】
上記中間調処理技術は、図４に示すような画像処理装置によって実現される。ここで、外部より入力される入力データ信号はＲＧＢ各Ｐｂｉｔ、この画像処理装置によって画像表示される表示デバイス自身が持つ階調数はＲＧＢ各Ｑｂｉｔ（Ｐ＞Ｑ）とすれば、本中間調処理技術では、（Ｐ−Ｑ）ｂｉｔ分の階調情報（ノイズ信号）が付加されることになる。
【００４６】
図４に示すノイズ発生回路１は、与えられた同期信号に従ってＲＧＢ毎のノイズ信号を発生するようになっている。
【００４７】
このノイズ発生回路１は、図５に示すように、アドレス発生回路１１とＲＧＢそれぞれのノイズパターン（ノイズ信号）を格納するＲＯＭ１２〜１４で構成される。すなわち、ＲＯＭ１２には、Ｒｅｄ（Ｒ）に対応するノイズパターンが格納され、ＲＯＭ１３には、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）に対応するノイズパターンが格納され、ＲＯＭ１４には、Ｂｌｕｅ（Ｂ）に対応するノイズパターンが格納されており、必要に応じてノイズ信号（Ｒ）、ノイズ信号（Ｇ）、ノイズ信号（Ｂ）として読み出される。
【００４８】
ノイズ発生回路１で生成されたノイズ信号は、図４に示す加算器２においてＲＧＢ各Ｐｂｉｔの入力データ信号とＲＧＢ毎独立に加算される。加算器２でノイズ信号が付加されたデータ信号は、Ｂｉｔ数変換回路３に通される。
【００４９】
Ｂｉｔ数変換回路３では、ノイズが付加された加算器２からの出力信号を表示デバイスに合わせてＱｂｉｔに量子化する。ノイズの加算により階調のオーバーフローや負の階調レベルになったときには、これを最小値あるいは最大値でクリップ処理する。
【００５０】
以上の処理により、ＲＧＢ各Ｑｂｉｔの出力信号の中に各Ｐｂｉｔの情報が重畳される。
【００５１】
なお、図４に示す画像処理装置では、ノイズ発生回路１内に、図５に示すように、ＲＧＢ毎にノイズパターンがそれぞれ格納される３つのＲＯＭ１２〜１４が設けられている。このままでは、各ＲＯＭ１２〜１４を含むＩＣチップの面積が、ノイズ信号の増加に伴い大きくなるので、画像処理装置全体のコスト上昇を招く虞がある。
【００５２】
そこで、本発明では、上記の中間調処理技術を適用しつつ、ＲＯＭの数を減らし、画像処理装置の製造にかかるコストの上昇を抑えるようになっている。
【００５３】
すなわち、本発明の一実施の形態に係る画像処理装置は、図１に示すように、ＲＯＭ制御回路１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３、マトリクス回路１０４、加算器１０５、Ｂｉｔ数変換回路１０６を有する構成となっている。
【００５４】
ここで、加算器１０５は、図４に示す加算器２と同じ機能のノイズ信号加算手段を構成し、Ｂｉｔ数変換回路１０６は、図４に示すＢｉｔ数変換回路３と同じ機能のＢｉｔ数変換手段を構成している。
【００５５】
また、上記ＲＯＭ制御回路１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３、マトリクス回路１０４は、図４に示すノイズ発生回路１と同等の機能を有するノイズ信号供給手段を構成している。
【００５６】
ここで、ノイズ信号の輝度レベルをＹとしたとき、色差情報（色差信号）をＲ−ＹおよびＢ−Ｙで与えるものとする。
【００５７】
上記構成の画像処理装置において、外部のシステムより入力された同期信号をもとにＲＯＭ制御回路１０１では、記憶手段を構成するＲＯＭｌ０２とＲＯＭ１０３に与えるアドレス信号を発生する。このＲＯＭ１０２には、色差信号Ｒ−Ｙが格納され、ＲＯＭ１０３には、色差信号Ｂ−Ｙが格納されている。
【００５８】
ＲＯＭ１０２とＲＯＭ１０３は、与えられたアドレス信号に従って入力データ信号画素の水平および垂直表示位置に応じたノイズパターン（ノイズ信号）を出力する。このとき、ＲＯＭｌ０２とＲＯＭ１０３からはそれぞれ格納されている色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのノイズパターンがそれぞれ出力される。これらＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３に格納されているデータはＲＯＭ制御回路１０１の制御によって必要に応じパターンデータを書き換えることができる。
【００５９】
このような書き換え可能なＲＯＭとしては、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭ等があり、また、ＲＯＭの代わりにＲＡＭを使用してもよい。
【００６０】
このように、記憶手段が、データの書き換え可能なＦｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭであれば、ノイズ信号を決定するための要因（解像度（画素ピッチ）、輝度、コントラスト、色域、γカーブ等）毎にその都度書き換えることができるので、種々の要因毎の全てのノイズ信号を記憶する必要がなくなる。
【００６１】
また、ノイズ信号を決定するための要因が変化しても、記憶手段（ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３）に記憶された内容を書き換えれば済むので、書き換え不可能な記憶手段（ＲＯＭ）を用いた場合よりも液晶モジュール等のデバイスの置かれている環境に迅速に対応させることが可能となる。
【００６２】
ここで、図２（ａ）に、上記ＲＯＭ１０２とＲＯＭｌ０３に格納するノイズパターンの一例を示す。この例では、輝度レベルＹ＝０に設定し、ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３には符号付きでパターンを格納している。パターンのサイズを１２８×１２８ドットとした場合、図２（ｂ）に示すように、ＲＧＢ毎の格納では６ｂｉｔ×１６ｋｗｏｒｄ＝９６ｋｂｉｔの容量のＲＯＭが３個必要となるが、図２（ａ）に示すように、色差信号による格納の場合には同容量のＲＯＭが２個で済む。ここでは、Ｙ＝０としたが、Ｙは最終的な表示には影響を与えないパラメータであるので、演算やＲＯＭの格納に都合の良い値を取ればよい。
【００６３】
ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３から出力されたＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙのノイズパターンは、マトリクス回路１０４においてＲＧＢ毎のノイズパターンに変換される。
【００６４】
このマトリクス回路１０４では、予め設定されたＹの値にしたがって、以下の計算により、色差信号をＲＧＢの三原色分のノイズパターンに変換している。
【００６５】
Ｒ＝（Ｒ−Ｙ）＋Ｙ
Ｂ＝（Ｂ−Ｙ）＋Ｙ
Ｇ＝（Ｙ−αＲ−γＢ）／β
ここで、輝度レベルＹとＲＧＢの三原色分のノイズ信号とを関係づける値α、β、γはＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｅｅ）規格では以下の値となる。
【００６６】
α＝０．２９９
β＝０．５８７
γ＝０．１１４
上記マトリクス回路１０４によって、ＲＧＢの三原色分の信号に変換されたノイズパターンは、加算器１０５においてＲＧＢ毎に入力データ信号と画素単位で加算され、Ｂｉｔ数変換回路１０６で加算結果のうち対象とする表示デバイスが持つ階調数である上位Ｑｂｉｔを出力する。
【００６７】
このＱｂｉｔの中には下位（Ｐ−Ｑ）ｂｉｔの情報も重畳されているので、上記の処理によりノイズパターンを格納するメモリ（ＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３）の容量を減じながら、表示デバイスの階調数を増加させることができる。このとき、加算されるノイズパターンの輝度が一定であるため、ノイズの知覚レベルを大きく下げることが出来る。
【００６８】
したがって、ノイズ知覚レベルを下げた状態の出力データ信号を、液晶パネル等の表示パネルに供給すれば、階調数が高く、且つノイズの目立ちにくい高品位な画像とすることができる。
【００６９】
以上の説明では、記憶手段を構成するＲＯＭ１０２、ＲＯＭ１０３に、色差信号を、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙで与える例を示したが、これに限定されるものではなく、Ｒ−ＹおよびＧ−Ｙ、Ｇ−ＹおよびＢ−Ｙで与えてもよい。
【００７０】
一般的に、映像系の画像処理においては、色差信号をＲ−ＹおよびＢ−Ｙに設定し、Ｙに多くのｂｉｔ（帯域）をＲ−ＹおよびＢ−Ｙに少ないｂｉｔ（帯域）を割り当てる。これは、輝度信号にはＧの成分が最も多く含まれていることと、細かな表示に対して人間の視覚が色よりも輝度に敏感なためである。
【００７１】
また、テレビの映像信号の伝送帯域の研究において帯域圧縮に効果的な色差信号としてＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙを用いて評価が行われているので、視覚の空間周波数特性の評価にはＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを使用することが多い。このため、ノイズパターンの作成において、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ形式で評価・作成を行えば、その結果を直接用いることが出来るというメリットがある。
【００７２】
なお、上記３種類の色差情報の形式は、計算式で相互に変換が可能であり、本発明においてはＹの値が一定という条件が付くので、３種類の格納形式での本質的な差はない。
【００７３】
ところで、人間の視覚特性を考慮するとノイズパターンの振幅は、Ｂ、Ｒ、Ｇの順序で小さくする必要がある。従って、設定する一定値Ｙの値にもよるが、Ｒ−ＹおよびＧ−Ｙで格納する場合に格納に要する容量を、３種類の格納形式のなかで最小にすることができる。このとき、Ｂのノイズが他の成分からのマトリクス演算によって生成されるが、Ｂ成分の知覚レベルが低いため演算で誤差が生じたとしても有利である。
【００７４】
上記構成の画像処理装置によれば、マトリクス回路１０４は、ノイズ信号加算手段である加算器１０５に供給するノイズ信号（ＲＧＢの三原色分のノイズ信号）を、ＲＯＭ１０２に記憶された色差信号Ｒ−Ｙと、ＲＯＭ１０３に記憶された色差信号Ｂ−Ｙと、輝度レベルＹとに基づいて生成する。このとき、ＲＯＭ１０２およびＲＯＭ１０３で構成される記憶手段では、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を２種類の色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を記憶すればよいので、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそのまま記憶手段に記憶する場合（図５に示すような場合）の約２／３の記憶容量で済むことになる。
【００７５】
これにより、ある程度の画質を確保するために、ノイズ信号を構成するノイズパターンが大きくなっても、このノイズパターンの大きさに比例して記憶手段の記憶容量を大きくする必要がなくなる。つまり、記憶手段としてのＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等の書き換え可能なＲＯＭを含むＩＣのチップ面積の増大化を防止することができるので、ＩＣチップの面積が増大することによる装置全体のコスト上昇を抑えることができる。
【００７６】
また、図１に示す画像処理装置を画像表示装置に適用した例を、図３に示す。図３に示す画像表示装置は、画像処理回路１０、ソースドライバ１５、ゲートドライバ１６、液晶パネル１７を備えた構成となっている。ここで、上記画像処理回路１０は、図１に示す画像処理装置を示す。
【００７７】
上記画像表示装置において、外部より入力されたデータ信号（ＲＧＢ各Ｐｂｉｔ）は、画像処理回路１０によって必要な量子化が行われ、下位ｂｉｔの階調情報を重畳した上でソースドライバ１５に与えられる。ソースドライバ１５とゲートドライバ１６は同期信号に従って動作する。
【００７８】
ソースドライバ１５からは、画像処理回路１０から供給されるデータ信号に応じたデータ信号電圧が、ゲートドライバ１６からはゲートパルスがそれぞれ液晶パネル１７に印加され、これを毎行水平同期単位で繰り返すことにより液晶表示装置の表示階調数を増加させるようになっている。
【００７９】
したがって、上記構成の画像表示装置では、入力データ信号よりも階調数の多い出力データ信号によって表示されるので、表示画像の品位を向上させることができる。しかも、入力データ信号の階調数を増加させるためのノイズ信号は、画像処理回路１０内の記憶手段に、２種類の色差信号として記憶されているので、該記憶手段の記憶容量が少なくて済み、この結果、画像表示装置全体の大型化を防止することができる。
【００８０】
また、本発明の画像処理装置を、以下のような構成としても上述した各種の効果を奏することができる。
【００８１】
すなわち、本発明の画像処理装置は、ＲＧＢの３原色構成をとる液晶等のマトリクス型カラー表示装置へ印加するデータ信号を加工するための画像処理装置において、加工処理に用いる３原色分のパターン情報を色差情報で格納する手段を有しており、これらから生成されるＲＧＢ毎の加工パターンが画素単位で輝度一定であってもよい。
【００８２】
上記の構成によれば、本発明の二つのメモリ（ＲＯＭ１０２、１０３）にはそれぞれ色差信号によりノイズパターン（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）が記憶されている。入力データ信号の画素単位での水平および垂直表示位置に応じて、これら二つのメモリに対する読み出しアドレスが設定され、色差情報（色差信号）でのノイズパターンデータ（ノイズ信号）が読み出される。
【００８３】
メモリから読み出された色差信号による二つのノイズデータは、設定しておいた一定輝度レベルの条件を利用することでマトリクス回路１０４によりＲＧＢ毎のノイズデータ（ノイズ信号）に変換される。
【００８４】
入力されたＲＧＢ毎のデータ信号はＲＧＢ毎のノイズデータを用い表示位置に従って１対１で対応演算処理され、表示デバイスで表現可能なＲＧＢ毎の最終的な出力階調値に量子化される。
【００８５】
以上のように、本発明においてはノイズパターンの画素単位での輝度を一定にし、色差情報でノイズパターンを格納することにより、格納に必要となるメモリの記憶容量を抑えることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置は、以上のように、入力データ信号に対してノイズ信号を加算することにより、出力データ信号のビット数を増加させる画像処理装置において、ＲＧＢの三原色それぞれの入力データ信号に対して、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそれぞれの色毎に加算するノイズ信号加算手段と、上記ノイズ信号加算手段に、上記ノイズ信号を供給するノイズ信号供給手段とを備え、上記ノイズ信号供給手段は、上記ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を、２種類の色差信号として記憶する記憶手段を有し、この記憶手段に記憶された２種類の色差信号をＲＧＢの三原色分のノイズ信号に変換して上記ノイズ信号加算手段に供給する構成である。
【００８７】
それゆえ、ノイズ信号供給手段は、ノイズ信号加算手段に供給するノイズ信号（ＲＧＢの三原色分のノイズ信号）を、記憶手段にて、２種類の色差信号として記憶するようになっているので、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそのまま記憶手段に記憶する場合の約２／３の記憶容量で済むことになる。
【００８８】
これにより、ある程度の画質を確保するために、ノイズ信号を構成するノイズパターンが大きくなっても、このノイズパターンの大きさに比例して記憶手段の記憶容量を大きくする必要がなくなる。つまり、記憶手段としてのＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等の書き換え可能なＲＯＭを含むＩＣのチップ面積の増大化を防止することができる。
【００８９】
したがって、ＩＣチップの面積が増大することによる装置全体のコスト上昇を抑えることができるという効果を奏する。
【００９０】
ところで、人間の視覚特性は、空間周波数の高い領域では輝度に対する感度よりも色彩に対する感度の低下が著しいため、ノイズ信号（ノイズパターン）の輝度を一定にすることでノイズ知覚レベルを下げることができる。したがって、記憶手段にノイズ信号を色差信号として記憶する際に、ノイズ信号の輝度レベルを考慮するようにすればよい。
【００９１】
例えば、上記記憶手段には、上記ノイズ信号加算手段に供給すべきＲＧＢの三原色分のノイズ信号の輝度レベルをＹとしたとき、ＲＧＢのある１色のノイズ信号をＣ１、残りの２色のうちの一方のノイズ信号をＣ２としたとき、色差信号として、Ｃ１−ＹおよびＣ２−Ｙを記憶するようにすればよい。
【００９２】
この場合、上記ノイズ信号供給手段では、記憶手段に記憶されている２種類の色差信号であるＣ１−Ｙ、Ｃ２−Ｙと、輝度レベルＹとを用いて、ＲＧＢの三原色分のノイズ信号を生成する。
【００９３】
例えば、Ｃ１をＲＧＢのＲとし、Ｃ２をＲＧＢのＢとしたとき、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと、輝度レベルＹの値とに基づいて、ＲＧＢに対応するノイズ信号は以下のように生成される。ここで、α、β、γは任意の係数である。
【００９４】
Ｒ＝（Ｒ−Ｙ）＋Ｙ
Ｂ＝（Ｂ−Ｙ）＋Ｙ
Ｇ＝（Ｙ−αＲ−γＢ）／β
以上のように得られたＲＧＢの三原色分のノイズ信号を、ＲＧＢの三原色の入力データ信号のそれぞれの色毎に加算するようにすれば、ノイズ知覚レベルを下げた状態の出力データ信号とすることができる。
【００９５】
したがって、この出力データ信号を、液晶パネルなどの表示パネルに供給すれば、階調数が高く、且つノイズの目立たない高品位の画質を得ることができるという効果を奏する。
【００９６】
また、上記記憶手段は、記憶されるデータの書き換えが可能であってもよい。この場合の記憶手段としては、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭやＲＡＭ等が好適に用いられる。
【００９７】
このように、記憶手段が、データの書き換え可能であれば、ノイズ信号を決定するための要因（解像度（画素ピッチ）、輝度、コントラスト、色域、γカーブ等）毎にその都度書き換えることができるので、種々の要因毎の全てのノイズ信号を記憶する必要がなくなる。
【００９８】
また、ノイズ信号を決定するための要因が変化しても、記憶手段に記憶された内容を書き換えれば済むので、書き換え不可能な記憶手段（ＲＯＭ）を用いた場合よりも液晶モジュール等のデバイスの置かれている環境に迅速に対応させることができるという効果を奏する。
【００９９】
また、上述の画像処理装置を画像表示装置に備えてもよい。
【０１００】
この場合、画像表示装置では、入力データ信号よりも階調数の多い出力データ信号によって表示されるので、表示画像の品位を向上させることができる。しかも、入力データ信号の階調数を増加させるためのノイズ信号は、画像処理装置内の記憶手段に、２種類の色差信号として記憶されているので、該記憶手段の記憶容量が少なくて済み、この結果、画像表示装置全体の大型化を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像処理装置の概略構成ブロック図である。
【図２】（ａ）は２種類の色差信号を記憶手段に格納した状態の一例を示す説明図であり、（ｂ）はＲＧＢの三原色分のノイズ信号をそのまま記憶手段に格納した状態の一例を示す説明図である。
【図３】図１に示す画像処理装置を備えた画像表示装置の概略構成ブロック図である。
【図４】本発明に適用する中間調処理技術を説明するための画像処理装置の概略構成ブロック図である。
【図５】図４に示す画像処理装置に備えられたノイズ発生回路の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１    ノイズ発生回路（ノイズ信号供給手段）
２    加算器（ノイズ信号加算手段）
３    Ｂｉｔ数変換回路
１０    画像処理回路（画像処理装置）
１１    アドレス発生回路
１２    ＲＯＭ（記憶手段）
１３    ＲＯＭ（記憶手段）
１４    ＲＯＭ（記憶手段）
１５    ソースドライバ
１６    ゲートドライバ
１７    液晶パネル
１０１    ＲＯＭ制御回路（ノイズ信号供給手段）
１０２    ＲＯＭ（記憶手段、ノイズ信号供給手段）
１０３    ＲＯＭ（記憶手段、ノイズ信号供給手段）
１０４    マトリクス回路（ノイズ信号供給手段）
１０５    加算器（ノイズ信号加算手段）
１０６    Ｂｉｔ数変換回路
【図１】
0003647775.tif 000002
【図２】
0003647775.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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