(57)【要約】    【課題】  変換処理を行う表示装置において表示デバイスの階調性能を十分に引き出すことができる画像信号処理回路、この画像信号処理回路を備えた表示装置、及び画像信号処理方法を提供する。    【解決手段】  表示装置１において、逆ガンマ変換回路２、画像信号処理回路３、及び表示デバイス４を設ける。表示デバイス４は、発光特性がリニアであるＰＤＰとする。画像信号処理回路３において、逆ガンマ変換後の画像信号に対してスムージング処理を施すスムージング信号生成部５を設ける。また、画像から信号処理の対象となるパターンを検出する検出部６を設ける。このパターンは、逆ガンマ変換前の階調差が１階調であり逆ガンマ変換によって階調差が２階調以上となった変化点を含むパターンである。そして、このパターンの一部の階調値をスムージング処理後の階調値に置き換えて表示デバイス４に対して出力する置換部７を設ける。【選択図】  図２
2006319793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に対して変換処理を施す変換回路、及び画像を表示する表示デバイスを備えた表示装置の画像信号処理回路において、前記変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して前記画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成部と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する複数の画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出部と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換えて前記表示デバイスに対して出力する置換部と、を有することを特徴とする画像信号処理回路。
【請求項２】
前記スムージング信号生成部が、前記表示デバイスの各画素についてその画素の階調値及びこの画素の前記スムージング方向側及びその反対側に位置する画素の階調値の平均階調値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理回路。
【請求項３】
前記スムージング信号生成部が、前記各画素について、その画素の階調値、この画素の前記スムージング方向側に隣接する１個の画素の階調値及び前記画素の前記スムージング方向の反対側に隣接する他の１個の画素の階調値の合計３個の画素の平均値を算出し、この平均値の小数点以下の位を切り上げて整数とした値を前記平均階調値とするものであることを特徴とする請求項２に記載の画像信号処理回路。
【請求項４】
前記検出部が、前記各画素について前記変換後の階調値と前記平均階調値との差の絶対値を算出する差分絶対値算出部と、前記階調値と前記平均階調値との差の絶対値が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値が１である１個又は複数個の画素からなるパターンを抽出する対象パターン抽出部と、を有し、前記置換部が、前記絶対値が１である１個又は複数個の画素の階調値を前記平均階調値に置き換えるものであることを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理回路。
【請求項５】
前記検出部が、前記変換後の階調値から参照階調値を減じた第１の減算階調値を前記差分絶対値算出部に対して出力すると共に、前記平均階調値から前記参照階調値を減じた第２の減算階調値を前記差分絶対値算出部に対して出力する参照輝度レベル調整部を有し、前記差分絶対値算出部が前記第１の減算階調値と前記第２の減算階調値との差の絶対値を算出するものであることを特徴とする請求項４に記載の画像信号処理回路。
【請求項６】
前記検出部が、前記各画素について対象となる画素の前記変換前の変換前階調値とこの画素の前記スムージング方向側に隣接する画素の変換前階調値との差の絶対値及び前記対象となる画素の変換前階調値とこの画素の前記スムージング方向の反対側に隣接する画素の変換前階調値との差の絶対値の和を算出する絶対値和算出部と、前記絶対値和が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素からなるパターンを抽出する対象パターン抽出部と、を有し、前記置換部が、前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素の階調値を前記平均階調値に置き換えるものであることを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理回路。
【請求項７】
前記検出部が、前記変換前階調値から参照階調値を減じた減算階調値を前記絶対値和算出部に対して出力する参照輝度レベル調整部を有し、前記絶対値和算出部が前記減算階調値に基づいて前記絶対値和を算出するものであることを特徴とする請求項６に記載の画像信号処理回路。
【請求項８】
前記変換回路が逆ガンマ変換を行う回路であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像信号処理回路。
【請求項９】
前記表示デバイスがプラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理回路。
【請求項１０】
入力された画像信号に対して変換処理を施す変換回路と、前記変換処理後の画像信号に対して処理を行う画像信号処理回路と、この画像信号処理回路から出力された画像信号に基づいて画像を表示する表示デバイスと、を有し、前記画像信号処理回路は、前記変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して前記画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成部と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する複数の画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出部と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換えて前記表示デバイスに対して出力する置換部と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記スムージング信号生成部が、前記表示デバイスの各画素についてその画素の階調値及びこの画素の前記スムージング方向側及びその反対側に位置する画素の階調値の平均階調値を算出するものであることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記スムージング信号生成部が、前記各画素について、その画素の階調値、この画素の前記スムージング方向側に隣接する１個の画素の階調値及び前記画素の前記スムージング方向の反対側に隣接する他の１個の画素の階調値の合計３個の画素の平均値を算出し、この平均値の小数点以下の位を切り上げて整数とした値を前記平均階調値とするものであることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記検出部が、前記各画素について前記変換後の階調値と前記平均階調値との差の絶対値を算出する差分絶対値算出部と、前記階調値と前記平均階調値との差の絶対値が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値が１である１個又は複数個の画素からなるパターンを抽出する対象パターン抽出部と、を有し、前記置換部が、前記絶対値が１である１個又は複数個の画素の階調値を前記平均階調値に置き換えるものであることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記検出部が、前記変換後の階調値から参照階調値を減じた第１の減算階調値を前記差分絶対値算出部に対して出力すると共に、前記平均階調値から前記参照階調値を減じた第２の減算階調値を前記差分絶対値算出部に対して出力する参照輝度レベル調整部を有し、前記差分絶対値算出部が前記第１の減算階調値と前記第２の減算階調値との差の絶対値を算出するものであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記検出部が、前記各画素について対象となる画素の前記変換前の変換前階調値とこの画素の前記スムージング方向側に隣接する画素の変換前階調値との差の絶対値及び前記対象となる画素の変換前階調値とこの画素の前記スムージング方向の反対側に隣接する画素の変換前階調値との差の絶対値の絶対値和を算出する絶対値和算出部と、前記絶対値和が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素からなるパターンを抽出する対象パターン抽出部と、を有し、前記置換部が、前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素の階調値を前記平均階調値に置き換えるものであることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記検出部が、前記変換前階調値から参照階調値を減じた減算階調値を前記絶対値和算出部に対して出力する参照輝度レベル調整部を有し、前記絶対値和算出部が前記減算階調値に基づいて前記絶対値和を算出するものであることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記変換回路が逆ガンマ変換を行う回路であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記表示デバイスがプラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
変換処理が施された画像信号に対して画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成工程と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出工程と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換える置換工程と、を有することを特徴とする画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換回路を備えた表示装置に搭載される画像信号処理回路、これを搭載した表示装置、及び画像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送等により配信される画像信号には、ブラウン管の特性に合わせたガンマ変換処理が施されている。そこで、ＰＤＰ（Plasma Display Panel：プラズマディスプレイパネル）等の発光特性がリニアである表示デバイスを備えた表示装置においては、配信される画像信号に施されたガンマ変換処理を解消するために、逆ガンマ変換処理が必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２０５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。図１（ａ）は、横軸に逆ガンマ変換前の画像信号の階調値をとり、縦軸に逆ガンマ変換後の画像信号の階調値をとって、逆ガンマ変換前後における８ビットの階調値の変化を示すグラフ図であり、（ｂ）はその高階調側の領域１００を示す拡大図である。図１（ａ）に示すように、逆ガンマ変換前後における階調値の変化を示す曲線の傾きは、低階調側（暗部側）では小さく、高階調側（明部側）では大きい。このため、図１（ｂ）に示すように、例えば、変換前の階調が２５３階調から２５４階調に１階調変化すると、変換後の階調は２５０階調から２５２階調の２階調変化する。従って、変換後の階調において、２５１階調は使用されることがない。
【０００５】
このように、逆ガンマ変換においては、高階調側で変換前の階調が１階調変化すると、変換後の階調が２乃至３階調変化してしまうため、ＰＤＰ等の発光特性がリニアである表示デバイスは、明部において、入力値に対して過剰な分解能を持つことになる。従来、この明部における過剰な分解能は、そのまま不必要な階調として使用されずにいるため、表示デバイスの階調性能を十分に発揮できていない。
【０００６】
また、逆ガンマ変換後に、例えば上述の特許文献１に記載された方法によりスムージング処理を行うと、画像全体にスムージング処理が施されてしまう。このため、例えば、画像の中間階調部、暗部、文字情報等を表現する細かいパターンにもスムージング処理が施され、画像本来の解像度感が損なわれてしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、上述した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明に係る画像信号処理回路は、入力された画像信号に対して変換処理を施す変換回路、及び画像を表示する表示デバイスを備えた表示装置の画像信号処理回路において、前記変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して前記画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成部と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する複数の画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出部と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換えて前記表示デバイスに対して出力する置換部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項１０に記載の発明に係る表示装置は、入力された画像信号に対して変換処理を施す変換回路と、前記変換処理後の画像信号に対して処理を行う画像信号処理回路と、この画像信号処理回路から出力された画像信号に基づいて画像を表示する表示デバイスと、を有し、前記画像信号処理回路は、前記変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して前記画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成部と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する複数の画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出部と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換えて前記表示デバイスに対して出力する置換部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１９に記載の発明に係る画像信号処理方法は、変換処理が施された画像信号に対して画像の少なくとも一方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成工程と、前記画像から、前記表示デバイスを構成する画素のうち前記スムージング処理の方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、前記複数の画素の前記スムージング処理の方向側に隣接しこの方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、前記変換前の画像信号における前記第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と前記第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、前記第１の階調値と前記第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンを検出する検出工程と、前記パターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換える置換工程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る表示装置を示すブロック図であり、図３は、この表示装置の画像信号処理回路を示すブロック図である。
【００１２】
図２に示すように、本実施形態に係る表示装置１においては、外部から入力される画像信号に対して逆ガンマ変換を施す逆ガンマ変換回路２、逆ガンマ変換後の画像信号に信号処理を施す画像信号処理回路３、及び前記逆ガンマ変換後の画像信号に基づいて画像を表示する表示デバイス４が設けられている。画像信号は例えば８ビットのデジタル信号であり、その階調値は０乃至２５５の範囲の整数値であり、２５６階調を表現するものである。表示デバイス４は、発光特性がリニアである表示デバイスであり、例えばＰＤＰである。
【００１３】
画像信号処理回路３においては、逆ガンマ変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して、画像の少なくとも一方向、例えば水平方向に沿ってスムージング処理を施すスムージング信号生成部５が設けられている。スムージング信号生成部５は、例えば、表示デバイス４の各画素について、その対象となる画素の階調値及びこの画素の例えば水平方向両側に位置する画素の階調値の平均階調値を算出するものであり、例えば、対象画素とその両側の各１個の画素の合計３個の画素の平均値を算出し、この平均値の小数点以下の位を切り上げて整数とした値を平均階調値とするものである。
【００１４】
また、画像信号処理回路３においては、画像から信号処理の対象となるパターンを検出する検出部６が設けられている。このパターンは、表示デバイス４において、前述のスムージング方向、例えば水平方向に連続して配列された複数の画素の階調値が第１の階調値であり、この複数の画素の水平方向側に隣接し水平方向に連続して配列された他の複数の画素の階調値が第２の階調値であり、且つ、逆ガンマ変換前の画像信号における第１の階調値に相当する第１の変換前階調値と第２の階調値に相当する第２の変換前階調値との差の絶対値が１であり、逆ガンマ変換後の第１の階調値と第２の階調値との差の絶対値が２以上であるようなパターンである。例えば、水平方向に連続して配列された５個以上の画素のうち、連続して配列された３個以上の画素の第１の変換前階調値が２５３であり、連続して配列された残りの２個以上の画素の第２の変換前階調値が２５４であり、従って、その差の絶対値が１であり、逆ガンマ変換後の第１の階調値が２５０であり、第２の階調値が２５２であり、その差の絶対値が２であるようなパターンである。
【００１５】
更に、画像信号処理回路３においては、検出されたパターンを構成する画素のうち、少なくとも１個の画素の階調値をスムージング処理後の階調値、例えば、前述の平均階調値である２５１に置き換えて表示デバイス４に対して出力する置換部７が設けられている。
【００１６】
以下、検出部６の構成をより詳細に説明する。図３に示すように、検出部６においては、スムージング信号生成部５から逆ガンマ変換後の階調値及び算出された平均階調値が入力される参照輝度レベル調整部８、この参照輝度レベル調整部８の出力信号が入力される差分絶対値算出部９、及びこの差分絶対値算出部９の出力信号が入力される対象パターン抽出部１０が設けられている。
【００１７】
参照輝度レベル調整部８には、予め外部から参照階調値が入力される。参照階調値は例えば１２８である。参照輝度レベル調整部８は、逆ガンマ変換後の階調値から参照階調値を減じた第１の減算階調値を差分絶対値算出部９に対して出力すると共に、平均階調値から参照階調値を減じた第２の減算階調値を差分絶対値算出部９に対して出力するものである。このとき、第１及び第２の減算階調値は０以上の整数しかとれず、逆ガンマ変換後の階調値から参照階調値を減じた値、及び平均階調値から参照階調値を減じた値が負の値となるときは、第１及び第２の減算階調値は夫々０となる。従って、逆ガンマ変換後の階調値及び平均階調値が参照階調値以下であるときは、第１及び第２の減算階調値は夫々０となる。
【００１８】
また、検出部６においては、表示デバイス４の各画素について逆ガンマ変換後の階調値と平均階調値との差の絶対値を算出する差分絶対値算出部９が設けられている。具体的には、差分絶対値算出部９は、第１の減算階調値と第２の減算階調値との差の絶対値を算出するものである。更に、検出部６においては、差分絶対値算出部９により算出された絶対値が０である画素及びこの画素のスムージング処理方向側に隣接し前記絶対値が１である１個又は複数個の画素からなるパターン、即ち、前記絶対値が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるパターンを抽出する対象パターン抽出部１０が設けられている。そして、この抽出されたパターンについての情報が、置換部７に対して出力されるようになっている。
【００１９】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。この表示装置の動作は、本実施形態に係る画像信号処理回路の動作、即ち、本実施形態に係る画像信号処理方法を含むものである。図４（ａ）及び（ｂ）は、横軸にスムージング方向における画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、画像信号処理回路の動作を示すグラフ図であり、（ａ）は信号処理前の画像信号を示し、（ｂ）は信号処理後の画像信号を示す。
【００２０】
先ず、図２に示すように、表示装置１の外部から、逆ガンマ変換回路２に画像信号が入力されると、逆ガンマ変換回路２が、この画像信号に対して逆ガンマ変換を施して、画像信号処理回路３のスムージング信号生成部５に対して出力する。このとき、図４（ａ）に示すように、スムージング信号生成部５に入力された画像信号においては、水平方向に連続して配列された５個以上の画素のうち、連続して配列された３個以上の画素の階調値が２５０であり、連続して配列された残りの２個以上の画素の階調値が２５２であるものとする。
【００２１】
次に、スムージング信号生成部５が、この逆ガンマ変換後の画像信号に対して、画像の少なくとも一方向、例えば水平方向に沿ってスムージング処理を施す。スムージング信号生成部５は、例えば、表示デバイス４の各画素について、対象画素及びその両側の各１個の画素の合計３個の画素の平均値を算出し、この平均値の小数点以下の位を切り上げて整数とした値を平均階調値とする。そして、スムージング信号生成部５は、スムージング処理を施していない画像信号及びスムージング処理後の信号の双方を、置換部７及び参照輝度レベル調整部８に対して出力する。参照輝度レベル調整部８には、予め外部から参照階調値が入力されている。
【００２２】
次に、参照輝度レベル調整部８が、逆ガンマ変換後の階調値から参照階調値を減じた第１の減算階調値を算出して差分絶対値算出部９に対して出力する。また、平均階調値から参照階調値を減じた第２の減算階調値を算出して差分絶対値算出部９に対して出力する。そして、差分絶対値算出部９が、表示デバイス４の各画素について第１の減算階調値と第２の減算階調値との差の絶対値を算出することにより、逆ガンマ変換後の階調値と平均階調値との差の絶対値を算出する。その後、対象パターン抽出部１０が、差分絶対値算出部９により算出された絶対値が０である画素及びこの画素のスムージング処理方向側に隣接し前記絶対値が１である１個又は複数個の画素からなるパターン、即ち、前記絶対値が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるパターンを抽出する。これにより、検出部６が画像から信号処理の対象となる前述のようなパターンを検出する。そして、この検出されたパターンを構成する画素のうち、前記絶対値が「１」となる画素についての情報を、置換部７に対して出力する。
【００２３】
次に、置換部７が、前記絶対値が「１」となる画素の階調値をスムージング処理後の階調値に置き換えて表示デバイス４に対して出力する。これにより、図４（ｂ）に示すように、階調値が２５０である画素のうち、階調値が２５２である画素に隣接する画素の階調値が、２５１に変化する。これにより、スムージングが行われる。そして、表示デバイス４が、一部がスムージング処理後の信号に置き換えられた画像信号に基づいて、画像を表示する。
【００２４】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る表示装置１においては、スムージング信号生成部５が逆ガンマ変換後の画像信号に対してスムージング処理を施し、検出部６が画像から前述のパターン、即ち、逆ガンマ変換によって変換前の１階調差が変換後に２階調差以上となるようなパターンを検出し、置換部７がこのパターンを構成する画素のうち少なくとも１個の画素の階調値を前記スムージング処理後の階調値に置き換えることにより、逆ガンマ変換後の階調表現において従来使用されていなかった階調を利用してスムージング処理を行うことができる。これにより、画像の明部における階調表現をより滑らかにすることができ、表示装置の画質を向上させることができる。
【００２５】
また、このとき、画像における前記パターン以外の領域にはスムージング処理が施されないため、スムージング処理前の画質を損なうことがない。これにより、画像の中間階調部、暗部、細かいパターンにより表現される情報等にはスムージング処理が行われず、画像本来の解像度感は失われない。このように、本実施形態によれば、逆ガンマ変換を行う表示装置において表示デバイスの階調性能を十分に引き出すことができる。
【００２６】
また、本実施形態においては、参照輝度レベル調整部８が、逆ガンマ変換後の階調値から参照階調値を減じた第１の減算階調値を算出すると共に、平均階調値から参照階調値を減じた第２の減算階調値を算出し、差分絶対値算出部９が、表示デバイス４の各画素について第１の減算階調値と第２の減算階調値との差の絶対値を算出することにより、逆ガンマ変換後の階調値及び平均階調値が参照階調値以下であるときに、第１及び第２の減算階調値を夫々０とし、逆ガンマ変換後の階調値と平均階調値との差の絶対値を０とすることができる。これにより、逆ガンマ変換後の階調値及び平均階調値が参照階調値よりも大きい明部についてのみ、前述のパターンを検出することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図である。本実施形態においては、前述の第１の実施形態に係る表示装置（図２参照）と比較して、検出部６の替わりに検出部１６が設けられている点が異なっている。即ち、本実施形態は、前述の信号処理の対象となるパターンを検出するための構成が、前述の第１の実施形態と異なっている。
【００２８】
図５に示すように、画像信号処理回路１３の検出部１６においては、逆ガンマ変換前の画像信号が入力され、逆ガンマ変換前の変換前階調値から参照階調値を減じた減算階調値を算出する参照輝度レベル調整部１８が設けられている。また、検出部１６においては、参照輝度レベル調整部１８から減算階調値が入力される絶対値和算出部１１が設けられている。絶対値和算出部１１は、表示デバイス４の各画素について対象となる画素の減算階調値と、この画素のスムージング方向、例えば水平方向両側に隣接する２個の画素の減算階調値との差の絶対値を夫々求め、この２つの絶対値の和を算出するものである。
【００２９】
また、検出部１６においては、絶対値和算出部１１から前記絶対値和が入力され、この絶対値和が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素からなるパターン、即ち、前記絶対値和が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるパターンを抽出する対象パターン抽出部１２が設けられている。そして、この抽出されたパターンを構成する画素のうち、前記絶対値和が「１」である画素についての情報が、置換部７に対して出力されるようになっている。本実施形態に係る上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３０】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。本実施形態における逆ガンマ変換部２、置換部７及び表示デバイス４の動作は、前述の第１の実施形態と同じである。また、スムージング信号生成部５は、スムージング処理前及び処理後の信号を、検出部１６に対しては出力せず、置換部７に対してのみ出力するようになっている。スムージング信号生成部５の上記以外の動作は、前述の第１の実施形態と同じである。そこで、以下、検出部１６の動作について説明する。
【００３１】
先ず、図５に示すように、検出部１６の参照輝度レベル調整部１８に逆ガンマ変換前の画像信号が入力される。そして、参照輝度レベル調整部１８が、逆ガンマ変換前の変換前階調値から参照階調値を減じた減算階調値を算出し、その結果を絶対値和算出部１１に対して出力する。
【００３２】
次に、絶対値和算出部１１が、表示デバイス４の各画素について対象となる画素の減算階調値と、この画素の水平方向両側に隣接する２個の画素の減算階調値との差の絶対値を夫々求め、この２つの絶対値の和を算出する。このとき、変換前階調値が両側の画素と等しい画素については、前記絶対値和が「０」となり、変換前階調値が片側に隣接する画素と１だけ異なる画素については、前記絶対値和が「１」となり、変換前階調値が片側に隣接する画素と２以上異なる画素及び両側に隣接する画素の双方と異なる画素については、前記絶対値和が「２」以上となる。そして、絶対値和算出部１１は、この絶対値和を対象パターン抽出部１２に対して出力する。
【００３３】
次に、対象パターン抽出部１２が、前記絶対値和が０である画素及びこの画素の前記スムージング方向側に隣接し前記絶対値和が１である１個又は複数個の画素からなるパターン、即ち、前記絶対値和が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるパターンを抽出する。そして、この抽出されたパターンを構成する画素のうち、前記絶対値和が「１」である画素についての情報を、置換部７に対して出力する。そして、置換部７が、前記絶対値が「１」となる画素の階調値をスムージング処理後の階調値に置き換えて表示デバイス４に対して出力する。これにより、変換前階調値が緩やかに変化する領域についてのみ、スムージング処理を施すことができる。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３４】
なお、前述の第１及び第２の実施形態においては、参照輝度レベル調整部を設け、明部についてのみパターンを検出する例を示したが、本発明はこれに限定されず、参照輝度レベル調整部を省略し、画像全体についてパターンの検出をしてもよい。この場合も、最終的に表示デバイスに入力される画像信号は、参照輝度レベル調整部を設けた場合と同じになる。
【００３５】
また、前述の第１及び第２の実施形態においては、スムージング方向を水平方向とし、画像の水平方向についてスムージング処理を行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、スムージング方向を画像の垂直方向としてもよい。又は、水平方向及び垂直方向の双方について、スムージング処理を行ってもよい。
【００３６】
更に、前述の第１及び第２の実施形態においては、表示デバイスとしてＰＤＰを使用し、逆ガンマ変換回路を備えた表示装置の例を示したが、本発明はこれに限定されず、画像信号を変換することにより使用されない階調が発生してしまう表示装置に対して、広く適用することができる。例えば、表示デバイスの発光特性が略リニアであり、逆ガンマ変換回路を備えた表示装置に適用することができる。
【００３７】
更にまた、前述の第１及び第２の実施形態ではモノクロの画像信号について説明したが、カラーの画像信号の場合は１画素分の信号が複数の色画像信号から形成されている。通常、１画素分の信号は、赤、緑、青の３色の画像信号から形成されている。このような場合は、各色の画像信号の夫々について、上述の各実施形態のような処理を行うことができる。これは、以下の実施例についても同様である。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施例について説明する。図６は、本実施例に係る表示装置を示すブロック図であり、図７は、この表示装置の画像信号処理回路を示すブロック図である。図６に示すように、本実施例に係る表示装置２１においては、表示装置２１の外部から入力されたデジタルの画像信号に対して逆ガンマ変換を施す逆ガンマ変換回路２２と、この逆ガンマ変換回路２２から逆ガンマ変換後の画像信号が入力され、この画像信号に対して処理を施す画像信号処理回路２３と、この画像信号処理回路２３から出力された画像信号に基づいて画像を表示する表示デバイス２４が設けられている。表示デバイス２４は例えばＰＤＰである。
【００３９】
また、画像信号処理回路２３においては、逆ガンマ変換回路２２から入力された画像信号に信号処理を施して表示デバイス２４に対して出力する画像処理回路部２５と、この画像信号回路部２５から画像信号が入力され、この画像信号から信号処理の対象となるパターンを検出すると共に、この検出したパターンに基づいて画像信号回路部２５を制御する検出／制御回路部２６が設けられている。
【００４０】
また、図７に示すように、画像処理回路部２５においては、３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８が相互に並列に設けられており、逆ガンマ変換回路２２から逆ガンマ変換後の画像信号が並列に入力されるようになっている。３タップ平均値生成部２７は、対象画素を中心に、例えば水平方向においてその対象画素の両隣に位置する計３画素の平均値を算出する回路であり、算出結果に小数点以下の数値が生じた場合は、これを切り上げて整数化し出力するものである。以下、この出力値を平均階調値Ｂという。また、遅延回路２８は、３タップ平均値生成回路２７と等価な遅延時間を実現する遅延回路である。以下、遅延回路２８から出力される画像信号を画像信号Ａという。
【００４１】
また、画像処理回路部２５においては、遅延回路２９が設けられている。この遅延回路２９は、遅延回路２８から画像信号Ａが入力され、３タップ平均値生成部２７から平均階調値Ｂが入力され、この画像信号Ａ及び平均階調値Ｂに、検出／制御回路部２６と等価な遅延時間を付加して出力するものである。更に、遅延回路２９から画像信号Ａ及び平均階調値Ｂが入力され、出力を切り替えることにより、いずれか一方を表示デバイス２４に対して出力する置換部としての切替回路３０が設けられている。
【００４２】
一方、検出／制御回路部２６においては、３タップ平均値生成部２７から平均階調値Ｂが入力され、遅延回路２８から画像信号Ａが入力される参照輝度レベル調整部３１が設けられている。参照輝度レベル調整部３１には、予め設定されて外部から入力された参照階調値が記憶されている。そして、参照輝度レベル調整部３１は、画像信号Ａから参照階調値を減算して第１の減算階調値Ｃを算出して出力すると共に、平均階調値Ｂから参照階調値を減算して第２の減算階調値Ｄを算出して出力するものである。
【００４３】
また、検出／制御回路部２６においては、参照輝度レベル調整部３１の出力信号、即ち、減算階調値Ｃ及びＤが入力される差分絶対値算出部３２、差分絶対値算出部３２の出力信号が入力される対象パターン抽出部３３、対象パターン抽出部３３の出力信号が入力され、画像処理回路部２５の切替回路３０に対して制御信号を出力する回路選択信号生成部３４が設けられている。
【００４４】
差分絶対値算出部３２は、減算階調値Ｃと減算階調値Ｄとの差の絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）を算出し、これを対象パターン抽出部３３に対して出力するものである。対象パターン抽出部３３は、例えば水平方向において、絶対値が０である画素の直後に絶対値が１である画素が連続して存在するパターン、即ち、絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるパターンを抽出するものである。
【００４５】
このパターンは、本実施例においてスムージング処理の対象となる対象パターンであり、輝度変化が緩やかな領域である。このため、この対象パターンは以下のように定義されている。以下、相互に隣接し階調値が相互に異なる１対の画素の境界を変化点という。
（１）変化点まで、３画素以上連続して同一の階調値である。
（２）変化点以後、２画素以上連続して同一の階調値である。
（３）変化点の階調差が２階調又は３階調である。
【００４６】
上記（３）の定義は、逆ガンマ変換前に１階調であった階調差が、逆ガンマ変換後には最大で３階調差となることによる。このような定義によれば、この特徴を持つパターンの階調は、変化点において３階調以上の変化がなく、且つ、変化点に接する画素の両隣に位置する画素のどちらかが変化点に接する画素と同じ階調である。このため、変化点において、３タップ平均値の計算結果は、中心画素との階調差が２階調である場合は、２／３＝０．６７である。０．６７は小数点以下切り上げの処理により１となる。また、中心画素との階調差が３階調である場合、３／３＝１である。このことから、輝度変化が緩やかであると定義したエリアの画像信号（原信号）と３タップ平均値との差は常に「１」となる。また、変化点までに、３画素以上の連続したデータが存在するため、変化点直前の３タップ平均値と画像信号（原信号）とは相互に等しくなり、その差は「０」である。そして、対象パターン抽出部３３は、絶対値の配列が、「０、１」、「０、１、１」又は「０、１、１、１」、・・・等、０の直後に１が連続して存在するエリアを対象パターンとして定義し、これを抽出する。
【００４７】
また、回路選択信号生成部３４は、切替回路３０に対して制御信号を出力するものである。この制御信号は、切替回路３０に対して、対象パターン抽出部３３が対象パターンとして抽出したパターンを構成する複数の画素のうち、前記差の絶対値が「１」である画素については、出力を３タップ平均値生成回路２７から出力された平均階調値Ｂに切り替えさせ、それ以外の画素については、出力を遅延回路２８から出力された画像信号Ａに切り替えさせるものである。切換回路３０は、回路選択信号生成部３４から出力された制御信号に基づいて、表示デバイス２４に対する出力を切り替えるものである。
【００４８】
次に、上述の如く構成された本実施例に係る表示装置の動作について説明する。図８乃至図１０は、横軸に画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、スムージング処理の前後における階調値の変化を示すグラフ図である。なお、図８乃至図１０の横軸においては、便宜上、図示の左側から右側に向かってアドレスａ１乃至ａ５を割り当ててある。このアドレス値ａ１乃至ａ５は、画面上の任意の方向に沿って連続して配置された５個の画素の位置を表している。また、図８乃至図１０において破線で示された円は、スムージング処理を行う前の階調値を示している。
【００４９】
先ず、逆ガンマ変換後の階調差が２階調となる例について説明する。表１に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表１に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図８に示すようになる。
【００５０】
図７に示すように、８ビットのデジタル信号である画像信号が、逆ガンマ変換回路２２に入力されると、この逆ガンマ変換回路２２が画像信号に対して逆ガンマ変換を施し、３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８に対して並列に入力する。
【００５１】
このとき、表１及び図８に示すように、水平方向に連続したある５個の画素の階調値は、・・・、２５０、２５０、２５０、２５２、２５２、・・・となっているものとする。即ち、表１及び図８に示す処理例は、階調値が２５０から２５２へ２階調分変化する信号の処理例である。また、図８に示す位置ａ１の画素の左側に位置する位置ａ０の画素（図示せず）の階調値は位置ａ１と同じ２５０であり、位置ａ５の画素の右側に位置する位置ａ６の画素（図示せず）の階調値は位置ａ５と同じ２５２であるものとする。
【００５２】
【表１】
2006319793.tif 000003
【００５３】
そして、３タップ平均値生成部２７が、各画素について、対象となる画素及びその水平方向両隣に隣接する画素の平均階調値Ｂを算出する。このとき、小数点以下の位は切り上げて、整数の値とする。これにより、表１に示すように、位置ａ１及びａ２における平均階調値Ｂは２５０となり、位置ａ３における平均階調値Ｂは２５１となり、位置ａ４及びａ５における平均階調値Ｂは２５２となる。そして、３タップ平均値生成部２７は、平均階調値Ｂを遅延回路２９及び参照輝度レベル調整部３１の双方に対して出力する。
【００５４】
一方、遅延回路２８が、逆ガンマ変換回路２２から入力された画像信号Ａを、３タップ平均値生成部２７の遅延量と同じ量だけ遅延させる。そして、遅延回路２８は、画像信号Ａを遅延回路２９及び参照輝度レベル調整部３１の双方に対して出力する。
【００５５】
次に、参照輝度レベル調整部３１が、画像信号Ａから参照階調値、例えば１２８、を減算して減算階調値Ｃとして差分絶対値算出部３２に対して出力すると共に、平均階調値Ｂから参照階調値、例えば１２８、を減算して減算階調値Ｄとして差分絶対値算出部３２に対して出力する。これにより、１２８階調以上の明部を対象として以下の処理を行うことができる。
【００５６】
次に、差分絶対値算出部３２が、減算階調値Ｃと減算階調値Ｄとの差の絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）を算出する。表１に示すように、この差の絶対値は、位置ａ３の画素においては１となり、それ以外の画素においては０となる。即ち、・・・０、０、１、０、０、・・・となる。そして、この差の絶対値を、対象パターン抽出部３３に対して出力する。
【００５７】
次に、対象パターン抽出部３３が、この差の絶対値から、スムージング処理の対象となるパターンを抽出する。前述の如く、このパターンは、絶対値が「０」である１個の画素と、この画素からスムージング方向に連続して配置され絶対値が「１」である１個又は複数個の画素からなるパターンである。表１に示す例では、位置ａ２の画素における前記絶対値が「０」であり、位置ａ３の画素における前記絶対値が「１」であるため、対象パターン抽出部３３は位置ａ２及びａ３の画素が絶対値配列「０、１」を含む対象パターンであると判断し、これを抽出する。そして、この抽出結果を回路選択信号生成部３４に対して出力する。
【００５８】
次に、回路選択信号生成部３４が、ある画素が対象パターンを構成し、且つ、差の絶対値が「１」である場合には、切替回路３０に対して、３タップ平均値生成部２７から出力された平均階調値Ｂを出力するような制御信号を出力し、それ以外の場合、即ち、ある画素が対象パターンを構成するものの差の絶対値が「０」である場合、及びある画素が対象パターンを構成しない場合においては、切替回路３０に対して、遅延回路２８から出力された画像信号Ａを出力するような制御信号を出力する。
【００５９】
一方、画像処理回路部２５の遅延回路２９は、検出／制御回路部２６と等価な遅延量、即ち、画像信号Ａ及び平均階調値Ｂが参照輝度レベル調整部３１に入力されてから、回路選択信号生成部３４が制御信号を出力するまでの時間に等しい遅延量を、画像信号Ａ及び平均階調値Ｂに付加して、切替回路３０に対して出力する。
【００６０】
次に、切替回路３０が、回路選択信号生成部３４から入力された制御信号に基づいて、表示デバイス２４に対する出力を切り替える。即ち、表１に示す例では、位置ａ３の画素については、平均階調値Ｂを出力し、それ以外の画素については、画像信号Ａを出力する。換言すれば、画像信号Ａを、位置ａ３の画素についてのみ、平均階調値Ｂに置き換える。これにより、表１及び図８に示すように、切替回路３０から出力される画像信号（表１に示す「出力信号」）において、位置ａ３に位置する画素の階調値は２５１となる。
【００６１】
この結果、連続した画素における階調値が・・・２５０、２５０、２５０、２５２、２５２、・・・であった画像信号は、・・・２５０、２５０、２５１、２５２、２５２、・・・となって、画像信号処理回路２３から出力される。そして、表示デバイス４が、この出力信号に基づいて画像を表示する。これにより、図８に示すように、２５０階調と２５２階調との間の変化点において、２５０階調の信号を２５１階調の信号で置き換えることにより、階調差を補間することができる。このように、従来使用されることがなかった２５１階調を有効に利用して、滑らかな階調表現を行うことができる。
【００６２】
次に、逆ガンマ変換後の階調差が３階調となる例について説明する。表２に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表２に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図９に示すようになる。表２及び図９に示すように、連続した画素における逆ガンマ変換後の階調値は、・・・、２５２、２５２、２５５、２５５、２５５、・・・であり、変化点の階調差が３階調であるとする。なお、表示装置２１の定性的な動作は、前述の表１及び図８を使用して説明した動作と同様であるため説明を省略し、以下、定量的な動作についてのみ説明する。
【００６３】
【表２】
2006319793.tif 000004
【００６４】
表２に示すように、逆ガンマ変換回路２２から出力された画像信号Ａの階調値は、・・・、２５２、２５２、２５５、２５５、２５５、・・・である。３タップ平均値生成部２７がこの画像信号に基づいて生成する平均階調値Ｂは、・・・、２５２、２５３、２５４、２５５、２５５、・・・である。従って、参照輝度レベル調整部３１に入力された参照階調値が１２８である場合、画像信号Ａから参照階調値を減じた減算階調値Ｃは、・・・、１２４、１２４、１２７、１２７、１２７、・・・となり、平均階調値Ｂから参照階調値を減じた減算階調値Ｄは、・・・、１２４、１２５、１２６、１２７、１２７、・・・となる。
【００６５】
従って、差分絶対値算出部３２が算出する減算階調値Ｃ及びＤの差の絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）は、・・・、０、１、１、０、０、・・・となる。そして、対象パターン抽出部３３は、絶対値の配列が「０、１、１」となるパターン、即ち、位置ａ１、ａ２及びａ３の３個の画素からなるパターンを、対象パターンとして抽出する。この結果、回路選択信号生成部３４が、切替回路３０に対して、前記パターンを構成する画素のうち絶対値が「１」である画素、即ち、位置ａ２及びａ３の画素については平均階調値Ｂを出力し、それ以外の画素については画像信号Ａを出力するような制御信号を出力する。これにより、切替回路３０の出力信号において、位置ａ１乃至ａ５の画素の階調値は、・・・、２５２、２５３、２５４、２５５、２５５、・・・となる。この結果、図９に示すように、位置ａ２と位置ａ３との間の階調値が２５２から２５５に変化する変化点において、位置ａ２の階調値を２５２から２５３に増加させ、位置ａ３の階調値を２５５から２５４に低減させることができる。これにより、画像の階調差を補間することができ、より滑らかな階調表現が可能となる。
【００６６】
次に、逆ガンマ変換後の階調差が４階調となる例について説明する。表３に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表３に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図１０に示すようになる。表３及び図１０に示すように、連続した画素における逆ガンマ変換後の階調値は、・・・、２４６、２４６、２５０、２５０、２５０、・・・であり、変化点において２４６階調から２５０階調へ４階調分の階調変化を持つとする。表３に示すように、逆ガンマ変換回路２２から出力された画像信号Ａの階調値は、・・・、２４６、２４６、２５０、２５０、２５０、・・・であり、３タップ平均値生成部２７がこの画像信号に基づいて生成する平均階調値Ｂは、・・・、２４６、２４８、２４９、２５０、２５０、・・・である。従って、参照輝度レベル調整部３１に入力された参照階調値が１２８である場合、画像信号Ａから参照階調値を減じた減算階調値Ｃは、・・・、１１８、１１８、１２２、１２２、１２２、・・・となり、平均階調値Ｂから参照階調値を減じた減算階調値Ｄは、・・・、１１８、１２０、１２１、１２２、１２２、・・・となる。
【００６７】
【表３】
2006319793.tif 000005
【００６８】
従って、差分絶対値算出部３２が算出する減算階調値Ｃ及びＤの差の絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）は、・・・、０、２、１、０、０、・・・となる。このため、対象パターン抽出部３３は、画像中に絶対値の配列が「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるような対象パターンは含まれていないと判定する。この結果、切替回路３０は、全ての画素について、画像信号Ａを出力する。このように、階調差が４階調以上である変化点については、逆ガンマ変換前に１階調差であった変化点が逆ガンマ変換によって４階調差に拡大したのではなく、元々逆ガンマ変換前の階調差が２階調以上であったと判定し、この変化点におけるスムージング処理は行わない。
【００６９】
このように、本実施例によれば、３タップ平均値生成部が逆ガンマ変換後の画像信号から平均階調差Ｂを算出し、検出／制御回路部２６が画像信号Ａ及び平均階調値Ｂを利用して画像から前述の対象パターンを検出し、切替回路３０がこの対象パターンを構成する画素のうち絶対値（｜Ｃ−Ｄ｜）が「１」となる画素の階調値として平均階調値Ｂを出力することにより、従来使用されることがなかった階調値を利用して、逆ガンマ変換により階調差が２階調以上となった変化点について、スムージング処理を行うことができる。一方、前記変化点以外の領域については、スムージング処理を行わないため、スムージング処理前の画質、即ち、画像本来の階調感を損なうことがない。これにより、本実施例によれば、逆ガンマ変換を行う表示装置において表示デバイスの階調性能を十分に引き出すことができる。
【００７０】
また、本実施例においては、参照輝度レベル調整部３１が、画像信号Ａから減算階調値Ｃを算出し、平均階調値Ｂから減算階調値Ｄを算出し、差分絶対値算出部３２が、表示デバイス４の各画素について減算階調値Ｃ及びＤとの差の絶対値を算出することにより、画像信号Ａ及び平均階調値Ｂが参照階調値よりも大きい明部についてのみ、前述のパターンを検出することができる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図１１は、本実施例に係る表示装置を示すブロック図である。図１１に示すように、本実施例に係る表示装置４１において、画像処理回路部の構成は、前述の第１の実施例と同様である。但し、３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８の出力信号は、遅延回路２９に対してのみ出力され、検出／制御回路部３６に対しては出力されないようになっている。以下、遅延回路２８から出力される画像信号を画像信号Ｅとし、３タップ平均値生成部２７から出力される平均階調値を平均階調値Ｆとする。
【００７２】
一方、本実施例に係る表示装置は、前述の第１の実施例と比較して、検出／制御回路部の構成が異なっている。即ち、検出／制御回路部３６においては、参照輝度レベル調整部３７と、絶対値和算出部３８と、対象パターン抽出部３９と、回路選択信号生成部４０と、が設けられている。前述の第１の実施例とは異なり、本実施例においては、参照輝度レベル調整部３７は、３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８の出力信号ではなく、逆ガンマ変換前の画像信号が入力されるようになっており、逆ガンマ変換前の画像信号の階調値、即ち、変換前階調値から、参照階調値を減算して減算階調値を算出し、これを絶対値和算出部３８に対して出力するものである。
【００７３】
絶対値和算出部３８は、減算階調値に基づいて、表示デバイス４の各画素について、対象となる画素とそのスムージング方向両側の画素との間の階調差の絶対値を夫々算出し、この２つの絶対値の和を求め、対象パターン抽出部３９に対して出力するものである。
【００７４】
対象パターン抽出部３９は、この絶対値の和に基づいて、スムージング処理の対象となる対象パターンを抽出するものである。この対象パターンは、前記絶対値の和が、「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」等、「０」の直後に「１」が連続して存在するパターンである。前述の第１の実施例と同様に、スムージング処理を行いたい領域は輝度変化が緩やかな領域であるが、本実施例では、前述の第１の実施例とは異なり、逆ガンマ変換前の画像信号を使用して対象パターンの検出を行うため、この対象パターンは以下のように定義する。
（１）変化点までに、３画素以上連続して同一の階調値である。
（２）変化点以後、２画素以上連続して同一の階調値である。
（３）変化点の階調差が１階調である。
【００７５】
この定義によれば、変化点において、変化点に隣接する画素に対して、この画素の両側に隣接する画素との階調差の絶対値の和は１となる。また、変化点直前の画素の１個手前の画素は、この画素及びその両隣の画素で同一データが連続しているため、隣接画素差分の絶対値和は「０」となる。以上のことから、対象パターン抽出部３９は、絶対値和が「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」等、０の直後に１が連続して存在するエリアを対象パターンとして定義し、これを抽出する。そして、この抽出結果を回路選択信号生成部４０に対して出力する。
【００７６】
回路選択信号生成部４０は、対象パターンとして抽出されたパターンにおいて、絶対値和が「１」となった場合にのみ、切換回路３０を遅延回路２９の３タップ平均値生成回路に接続される配線に接続されるように切り換えて、切換回路３０から画像信号Ｅが出力されるようにする制御信号を生成し、それ以外の場合には、切換回路３０を遅延回路２９の遅延回路２８に接続される配線に接続されるように切り替えて、切換回路３０から平均階調値Ｆが出力されるようにする制御信号を生成し、切換回路３０に対して出力するものである。
【００７７】
次に、本実施例に係る表示装置の動作について説明する。先ず、逆ガンマ変換後の階調差が２階調となる例について説明する。表４に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表４に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図９に示す階調値と同じになる。先ず、図１１に示すように、逆ガンマ変換前の画像信号が、逆ガンマ変換回路２２及び参照輝度レベル調整部３７に並列に入力される。このとき、表４に示すように、位置ａ１乃至ａ５に位置する各画素の逆ガンマ変換前の階調値は、・・・、２５３、２５３、２５３、２５４、２５４、・・・であるとする。また、参照階調値は１２８であるとする。
【００７８】
【表４】
2006319793.tif 000006
【００７９】
本実施例における逆ガンマ変換回路２２、画像処理回路部２５及び表示デバイス４の動作は、前述の第１の実施例と同様である。即ち、逆ガンマ変換回路２２が画像信号を逆ガンマ変換し、この信号を３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８に対して並列に出力する。表４に示すように、逆ガンマ変換後の階調値は、・・・、２５０、２５０、２５０、２５２、２５２、・・・となる。次に、３タップ平均値生成部２７は、この画像信号から３タップの平均階調値Ｆを生成し、遅延回路２９に対して出力する。このとき、平均階調値Ｆは、・・・、２５０、２５０、２５１、２５２、２５２、・・・となる。また、遅延回路２８は、画像信号に３タップ平均値生成部２７と等価な遅延量を付加して、画像信号Ｅとして遅延回路２９に対して出力する。このとき、３タップ平均値生成部２７及び遅延回路２８は、その出力信号を検出／制御回路部２６に対しては出力しない。そして、遅延回路２９は、画像信号Ｅ及び平均階調値Ｆに検出／制御回路部２６と等価な遅延量を付加して、切替回路３０に対して出力する。
【００８０】
一方、検出／制御回路部２６においては、参照輝度レベル調整部３７が変換前階調値から参照階調値を減算し、減算階調値を算出する。表４に示すように、減算階調値は、・・・、１２５、１２５、１２５、１２６、１２６、・・・となる。これにより、１２８階調以上の明部を対象として以後の処理を行うことができる。そして、この減算階調値を、絶対値和算出部３８に対して出力する。
【００８１】
次に、絶対値和算出部３８が、各画素について、対象画素の減算階調値とその両隣の画素の減算階調値との差の絶対値を求め、その絶対値の和を求める。表４に示すように、この絶対値和は、・・・、０、０、１、１、０、・・・となる。そして、この絶対値和を対象パターン抽出部３９に対して出力する。
【００８２】
次に、対象パターン抽出部３９が、この絶対値和から、スムージング処理の対象となるパターンを抽出する。前述の如く、このパターンは、絶対値和が「０」である１個の画素と、この画素からスムージング方向に連続して配置され絶対値和が「１」である１個又は複数個の画素からなるパターンである。表４に示す例では、位置ａ２における絶対値和が「０」であり、位置ａ３及びａ４における絶対値和が「１」である。即ち、位置ａ２乃至ａ４の画素において、「０、１、１」となる絶対値和の配列が実現する。このため、対象パターン抽出部３９は、位置ａ２乃至ａ４の３個の画素からなるパターンが対象パターンであると判断し、これを抽出する。そして、この抽出結果を回路選択信号生成部４０に対して出力する。
【００８３】
次に、回路選択信号生成部４０が、対象パターンを構成する画素、即ち、位置ａ２乃至ａ４の画素において、絶対値和が「１」である場合に、切替回路３０に対して平均階調値Ｆを出力させるような制御信号を出力し、それ以外の場合に、切替回路３０に対して画像信号Ｅを出力させるような制御信号を出力する。
【００８４】
この結果、切替回路３０が、回路選択信号生成部３９から入力された制御信号に基づいて、表示デバイス２４に対する出力を切り替える。即ち、表４に示す例では、位置ａ３及びａ４の画素については、平均階調値Ｆを出力し、それ以外の画素については、画像信号Ｅを出力する。これにより、表４及び図８に示すように、切替回路３０から出力される画像信号（表４に示す「出力信号」）において、位置ａ３に位置する画素の階調値は２５１となる。
【００８５】
この結果、連続した画素における階調値が・・・２５０、２５０、２５０、２５２、２５２、・・・であった画像信号は、・・・２５０、２５０、２５１、２５２、２５２、・・・の出力信号となって、画像信号処理回路２３から出力される。そして、表示デバイス４が、この出力信号に基づいて画像を表示する。これにより、図８に示すように、２５０階調と２５２階調との間の変化点において、２５０階調の信号を２５１階調の信号で置き換えることにより、階調差を補間することができる。
【００８６】
次に、逆ガンマ変換後の階調差が３階調となる例について説明する。表５に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表５に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図９に示す階調値と同じになる。表５及び図９に示すように、連続した画素における逆ガンマ変換前の階調値は、・・・、２５４、２５４、２５５、２５５、２５５、・・・であるとする。なお、表示装置４１の定性的な動作は、前述の表４及び図８を使用して説明した動作と同様であるため説明を省略し、以下、定量的な動作についてのみ説明する。
【００８７】
【表５】
2006319793.tif 000007
【００８８】
表５に示すように、逆ガンマ変換回路２２から出力された画像信号Ｅの階調値は、・・・、２５２、２５２、２５５、２５５、２５５、・・・である。３タップ平均値生成部２７がこの画像信号に基づいて生成する平均階調値Ｆは、・・・、２５２、２５３、２５４、２５５、２５５、・・・である。
【００８９】
一方、変換前階調値から参照階調値（１２８）を減じた減算階調値は、・・・、１２６、１２６、１２７、１２７、１２７、・・・となる。従って、絶対値和算出部３８が算出する絶対値和は、・・・、０、１、１、０、０、・・・となる。そして、対象パターン抽出部３９は、絶対値和の配列が「０、１、１」となるパターン、即ち、位置ａ１乃至ａ３の３個の画素からなるパターンを、対象パターンとして抽出する。この結果、回路選択信号生成部４０が、切替回路３０に対して、この対象パターンを構成する画素のうち絶対値が「１」である画素、即ち、位置ａ２及びａ３の画素については平均階調値Ｆを出力し、それ以外の画素については画像信号Ｅを出力するような制御信号を出力する。これにより、切替回路３０の出力信号において、位置ａ１乃至ａ５の画素の階調値は、・・・、２５２、２５３、２５４、２５５、２５５、・・・となる。
【００９０】
この結果、図９に示すように、逆ガンマ変換後の画像データでは、位置ａ２と位置ａ３との間の階調値が２５２から２５５に変化する変化点において、位置ａ２の階調値を２５２から２５３に増加させ、位置ａ３の階調値を２５５から２５４に低減させることができる。これにより、画像の階調差を補間することができ、より滑らかな階調表現が可能となる。
【００９１】
次に、逆ガンマ変換後の階調差が４階調となる例について説明する。表６に、処理対象となる画素群における階調値その他の各数値の一例を示す。また、表６に示す処理例におけるスムージング処理前後の階調値は、図１０に示す階調値と同じになる。表６及び図１０に示すように、連続した画素における逆ガンマ変換前の階調値は、・・・、２５１、２５１、２５３、２５３、２５３、・・・であるとする。表６に示すように、逆ガンマ変換回路２２から出力された画像信号Ｅの階調値は、・・・、２４６、２４６、２５０、２５０、２５０、・・・となる。３タップ平均値生成部２７がこの画像信号に基づいて生成する平均階調値Ｆは、・・・、２４６、２４８、２４９、２５０、２５０、・・・である。
【００９２】
【表６】
2006319793.tif 000008
【００９３】
一方、変換前階調値から参照階調値（１２８）を減じた減算階調値は、・・・、１２３、１２３、１２５、１２５、１２５、・・・となる。従って、絶対値和算出部３８が算出する絶対値和は、・・・、０、２、２、０、０、・・・となる。このため、対象パターン抽出部３９は、画像中に絶対値の配列が「０、１」、「０、１、１」、「０、１、１、１」、・・・等となるような対象パターンは含まれていないと判定する。この結果、切替回路３０は、全ての画素について、画像信号Ｅを出力する。このように、逆ガンマ変換前の階調差が２階調以上である変化点については、スムージング処理を行わない。
【００９４】
このように、本実施例によれば、逆ガンマ変換前の画像信号に基づいて、スムージング処理の対象となるパターンを検出することができる。本実施例における上記以外の効果は、前述の第１の実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】（ａ）は、横軸に逆ガンマ変換前の画像信号の階調値をとり、縦軸に逆ガンマ変換後の画像信号の階調値をとって、逆ガンマ変換前後における８ビットの階調値の変化を示すグラフ図であり、（ｂ）はその高階調側の領域１００を示す拡大図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３】この表示装置の画像信号処理回路を示すブロック図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、横軸にスムージング方向における画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、本実施形態に係る画像信号処理回路の動作を示すグラフ図であり、（ａ）は信号処理前の画像信号を示し、（ｂ）は信号処理後の画像信号を示す。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る表示装置を示すブロック図である。
【図７】この表示装置の画像信号処理回路を詳細に示すブロック図である。
【図８】横軸に画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、階調差が２階調である画像信号のスムージング処理の前後における階調値の変化を示すグラフ図である。
【図９】横軸に画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、階調差が３階調である画像信号のスムージング処理の前後における階調値の変化を示すグラフ図である。
【図１０】横軸に画素の位置をとり、縦軸に階調値をとって、階調差が４階調である画像信号のスムージング処理の前後における階調値の変化を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る表示装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９６】
１、２１、４１；表示装置
２、２２；逆ガンマ変換回路
３、１３、２３；画像信号処理回路
４、２４；表示デバイス
５；スムージング信号生成部
６、１６；検出部
７；置換部
８、１８、３１、３７；参照輝度レベル調整部
９、３２；差分絶対値算出部
１０、３３；対象パターン抽出部
１１、３８；絶対値和算出部
１２、３９；対象パターン抽出部
２５；画像処理回路部
２６；検出／制御回路部
２７；３タップ平均値生成部
２８；遅延回路
２９；遅延回路
３０；切換回路
３４、４０；回路選択信号生成部
【図１】
2006319793.tif 000009
【図２】
2006319793.tif 000010
【図３】
2006319793.tif 000011
【図４】
2006319793.tif 000012
【図５】
2006319793.tif 000013
【図６】
2006319793.tif 000014
【図７】
2006319793.tif 000015
【図８】
2006319793.tif 000016
【図９】
2006319793.tif 000017
【図１０】
2006319793.tif 000018
【図１１】
2006319793.tif 000019