(57)【要約】【課題】  表示性能を向上させた液晶表示装置及びその駆動方法を提供することである。【解決手段】  本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置１００は、入力されるビデオデータについて鮮鋭化処理をすることにより画像データを生成する画像処理部１１０と、画像データに基づいて表示信号を出力するソースドライバ１０４と、表示信号に基づいて画像を表示する液晶パネル１０１とを有する画像表示装置であって、ビデオデータのうち入力される順に沿って隣接する３ピクセル分のビデオデータを１×３のマトリクスフィルタ１１５で処理することにより画像信号を生成する。【選択図】  図１
2006133368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される第１の信号について鮮鋭化処理をすることにより第２の信号を生成する画像処理部と、
前記第２の信号に基づいて表示信号を出力する駆動部と、
前記表示信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、
を有する画像表示装置であって、
前記画像処理部は、前記第１の信号のうち入力される順に沿って隣接する３ピクセル分の第１の信号を１×３マトリクスのフィルタで処理することにより前記第２の信号を生成する画像表示装置。
【請求項２】
前記フィルタの両端の係数の符号は同一であり、
両端の係数の符号と中央の係数の符号とは異なり、
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の２倍より大きい請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の３〜６倍である請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の偶数倍である請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
画像表示を鮮鋭化する画像処理方法であって、
入力される順に従って隣接する３ピクセル分の第１の信号を保持するステップと、
保持した前記第１の信号について１×３マトリクスのフィルタを用い第２の信号を生成するステップと、
を有する画像処理方法。
【請求項６】
前記フィルタの両端の係数の符号は同一であり、
両端の係数の符号と中央の係数の符号とは異なり、
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の２倍より大きい請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の３〜６倍である請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の偶数倍である請求項６または７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
表示領域の端に位置するピクセルの演算処理を行う際、ピクセルがない部分の前記第１の信号の値を０として演算処理を行う請求項５〜８のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置及び画像処理方法に関し、特に、画像処理に必要な回路規模の拡大を抑制する画像表示装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの画像表示装置において画像を表示する際、表示性能の向上、コントラストの改善などのために、画像処理が行われている。画像処理の１つとして、いわゆる鮮鋭化処理（シャープネス処理）が知られている。鮮鋭化処理を行うと、ぼけた画像の輪郭をはっきりさせたり、また、鮮鋭度（シャープネス）を多少犠牲にして、高周波の雑音を除去したりすることによって、画質を向上させることが可能である。
【０００３】
広く知られているように、鮮鋭化処理には、平滑化フィルタや微分フィルタなどの周波数特性の異なる種々のフィルタが使用される。例えば、平滑化フィルタは、画像に含まれる高周波の雑音を除去するために使用される。また、微分フィルタは、高い周波数成分を強調して、画像内のエッジを強調するために使用される（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】門屋純一、「画像処理アプリケーションの作成」、Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＣＱ出版、２００４年９月号、ｐ７７−８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、鮮鋭化処理には、図４に示すように、３×３のマトリクスからなる、ハイパスフィルタ１０を用いていた。図４に示すように、このハイパスフィルタ１０は、中央の係数以外の周囲の８つの係数は同一であり、中央の係数の絶対値が周囲の係数の絶対値の和よりも大きくなっている。このフィルタを用いて、画像処理を行うと、輝度変化の大きな部分、つまり細かい部分を強調してくっきりさせることができる。
【０００５】
近年、カメラ付携帯電話や、高解像度のデジタルカメラなどの小型・軽量の画像表示装置が普及している。これらの画像表示装置において、上述した３×３のハイパスフィルタ１０を用いて鮮鋭化処理を行う場合、３ラインメモリが必要である。このため、回路規模が大きくなり、小型の画像表示装置には搭載が困難であるという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、回路規模の拡大を抑制する画像表示装置及び画像処理方法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】
【０００７】
本発明の第１の態様にかかる画像表示装置は、入力される第１の信号について鮮鋭化処理をすることにより第２の信号を生成する画像処理部と、前記第２の信号に基づいて表示信号を出力する駆動部と、前記表示信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを有する画像表示装置であって、前記画像処理部は、前記第１の信号のうち入力される順に沿って隣接する３ピクセル分の第１の信号を１×３マトリクスのフィルタで処理することにより前記第２の信号を生成するものである。これによって、回路規模の拡大を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様にかかる画像表示装置は、上記の画像表示装置において、前記フィルタの両端の係数の符号は同一であり、両端の係数の符号と中央の係数の符号とは異なるものである。また、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の２倍より大きいものである。これによって、表示性能を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第３の態様にかかる画像表示装置は、上記の画像表示装置において、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の３〜６倍であるものである。これによって、さらに表示性能を向上させることができる。
【００１０】
本発明の第４の態様にかかる画像表示装置は、上記の画像表示装置において、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の偶数倍であるものである。これによって、回路構成を簡単にすることが可能である。
【００１１】
本発明の第５の態様にかかる画像処理方法は、画像表示を鮮鋭化する画像処理方法であって、入力される順に従って隣接する３ピクセル分の第１の信号を保持するステップと保持した前記第１の信号について１×３マトリクスのフィルタを用い第２の信号を生成するステップとを有する。これによって、回路規模の拡大を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第６の態様にかかる画像処理方法は、上記の画像処理方法において、前記フィルタの両端の係数の符号は同一であり、両端の係数の符号と中央の係数の符号とは異なる。また、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の２倍より大きい。これによって、さらに表示性能を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第７の態様にかかる画像処理方法は、上記の画像処理方法において、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の３〜６倍である。これによって、さらに表示性能を向上させることが可能である。
【００１４】
本発明の第８の態様にかかる画像処理方法は、上記の画像処理方法において、前記フィルタの中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の偶数倍である。これによって、回路構成を簡単にすることが可能である。
【００１５】
本発明の第９の態様にかかる画像処理方法は、上記の画像処理方法において、表示領域の端に位置するピクセルの演算処理を行う際、ピクセルがない部分の前記第１の信号の値を０として演算処理を行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によって、回路規模の拡大を抑制した画像表示装置及び画像処理方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態について図を用いて説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００１８】
本発明の実施の形態にかかる表示装置について、図１を参照して説明する。ここでは、画像表示装置としてＴＮタイプのアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例として説明する。図１は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１００のブロック図である。液晶表示装置１００は、画像表示を行う液晶パネル１０１と、制御信号、表示データ及び電源などを供給する駆動制御回路１０２、ゲートドライバ１０３、ソースドライバ１０４、グラフィックコントローラ１０５などから構成される。
【００１９】
複数の画素から構成される表示領域を有する液晶パネル１０１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板（不図示）と対向配置される対向基板（不図示）との間に液晶を挟持した構成を有している。ＴＦＴアレイ基板には、水平方向にゲート線（走査線）、垂直方向にソース線（信号線）がそれぞれ形成されており、ゲート線とソース線の交差点付近にはＴＦＴが設けられている。また、ゲート線とソース線との間にマトリクス状に形成された複数の画素電極を有している。ＴＦＴのゲートがゲート線に、ソースがソース線に、ドレインが画素電極に、それぞれ接続される。
【００２０】
一方、対向基板上にはコモン電極及びＲ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタが形成されている。コモン電極は、実際には画素電極と対向するように対向基板の略全面に形成される透明電極である。各ゲート線にはゲートドライバ１０３から走査信号が供給される。各走査信号によって選択された１つのゲート線に接続されているすべてのＴＦＴが同時にオンとなる。そして、ソースドライバ１０４から各ソース線に表示信号が供給され、画素電極に表示信号に応じた電荷が蓄積される。
【００２１】
表示信号が書き込まれた画素電極とコモン電極との電位差に応じて、画素電極とコモン電極間の液晶の配列が変化する。これによって、バックライト（不図示）から入射される光の透過量を制御する。液晶パネル１０１の各画素は、透過する光量に応じた色の濃淡とＲＧＢいずれかの色表示によりさまざまな色合いの表示を行う。なお、モノクロ表示の場合は、カラーフィルタを設けなくてもよい。
【００２２】
駆動制御回路１０２は、電気的に液晶パネル１０１に接続される。駆動制御回路１０２は、駆動電圧生成回路１０６、走査信号制御回路１０７、表示信号制御回路１０８及びタイミング制御回路１０９などからなる。駆動電圧生成回路１０６はＤＣ／ＤＣコンバータ（不図示）を備え、外部電源から供給されるＤＣ電源から、各回路へ供給される電圧を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータからの電圧は、各伝送配線を介してゲートドライバ１０３、ソースドライバ１０４及び駆動制御回路１０２内に設けられた各ロジック回路に供給される。また、駆動電圧生成回路１０６は、コモン電極用の電圧を生成する。
【００２３】
グラフィックコントローラ１０５は、ビデオデータが記憶されているＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１２０を備えている。また、グラフィックコントローラ１０５には、画像の鮮鋭化を行う画像処理部１１０が備えられている。この画像処理部１１０及び画像処理方法については、後に詳述する。グラフィックコントローラ１０５から、駆動制御回路１０２に対して、同期信号とビデオデータに画像処理を施した画像データが転送される。転送された画像データは、表示信号制御回路１０８に入力され、表示データに変換される。
【００２４】
また、タイミング制御回路１０９には、グラフィックコントローラ１０５から同期信号が入力される。同期信号は、例えば、１画素分の表示信号の入力サイクルであるドットクロック信号、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃなどを含む。タイミング制御回路１０９は受信した信号を処理し、ゲートドライバ１０３及びソースドライバ１０４へ供給すべき各種制御信号を、必要なタイミングで出力する。
【００２５】
タイミング制御回路１０９は、ゲートドライバ１０３、ソースドライバ１０４へいくつかの種類の同期信号を含む制御信号を供給する。ゲートドライバ１０３及びソースドライバ１０４は、制御信号に従ったタイミングで、走査信号あるいは表示信号の出力を行う。
【００２６】
ゲートドライバ１０３へは、スタートパルス信号、クロック信号、及びイネーブル信号などが、タイミング制御回路１０９から走査信号制御回路１０７を介して入力される。スタートパルス信号がＯＮ信号を出力するゲート線を選択し、イネーブル信号が走査信号の出力制御を行うことによって、各ゲート線において順次ＯＮ信号が出力される。典型的には、ゲートドライバ１０３は、１行目から後段の行に向けて、各行の画素を順次走査するように走査信号を出力する。
【００２７】
ソースドライバ１０４は、液晶パネル１０１の各ソース線に対して、表示信号を供給する。タイミング制御回路１０９から指示されるタイミングで、表示信号制御回路１０８から転送される表示データに基づいて生成した表示信号を、ソース線に供給する。
【００２８】
ソースドライバ１０４から入力される表示信号が、ＴＦＴのソース／ドレインを介して画素電極に供給され、画素電極に階調に応じた表示信号を印加する。そして、画素電極と対向電極との間の液晶に電界を印加する。このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素ごとに液晶の配向状態が変化して光の透過率が変わり、画素ごとに明るさを変化させることができる。
【００２９】
ここで、図２を参照して、本実施形態にかかる画像処理部１１０について説明する。図２は、画像処理部１１０を説明するためのブロック図である。画像処理部１１０は、上述したグラフィックコントローラ１０５内に設けられたＶＲＡＭ１２０からビデオデータが入力される入力処理部１１１、鮮鋭化処理を行う演算処理部１１２、３ピクセル分のデータを保持しておく３ピクセルメモリ１１３、演算処理後の画像データ信号を出力する出力処理部１１４などを有している。
【００３０】
入力処理部１１１は、演算処理部１１２にＶＲＡＭ１２０から入力されたビデオデータを転送する。転送されたビデオデータのうち隣接する３ピクセル分のビデオデータを３ピクセルメモリ１１３で保持する。すなわち、１度に９サブピクセル分のビデオデータを保持する。その後、演算処理部１１２内でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）ごとに演算処理される。これにより、ビデオデータに基づいて鮮鋭化された画像データが生成される。そして、演算処理が施された画像データは、順次出力処理部１１４に転送され、ＲＧＢインターフェイスで１ピクセルごとにデータをまとめながら、グラフィックコントローラ１０５内のＶＲＡＭ１２０に記憶させる。この鮮鋭化処理された画像データは、上述したように表示信号制御回路１０８に転送され、表示データが生成される。
【００３１】
演算処理部１１２で用いられる鮮鋭化フィルタは、１×３のマトリクス構成とする。これによって、演算処理のために一時的に保持するビデオデータの量は３ピクセル分となるため、回路規模を小さくすることができる。したがって、携帯電話のような小型の画像表示装置においても鮮鋭化のための回路を搭載することが可能である。
【００３２】
また、鮮鋭化フィルタの係数は、例えば、[−１  ６  −１]のように[負の値  正の値  負の値]、もしくは、[１  −６  １]のように[正の値  負の値  正の値]とする。すなわち、両端の係数の符号を同一とし、両端の係数の符号と中央の係数の符号とを異なるものとする。また、中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の２倍より大きくなっている。好ましくは、中央の係数の絶対値は、両端の係数の絶対値の３〜６倍である。これによって、表示画像のエッジの部分をはっきりさせ、表示性能を向上させることができる。
【００３３】
以下に、図３に示す[−０．２５  １．５  −０．２５]の１×３の鮮鋭化フィルタ１１５を用いて鮮鋭化処理を行ったときの計算例を示す。表示画面の左端のビデオデータを１画素目がＲ１、Ｇ１、Ｂ１、２画素目がＲ２、Ｇ２、Ｂ２、３画素目がＲ３、Ｇ３、Ｂ３、・・・とする。また、表示領域の左端及び右端の演算処理においては、隣接する画素が一方側しかないので、隣接する画素のないほうのビデオデータを０として演算する。すなわち、左端の画素を演算処理する場合、３ピクセルのビデオデータのうち、左端のビデオデータが存在しない。したがって、鮮鋭化フィルタ１１５の左側の−０．２５に対応するビデオデータの値を０とする。
【００３４】
上述の鮮鋭化フィルタ１１５を用いて、ビデオデータ（Ｒ１−３、Ｇ１−３、Ｂ１−３）について鮮鋭化処理を行ったときに生成する画像データ（Ｒ１−２ｏｕｔ、Ｇ１−２ｏｕｔ、Ｂ１−２ｏｕｔ）を以下に示す。
Ｒ１ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×０＋１．５×Ｒ１＋（−０．２５）×Ｒ２｝／１
Ｇ１ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×０＋１．５×Ｇ１＋（−０．２５）×Ｇ２｝／１
Ｂ１ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×０＋１．５×Ｂ１＋（−０．２５）×Ｂ２｝／１
Ｒ２ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×Ｒ１＋１．５×Ｒ２＋（−０．２５）×Ｒ３｝／１
Ｇ２ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×Ｇ１＋１．５×Ｇ２＋（−０．２５）×Ｇ３｝／１
Ｒ２ｏｕｔ＝｛（−０．２５）×Ｂ１＋１．５×Ｂ２＋（−０．２５）×Ｂ３｝／１
・・・
ここで、各式において最後の「１」は１×３の鮮鋭化フィルタ１１５の係数の総和の絶対値である。
【００３５】
上記の１×３の鮮鋭化フィルタ１１５において、「×０．２５」は、２ビット右にシフトさせることによって計算することができる。また、「×１．５」は、元の値＋元の値を１ビット右にシフトしたものとして計算することができる。このように、鮮鋭化フィルタ１１５の中央の係数の絶対値が、両端の係数の絶対値の偶数倍とすることによって、回路の構成をより簡単にすることができる。なお、画像処理部１１０には、画像処理後の画像データが負の値になった場合などのためにエラー処理部を設けてもよい。
【００３６】
また、この鮮鋭化処理は、表示画像の輪郭のみを抽出して、その部分にだけフィルタをかけるようにしてもよい。この輪郭の抽出には、中央の係数の絶対値が両端の係数の絶対値の２倍である輪郭抽出フィルタを用いて行うことが可能である。しかし、表示画面全体に鮮鋭化処理を施すことによって、全体のコントラストが向上するため、全体にかけることが好ましい。
【００３７】
また、この画像処理のオン・オフは、ユーザの設定などに応じて切り換えることも可能である。例えば、コントラストが低い場合には、画像処理をオンとし、コントラストの高い画像を表示するようにしてもよい。また、表示している画面を他人に見られたくないときにはオフとして、コントラストの低い画像を表示するようにすることもできる。
【００３８】
なお、ここでは、グラフィックコントローラ１０５内に画像処理部１１０を回路として構成した例を示したが、これに限られず、ドライバＩＣ内に回路として構成してもよい。また、プログラム（ソフトウエア）として構成してもよい。また、本発明にかかる画像処理方法は、ＰＤＰ、有機ＥＬなどさまざまな画像表示装置に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態にかかる画像処理部を説明するためのブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかる画像処理に用いる先鋭化フィルタを示す図である。
【図４】従来の画像処理に用いるハイパスフィルタを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  液晶表示装置
１０１  液晶パネル
１０２  駆動制御回路
１０３  ゲートドライバ
１０４  ソースドライバ
１０５  グラフィックコントローラ
１０６  駆動電圧生成回路
１０７  走査信号制御回路
１０８  表示信号制御回路
１０９  タイミング制御回路
１１０  画像処理部
１１１  入力処理部
１１２  演算処理部
１１３  ３ピクセルメモリ
１１４  出力処理部
１２０  ＶＲＡＭ
【図１】
2006133368.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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