(57)【要約】【課題】エッジ強調処理とRGB＋第４の色の信号処理の回路規模を縮小した表示装置を提供する。【解決手段】赤、緑、青に加えて更に輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列され、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部に対して、赤、緑、青の画像信号から第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って第４の色の画像信号を変調し、第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する。このとき、第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出し、エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御し、エッジ量を第４の色の画像信号に加算することで、表示画像のエッジを強調する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部と、
入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する画像変換部を備える信号処理部と
を具備し、
前記信号処理部は、エッジ強調処理部を備え、
前記エッジ強調処理部は、
前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出するエッジ情報抽出部と、
前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御するエッジ量制御部と、
前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算する加算部と
を備える表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記画像変換部の前段にて前記入力される赤、緑、青の画像信号にガンマ処理を施すガンマ処理部と、
前記画像変換部の後段にて前記赤、緑、青、第４の色の画像信号に逆ガンマ処理を施す逆ガンマ処理部とを備え、
前記エッジ強調処理部は、前記画像変換部から出力される第４の色の画像信号について処理を行って前記逆ガンマ処理部に出力する請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、
前記画像変換部の前段にて前記入力される赤、緑、青の画像信号にガンマ処理を施すガンマ処理部と、
前記画像変換部の後段にて前記赤、緑、青、第４の色の画像信号に逆ガンマ処理を施す逆ガンマ処理部とを備え、
前記エッジ強調処理部は、前記逆ガンマ処理部から出力される第４の色の画像信号について処理を行って前記逆ガンマ処理部の出力とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記エッジ量制御部は、前記利得を外光照度情報に基づいて決定する請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部を備える表示装置に用いられ、
入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する画像変換部を備える画像信号処理装置であって、
前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出するエッジ情報抽出部と、
前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御するエッジ量制御部と、
前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算する加算部と
を備える画像信号処理装置。
【請求項６】
さらに、前記画像変換部の前段にて前記入力される赤、緑、青の画像信号にガンマ処理を施すガンマ処理部と、
前記画像変換部の後段にて前記赤、緑、青、第４の色の画像信号に逆ガンマ処理を施す逆ガンマ処理部とを備え、
前記画像変換部から出力される第４の色の画像信号について処理を行って前記逆ガンマ処理部に出力する請求項５記載の画像信号処理装置。
【請求項７】
さらに、前記画像変換部の前段にて前記入力される赤、緑、青の画像信号にガンマ処理を施すガンマ処理部と、
前記画像変換部の後段にて前記赤、緑、青、第４の色の画像信号に逆ガンマ処理を施す逆ガンマ処理部とを備え、
前記逆ガンマ処理部から出力される第４の色の画像信号について処理を行って前記逆ガンマ処理部の出力とする請求項５記載の画像信号処理装置。
【請求項８】
前記エッジ量制御部は、前記利得を外光照度情報に基づいて決定する請求項５記載の画像信号処理装置。
【請求項９】
赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部を備える表示装置に用いられ、
入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する画像信号処理方法であって、
前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出し、
前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御し、
前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算して表示画像のエッジを強調する画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示画像のエッジを強調する表示装置、画像信号処理装置及び画像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の表示装置にあっては、その高機能化、多用途化に伴って、画像を適切な状態で表示できるように、入力画像信号によって輝度やコントラストなどを最適な状態に調整する種々の技術が開発されている。
例えば特許文献１には、入力画像信号における白輝度の割合を検出し、検出結果を輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内容の変化に対して表示画面の輝度を一定に保つことを目的とした技術が開示されている。また、特許文献２には、エッジ強調機能を用いて、エッジに対する強調の度合を画像や視環境に応じて制御することで、より高画質化、高視認性を実現できる提案が開示されている。
【０００３】
その一方、例えば特許文献３では、赤（R;Red）、緑（G;Green）、青（B;Blue）の３色に第４の色としてホワイト（W;White）を加えた４色のサブピクセルを用い、所謂RGBWそれぞれのサブピクセルを駆動することで単位ピクセルの表示を行なうRGBW表示装置が開示されている。このRFBW表示装置によれば、入力されたRGB画像信号をRGBW画像信号に変換することで、明るさが向上し、結果として消費電力を低減させることが可能となる。
【０００４】
ここで、上記RGBW表示装置において、エッジ強調を行う場合には、RGB画像信号をRGBW画像信号に変換する前に、RGB画像信号から輝度情報を抽出し、この輝度情報からエッジ情報を検出し、このエッジ情報と外光の照度情報とに基づいて上記RGB画像信号のエッジ量を制御するようにしている。この構成では、エッジ強調処理がRGBW信号処理とは全く独立しているが、いずれも輝度情報に基づいて処理されるため、回路構成を共有化して回路規模の縮小が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２９１１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９８７０号公報
【特許文献３】特許第５３８６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来のRGBの３色に第４の色を加えた表示装置では、エッジ強調処理がRGB＋第４の色の信号処理とは全く独立しており、回路構成を共有化して回路規模の縮小が望まれている。
そこで、本発明では、エッジ強調処理とRGB＋第４の色の信号処理の回路規模を縮小し、これによってコストダウンを実現し、より簡易に高機能で且つ低消費電力な表示を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の表示装置は、表示画素部と、信号処理部を備える。前記表示画素部は、赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう。前記信号処理部は、入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する画像変換部を備える。前記信号処理部は、エッジ強調処理部を備え、前記エッジ強調処理部は、前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出するエッジ情報抽出部と、前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御するエッジ量制御部と、前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算する加算部とを備える。
【０００８】
本実施形態の画像信号処理装置は、赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部を備える表示装置に用いられ、入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する画像変換部を備え、さらに、前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出するエッジ情報抽出部と、前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御するエッジ量制御部と、前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算する加算部とを備える。
赤、緑、青に加えて更に所定色の出力用サブピクセルが配列されて単位ピクセルを構成する表示画素部に対して、入力画像信号の信号レベルを伸張し、この伸張した赤、緑、青の信号から前記所定色の信号成分を抽出し、該所定色の信号レベルを決定し、この決定された所定色の信号レベルに基づいて伸張処理を行い、この伸張処理後の赤、緑、青の信号を所定の変調レベルに従って変調して前記表示画素部に出力するものとし、前記所定色の信号成分からエッジ情報を抽出し、前記エッジ情報から指定利得に基づいてエッジ量を制御し、前記エッジ量を前記所定色の信号成分に加算する。
【０００９】
本実施形態の画像信号処理方法は、赤、緑、青に加えて更に赤、緑、青より輝度の高い第４の色のサブピクセルが配列された単位ピクセルを用い、それぞれのサブピクセルを対応する色の画像信号に基づいて駆動することで単位ピクセルの表示を行なう表示画素部を備える表示装置に用いられ、入力される赤、緑、青の画像信号から前記第４の色の画像信号を生成し、指定の変調レベルに従って前記第４の色の画像信号を変調し、前記第４の色の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を前記第４の色の画像信号と共に前記表示画素部に出力する場合に、前記第４の色の画像信号からエッジ情報を抽出し、前記エッジ情報から指定の利得に基づいてエッジ量を制御し、前記エッジ量を前記第４の色の画像信号に加算して表示画像のエッジを強調する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る表示装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す表示装置の信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】図１に示す表示装置の信号処理部の他の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態と称する）について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るRGBW型の表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示すRGBW表示装置は、全体の制御を司るホストコンピュータ（プロセッサ）１、インターフェース２、信号処理部３、ゲートドライバ４、ソースドライバ５、表示画素部６、バックライト制御部７、バックライト８を備えている。
【００１２】
この構成において、インターフェース２、信号処理部３、ゲートドライバ４、ソースドライバ５、バックライト制御部７は、集積回路（IC；Integrated Circuit）の一部をなす。そして、ホストコンピュータ１から出力される被表示画像のR(Red), G(Green), B(Blue)信号は、それぞれインターフェース２を介して信号処理部３に入力画像信号Rin, Gin, Bin として供給される。
【００１３】
上記信号処理部３は、ホストコンピュータ１からインターフェース２を介して入力される画像信号Rin, Gin, Bin をRGBW信号（W(White)の追加）に変換し、出力画像信号Rout, Gout, Bout, Wout としてソースドライバ５に送出する。同時に、RGB信号からRGBW画像を表示するための垂直同期信号、水平同期信号、バックライト制御信号等の制御信号も生成し、これらの制御信号をそれぞれゲートドライバ４、ソースドライバ５、バックライト制御部７に供給する。
【００１４】
上記ゲートドライバ４は、信号処理部３からの制御信号に基づいて、表示画素部６の各画素に対応する薄膜トランジスタ（TFT；Thin Film Transistor）をオン／オフ制御する。上記ソースドライバ５は、信号処理部３からの制御信号に基づいて、その内部に備える保持部に画像信号としてのR,G,B,Wのデジタル信号を保持し、順次、表示画素部６に出力する。上記バックライト制御部７は、信号処理部３からのバックライト制御信号に基づいて、バックライト８を駆動制御する。
【００１５】
ここで、上記表示画素部６は、例えば水平方向にｍ（ｍ＝１，２，…）個、及び垂直方向にｎ（ｎ＝１，２，…）個のｍ×ｎ個からなる画素がマトリクス状に配置された液晶表示素子（LCD；Liquid Crystal Display)である。この表示画素部６は、バックライト制御部７の制御に基づいてバックライト８から射出される光の透過率を液晶層で変化させることにより、所定の情報を画像として表示することが可能となっている。
【００１６】
表示解像度の単位としての１画素は、R(Red), G(Green), B(Blue), W(White)の４画素から構成されている。以下では、RGBの３画素、更にはW画素からなる表示解像度の単位としての画素を「ピクセル」と称し、該ピクセルを構成するRGBWの各画素を「サブピクセル」と称する。RGBのサブピクセルに対応する部分には赤、緑、青の半透明のカラーフィルタが配置され、Wのサブピクセルに対応する部分には透明フィルタが配置される。
【００１７】
次に、信号処理部３の詳細について、図２を参照して説明する。
図２は、信号処理部３の構成を示すブロック図である。この図２に示されるように、信号処理部３は、ガンマ処理部３１、画像解析及びRGBW変換部（以下、画像解析部と略記する）３２、逆ガンマ処理部３３、エッジ強調処理部３４及び外光検出部３５からなる。
【００１８】
このような構成において、インターフェース２を通じて送られてきたRGB画像信号Rin, Gin, Binはガンマ曲線に沿って階調−輝度特性が圧縮されている。このため、ガンマ処理部３１に供給され、それぞれ階調−輝度特性が直線関係になるように演算されて画像情報R1, G1, B1として画像解析部３２に出力される。
【００１９】
上記画像解析部３２は、ガンマ処理された画像情報を解析し、RGBW変換に必要な情報を読み出し、該情報を用いてR1, G1, B1信号を順次R2, G2, B2, W2信号へと変換して出力する。
ここで、赤、緑、青の入力画像信号R1, G1, B1から白の画像信号W2を生成し、指定の変調レベルに従って白の画像信号W2を変調することで明るさを調整し、同時に光源（バックライト）の明るさを調整する。そして、白の画像信号の変調出力に基づいて赤、緑、青の画像信号の変調処理を行い、この変調処理後の赤、緑、青の画像信号を白の画像信号と共にR2, G2, B2, W2信号として出力する。
【００２０】
このようにして生成されたR2, G2, B2, W2信号は、逆ガンマ処理部３３で再び逆ガンマ特性を持つように演算処理され、RGBW信号Rout, Gout, Bout, Woutとして表示画素部６に送られる。
上記構成による信号処理部３において、本発明の一実施形態では、図２に示されるように、エッジ強調処理部３４及び外光検出部３５を備えている。また、上記エッジ強調処理部３４は、エッジ情報抽出部３４１、エッジ量制御部３４２及び加算部３４３を備える。
【００２１】
上記エッジ情報抽出部３４１は、画像解析部３２で得られたW2信号を取り込み、次式よりエッジ信号Yedge(n)を得る。なお、n-1, n, n+1は水平方向の画素の位置を示す。  
Yedge(n) = -1/2×W2(n-1) + W2(n) -1/2×W2(n+1)      …（１）
次に、エッジ量制御部３４２は、エッジ情報抽出部３４１で抽出されたエッジ信号Yedge(n) に外光検出部３５で検出される外光の照度情報に基づいて利得Gainを決定し、次式よりエッジ量を調整する。  
Y1edge(n) = Yedge(n) × Gain                        …（２）
上記エッジ量Y1edge(n) は加算部３４３に送られ、次式に示すように、画像解析部３２で得られたW2(n) 信号に加算され、W3(n) 信号となって逆ガンマ処理部３３に送られ、白画素のみエッジ量が増加される。  
W3(n) = W2(n) + Y1edge(n)                           …（３）
すなわち、上記実施形態の構成において、RGBW画素を持つパネルでは、白データを生成しているため、色情報を持たない白データに対してエッジ強調を行うことで、輝度情報抽出が不要になる。また、エッジ量の加算も白画素だけに行えばよいため、ＲＧＢに対して必要としていた乗算器や加算器が削減できることで、回路規模を削減することができる。
【００２２】
ところで、上記実施形態の構成では、画像解析段階で逆ガンマ処理前にエッジ強調処理を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３に示すように、逆ガンマ処理部３３の後段に、図２のエッジ強調処理部３４及び外光検出部３５を設けるようにしてもよい。
【００２３】
この場合、画像解析部３２で得られたW2信号はそのまま逆ガンマ処理部３３に送られ、逆ガンマ処理部３３で逆ガンマ処理されたW4信号がエッジ情報抽出部３４１及び加算部３４３に供給されることになる。このため、上記（１）〜（３）式は以下の（４）〜（６）式ように変更される。
【００２４】
Yedge(n) = -1/2×W3(n-1) + W3(n) -1/2×W3(n+1)      …（４）  
Y1edge(n) = Yedge(n) × Gain                        …（５）  
Wout(n) = W3(n) + Y1edge(n)                         …（６）
以上のように、本発明は、逆ガンマ処理部の後段であっても適用可能である。この場合、例えば逆ガンマ処理前では１４〜１６ビットの演算であったのに対して、逆ガンマ処理後では８〜１０ビットの演算で済むという利点がある。  
また、上記実施形態では、ＲＧＢ以外に第４の色としてWhiteを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Yellow、シアン等の比較的輝度が高い成分であれば、同様の効果を出すことが可能である。
【００２５】
また、上記実施形態では、外光検出部３５で検出される照度情報に基づいてエッジ量を調整する利得を決定するようにしたが、例えばユーザが任意に設定できるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、表示画素部が液晶表示パネルの場合について説明したが、有機ＥＬ表示パネルの場合でも同様に実施可能である。
【００２６】
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１…ホストコンピュータ（プロセッサ）、
２…インターフェース、
３…信号処理部、
３１…ガンマ処理部、３２…画像解析及びRGBW変換部（画像解析部）、３３…逆ガンマ処理部、３４…エッジ強調処理部、３４１…エッジ情報抽出部、３４２…エッジ量制御部、３４３…加算部、３５…外光検出部、
４…ゲートドライバ、
５…ソースドライバ、
６…表示画素部、
７…バックライト制御部、
８…バックライト
【図１】
2015220721.tif 000003
【図２】
2015220721.tif 000004
【図３】
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