(57)【要約】【課題】本発明は、面積階調型表示装置において、ドットノイズを生じることなく中間階調を表現することを可能とする画像処理装置、ならびにこれを有する面積階調型表示装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明による画像処理装置は、Ｍビットの入力画像データを画像表示装置が表示可能なＮビットの画像データに変換して出力する画像処理装置において、前記入力画像データのうち、階調数が１以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記入力画像データの一部の階調数を、０または２Ｍ−Ｎに変換して出力する階調補正手段と、前記階調補正手段により出力される画像データにディザ処理を行なうことにより、前記Ｎビットの画像データを出力するディザ処理手段とを備えたものである。【選択図】　　　　　図１
2004126320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍビットの入力画像データを画像表示装置が表示可能なＮビットの画像データに変換して出力する画像処理装置において、
前記入力画像データのうち、階調数が１以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記入力画像データの一部の階調数を、０または２Ｍ−Ｎに変換して出力する階調補正手段と、前記階調補正手段により出力される画像データにディザ処理を行なうことにより、前記Ｎビットの画像データを出力するディザ処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
階調補正手段は、階調数が１以上ｎ以下である入力画像データの階調数を１に変換し、階調数がｍ以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記入力画像データをの階調数を２Ｍ−Ｎに変換し、前記ｍおよびｎは以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
（２Ｍ−Ｎ−１）×１／３≦ｎ＋ｍ≦（２Ｍ−Ｎ−１）×２／３
【請求項３】
階調補正手段は、階調数が２Ｍ×２／３以下である入力画像データに対し階調数を下げる階調補正処理をさらに行なう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４】
Ｍビットの入力画像データを画像表示装置が表示可能なＮビットの画像データに変換して出力する画像処理装置において、
前記入力画像データのうち、階調数が０以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記画像データの階調数を２Ｍ−Ｎに変換して出力する階調補正手段と、
前記階調補正手段により出力される画像データにディザ処理を行なうことにより、前記Ｎビットの画像データを出力するディザ処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする面積階調型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面積階調方式の画像表示装置、および当該画像表示装置に入力される画像データに対して階調補正やディザ処理を行なう画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、面積階調方式による画像表示装置の画素構成の一例を示す図である。図１１において１４１は複数の副画素からなる単色画素であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す単色画素１４１により画素が構成される。単色画素を構成する各副画素の面積比は、副画素の数をＮとすると、１：２１：２２：…：２Ｎ−２：２Ｎ−１となる。図１１では、分割数Ｎ＝４の例を示しており、この場合、各副画素の面積比は１：２：４：８となる。各副画素はオンまたはオフのいずれかの状態に駆動され、階調数に応じた面積の副画素をオン状態にすることで中間調を表現することが可能である。こうした面積階調方式による画像表示装置において各単色画素は２Ｎの階調を表現することが可能である。図１１に示す画像表示装置においては副画素の数Ｎは４であるので１６階調の表示が可能である。こうした面積階調型画像表示装置は、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３５０４３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
単一の画素により多階調を表現可能な面積階調型表示装置は、表現可能な階調数に制限があるため、画像の色合いがなだらかに変化する部分において、擬似輪郭と呼ばれる等高線上の縞模様のノイズが発生し、画質の劣化を引き起こすという問題点があった。また、面積階調方式においては、低階調部での階調の変化が大きく視認されるため、特に低階調部分において疑似輪郭が目立つ問題点があった。
【０００５】
また、前記擬似輪郭の問題を解決するためにディザ処理を施した場合、面積階調方式では、低階調部での色の変化が人間の目では大きく認識されるため、疑似輪郭の等高線状のノイズはなくなるものの、低階調部では、ディザ処理により発生するドットが目立つという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、面積階調型表示装置において、ドットノイズを生じることなく中間階調を表現することを可能とする画像処理装置、ならびにこれを有する面積階調型表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、Ｍビットの入力画像データを画像表示装置が表示可能なＮビットの画像データに変換して出力する画像処理装置において、
前記入力画像データのうち、階調数が１以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記入力画像データの一部の階調数を、０または２Ｍ−Ｎに変換して出力する階調補正手段と、前記階調補正手段により出力される画像データにディザ処理を行なうことにより、前記Ｎビットの画像データを出力するディザ処理手段とを備えたものである。
【０００８】
階調補正手段は、階調数が１以上ｎ以下である入力画像データの階調数を１に変換し、階調数がｍ以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記入力画像データをの階調数を２Ｍ−Ｎに変換し、前記ｍおよびｎは以下の関係を満たすものである。
（２Ｍ−Ｎ−１）×１／３≦ｎ＋ｍ≦（２Ｍ−Ｎ−１）×２／３。
【０００９】
階調補正手段は、階調数が２Ｍ×２／３以下である入力画像データに対し階調数を下げる階調補正処理をさらに行なうものである。
【００１０】
また、本発明による画像表示装置は、Ｍビットの入力画像データを画像表示装置が表示可能なＮビットの画像データに変換して出力する画像処理装置において、
前記入力画像データのうち、階調数が０以上２Ｍ−Ｎ−１以下である前記画像データの階調数を２Ｍ−Ｎに変換して出力する階調補正手段と、
前記階調補正手段により出力される画像データにディザ処理を行なうことにより、前記Ｎビットの画像データを出力するディザ処理手段とを備えたものである。
【００１１】
さらに、本発明による画像表示装置は、上記記載の画像処理装置を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１は、実施例１による画像処理装置を備えた面積階調型表示装置の構成を示すブロック図である。本実施例による画像処理装置は、第一のビット数変換部２、階調補正処理部３、ルックアップテーブルメモリ４、ディザパターン付加部５および第二のビット数変換部６からなるディザ処理部により構成される。第一のビット数変換部２には、入力画像データとして８ビット（２５６階調）の画像データが入力される。第二のビット数変換部６からは、４ビット（１６階調）に変換された画像データが出力され、面積階調表示パネル７へと送られる。面積階調表示パネル７は、図１１に示すような画素構成を有し、４ビット（１６階調）の階調表現が可能である。
【００１３】
以下、図１に示す画像処理装置の動作について説明する。第一のビット数変換部２は、８ビットのＲ，Ｇ，Ｂカラー画像データの下位２ビットを切り捨て、６ビットの画像データに変換する。階調補正処理部３は、ルックアップテーブルメモリ４から読み込んだ階調補正データに従い、第一のビット数変換部２により出力される画像データに階調補正処理を行なう。図２は、ルックアップテーブルメモリ４に格納される階調補正データの一例を示す図である。階調補正処理部３は、６ビットのＲ，Ｇ，Ｂ画像データの各々を、図２に示すルックアップテーブルメモリ４のインデックスナンバーと対応させ、そのインデックスナンバーに格納されている階調補正データを新たなＲ，Ｇ，Ｂデータとして出力する。ルックアップテーブルメモリは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画像データに対し、個別に設定することも可能であるが、ここでは説明を簡単にするため、同様の階調補正データを用いるものとする。階調補正処理部３は、図２に示すように、最低階調‘０’の次の階調数である‘１’を表す画像データを０として出力する。以下、画像データの階調数を‘　’により表すものとする。
【００１４】
階調補正処理部３により出力された画像データは、ディザ処理部のディザパターン付加部５に送られる。ディザパターン付加部５は、入力画像データに、例えば図３に示す２×２のディザパターンを加算する。ディザパターンが加算された入力画像データは、ディザパターン付加画像データとして第二のビット数変換部６に送られる。第２のビット数変換部６は、ディザパターン付加画像データの下位２ビットを切り捨てた、各４ビットの画像データを表示パネル７に出力する。
【００１５】
図４は、ディザ処理について説明するための模式図である。図４（ａ）は、第一のビット数変換部２により出力される６ビットの画像データの一例であり、左端において最低階調となり、右側に向かうに従い徐々に階調数が増加する（明るくなる）画像を示している。図４（ｂ）はディザパターン付加部５において画像データに付加（加算）されるディザパターンを示し、図４（ｃ）はディザパターン付加画像データを示している。図４（ｅ）は、第二のビット数変換部６により、ディザパターン付加画像データの下位２ビットを切り捨てた４ビットの画像データを示している。また、図４（ｄ）はディザ処理を行なわなかった場合の４ビット画像データを示している。ここで、図４に示す各画像データの階調数は、１０進数表記により表されている。
【００１６】
ディザ処理を行なうことにより、ディザ処理なし（図４（ｄ））では表現できない中間調を表すことが可能となるが、図４（ｅ）において破線にて示すドット状のノイズが発生する。面積階調型表示装置において、最低階調‘０’と、その次の階調‘１’の輝度差は最も大きく認識されるので、ディザ処理を施さない場合の擬似輪郭も、ディザ処理を施した場合のドット状ノイズも非常に目立つ。こうした問題を解消するため、本実施例１による画像処理装置は、階調補正処理部３において画像データの階調補正を行なう。
【００１７】
図５は、階調補正処理部３の作用について説明するための模式図である。図５（ａ）は、図４（ａ）に示す画像データに対し、階調補正処理部３において図２に示す特性による階調補正処理を行なった画像データを示している。図５（ｂ）は、階調補正後の画像データ（図４（ａ））にディザパターン（図４（ｂ））を加算したディザパターン付加画像データを示している。第二のビット数変換部６において図５（ｂ）に示す６ビットのディザパターン付加画像データの下位２ビットを切り捨てることにより、図５（ｃ）に示す４ビットの画像データが表示パネル７に出力される。
【００１８】
図５に示すように、１および４に変換された画像データについてはディザ処理が行なわれなくなるので、ディザ処理によるドット状のノイズの発生面積が減少し、良好な画像が表示される。つまり、表示階調数の少ない面積階調型画像表示装置において、ドットノイズを生じることなく中間階調を表示することができる。
【００１９】
尚、図２に示す階調補正処理の他に、階調数が‘１’または‘３’のいずれかの画像データのみを‘０’または‘４’に変換する階調補正処理を行なうようにしてもよい。また、‘１’および‘２’の画像データを‘０’としてもよく、あるいは‘２’および‘３’の画像データを‘４’に変換してもよい。つまり、ディザ処理が行なわれる階調数‘１’〜‘３’の画像データのうち、１／３〜２／３の画像データの階調数をディザ処理が行なわれない‘０’または‘４’に変換することにより、低階調部におけるドットノイズを低減することができる。
【００２０】
次に、表示パネル７の階調数をＮビットとし、Ｍビットの画像データをＮビットの画像データに変換する場合の画像処理装置について説明する（ただしＭ＞Ｎ）。
Ｍ＞Ｎ＋２の場合、第一のビット数変換部２において、入力画像データ（Ｍビット）、の下位の所定数のビットを切り捨てることにより、Ｎ＋２ビットの画像データに変換して階調補正処理部３に出力する。以降の処理は、図１に示す画像処理装置の動作と同様である。
【００２１】
Ｍ＝Ｎ＋２の場合は、第一のビット数変換部ではビット数変換を行わず、入力された画像データをそのまま色変換処理部に出力する。以降の動作は、Ｍ＞Ｎ＋２の場合と同じである。
Ｍ＝Ｎ＋１の場合は、第一のビット数変換部において、入力画像データの下位にたとえば０を追加し、Ｍ＋１ビットすなわちＮ＋２ビット画像データにビット数変換して階調補正処理部に出力する。
【００２２】
以上の処理により、８ビット以外の画像データが入力される場合や、４ビット以外の面積階調表示装置を用いる場合であっても、図１に示すのと同様の構成を用いることが可能である。
【００２３】
尚、これまでの説明では、２×２のディザパターンを付加する実施例を説明した。これは、面積階調方式表示パネルが、主に携帯電話用ディスプレイとして開発されており、携帯電話用ディスプレイには、２×２ドットのディザパターンが用いられているためである。
【００２４】
ディザパターンとしては、２×２ドットのディザパターン以外に、図６に示すような４×４（０〜１５）のディザパターンも用いられる場合がある。図６に示すディザパターンは、８ビット画像データの下位４ビットを切り捨て、４ビットの画像データに変換する場合に用いられる。この場合、階調補正処理部３においては、図７に示す階調補正データに基づく処理が行なわれる。図７に示す階調補正データによれば、階調数が‘１’〜‘１５’の入力画像データのうち、‘１’〜‘５’の画像データが‘０’に変換され、‘１０’〜‘１５’の画像データが‘１６’に変換される。
【００２５】
このように、Ｍビットの画像データをＮビットに変換する際、階調数が‘１’〜‘２Ｍ−Ｎ−１’である画像データのうち、略１／３〜２／３の階調数の画像データをディザ処理がかからない‘０’または‘２Ｍ−Ｎ’に変換することにより、ディザ処理に伴うドットノイズを生じることなく中間調を表現することができる。つまり、階調数‘１’〜‘ｎ’の画像データについては階調数‘１’の画像データに変換し、階調数‘ｍ’〜‘２Ｍ−Ｎ−１’の画像データについては階調数‘２Ｍ−Ｎ’の画像データに変換する。ここで、ｍおよびｎは、（２Ｍ−Ｎ−１）×１／３≦ｎ＋ｍ≦（２Ｍ−Ｎ−１）×２／３を満たすものとする。
【００２６】
実施例２
図８は、ルックアップテーブルメモリ４に格納される階調補正データの他の例を示す図である。図８に示す階調補正データによれば、階調数‘０’〜‘３’の入力画像データがすべて階調数‘４’の画像データに変換される。その結果、ビット数変換後、最低階調‘０’となる画像データーが全て‘１’となる。これにより、面積階調方式の画像表示装置において、輝度変化が最も大きく認識される最低階調‘０’と、その次の階調‘１’により形成される疑似輪郭やドットノイズが一切表示されなくなるため、ノイズの少ない良好な画像が得られる。
【００２７】
また、８ビット画像データの下位４ビットを切捨て、４ビットの画像データに変換する場合は、図９に示すように、階調値‘０’〜‘１５’の画像データを、全て‘１６’に変換して出力すればよい。
【００２８】
尚、Ｍビットの画像データをＮビットに変換する場合は、階調数‘０’〜‘２Ｍ−Ｎ−１’の画像データを、全て‘２Ｍ−Ｎ’に変換して出力すればよい。
【００２９】
実施例３
図１０は、ルックアップテーブルメモリ４に格納される階調補正データの他の例を示す図である。図１０に示す階調補正データによれば、最低階調付近においてはディザ処理が行なわれないよう階調数‘１’〜‘５’の画像データが‘０’に変換されて出力され、それ以上の階調数‘６’〜‘６３’の画像データについては、階調の連続性を損なわないように低階調側を下げ、高階調側を若干上げる補正が行われる。
【００３０】
これより、画像内の暗い部分の輪郭が浮いて視認される面積階調型表示装置特有の問題が解消される。また、肌色等の中間階調色の彩度を向上させることができる。肌色は中間階調色の一例であり、顔写真等での肌色は、６ビット（６４階調）の場合、Ｒの階調数はおよそ‘４４’〜‘６０’の範囲に、Ｇの階調数はおよそ‘２７’〜‘４２’の範囲に、Ｂの階調数はおよそ‘２０’〜‘３０’の範囲に分布している。従って６ビットの画像データの場合、階調数‘４２’以下の画像データについては階調数を下げ、‘４４’以上の画像データについては階調数を上げることにより、肌色の主原色であるＲとそれ以外のＧ及びＢの階調数（明るさ）差が大きくなる。これにより肌色の彩度が増加するので、良好な人物画像を表示することができる。
【００３１】
以上のように本実施例３によれば、面積階調型画像表示装置において、ディザ処理によりドットノイズを生じることなく中間階調を表現するとともに、中間階調色の彩度を上げることが可能であり、良好な画像表示を得ることができる。尚、図Ｂの構成のＭビットの画像データが入力されてＮビットの面積階調方式表示パネルに表示する場合のおいても、上記と同様の設定方法にて同様の効果が得られることは、実施例１と同様である。
【００３２】
尚、階調補正処理部３に入力される画像データのビット数をＬとすると、階調数は２Ｌとなる。この場合、階調数２Ｌ×２／３以下の画像データについては連続性を損なわないように階調数を下げればよく、コントラスト感、および中間階調色の彩度を向上することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載の画像処理装置によれば、入力画像データのうち、階調数が１〜２Ｍ−Ｎ−１である入力画像データの一部の階調数を、０または２Ｍ−Ｎに変換するので、面積階調型画像表示装置において、ドットノイズを生じることなく中間階調を表示することができる。
【００３４】
また、請求項４に記載の画像処理装置によれば、階調数が０〜２Ｍ−Ｎ−１の前記画像データを、階調数が２Ｍ−Ｎの画像データに変換するので、、面積階調型画像表示装置において、疑似輪郭やドットノイズの発生を防ぎ、良好な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理装置を備えた面積階調型表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】階調補正データの一例を示す図である。
【図３】ディザパターンの一例を示す図である。
【図４】ディザ処理について説明するための図である。
【図５】階調補正処理の効果について説明するための図である。
【図６】ディザパターンの他の例を示す図である。
【図７】階調補正データの他の例を示す図である。
【図８】階調補正データの他の例を示す図である。
【図９】階調補正データの他の例を示す図である。
【図１０】階調補正データの他の例を示す図である。
【図１１】面積階調型表示装置の画素構成を示す図である。
【符号の説明】
２　第一のビット数変換部、３　階調補正処理部、４　ルックアップテーブルメモリ、５　ディザパターン処理部、６　第二のビット数変換部、７　面積階調表示パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004126320.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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