(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部を備えたカラー表示装置であって、
入力映像信号に基づく入力信号を入力する入力回路と、
カラー信号の要素ごとに、前記入力信号のレベルと、前記表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を予め記憶する蓄積回路と、
前記入力回路が入力する入力信号を、前記蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し前記表示部へ出力する変換回路と、
表示状態の変更を指示する指示情報と、前記表示部でのカラー信号相互の輝度特性に基づき、前記表示部に表示させる画像の輝度の階調数を前記入力信号の階調数より増加させる変換テーブル情報を生成し、該変換テーブル情報を前記蓄積回路に記憶させる変換制御部と、
を備え、
前記蓄積回路が記憶する前記変換テーブル情報は、前記表示部におけるカラー信号の要素の表示特性のうち、赤と緑の２要素、または、赤と緑と青の３要素の各色をそれぞれ独立に１階調変化させた場合に変化する輝度の前記各色間の比率に応じて、補間する階調の値が定められ、
前記変換テーブル情報がディジタル値の情報として表現されている場合、前記変換回路は、カラー信号の要素毎に所定の規則で変化させた前記変換テーブル情報の最下位ｂｉｔを用いて、前記入力信号を前記カラー信号の要素毎に前記入力信号の階調を補間する階調を示す階調情報に変換する
ことを特徴とするカラー映像表示装置。
【請求項２】
表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部を備えたカラー表示装置におけるモノクロ映像表示方法であって、
入力映像信号に基づく入力信号を入力する過程と、
カラー信号の要素ごとに、前記入力信号のレベルと、前記表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を蓄積回路が記憶する過程と、
前記入力信号を、前記蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し前記表示部へ出力する過程と、
表示状態の変更を指示する指示情報と、前記表示部でのカラー信号相互の輝度特性に基づき、前記表示部に表示させる画像の輝度の階調数を前記入力信号の階調数より増加させる変換テーブル情報を生成し、該変換テーブル情報を前記蓄積回路に記憶させる過程と、
前記蓄積回路が記憶する前記変換テーブル情報は、前記表示部におけるカラー信号の要素の表示特性のうち、赤と緑の２要素、または、赤と緑と青の３要素の各色をそれぞれ独立に１階調変化させた場合に変化する輝度の前記各色間の比率に応じて、補間する階調の値が定められる過程と、
前記変換テーブル情報がディジタル値の情報として表現されている場合、前記変換回路は、カラー信号の要素毎に所定の規則で変化させた前記変換テーブル情報の最下位ｂｉｔを用いて、前記入力信号を前記カラー信号の要素毎に前記入力信号の階調を補間する階調を示す階調情報に変換する過程と
を含むことを特徴とするモノクロ映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カラー表示用の表示部を備えた表示装置を利用して、モノクロ表示での階調表示特性を多階調化するカラー映像表示装置とモノクロ映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関でＸ線写真の映像などを表示する場合には、多階調表示が可能な表示装置が求められている。それは、患者の病巣などを識別するに当たり、微妙な輝度の違いを表現できる必要があるからである。
このような用途を目的とする装置として、例えば、液晶表示装置で表示部にモノクロ表示用の表示部を採用したモノクロ表示を専用とする表示装置がある。
【０００３】
モノクロ表示専用の表示装置の表示部に使用する表示部の構造例を示す。
カラー表示用の表示部におけるカラー３原色の赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）で１つの画素を形成して表示するカラー表示用の表示部の基本構造から、カラー用のＲ・Ｇ・Ｂ発色構造を搭載しない構造としたモノクロ表示専用の表示部を備え、図５に示す駆動方法を利用することで階調特性を多階調化して表現する方法があることが知られている。
【０００４】
図６に、この方法による画素の構成を示す。
図６（ａ）は、カラー用のＲ・Ｇ・Ｂ発色構造を用いるカラー表示用の表示部３００での情報１画素相当の構造例である。また、図６（ｂ）は、Ｒ・Ｇ・Ｂ発色構造を持たないモノクロ表示用の表示部３１０の情報１画素相当の構造例である。
図６（ａ）におけるカラー表示用の表示部でのカラー３原色の発光部３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で発光する。
図６（ｂ）におけるモノクロ表示用の表示部では、Ｒ・Ｇ・Ｂ発色構造の影響を受けないため、モノクロ表示用の表示部に備える発光部３１１Ｓ１、３１１Ｓ２、３１１Ｓ３は、それぞれモノクロの３個（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の発光部として利用することもでき、組み合わせて１画素を構成する。ここで、１つの画素を複数の発光部で構成する構造は、サブピクセル構造と呼ばれている。
すなわち、各カラー信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の代わりに、１画素分の輝度情報をモノクロ信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で表すこととする。
【０００５】
図５の方法では、
【０００６】
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【０００７】
のように、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３の関係がある階調情報とした値で１画素の白の階調を表現することになる。ここで、ａの階調に対して、１階調だけ階調を上げた場合を（ａ＋１）として表す。
【０００８】
上記のａと（ａ＋１）の間に、下記の２つの階調を追加して階調レベルを補間する。
【０００９】
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ    ）
【００１０】
このような方法により、次のような階調構成をとることができる。
【００１１】
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ    ）、
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【００１２】
上記は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３には信号ごとの明るさの区別はないので、増加の順序についてどの順序に行うことでもよい。例えば、以下のように表すことができ、
（１）Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれか１つがａ＋１であり、残り２つがａである場合、階調は（ａ＋１／３）となる。
（２）Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれか２つがａ＋１であり、残り１つがａである場合、階調は（ａ＋２／３）となる。
（３）Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のすべてがａ＋１である場合、白の階調は（ａ＋１）となる。
【００１３】
このような方法により、モノクロ表示用の表示部を利用した場合では、発光部の発光の組み合わせにより３倍の階調表現が可能であった。
【００１４】
一方、カラー表示用の表示部を利用した場合で階調特性を改善する技術が知られている。この技術は、画面の表示色をブルー系の表示を行うことを目的とした技術である。（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）
【００１５】
さらに、階調処理を、表示装置のほかに複数の装置を組み合わせて実施する方法を利用したシステムが知られている。（例えば、特許文献３参照）
同システムは、表示する映像信号を出力する装置側において、同システム固有の信号に変換しているので、同システムで利用する表示装置への映像信号入力としては擬似的な映像情報を利用するものである。
【特許文献１】特開２０００−３３０５３０号公報
【特許文献２】特開２００１−０３４２３２号公報
【特許文献３】特開２００４−０２０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１、及び、特許文献２に記載の技術では、汎用性のあるカラー表示用の表示部を利用する方法であるが、特定の色調の範囲内に制限して実施する技術であるため特定の色調に依存しないモノクロの階調で表示できないという課題がある。
【００１７】
さらに、特許文献３に記載の技術では、外部に補助的な変換機能を有する装置を必要とするので、単独の表示装置により階調特性を改善する方法を提示する技術ではなく、また、変換処理が多くなるので、本来表示したい元信号からの劣化要因を発生する課題がある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、その目的は、カラー表示用の表示部を備えた表示装置を利用して、階調表示特性を多階調化するカラー映像表示装置とモノクロ映像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明は、表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部を備えたカラー表示装置であって、入力映像信号に基づく入力信号を入力する入力回路と、カラー信号の要素ごとに、前記入力信号のレベルと、前記表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を予め記憶する蓄積回路と、前記入力回路が入力する入力信号を、前記蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し前記表示部へ出力する変換回路と、表示状態の変更を指示する指示情報と、前記表示部でのカラー信号相互の輝度特性に基づき、前記表示部に表示させる画像の輝度の階調数を前記入力信号の階調数より増加させる変換テーブル情報を生成し、該変換テーブル情報を前記蓄積回路に記憶させる変換制御部と、を備え、前記蓄積回路が記憶する前記変換テーブル情報は、前記表示部におけるカラー信号の要素の表示特性のうち、赤と緑の２要素、または、赤と緑と青の３要素の各色をそれぞれ独立に１階調変化させた場合に変化する輝度の前記各色間の比率に応じて、補間する階調の値が定められ、前記変換テーブル情報がディジタル値の情報として表現されている場合、前記変換回路は、カラー信号の要素毎に所定の規則で変化させた前記変換テーブル情報の最下位ｂｉｔを用いて、前記入力信号を前記カラー信号の要素毎に前記入力信号の階調を補間する階調を示す階調情報に変換することを特徴とするカラー映像表示装置である。
【００２５】
また、本発明は、表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部を備えたカラー表示装置におけるモノクロ映像表示方法であって、入力映像信号に基づく入力信号を入力する過程と、カラー信号の要素ごとに、前記入力信号のレベルと、前記表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を蓄積回路が記憶する過程と、前記入力信号を、前記蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し前記表示部へ出力する過程と、表示状態の変更を指示する指示情報と、前記表示部でのカラー信号相互の輝度特性に基づき、前記表示部に表示させる画像の輝度の階調数を前記入力信号の階調数より増加させる変換テーブル情報を生成し、該変換テーブル情報を前記蓄積回路に記憶させる過程と、前記蓄積回路が記憶する前記変換テーブル情報は、前記表示部におけるカラー信号の要素の表示特性のうち、赤と緑の２要素、または、赤と緑と青の３要素の各色をそれぞれ独立に１階調変化させた場合に変化する輝度の前記各色間の比率に応じて、補間する階調の値が定められる過程と、前記変換テーブル情報がディジタル値の情報として表現されている場合、前記変換回路は、カラー信号の要素毎に所定の規則で変化させた前記変換テーブル情報の最下位ｂｉｔを用いて、前記入力信号を前記カラー信号の要素毎に前記入力信号の階調を補間する階調を示す階調情報に変換する過程とを含むことを特徴とするモノクロ映像表示方法である。
【発明の効果】
【００２６】
この本発明によれば、カラー映像表示装置は、表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部と、入力映像信号に基づく入力信号を入力する入力回路と、カラー信号の要素ごとに前記入力信号のレベルと表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を予め記憶する蓄積回路とを備える。さらに、入力回路が入力する入力信号を、蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し表示部へ出力する変換回路を備える構成とした。
これにより、入力映像信号の階調情報を多階調化したモノクロ映像として表示する効果がある。
【００２７】
また、本発明によれば、カラー映像表示装置における変換制御部は、表示部でのカラー信号相互の輝度特性に基づき、変換テーブル情報を生成し、変換テーブル情報を蓄積回路に記憶させることとした。
これにより、階調特性の変換特性を切り替え可能とする効果がある。
【００２８】
また、本発明によれば、カラー映像表示装置における変換制御部は、表示状態の変更を指示する指示情報と、輝度特性に基づき、変換テーブル情報を生成し、変換テーブル情報を蓄積回路に記憶させることとした。
これにより、画面の表示内容に適する表示状態とするため、複数の特性の切り替え、あるいは、特性の変更を行える効果がある。
【００２９】
また、本発明によれば、カラー映像表示装置は、表示部におけるカラー信号の要素の表示特性のうち、赤と緑の２要素、または、赤と緑と青の３要素ごとの特性を用いて生成された変換テーブル情報を記憶する蓄積回路を備えることとした。
これにより、表示部における赤と緑と青の表示特性に影響されずに、輝度の階調特性を改善する効果がある。
【００３０】
また、本発明によれば、前記変換テーブル情報が、ディジタル値の情報として表現されている場合に、前記変換回路は、最下位の１ｂｉｔを用いて階調情報の変換処理をすることとする。
これにより、回路規模を増やすことなく、階調特性を改善する効果がある。
【００３１】
また、本発明によれば、カラー映像表示装置における変換テーブル情報が、ディジタル値８ｂｉｔ以上の情報として表現されている場合において、前記変換回路は最下位の１ｂｉｔを用いて使い階調情報の変換処理をすることとする。
これにより、階調補正処理による色情報の変化を抑圧する効果がある。
【００３２】
また、本発明によれば、表示する情報１画素の面積より細かい表示画素構造を有するカラー表示用の表示部を備えたカラー表示装置におけるモノクロ映像表示方法であって、入力映像信号に基づく入力信号を入力する過程と、カラー信号の要素ごとに、前記入力信号のレベルと、前記表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけた変換テーブル情報を蓄積回路に記憶させる過程と、前記入力信号を、前記蓄積回路に記憶される変換テーブル情報を参照して変換し前記表示部へ出力する過程とを含むこととした。
これにより、入力映像信号の階調情報を多階調化したモノクロ映像として表示する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるカラー映像表示装置２００を示す概略ブロック図である。
カラー映像表示装置２００は、入力映像信号のレベルを変換する信号処理部１００と変換された映像信号を表示する表示部１０３を備える。信号処理部１００は、変換制御部１０１と変換処理部１０２とを備える。信号処理部１００において、変換制御部１０１は、変換処理部１０２が使用する変換テーブル情報を生成し、変換テーブル情報を変換処理部１０２に入力する。その生成される変換テーブル情報は、カラー信号の３要素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について、表示部でのカラー３原色の表示特性に応じた輝度の値とを対応づけられたそれぞれの情報として生成され、入力される。表示部１０３は、変換処理部１０２からの信号を受信し、表示する情報１画素分の面積より細かい表示画素構造、すなわち、サブピクセル構造を有するカラー表示用の表示部１０３で映像表示を行う。図６（ａ）に、同構造を備える表示部１０３の構造例を示す。図６（ａ）は、カラー用のＲ・Ｇ・Ｂ発色構造を用いるカラー表示用の表示部３００での情報１画素相当の構造例である。図６（ａ）におけるカラー表示用の表示部でのカラー３原色の発光部３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で発光する。
また、入力映像信号は、外部の装置、例えば、パーソナルコンピュータなどから入力される映像信号を示す。
【００３５】
変換処理部１０２は、入力回路１０２ａと蓄積回路１０２ｂと変換回路１０２ｃとを備える。変換処理部１０２において、入力回路１０２ａは、カラー映像表示装置２００に入力される入力映像信号をカラー３原色の３要素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分離して変換回路１０２ｃにディジタル信号で入力する。蓄積回路１０２ｂは、入力映像信号を表示部１０３への出力信号に変換する際に参照される変換テーブル情報、すなわち、変換制御部１０１が変換処理部１０２に入力した変換テーブル情報を記憶する。記憶される変換テーブル情報は、カラー信号の３要素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について、それぞれの情報として構成される。
変換回路１０２ｃは、入力回路１０２ａから入力される入力信号をもとに蓄積回路１０２ｂが記憶している変換テーブル情報を参照して、表示部１０３への出力信号として変換する。変換回路１０２ｃは、γ特性変換処理を行う回路である。また、変換回路１０２ｃは、γ特性変換処理をカラー映像信号としての処理を行うため、カラー信号の３要素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について、それぞれの回路で構成する。すなわち、変換回路１０２ｃは、変換回路（赤（Ｒ）要素）１０２ｃ−Ｒ、変換回路（緑（Ｇ）要素）１０２ｃ−Ｇ、変換回路（青（Ｂ）要素）１０２ｃ−Ｂで構成される。それぞれ、変換回路（赤（Ｒ）要素）１０２ｃ−Ｒは、入力される赤（Ｒ）要素の信号についての変換処理を行い、変換回路（緑（Ｇ）要素）１０２ｃ−Ｇは、入力される緑（Ｇ）要素の信号についての変換処理を行い、変換回路（青（Ｂ）要素）１０２ｃ−Ｂは、入力される青（Ｂ）要素の信号について処理をする。ここで、各要素を個別にさす場合には、例えば「変換回路（赤（Ｒ）要素）１０２ｃ−Ｒ」のように示し、３要素をまとめて説明する場合は、代表して「変換回路１０２ｃ」と示す。
【００３６】
蓄積回路１０２ｂは、変換テーブル情報としての変換テーブルを記憶する。ここで、変換テーブルは、「入力ビデオレベル」、「出力ビデオレベル」の項目を備えている。
「入力ビデオレベル」は、変換回路１０２ｃの入力信号のレベルに相当し、「出力ビデオレベル」は、変換回路１０２ｃが表示部１０３に入力する信号のレベルに相当する。
図２は、蓄積回路１０２ｂに記憶される変換テーブル情報、すなわち、変換テーブルのデータ構成を示した図である。図２に示す変換テーブルは、カラー信号の１要素、例えば、赤（Ｒ）の要素を示している。同様に、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の要素についても同様の変換テーブル情報を備える。また、図２（ａ）では、８ｂｉｔ入力・８ｂｉｔ出力での変換テーブル情報の例であり、また、図２（ｂ）では、８ｂｉｔ入力・１６ｂｉｔ出力での変換テーブル情報の例を示す。
変換制御部１０１、蓄積回路１０２ｂ、変換回路１０２ｃ、ならびに、変換テーブル情報で扱う情報は、入力ｂｉｔ数以上の出力ｂｉｔ数で扱われるのが一般的であり、通常８ｂｉｔで扱うことが多い。
以下の動作では、８ｂｉｔで表現される信号において、上位から８ｂｉｔ目で処理を行うこととして説明を行うこととする。
【００３７】
次に、第１実施形態における動作について説明する。
表示動作に先立ち、信号処理部１００における変換制御部１０１は、ユーザなどの操作による表示状態の変更指示などにより、所定のレベルに設定される。また、変換制御部１０１は、設定された所定のレベルに応じた出力ビデオレベル値を生成し、生成した出力ビデオレベルを入力ビデオレベルに対応づけた変換テーブル情報を蓄積回路１０２ｂに記録する。このとき、例えば、図２（ａ）で示す変換テーブル情報から図２（ｃ）で示す変換テーブル情報のように変更されることになる。
【００３８】
次に、入力回路１０２ａは、外部から入力されたディジタル入力映像信号をカラー３原色の３要素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分離して変換回路１０２ｃに入力する。
変換回路１０２ｃは、入力回路１０２ａから入力される入力信号を出力信号（γＬＵＴ後信号）に変換し、変換処理部１０２から表示部１０３に入力され、表示部１０３で映像が表示される。
【００３９】
次に、表示特性を規定する基礎データとなる変換テーブル情報について説明する。
変換テーブル情報は、図２に示す変換テーブルで構成される情報であり、入力信号のレベル値に対する出力信号のレベル値を規定する情報である。すなわち、変換テーブル情報は、入力ビデオレベルに対して、適正な出力ビデオレベルを決定するγ特性を規定するための基礎データであり、カラー３要素の信号変換を組み合わせると、総合的なγ特性を得ることができる。
変換テーブル情報の構成について、例えば、図２において、変換回路（赤（Ｒ）要素）１０２ｃ−Ｒで処理する場合を例にして、カラー信号の３要素のうち赤（Ｒ）要素についてのγ特性の例を代表して示す。
【００４０】
図２（ａ）では、８ｂｉｔ入力・８ｂｉｔ出力での変換テーブル情報の例であり、
入力ビデオレベルが    ０の場合、出力ビデオレベルが    ０、
入力ビデオレベルが    １の場合、出力ビデオレベルが    ０、
入力ビデオレベルが    ２の場合、出力ビデオレベルが    ０、
入力ビデオレベルが２５４の場合、出力ビデオレベルが２５３、
入力ビデオレベルが２５５の場合、出力ビデオレベルが２５５  を表す。
【００４１】
また、図２（ｂ）では、８ｂｉｔ入力・１６ｂｉｔ出力での変換テーブル情報の例であり、
入力ビデオレベルが    ０の場合、出力ビデオレベルが        ０、
入力ビデオレベルが    １の場合、出力ビデオレベルが        ０、
入力ビデオレベルが    ２の場合、出力ビデオレベルが        １、
入力ビデオレベルが２５４の場合、出力ビデオレベルが６４９７０、
入力ビデオレベルが２５５の場合、出力ビデオレベルが６５５３５  を表す。
【００４２】
この変換テーブル情報の入力ビデオレベルと出力ビデオレベルは、変換回路１０２ｃ−Ｒに入力される入力信号と同変換回路１０２ｃ−Ｒからの出力信号、すなわち、表示部１０３への入力信号の信号レベルに相当する。
つまり、この変換テーブルにより入力ビデオレベルに対する出力ビデオレベルを１：１に対応させている。
このようにして、同様に緑（Ｇ）、青（Ｂ）についても規定することで、各色の出力特性を規定できる。この規定を行うことで、出力ビデオレベルの値を合成することにより得られるモノクロ信号の輝度信号出力特性を選択することが可能となる。つまり、カラー信号の３要素毎に各入力ビデオレベルに対して出力ビデオレベルを決めることにより、階調特性を左右する特性（γ特性）を設定する。
【００４３】
ここでは、本実施形態として、上記γ特性の変換処理による階調特性の多階調化方法について説明する。すなわち、上記の変換テーブル情報の出力ビデオレベル値を提供する方法になる。一般にカラー信号の３要素のそれぞれの信号レベルをR、G、Bであらわしたときの輝度特性Ｙは、次式（１）のように表される。
【００４４】
Ｙ  ＝  ０．２２９ｘＲ  ＋  ０．５８７ｘＧ  ＋  ０．１１４ｘＢ  ・・・・（１）
【００４５】
これから、各カラー要素の輝度変換係数をＫｒ、Ｋｇ、Ｋｂとし、値を近似値で近似すると、次式（２）のように表される。
【００４６】
Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ  ＝  ３：６：１                              ・・・・（２）
【００４７】
厳密には、表示装置の特性に依存するため、上記と異なる値をとることもある。
しかし、通常どのような表示装置の場合でも同様の傾向をもつ。すなわち、その傾向は、緑（ＧＲＥＥＮ）、赤（ＲＥＤ）、青（ＢＬＵＥ）の順に影響される度合いが小さくなる傾向（ＧＲＥＥＮ＞ＲＥＤ＞ＢＬＵＥ）がある。
【００４８】
さらに、カラー表示用の表示部１０３に液晶表示パネルを利用する場合では、液晶表示パネルに搭載されるＲ・Ｇ・Ｂフィルターの特性に依存する。
例えば、Ｂフィルターの特性が、ＧフィルターとＲフィルターの特性に比べ無視しうるほど影響が少ない条件（ＧＲＥＥＮ＞ＲＥＤ＞＞ＢＬＵＥ≒０）となるものもある。
この場合における階調特性改善を行う場合について、図３に示す。
上記条件とした場合においての、各カラー要素の輝度変換係数Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂは、次式（３）のようになる。
【００４９】
Ｋｒ：Ｋｇ：Ｋｂ  ＝  ３：６：０  ＝  １：２：０                ・・・・（３）
【００５０】
図３における改善前の隣接している２つの階調レベルの間の階調レベルを補間する方法を以下に説明する。２つの階調レベルを次のように示す。
【００５１】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【００５２】
ここで、上記の式で示す「ａ」や「ａ＋１」などの値は、変換回路１０２ｃからカラー表示部１０３への各信号の出力レベルを表し、出力信号が８ｂｉｔの場合でのａの値は、０〜２５４の範囲の整数値で規定されるものとする。
【００５３】
上記のａと（ａ＋１）の間に、下記の２つの階調を追加して階調レベルを補間する方法を説明する。
【００５４】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ    ）、
【００５５】
この補間により、次のような階調特性をとることができ、階調を増やすことができる。
【００５６】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）、
【００５７】
ここで、
【００５８】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）
【００５９】
の時の白（Ｗ）の階調をａとし、その際の輝度成分をｋ（ａ）、白（Ｗ）＝ａ＋１の階調の輝度をｋ（ａ＋１）と表現すると、上記の場合で輝度成分を  Ｒ：Ｇ：Ｂの比率は、式（３）の輝度変換係数の比率と同様になるので、Ｒ：Ｇ：Ｂ  ＝  １：２：０として階調レベルの輝度成分を求めると、上から順に、
【００６０】
ｋ（ａ）、
ｋ（ａ＋１／３）、
ｋ（ａ＋２／３）、
ｋ（ａ＋１）
【００６１】
となり、改善前の特性を補完した階調レベルにより階調を３倍に増やすことができる。
【００６２】
例えば、ａ＝５０とした場合の例で示すと、
【００６３】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５０，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５０，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５１，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５１，５１）、
【００６４】
となる。上記の値を輝度に変換すると、５０と５１の間に中間階調として得られる階調から以下の値を規定できる。
【００６５】
ｋ（５０．０）、
ｋ（５０．３）、
ｋ（５０．７）、
ｋ（５１．０）
【００６６】
続いてγ特性を決定する変換テーブルに設定する値について説明する。
図４のグラフは、白の階調特性が、ａ、（ａ＋１／３）、（ａ＋２／３）、（ａ＋１）となった上記条件を利用した場合の、γ変換処理における入力値ｘに対する出力値ｙの時の輝度との関係を示す。グラフの曲線は、表示部１０３が適正な階調で表示するために必要とするγ変換特性とする。
ここで、入力値ｘと（ｘ＋１）に対する出力値は、γ特性曲線上に位置する点となり、それぞれＲ１点、Ｒ２点の値ｙｒ１とｙｒ２（例えば、ｋ（５０．２）とｋ（５０．８））をとることが適切であるが、出力値として取ることができる値は、γ変換処理後の信号として取りうる値となる。
【００６７】
なお、変換テーブルにおけるカラー３原色の出力レベルを等しくとる従来の方法により図４に記されたγ特性曲線から変換すると、その出力値には、限られた階調レベルからの選択となるため、Ｑ１点、Ｑ２点に相当するｋ（ａ）またはｋ（ａ＋１）に限られる。上記例では、ｋ（５０．０）、ｋ（５１．０）の値になる。
本実施形態では、階調レベルを上記のように増やすことができるので、補間した階調レベルが、従来の方法による階調より理想の特性値に近くなるときには、理想の特性からの誤差を少なくなる階調レベルを選択することとする。そのようにすることで、図４では、理想値に近いＰ１点、Ｐ２点を選択することになり、その階調レベルとして（ａ＋１／３）、（ａ＋２／３）である、５０．３、５０．７を得ることができる。
このため、輝度レベルとしてｋ（ａ＋１／３）、ｋ（ａ＋２／３）である、ｋ（５０．３）、
ｋ（５０．７）を得ることができる。
最適なγ特性値をもとにして、このような方法から求められる値を使って作成するγ特性の変換テーブル情報を利用する。
よって、本実施形態による方法を利用することで、階調情報を多階調化できることがわかる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、第1実施形態における表示部３の表示特性におけるＲ：Ｇ：Ｂの比率において赤と緑の特性比率が第1実施形態と異なる場合において説明する。
例えば、Ｒ：Ｇ：Ｂ  ＝  １：３：０とした場合でも、同様な手法を用いて得られる補間した輝度は、
ｋ（ａ），
ｋ（ａ＋１／４）、
ｋ（ａ＋３／４）、
ｋ（ａ＋１）
となり、若干線形性は劣化するものの、下位１ｂｉｔの変化であるため表示画面での目視における影響が表れることなくｋ（ａ）とｋ（ａ＋１）との間を補間できる。
よって、カラー表示部のＲ：Ｇ：Ｂ特性の違いがあっても、本実施形態による方法を利用することで、第1実施形態と同様に階調情報を多階調化できることがわかる。
【００６９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、第1実施形態における表示部３の表示特性におけるＲ：Ｇ：Ｂの比率においてＢの特性が無視できない場合である。すなわち、Ｂ≠０の場合の条件となる。
この場合においては、下記のように設定を行うことで、ａと（ａ＋１）との間を７段階のレベルで補間できることがわかる。
【００７０】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【００７１】
上記のａと（ａ＋１）の間に、下記の６つの階調を追加して階調レベルを補間する方法を説明する。
【００７２】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ    ）
【００７３】
この補間により、次のような階調特性をとることができる。
【００７４】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ    ，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ＋１，ａ＋１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【００７５】
仮に、Ｒ：Ｇ：Ｂの比率が、Ｒ：Ｇ：Ｂ  ＝  ３：６：１  であるとすれば、それぞれの階調による輝度成分は、次のようになる。
【００７６】
ｋ（ａ）、
ｋ（ａ＋１／１０）、
ｋ（ａ＋３／１０）、
ｋ（ａ＋４／１０）、
ｋ（ａ＋６／１０）、
ｋ（ａ＋７／１０）、
ｋ（ａ＋９／１０）、
ｋ（ａ＋１）
となり、改善前の特性を補完した階調レベルをさらに増やすことができる。
【００７７】
例えば、ａ＝５０とした場合の例で示すと、
【００７８】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５０，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５０，５１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５０，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５０，５１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５１，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５０，５１，５１）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５１，５０）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （５１，５１，５１）、
【００７９】
となる。上記の値を輝度に変換すると、５０と５１のレベルの間に中間階調として得られる階調から以下の値を規定できる。
【００８０】
ｋ（５０）、
ｋ（５０．１）、
ｋ（５０．３）、
ｋ（５０．４）、
ｋ（５０．６）、
ｋ（５０．７）、
ｋ（５０．９）、
ｋ（５１）
【００８１】
よって、カラー表示部のＲ：Ｇ：Ｂ特性の違いがあっても、実施形態による方法を利用することで、第１実施形態と同様に階調情報を多階調化できることがわかる。
【００８２】
なお、各実施形態において、外部からの映像入力信号は、１つにまとめて入力されるディジタル信号として説明した。しかし、本発明による方法においては、外部からの映像入力信号が、ＲＧＢに分離されたディジタル信号でもよく、あるいは、外部からの映像入力信号が、アナログ信号によって入力される場合には、映像入力信号が入力される入力回路１０２ａにおいて、入力されたアナログ映像入力信号からＡ／Ｄ変換を行ってディジタル値で変換回路１０２ｃに入力することとすることで応用可能である。
【００８３】
なお、各実施形態において、表示部１０３への表示は、ＲＧＢのバランスが同じであるモノクロ映像情報として表示する場合を基本として説明した。しかし、本発明による方法は、表示部１０３への表示に、ＲＧＢのバランスが同じであるモノクロ映像情報に特定するものではなく、特定のＲＧＢのバランスを持つ階調表示を行うなどの応用が可能である。その場合には、ＲＧＢのバランスを維持した状態で隣接階調間の補間を行うことで応用できる。
すなわち、ＲＧＢのバランスが同じであるモノクロ表示を行うために必要であったＲ＝Ｇ＝Ｂの条件を見直し、適当となるＲＧＢのバランスを維持した状態で隣接階調間の補間手順を踏むことで実施できる。
すなわち、補間前の階調レベルの規定値、
【００８４】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ａ    ，ａ    ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ａ＋１，ａ＋１）
【００８５】
を、以下のように見直すこととする。
例えば、表示する映像をモノクロ表示ではなく、黒から、赤みがかった白までの色で表示す例を説明する。
【００８６】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ｇ１  ，ｂ１  ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ｇ２  ，ｂ２  ）
【００８７】
ここで、ｇ１、ｇ２は、緑成分における隣接する階調を表す。また、ｂ１、ｂ２は、青成分による隣接する階調を表す。ｇ１、ｇ２は、緑成分における隣接する階調を表し、０から２５５までの整数値をとる。ｂ１、ｂ２は、青成分における隣接する階調を表し、０から２５５までの整数値をとる。
【００８８】
また、最も明るい情報を表す場合の情報は、次のようになる。
【００８９】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ｒｍａｘ，ｇｍａｘ，ｂｍａｘ）
【００９０】
ここで、ｒｍａｘ、ｇｍａｘ，ｂｍａｘは、それぞれ最も明るい情報を表すときの赤成分、緑成分、青成分の最大値を表し、０から２５５までの整数値をとる。
例としてあげた、赤系の画面を表示する場合においては、上記のｒｍａｘ、ｇｍａｘ，ｂｍａｘのなかでｒｍａｘが最大値をとることになる。すなわち、ｒｍａｘは、２５５の値に設定し、次式を得る。
【００９１】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （  ２５５，ｇｍａｘ，ｂｍａｘ）
【００９２】
また、赤成分の入力信号レベル値「ａ」を基準として、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２のそれぞれの値は、次の変換式からもとめた計算値から整数で近似して、それぞれ、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２の値とする。
【００９３】
ｇ１  ＝  ｇｍａｘ  ｘ  ａ／２５５、
ｇ２  ＝  ｇｍａｘ  ｘ  （ａ＋１）／２５５、
ｂ１  ＝  ｂｍａｘ  ｘ  ａ／２５５、
ｂ２  ＝  ｂｍａｘ  ｘ  （ａ＋１）／２５５
【００９４】
このとき、第1実施形態の条件で得られる階調と同様に補間される階調は、
【００９５】
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ｇ１  ，ｂ１  ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ｇ１  ，ｂ１  ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ    ，ｇ２  ，ｂ１  ）、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  ＝  （ａ＋１，ｇ２  ，ｂ２  ）、
【００９６】
として、得ることが可能となる。
なお、ｇｍａｘ、ｂｍａｘに設定する値や、計算結果を整数近似することにより、ｇ１とｇ２とが、あるいは、ｂ１とｂ２とが等しい値をとることになる場合が発生する。その場合には、補間できる階調レベルが減ることになるが、その成分によるもともとの階調差がない状況になるので、視覚上での影響は発生しない条件になるので問題とはならないことがわかる。したがって、上記計算により得られた値を、γ特性を規定する各色成分の階調レベルとして利用することで、他の実施形態同様、表示画面の多階調化を得ることが可能である。
また、上記は黒から赤みがかった白までの表示を例として説明したが、他の色の場合においても、基本とする色成分を赤から他の色に変更することで応用可能である。
【００９７】
なお、従来の技術では、γ特性変換処理後の結果を使って映像表示を行うと、階調不足となるので、その階調不足を補正手段として、８ｂｉｔ入力１０ｂｉｔ出力のγＬＵＴを使い、１０ｂｉｔを８ｂｉｔで表現するためにディザリング技術による補正や時間変調技術の方法としてＦＲＣ（Frame Rate Control）による補正が用いられていた。しかし、本発明を利用すると、γ特性変換処理を行う過程で必要な階調を増やすことができるので、従来必要とされていたディザリング技術やＦＲＣなどの補正技術を併用しなくても、本発明により増えた階調を利用して要求される階調特性を得ることが可能となる。
【００９８】
なお、本技術の適用を少ないｂｉｔ数（例えば６ｂｉｔなど）で表現されている情報に対し行う場合、その少ないｂｉｔ数で表現される情報の最下位の１ｂｉｔを使って処理すると、階調の補間は行えても表現される映像の色調変化が目視確認できる状態となる。しかし、８ｂｉｔ以上で表現される情報の最下位ｂｉｔでの処理であれば、本技術による色調変化は、目視で認知できる範囲外とすることができる。本実施形態では、８ｂｉｔの情報の最下位ｂｉｔでの処理として説明したが、本技術を８ｂｉｔ以上で表現される情報に対して適用することも可能である。
【００９９】
以上に説明したように、本実施形態によれば、カラー表示用の表示部を備えた表示装置を利用して、階調表示特性を多階調化したモノクロ映像表示が行えるカラー映像表示装置を提供することが可能となる。
これにより、表示部にモノクロ専用の表示部を用いなくても、入力映像信号の階調情報を多階調化したモノクロ映像として表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明による第１実施形態による構成を示す構成図である。
【図２】同実施形態における変換テーブルでの変換テーブル１０２のＲ要素の例である。
【図３】同実施形態におけるカラー表示用の表示部でのサブピクセルを利用した多階調モノクロ表示（出力ＬＵＴ）である。
【図４】γ特性と出力値の階調レベルの関係図である。
【図５】モノクロ表示用の表示部でのサブピクセルを利用した多階調モノクロ表示（出力ＬＵＴ）である。
【図６】サブピクセル構造を持つ表示部の構造図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  信号処理部
１０１  変換制御部
１０２  変換処理部
１０２ａ  入力回路
１０２ｂ  蓄積回路
１０２ｃ  変換回路
１０２ｃ―Ｒ  変換回路（赤（Ｒ）要素）
１０２ｃ−Ｇ  変換回路（緑（Ｇ）要素）
１０２ｃ−Ｂ  変換回路（青（Ｂ）要素）
１０３  表示部
２００  カラー映像表示装置  
【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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