(57)【要約】映像信号を補正するための方法及び装置は、補正データの安全マージンデータとの比較を与える段階と、この比較に基づいて補正のレベルを決定する段階とを有し、映像補正が与えられるが、映像信号のクリッピングは実質的に防止される。
2006510929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を補正する方法であって：
複数の補正データを与える段階；
前記補正データを安全マージンデータと比較する段階；及び
前記比較に基づいて補正のレベルを決定する段階であって、映像不均一性の補正は与えられるが、映像信号のクリッピングは実質的に防止される、段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記の補正データを与える段階は、２次元補間技術を用いて前記補正データを補間する手順、を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、記憶された安全マージンデータを補間することにより前記安全マージンデータを与える段階を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、映像の前記補正は、前記比較に基づいて、特定の映像補正のレベルに適用される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記の特定の映像補正のレベルは、映像修正安全マージンの必要最小値に等しいか又はそれより小さい、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法であって、特定の補間ブロックに対して前記補正データを決定するためにＬＣＤの限定された数の画素を評価する手順を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法であって、特定の補間ブロックに対して前記安全マージンデータを決定するためにＬＣＤの限定された数の画素を評価する手順を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項３に記載の方法であって、前記補間は二次元補間技術である、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
映像信号を補正するための装置は：
比較に基づいて映像補正のレベルを決定するために安全マージンデータと補正データと比較する補正器であって、映像補正は与えられるが、映像信号クリッピングは実質的に与えられない、補正器；
を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記安全マージンデータを記憶する安全マージン器と、前記補正データを記憶する補正係数器とを有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、前記安全マージン器及び前記補正係数器は前記補正器に各々入力され、その補正器は、前記安全マージン器及び前記補正係数器それぞれからの入力に基づいて補間されたマージン安全データ及び補間された補正データを与える、ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記比較は前記の補間された補正データと前記の補間されたマージン安全データを用いて実行される、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の装置であって、前記補正係数器はＬＣＤに映像補正の前記レベルを適用し、そして前記レベルは映像修正安全マージンの必要最小値に等しいか又はそれより小さい、ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の装置であって、前記の記憶された安全マージンデータはＬＣＤの限定された数の画素を評価することにより決定される、ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置であって、前記の補間された補正データは二次元補間技術を用いて決定される、ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、前記二次元補間技術は双線形補間技術である、ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の装置であって、前記の補間された安全マージンデータは二次元補間技術を用いて決定される、ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、前記二次元補間技術は双線形補間技術である、ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、カラーディスプレイのための映像処理に関し、特に、液晶（ＬＣ）カラーディスプレイを有するカラーディスプレイにおけるカラー非均一性補正を提供するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーディスプレイは多様な電子装置において用いられている。それらの電子装置には、パーソナルコンピュータのためのモニタ、テレビジョン及び他の映像ディスプレイがある。それらのディスプレイは、直視型の陰極線管装置又は投射装置であることが可能である。
【０００３】
投射装置の１つの種類は、ネマチック液晶のような液晶の光学特性に基づいている。これらの投射装置は、半導体トランジスタアレイの上部に配置された液晶の層を有することが可能である。しばしば、そのようなアレイは、液晶の層に電界を選択的に生成するために用いられるＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の１つである。それらの電界は、この材料を横断する光の変調を可能にする液晶材料分子の偏向角を変化させる。その光は反射要素により反射されることが可能であり、又はスクリーンに投射されることが可能である。どちらの場合も、変調された光は、映像画像を形成する光学要素によりスクリーンに投射される。反射の場合、投射装置は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）投射ディスプレイと呼ばれている。
【０００４】
ディスプレイの画像品質に影響を与える幾つかの因子は、解像度、輝度、コントラスト及び色深度である。解像度は、スクリーンが表示する画素数である。しばしば、解像度は
特定の画素寸法において表現される（例えば、多くのコンピュータモニタに対して８００ｘ６００）。この例においては、モニタは水平方向に８００個の画素を有し、垂直方向に６００個の画素を有する。勿論、所定の表示領域に対する画素の数が大きくならばなる程、各々の画素の領域は小さくなり、そして解像度は大きくなる。
【０００５】
色深度は、スクリーン上にどれ位多くの色を表示することができるかを規定する。一波に、色深度は２値論理（ビット）で表される。カラーディスプレイにおいて用いられる３原色の各々（赤色、青色、緑色）は色深度を表す数字、又は表示されることが可能である特定の色の色合いの数字を有する。色の数は、通常、２値の指数関数的表記法により表される（例えば、３原色の各々の２５６の色合いに対して２８（８ビット映像という））。容易に理解できるように、カラービット数が大きくなればなる程、色合いの数字は大きくなり、そして色深度は大きくなる。勿論、色深度が大きくなればなる程、表示品質は良好になる。
【０００６】
解像度、輝度、コントラスト及び色深度を、特定の所望の画像品質に対して選択することが可能である一方、特定の因子は画像品質を低下させ得る。例えば、ＬＣＯＳ投射装置における電子源及び光源の不均一性は投射された画像の品質に悪影響を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
必要なものは、映像クリッピングのような既知の補正スキームの特定の欠点を克服する補正方法及び装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示としての実施形態においては、映像信号を補正する方法は、安全マージンデータと補正データを比較する段階と、その比較に基づいて補正のレベルを決定する段階とを有する方法であり、映像補正が提供されるが、映像信号のクリッピングは実質的に防止される。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、補正データを補間する補正データ補間器と、安全マージンデータを補間する安全マージン補間器とを有する映像信号を補正するための装置に導く。補正データを安全マージンデータと比較することにより、又、映像補正のレベルの決定を可能にし、適切な映像補正が提供されるが、映像信号のクリッピングは実質的に防止される。
【００１０】
本発明については、添付図面を参照する以下の詳細説明から十分に理解できる。種々の特徴については必ずしもスケーリングして描かれていないことに留意する必要がある。実際には、寸法は、説明を容易にするために、任意に拡大縮小を施されている。
【００１１】
以下の詳細説明においては、制限的でなく、説明目的のために、特定の詳細を開示している例示としての実施形態について、本発明を通して理解することができるように説明している。しかしながら、以下に開示している特定の詳細から逸脱する他の実施形態において本発明を実行することが可能であることを、本発明の開示内容の有利点を理解することにより、当業者は理解することができるであろう。更に、周知の装置、方法及び材料についての説明は、本発明の説明を不明瞭にしないように、省略することがある。
【００１２】
簡単にいうと、本発明は、映像信号に補正データを適用することによりリアルタイムにカラー不均一補正を与えるための方法及び装置であって、不均一性の適切な補正を提供し、映像信号のクリッピングを実質的に防止する、方法及び装置を提供する。ＬＣＤパネル不均一性に対する補正は、メモリにおける色全ての画素全てに対する補正データの全ての記憶を必要としない双線形補間技術により電子的に影響を受ける。この双線形補間技術は、カラー不均一性を補償する補正係数と、補正によりもたらされる映像クリッピング現象が実質的に削除されるように映像修正の範囲を制限する映像修正の安全マージンデータとの両方を決定するために用いられる。
【００１３】
本明細書を読み進むにつれて明らかになるであろうように、例示としての実施形態の方法及び装置は、映像信号のクリッピングを防止するために安全マージンデータと各々の画素に対する補正データの比較を有する。補間された補正係数が補間された安全マージン値を上回る場合、補正のレベルはカラー不均一性補正を与えるように注意深く減少され、映像信号のクリッピングを実質的に防止するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、例示としての実施形態に従ったＬＣＤ装置１００を示している。画素のブロックの映像レベルに基づく補正安全マージン装置１０４は、補正の正（向上）及び負（低下）方向の両方における映像修正についての多くの画素の安全マージンの最小値の中から映像修正の安全マージンの必要最小値を例示的に計算する。これらのデータは、補間された補正データのために体裁よく変化する制限機能を提供するように補正装置１０２において更に空間的に補間される。
【００１５】
補正係数装置１０３は、本質的に、補正装置１０２に適用される高度に間引きされた補正データのためのメモリである。
【００１６】
ＬＣＤ装置１０１は、画像表示スクリーン１０５に光学系（図示せず）により、光学映像信号１０７を投射する。ＬＣＤ装置１０１は補正装置１０２に接続され、その接続装置は、ＬＣＤパネル不均一性のための映像不均一性の電子的補正を与える。ＬＣＤ装置は又、映像入力１０６から映像信号を受ける。ＬＣＤパネルの各々の画素に対して、それ故、画像ディスプレイスクリーン１０５、補正係数装置１０３のそれぞれの出力及び安全マージン装置１０４は補正装置１０２に入力される。補正装置１０２は補正データ及び安全マージンデータの両方を補間し、それらのデータを比較し、この比較に基づいて、修正された補正係数を生成する。その補正係数は映像に適用され、更に、ＬＣＤパネルの所定の画素のためにＬＣＤ装置に適用される。この修正された補正係数は、カラー不均一性に適切な補正を適用し、映像信号クリッピングを体裁よく防止する。
【００１７】
例示としての実施形態に従って、補正係数装置１０３の補正係数と安全マージン装置１０４の安全マージンデータの両方は、ここで、更に詳細に説明する双線形補間技術を用いて各々の映像画素に対して演算される。参照した双線形補間技術は単に例示的なものであり、他の２次元補間技術を用いることが可能であることを特記しておく。
【００１８】
補正装置１０２は、補正データ（例えば、補間器）の演算を行うために、及び必要に応じてＬＣＤを制御するために各々の画素において映像レベルを変化させるために必要な要素を有する。本明細書の説明を続けるにつれて更に明確になるであろうように、補正装置１０２による映像不均一性は、映像クリッピングを伴わない体裁の良い限定的な補正を、それ故、画像ディスプレイスクリーンにおけるより高品質の画像を提供するように達成される。
【００１９】
一般に、補正装置１０２は、映像修正により電子的色補正を提供する。この補正を達成するために、映像レベル数における各々の画素に対する輝度分布は、各々のカラーパス（ｐａｔｈ）に対して個別に評価される。理解できるように、メモリを節約するために、ＬＣＤパネルの全ての画素が評価されるのではない。そうではなく、グリッドのポイントに位置付けされた限定された数の画素が評価される。それらのグリッドのポイントは、垂直方向と水平方向の両方の所定の画素数により互いに関して間隔をおいて離されている。較正処理において、評価における特定の映像レベルに対する実際の映像に基づく輝度と予想される映像に基づく輝度との間の差が演算され、補正係数装置１０３において補正係数（小容量のメモリにおいて画素のブロック当たり１つのデータ）として記憶される。それらの記憶されたデータは、次いで、補間ブロック内のいずれの画素（ｘ，ｙ）座標のための補正係数を導き出すために、補正装置１０２により補間される。
【００２０】
図２は、本発明の例示としての実施形態に従った双線形補間スキームの原理図である。
補間ブロック２０１は、例示としての補正係数である４つの測定及び記憶された係数（２０２、２０３、２０４及び２０５）を有する。補正データ２００のマップにおけるいずれの補間ポイント（例えば補正ポイント２０５）に対する補正係数（例えば、補間係数２０６）は、２００２年６月２４日に出願された、“Ｃｏｌｏｒ  Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ”と題されたＭｉｃｈａｅｌ  Ｂｈａｔｍｕｓｔｓｋｙによる米国特許出願公開第１０／１７９，３１９号明細書に記載されている技術による電子式補正装置１０２により例示的に決定される。この出願の開示内容を援用することにより、本発明の説明を一部代替する。
【００２１】
しかしながら、演算された映像補正は、映像信号に加えられるとき、映像信号のクリッピングをもたらすその最大許容レベルを映像が上回るようにすることができる。例えば、２５５レベルの映像を考察する。特定の画素の映像レベルが１９０であり、補正係数が１００であると決定される場合、補正にこのレベルを適用することにより最大映像レベル２５５を上回る。画像ディスプレイスクリーン１０５における許容されないアーチファクトをもたらすその映像信号がクリッピングされる。
【００２２】
本発明の例示としての実施形態に従って、安全マージン装置１０４は、各々の映像画素に対して、映像クリッピングが防止されるように適用することが可能である補正の最大レベルを決定する。しかしながら、画素のブロックに対する安全マージンの最大値の絶対値を記憶するのではなく、それらのデータは安全マージン装置１０４において演算される
更に、上記のような双線形補間技術は、スムーズに変化する空間関数として各々の画層に対する安全マージンを導き出すために用いられる。例示として、各々の画素は、映像縮小化の方向における大きさ、又は補正がエンハンスメントの方向にある場合に実際の映像の値が減算されたその最大値（例えば、８ビット映像に対して２５５）に等しい映像補正の最大レベルを有する。現在の映像レベルに基づいて画素の割り当てられたそれらの２つの値の最小値は、上回らない場合に、いずれのクリッピングを生成しない安全な且つ控え目な映像修正範囲を決定する。各々の画素のための安全なマージンのデータを記憶するのではなく、それらのデータは演算されることが可能である。例えば、上記の個別の動的範囲の必要最小値は、各々の補間ブロック（例えば、補間ブロック２０１）における代表的な画素数に対して演算され、各々のブロックのための１つのデータ要素として記憶されることが可能である。代表的な画素ブロックに対してそれらの最小マージンを用いることにより、許容された映像修正を上回らないようにすることは確実であり、それ故、映像クリッピングを防止する。安全マージンデータはリアルタイムに映像信号から決定され、補正装置１０２において補間されることを特記しておく。
【００２３】
一旦、それらの安全マージンデータが集められ、ＬＣＤディスプレイの各々の補間画素ブロックに対して記憶されると、双線形補間は、映像ピクチャにおけるいずれの補間ブロックのいずれの画素のための安全マージンデータを決定するために用いられる。これらのデータは、安全マージン装置１０４において決定され、補正装置１０２に供給され、ここで、補間は、補正係数装置１０３から検索された補間された補正係数データとそれらのデータを比較すること共に実行され、それ故、カラー不均一性に対する体裁の良い限定補正が実行されることが可能である。
【００２４】
高品質の補正を与えるために、補正係数装置１０３のカラー補正データは種々の色レベルに対して得られる。例示としての実施形態においては、各々の補間ブロックのための４つの補正データが、実質的に同時に利用可能であるような方式で、補正係数装置１０３におけるメモリ装置に記憶される。それらのデータは画素ブロックにおいて空間的に補間される。同様に、安全マージンデータは、同じ画素ブロックにおいて空間的に補間される。画像スクリーンにおいて色補正を達成させるために、ディスプレイの画素位置全てを表す色補正データ及び安全マージンデータは結合された処理に対して導き出される。
【００２５】
図３は、例示としての、映像不均一性にして補正する一方、映像信号のクリッピングを実質的に防止する方法についてのフロー図である。補正係数及び安全マージンデータは、上記のようなディスプレイの各々の画素に対して得られる。次に、段階３０１に示すように、１つ又はそれ以上の画素のための補正係数（データ）及び安全マージンデータは補間により演算される。それらの演算は、ここで説明する補間を達成させる、補正係数装置１０３、安全マージンデータ装置１０４及び補正装置１０２により実行される。両方の種類のデータ（即ち、補正係数及び安全マージン）が補正装置における補間により演算された後、それらは例示としての方法の段階３０２において比較される。その比較は又、例えば、補正装置１０２により達成される。
【００２６】
段階３０３においては、補正係数が対応する補間された安全マージンに等しいか又はそれより小さい場合、補正係数は、上記において参照したＭ．Ｂａｋｈｍｕｔｓｋｙによる
米国特許出願公開第１０／１７９，３１９号明細書に記載されているものと類似する方法で、カラー不均一性を補正するように映像に適用される。補正係数が安全マージンを上回る場合、補正係数に一般に等しい縮小された補正係数が、段階３０３において適用される。それ故、クリッピングの安全マージンを上回ることはないため、映像クリッピングは実質的に防止され、カラー不均一性補正が達成される。
【００２７】
図３の例示としての方法の比較シーケンスは製造において、又は実施される装置において効果を発揮することが可能である。このために、前者の場合、製造における改善された歩留まり能力および品質保証を提供することが可能である。換言すれば、その処理は、品質制御を失敗したとき、特定のＬＣＤパネルを不適格とみなすために用いられることが可能である。この技術は、開発されたプロダクトが映像信号クリッピングを実質的に防止することを通じて画像におけるアーチファクトを防止することにより高度な画像品質を提供することを確実にすることが可能である。
【００２８】
最後に、上記の例示としての実施形態は明確な優位性を有する一方、実施することができる方法及び装置には種々の変形があることを特記しておく。例えば、上記の例示としての実施形態においては、安全マージンデータは、特定の補間ブロックのサンプリングされた画素に対する必要最小の動的範囲に対応する値を有する。しかしながら、２つのタイプの安全マージンデータは、一は拡大のために及び他は縮小のために、各々のサンプリングされた画素に対して割り当てられる（演算される）ことが可能である。それらのデータは、個別に補間され、補正（向上又は低下）の方法（符号）に基づいて映像修正を選択的に制限するために用いられることができる。
【００２９】
上記のように本発明について説明したように、当業者は多くの方法において同様に本発明の開示の有利点を有することを確認することが可能であることは明らかである。そのような多様性は、本発明の範囲及び主旨から逸脱するものとみなされるものではなく、当業者には明らかであるように、そのような修正は、同時提出の請求の範囲と法律上の同等性との範囲内において包含されるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の例示的実施形態に従った映像補正装置を示す図である。
【図２】本発明の例示的実施形態に従った、補正データの双線形補間を示す図である。
【図３】本発明の例示的実施形態に従った、クリッピングを実質的に防止する補正方法のフロー図である。
【図１】
2006510929.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006510929.tif 000005
【国際調査報告】
2006510929.tif 000006
2006510929.tif 000007