(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青の３原色に対応する画像信号から他の１色の信号を作成する信号作成部と、画像信号に対し階調補正を行う階調補正部と、動画部分を検出する動画検出部と、動画部分と静止画部分で前記信号作成部と前記階調補正部の処理順序を変更する動画処理部を有することを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置。
【請求項２】
静止画部分においては３原色に対応する画像信号に前記階調補正部で階調補正を行った後、前記信号作成部において前記他の１色の信号を作成することを特徴とする請求項１に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置。
【請求項３】
動画部分においては３原色に対応する画像信号から前記信号作成部において前記他の１色の信号を作成した後、前記階調補正部において赤、緑、青、および前記他の１色のそれぞれの画像信号に対して独立に階調補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記動画検出部は、赤、緑、青の画像信号のうちいずれかにおいて動きが検出された部分を動画部分であると判断することを特徴とする請求項１に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置においては、図５に示すように１フィールドを赤、緑、青、白を表示する４つの期間に分割して映像表示を行う表示装置が特開平０９−９０９１６号公報で知られている。
【０００３】
この従来の装置では、例えば図６（ａ）、（ｂ）に示すようにＲＧＢ３原色映像信号（２５６階調）から、最小の階調であるもの（図６ではＧ：９６）を減じ、これを白（Ｗ）映像信号としている。
【０００４】
表示可能な階調数が少ない表示装置においては、図７に示すような回路構成を用い、誤差拡散処理やディザ処理により、入力された映像信号を少ない階調で疑似的に表現する。６００は入力信号をＲＧＢ３原色信号に変換するＲＧＢ変換回路、６０１はＲＧＢ３原色映像信号を表示可能な階調数に制限するための階調制限回路、６０２は階調制限された映像信号から疑似的に入力映像を再現するための階調補正回路、６０３は前述のようにＲＧＢ３原色信号からＷ信号を生成し、ＲＧＢＷの信号を出力する信号作成回路、６０４はフィールドメモリであり、一方に書きこむ間は他方からＲＧＢＷの順に読み出して、フィールドシーケンシャルディスプレイ６０５のソースドライバ６０６に入力する。フィールドシーケンシャルディスプレイ６０５は、１フィールドをＲＧＢＷの４つの期間に分割して表示する。階調補正回路６０２では、誤差拡散処理またはディザ処理を用いる。
【０００５】
以上の回路で、例えば図８（ａ）に示すように入力映像信号がＲ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０であるとき、階調補正後には図８（ｂ）に示すようにＲ＝２２４，Ｇ＝９６，Ｂ＝１６０となることが考えられる。ここから白信号を作成した場合には図８（ｃ）に示すようにＲ＝１２８，Ｇ＝０，Ｂ＝６４，Ｗ＝９６となり、これがディスプレイに表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＲＧＢ３原色映像信号に階調補正を行った後にＷ映像信号を生成した場合には、動画像において以下の理由により画像が劣化する。
【０００７】
誤差拡散処理は、入力映像信号と実際に表示する値との誤差を周囲の画素に所定の割合で拡散することにより所望の階調を疑似的に表示する手法である。ディザ処理は、所定の行数列数を持つディザマトリクスを映像信号に加算した後、定められた閾値を越えたものを繰り上げるという手法である。
【０００８】
これらの手法の共通点は、最適な輝度を持つ複数の画素を定められた規則で空間的に配置することにより所望の階調を得ている点である。
【０００９】
ＲＧＢ３原色映像信号のそれぞれに誤差拡散処理またはディザ処理で階調補正を行い、その後Ｗ映像信号を作った場合には、ＲＧＢＷそれぞれが単独では階調が表現されていないので、ＲＧＢＷの４つの映像が完全に重なる場合のみ入力映像を疑似的に表現できる。しかし動画を視線が追いかけて観測した場合には、ＲＧＢＷの４つの映像は空間的にずれて観測されるため、入力映像信号は正しく表現されない。また、表示可能な階調レベルが上記のように等間隔ではない場合にも画質が劣化する。
【００１０】
入力映像信号が０〜２５５までの２５６階調であり、表示可能な階調数が０、１、３、７、１３、２３、３７、５６、８２、１１５、１５５、２０２、２５５の１３階調である場合を考える。
【００１１】
図９（ａ）に示すように入力映像信号がＲ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０であるとき、誤差拡散後にはＲ＝２０２，Ｇ＝８２，Ｂ＝１５５となることが考えられる（図９（ｂ））。ここから白信号を作成した場合にはＲ＝１２０，Ｇ＝０，Ｂ＝７３，Ｗ＝８２となる（図９（ｃ））が、これらは表示可能な輝度レベルからずれている。したがって表示する際にもっとも近い値を選んだとしても、Ｒ＝１１５，Ｇ＝０，Ｂ＝８２，Ｗ＝８２となる（図９（ｄ））。これをＲＧＢに換算すると、Ｒ＝１９７，Ｇ＝８２，Ｂ＝１６４となり、誤差拡散で決定された値とずれてしまう。誤差拡散により決定された値は、少ない階調数で入力映像を疑似的に再現するために最適な値であるため、この値からずれた場合は入力された映像が再現されず、画質が劣化する。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、画質劣化の少ないシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、赤、緑、青の３原色に対応する画像信号から他の１色の信号を作成する信号作成部と、画像信号に対し階調補正を行う階調補正部と、動画部分を検出する動画検出部と、動画部分と静止画部分で前記信号作成部と前記階調補正部の処理順序を変更する動画処理部を有することを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、赤、緑、青の３原色に対応する画像信号から他の１色の信号を作成する信号作成部と、画像信号に対し階調補正を行う階調補正部と、動画部分を検出する動画検出部と、動画部分と静止画部分で信号作成部と階調補正部の処理順序を変更する動画処理部を有することを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置である。誤差拡散処理やディザ処理を行うと、映像にノイズ感がでる。ＲＧＢの３枚の画像で階調補正を行ってから他の１色の信号を生成した方が、他の１色の信号を生成してからＲＧＢＷの４枚の画像で階調補正を行うよりもノイズ感が少ない。したがって、動画かまたは静止画かを区別して処理することにより、最適に表示画像が得られる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、静止画部分においては３原色に対応する画像信号に階調補正部で階調補正を行った後、信号作成部において他の１色の信号を作成することを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置であるので、静止画部分では階調補正によるノイズ感の少ない映像が得られる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、動画部分においては３原色に対応する画像信号から信号作成部において他の１色の信号を作成した後、階調補正部において赤、緑、青、および他の１色のそれぞれの画像信号に対して独立に階調補正を行うことを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置であるので、動画像を追いかけて観測した際にもＲＧＢＷそれぞれの映像は空間内で必要な階調を疑似的に表現されているため、階調補正を行ってから他の１色の信号を生成した場合に比べて画質の劣化が少ない。
【００１９】
本発明の請求項４に記載のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、前記動画検出部は、赤、緑、青の画像信号のうちいずれかにおいて動きが検出された部分を動画部分であると判断することを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置である。これは、仮にＲＧＢそれぞれに対し独立に動きを検出した場合には、動画部分と静止画部分で信号生成や階調補正の処理順序を切りかえるために、例えばＲが動画でＧ、Ｂが静止画であると判定した場合には、Ｗ信号を作成できないからである。
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態によるシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置について、図１〜図４の図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
入力映像信号が０〜２５５までの２５６階調であり、表示可能な階調数が０、１、３、７、１３、２３、３７、５６、８２、１１５、１５５、２０２、２５５の１３階調であるとする。また、ＲＧＢ３原色信号から作成される他の１色は白であるとする。
【００２２】
本実施の形態では図１のような回路構成を用いる。１００は入力信号をＲＧＢ３原色信号に変換するＲＧＢ変換回路、１０１はＲＧＢ３原色映像信号を表示可能な階調数に制限するための階調制限回路、１０２は階調制限された映像信号から疑似的に入力映像を再現するための階調補正回路、１０３は前述のようにＲＧＢ３原色信号からＷ信号を生成し、ＲＧＢＷの信号を出力する信号作成回路、１０４はフィールドメモリであり、一方に書きこむ間は他方からＲＧＢＷの順に読み出して、フィールドシーケンシャルディスプレイ１０５のソースドライバ１０６に入力する。フィールドシーケンシャルディスプレイ１０５は、１フィールドをＲＧＢＷの４つの期間に分割して表示する。信号作成回路１０３と階調制限回路１０１、階調補正回路１０２の順序が逆になっていることを除いて、従来の技術において説明した図７の回路構成と同一である。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、Ｒ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０となる映像信号がＲＧＢ変換回路から出力された場合、本回路構成では、まず白信号を作成する（図２（ｂ））。このときＲＧＢのうち最小の階調レベルであるＧ＝９０を白信号の値とし、ＲＧＢから９０を減じたものをそれぞれの階調レベルとする。したがって、Ｒ＝１２０、Ｇ＝０，Ｂ＝６０，Ｗ＝９０となる。この値はまだ２５６階調での値であるため、階調制限回路および階調補正回路によって１３階調での値（Ｒ＝１１５，Ｇ＝０，Ｂ＝５６，Ｗ＝８２）に変換され（図２（ｃ））、これがフィールドシーケンシャル・カラー・ディスプレイにおいて表示される。
【００２４】
本実施の形態では、図２（ａ）に示すように入力されたＲ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０が、最終的にＲ＝１１５，Ｇ＝０，Ｂ＝５６，Ｗ＝８２に変換されて表示されることを説明した。
【００２５】
上述したように、図９（ａ）に示すように入力されたＲ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０が、最終的にＲ＝１１５，Ｇ＝０，Ｂ＝８２，Ｗ＝８２に変換されて表示されることを説明した。
【００２６】
この両者では、最終的にディスプレイに表示される値はほぼ等しい。しかし、本実施の形態では画質の劣化は無く、従来のものでは画質が劣化する。これは、本実施の形態においては入力信号を疑似的に表現するために最適化された値（階調補正された値）をそのまま表現しているのに対し、従来の例では入力信号を疑似的に表現するために最適化された値とは異なる値を表示しているからである。階調補正は最適な輝度を持つ画素空間的にを配置することで疑似的な表現するので、それぞれの画素が定められた値と異なる値を表示してしまう場合には入力映像を疑似的に表現できない。
【００２７】
したがって、本実施の形態で述べたように、入力信号からまず白信号を作成し、その後、ＲＧＢＷの４つの信号でそれぞれ独立に階調制限、階調補正を行うことにより、従来と比して画質を劣化させずに入力映像を疑似的に表現することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
本実施の形態における回路構成を図３に示す。入力された映像信号をＲＧＢ変換回路３００においてＲＧＢ３原色映像信号（２５６階調）に変換する。次に動き検出回路３０１において映像信号のうち動きのある部分を検出する。この動き検出回路３０１は動画部分を検出する動画検出部である。動き検出回路３０１においては、ＲＧＢ原色映像信号のうちのいずれかで動きが検出された場合にその映像部分を動画部分と判定する。これはＲＧＢそれぞれに対し独立に動きを検出した場合には、動画部分と静止画部分で処理を切りかえるために、例えばＲが動画でＧ、Ｂが静止画であると判定した場合には、Ｗ信号を作成できないからである。
【００２９】
次に、セレクタ３０２により静止画部分は（ａ）で示した流れを通り、動画部分は（ｂ）で示した流れを通る。静止画部分は階調制限回路３０４でディスプレにおいて表示可能な階調数に制限され、階調補正回路３０５で疑似的に入力映像信号を再現した後、信号作成回路３０３においてＷ信号を作成する。動画部分はまず信号作成回路３０６においてＷ信号を作成した後ＲＧＢＷそれぞれで独立に階調制限回路３０７および階調補正回路３０８において処理される。セレクタからフィールドメモリの手前までの点線で囲った部分３０９が動画処理部である。
【００３０】
これらの信号はいったんフィールドメモリ３１０に書きこまれた後、ＲＧＢＷの順に読み出され、ソースドライバに書きこまれる。フィールドシーケンシャル・カラー・ディスプレイ３１１では１フィールド期間を４つの期間に分割し、ＲＧＢＷの映像信号を順次表示する。
【００３１】
誤差拡散処理は階調を制限した際の表示誤差を高い空間周波数に変調して表示する方式であり、ディザ処理は基本的に画像にノイズを加算する方式であるので、これらの階調補正を行うと、映像にザラツキやノイズ感がでる。白信号を生成してからＲＧＢＷの４枚の画像で階調補正を行う場合には、４回分のザラツキが加算され、ＲＧＢの３枚の画像で階調補正を行ってから白信号を生成する場合は３回分のザラツキが加算されることとなる。
【００３２】
したがって、ＲＧＢの３枚の画像で階調補正を行ってから白信号を生成する方が、白信号を生成してからＲＧＢＷの４枚の画像で階調補正を行うよりもノイズ感が少ない。
【００３３】
また、ＲＧＢの３枚の画像で階調補正を行ってからＷ信号を生成した場合、動画像を視線が追いかけて観測すると、ＲＧＢＷの４つの信号は空間的にずれて観測されるため、入力映像信号は視覚的には再現されず、画質が大きく劣化する。ところが先にＷ信号を生成し、その後ＲＧＢＷのそれぞれに対して独立に階調補正を行った場合は、ＲＧＢＷのそれぞれの画像で空間的に最適な輝度の画素が配置され、単独で画像として成立しているためにＲＧＢＷの４つの信号が空間的にずれて観測されても画質の劣化が少ない。
【００３４】
これらのことを鑑み、本実施の形態では、静止画部分についてはノイズ感が少ないようにＲＧＢ映像信号に階調補正を行ってから白信号を生成し、動画部分については、より画質の劣化が少なくなるように白信号を生成してからＲＧＢＷ映像信号に階調補正を行っている。
【００３５】
（実施の形態３）
入力映像信号が０〜２５５までの２５６階調であり、表示可能な階調数が０、１、３、７、１３、２３、３７、５６、８２、１１５、１５５、２０２、２５５の１３階調であるとする。また、ＲＧＢ３原色信号から作成される他の１色は白であるとする。
【００３６】
本実施の形態では図４のような回路構成を用いる。４００は入力信号をＲＧＢ３原色信号に変換するＲＧＢ変換回路、４０１はＲＧＢ３原色映像信号を表示可能な階調数に制限するための階調制限回路、４０２は階調制限された映像信号から疑似的に入力映像を再現するための階調補正回路、４０３は前述のようにＲＧＢ３原色信号からＷ信号を生成し、ＲＧＢＷの信号を出力する信号作成回路、４０４はフィールドメモリであり、一方に書きこむ間は他方からＲＧＢＷの順に読み出して、フィールドシーケンシャルディスプレイ４０５のソースドライバ４０６に入力する。フィールドシーケンシャルディスプレイ４０５は、１フィールドをＲＧＢＷの４つの期間に分割して表示する。
【００３７】
この例では、信号作成回路４０３の後段に再度階調補正回路４０２があることをのぞいて、従来の技術において説明した図７の回路構成と同一である。
【００３８】
図９（ａ）に示すように入力映像信号がＲ＝２１０，Ｇ＝９０，Ｂ＝１５０であるとき、最初の階調補正回路の後にはＲ＝２０２，Ｇ＝８２，Ｂ＝１５５となることが考えられる（図９（ｂ））。ここから白信号を作成した場合にはＲ＝１２０，Ｇ＝０，Ｂ＝７３，Ｗ＝８２となる（図９（ｃ））が、これらは表示可能な輝度レベルからずれている。したがって表示する際にもっとも近い値を選んだとしても、Ｒ＝１１５，Ｇ＝０，Ｂ＝８２，Ｗ＝８２となる（図９（ｄ））。これをＲＧＢに換算すると、Ｒ＝１９７，Ｇ＝８２，Ｂ＝１６４となり、最初に階調補正を行った際に決定された値とずれてしまう。
【００３９】
本実施の形態ではここで再度階調補正を行うことにより、入力された映像に近い画像を表示することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置は、１フィールドを赤、緑、青、および他の１色の画像を表示する４つの期間に分割して表示するシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置であって、入力信号より生成された赤、緑、青、および他の１色の画像に対しそれぞれ独立に階調補正を行うことを特徴とするシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置であるので、動画像を追いかけて観測した際にもＲＧＢＷそれぞれの映像は空間内で必要な階調を疑似的に表現されているため、階調補正を行ってから他の１色の信号を生成した場合に比べて画質の劣化が少ない。また、表示可能な階調の並びが等間隔でない場合においても、階調補正後の映像信号、すなわち表示すべき値と実際に表示される映像が一致する。
【００４１】
また、１フィールドを赤、緑、青、およびこれ以外の他の１色の画像を４つの期間に分割して表示するディスプレイ装置であって、赤緑青３原色に階調補正を行った後、前記他の１色の画像を作成し、赤、緑、青および前記他の一色の画像信号に対してそれぞれ独立に階調補正処理を行うことにより、表示可能な階調の並びが等間隔でない場合においても、階調補正後の映像信号、すなわち表示すべき値と実際に表示される映像が一致する。
【００４２】
また、３原色に対応する画像信号から他の１色の信号を作成する信号作成部と、画像信号に対し階調補正を行う階調補正部と、動画部分を検出して動画部分と静止画部分で信号作成部と階調補正部の処理順序を変更する動画処理部を有することにより、誤差拡散処理やディザ処理を行うと、映像にノイズ感がでる。ＲＧＢの３枚の画像で階調補正を行ってから他の１色の信号を生成した方が、他の１色の信号を生成してからＲＧＢＷの４枚の画像で階調補正を行うよりもノイズ感が少ない。したがって、動画かまたは静止画かを区別して処理することにより、最適に表示画像が得られる。
【００４３】
さらに、静止画部分においては３原色に対応する画像信号に階調補正部で階調補正を行った後、信号作成部において他の１色の信号を作成することにより、静止画部分では階調補正によるノイズ感の少ない映像が得られる。また、動画部分においては３原色に対応する画像信号から信号作成部において他の１色の信号を作成した後、階調補正部において赤、緑、青、および他の１色のそれぞれの画像信号に対して独立に階調補正を行うことにより、動画像を追いかけて観測した際にもＲＧＢＷそれぞれの映像は空間内で必要な階調を疑似的に表現されているため、階調補正を行ってから他の１色の信号を生成した場合に比べて画質の劣化が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置の回路構成図
【図２】同装置における階調補正説明図
【図３】本発明の実施の形態２によるシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置の回路構成図
【図４】本発明の実施の形態３によるシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置の回路構成図
【図５】シーケンシャル・カラー・ディスプレイ表示方法を説明するための説明図
【図６】シーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置における白信号生成方法の説明図
【図７】従来のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置の回路構成図
【図８】従来のシーケンシャル・カラー・ディスプレイ装置における階調補正説明図
【図９】従来のシーケンシャル・カラー・ディスプレイにおける表示可能な階調が等間隔では無い場合の階調補正説明図
【符号の説明】
１００、３００、４００  ＲＧＢ変換回路
１０１、３０４、３０７、４０１  階調制限回路
１０２、３０５、３０８、４０２  階調補正回路
１０３、３０３、３０６、４０３  信号作成回路
１０４、３１０、４０４  フィールドメモリ
１０５、３１１、４０５  シーケンシャル・カラー・ディスプレイ
３０１  動き検出回路
３０２  セレクタ
３０９  動画処理部
【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】
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