JP2007086577A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示画像の先鋭性向上と偽色抑制の両方を同時に実現することが可能な画像処理方法を提供する。
【解決手段】 画像処理装置は、外部から画像データを取得し、例えば液晶パネルなどの表示装置に供給される画像データを生成する。例えばＲＧＢのサブ画素が横方向に配列された画素構成を有する表示装置の場合、入力画像データを構成するＲＧＢの各色の画像データは横方向に３倍の画素データを有するものとされる。入力画像データの各色の成分について、エッジ判定処理が実行され、エッジが検出される。また、入力された画像データを構成する画素データから順に処理対象画素データが決定され、その処理対象画素データの色、及び、その処理対象画素データに隣接してエッジが存在するか否かに基づいて、当該処理対象画素データを処理するフィルタのサイズが選択される。選択されたフィルタを用いてその処理対象画素データがフィルタ処理され、出力画像データが生成される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カラー表示用画像データの処理に関する。

一般的な液晶表示装置では、カラー１画素（ピクセル）は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つのサブ画素（サブピクセル）を横方向に配列した縦ストライプの構造となっている。このような液晶表示装置に表示するカラー画像を生成する画像処理装置は、ＲＧＢ縦ストライプ構造の３つのサブ画素をカラー１ピクセルとして扱っている。画像処理においては、カラー１ピクセルの全体、又は、中心に対応する表示用ＲＧＢ画像データを生成し、そのデータをＲＧＢそれぞれのサブ画素で表示する。そのため、カラー１ピクセルを構成する３つのサブ画素のうち、両端に配置される２つのサブ画素は、表示用画像データが想定する理想表示位置に対して、１／３ピクセルのずれを生じていた。

この表示位置のずれを解消し、より高品位な画像を表示するため、ＲＧＢサブ画素の画素位置を考慮して表示用ＲＧＢ画像データを生成する画像処理が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像処理では、表示装置の水平方向解像度の３倍の解像度を持つ画像が入力される。表示用画像データの生成においては、各サブ画素位置に対応する入力画像データ、及び、その左右の入力画像データにフィルタ処理を行うことにより、サブ画素用表示画像データを生成する。

特許第３５５０３４７号公報

しかし、上記の手法では、サブ画素用表示画像データの生成に用いるフィルタサイズを小さくした場合、先鋭性の良い画像を表示することができるが、偽色が発生してしまう。一方、フィルタサイズを大きくした場合、偽色の発生を抑制することができるが、先鋭性が低下してしまう。よって、従来の画像処理方法では、表示画像の先鋭性向上と偽色抑制とを同時に実現することができなかった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、表示画像の先鋭性向上と偽色抑制の両方を同時に実現することが可能な画像処理方法を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、画像処理装置は、表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データを受け取る入力手段と、前記画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定手段と、前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択手段と、選択されたフィルタを用いて解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成手段と、を備える。

上記の画像処理装置は、外部から画像データを取得し、例えば液晶パネルなどの表示装置に供給される画像データを生成する。入力データとしては、そのような表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の３倍の解像度を持つ画像データが入力される。例えばＲＧＢのサブ画素が横方向に配列された画素構成を有する表示装置の場合、入力画像データを構成するＲＧＢの各色の画像データは、横方向に３倍の画素データを有するものとされる。入力された画像データの色毎に、エッジ判定処理が実行され、エッジが検出される。なお、エッジ判定処理は、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定する。また、入力された画像データを構成する画素データから、解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データが順に決定され、その処理対象画素データの色、及び、その処理対象画素データに隣接してエッジが存在するか否かに基づいて、当該処理対象画素データを解像度変換処理するフィルタが選択される。なお、「隣接する」及び「近接する」の語は、サブ画素の配列方向において隣接又は近接することを意味し、表示装置の走査方向のみならず、走査方向と直交する方向であってもよい。選択の対象となるフィルタは、処理対象となる画素データ数が少ない小フィルタと、処理対象となる画素データ数が大きい大フィルタとを含む。そして、選択されたフィルタを用いてその処理対象画素データがフィルタ処理されて解像度変換され、表示装置に出力するための出力画像データが生成される。

上記の画像処理装置によれば、処理対象画素データの色、及び、隣接画素データとの間のエッジの有無に基づいて適切なフィルタが選択されるので、生成された出力画像データが表示装置上に表示された際の先鋭性向上及び偽色の抑制を同時に実現することができる。

上記の画像処理装置の一態様では、前記フィルタ選択手段は、前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＲである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＧのサブ画素との間にエッジが存在するときには一つの画素データに対して参照する画素データの数が多い大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しない又は隣接するＢのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタより一つの画素データに対して参照する画素データの数が少ない小フィルタを選択し、前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＧである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＲ又はＢのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しないときには前記小フィルタを選択し、前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＢである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＧのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しない又は隣接するＲのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記小フィルタを選択する。

人間の視覚特性として、異なる色が隣り合うときの分別能力は分別する色の組合せの違いによって異なることが知られている。例えば、反対色の２つの組合せ、赤−緑、青−黄について比較すると、赤−緑の方が青−黄の組合せよりもより高い周波数まで分別できる。このような視覚特性により、今回のＲＧＢの色の組合せにおいても、隣り合う色によって分別能力が変わってくる。その結果、偽色の見え方にも差が生じる。即ち、より高い周波数まで分別できる組合せにおいて、よりはっきりと偽色が見える。よって、偽色の生じやすい場合には大きなフィルタで偽色の抑制を重視する解像度変換処理を行うとともに、偽色の発生しにくい場合には小さなフィルタで先鋭性を重視する解像度変換処理を行う。これにより、表示画像の先鋭性と偽色抑制を同時に実現することができる。

上記の画像処理装置の好適な実施例では、前記小フィルタは、前記処理対象画素データを前記出力画像データとして出力し、前記大フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する同一色の複数の画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成する。また、他の好適な実施例では、前記小フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する同一色の複数の画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成し、前記大フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成する。

なお、上記の画像処理装置と、前記表示装置として前記出力画像データを表示する表示パネルと、を備える画像表示装置を構成することができる。

本発明の他の観点では、画像処理方法は、表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データを受け取る入力工程と、前記画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定工程と、前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択工程と、選択されたフィルタを用いて解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成工程と、を備える。この画像処理方法を画像処理装置において実行することにより、上記の画像処理装置と同様に表示画像の先鋭性と偽色抑制を同時に実現することができる。

本発明のさらに他の観点では、画像処理プログラムは、コンピュータにより実行されることにより、表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定手段と、前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択手段と、前記フィルタ選択手段により選択されたフィルタを用いて、前記処理対象画素データに対して解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成手段として前記コンピュータを機能させる。この画像処理プログラムを、画像処理装置に搭載されるコンピュータ上で実行することにより、上記の画像処理装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

［原理説明］
図１に、一般的な液晶表示装置などの画素構成を示す。図示のように、一般的な液晶表示装置などでは、ＲＧＢの各サブ画素が横方向に並んだＲＧＢ縦ストライプ型の画素構成が採用されている。即ち、１つのカラー画素（ピクセル）がＲＧＢ各色のサブ画素により構成されている。なお、図１は、縦方向に２ライン分の画素構成を示している。

また、図１においては、縦方向に線分（ライン）Ｌ１〜Ｌ３が存在する場合を模式的に示している。ラインＬ１の両端にはエッジＥ１及びＥ２が存在し、ラインＬ２の両端にはエッジＥ３及びＥ４が存在し、ラインＬ３の両端にはエッジＥ５及びＥ６が存在している。このように、ラインの端部に相当するエッジは、ＲＧＢ各色のサブ画素の間に存在しうる。なお、図１の例では、ラインＬ１〜Ｌ３は黒であり、その周辺画素は白である。

一方、上述した特許文献１にも記載されているように、表示装置の解像度より高い解像度の入力画像データから、表示装置の解像度に対応した出力画像データを生成する場合には、入力画像データに対してフィルタリングによる解像度変換を行う。解像度変換処理とは、画像データの解像度を変換する処理をいう。具体的には、ＲＧＢ各色毎に、処理対象画素データ及びそれに近接する画素データを用いてフィルタリングを行うことにより、当該処理対象画素データに対応する解像度変換後の出力画素データを生成し、それらを出力画像データとして出力する。

なお、本明細書では、表示画像を構成する画像データ全体を「画像データ」と表現し、画像データのうち個々のサブ画素に対応するデータを「画素データ」と表現する。即ち、画素データの集合が画像データを構成することとなる。

ここで、ＲＧＢ各色のサブ画素の配列におけるエッジの位置、及び、出力画素データを生成する際に使用するフィルタの大きさにより、生成される出力画像データを表示した表示画像の先鋭性及び偽色の発生度合いに相違が存在する。なお、先鋭性とは表示画像の輪郭の鋭さをいう。偽色とは元の画像データに無い色がカラーモアレなどによって疑似カラーとして生じることをいう。

具体例については後述するが、大きなフィルタとはフィルタリングの対象となる近接画素データが多いものをいい、小さなフィルタとはフィルタリングの対象となる近接画素データが少ないものをいう。基本的に、フィルタリングは処理対象画素データ及び近接画素データを重み付け加算する。よって、大きなフィルタは処理対象画素データと多数の近接画素データを重み付け加算するため、表示画像としては平滑化される傾向になり、偽色は抑制されるが先鋭度は低下する。一方、小さなフィルタは処理対象画素データと少ない近接画素データを重み付け加算する（又は処理対象画素データのみを用いる）ため、偽色の発生を抑制することは難しいが、先鋭性は向上する。

図２に、ＲＧＢ各色のサブ画素におけるエッジ位置と、解像度変換処理に用いるフィルタの大きさとの組み合わせに対する先鋭性及び偽色の度合いを示す。基本的に、処理対象画素データに隣接してエッジが存在する場合、小さなフィルタを使用すると偽色が発生しやすいため、大きなフィルタを使用することが好ましい。具体的に、図２に示すように、ＧとＲのサブ画素間及びＢとＧのサブ画素間にエッジが存在する場合、小さなフィルタを使用すると偽色の発生が問題となるので、大きなフィルタを用いるのがよい。但し、ＲとＢのサブ画素間にエッジが存在する場合は、小さなフィルタを用いても偽色があまり問題とならない。これは、１つの理由としては、人間の視覚特性として、異なる色が隣り合うときの分別能力は分別する色の組合せの違いによって異なることが挙げられる。例えば、反対色の２つの組合せ、赤−緑、青−黄について比較すると、赤−緑の方が青−黄の組合せよりもより高い周波数まで分別できる。このような視覚特性により、今回のＲＧＢの色の組合せにおいても、隣り合う色によって分別能力が変わってくる。その結果、偽色の見え方にも差が生じる。即ち、より高い周波数まで分別できる組合せにおいて、よりはっきりと偽色が見える。従って、エッジが存在する場合でも、ＲとＢのサブ画素間にエッジが存在する場合は、例外的に小さなフィルタを使用して先鋭性を重視することが好ましい。なお、処理対象画素データに隣接してエッジが存在しない場合は、偽色は発生しにくいので小さいフィルタを用いることが好ましい。

以上より、処理対象画素データと隣接画素データとの間にエッジが存在しない場合、及び、処理対象画素データと隣接画素データとの間に存在するエッジがＲとＢのサブ画素間のエッジである場合には先鋭性を重視し、小さなフィルタを使用する。一方、処理対象画素データと隣接画素データとの間に存在するエッジがＧとＲのサブ画素間又はＢとＧのサブ画素間のエッジである場合には、偽色の抑制を重視し、大きなフィルタを使用する。

こうして、処理対象画素データの色に基づいて場合分けしたフィルタ選択ルールが以下のように得られる。
（１）処理対象画素データがＲのとき
・ＲとＧのサブ画素間がエッジ：大きなフィルタ
・上記以外 ：小さなフィルタ
（２）処理対象画素データがＧのとき
・ＲとＧのサブ画素間がエッジ：大きなフィルタ
・ＧとＢのサブ画素間がエッジ：大きなフィルタ
・上記以外 ：小さなフィルタ
（３）処理対象画素データがＢのとき
・ＧとＢのサブ画素間がエッジ：大きなフィルタ
・上記以外 ：小さなフィルタ
このように、上記のフィルタ選択ルールに従って、処理対象画素データの色、及び、処理対象画素データと隣接する画素データとの間におけるエッジの有無に基づいて使用するフィルタの大きさを決定することにより、表示画像の先鋭性と偽色抑制を同時に実現することができる。

［フィルタの大小］
次に、大きなフィルタと小さなフィルタの具体例について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）に３つのフィルタの例を示す。

図３（ａ）のフィルタは、処理対象画素データをそのまま出力画素データとするフィルタである。言い換えると、処理対象画素データの重みが「１」、近接画素データの重みは「０」となる。このフィルタは、近接画素データの重みが「０」であるため、表示画像は平滑化されず、先鋭性は優れるが偽色の抑制はできない。

図３（ｂ）のフィルタは、図３（ａ）のフィルタより大きいフィルタであり、処理対象画素データと、その両側の近接画素データの重みをそれぞれ「１／３」としたフィルタである。このフィルタは、両側の近接画素データとの平滑化がなされるため、図３（ａ）に示すフィルタと比較して、先鋭性は低下するが、偽色の抑制効果は向上する。

図３（ｃ）のフィルタは、図３（ｂ）のフィルタよりさらに大きいフィルタであり、処理対象画素データと、その両側の２つずつの近接画素データとを使用する。重み付けとしては、処理対象画素データの重みが「３／９」、両側の近接画素データの重みが「２／９」、さらにその外側の２つの近接画素データの重みが「１／９」である。このフィルタは、４つの近接画素データとの平滑化がなされるため、図３（ｂ）のフィルタと比較して、先鋭性はさらに低下するが、偽色の抑制効果はさらに向上する。

同様にフィルタリングの対象として使用する近接画素データの数をさらに増加させることにより、さらに大きなフィルタを構成することができる。例えば、処理対象画素データを中心として、左右に３個、４個、..の近接画素データを同様に重み付け加算するフィルタを構成すればよい。

本発明では、このように構成可能な複数のフィルタから２つのフィルタを選択し、そのうちの小さい方を小フィルタ、大きい方を大フィルタとして使用すればよい。よって、１つの実施例では、図３（ａ）のフィルタを小フィルタとして使用し、図３（ｃ）のフィルタを大フィルタとして使用することができる。また、他の実施例では、図３（ｂ）のフィルタを小フィルタとして使用し、図３（ｃ）のフィルタを大フィルタとして使用することができる。

［出力画像生成処理］
次に、出力画像生成処理について説明する。この出力画像生成処理は、入力画像データ中のエッジを検出し、上記のフィルタ選択ルールに従ってフィルタを選択し、そのフィルタを用いて入力画像データをフィルタリングして出力画像データを生成するものである。なお、この処理自体は、後述のようにハードウェアの処理回路として構成してもよく、画像処理プログラムとして構成したソフトウェアをＭＰＵなどが実行することにより実現してもよい。以下の説明では、これらいずれかの構成を有するものを画像処理装置と呼ぶこととする。

なお、以下の説明では、生成した出力画像データをＲＧＢ縦ストライプの画素構成を有する液晶表示装置に表示することを前提とし、当該液晶表示装置の解像度の３倍の解像度の入力画像データ（即ち、図３（ａ）〜（ｃ）に例示するように横方向３倍の入力データ）が入力されるものとする。この点で、出力画像生成処理は入力画像データの縮小処理ということもできる。

図４に出力画像生成処理のフローチャートを示す。まず、上記のように横３倍の元データが入力画像データとして画像処理装置に入力される（ステップＳ１）。入力画像データはＲＧＢの画像データを含み、画像処理装置は、各色の１ライン分のデータをラインメモリ又はビデオメモリなどにバッファする（ステップＳ２）。なお、ここでの１ラインとは、出力画像データを表示する液晶表示装置の１ラインとすることができる。

次に、画像処理装置は、エッジ判定及びフィルタ選択を行う（ステップＳ３）。エッジ判定とは、判定するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定する処理である。エッジ判定及びフィルタ選択のフローチャートを図５に示す。まず、画像処理装置は、処理対象画素データを決定する（ステップＳ１１）。なお、入力画像データは横３倍の画素データを含むため、処理対象画素データは入力画像データを横方向に２つ置きに選択した画素データとなる。そして、画像処理装置は、決定した処理対象画素データがＲの画素データであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。Ｒの画素データである場合、処理はステップＳ１３へ進む。一方、Ｒの画素データでない場合、処理対象画素データがＧの画素データであるかを判定する（ステップＳ１６）。Ｇの画素データである場合、処理はステップＳ１７へ進む。一方、Ｇの画素データでない場合、その処理対象画素データはＢの画素データであるので、処理はステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１３では、処理対象画素データがＲの画素データであると判定されたので、画像処理装置は、ＲとＧのサブ画素間がエッジであるか否かを判定する。そして、フィルタ選択ルールに従い、ＲとＧのサブ画素間がエッジである場合には大フィルタを選択し（ステップＳ１４）、エッジでない場合には小フィルタを選択する（ステップＳ１５）。

エッジ判定には、既知の各種のエッジ検出手法を用いることができる。なお、代表的なエッジ検出手法では、処理対象画素データの画素値（階調値）と、隣接画素データの画素値（階調値）との差分値を所定の閾値と比較し、差分値が閾値を超える場合に、処理対象画素データと隣接画素データとの間にエッジが存在すると判定する。

ステップＳ１７では、処理対象画素データがＧの画素データであると判定されたので、画像処理装置は、まずＲとＧのサブ画素間がエッジであるか否かを判定する。そして、フィルタ選択ルールに従い、ＲとＧのサブ画素間がエッジである場合には大フィルタを選択する（ステップＳ１９）。ＲとＧのサブ画素間がエッジでない場合、画像処理装置は、ＧとＢのサブ画素間がエッジであるか否かを判定し（ステップＳ１８）、エッジである場合には大フィルタを選択し（ステップＳ１９）、エッジでない場合には小フィルタを選択する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２１では、処理対象画素データがＢの画素データであると判定されたので、画像処理装置は、ＧとＢのサブ画素間がエッジであるか否かを判定する。そして、フィルタ選択ルールに従い、ＧとＢのサブ画素間がエッジである場合には大フィルタを選択し（ステップＳ２２）、エッジでない場合には小フィルタを選択する（ステップＳ２３）。こうして、使用するフィルタが選択される。

次に、処理は図４へ戻り、画像処理装置は選択したフィルタを用いて入力画素データをフィルタリングして出力画素データを生成し（ステップＳ４）、これを出力画像データとして出力する（ステップＳ５）。そして、出力画素データの出力がステップＳ２でバッファした各色１ライン分完了したか否かを判定し、完了していなければ、ステップＳ３へ戻ってステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。なお、この場合、ステップＳ１１では新たな処理対象画素データを決定することになる。

各色１ライン分の処理が完了すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、画像処理装置は、入力画像データに含まれる入力画素データ全ての処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ７）。完了していない場合には、処理はステップＳ２へ戻り、残りの入力画像データから各色１ラインをバッファし、同様にステップＳ３〜Ｓ６の処理を実行する。そして、入力画像データに含まれる全ての入力画素データの処理が完了すると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、出力画像生成処理を終了する。

［画像表示装置の構成例］
次に、本発明の出力画像生成処理を実行する画像処理装置を含む画像表示装置の構成例について説明する。

（第１実施例）
図６に、画像表示装置の第１実施例の概略構成を示す。図６において、画像表示装置３００は、大別して画像処理装置２００と、画像処理装置２００により表示制御されるパネル１００と、電圧形成回路６００とを備える。画像処理装置２００は、ＭＰＵ２０１と、ＭＰＵ２０１の作業メモリとなるシステムメモリと、システムメモリと同一のアドレス空間に画像データを格納するＶＲＡＭ２０２と、画像、データ及び音声情報などを記憶する補助記憶装置と、パネル１００に必要な走査スタート信号などを生成するタイミング信号発生回路と、パネル１００へ画像データを送出する制御回路２０４と、ＶＲＡＭ２０２から読み出した画像データを制御回路２０４へ転送するＤＭＡ２０３と、を備える。

パネル１００には、複数のデータ線２１２が列（Ｙ）方向に延在して形成される一方、複数の走査線３１２が行（Ｘ）方向に延在して形成されている。データ線２１２と走査線３１２との各交差位置に対応して画素１１６が形成されている。ここで、各画素１１６は、液晶容量１１８と、ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）２２０との直接接続からなる。なお、本実施例においては、説明の便宜上、走査線３１２の総数を１６０本とし、データ線２１２の総数を１２０本として１６０行×１２０列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明の適用をこれに限定する趣旨ではない。

Ｙドライバ３５０は、一般には走査線駆動回路と呼ばれるものであり、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、..、Ｙ１６０を、それぞれ１行目、２行目、３行目、..、１６０行目の走査線３１２に供給するものである。詳細には、Ｙドライバ３５０は、１６０本の走査線を１本ずつ選択して、選択した走査線３１２には選択電圧を、他の走査線には非選択電圧を、それぞれ供給する。

Ｘドライバ２５０は、一般にはデータ線駆動回路と呼ばれるものであり、Ｙドライバ３５０により選択された走査線３１２に位置する画素１１６に対し、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、..、Ｘ１２０を、表示内容に応じてそれぞれ対応するデータ線２１２を介して供給する。

制御回路２０４は、Ｘドライバ２５０に対して、水平走査を規定するための各種制御信号やクロック信号などを供給する一方、Ｙドライバ３５０に対して、垂直走査を規定するための各種制御信号やクロック信号などを供給する。

電圧形成回路６００は、パネル１００に用いられる電圧±ＶＳと電圧±ＶＤ／２とをそれぞれ生成する。ここで、電圧±ＶＳは、走査信号における選択電圧として用いられる。電圧±ＶＤ／２は、走査信号における非選択電圧と、データ信号におけるデータ電圧とで兼用される構成となっている。

以上の構成において、上記の出力画像生成処理は、主としてＭＰＵ２０１により実行される。即ち、図４及び図５に示す出力画像生成処理に対応する画像処理プログラムが予め用意されており、ＭＰＵ２０１がその画像処理プログラムを実行することにより、図６に示すように、入力画像データを受け取る入力手段、エッジを判定するエッジ判定手段、フィルタを選択するフィルタ選択手段及び出力画像データを生成する出力画像データ生成手段として機能する。

具体的には、外部から入力された入力画像データＤｏは、一旦ＶＲＡＭ２０２に記憶された後、バス２０９を介してＭＰＵ２０１へ送られる。ＭＰＵ２０１は、システムメモリを作業メモリとして使用し、前述の出力画像生成処理を実行して出力画像データを生成する。生成された出力画像データは、ＤＭＡ２０３を介して制御回路２０４へ送られ、パネル１００内のＸドライバ２５０に供給される。こうして、出力画像生成処理により生成された出力画像データが、パネル１００上に表示画像として表示される。

（第２実施例）
図７に、画像表示装置の第２実施例の概略構成を示す。図７において、画像表示装置３００ａは、画像処理装置２００の代わりに画像処理装置２００ａを備える点で第１実施例の画像表示装置２００と異なる。即ち、パネル１００及び電圧形成回路６００の構成は大１実施例と同様であり、説明は省略する。

第１実施例では、ＭＰＵ２０１が画像処理プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に出力画像生成処理を実現している。これに対し、第２実施例では、ハードウェア構成として出力画像生成回路（縮小回路）２０７を設けている点が異なっている。

具体的には、外部から入力された入力画像データＤｏは、一旦ＶＲＡＭ２０２に記憶された後、ＭＰＵ２０１の制御下でバス２０９を介して出力画像生成回路２０７へ送られる。出力画像生成回路２０７は前述の出力画像生成処理を実行し、出力画像データを生成する。生成された出力画像データは、ＤＭＡ２０３を介して制御回路２０４へ送られ、パネル１００内のＸドライバ２５０に供給される。こうして、出力画像生成処理により生成された出力画像データが、パネル１００上に表示画像として表示される。

（第３実施例）
図８に、画像表示装置の第３実施例の概略構成を示す。図８において、画像表示装置３００ｂは、画像処理装置２００の代わりに画像処理装置２００ｂを備える点で第１実施例の画像表示装置２００と異なる。即ち、パネル１００及び電圧形成回路６００の構成は大１実施例と同様であり、説明は省略する。

第１実施例では、ＭＰＵ２０１が画像処理プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に出力画像生成処理を実現している。これに対し、第３実施例では、ハードウェア構成として出力画像生成回路（縮小回路）２０８を設けている点が異なっている。なお、第２実施例と比較すると、出力画像生成回路（縮小回路）２０８が制御回路２０４の後段に設けられている点が異なっている。

具体的には、外部から入力された入力画像データＤｏは、一旦ＶＲＡＭ２０２に記憶された後、ＭＰＵ２０１の制御下でバス２０９を介して制御回路２０４へ送られ、さらに出力画像生成回路２０８へ送られる。出力画像生成回路２０８は前述の出力画像生成処理を実行し、出力画像データを生成する。生成された出力画像データは、パネル１００内のＸドライバ２５０に供給される。こうして、出力画像生成処理により生成された出力画像データが、パネル１００上に表示画像として表示される。

［変形例］
上記の実施形態では、図９（ａ）及び図１などに示すように、ＲＧＢのサブ画素が横方向にこの順序で配列された画素構成を有する表示装置を使用する場合に本発明を適用する例を説明した。但し、本発明は、ＲＧＢのサブ画素が他の順序で配列された画素構成を有する表示装置を使用する場合にも適用することができる。例えば、図９（ｂ）に示すように、ＲＧＢのサブ画素が左からＢＧＲの順に配列された画素構成を有する表示装置を使用する場合にも、本発明を適用することができる。また、画素内でストライプ状にサブ画素が配置されていれば、デルタ配列やダイアグラム配列の表示装置にも本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態では、液晶表示装置などの表示パネルがＲＧＢのサブ画素を横方向に配列した画素構成を有する例について説明した。しかし、本発明の適用はこれには限られない。即ち、図９（ｃ）に示すように、ＲＧＢのサブ画素を縦方向に配列した画素構成を有する表示装置を用いる場合に本発明を適用することもできる。その場合には、出力画像生成処理は、縦３倍の入力画像データに基づいて横方向のラインのエッジを検出し、縦方向に近接する複数の画素データを処理する大小のフィルタを選択して出力画像データを生成すればよい。

また、上記の実施形態では、入力画像データとして、表示装置の解像度の３倍の解像度を有する画像データ（具体的には横３倍の画像データ）が入力されている。この入力画像データとしては、元々横３倍の入力画像データを入力することとしても良いが、元々は等倍の画像データを所定の処理により横３倍に拡大したものを入力してもよい。例えば、等倍の画像データに対してバイリニア、バイキュービックなどの補間処理を施して生成した横３倍の画像データを入力画像データとしてもよい。

［電子機器］
本発明による画像処理は、表示装置として液晶パネルや有機ＥＬなどを備える各種電子機器に適用することができる。具体的には、ＲＧＢ各色の画素が縦又は横方向に空間的にずれた位置に配置される画素構成を有する表示装置に供給される画像データの生成に適用することが可能である。また、そのような表示装置を備える電子機器として、例えば携帯電話、フォトビューワ、液晶プロジェクタなどの各種電子機器の内部に搭載される画像処理装置に適用が可能である。

一般的な表示装置の画素構成においてラインを表示した例を示す。 エッジ位置及びフィルタの大きさと、先鋭性及び偽色との関係を示す。 出力画像データを生成するフィルタの例を示す。 出力画像生成処理のフローチャートを示す。 エッジ判定及びフィルタ選択のフローチャートを示す。 画像表示装置の第１実施例の概略構成を示す。 画像表示装置の第２実施例の概略構成を示す。 画像表示装置の第３実施例の概略構成を示す。 変形例に対応する画素構成例を示す。

符号の説明

１００ パネル、２００、２００ａ、２００ｂ 画像処理装置、 ２０１ ＭＰＵ、
２０２ ＶＲＡＭ、 ２０３ ＤＭＡ、 ２０４ 制御回路、 ２５０ Ｘドライバ、
３５０ Ｙドライバ、 ６００ 電圧形成回路

Claims (7)

1. 表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データを受け取る入力手段と、
   前記画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定手段と、
   前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択手段と、
   選択されたフィルタを用いて解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記フィルタ選択手段は、
   前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＲである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＧのサブ画素との間にエッジが存在するときには一つの画素データに対して参照する画素データの数が多い大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しない又は隣接するＢのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタより一つの画素データに対して参照する画素データの数が少ない小フィルタを選択し、
   前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＧである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＲ又はＢのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しないときには前記小フィルタを選択し、
   前記処理対象画素データに対応するサブ画素の色がＢである場合、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素と隣接するＧのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記大フィルタを選択し、隣接するサブ画素との間にエッジが存在しない又は隣接するＲのサブ画素との間にエッジが存在するときには前記小フィルタを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記小フィルタは、前記処理対象画素データを前記出力画像データとして出力し、
   前記大フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する同一色の複数の画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記小フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する同一色の複数の画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成し、
   前記大フィルタは、前記表示装置における前記処理対象画素データに対応するサブ画素に近接する複数のサブ画素に対応する画素データを重み付け加算して前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
   前記表示装置として前記出力画像データを表示する表示パネルと、を備えることを特徴とする画像表示装置。
6. 表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データを受け取る入力工程と、
   前記画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定工程と、
   前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択工程と、
   選択されたフィルタを用いて解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成工程と、を備えることを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータにより実行されることにより、
   表示装置におけるサブ画素の配列方向において表示装置の画像解像度に対して３倍の解像度を持つ画像データのＲＧＢの色毎に、判定する画素データに対応するサブ画素が画像のエッジに隣接するか否かを判定するエッジ判定を行うエッジ判定手段と、
   前記画像データから、画像データの解像度を変換する解像度変換処理を行うサブ画素に対応する処理対象画素データを順に決定し、前記処理対象画素データの色及び当該処理対象画素データに対するエッジ判定結果に基づいて、解像度変換処理を行うフィルタを選択するフィルタ選択手段と、
   前記フィルタ選択手段により選択されたフィルタを用いて、前記処理対象画素データに対して解像度変換処理を行い、前記表示装置に出力するための出力画像データを生成する生成手段として前記コンピュータを機能させることを特徴とする画像処理プログラム。

Images