JP2008158313A - Image data converting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示品位向上のために画像データを変換する画像データ変換装置に関する。 The present invention relates to an image data conversion apparatus that converts image data to improve display quality.
液晶表示パネルは、液晶層を挟持する一対の透明基板を備えている。そして、各透明基板における液晶層とは反対側の面には偏光板が設けられる。各透明基板における液晶層側の面には、透明電極が設けられ、一方の透明基板上の透明電極と、他方の透明基板上の透明電極とが重なる箇所が画素となる。液晶表示パネルの背面側(反視認側)にはバックライト等の照明装置が配置され、照明装置は液晶表示パネルに向けて光を照射する。液晶表示パネルを駆動する駆動ドライバは、画像データに応じて各透明電極の電位を設定し、各画素における液晶の配向を制御する。バックライトから照射されて各画素を通過する光の透過率は液晶の配向状態によって変化する。従って、上記のように駆動ドライバが液晶の配向状態を制御することで、所望の画像を表示することができる。 The liquid crystal display panel includes a pair of transparent substrates that sandwich a liquid crystal layer. A polarizing plate is provided on the surface of each transparent substrate opposite to the liquid crystal layer. A transparent electrode is provided on the surface of each transparent substrate on the liquid crystal layer side, and a portion where the transparent electrode on one transparent substrate and the transparent electrode on the other transparent substrate overlap is a pixel. An illuminating device such as a backlight is disposed on the back side (non-viewing side) of the liquid crystal display panel, and the illuminating device irradiates light toward the liquid crystal display panel. A drive driver that drives the liquid crystal display panel sets the potential of each transparent electrode in accordance with the image data, and controls the orientation of the liquid crystal in each pixel. The transmittance of light irradiated from the backlight and passing through each pixel varies depending on the alignment state of the liquid crystal. Therefore, a desired image can be displayed by the drive driver controlling the alignment state of the liquid crystal as described above.
近年、液晶表示パネルが携帯電話機やテレビジョン受像機等の様々な機器に表示装置として用いられ、それらの機器で映画やテレビジョン放送の番組等を見ることができるようになった。映画やテレビジョン放送の番組(特に映画)では、暗い画面が多い。図11は、映画等の画面の画像データにおける輝度の分布の例を模式的に示す説明図である。図11に示すように、映画やテレビジョン放送の番組等の画像データでは、暗い輝度とする画素数が多いが、明るい輝度とする画素数は少ない。 In recent years, liquid crystal display panels have been used as display devices in various devices such as mobile phones and television receivers, and movies and television broadcast programs can be viewed on these devices. Many movies and television broadcast programs (particularly movies) have dark screens. FIG. 11 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of luminance distribution in image data of a screen such as a movie. As shown in FIG. 11, in image data such as a movie or a television broadcast program, the number of pixels with dark brightness is large, but the number of pixels with bright brightness is small.
図12は、従来の液晶表示パネルにおける画像の表示制御の例を示す説明図である。図12(a)は、バックライト102が液晶表示パネル101に光を照射している状態を示している。図12(b)は、液晶表示パネル101における各画素の光の透過率の分布の例を模式的に示す説明図である。図12(b)の縦軸は、それぞれの透過率に設定される画素数を示している。図12(c)は、バックライト102が100%の輝度(最大輝度)で光を照射している状態を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of image display control in a conventional liquid crystal display panel. FIG. 12A shows a state in which the
バックライト102は、画像データによらず、常時最大輝度で光を照射する。従って、暗い画像が表示されるときでも、バックライト102は最大輝度で光を照射する。一方、駆動ドライバ(図示せず。)は、画像データに応じて各画素の配向状態を制御する。従って、図11に示すように、画像データにおいて暗くすることを指定された画素が多ければ、図12(b)に示すように、光の透過率が低くされる画素数も多くなり、透過率が高くされる画素数は少なくなる。このような制御では、バックライト102が常時一定の輝度で光を照射し、液晶表示パネル101が、バックライト102からの光を遮ることで、暗い画面を表示している。
The
このように画像の表示制御を行う場合、液晶表示パネル101に暗い画像を表示させる場合であっても、バックライト102は最大輝度で光を照射するので、バックライト102の消費電力に削減の余地があった。
When image display control is performed in this way, even when a dark image is displayed on the liquid
図13は、従来の液晶表示パネルにおける画像の表示制御の他の例を示す説明図である。図13(a)は、バックライト102が液晶表示パネル101に光を照射している状態を示している。図13(b)は、液晶表示パネル101における各画素の光の透過率の分布の例を模式的に示す説明図である。図13(b)の縦軸は、それぞれの透過率に設定される画素数を示している。図13(c)は、バックライト102の輝度を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example of image display control in a conventional liquid crystal display panel. FIG. 13A shows a state where the
図13に示す例では、バックライト102が照射する光の輝度を、画像データに応じて変化させる。すなわち、暗い画像を表示させるときにはバックライト102の輝度を低下させ、明るい画像を表示させるときにはバックライト102の輝度を上昇させる。そして、液晶表示パネル101における各画素の光の透過率の分布が、低い透過率に集中しないように画像データを変換する。例えば、図12(b)に例示する分布では、低い透過率に制御される画素が多いが、図13(b)に例示する分布では、低い透過率に制御される画素だけでなく、高い輝度に制御される画素も存在する。図13(b)に例示するように、各画素の透過率が広く分散されるように画像データを変換し、その画像データに基づいて液晶表示パネル101に画像を表示させる。この結果、液晶表示パネル101の光透過率は、図12(b)に例示する場合に比べ上昇する。このような制御では、画像データに合わせてバックライト102の輝度を変化させ、バックライト102の輝度を低下させるときには、液晶表示パネル102における光の透過率を上昇させる。
In the example illustrated in FIG. 13, the luminance of light emitted from the
このように画像の表示制御を行う場合も、図12で説明した制御を行う場合と同様の画像を表示することができる。そして、図13で説明した表示制御では、暗い画像を表示するときにバックライト102の輝度を低下させるので、バックライト102の消費電力を低減することができる。
In the case where image display control is performed in this way, an image similar to the case where the control described with reference to FIG. 12 is performed can be displayed. In the display control described with reference to FIG. 13, the luminance of the
図13で説明した画像の表示制御の具体例を説明する。まず、原画像の画像データに対してデガンマ処理(データ値と液晶表示パネルの画素の輝度との関係が比例関係になるように画像データに含まれるデータ値を変換する処理)を行う。そして、デガンマ処理後の1画面分の各画素の画像データの中から、最大となるデータ値を検出する。なお、画像データはRGB形式のデータであり、R(赤色),G(緑色),B(青色)の各成分のデータ値は、値が大きいほど高輝度であることを意味している。検出された最大のデータ値をスケーリングファクタとし、その値をPとする。 A specific example of the image display control described with reference to FIG. 13 will be described. First, de-gamma processing (processing for converting data values included in image data so that the relationship between the data values and the luminance of the pixels of the liquid crystal display panel is proportional) is performed on the image data of the original image. Then, the maximum data value is detected from the image data of each pixel for one screen after the degamma processing. Note that the image data is RGB format data, and the data values of the R (red), G (green), and B (blue) components indicate higher brightness as the value increases. The detected maximum data value is set as a scaling factor, and the value is set as P.
ここで、スケーリングファクタについて説明する。0からある値までの範囲を、0からデガンマ処理後の画像データに含まれるデータ値が取り得る最大値(T)までの範囲に広げる変換を考える。図14は、このような変換の例を示す模式図である。この変換において、変換前の範囲の最大値をスケーリングファクタと呼ぶ。例えば、図14に示すように0〜kまでの範囲を、0〜Tまでの範囲に変換する場合、kがスケーリングファクタとなる(すなわちP=kとなる)。0からスケーリングファクタPまでの範囲を0からTまでの範囲に広げる変換を行うには、変換前の値にT/Pを乗じればよい。また、デガンマ処理後のデータ値の分布が図15(a)に例示するような分布であったとする。このとき、デガンマ処理後の各データ値に対して、図14に例示するような変換を行うと、変換後のデータ値の分布は、図15(b)に例示するような分布になる。 Here, the scaling factor will be described. Consider a conversion that expands the range from 0 to a certain value to the range from 0 to the maximum value (T) that the data value included in the image data after degamma processing can take. FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of such conversion. In this conversion, the maximum value in the range before conversion is called a scaling factor. For example, when a range from 0 to k is converted into a range from 0 to T as shown in FIG. 14, k is a scaling factor (that is, P = k). In order to perform conversion to expand the range from 0 to the scaling factor P to the range from 0 to T, the value before conversion may be multiplied by T / P. Further, it is assumed that the distribution of data values after the degamma processing is a distribution as illustrated in FIG. At this time, if the conversion as illustrated in FIG. 14 is performed on each data value after the degamma process, the distribution of the converted data value becomes a distribution as illustrated in FIG.
デガンマ処理後の画像データに含まれているR,G,Bの各成分のデータ値が取り得る最大値をTとする。例えば、デガンマ処理後のR,G,Bの各成分が8ビットで表されている場合、それら各成分が取り得る最大値は255である。デガンマ処理後の画像データに含まれるR,G,Bの各成分のデータ値に対してT/Pを乗じて、画像データを変換する。この演算により、一画面分の画像における各画素の光の透過率の分布が、低い透過率に集中しないように画像データを変換することができる。この変換後の画像データに対してガンマ処理を行い、ガンマ処理後の画像データを用いて液晶表示パネルに画像を表示させる。 Let T be the maximum value that can be taken by the data values of the R, G, and B components contained in the image data after the degamma processing. For example, when each component of R, G, B after degamma processing is represented by 8 bits, the maximum value that each of these components can take is 255. The image data is converted by multiplying the data values of the R, G, and B components included in the image data after the degamma processing by T / P. By this calculation, it is possible to convert the image data so that the light transmittance distribution of each pixel in the image for one screen does not concentrate on a low transmittance. Gamma processing is performed on the converted image data, and an image is displayed on the liquid crystal display panel using the image data after the gamma processing.
また、バックライトの輝度が、バックライトの最大輝度のP/T倍になるようにバックライトを制御する。以上の動作を、一画面毎に行う。 Further, the backlight is controlled so that the luminance of the backlight is P / T times the maximum luminance of the backlight. The above operation is performed for each screen.
特許文献1には、下記のようにデータを変調して映像を表示する方法が記載されている。特許文献1に記載された方法では、外部から供給される映像信号VinのピークレベルVpを一定周期毎に検出する。そして、検出されたピークレベルVpからゲインGs=Vp/V0を算出する。ここで、基準ピークレベルV0は、供給される映像信号の標準的なピークレベルとして定義する。ゲインGsの算出後、映像信号レベルをVc=Vin/Gsとして変調する。この変調された映像信号によって空間光変調素子を駆動する。また、発光部の光出力レベルLoutを、ゲインGsを用いて、Lout=Gs×L0とする。ここで、L0は発光部の基準光出力レベルである。この方法により、光源の消費電力を低下させることができる。 Patent Document 1 describes a method of displaying data by modulating data as described below. In the method described in Patent Document 1, for detecting a peak level V p of the video signal V in supplied from outside to a predetermined cycle. Then, the gain G s = V p / V 0 is calculated from the detected peak level V p . Here, the reference peak level V 0 is defined as a standard peak level of the supplied video signal. After calculating the gain G s , the video signal level is modulated as V c = V in / G s . The spatial light modulation element is driven by the modulated video signal. Further, the light output level L out of the light emitting unit is set to L out = G s × L 0 using the gain G s . Here, L 0 is the reference light output level of the light emitting unit. With this method, the power consumption of the light source can be reduced.
図13で説明した画像の表示制御を、一画面分の画像データ(1フレーム分の画像データ)それぞれに対して個別に行うと画面にちらつきが生じるという問題がある。 If the image display control described with reference to FIG. 13 is individually performed for each screen image data (one frame image data), there is a problem that the screen flickers.
そこで、各画面の画像データにおけるデータ値(デガンマ処理後のデータ値)の最大値を平滑化して、最大値を平滑化した値をスケーリングファクタとすることが考えられる。すなわち、各画面の画像データの最大値が、100,200,100,・・・等のように変化する場合、それらの最大値をそのままスケーリングファクタとして用いるのではなく、画面の変化に伴うそれらの最大値の変化量が少なくなるように、画像データの最大値を平滑化して、平滑化後の値をスケーリングファクタとすることが考えられる。なお、平滑化では、最大値の変化量が少なくなるようにすればよい。例えば、「100,200,100,・・・」と変化する最大値を、例えば「105,110,105,・・・」等のように変化させるようにすればよい。各画面のデータ値の最大値を平滑化した値をスケーリングファクタとすることで、画面のちらつきを抑えることができる。 Therefore, it is conceivable that the maximum value of the data value (data value after degamma processing) in the image data of each screen is smoothed and the value obtained by smoothing the maximum value is used as the scaling factor. That is, when the maximum value of the image data on each screen changes like 100, 200, 100,..., Those maximum values are not used as they are as scaling factors, but instead of those as the screen changes. It is conceivable that the maximum value of the image data is smoothed so that the change amount of the maximum value is small, and the value after smoothing is used as a scaling factor. In smoothing, the amount of change in the maximum value may be reduced. For example, the maximum value that changes as “100, 200, 100,...” May be changed as “105, 110, 105,. Flickering of the screen can be suppressed by using a value obtained by smoothing the maximum data value of each screen as a scaling factor.
しかし、このように各画面のデータ値の最大値を平滑化した値をスケーリングファクタとすると、画像データに含まれるR成分、G成分、またはB成分のデータ値がスケールファクタよりも大きな値となる場合が生じる。R成分、G成分、またはB成分のデータ値がスケールファクタよりも大きい値である場合、その値にT/Pを乗じた結果はTよりも大きな値となる。しかし、ビット長の制限のため、データ値の取り得る最大値はTであり、Tよりも大きな値をデータ値として表すことはできない。従って、データ値にT/Pを乗じる演算において、その演算結果がTより大きくなる場合であっても、演算結果をTとしてしまうことになる。 However, if the value obtained by smoothing the maximum value of the data value of each screen in this way is used as the scaling factor, the data value of the R component, G component, or B component included in the image data is larger than the scale factor. Cases arise. When the data value of the R component, G component, or B component is a value larger than the scale factor, the result of multiplying the value by T / P is a value larger than T. However, because the bit length is limited, the maximum value that the data value can take is T, and a value larger than T cannot be expressed as a data value. Therefore, in the calculation of multiplying the data value by T / P, even if the calculation result is larger than T, the calculation result is T.
例えば、画面毎のデータ値の最大値を平滑化したときに、ある画面に対応する最大値の平滑化後の値が20であり、スケーリングファクタP=20としたとする。その画面におけるデガンマ処理後のR,G,Bの各成分は8ビットで表され、そのR,G,B各成分の取り得る最大値Tが255であるとする。画像データに含まれるR,G,B各成分の組である(R,G,B)=(200,10,10)に対してT/Pを乗じる場合、R,G,B各成分の値は(R,G,B)=(200・(255/20),10・(255/20),10・(255/20))となる。R成分に関する計算は、200・(255/20)=2550となるが、実際にはR成分は8ビットで表されるので255までの値しか表現できない。そのため、演算結果は、2550ではなく255となる。よって、(R,G,B)=(200,10,10)に対する演算結果は、(R,G,B)=(255,128,128)となる。なお、“(R,G,B)=”として、かっこ内に示した3つの値は、それぞれ順番にR成分、G成分、B成分のデータ値である。 For example, when the maximum value of the data value for each screen is smoothed, the smoothed value of the maximum value corresponding to a certain screen is 20, and the scaling factor P = 20. Each component of R, G, B after degamma processing on the screen is represented by 8 bits, and the maximum value T that each R, G, B component can take is 255. When multiplying (R, G, B) = (200, 10, 10), which is a set of R, G, B components included in image data, by T / P, the values of the R, G, B components (R, G, B) = (200 · (255/20), 10 · (255/20), 10 · (255/20)). The calculation for the R component is 200 · (255/20) = 2550. However, since the R component is actually represented by 8 bits, only values up to 255 can be expressed. Therefore, the calculation result is 255 instead of 2550. Therefore, the calculation result for (R, G, B) = (200, 10, 10) is (R, G, B) = (255, 128, 128). Note that the three values shown in parentheses as “(R, G, B) =” are the data values of the R component, G component, and B component, respectively.
このように、R成分(あるいはG成分やB成分)を本来の計算結果で表すことができずに、その本来の計算結果よりも小さな値にしてしまうと、本来表示すべき色よりも白みがかった色で表示されてしまう。すなわち、R,G,B各成分同士の差が本来の各成分の差よりも小さくなったような色(彩度の低い色)が表示されてしまう。 As described above, if the R component (or G component or B component) cannot be expressed by the original calculation result and is set to a value smaller than the original calculation result, the whiteness is higher than the color to be originally displayed. It is displayed in a garbled color. That is, a color (color with low saturation) in which the difference between the R, G, and B components is smaller than the original difference between the components is displayed.
このような現象は、例えば、暗い画像中に急に明るい部分が生じるような画面の変化の仕方をする場合に観察される。 Such a phenomenon is observed, for example, when the screen is changed such that a bright portion suddenly appears in a dark image.
そこで、本発明は、バックライトの輝度を制御するための画像データの変換処理において、画像が白みがかってしまうことを防止できるように画像データを変換する画像データ変換装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image data conversion device that converts image data so that the image can be prevented from being whitish in conversion processing of image data for controlling the luminance of a backlight. And
本発明の画像データ変換装置は、液晶表示パネル用のRGB形式の画像データを変換する画像データ変換装置であって、原画像となる個々の画面の画像データのデータ値を、データ値と液晶表示パネルの画素の輝度との関係が比例関係になるように変換するデガンマ処理部と、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値の最大値を個々の画面毎に求める最大値検出部と、0から一の値までの範囲を、0からデガンマ処理部による変換後のデータ値が取り得る最大の値までの範囲に広げる変換におけるその一の値であるスケーリングファクタを、最大値検出部によって求められたデータ値の最大値に基づいて算出するスケーリングファクタ算出部と、デガンマ処理部による変換後のデータ値が取り得る最大の値をTとし、スケーリングファクタをPとしたときに、Pが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、その組み合わせの各成分のデータ値にT/Pを乗じ、Pが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、その組み合わせのR成分、G成分、B成分のデータ値の最大値をT’として、その組み合わせの各成分のデータ値にT/T’を乗じることによって、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値を変換するスケーリング部と、スケーリング部による変換後の画像データのデータ値に対して、デガンマ処理部による変換の逆変換を行うガンマ処理部とを備えることを特徴とする。 An image data conversion apparatus according to the present invention is an image data conversion apparatus for converting RGB format image data for a liquid crystal display panel, and converts the data value of each screen image data to be an original image into a data value and a liquid crystal display. A degamma processing unit that converts the relationship between the brightness of the panel pixels to be a proportional relationship, a maximum value detection unit that obtains the maximum value of the image data after conversion by the degamma processing unit for each screen, The maximum value detection unit obtains the scaling factor that is one of the values in the conversion that expands the range from 0 to one to the maximum value that can be taken by the data value after conversion by the degamma processing unit. A scaling factor calculation unit that calculates based on the maximum value of the obtained data values, and T represents the maximum value that can be taken by the data value after conversion by the degamma processing unit. When the factor is P, if P is greater than or equal to the data value of each component in a combination of R component, G component, and B component, the data value of each component of that combination is multiplied by T / P. , P is smaller than the data value of any component in the combination of the R component, G component, and B component, the maximum value of the data values of the R component, G component, and B component of the combination is set to T ', By multiplying the data value of each component of the combination by T / T', the scaling unit for converting the data value of the image data after conversion by the degamma processing unit, and the data of the image data after conversion by the scaling unit And a gamma processing unit that performs inverse conversion of conversion by the degamma processing unit.
スケーリングファクタ算出部が、一の画面に対応するスケーリングファクタを、最大値検出部によって求められた最大値であって、その一の画面を含む連続した複数の画面に対応する最大値の平均値として算出する構成であってもよい。 The scaling factor calculation unit determines the scaling factor corresponding to one screen as the average value of the maximum values obtained by the maximum value detection unit and corresponding to a plurality of consecutive screens including the one screen. The structure to calculate may be sufficient.
スケーリングファクタ算出部が、一の画面の前の画面に対応するスケーリングファクタをPn−1とし、最大値検出部によって求められたその一の画面に対応する最大値をMとし、0以上1未満の数であるαを用いて、その一の画面に対応するスケーリングファクタを、α・Pn−1+(1−α)・Mとして算出する構成であってもよい。 The scaling factor calculation unit sets the scaling factor corresponding to the previous screen of one screen to P n−1 , sets the maximum value corresponding to the one screen obtained by the maximum value detection unit to M, and is 0 or more and less than 1 The scaling factor corresponding to the one screen may be calculated as α · P n−1 + (1−α) · M using α that is the number of.
デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値0を0より大きな値に変換し、その画像データのデータ値が取り得る最大値TをTに変換する変換式によって、スケーリングファクタ算出部が算出したスケーリングファクタを変換する値変換部を備え、スケーリング部が、値変換部による変換後のスケーリングファクタを用いて、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値を変換する構成であってもよい。そのような構成によれば、ちらつきを防止することができる。
A scaling factor is converted by a conversion equation for converting the
デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値0を0より大きな値に変換し、その画像データのデータ値が取り得る最大値TをTに変換する変換式によって、値を変換する値変換部を備え、値変換部が、最大値検出部によって求められた個々の画面毎のデータ値の最大値を変換し、スケーリングファクタ算出部が、値変換部による変換後の最大値からスケーリングファクタを算出する構成であってもよい。そのような構成によれば、ちらつきを防止することができる。
The
本発明によれば、スケーリング部は、スケーリングファクタPが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、その組み合わせの各成分のデータ値にT/Pを乗じ、Pが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、その組み合わせのR成分、G成分、B成分のデータ値の最大値をT’として、その組み合わせの各成分のデータ値にT/T’を乗じることによって、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値を変換する。このように、スケーリングファクタPが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合とそうではない場合とでデータ値に乗じる値を切り替えることで、乗算結果がT(デガンマ処理部による変換後のデータ値が取り得る最大の値)よりも大きくならないようにすることができる。従って、常に乗算結果を正確に表現することができ、その結果、画像が白みがかってしまうことを防止できる。 According to the present invention, when the scaling factor P is equal to or larger than the data value of each component in the combination of the R component, the G component, and the B component, the scaling unit converts the data value of each component of the combination to T / P, and when P is smaller than the data value of any component in the combination of R, G, and B components, the data values of the R, G, and B components of that combination The data value of the image data after the conversion by the degamma processing unit is converted by multiplying the data value of each component of the combination by T / T ′, where T ′ is the maximum value. As described above, the multiplication result is obtained by switching the value to be multiplied by the data value between the case where the scaling factor P is equal to or larger than the data value of each component in the combination of the R component, the G component and the B component. Can be prevented from becoming larger than T (the maximum value that the data value after conversion by the degamma processing unit can take). Therefore, the multiplication result can always be expressed accurately, and as a result, the image can be prevented from being whitish.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[実施の形態1]図1は、本発明の第1の実施の形態の画像データ変換装置の例を示すブロック図である。本発明の画像データ変換装置10には、画像データを生成する映像源11から画像データが入力される。本発明の画像データ変換装置10は、その画像データのデータ値を変換し、データ値を変換した画像データを駆動ドライバ13に出力する。駆動ドライバ13は、画像データ変換装置10が出力した画像データに従って、液晶表示パネル(以下、LCDと記す。)14を駆動する。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an example of an image data conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image
また、LCD14には、光を照射するバックライト15が設けられている。バックライトドライバ12は、バックライト15が照射する光の輝度を制御する。画像データ変換装置10は、映像源11から入力された画像データに対してデータ処理を行い、バックライト15の輝度を指定する値をバックライトドライバ12に出力する。バックライトドライバ12は、その値に従ってバックライト15が照射する光の輝度を制御する。
Further, the
ここでは、映像源11がパーソナルコンピュータ(以下、PCと記す。)である場合を例に説明するが、映像源11は、PC以外の装置であってもよい。また、映像源11は、動画における個々の画面の画像データを画像データ変換装置10に出力する。この個々の画面が変換対象の原画像となる。
Here, a case where the
また、PC11が出力する画像データは、RGB形式の画像データである。すなわち、R(赤色)、G(緑色)およびB(青色)の各画素に対応するデータ値の組み合わせを複数含んだ画像データである。図1では、PC11が、R成分、G成分、B成分のデータ値がそれぞれ6ビットの固定長で表され、その3種類の成分全体が18ビットで表される画像データを出力する場合を例示しているが、R成分、G成分、B成分のデータ値のビット長は6ビットに限定されない。
The image data output from the
第1の実施の形態の画像データ変換装置10は、デガンマ処理部1と、最大値検出部2と、スケーリングファクタ算出部3と、スケーリング部4と、ガンマ処理部5とを備える。
The image
デガンマ処理部1には、PC11から原画像となる個々の画面の画像データが入力される。PC11からデガンマ処理部に入力される画像データ(原画像となる個々の画面の画像データ)に含まれるデータ値をData_inと記す。図2は、RGB形式の画像データに含まれるデータ値と、LCD14の画素の輝度との関係を示す説明図である。図2に示す横軸は、PC11が出力するRGB形式の画像データに含まれるデータ値(Data_in)を示している。図2に示すように、RGB形式の画像データでは、データ値が大きくなるほど、LCD14の画素の輝度が大きくなるという関係があるが、データ値と、LCD14の画素の輝度との間に比例関係はない。デガンマ処理部1は、PC11から入力される画像データに含まれるデータ値(Data_in)を、データ値と、LCD14の画素の輝度との関係が比例関係になるデータ値に変換する。
The degamma processing unit 1 receives image data of individual screens as original images from the
なお、図2の縦軸に示すLCD14の画素の輝度は、バックライトの輝度を一定に保ったまま、Data_inの値に応じて一般的な方法(例えば振幅変調方式)でLCD14に画像を表示させる場合の画素の輝度である。
Note that the luminance of the pixels of the
PC11から入力される画像データには、R成分、G成分およびB成分のデータ値の組み合わせが複数含まれている。その各組合わせにおけるR成分、G成分およびB成分のデータ値がそれぞれData_inであり、デガンマ処理部1は、R成分、G成分およびB成分のデータ値をそれぞれ変換する。例えば、R成分、G成分およびB成分のデータ値がそれぞれDr,Dg,Dbである場合、デガンマ処理部1は、Dr,Dg,Dbをそれぞれ変換する。
The image data input from the
デガンマ処理部1による変換後のデータ値をData_tmpと記す。図3は、Data_tmpとData_inとの関係を示す説明図である。デガンマ処理部1は、Data_inの増加に伴う輝度の増加の仕方と、Data_inの増加に伴うData_tmpの増加の仕方とが同様になるように、Data_inをData_tmpに変換する。この変換方法については後述する。デガンマ処理部1による変換後のデータ値(Data_tmp)と、LCD14の画素の輝度との関係は図4に示すように比例関係となる。
The data value after conversion by the degamma processing unit 1 is denoted as Data_tmp. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between Data_tmp and Data_in. The degamma processing unit 1 converts Data_in to Data_tmp so that the method of increasing the luminance accompanying the increase of Data_in and the method of increasing the Data_tmp accompanying the increase of Data_in are the same. This conversion method will be described later. The relationship between the data value (Data_tmp) converted by the degamma processing unit 1 and the luminance of the pixels of the
なお、図4の縦軸に示すLCD14の画素の輝度は、バックライトの輝度を一定に保ったまま、Data_tmpの値に応じて一般的な方法(例えば振幅変調方式)でLCD14に画像を表示させる場合の画素の輝度である。
Note that the luminance of the pixels of the
デガンマ処理部1は、Data_inをData_tmpに変換した画像データをスケーリング部4および最大値検出部2に出力する。 The degamma processing unit 1 outputs the image data obtained by converting Data_in to Data_tmp to the scaling unit 4 and the maximum value detection unit 2.
デガンマ処理部1による変換後のデータ値であるData_tmpの取り得る最大の値をTする。Tは、Data_tmpを表すビット長によって決まる。Data_tmpを表すビット長は、固定長であり、Data_inを表すビット長以上となる。ここでは、Data_tmpを表すビット長が8ビットである場合を例にして説明する。8ビットで表すことができるData_tmpの最大値Tは、255である。 The maximum possible value of Data_tmp, which is the data value converted by the degamma processing unit 1, is T. T is determined by the bit length representing Data_tmp. The bit length representing Data_tmp is a fixed length and is equal to or longer than the bit length representing Data_in. Here, a case where the bit length representing Data_tmp is 8 bits will be described as an example. The maximum value T of Data_tmp that can be represented by 8 bits is 255.
最大値検出部2は、個々の画面の画像データ毎に、画像データに含まれる画像データの最大値を検出する。最大値検出部2に入力される一画面分の画像データには、デガンマ処理部1によって変換されたR成分、G成分およびB成分の各データ値の組み合わせが複数含まれている。最大検出部2は、それらのR成分、G成分およびB成分の各データ値の中の最大値を検出する。最大値検出部2は、データ値の最大値の検出を個々の画面の画像データ毎に行い、各画面毎の最大値をそれぞれスケーリングファクタ算出部3に出力する。
The maximum value detection unit 2 detects the maximum value of the image data included in the image data for each image data of each screen. The image data for one screen input to the maximum value detection unit 2 includes a plurality of combinations of R, G, and B component data values converted by the degamma processing unit 1. The maximum detector 2 detects the maximum value among the data values of the R component, G component, and B component. The maximum value detection unit 2 detects the maximum value of the data value for each image data of each screen, and outputs the maximum value for each screen to the scaling
スケーリングファクタ算出部3は、各画面に対応するスケーリングファクタ(Pとする。)を、最大値検出部2から入力された最大値(各画面におけるData_tmpの最大値)に基づいて算出する。スケーリングファクタは、0からある値までの範囲を、0からデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるデータ値(Data_tmp)が取り得る最大値Tまでの範囲に広げる変換における、上記の「ある値」である。スケーリングファクタ算出部3は、最大値検出部2によって検出された各画面毎の最大値を平滑化した値としてスケーリングファクタを算出する。ここで、最大値を平滑化した値とは、最大値の変化よりも少ない変化量で変化する値である。図5は、最大値を平滑化した値の例を示す説明図である。図5に示すa1〜a3は、連続する3つの画面におけるData_tmpの最大値である。図5にb1〜b3の変化は、a1〜a3の変化よりも小さく、b1〜b3は、最大値a1,a2,a3を平滑化した値である。スケーリングファクタ算出部3によるスケーリングファクタの算出の具体的な方法については後述する。スケーリングファクタ算出部3は、算出したスケーリングファクタPをスケーリング部4およびバックライトドライバ12に出力する。
The scaling
スケーリング部4は、0からスケーリングファクタPまでの範囲を、0からデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるデータ値(Data_tmp)が取り得る最大値Tまでの範囲に広げる変換を、Data_tmpに対して行う。この変換は、Data_tmpにT/Pを乗じることによって行えばよい。このPは、Data_tmpを含む画像データの画面に対応するスケーリングファクタである。 The scaling unit 4 performs conversion that expands the range from 0 to the scaling factor P to 0 to the maximum value T that the data value (Data_tmp) included in the image data after conversion by the degamma processing unit 1 can take. To do. This conversion may be performed by multiplying Data_tmp by T / P. This P is a scaling factor corresponding to the screen of image data including Data_tmp.
ただし、スケーリング部4は、スケーリングファクタPがデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値に対して以下の乗算を行う。すなわち、そのR,G,Bの各成分のデータ値のうち、最大の値をT’として、そのR,G,Bの各成分のデータ値にT/T’を乗じる。 However, when the scaling factor P is smaller than the data value of any component in the combination of the R component, G component, and B component included in the image data converted by the degamma processing unit 1, the scaling unit 4 The following multiplication is performed on the data values of the R, G, and B components of the combination. That is, among the data values of the R, G, and B components, the maximum value is T ′, and the data values of the R, G, and B components are multiplied by T / T ′.
スケーリング部4は、スケーリングファクタPがデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/Pを乗じる。 When the scaling factor P is equal to or greater than the data value of each component in the combination of the R component, G component, and B component included in the image data converted by the degamma processing unit 1, the scaling unit 4 The data value of each component of G and B is multiplied by T / P.
例えば、デガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR,G,Bの各成分の組み合わせが(R,G,B)=(Er,Eg,Eb)であったとする。なお、なお、“(R,G,B)=”として、かっこ内に示す3つの値は、それぞれ順番にR成分、G成分、B成分のデータ値である。また、(R,G,B)=(Er,Eg,Eb)というR,G,B各成分のデータ値の組み合わせを含む一画面分の画像データに対応するスケーリングファクタがPであるとする。 For example, it is assumed that the combination of R, G, and B components included in the image data converted by the degamma processing unit 1 is (R, G, B) = (E r , E g , E b ). Note that the three values shown in parentheses as “(R, G, B) =” are data values of the R component, G component, and B component, respectively. Further, P is a scaling factor corresponding to image data for one screen including a combination of data values of R, G, and B components of (R, G, B) = (E r , E g , E b ). And
スケーリングファクタPが、R成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上であるとする。すなわち、P≧Er,かつP≧Eg,かつP≧Ebであるとする。この場合、スケーリング部4は、これらの各データ値にT/Pを乗じることによって、このR,G,Bの各成分のデータ値を変換する。すなわち、(R,G,B)=(Er,Eg,Eb)を、(R,G,B)=(Er・(T/P),Eg・(T/P),Eb・(T/P))に変換する。 It is assumed that the scaling factor P is greater than or equal to the data value of each component in the combination of the R component, G component, and B component. That is, it is assumed that P ≧ E r , P ≧ E g , and P ≧ E b . In this case, the scaling unit 4 converts the data values of the R, G, and B components by multiplying these data values by T / P. That is, (R, G, B) = (E r , E g , E b ), (R, G, B) = (E r · (T / P), E g · (T / P), E b · (T / P)).
また、スケーリングファクタPが、R成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい値であるとする。すなわち、P<Er,P<Eg,P<Ebのいずれかが成立しているとする。この場合、スケーリング部4は、これらの各データ値にT/T’を乗じることによって、このR,G,Bの各成分のデータ値を変換する。すなわち、(R,G,B)=(Er,Eg,Eb)を、(R,G,B)=(Er・(T/T’),Eg・(T/T’),Eb・(T/T’))に変換する。 Further, it is assumed that the scaling factor P is a value smaller than the data value of any component in the combination of the R component, the G component, and the B component. That is, it is assumed that any one of P <E r , P <E g , and P <E b is established. In this case, the scaling unit 4 converts the data values of the R, G, and B components by multiplying these data values by T / T ′. That is, (R, G, B) = (E r , E g , E b ), (R, G, B) = (E r · (T / T ′), E g · (T / T ′) , E b · (T / T ′)).
スケーリング部4は、個々の画面の画像データに対して、上記の変換を行い、変換後の個々の画面の画像データをガンマ処理部5に出力する。 The scaling unit 4 performs the above conversion on the image data of each screen, and outputs the converted image data of each screen to the gamma processing unit 5.
ガンマ処理部5は、スケーリング部4から入力された各画面の画像データに含まれるそれぞれのデータ値に対して、デガンマ処理部1が行う変換の逆変換を行う。ガンマ処理部5は、変換後の各画面の画像データを駆動ドライバ13に出力する。
The gamma processing unit 5 performs inverse conversion of conversion performed by the degamma processing unit 1 on each data value included in the image data of each screen input from the scaling unit 4. The gamma processing unit 5 outputs the image data of each screen after conversion to the
駆動ドライバ13は、ガンマ処理部5から入力された画像データに基づいて、画像をLCD14に表示させる。
The
また、バックライトドライバ12は、スケーリングファクタ3算出部3から入力されたスケーリングファクタに対応する画面の画像データに基づいて駆動ドライバ13がLCD14に画像を表示させているときに、そのスケーリングファクタに応じた輝度でバックライト15が光を照射するようにバックライト15を制御する。スケーリングファクタに応じた輝度とは、バックライト15の最大輝度のP/T倍の輝度である。Tは、Data_tmpの取り得る最大値である。
Further, the
次に、動作について説明する。
図6は、本発明の画像データ変換装置の処理経過の例を示すフローチャートである。PC11からデガンマ処理部1に原画像となる個々の画面の画像データが入力されると、デガンマ処理部1は、その画像データに含まれるデータ値(Data_in)を、データ値と、LCD14の画素の輝度との関係が比例関係になるデータ値に変換し、データ値を変換した各画面の画像データを最大値検出部2とスケーリング部4に出力する(ステップS1)。
Next, the operation will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing progress of the image data conversion apparatus of the present invention. When image data of individual screens serving as original images is input from the
デガンマ処理部1はステップS1において、PC11から入力される画像データに含まれる個々のデータ値(Data_in)をγ乗することによって、Data_inを変換すればよい。例えば、画像データに(R,G,B)=(Dr,Dg,Db)というデータ値が含まれている場合、Dr γを計算し、その計算結果をDrの変換後のデータ値(Data_tmp)とすればよい。同様に、Dg,Dbの変換も、各データをγ乗することによって行えばよい。また、デガンマ処理部1は、各データ値をγ乗し、さらに定数を乗じてもよい。ここでγの値は、2〜3の任意の値であればよいが、γ=2.2とすることが好ましい。
In step S1, the degamma processing unit 1 may convert Data_in by raising each data value (Data_in) included in the image data input from the
また、Data_inをどのような値に変換すれば、変換後のデータ値とLCD14の画素の輝度との間に比例関係が成立するのかを実測によって予め調べておいてもよい。そして、変換後のデータ値(Data_tmp)と、Data_inとの対応関係を、画像データ変換装置10が備える記憶装置(図示せず。)に予め記憶させておいてもよい。この場合、デガンマ処理部1は、入力された画像データに含まれる各データ値(Data_in)に対応するデータ値(Data_tmp)を、その記憶装置から読み込み、読み込んだ値を変換後のデータ値としてもよい。
In addition, what value may be converted to Data_in may be previously examined by actual measurement to determine whether a proportional relationship is established between the converted data value and the luminance of the pixel of the
最大値検出部2は、デガンマ処理部1から個々の画面の画像データ(ステップS1の変換が行われた画像データ)が入力されると、各画面毎に画像データに含まれるデータ値の最大値を検出する(ステップS2)。各画面の画像データは、R成分、G成分、B成分のデータ値の組み合わせの集合である。最大値検出部2は、一画面分の画像データの中から値が最も大きいデータ値を検出すればよい。例えば、画像データは(R,G,B)=(Er,Eg,Eb)等の組み合わせの集合であるので、最大値検出部2は、一画面分の画像データに含まれる全てのR成分、G成分、B成分のデータ値のうちの最大値を検出すればよい。最大値検出部2は、各画面毎にデータ値の最大値を検出し、各画面におけるデータ値の最大値をスケーリングファクタ算出部3に出力する。
When the image data of each screen (image data subjected to the conversion in step S1) is input from the degamma processing unit 1, the maximum value detection unit 2 receives the maximum value of the data value included in the image data for each screen. Is detected (step S2). The image data of each screen is a set of combinations of R component, G component, and B component data values. The maximum value detector 2 may detect the data value having the largest value from the image data for one screen. For example, since the image data is a set of combinations such as (R, G, B) = (E r , E g , E b ), etc., the maximum value detection unit 2 is capable of displaying all of the image data for one screen. What is necessary is just to detect the maximum value among the data values of R component, G component, and B component. The maximum value detection unit 2 detects the maximum value of the data value for each screen and outputs the maximum value of the data value in each screen to the scaling
スケーリングファクタ算出部3は、画面毎の最大値を平滑化した値として、個々の画面毎にスケーリングファクタを算出し、各画面に対応するスケーリングファクタをスケーリング部4およびバックライトドライバ12に出力する(ステップS3)。
The scaling
スケーリングファクタ算出部3は、例えば、以下のようにしてスケーリングファクタを算出すればよい。スケーリングファクタ算出部3は、ある画面のスケーリングファクタを、その画面を含む連続した複数の画面に対応する最大値(ステップS2で最大値検出部2によって検出された最大値)の平均値として算出すればよい。例えば、n−2番目、n−1番目、n番目、n+1番目、n+2番目・・・の各画面におけるデータ値の最大値がMn−2,Mn−1,Mn,Mn+1,Mn+2,・・・であるとする。スケーリングファクタ算出部3は、n番目の画面に対応するスケーリングファクタを、Mn−1,Mn,Mn+1の平均値として求めればよい。同様に、n+1番目の画面に対応するスケーリングファクタを、Mn,Mn+1,Mn+2の平均値として求めればよい。また、ここでは、スケーリングファクタ算出部3が3つの最大値の平均値としてスケーリングファクタを算出する場合を例示したが、より多くの最大値の平均値としてスケーリングファクタを算出してもよい。特に、32画面以上の画面の平均値としてスケーリングファクタを算出することが好ましい。また、64画面以上の画面の平均値としてスケーリングファクタを算出することがより好ましく、128画面以上の画面の平均値としてスケーリングファクタを算出することがさらに好ましい。より多くの画面の平均値としてスケーリングファクタを算出すれば、画面のちらつきをより目立たなくすることができる。
The scaling
このように複数の画面における最大値の平均としてスケーリングファクタを算出するする場合、スケーリングファクタ算出部3は、各画面に対応する最大値を格納する複数のメモリ(図示せず。)を備えていればよい。この複数のメモリは、各画面の最大値を検出された順番に記憶するためのメモリである。最大値検出部2は、その複数のメモリのうち、直近に検出された最大値を記憶するためのメモリに、検出した最大値を書き込めばよい。そして、スケーリングファクタ算出部3は、各メモリに記憶された最大値の和を算出し、その和をメモリ数で除算し、その結果をスケーリングファクタとすればよい。また、スケーリングファクタを算出した後、スケーリングファクタ算出部3は、最も古い最大値を削除し、各メモリに記憶されている最大値を、最大値検出部2に検出された順番を保ったまま次のメモリに移動させる。この動作を繰り返すことで、複数の画面の各最大値の平均値としてスケーリングファクタを算出することができる。メモリの数は、平均値を求める最大値の数に合わせておけばよい。
Thus, when calculating a scaling factor as the average of the maximum value in a some screen, the scaling
また、スケーリングファクタ算出部3は、一つの画面に対応するスケーリングファクタを、その一つ前の画面に対応するスケーリングファクタを用いて再帰的に算出してもよい。スケーリングファクタを算出しようとする画面がn番目の画面であり、その画面に対応するスケーリングファクタをPnとする。また、その一つ前のn−1番目の画面に対応するスケーリングファクタをPn−1とする。また、n番目の画面におけるData_tmpの最大値として、最大値検出部2によって検出された最大値をMとする。このとき、スケーリングファクタ算出部3は、n番目の画面のスケーリングファクタPnを、以下の式(1)によって算出する。
The scaling
Pn=α・Pn−1+(1−α)・M 式(1) P n = α · P n−1 + (1−α) · M Formula (1)
スケーリングファクタ算出部3は、式(1)で算出したスケーリングファクタの小数点以下を切り上げる。
The scaling
このように一つ前の画面に対応するスケーリングファクタを用いて、再帰的にスケーリングファクタを算出する場合、スケーリングファクタ算出部3は、算出したスケーリングファクタを記憶させるためのメモリ(図示せず。)を備えていればよい。スケーリングファクタ算出部3は、新たに算出したスケーリングファクタをそのメモリに記憶させ、次にスケーリングファクタを算出するときに、メモリに記憶させたスケーリングファクタを一つ前の画面に対応するスケーリングファクタ(式(1)におけるPn−1)とすればよい。
As described above, when the scaling factor is recursively calculated using the scaling factor corresponding to the previous screen, the scaling
また、式(1)におけるαは、0≦α<1を満足する数である。αの値は、0.80≦αであることが好ましく、0.92≦αであることがより好ましく、0.97≦αであることがさらに好ましい。α=0.80は、ちらつきの許容加減レベルである。αの値が0.92以上であれば、ちらつきをほとんどなくすことができる。また、αの値が0.97以上であれば、ちらつきが全く視認されないようにすることができる。 Further, α in the formula (1) is a number satisfying 0 ≦ α <1. The value of α is preferably 0.80 ≦ α, more preferably 0.92 ≦ α, and still more preferably 0.97 ≦ α. α = 0.80 is an allowable level of flicker. If the value of α is 0.92 or more, the flicker can be almost eliminated. Further, if the value of α is 0.97 or more, flicker can be prevented from being visually recognized at all.
スケーリング部4は、スケーリングファクタ算出部3からスケーリングファクタPが入力されると、そのスケーリングファクタPに対応する画面の画像データに含まれるデータ値を以下のように変換する(ステップS4)。
When the scaling factor P is input from the scaling
スケーリング部4は、スケーリングファクタPがデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/Pを乗じる。既に説明したように、Tは、デガンマ処理部1による変換後のデータ値であるData_tmpの取り得る最大の値である。 When the scaling factor P is equal to or greater than the data value of each component in the combination of the R component, G component, and B component included in the image data converted by the degamma processing unit 1, the scaling unit 4 The data value of each component of G and B is multiplied by T / P. As already described, T is the maximum value that Data_tmp, which is a data value after conversion by the degamma processing unit 1, can take.
Data_tmpのデータ長が8ビットであり、T=255であるとする。例えば、デガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分のデータ値が(R,G,B)=(10,10,10)であり、スケーリングファクタP=20であるとする。Pは、このR,G,Bの各成分のどのデータ値よりも大きい。よって、スケーリング部4は、このR,G,Bの各成分のデータ値の組み合わせに対しては、T/P=255/20を乗じることによってデータ値を変換する。よって、変換後のR,G,Bの各成分のデータ値は、(R,G,B)=(10・(255/20),10・(255/20),10・(255/20))=(128,128,128)となる。 Assume that the data length of Data_tmp is 8 bits and T = 255. For example, the R component, G component, and B component data values included in the image data converted by the degamma processing unit 1 are (R, G, B) = (10, 10, 10), and the scaling factor P = 20. Suppose that P is larger than any data value of each component of R, G, and B. Therefore, the scaling unit 4 converts the data value by multiplying the combination of the data values of the R, G, and B components by T / P = 255/20. Therefore, the data values of the R, G, and B components after conversion are (R, G, B) = (10 · (255/20), 10 · (255/20), 10 · (255/20) ) = (128, 128, 128).
また、スケーリング部4は、スケーリングファクタPがデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/T’を乗じる。既に説明したように、T’は、そのR,G,Bの各成分のデータ値のうちの最大の値である。 Further, when the scaling factor P is smaller than the data value of any component in the combination of the R component, the G component, and the B component included in the image data converted by the degamma processing unit 1, the scaling unit 4 The data value of each component of the combination R, G, B is multiplied by T / T ′. As already described, T ′ is the maximum value among the data values of the R, G, and B components.
例えば、デガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分のデータ値が(R,G,B)=(200,10,10)であり、スケーリングファクタP=20であるとする。Pは、R成分のデータ値200よりも小さい。また、この場合、R,G,Bの各成分のデータ値の中で最大の値T’は200である。スケーリング部4は、このR,G,Bの各成分のデータ値の組み合わせに対しては、T/T’=255/200を乗じることによってデータ値を変換する。よって、変換後のR,G,Bの各成分のデータ値は、(R,G,B)=(10・(255/200),10・(255/200),10・(255/200))=(255,13,13)となる。 For example, the R component, G component, and B component data values included in the image data converted by the degamma processing unit 1 are (R, G, B) = (200, 10, 10), and the scaling factor P = 20. Suppose that P is smaller than the data value 200 of the R component. In this case, the maximum value T ′ among the data values of the R, G, and B components is 200. The scaling unit 4 converts the data value by multiplying the combination of the data values of the R, G, and B components by T / T ′ = 255/200. Therefore, the data values of the R, G, and B components after conversion are (R, G, B) = (10 · (255/200), 10 · (255/200), 10 · (255/200) ) = (255, 13, 13).
ガンマ処理部5は、スケーリング部4から入力された画像データに含まれる各データ値に対して、デガンマ処理部1が行う変換の逆変換を行う(ステップS5)。デガンマ処理部1が、Data_inをγ乗することによって、Data_inを変換している場合、ガンマ処理部5はスケーリング部4から入力された画像データに含まれる各データ値を(1/γ)乗することによって変換すればよい。 The gamma processing unit 5 performs inverse conversion of the conversion performed by the degamma processing unit 1 on each data value included in the image data input from the scaling unit 4 (step S5). When the degamma processing unit 1 converts Data_in by raising Data_in to the γ power, the gamma processing unit 5 raises each data value included in the image data input from the scaling unit 4 to the (1 / γ) power. It may be converted depending on the situation.
デガンマ処理部1が、Data_inをγ乗し、さらに定数を乗じることによって変換を行っている場合、ガンマ処理部5はスケーリング部4から入力された画像データに含まれる各データ値を、その定数で除算し、さらに(1/γ)乗することによって変換すればよい。 When the degamma processing unit 1 performs conversion by multiplying Data_in by γ and further multiplying by a constant, the gamma processing unit 5 converts each data value included in the image data input from the scaling unit 4 with the constant. What is necessary is just to convert by dividing and further raising to (1 / γ) power.
また、実測によって得られたData_inとData_tmpの対応関係を画像データ変換装置10が備える記憶装置(図示せず。)に記憶させておき、デガンマ処理部1が、入力された画像データに含まれる各データ値に対応するData_tmpをその記憶装置から読み込んでいるとする。この場合、ガンマ処理部5は、スケーリング部4から入力された画像データに含まれる各データ値をData_tmpとして、そのData_tmpに対応するData_inの値をその記憶装置から読み込み、読み込んだデータ値を変換後のデータとすればよい。
Further, the correspondence relationship between Data_in and Data_tmp obtained by actual measurement is stored in a storage device (not shown) included in the image
ガンマ処理部5は、データ値を変換した画像データを駆動ドライバ13に出力し、駆動ドライバ13はその画像データに従ってLCD14に画像を表示させる。
The gamma processing unit 5 outputs the image data obtained by converting the data value to the
また、ステップS3において、スケーリングファクタ算出部3からスケーリングファクタを入力されたバックライトドライバ12は、そのスケーリングファクタに対応する画面の画像データに基づいて駆動ドライバ13がLCD14に画像を表示させているときに、バックライト15の最大輝度のP/T倍の輝度で光を照射するようにバックライト15を制御する。
In step S3, the
本発明によれば、スケーリングファクタPがデガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、スケーリング部4は、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/T’を乗じる。従って、スケーリングファクタPがデータ値よりも小さい値であっても、スケーリング部4による変換結果が、Tより大きくなってしまうことがない。すなわち、スケーリング部4による変換結果が、定められたビット長(Data_tmpのビット長)で表現できない値になってしまうことがない。その結果、本来の色よりも白みがかった彩度の低い画像が表示されてしまうことを防止できる。例えば、暗い画像中に急に明るい部分が生じるような画面の変化の仕方をする場合であっても、白みがかった画像が表示されることを防止できる。 According to the present invention, when the scaling factor P is smaller than the data value of any component in the combination of the R component, the G component, and the B component included in the image data converted by the degamma processing unit 1, the scaling unit 4 multiplies the data value of each component of R, G, B of the combination by T / T ′. Therefore, even if the scaling factor P is smaller than the data value, the conversion result by the scaling unit 4 does not become larger than T. That is, the conversion result by the scaling unit 4 does not become a value that cannot be expressed with a predetermined bit length (bit length of Data_tmp). As a result, it is possible to prevent the display of an image with a lower saturation that is whiter than the original color. For example, even when the screen is changed such that a bright portion suddenly appears in a dark image, it is possible to prevent a whited image from being displayed.
本実施の形態において、デガンマ処理部1、最大値検出部2、スケーリングファクタ算出部3、スケーリング部4、およびガンマ処理部5が、プログラムに従って動作する同一のコンピュータによって実現されていてもよい。また、これらの各構成要素が、それぞれ別々のハードウェアによって実現されていてもよい。
In the present embodiment, the degamma processing unit 1, the maximum value detection unit 2, the scaling
[実施の形態2]図7は、本発明の第2の実施の形態の画像データ変換装置の例を示すブロック図である。第1の実施の形態と同一の動作を行う構成要素については、図1と同一の符号を付し詳細な説明を省略する。第2の実施の形態の画像データ変換装置10aは、デガンマ処理部1、最大値検出部2、スケーリングファクタ算出部3、スケーリング部4、ガンマ処理部5に加えて、値変換部7を備える。なお、スケーリングファクタ算出部3は、第1の実施の形態と同様にスケーリングファクタを算出するが、スケーリングファクタを値変換部7に出力する点で、第1の実施の形態とは異なる。
[Second Embodiment] FIG. 7 is a block diagram showing an example of an image data conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention. Components that perform the same operations as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The image
値変換部7は、スケーリングファクタ算出部3から入力されるスケーリングファクタを変換し、変換後のスケーリングファクタをバックライトドライバ12とスケーリング部4に出力する。値変換部7の動作について説明する。
The
バックライトドライバ12は、入力された値(スケーリングファクタ)をPとすると、バックライト15の最大輝度のP/T倍の輝度でバックライト15が光を照射するように、バックライト15を制御する。従って、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最大値Tがバックライトドライバ12が入力されると、バックライト15の輝度は最大輝度になる。また、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値0がバックライトドライバ12に入力されると、バックライト15の輝度は消灯状態となる。そして、バックライトドライバ12に入力される値と、バックライト15の輝度との間には比例関係が成立する。デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値から最大値までの各値と、それらの値がバックライトドライバ12に入力されたときのバックライト15の輝度との関係は図8に示すようになる。
When the input value (scaling factor) is P, the
値変換部7は、このようなデガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る値を、以下の条件を満たすような値に変換する。値変換部7は、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値0を、0より大きな値(ただしT未満。)に変換し、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最大値TをそのままTに変換するように変換する。また、値変換部7は、変換前の値の増加に伴って、変換後の値が滑らかに変化するように変換を行う。
The
このような変換は、例えば、以下に示す式(2)によって実現される。式(2)に示すxは変換前の値であり、yは変換後の値である。また、aは0より大きくT未満の値である。 Such conversion is realized by, for example, the following expression (2). X shown in Formula (2) is a value before conversion, and y is a value after conversion. A is a value greater than 0 and less than T.
y=x・((T−a)/T)+a 式(2) y = x · ((T−a) / T) + a Formula (2)
また、値変換部7は、式(2)のような一次式でなく、式(3)に示すような二次以上の多次式であってもよい。式(3)においても、xは変換前の値であり、yは変換後の値である。また、aは0より大きくT未満の値である。
Further, the
y=(T−a)・(x/T)2+a 式(3) y = (T−a) · (x / T) 2 + a Formula (3)
式(2)および式(3)は、値変換部7が行う変換の変換式の例示であり、値変換部7が行う変換の変換式は式(2)や式(3)に限定されない。式(4)に例示するような一般的な多次式であってもよい。
Expressions (2) and (3) are examples of conversion expressions for conversion performed by the
y=an・xn+an−1・xn−1+・・・+a1・x+a 式(4) y = a n · x n + a n−1 · x n−1 +... + a 1 · x + a Equation (4)
ただし、x=Tのとき、y=Tである。 However, when x = T, y = T.
値変換部7は、上記のような変換を、スケーリングファクタ算出部3から入力されたスケーリングファクタに対して行い、変換後のスケーリングファクタをバックライトドライバ12およびスケーリング部4に対して出力する。また、ここでは、値変換部7が変換式(例えば式(2)や式(3))に従って演算を行い上記の変換を実現する場合を示したが、この変換における変換前の値と変換後の値とを対応付け、その対応関係を示す情報を画像データ変換装置10が備える記憶装置(図示せず。)に予め記憶させておいてもよい。そして、値変換部7は、変換前の値に対応する値をその記憶装置から読み込むことによって、変換後の値を特定してもよい。
The
バックライトドライバ12は、値変換部7による変換後のスケーリングファクタを用いて、バックライト15を制御する。スケーリングファクタ算出部3から入力されたスケーリングファクタが0であったとしても、変換後のスケーリングファクタは0より大きな値となる。よって、スケーリングファクタ算出部3から値変換部7に入力されたスケーリングファクタが0であっても、バックライト15は消灯せずに光を照射する。また、スケーリングファクタ算出部3から値変換部7に入力されたスケーリングファクタがTのとき、変換後のスケーリングファクタもTとなるので、バックライト15は最大輝度で光を照射する。スケーリングファクタ算出部3から値変換部7に入力されるスケーリングファクタと、そのスケーリングファクタが値変換部7で変換されバックライトドライバ12に入力されたときのバックライト15の輝度との関係は図9に例示するようになる。
The
以上のように、スケーリングファクタ算出部3から値変換部7に入力されたスケーリングファクタが0であっても、値変換部7がスケーリングファクタを変換してバックライト15が消灯しないようにすることができるので、バックライト15を最小輝度以上の輝度で発光させることができる。また、このときのバックライトの最小輝度は、最大輝度を100としたときに、25〜50程度であることが好ましい。
As described above, even if the scaling factor input from the scaling
また、スケーリング4は、値変換部7によって変換されたスケーリングファクタを用いて、デガンマ処理部1によって変換された画像データのデータ値を変換する。すなわち、値変換部7による変換後のスケーリングファクタPが、デガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/Pを乗じる。また、値変換部7による変換後のスケーリングファクタPが、デガンマ処理部1による変換後の画像データに含まれるR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、その組み合わせのR,G,Bの各成分のデータ値にT/T’を乗じる。
The scaling 4 converts the data value of the image data converted by the degamma processing unit 1 using the scaling factor converted by the
他の動作に関しては、第1の実施の形態と同様である。 Other operations are the same as those in the first embodiment.
本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、本来の色よりも白みがかった彩度の低い画像が表示されてしまうことを防止できる。また、バックライト15が消灯状態になることがないので、ちらつきを防止することができる。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to prevent the display of an image with lower saturation that is whiter than the original color. Further, since the
[実施の形態3]図10は、本発明の第3の実施の形態の画像データ変換装置の例を示すブロック図である。本実施の形態の画像データ変換装置10bも、値変換部7を備える。第1の実施の形態や第2の実施の形態と同一の動作を行う構成要素については、図1や図7と同一の符号を付し詳細な説明を省略する。ただし、最大値検出部2は、検出した各画面毎の最大値を値変換部7に出力する。値変換部7は、最大値検出部2から入力された各画面毎の最大値に対して、第2の実施の形態における値変換部7と同様の変換を行い、変換後の各最大値をスケーリングファクタ3に出力する。
[Third Embodiment] FIG. 10 is a block diagram showing an example of an image data conversion apparatus according to a third embodiment of the present invention. The image
既に説明した第2の実施の形態では、スケーリングファクタ算出部3によって算出されたスケーリングファクタを値変換部7が変換し、その変換後のスケーリングファクタをバックライトドライバ12とスケーリング部4に出力する場合を示した。第3の実施の形態では、値変換部7が、最大値検出部2によって検出された各画面に対応する最大値を変換し、その変換後の各最大値をスケーリングファクタ算出部3に出力する。
In the second embodiment described above, the
値変換部7が行う変換動作は、第2の実施の形態における値変換部7の変換動作と同様である。すなわち、値変換部7は、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最小値0を、0より大きな値(ただしT未満。)に変換し、デガンマ処理部1による変換後の画像データのデータ値が取り得る最大値TをそのままTに変換するように変換する。また、値変換部7は、変換前の値の増加に伴って、変換後の値が滑らかに変化するように変換を行う。値変換部7は、このような変換を行う変換式(例えば、式(2),式(3)等)によって、最大値検出部2から入力された各画面毎のデータ値の最大値を変換する。そして、値変換部7は、変換後の各最大値をスケーリングファクタ算出部3に出力する。なお、この変換における変換前の値と変換後の値とを対応付け、その対応関係を示す情報を画像データ変換装置10が備える記憶装置(図示せず。)に予め記憶させておいてもよい。そして、値変換部7は、変換前の値に対応する値をその記憶装置から読み込むことによって、変換後の値を特定してもよい。
The conversion operation performed by the
スケーリングファクタ算出部3は、値変換部7から入力された変換後の各最大値(各画面毎の最大値)を用いて、第1の実施の形態で説明したスケーリングファクタ算出部3と同様にスケーリングファクタを算出する。スケーリングファクタ算出部3は、算出したスケーリングファクタをスケーリング部4およびバックライトドライバ12に出力する。
The scaling
その他の動作は、既に説明した動作と同様である。 Other operations are the same as those already described.
本実施の形態においても、本来の色よりも白みがかった彩度の低い画像が表示されてしまうことを防止できる。また、第2の実施の形態と同様に、バックライト15が消灯状態になることがないので、ちらつきを防止することができる。
Also in this embodiment, it is possible to prevent the display of an image with a lower saturation that is whiter than the original color. Further, as in the second embodiment, since the
第2の実施の形態および第3の実施の形態において、デガンマ処理部1、最大値検出部2、スケーリングファクタ算出部3、スケーリング部4、ガンマ処理部5、および値変換部7が、プログラムに従って動作する同一のコンピュータによって実現されていてもよい。また、これらの各構成要素が、それぞれ別々のハードウェアによって実現されていてもよい。
In the second embodiment and the third embodiment, the degamma processing unit 1, the maximum value detection unit 2, the scaling
上記の第1から第3の各実施の形態において、画像データ変換装置に、バックライトドライバ12がふくまれていてもよい。また、画像データ変換装置に、駆動ドライバ13が含まれていてもよい。
In each of the first to third embodiments described above, the
本発明は、バックライトの輝度を制御するための画像データを変換する画像データ変換装置に好適に適用される。 The present invention is preferably applied to an image data conversion device that converts image data for controlling the luminance of a backlight.
1 デガンマ処理部
2 最大値検出部
3 スケーリングファクタ検出部
4 スケーリング部
5 ガンマ処理部
11 映像源
12 バックライトドライバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Degamma processing part 2 Maximum
Claims (5)
原画像となる個々の画面の画像データのデータ値を、データ値と液晶表示パネルの画素の輝度との関係が比例関係になるように変換するデガンマ処理部と、
デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値の最大値を個々の画面毎に求める最大値検出部と、
0から一の値までの範囲を、0からデガンマ処理部による変換後のデータ値が取り得る最大の値までの範囲に広げる変換における前記一の値であるスケーリングファクタを、最大値検出部によって求められたデータ値の最大値に基づいて算出するスケーリングファクタ算出部と、
デガンマ処理部による変換後のデータ値が取り得る最大の値をTとし、スケーリングファクタをPとしたときに、Pが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおける各成分のデータ値以上である場合には、当該組み合わせの各成分のデータ値にT/Pを乗じ、Pが一組のR成分、G成分、B成分の組み合わせにおけるいずれかの成分のデータ値よりも小さい場合には、当該組み合わせのR成分、G成分、B成分のデータ値の最大値をT’として、当該組み合わせの各成分のデータ値にT/T’を乗じることによって、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値を変換するスケーリング部と、
スケーリング部による変換後の画像データのデータ値に対して、デガンマ処理部による変換の逆変換を行うガンマ処理部とを備える
ことを特徴とする画像データ変換装置。 An image data converter for converting RGB format image data for a liquid crystal display panel,
A degamma processing unit that converts the data value of the image data of each screen that is an original image so that the relationship between the data value and the luminance of the pixel of the liquid crystal display panel is proportional;
A maximum value detection unit that obtains the maximum value of the data value of the image data after conversion by the degamma processing unit for each screen;
The maximum value detection unit obtains the scaling factor that is the one value in the conversion that expands the range from 0 to 1 to the range from 0 to the maximum value that can be taken by the data value after conversion by the degamma processing unit. A scaling factor calculation unit for calculating based on the maximum value of the obtained data values;
When the maximum value that can be taken by the data value after conversion by the degamma processing unit is T and the scaling factor is P, P is equal to or greater than the data value of each component in a combination of a set of R, G, and B components. If the data value of each component of the combination is multiplied by T / P, and P is smaller than the data value of any component in the combination of the R component, G component, and B component, The maximum value of the data values of the R component, G component, and B component of the combination is T ′, and the data value of each component of the combination is multiplied by T / T ′, thereby converting the image data after conversion by the degamma processing unit. A scaling unit that converts the data value of
An image data conversion apparatus comprising: a gamma processing unit that performs inverse conversion of conversion by a degamma processing unit on a data value of image data converted by a scaling unit.
請求項1に記載の画像データ変換装置。 The scaling factor calculation unit calculates the scaling factor corresponding to one screen as the maximum value obtained by the maximum value detection unit, and is an average value of the maximum values corresponding to a plurality of consecutive screens including the one screen. The image data conversion device according to claim 1 to calculate.
請求項1に記載の画像データ変換装置。 The scaling factor calculation unit sets P n−1 as the scaling factor corresponding to the previous screen of one screen, sets M as the maximum value corresponding to the one screen obtained by the maximum value detection unit, and ranges from 0 to less than 1. The image data conversion apparatus according to claim 1, wherein a scaling factor corresponding to the one screen is calculated as α · P n−1 + (1−α) · M using α which is the number of the image data.
スケーリング部は、値変換部による変換後のスケーリングファクタを用いて、デガンマ処理部による変換後の画像データのデータ値を変換する
請求項1、2、または3に記載の画像データ変換装置。 A scaling factor is converted by a conversion equation for converting a minimum value 0 that can be taken by the data value of the image data after conversion by the degamma processing unit to a value larger than 0 and converting the maximum value T that the data value of the image data can take into T. A value conversion unit for converting the scaling factor calculated by the calculation unit;
The image data conversion apparatus according to claim 1, wherein the scaling unit converts the data value of the image data after conversion by the degamma processing unit using the scaling factor after conversion by the value conversion unit.
値変換部は、最大値検出部によって求められた個々の画面毎のデータ値の最大値を変換し、
スケーリングファクタ算出部は、値変換部による変換後の最大値からスケーリングファクタを算出する
請求項1に記載の画像データ変換装置。 The minimum value 0 that can be taken by the data value of the image data after conversion by the degamma processing unit is converted to a value greater than 0, and the maximum value T that can be taken by the data value of the image data is converted to T. A value conversion unit for conversion,
The value conversion unit converts the maximum value of the data value for each individual screen obtained by the maximum value detection unit,
The image data conversion apparatus according to claim 1, wherein the scaling factor calculation unit calculates a scaling factor from the maximum value after conversion by the value conversion unit.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN102411909A (en) * | 2011-12-20 | 2012-04-11 | 彩虹集团公司 | Flatting method of backlight partition of direct type white light LED (Light-emitting Diode) backlight source |
-
2006
- 2006-12-25 JP JP2006347773A patent/JP2008158313A/en active Pending
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CN102411909A (en) * | 2011-12-20 | 2012-04-11 | 彩虹集团公司 | Flatting method of backlight partition of direct type white light LED (Light-emitting Diode) backlight source |
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