JP4013887B2 - 画像処理回路、画像表示装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の画像処理回路を適用した画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。図示のように、画像表示装置100は、画像処理回路101と画像表示部102とを備える。画像表示装置100の例としては、携帯電話、携帯型端末、PDA、デジタルカメラなどが挙げられる。
図2は、図1に示す画像処理回路101の内部構成を示すブロック図である。図示のように、画像処理回路101は、色変換演算部10と、階調補正部20と、減色処理部30とを備える。色変換演算部10は、外部から入力される画像データD10に対して所望の色特性への色変換処理を施し、色変換後の画像データD2を階調補正部20へ供給する。入力される画像データD10はRGB各色8ビットのデジタルデータであり、色変換演算部10は3×3のマトリクス演算により色変換処理を行う。色変換後の画像データD2もRGB各色8ビットのデータである。なお、色変換演算部10へは画像データD1の他に、レジスタ制御信号Scが入力される。
次に、色変換演算部10について詳しく説明する。図3(a)に色変換演算部10の構成例を示す。色変換演算部10は、3つの乗算器11〜13と、加算器14と、レジスタ値制御部15とを備え、図3(b)に示す3×3のマトリクス演算を行う。各乗算器11〜13が乗算する係数a1〜a3、b1〜b3、及び、c1〜c3は、レジスタ制御信号Scに基づいてレジスタ値制御部15が決定し、各乗算器11〜13に設定する。
次に階調補正部の第1実施例について説明する。図4に、第1実施例に係る階調補正部20の概略構成を示す。図示のように、階調補正部20は、LUT21及び22と、線形補間演算回路23と、レジスタ値制御部24とを備える。LUT21及び22は、それぞれ入力階調値として64階調分(6ビット相当)、出力階調値としては256階調分のガンマ特性を記憶している。色変換演算部10から出力される画像データD2はRGB各色8ビット(256階調に相当)であるので、LUT21及び22に記憶された階調補正特性データは入力画像データの階調数分より削減されている。これにより、LUT21及び22を構成するRAMなどの容量を削減することができる。なお、図4(a)にはRGB3色のうちRデータのみに対応する部分を示しているが、Gデータ及びBデータについても同様の構成を有する。
=Xn-1+(Xn−Xn-1)×(Rout(1..0)[Dec]/4)+OFF_set (式1)
但し、Rout-1(7..2)=−1の場合、Xn-1=0とする。([Dec]は十進数を示す。)
ここで、式1の但し書きについて説明する。64階調分の入力階調値を有する階調補正特性データを線形補間して256階調分の入力階調値を有する階調補正特性データを作成する場合、図4(b)に示すように階調値0〜63のうち隣接する2つの階調値の間隔に3つの階調値を補間すると、全体では、
64(LUT内の階調数)+63(0〜63の間隔数)×3(階調値)=253
となり、256階調には3階調分不足することになる。よって、入力階調値(LUTへの入力アドレス)=0より下側に3階調を補うことにより全体で256階調とする。
次に、減色処理部について詳しく説明する。図2に示すように、減色処理部30は、階調補正部20から出力されたRGB各色8ビットの画像データD3、即ちR(lut_out)、G(lut_out)及びB(lut_out)をビットスライス及びディザ処理により各色6ビットの画像データに減色して画像データD10として出力する。図7に、減色処理部30の構成例を示す。なお、図7は、RGB3色のうち、Rデータに対応する部分のみを示すが、Gデータ及びBデータについても同様の構成となる。
次に、階調補正部の第2実施例について説明する。図8(a)に第2実施例による階調補正部20aの構成を示す。第2実施例は、2つのLUT内に記憶する階調補正特性データの内容が異なる。第1実施例の階調補正部20では、2つのLUT21及び22に同一の階調補正特性データを記憶した。これに対して、第2実施例では、1つのLUT26には64階調分の入力階調値を有する階調補正特性データを記憶し、もう1つのLUT25にはLUT26に記憶した階調補正特性データのうち、隣接する階調値間の差分値を記憶する。それ以外の点は基本的に第1実施例と同様である。
=Xn-1 + ΔX×(Rout(1..0)[Dec]/4)+OFF_set (式2)
但し、Rout-1(7..2)=−1の場合、Xn-1=0とする。([Dec]は十進数を示す。)
なお、式2の但し書きの意味は第1実施例における式1の場合と同様である。
次に、階調補正部の第3実施例について説明する。第1実施例においては、64階調分の入力階調値を有する同一の階調補正特性データを2つのLUT21及び22に記憶している。しかし、線形補間演算において使用する2つの出力階調値は、画像データのある画素の入力階調値と、それに隣接する(それより1つ上又は下の)入力階調値である。よって、それら隣接する2つの入力階調値のうちの一方が奇数であれば他方は偶数であり、逆に一方が偶数であれば他方は奇数となる。即ち、隣接する2つの入力階調値の両方が同時に偶数又は奇数になることはない。そこで、第3実施例では、64階調分の階調補正特性データを、奇数の入力階調値に対応する階調補正特性データと、偶数の入力階調値に対応する階調補正特性データとに分割し、2つのLUTに分けて記憶する。これにより、LUTを構成するRAMの容量をさらに低減することができる。
=Yn-1+(Yn−Yn-1)×(Rout(1..0)[Dec]/4)+OFF_set (式3)
但し、Rout-1(7..2)=−1の場合、Yn-1=0とする。([Dec]は十進数を示す。)
なお、式3において、但し書きの意味は第1及び第2実施例と同様である。
以上説明した階調補正部の第1乃至第3実施例では、図5を参照して説明したように、線形補間処理では、入力階調値=0より下側に3つの階調値を付加して全体で256階調を構成した。その代わりに、図10に示すように、入力階調値=63より上側に3階調を付加して全体で256階調を構成することとしてもよい。その場合には、第1実施例における2つの入力階調値のうち小さい方、即ち入力階調値Xn-1=63となった場合に、入力階調値Xnに対応する出力階調値を「255」に設定すればよい。第2実施例及び第3実施例においても同様である。
20、20a、20b 階調補正部、 21、22、25〜28 LUT、
23 線形補間演算回路、 29 データスイッチャー、 30 減色処理部、
31、32 カウンタ、 33 ディザマトリクス回路、 34 加算器、
35 スイッチャー、 100 画像表示装置
Claims (7)
- n階調の画像データの入力を受け取る入力部と、
前記n階調より少ないm階調分の階調補正特性データを記憶する第1及び第2のLUT記憶部と、
隣接する入力階調値に対応する、前記第1及び第2のLUT記憶部からの出力を利用して、前記階調補正特性データを線形補間する補間回路と、
線形補間後の階調補正特性データを用いて前記画像データを階調補正する階調補正回路と、を備え、
前記第1のLUT記憶部は前記m階調分の階調補正特性データを記憶し、前記第2のLUT記憶部は前記m階調分の階調補正特性データにおける隣接する階調値間の差分値を記憶することを特徴とする画像処理回路。 - 前記補間回路は、前記第1のLUT記憶部から出力された第1の出力階調値と、前記第2のLUT記憶部から出力された差分値とを用いて、前記第1の出力階調値及び隣接する第2の出力階調値の間の階調補正特性データを補間することを特徴とする請求項1に記載の画像処理回路。
- 前記補間回路は、前記第1及び第2の出力階調値のうち大きい方に対応する入力階調値が0である場合、前記第1及び第2の出力階調値のうち小さい方を0として補間を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像処理回路。
- 前記補間回路は、前記第1及び第2の出力階調値のうち小さい方に対応する入力階調値が最大階調値である場合、前記第1及び第2の出力階調値のうち大きい方を最大階調値として補間を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像処理回路。
- 前記階調補正された画像データを、ディザ処理により減色して前記m階調の画像データを出力する減色処理回路を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理回路。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理回路と、前記階調補正された画像データを表示する画像表示部とを備えることを特徴とする画像表示装置。
- 入力画像データの階調数であるn階調より少ないm階調分の階調補正特性データを記憶する第1のLUT記憶部、及び前記m階調分の階調補正特性データにおける隣接する階調値間の差分値を記憶する第2のLUT記憶部を備える画像処理回路において実行される画像処理方法であって、
前記入力画像データの入力を受け取る工程と、
隣接する入力階調値に対応する、前記第1及び第2のLUT記憶部からの出力を利用して、前記階調補正特性データを線形補間する工程と、
線形補間後の階調補正特性データを用いて前記画像データを階調補正する工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
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