JP5875423B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本技術は、画像処理を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。

近年、デジタルカメラ等に適用可能な高精細液晶パネルが開発されている。高精細液晶パネルでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブ画素に、Ｗ（白）のサブ画素を追加して、１つの画素を構成するＲＧＢＷ方式が採用されている。

白のサブ画素を追加してより白色を明るくすることで、バックライトの消費電力を例えば、５０％削減しても従来のＲＧＢ方式の液晶パネルと同等の明るさを維持することができる。また、従来の液晶パネルに比べて、輝度を約２倍に向上させることも可能であり、バックライトの消費電力の抑制および屋外での視認性の改善などが達成される。

このように、ＲＧＢＷ方式の高精細液晶パネルでは、Ｗサブ画素を用いて白色を生成することができる。ただし、Ｗサブ画素の白色輝度が高いと、Ｗサブ画素の配列輪郭が画面上に視認されてしまう場合があった。このため、Ｗサブ画素の白色輝度を抑え、ＲＧＢサブ画素で作る白色輝度を増やすことで、画質改善を図った技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０１０−３３００９号公報

上記の特開２０１０−３３００９号公報（以下、従来技術）では、Ｗサブ画素による白色輝度の生成量を抑えて、ＲＧＢサブ画素による白色輝度の生成量を増やす構成をとっているが、Ｗサブ画素で生成される白色と、ＲＧＢサブ画素で生成される白色とには、色度に差異がある。

このため、従来技術の画像表示において、Ｗサブ画素による白色が入り始めると、ＲＧＢサブ画素で生成される白色の画面箇所と、Ｗサブ画素で生成される白色の画面箇所との色変化が視認されやすくなり、画質劣化が生じるといった問題があった。

例えば、グレースケールが０〜２５５の２５６階調のグラデーション画像を表示する場合、従来技術では、低い階調のグレー部分では、ＲＧＢ画素により白色が生成され、ある程度の高い階調から、Ｗサブ画素も使用されることになる。

この場合、Ｗサブ画素によって白色が生成され始める階調部分で、ＲＧＢサブ画素で生成される白色と、Ｗサブ画素で生成される白色との色変化の境界が、画面上で視認できてしまう場合があった。

本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、色度変化による画質劣化の改善を図った画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、画像処理装置が提供される。画像処理装置は、画像表示部および輝度制御部を備える。画像表示部は、第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されており画像表示を行う。輝度制御部は、第１の副画素、第２の副画素および第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整する。

また、輝度制御部は、入力階調の全体に渡って、第１の輝度の生成量よりも、第２の輝度の生成量を低くし、かつ第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように第２の輝度を生成する。

色度変化による画質劣化の改善を図ることが可能になる。

画像処理装置の構成例を示す図である。 画像処理装置の構成例を示す図である。 信号処理部の構成例を示す図である。 ガンマ特性を示す図である。 画像表示パネルの構成例を示す図である。 画像表示パネルの構成例を示す図である。 Ｗサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。 ＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。 ＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。 ＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。 ＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。 Ｗサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。

以下、実施の形態を図面を参照して説明する。図１は画像処理装置の構成例を示す図である。画像処理装置１は、画像表示部１ａおよび輝度制御部１ｂを備える。

画像表示部１ａは、第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されており画像表示を行う。輝度制御部１ｂは、第１の副画素、第２の副画素および第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整する。

また、輝度制御部１ｂは、入力階調の全体に渡って、第１の輝度の生成量よりも、第２の輝度の生成量を低くし、かつ第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように第２の輝度を生成する。

以下、第１の副画素は赤色副画素、第２の副画素は緑色副画素、第３の副画素は青色副画素および第４の副画素は白色副画素として、具体的に説明する、なお、輝度制御部１ｂを以降では白色輝度制御部１ｂと呼ぶ。

画像表示部１ａは、例えば、液晶パネルに該当し、赤色副画素（Ｒサブ画素）、緑色副画素（Ｇサブ画素）、青色副画素（Ｂサブ画素）および白色副画素（Ｗサブ画素）で形成される画素を有し、複数の画素がマトリクス状に配列されて画像表示を行う。

白色輝度制御部１ｂは、ＲＧＢの各サブ画素で生成される第１の白色輝度の生成量と、Ｗサブ画素で生成される第２の白色輝度の生成量との割合を調整する。

この場合、白色輝度制御部１ｂは、入力階調の全体に渡って、第１の白色輝度の生成量よりも、第２の白色輝度の生成量を低くする。さらに入力階調の全体に渡って、第２の白色輝度の輝度値を表す関数が連続になるように、第２の白色輝度を生成する。

ここで、図１に示すグラフは、縦軸が白色輝度値であり、横軸は入力階調である。曲線ｇ１は、ＲＧＢサブ画素で生成される、各入力階調における白色輝度値の変化量であり、曲線ｇ２は、Ｗサブ画素で生成される、各入力階調における白色輝度値の変化量である。

曲線ｇ２の白色輝度値は、入力階調の全体に渡って、曲線ｇ１の白色輝度値よりも低く抑えられている。また、曲線ｇ２の関数は、入力階調の全体に渡って、連続関数となっている。すなわち、各入力階調で不連続点がない、白色輝度の変化がなだらかな曲線となっている。

白色輝度制御部１ｂでは、Ｗサブ画素の白色輝度生成に関しては、曲線ｇ２で示されるような白色輝度値となるように生成量を調整する。これにより、白色輝度変化による画質劣化の改善を図ることが可能になる。

次に画像処理装置１の具体的な構成について説明する。図２は画像処理装置の構成例を示す図である。画像処理装置１−１は、信号処理部２０、画像表示パネル３０、画像表示パネル駆動回路４０、面状光源装置５０および面状光源装置制御回路６０を備える。

画像表示パネル駆動回路４０は、信号出力回路４１および走査回路４２を含む。なお、信号処理部２０は、図１の白色輝度制御部１ｂの機能を含む。また、画像表示パネル３０および画像表示パネル駆動回路４０は、図１の画像表示部１ａの機能を含む。

信号処理部２０は、入力信号を画像処理して画像処理後の信号を、画像表示パネル駆動回路４０へ出力する。信号出力回路４１は、画像表示パネル３０に対して、配線ＤＴＬ（Data Transmission Line）によって電気的に接続しており、信号処理部２０から出力された画像信号を順次、画像表示パネル３０へ出力する。

また、走査回路４２は、画像表示パネル３０に対して、配線ＳＣＬ（Serial Clock Line）によって電気的に接続しており、画像表示パネル３０におけるサブ画素の動作（光透過率）を制御するためのスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor））のオン／オフ制御を行う。

面状光源装置制御回路６０は、信号処理部２０から出力された面状光源装置制御信号にもとづいて、面状光源装置５０の駆動制御を行う。面状光源装置５０は、画像表示パネル３０を背面から照明する光源（バックライト光源）である。

次に信号処理部２０の構成について説明する。図３は信号処理部の構成例を示す図である。信号処理部２０は、画像入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２１、フレームメモリ２２、データ変換部２３、伸長係数生成部２４、Ｄ／Ａコンバータ２５および出力アンプ２６を備える。

画像入力Ｉ／Ｆ部２１は、画像信号を受信して、入力インタフェース処理を行う。フレームメモリ２２は、入力画像信号をフレーム単位で記憶する。フレームメモリ２２から読み出された画像入力信号であるＲＧＢ信号は、データ変換部２３および伸長係数生成部２４へ送信される。

データ変換部２３は、ガンマ変換部２３ａおよび画像演算処理部２３ｂを含む。ガンマ変換部２３ａは、入力画像信号の輝度成分を、ディスプレイ側の液晶パネルが有する輝度値（発色特性）に変換する。

図４はガンマ特性を示す図である。横軸は入力画像中の輝度値、縦軸は出力画像中の輝度値である。理想はガンマ値「１．０」のｙ＝ｘの関係だが、ディスプレイには固有のガンマ特性（ガンマ値）があるため、ｙ＝ｘにはならない。例えば、Windows（登録商標）標準では、ガンマ値「２．２」に合わされて調整される。

通常、ディスプレイのガンマ特性は中間調が暗くなる傾向にあるので、あらかじめ中間調を明るくした信号を入力し、「入力：出力」のバランスを「１：１」に近づけることで、色情報を正確に再現できるようにする。このようにディスプレイ側のガンマ特性に合わせて、色情報を調整する仕組みをガンマ変換（ガンマ補正）と呼ぶ。

図３の説明に戻り、画像演算処理部２３ｂは、伸長係数生成部２４から送信された伸長係数を受信して、画像演算処理を行い、画像演算処理後の画像信号を出力する。なお、画像演算処理部２３ｂは、図１の白色輝度制御部１ｂを含む。

Ｄ／Ａコンバータ２５は、画像演算処理部２３ｂから出力されたデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する。出力アンプ２６は、アナログ画像信号のレベルを増幅して、後段の画像表示パネル駆動回路４０へ出力する。

伸長係数生成部２４は、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部２４ａ、ガンマ変換部２４ｂおよび伸長係数算出部２４ｃを含む。ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部２４ａは、入力画像のＲＧＢ信号をＨＳＶ空間に変換する。

なお、Ｈは色相(Hue)、Ｓは彩度(Saturation・Chroma)、Ｖは、明度(Brightness・Lightness・Value)であり、ＨＳＶ空間は、これら３つの成分からなる色空間である。

ガンマ変換部２４ｂは、ＨＳＶ空間の画像信号のガンマ変換を行う。伸長係数算出部２４ｃは、ガンマ補正後のＨＳＶ空間の画像信号から伸長係数を算出する。伸長係数算出部２４ｃで算出された伸長係数は、画像演算処理部２３ｂへ送信される。また、伸長係数は、面状光源装置５０の制御信号に重畳されて出力される。

なお、伸長係数は、元の画像信号の輝度に対して、何倍の輝度を出力できるかを示すパラメータである。１画素の色情報としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色、またはＷを追加したＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの情報などがあるが、１画素の輝度（明度）についても表現する場合には、伸長係数αをさらに加えて、これらの情報の組み合わせで１画素を表現することになる。

また、伸長係数は、発光量の過不足量に応じて、不足時には画像信号レベルを上げ（振幅伸長）、過度の場合は画像信号レベルを下げる（振幅縮小）ように制御するためのパラメータとなる。

次に画像表示パネル３０の構成例について説明する。図５、図６は画像表示パネルの構成例を示す図である。図５に示す画像表示パネル３０−１は、水平方向にＰ個、垂直方向にＱ個のＰ×Ｑ個の画素を有し、２次元マトリクス状に画素が配列されている構成をとっている。

また、１つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブ画素を含む。画像表示パネル３０−１は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのそれぞれのサブ画素が、ダイアゴナル配列（モザイク配列）となって、１画素を構成しているタイプである。

図６に示す画像表示パネル３０−２は、水平方向にＰ個、垂直方向にＱ個のＰ×Ｑ個の画素を有し、２次元マトリクス状に画素が配列されている構成をとっている。

また、１つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブ画素を含む。画像表示パネル３０−２は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのそれぞれのサブ画素がストライプ配列となって、１画素を構成しているタイプである。

次に白色輝度制御について以降詳しく説明する。図７はＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。グレースケールでのＷサブ画素の白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

曲線Ｗ１（図中、破線）は、従来技術（特開２０１０−３３００９号公報）で課題（Ｗサブ画素の配列輪郭が視認されてしまう課題）が解決される以前の高精細液晶パネルにおける、Ｗサブ画素の白色輝度の変化量である。以下、曲線Ｗ１のような白色輝度の生成モードを通常モードと呼ぶ。

曲線Ｗ２（図中、点線）は、従来技術におけるＷサブ画素の白色輝度値の変化量である。以下、曲線Ｗ２のような白色輝度の生成モードをＶ２−１モードと呼ぶ（Ｖ２−１モードは、平均化処理が行われていないモードである）。

曲線Ｗ３（図中、細実線）は、従来技術において、曲線Ｗ１の白色輝度値と、曲線Ｗ２の白色輝度値との割合を、１：７の比率で調整（平均化処理）したときのＷサブ画素の白色輝度値である。以下、曲線Ｗ３のような白色輝度の生成モードをＶ２−２モードと呼ぶ（Ｖ２−２モードは、平均化処理が行われているモードである）。

曲線Ｗ４（図中、太実線）は、Ｗサブ画素の白色輝度値の理想曲線であり、画像処理装置１−１で実現される、入力階調に対するＷサブ画素の白色輝度生成量を示している。以下、曲線Ｗ４のような白色輝度の生成モードを本実施モードと呼ぶ。以降、各動作モードについて説明する。

（通常モード）
図８はＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。通常モードにおけるグレースケールでのＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の両方の白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

また、図８の曲線ｗ１は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の変化量であり、曲線ｋ１は、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度の変化量である。

図７の曲線Ｗ１および図８の曲線ｗ１に示すように、通常モードでは、入力階調が増加して、黒色、灰色、そして白色へと移行していくにつれて、Ｗサブ画素の白色輝度も段階的に増加している。

また、入力階調全体に渡ってＷサブ画素を使用し、入力階調が高くなるに比例して、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度と、Ｗサブ画素で生成される白色輝度との割合にも大きな差異がない。このため、Ｗサブ画素の白色輝度が強すぎてしまい、Ｗサブ画素の配列輪郭が画面上に視認されてしまう場合があった。

（Ｖ２−１モード）
図９はＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。Ｖ２−１モードにおけるグレースケールでのＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の両方の白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

また、図９の曲線ｗ２は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の変化量であり、曲線ｋ２は、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度の変化量である。

図７の曲線Ｗ２および図９の曲線ｗ２に示すように、Ｖ２−１モードでは、所定値Ｐまで、Ｗサブ画素の白色輝度値は０であり、所定値Ｐを超えると、Ｗサブ画素の白色輝度値は直線的に増加している。

また、図９の曲線ｋ２に示すように、Ｖ２−１モードでは、所定値Ｐまで、ＲＧＢサブ画素の白色輝度値は上昇曲線となって増加しており、所定値Ｐを超えると、白色輝度値の増加量は一定になっている。

Ｖ２−１モードでは、入力階調が所定値Ｐになるまでは、Ｗサブ画素は使用せず、ＲＧＢサブ画素によって白色輝度を生成し、入力階調が所定値Ｐを超えると、Ｗサブ画素も使用して、Ｗサブ画素による白色輝度を加えている。

このように、入力階調がある程度高くなった時点から、Ｗサブ画素を使用して白色輝度を加えるようにすることで、通常モードで視認されていたＷサブ画素の配列輪郭を画面上から消失させることができる。

しかし、Ｖ２−１モードで白色輝度を調整すると、ＲＧＢサブ画素で生成される白色と、Ｗサブ画素で生成される白色との色変化が境界になって、画面上で視認できてしまう場合があった。

所定値Ｐ未満の階調では、ＲＧＢサブ画素だけで生成される白色輝度であるが、所定値Ｐ以上の階調では、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度に、Ｗサブ画素で生成される白色輝度が追加されるので、所定値Ｐは、曲線Ｗ２上の色変化が顕著に現れる不連続点となっている。

Ｗサブ画素で生成される白色と、ＲＧＢサブ画素で生成される白色とには、色度に差異があるため、特に所定値Ｐのような不連続点においては、ＲＧＢサブ画素で生成される白色と、Ｗサブ画素で生成される白色との色変化が、画面上で視認できてしまう場合があった。

（Ｖ２−２モード）
図１０はＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。Ｖ２−２モードにおけるグレースケールでのＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の両方の白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

また、図１０の曲線ｗ３は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の変化量であり、曲線ｋ３は、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度の変化量である。

図７の曲線Ｗ３および図１０の曲線ｗ３に示すように、Ｖ２−２モードでは、入力階調の全体に渡って、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度値よりも、Ｗサブ画素で生成される白色輝度値の割合が十分に小さくなっている。このため、Ｗサブ画素の配列輪郭が、画面上で視認されることはない。

しかし、Ｖ２−２モードのような平均化処理を行った場合でも、ＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素が、色変化の不連続点（不連続点Ｐａとする）を有していることは、Ｖ２−１モードと変わらないため、不連続点Ｐａで、ＲＧＢサブ画素で生成される白色と、Ｗサブ画素で生成される白色との色変化が画面上に現れてしまうことになる。

（本実施モード）
図１１はＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。本実施モードにおけるグレースケールでのＲＧＢサブ画素およびＷサブ画素の両方の白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

また、図１１の曲線ｗ４は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の変化量であり、曲線ｋ４は、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度の変化量である。

図７の曲線Ｗ４および図１１の曲線ｗ４に示すように、本実施モードでは、Ｗサブ画素で生成される白色輝度値の割合が、曲線Ｗ１と比べて全体的に小さい（特に入力階調が１５０近傍以前の階調では、Ｗサブ画素で生成される白色輝度値の割合が十分に小さくなっている）。このため、Ｗサブ画素の配列輪郭は、画面上で視認されない。

さらに、本実施モードの曲線Ｗ４、ｗ４は、すべての入力階調に渡って連続であり、Ｖ２−１、Ｖ２−２モードにあったような不連続点を有しておらず、なめらかな曲線形状になっている。不連続点を有していないということは、各階調で白色輝度が大きく変化するポイントがなく、白色輝度の変化がなだらかであることを意味している。

同様に、図１１のＲＧＢサブ画素の曲線ｋ４は、すべての入力階調に渡って連続であり、Ｖ２−１、Ｖ２−２モードにあったような不連続点を有しておらず、なめらかな曲線形状になっている。不連続点を有していないということは、各階調で白色輝度が大きく変化するポイントがなく、白色輝度の変化がなだらかであることを意味している。

したがって、本実施モードでは、入力階調のすべてに渡って、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度と、Ｗサブ画素で生成される白色輝度との色変化がなだらか（グラデーションスムーズ）となるため、色変化の境界がなく、色変化が画面上で視認されることはない。画像処理装置１−１では、曲線Ｗ４、ｗ４の形状を満たすように、Ｗサブ画素の白色輝度値を制御するものである。

なお、図９、図１０では、ＲＧＢサブ画素の白色輝度値変化を表す関数（曲線ｋ２、ｋ３）に不連続点が存在する場合を例にして説明したが、ＲＧＢサブ画素の白色輝度値変化を表す関数に不連続点がなく、Ｗサブ画素の白色輝度値変化を表す関数のみに不連続点がある場合であっても、色変化が画面上で視認される可能性がある。

次に図７に示す理想曲線Ｗ４の関数について説明する。図１２はＷサブ画素の白色輝度の変化量を示す図である。グレースケールでの白色輝度の変化量を示しており、縦軸は、Ｗサブ画素で生成される白色輝度値であり、横軸は、入力階調である。

曲線Ｗ２をスプライン補間して、曲線Ｗ４を生成する。なお、スプライン補間とは、与えられた複数の制御点から、曲線を定義するアルゴリズムである。また、スプライン補間して得られる曲線をスプライン曲線と呼ぶ。

ここで、画像処理装置１−１がｎビット階調の画像表現力を持つときの曲線Ｗ４を求める場合を考える。制御点を３点とって、Ａ（Ａｘ、Ａｙ）、Ｂ（Ｂｘ、Ｂｙ）、Ｃ（Ｃｘ、Ｃｙ）とする。そして、この場合のＢ（Basis）−スプライン曲線補間式を、以下の式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）で定義する。

Ｘ＝（１−ｔ）^2×Ax＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｘ＋ｔ^2×Cx・・・（１ａ）
Ｙ＝（１−ｔ）^2×Ay＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｙ＋ｔ^2×Cy・・・（１ｂ）
ｔ＝λ／（２ⁿ−１）・・・（１ｃ）

式（１ａ）は、Ｘ座標値であり、式（１ｂ）は、Ｙ座標値である。また、式（１ｃ）のλは、入力階調の値である。ここでは、８ビットの階調表現とすると、ｎ＝８なので、式（１ｃ）は、ｔ＝λ／２５５となる。このとき、λは、０から２５５の離散値を取り得るので、０≦ｔ≦１である。

ここで、曲線Ｗ２上で選択した制御点を、図に示すような点Ａ、点Ｂ、点Ｃとする。それぞれの座標値は、Ａ（Ａｘ、Ａｙ）＝（０、０）、Ｂ（Ｂｘ、Ｂｙ）＝（ｂ、０）、Ｃ（Ｃｘ、Ｃｙ）＝（２５５、Ｙｃ）とする。Ｙｃは、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の最大値以下の値である。なお、制御点は、経験値または実測値から決定される。

上記のＡ（０、０）、Ｂ（ｂ、０）、Ｃ（２５５、Ｙｃ）を、式（１ａ）、（１ｂ）に代入すると、以下の式（２ａ）、（２ｂ）が得られる。

Ｘ＝１＋２ｔ（１−ｔ）×ｂ＋ｔ⁵¹⁰＝２ｂｔ（１−ｔ）＋１＋ｔ⁵¹⁰・・・（２ａ）
Ｙ＝１＋０＋ｔ^2×Yc＝１＋ｔ^2×Yc・・・（２ｂ）

式（２ａ）、（２ｂ）から曲線Ｗ４が定義される（２つの式から変数ｔを消去すると、Ｘ、Ｙの関数が得られ、その関数は曲線Ｗ４となる）。このように、式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）のＢ−スプライン曲線補間式から、理想曲線Ｗ４を得ることができる。

上記では、スプライン補間から曲線Ｗ４を算出したが、曲線Ｗ４は、指数関数と見ることができるので、白色輝度値と入力階調との関係を指数関数で表現できる。この場合、例えば、白色輝度値をＹ、入力階調をＸとすると、曲線Ｗ４は、以下の式（３）となる。なお、式（３）の曲線形状は、曲線Ｗ４とほぼ同じなので曲線の図示は省略する。
Ｙ＝Ｙｃ×ｔ⁴＝Ｙｃ×（Ｘ／（２ⁿ−１））⁴・・・（３）

以上説明したように、本技術の画像処理装置は、入力階調の全体に渡って、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度の生成量よりも、Ｗサブ画素で生成される白色輝度の生成量を低くし、かつＷサブ画素で生成される白色輝度の関数が、入力階調の全体に渡って連続関数となるようにした。

これにより、Ｗサブ画素の配列輪郭が画面上に視認されることがない。さらに、Ｗサブ画素で生成される白色輝度と、ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度との差異にもとづく色変化による画質劣化を改善することができ、画質の向上を図ることが可能になる。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１） 第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されて画像表示を行う画像表示部と、
前記第１の副画素、前記第２の副画素および前記第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、前記第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整する輝度制御部と、
を備え、
前記輝度制御部は、入力階調の全体に渡って、前記第１の輝度の生成量よりも、前記第２の輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の輝度を生成する画像処理装置。
（２） 前記第１の副画素は赤色副画素、前記第２の副画素は緑色副画素、前記第３の副画素は青色副画素および前記第４の副画素は白色副画素であり、
前記輝度制御部は、
前記赤色副画素、前記緑色副画素および前記青色副画素で生成される第１の白色輝度の生成量と、前記白色副画素で生成される第２の白色輝度の生成量との割合を調整し、
入力階調の全体に渡って、前記第１の白色輝度の生成量よりも、前記第２の白色輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の白色輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の白色輝度を生成する前記（１）記載の画像処理装置。
（３） 前記輝度制御部は、ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、制御点を（Ａｘ、Ａｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）、（Ｃｘ、Ｃｙ）、入力階調をｔとした際に、
Ｘ＝（１−ｔ）^２×Ａｘ＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｘ＋ｔ^２×Ｃｘ
Ｙ＝（１−ｔ）^２×Ａｙ＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｙ＋ｔ^２×Ｃｙ
ｔ＝λ／（２^ｎ−１）
で定める式でスプライン補間を行って、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数を算出する前記（１）または（２）記載の画像処理装置。
（４） 前記輝度制御部は、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調の値をｂとしたとき、（０、０）、（ｂ、０）、（２５５、Ｙｃ）の３点を前記スプライン補間して得られるスプライン曲線を、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする前記（３）記載の画像処理装置。
（５） 前記輝度制御部は、ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調をＸ、前記第２の白色輝度の値をＹとした際に、
Ｙ＝Ｙｃ×（Ｘ／（２^ｎ−１））^４
で定める指数関数を前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする前記（１）または（２）記載の画像処理装置。
（６） 第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されて画像表示を行い、
前記第１の副画素、前記第２の副画素および前記第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、前記第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整し、
入力階調の全体に渡って、前記第１の輝度の生成量よりも、前記第２の輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の輝度を生成する画像処理方法。
（７） 前記第１の副画素は赤色副画素、前記第２の副画素は緑色副画素、前記第３の副画素は青色副画素および前記第４の副画素は白色副画素であり、
前記赤色副画素、前記緑色副画素および前記青色副画素で生成される第１の白色輝度の生成量と、前記白色副画素で生成される第２の白色輝度の生成量との割合を調整し、
入力階調の全体に渡って、前記第１の白色輝度の生成量よりも、前記第２の白色輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の白色輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の白色輝度を生成する前記（６）記載の画像処理方法。
（８） ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、制御点を（Ａｘ、Ａｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）、（Ｃｘ、Ｃｙ）、入力階調をｔとした際に、
Ｘ＝（１−ｔ）^２×Ａｘ＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｘ＋ｔ^２×Ｃｘ
Ｙ＝（１−ｔ）^２×Ａｙ＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｙ＋ｔ^２×Ｃｙ
ｔ＝λ／（２^ｎ−１）
で定める式でスプライン補間を行って、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数を算出する前記（６）または（７）記載の画像処理方法。
（９） 前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調の値をｂとしたとき、（０、０）、（ｂ、０）、（２５５、Ｙｃ）の３点を前記スプライン補間して得られるスプライン曲線を、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする前記（８）記載の画像処理方法。
（１０） ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調をＸ、前記第２の白色輝度の値をＹとした際に、
Ｙ＝Ｙｃ×（Ｘ／（２^ｎ−１））^４
で定める指数関数を前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする前記（６）または（７）記載の画像処理方法。

なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。

さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。

１……画像処理装置、１ａ……画像表示部、１ｂ……輝度制御部（白色輝度制御部）、ｇ１……ＲＧＢサブ画素で生成される白色輝度、ｇ２……白色サブ画素で生成される白色輝度

Claims (12)

1. 第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されて画像表示を行う画像表示部と、
   前記第１の副画素、前記第２の副画素および前記第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、前記第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整する輝度制御部と、
   を備え、
   前記輝度制御部は、入力階調の全体に渡って、前記第１の輝度の生成量よりも、前記第２の輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の輝度を生成し、
   前記第２の輝度の生成量は、入力階調値が大きくなるに従って増加し、前記第２の輝度の生成量の増加率は、入力階調値が大きくなるに従って大きくなり、
   前記第１の輝度の生成量は、入力階調値が大きくなるに従って連続的に増加し、前記第１の輝度の生成量の増加率は、入力階調値が大きくなるに従って小さくなる、画像処理装置。
2. 前記第２の輝度の生成量の増加率が大きくなる度合いは、入力階調値が大きくなるに従って大きくなる、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１の副画素は赤色副画素、前記第２の副画素は緑色副画素、前記第３の副画素は青色副画素および前記第４の副画素は白色副画素であり、
   前記輝度制御部は、
   前記赤色副画素、前記緑色副画素および前記青色副画素で生成される第１の白色輝度の生成量と、前記白色副画素で生成される第２の白色輝度の生成量との割合を調整し、
   入力階調の全体に渡って、前記第１の白色輝度の生成量よりも、前記第２の白色輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の白色輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の白色輝度を生成する請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記輝度制御部は、ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、制御点を（Ａｘ、Ａｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）、（Ｃｘ、Ｃｙ）、入力階調をｔとした際に、
   Ｘ＝（１−ｔ）^2×Ax＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｘ＋ｔ^2×Cx
   Ｙ＝（１−ｔ）^2×Ay＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｙ＋ｔ^2×Cy
   ｔ＝λ／（２ⁿ−１）
   で定める式でスプライン補間を行って、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数を算出する請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記輝度制御部は、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調の値をｂとしたとき、（０、０）、（ｂ、０）、（２５５、Ｙｃ）の３点を前記スプライン補間して得られるスプライン曲線を、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする請求項４記載の画像処理装置。
6. 前記輝度制御部は、ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調をＸ、前記第２の白色輝度の値をＹとした際に、
   Ｙ＝Ｙｃ×（Ｘ／（２ⁿ−１））⁴
   で定める指数関数を前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする請求項３記載の画像処理装置。
7. 第１の副画素、第２の副画素、第３の副画素および第４の副画素で形成される画素がマトリクス状に配列されて画像表示を行い、
   前記第１の副画素、前記第２の副画素および前記第３の副画素で生成される第１の輝度の生成量と、前記第４の副画素で生成される第２の輝度の生成量との割合を調整し、
   入力階調の全体に渡って、前記第１の輝度の生成量よりも、前記第２の輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の輝度を生成し、
   前記第２の輝度の生成量は、入力階調値が大きくなるに従って増加し、前記第２の輝度の生成量の増加率は、入力階調値が大きくなるに従って大きくなり、
   前記第１の輝度の生成量は、入力階調値が大きくなるに従って連続的に増加し、前記第１の輝度の生成量の増加率は、入力階調値が大きくなるに従って小さくなる、
   画像処理方法。
8. 前記第２の輝度の生成量の増加率が大きくなる度合いは、入力階調値が大きくなるに従って大きくなる、請求項７に記載の画像処理方法。
9. 前記第１の副画素は赤色副画素、前記第２の副画素は緑色副画素、前記第３の副画素は青色副画素および前記第４の副画素は白色副画素であり、
   前記赤色副画素、前記緑色副画素および前記青色副画素で生成される第１の白色輝度の生成量と、前記白色副画素で生成される第２の白色輝度の生成量との割合を調整し、
   入力階調の全体に渡って、前記第１の白色輝度の生成量よりも、前記第２の白色輝度の生成量を低くし、かつ前記第２の白色輝度の輝度値を表す関数が連続になるように前記第２の白色輝度を生成する請求項７又は請求項８に記載の画像処理方法。
10. ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、制御点を（Ａｘ、Ａｙ）、（Ｂｘ、Ｂｙ）、（Ｃｘ、Ｃｙ）、入力階調をｔとした際に、
    Ｘ＝（１−ｔ）^2×Ax＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｘ＋ｔ^2×Cx
    Ｙ＝（１−ｔ）^2×Ay＋２ｔ（１−ｔ）×Ｂｙ＋ｔ^2×Cy
    ｔ＝λ／（２ⁿ−１）
    で定める式でスプライン補間を行って、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数を算出する請求項９記載の画像処理方法。
11. 前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調の値をｂとしたとき、（０、０）、（ｂ、０）、（２５５、Ｙｃ）の３点を前記スプライン補間して得られるスプライン曲線を、前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする請求項１０記載の画像処理方法。
12. ｎビット階調の画像表現力を持つ場合に、前記白色副画素で生成される前記第１の白色輝度の最大値以下の値をＹｃ、入力階調をＸ、前記第２の白色輝度の値をＹとした際に、
    Ｙ＝Ｙｃ×（Ｘ／（２ⁿ−１））⁴
    で定める指数関数を前記第２の白色輝度の輝度値を表す前記関数とする請求項９記載の画像処理方法。

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