JP6758128B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents
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Description
上述したように、LCD1枚パネルによる画像表示装置では、コントラスト比が、1500:1程度しか実現できない問題がある。さらに、1枚のLCDでは、暗い画像での色再現性の低下や、黒の品位低下により、画像の忠実再現が実現できていないことが大きな問題としてある。
例えば、RGBいずれか1つを光らせる純色の場合に、Rだけを光らせGBは光らせないとき、GBの光もれで、Rが白色化(白っぽくなること)する問題がある。
例えば、RGB全部を光らせる混色の場合に、本来のRGBのそれぞれの輝度値に見合ったLV画素の輝度値、すなわちLV値でなく、全てのサブピクセルに共通のLV値となっている。このため、LVパネルとRGBパネルのそれぞれの透過率の掛け算としての透過後のRGBの輝度値が、元のRGBに対して異なることで、色バランスがくずれて変色して見える問題がある。
まず始めに、全体構成から説明する。
図1は、実施の形態1における画像表示装置の信号処理ブロック図である。図1に示した本実施の形態1における画像表示装置10は、画像表示装置本体20とLCDモジュール30を備えて構成されている。
従来技術において、1枚のLCDパネルでは、入力画素値にガンマ変換を行うことで人の目に対してリニアな階調特性を実現するが、実測で暗い領域の輝度が持ち上がり、黒浮きが起こっていることを説明した。
水平方向エッジホールド回路343は、画像のエッジ領域の局所的な拡大処理を行う。2枚のLCDパネルに対して、正面視では問題ないが、水平方向において斜めから見たときには、パネルの厚みに起因して、前側と後ろ側の表示画像の位置が角度に応じてずれることで、2重像や色ずれが見える問題がある。この問題を解決するために、水平方向エッジホールド回路343は、LV画像に対して水平方向に視野角補正を実施する役割を果たしている。
本回路では、RGB階調変換回路332でLUT(R)3321、LUT(G)3322、LUT(B)3323を用いて階調変換(第1階調変換)された変換RGB画像に対し、画素ごとに補正係数を用いて色バランスを調整する。
(第1の入力信号)R、G、Bの各々がビット拡張された信号R1、G1、B1が、各々、RGB階調変換回路332内のLUT(R)3321、LUT(G)3322、LUT(B)3323によって階調変換(第1階調変換)された、第1階調変換RGB信号(R2、G2、B2)
(第2の入力信号)上記の信号R1、G1、B1が、各々、RGB階調変換回路332内の3つのLUT(W)3324、3325、3326で階調変換(第2階調変換)された、第2階調変換RGB信号(LR、LG、LB)
(第3の入力信号)LVコントローラ34で、LUT(W)3421による階調変換(第3階調変換)を経て生成された、第3階調変換信号LW
R3´=R2×(LR/LW) (1)
G3´=G2×(LG/LW) (2)
B3´=B2×(LB/LW) (3)
図9は、実施の形態1におけるRGB階調変換回路332および色バランスコントローラ333の働きによる暗部の色再現性向上の説明図である。すなわち、第1の問題点の原因および解決方法の原理図に相当する。
図10は、実施の形態1における色バランスコントローラ333の働きによる暗部における色バランスの調整に関する説明図である。すなわち、第2の問題点の原因および解決方法の原理図に相当する。
上記のように、本実施の形態1においては、式(1)〜(3)によって得られたRGB信号R3´、G3´、B3´ではなく、これに更なる調整を施したRGB信号R3、G3、B3を、色バランス補正後のRGB画像信号として後段のRGBパネル35へ出力している。これは、次の理由に因るものである。
R3=R2×F(LR、LW) (4)
G3=G2×F(LG、LW) (5)
B3=B2×F(LB、LW) (6)
F(LR、LW)=(LR/LW)×(1−TH)+TH (7)
F(LG、LW)=(LG/LW)×(1−TH)+TH (8)
F(LB、LW)=(LB/LW)×(1−TH)+TH (9)
・入力されたRGB画像をビット拡張回路32によりビット拡張した後、RGBコントローラ33およびLVコントローラ34に供給している。
・LVコントローラ34は、ビット拡張後のRGB画像から、それぞれ画素ごとのRGBの最大値から1枚のグレー画像を生成し、LV用のLUT(W)3421を用いて階調変換後、エッジホールド処理によって視野角補正処理を行ったLV画像を生成し、LVパネルに表示している。
・RGBコントローラ33は、RGB用のLUTを用いて階調変換した後、LV画像のデータも参照した上で、色バランス補正することでRGB画像を生成し、RGBパネルに表示している。
・色バランスコントローラ333は、輝度比率に対して値域が0から1である調整関数を乗算することで、RGB個別の補正係数Fを算出し、本補正係数Fを用いて色バランス補正後のRGB画像信号を生成している。
(効果1)従来の1枚LCDパネルを使用した画像表示装置に比べて、コントラスト比の向上および黒表現能力の改善を図ることができる。
(効果2)低輝度(暗部)でのリニアリティおよび色再現性が改善できる。
(効果3)簡単な回路構成で実現でき、付加される回路規模が小さいため、高いコストパフォーマンス効果がある。
(効果4)調整関数によって輝度比率の変化の範囲を抑制することで、輝度比率が過剰に作用しないようにしており、これにより、上記の効果を奏しながらも、二重線などの副作用が効果的に抑制される。
次に、上記実施の形態1として示した画像表示装置の変形例を説明する。本変形例においては、上記実施の形態1として示した画像表示装置とは、図2に示される色バランスコントローラ333における、RGB個別の補正係数、すなわち関数Fが異なっている。
F(LR、LW)=(LR/LW)×M(LW) (10)
F(LG、LW)=(LG/LW)×M(LW) (11)
F(LB、LW)=(LB/LW)×M(LW) (12)
Claims (7)
- 前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側LCDパネル、前記前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置であって、
RGB階調変換回路と、色バランスコントローラを備え、入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号から色バランス補正後のRGB画像信号を生成し、前記前面側LCDパネルに対して前記色バランス補正後のRGB画像信号を供給する第1コントローラと、
前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して信号処理を施すことで前記信号処理後のグレー画像信号を生成し、前記信号処理後のグレー画像信号を前記後面側LCDパネルに供給する第2コントローラと、
を備え、
前記RGB階調変換回路は、RGB画像信号に対して第1階調変換を行う第1ルックアップテーブルと、RGB画像信号に対して第2階調変換を行う第2ルックアップテーブルとを、RGBのそれぞれの色ごとに個別に記憶しており、前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して前記第1ルックアップテーブルを適用して前記第1階調変換を行うことで第1階調変換後のRGB画像信号を生成するとともに、前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して前記第2ルックアップテーブルを適用して前記第2階調変換を行うことで第2階調変換後の色バランス補正用画像信号を生成し、
前記色バランスコントローラは、RGB個別に生成された前記第2階調変換後の色バランス補正用画像信号のそれぞれを、前記信号処理後のグレー画像信号により除算して得られる輝度比率に対し、更に値域が0から1である調整関数を乗算することで、RGB個別の補正係数を算出し、前記第1階調変換後のRGB画像信号に対して、前記RGB個別の補正係数を乗算することで前記色バランス補正後のRGB画像信号を生成する、画像表示装置。 - 前記RGB個別の補正係数は、1から所定の値を減算することで得られる前記調整関数を、前記輝度比率に対して乗算し、更に前記所定の値を加算することにより算出される、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記所定の値は、0.5以上0.75以下である、請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記調整関数は、前記信号処理後のグレー画像信号を入力とし、当該入力値に依存して出力値が変化する、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記調整関数は、前記入力値が0から増加するにつれて漸次減少し、前記入力値が最大値に近づくにつれて漸次増加する、請求項4に記載の画像表示装置。
- 前記入力値が8ビットで表現された場合において、前記調整関数は前記入力値が0以上64以下においては単調減少し、194以上255以下においては単調増加する、請求項4または5に記載の画像表示装置。
- 前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側LCDパネル、前記前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置によって実行される画像表示方法であって、
入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対してRGB階調変換処理と色バランス補正処理を施すことで色バランス補正後のRGB画像信号を生成し、
前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して信号処理を施すことで信号処理後のグレー画像信号を生成し、
前記前面側LCDパネルに対して前記色バランス補正後のRGB画像信号を供給し、
前記後面側LCDパネルに対して前記信号処理後のグレー画像信号を供給し、
前記RGB階調変換処理においては、RGBのそれぞれの色ごとに個別に記憶されている、RGB画像信号に対して第1階調変換を行う第1ルックアップテーブルと、RGB画像信号に対して第2階調変換を行う第2ルックアップテーブルとによって、前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して前記第1ルックアップテーブルを適用して前記第1階調変換を行うことで第1階調変換後のRGB画像信号を生成するとともに、前記入力RGB画像信号を基にしたRGB画像信号に対して前記第2ルックアップテーブルを適用して前記第2階調変換を行うことで第2階調変換後の色バランス補正用画像信号を生成し、
前記色バランス補正処理においては、RGB個別に生成された前記第2階調変換後の色バランス補正用画像信号のそれぞれを、前記信号処理後のグレー画像信号により除算して得られる輝度比率に対し、更に値域が0から1である調整関数を乗算することで、RGB個別の補正係数を算出し、前記第1階調変換後のRGB画像信号に対して、前記RGB個別の補正係数を乗算する、画像表示方法。
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