JP6788799B2 - Video display device, signal processing device and signal processing method - Google Patents
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Description
本開示は、映像表示装置、信号処理装置及び信号処理方法に関する。 The present disclosure relates to a video display device, a signal processing device, and a signal processing method.
テレビ等の映像表示装置において、RGB信号をYCbCr信号に変換し、YCbCr信号に対して補正を行い、補正後のYCbCr信号をRGB信号に再変換する技術が知られている。例えば特許文献1では、Y信号に応じてCb信号及びCr信号にゲインを乗算することが開示されている。
In an image display device such as a television, there is known a technique of converting an RGB signal into a YCbCr signal, correcting the YCbCr signal, and reconverting the corrected YCbCr signal into an RGB signal. For example,
このような、映像表示装置では、色補正の質を向上できることが望まれている。 In such an image display device, it is desired that the quality of color correction can be improved.
そこで、本開示は、適切な色補正を実現できる映像表示装置、信号処理装置又は信号処理法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a video display device, a signal processing device, or a signal processing method capable of realizing appropriate color correction.
本開示の一態様に係る映像表示装置は、入力RGB映像信号を入力輝度信号及び入力色信号に変換する第1変換部と、画素毎に、当該画素のためのゲインを、前記入力輝度信号を用いずに、前記入力RGB映像信号の当該画素の画素値に応じて決定するゲイン決定部と、画素毎に、前記決定したゲインを当該画素の入力色信号に乗算することで補正色信号を生成する乗算部と、前記入力輝度信号と前記補正色信号とを出力RGB映像信号に変換する第2変換部とを備える。 The video display device according to one aspect of the present disclosure has a first conversion unit that converts an input RGB video signal into an input brightness signal and an input color signal, and for each pixel, a gain for the pixel and the input brightness signal. A correction color signal is generated by multiplying the input color signal of the pixel by the gain determination unit that determines the input RGB video signal according to the pixel value of the pixel and the determined gain for each pixel without using the signal. A multiplication unit and a second conversion unit that converts the input brightness signal and the correction color signal into an output RGB video signal are provided.
本開示は、適切な色補正を実現できる映像表示装置、信号処理装置又は信号処理法を提供できる。 The present disclosure can provide a video display device, a signal processing device, or a signal processing method capable of realizing appropriate color correction.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art.
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 It should be noted that the inventors provide the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, which are intended to limit the subject matter described in the claims. is not.
(実施の形態)
本発明者は、映像表示装置において、表示部(例えば液晶パネル)のコントラスト比が十分でないために、暗い領域において色域が狭くなるという問題が生じることを見出した。以下、この問題を解決する実施の形態について図1〜図8を用いて説明する。
(Embodiment)
The present inventor has found that in a video display device, the contrast ratio of a display unit (for example, a liquid crystal panel) is not sufficient, so that a problem that the color gamut is narrowed in a dark region occurs. Hereinafter, embodiments for solving this problem will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
[映像表示装置の構成]
まず、図1及び図2を参照しながら、本実施の形態に係る映像表示装置100の構成について説明する。図1は、映像表示装置100の外観を示す図である。例えば、映像表示装置100は、フラットパネルディスプレイ型の液晶テレビジョン受像機である。
[Video display device configuration]
First, the configuration of the
図2は、映像表示装置100のブロック図である。映像表示装置100は、入力RGB映像信号121に基づく映像を表示する。この映像表示装置100は、信号処理装置110を備える。
FIG. 2 is a block diagram of the
信号処理装置110は、入力RGB映像信号121に対して補正を行うことで出力RGB映像信号127を生成する。映像表示装置100は、例えばDVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体、あるいは、地上デジタル放送又は衛星デジタル放送等の放送機器から出力される映像信号を取得する。入力RGB映像信号121は、当該取得された映像信号、又は、当該取得された映像信号に基づき生成された映像信号である。また、出力RGB映像信号127に基づく映像が、映像表示装置100が備える表示部(図示せず)に表示される。
The
なお、ここでは、信号処理装置110が、映像表示装置100に含まれる例を示すが、信号処理装置110は、必ずしも映像表示装置100に含まれる必要なく、例えば映像再生装置(例えばレコーダ等)に含まれてもよい。
Although the
[信号処理装置110の構成]
次に、図2に示すように、信号処理装置110は、第1変換部111と、ゲイン決定部112と、乗算部113及び114と、第2変換部115とを備える。
[Configuration of signal processing device 110]
Next, as shown in FIG. 2, the
第1変換部111は、入力RGB映像信号121を、Y信号122(入力輝度信号)と、U信号123及びV信号124(入力色信号)に変換する。なお、ここでは、RGB信号をYUV信号に変換する例を述べるが、RGB信号は、輝度信号及び色信号(色差信号)に変換されればよく、YCbCr信号又はYPbPr信号等に変換されてもよい。
The
ゲイン決定部112は、入力RGB映像信号121に基づきゲインαを決定する。具体的には、ゲイン決定部112は、画素毎に、当該画素のためのゲインαを、入力RGB映像信号121の当該画素の画素値に応じて決定する。
The
乗算部113及び114は、乗算部113及び114は、画素毎に、ゲインαを当該画素のU信号123及びV信号124(入力色信号)に乗算することでU信号125及びV信号126(補正色信号)を生成する。具体的には、乗算部113は、画素毎に、ゲインαを当該画素のU信号123に乗算することでU信号125を生成する。乗算部114は、画素毎に、ゲインαを当該画素のV信号124に乗算することでV信号126を生成する。
In the
第2変換部115は、Y信号122(入力輝度信号)と、U信号125及びV信号126(補正色信号)とを出力RGB映像信号127に変換する。
The
[動作]
次に、図3及び図4を参照しながら、映像表示装置100の動作を説明する。図3は、映像表示装置100の動作の流れを示すフローチャートである。図3は、例えば、1フレームの入力RGB映像信号121に対する処理を示す。
[motion]
Next, the operation of the
まず、映像表示装置100は、対象フレームに含まれる複数の画素から処理対象の画素(対象画素)を選択する(S101)。つまり、以降のステップS102〜S105の処理は画素単位で繰り返し行われる。
First, the
次に、第1変換部111は、入力RGB映像信号121で示される対象画素の画素値を、Y信号122、U信号123及びV信号124に変換する(S102)。つまり、第1変換部111は、RGB信号をYUV信号に変換する。
Next, the
また、ゲイン決定部112は、入力RGB映像信号121で示される対象画素の画素値に基づきゲインαを決定する(S103)。また、ゲインαは1以上の値である。
Further, the
図4は、入力RGB映像信号121で示される対象画素の画素値Pとゲインαとの関係の一例を示す図である。例えば、ゲイン決定部112は、ゲインαを、対象画素の画素値Pに含まれるR値、G値及びB値の最大値(MAX(R、G、B))又は平均値(AVG(R、G、B))に応じて決定する。また、ゲイン決定部112は、対象画素の画素値Pが小さいほどゲインαを大きくする。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the pixel value P of the target pixel represented by the input
具体的には、図4に示すように、画素値Pが予め定められた基準値P0より大きい場合には、ゲインαは1に設定される。つまり、対象画素のU信号及びV信号に補正は行われない。一方、画素値Pが基準値P0より小さい場合には、画素値Pが小さいほどゲインαを大きくなる。なお、画素値Pとゲインαとの関係は、折れ線で定義されてもよいし、曲線で定義されてもよい。 Specifically, as shown in FIG. 4, when the pixel value P is larger than the predetermined reference value P0, the gain α is set to 1. That is, the U signal and V signal of the target pixel are not corrected. On the other hand, when the pixel value P is smaller than the reference value P0, the smaller the pixel value P, the larger the gain α. The relationship between the pixel value P and the gain α may be defined by a polygonal line or a curve.
次に、乗算部113は、対象画素のU信号123にゲインαを乗算することでU信号125を生成する。乗算部114は、対象画素のV信号124にゲインαを乗算することでV信号126を生成する(S104)。
Next, the
次に、第2変換部115は、Y信号122、U信号125及びV信号126を出力RGB映像信号127に変換する(S105)。つまり、第2変換部115は、YUV信号をRGB信号に変換する。
Next, the
以上により、1つの対象画素に対する補正が完了する。対象フレームに含まれる全ての画素に対する処理が終了していない場合(S106でNo)、次の画素が対象画素として選択され(S101)、選択された対象画素に対してステップS102以降の処理が行われる。一方、対象フレームに含まれる複数の画素に対する処理が終了した場合(S106でYes)、対象フレームに対する処理が終了する。 As described above, the correction for one target pixel is completed. When the processing for all the pixels included in the target frame is not completed (No in S106), the next pixel is selected as the target pixel (S101), and the processing in steps S102 and subsequent steps is performed on the selected target pixel. Will be. On the other hand, when the processing for the plurality of pixels included in the target frame is completed (Yes in S106), the processing for the target frame is completed.
なお、図3では、RGB信号からYUV信号への変換処理と、U信号及びY信号の補正(ゲインαの乗算)と、YUV信号からRGB信号への変換処理とを含む一連の処理が、画素単位で時系列に繰り返し行われる例を示したが、これに限らない。例えば、1フレーム分のRGB信号がYUV信号へ変換された後に、得られた1フレーム分のYUV信号に対して補正処理が行われ、補正後の1フレーム分のYUV信号がRGB信号に変換されてもよい。 In FIG. 3, a series of processes including the conversion process from the RGB signal to the YUV signal, the correction of the U signal and the Y signal (multiplication of the gain α), and the conversion process from the YUV signal to the RGB signal are performed by the pixels. An example is shown in which the signal is repeated in time series in units, but the present invention is not limited to this. For example, after one frame of RGB signal is converted into a YUV signal, correction processing is performed on the obtained one frame of YUV signal, and the corrected one frame of YUV signal is converted into an RGB signal. You may.
[効果等]
以上のように、本実施の形態に係る映像表示装置100は、RGB信号の画素値が小さい画素に対して色信号を増幅する補正を行う。これにより、映像表示装置100は、暗い領域において色域が狭くなることを抑制できるので、適切な色補正を実現できる。
[Effects, etc.]
As described above, the
図5は、本実施の形態の手法を用いない場合と、用いた場合との色域の測定結果を示す図である。図5では、入力RGB映像信号の階調が16、32、64、128、255である場合における、色彩輝度計による色座標の計測結果を示す。また、三角形の面積が大きいほど表現できる色域が広いことを意味する。 FIG. 5 is a diagram showing measurement results of color gamuts when the method of this embodiment is not used and when it is used. FIG. 5 shows the measurement results of the color coordinates by the color luminance meter when the gradation of the input RGB video signal is 16, 32, 64, 128, 255. Also, the larger the area of the triangle, the wider the color gamut that can be expressed.
図5に示すように、本実施の形態の手法を用いることで、低階調(例えば階調が16、32等)の三角形の面積が広くなっている。つまり、暗い部分の色の差が視認しやすくなっていることがわかる。 As shown in FIG. 5, by using the method of the present embodiment, the area of the triangle having low gradation (for example, gradation is 16, 32, etc.) is widened. That is, it can be seen that the color difference in the dark portion is easy to see.
また、本実施の形態に係る映像表示装置100は、画素単位でゲインαを決定する。これにより、フレーム単位でゲインを設定する場合に比べて、適切な補正を行うことができる。例えば、フレーム単位でゲインを設定した場合には、元の画像で色の濃い領域の色が飽和してしまうという問題がある。一方で、本実施の形態では、暗い画素に対してのみゲインαを乗算することで、暗部のみ色域を広げることができる。
Further, the
また、映像表示装置100は、色信号のみを補正し、輝度信号には補正を行わない。これにより、輝度(グレースケール)ガンマカーブへの影響を抑制できる。
Further, the
また、映像表示装置100は、変換前のRGB信号の画素値に基づき、ゲインαを決定する。これにより、例えば、変換後のY信号に基づき暗部を判定する場合に比べて、精度を向上できる。具体的には、Y信号は、G信号に対する感度が高く、R信号及びB信号に対する感度が低い。これにより、例えば、R信号又はB信号のみが高い場合には、ゲインαが低く設定されてしまい、色域の拡大が十分に行えない可能性がある。一方、本実施の形態では、R信号、G信号及びB信号の最大値又は平均値を用いることで、このような場合においても、適切に色域を拡大できる。
Further, the
[色域減少の原理]
暗い領域において色域が狭くなる原因の一つは、黒表示における光モレが影響していると考えられる。本発明者等は、黒の光モレを考慮したシミュレーションと、実測値との比較を行い、光モレの影響を確認した。
[Principle of color gamut reduction]
One of the causes of the narrowing of the color gamut in the dark region is considered to be the influence of light leakage in the black display. The present inventors have confirmed the effect of light leakage by comparing a simulation considering black light leakage with an actually measured value.
図6は、黒の輝度信号及び色信号を、RGBの各画素からの光モレに分割した例を示す図である。図7は、図6に示す光モレがRGBの各画素から常時発生していると仮定した場合の色域の理論値(シミュレーション結果)と、実測値とを示す図である。図7に示すように、理論値と実測値とが概ね一致していることがわかる。 FIG. 6 is a diagram showing an example in which a black luminance signal and a color signal are divided into optical leaks from each RGB pixel. FIG. 7 is a diagram showing a theoretical value (simulation result) of a color gamut and an actually measured value when it is assumed that the light leakage shown in FIG. 6 is constantly generated from each pixel of RGB. As shown in FIG. 7, it can be seen that the theoretical value and the measured value are substantially the same.
また、図8は、暗い赤色と濃い赤色とに対する光モレの影響を説明するための図である。図8に示すように本来はR信号のみで構成される色に対して、光モレによりG信号及びB信号が加わることで、純色の赤ではなく、白っぽい赤になってしまう。これにより、色域が狭くなってしまう。また、濃い赤の場合(階調が高い場合)には、元々の画素値に対する光モレの影響の割合が少なくなるため、当該光モレによる影響は感じられ難い。一方で、暗い赤の場合(階調が低い場合)には、光モレの割合が相対的に大きくなるため、当該光モレの影響が顕著になる。 Further, FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of light leakage on the dark red color and the deep red color. As shown in FIG. 8, when the G signal and the B signal are added by the optical leak to the color originally composed of only the R signal, the color becomes whitish red instead of pure red. As a result, the color gamut becomes narrow. Further, in the case of deep red (when the gradation is high), the ratio of the influence of the light leakage to the original pixel value is small, so that the influence of the light leakage is hard to be felt. On the other hand, in the case of dark red (when the gradation is low), the ratio of light leakage is relatively large, so that the influence of the light leakage becomes remarkable.
[変形例等]
以上、本開示の実施の形態に係る映像表示装置について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
[Modification example, etc.]
Although the video display device according to the embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to this embodiment.
例えば、上記実施の形態に係る映像表示装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。 For example, each processing unit included in the video display device according to the above embodiment is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually integrated into one chip, or may be integrated into one chip so as to include a part or all of them.
また、集積回路化はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、又はLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。 Further, the integrated circuit is not limited to the LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after the LSI is manufactured, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside the LSI may be used.
つまり、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 That is, in each of the above-described embodiments, each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
また、本開示は、上記映像表示装置又は信号処理装置により実行される特徴的なステップを含む、映像表示装置の制御方法又は信号処理方法として実現されてもよい。 Further, the present disclosure may be realized as a control method or a signal processing method of the video display device, which includes a characteristic step executed by the video display device or the signal processing device.
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。 Further, the division of the functional block in the block diagram is an example, and a plurality of functional blocks can be realized as one functional block, one functional block can be divided into a plurality of functional blocks, and some functions can be transferred to other functional blocks. You may. Further, the functions of a plurality of functional blocks having similar functions may be processed by a single hardware or software in parallel or in a time division manner.
上記フローチャートに示す処理手順は一例であり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時(並列)に実行されてもよい。 The processing procedure shown in the above flowchart is an example, and may be in an order other than the above. Further, a part of the above steps may be executed at the same time (parallel) as other steps.
以上、一つまたは複数の態様に係る映像表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 Although the video display device according to one or more embodiments has been described above based on the embodiment, the present disclosure is not limited to this embodiment. As long as the gist of the present disclosure is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining components in different embodiments is also within the scope of one or more embodiments. May be included within.
本開示は、液晶テレビ等の映像表示装置又は信号処理装置に適用できる。 The present disclosure can be applied to a video display device such as a liquid crystal television or a signal processing device.
100 映像表示装置
110 信号処理装置
111 第1変換部
112 ゲイン決定部
113、114 乗算部
115 第2変換部
121 入力RGB映像信号
122 Y信号
123、125 U信号
124、126 V信号
127 出力RGB映像信号
100
Claims (7)
画素毎に、当該画素のためのゲインを、前記入力輝度信号を用いずに、前記入力RGB映像信号の当該画素の画素値に応じて決定するゲイン決定部と、
画素毎に、前記決定したゲインを当該画素の入力色信号に乗算することで補正色信号を生成する乗算部と、
前記入力輝度信号と前記補正色信号とを出力RGB映像信号に変換する第2変換部とを備える
映像表示装置。 A first conversion unit that converts an input RGB video signal into an input luminance signal and an input color signal,
For each pixel, a gain determining unit that determines the gain for the pixel according to the pixel value of the pixel of the input RGB video signal without using the input luminance signal .
A multiplication unit that generates a correction color signal by multiplying the input color signal of the pixel by the determined gain for each pixel.
A video display device including a second conversion unit that converts the input luminance signal and the correction color signal into an output RGB video signal.
請求項1記載の映像表示装置。 The claim that the gain determination unit determines the gain for the pixel for each pixel according to the maximum value of the R value, the G value, and the B value included in the pixel value of the pixel of the input RGB video signal. 1. The video display device according to 1.
請求項1記載の映像表示装置。 The claim that the gain determining unit determines the gain for the pixel for each pixel according to the average value of the R value, the G value and the B value included in the pixel value of the pixel of the input RGB video signal. 1. The video display device according to 1.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の映像表示装置。 The video display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gain determining unit increases the gain as the pixel value becomes smaller.
請求項4記載の映像表示装置。 The gain determining unit sets the gain to 1 when the pixel value is larger than a predetermined reference value, and increases the gain as the pixel value is smaller when the pixel value is smaller than the reference value. The video display device according to claim 4.
画素毎に、当該画素のためのゲインを、前記入力RGB映像信号の当該画素の画素値に応じて決定するゲイン決定部と、
画素毎に、前記決定したゲインを当該画素の入力色信号に乗算することで補正色信号を生成する乗算部と、
前記入力輝度信号と前記補正色信号とを出力RGB映像信号に変換する第2変換部とを備える
信号処理装置。 A first conversion unit that converts an input RGB video signal into an input luminance signal and an input color signal,
For each pixel, a gain determining unit that determines the gain for the pixel according to the pixel value of the pixel in the input RGB video signal,
A multiplication unit that generates a correction color signal by multiplying the input color signal of the pixel by the determined gain for each pixel.
A signal processing device including a second conversion unit that converts the input luminance signal and the correction color signal into an output RGB video signal.
画素毎に、当該画素のためのゲインを、前記入力輝度信号を用いずに、前記入力RGB映像信号の当該画素の画素値に応じて決定するゲイン決定ステップと、
画素毎に、前記決定したゲインを当該画素の入力色信号に乗算することで補正色信号を生成する乗算ステップと、
前記入力輝度信号と前記補正色信号とを出力RGB映像信号に変換する第2変換ステップとを含む
信号処理方法。 The first conversion step of converting the input RGB video signal into the input luminance signal and the input color signal, and
A gain determination step of determining the gain for the pixel for each pixel according to the pixel value of the pixel of the input RGB video signal without using the input luminance signal .
A multiplication step of generating a correction color signal by multiplying the input color signal of the pixel by the determined gain for each pixel.
A signal processing method including a second conversion step of converting the input luminance signal and the correction color signal into an output RGB video signal.
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