JP4014976B2 - 表示装置およびγ補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表示装置およびγ補正方法に関し、特に接続される画像発生装置から出力される画像信号に適切なγ補正を実行する表示装置およびγ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置は、出力する画像の階調が入力電圧に正比例せずに指数関数的に変化する階調の応答特性を有し、この応答特性はγ値で表される。この表示装置の応答特性を考慮して、画像信号にγ補正が施される。表示装置が、画像信号を発生するパーソナルコンピュータ（画像信号発生装置）と接続される場合、表示装置のγ値を考慮したγ補正がパーソナルコンピュータで実行される。パーソナルコンピュータでは、一般的に表示装置のγ値がたとえば２．２であることを前提にして、γ補正後の画像信号のγ値が１／２２となるように画像信号をγ補正して、表示装置に出力している。
【０００３】
しかしながら、予め定められた表示装置とパーソナルコンピュータとが接続される場合には問題ないが、表示装置が異なるパーソナルコンピュータと接続される場合には、パーソナルコンピュータで実行するγ補正のγ値が表示装置のγ値と対応しなくなることがある。このような場合には、最終的に表示装置から出力される画像のγ値が１とならなくなってしまう。たとえば、パーソナルコンピュータで実行するγ補正のγ値が１／２．５で、表示装置のγ値が２．２の場合である。
【０００４】
この問題を解決するために特開２００１−３４２４５には、パーソナルコンピュータから出力する画像信号にγ補正のγ値を含む画面調整制御情報を付加して表示装置に出力する技術が記載されている。これによれば、表示装置側で画像信号に付加された画面調整制御情報のγ値を検出すれば、パーソナルコンピュータでいかなるγ補正が実行されたのかを検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４２４５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００１−３４２４５に記載の技術は、パーソナルコンピュータ側に画面調整制御情報を画像信号に付加するための特別な画像信号発生装置を設ける必要があるため、パーソナルコンピュータ自体を改造する必要があり、既存のパーソナルコンピュータを用いることはできない。このため、接続されるパーソナルコンピュータが画面調整制御情報を画像信号に付加して出力しない場合には、パーソナルコンピュータで実行したγ補正のγ値を検出することができず、表示装置に適切な階調で画像を表示することができない。
【０００７】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、接続される画像信号発生装置でいかなるγ補正が行われる場合であっても、適切なγ補正を行うことが可能な表示装置を提供することである。
【０００８】
この発明の他の目的は、表示装置に接続される画像信号発生装置でいかなるγ補正が行われる場合であっても、表示装置で出力するのに適したγ補正を行うことが可能なγ補正方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、表示装置は、外部から入力される画像信号を表示する表示装置であって、表示装置のγ値を予め記憶する記憶手段と、表示装置に接続された画像信号発生装置から画像信号を受信する受信手段と、特定パターンの各領域に対する電圧値を予め記憶し、予め記憶した電圧値を用いて、受信手段により受信された特定パターンの画像信号のγ値を検出するγ値検出手段と、検出されたγ値と記憶手段に記憶された表示装置のγ値とから補正値を算出する演算手段と、算出された補正値に従って受信手段により受信された画像信号をγ補正するγ補正手段とを備える。
【００１１】
この発明に従えば、表示装置に接続された画像信号発生装置から受信された特定パターンの各領域に対する電圧値を予め記憶し、予め記憶した電圧値を用いて、特定パターンの画像信号のγ値が検出される。このため、接続される画像信号発生装置から特定パターンの画像信号を受信するだけで、画像信号発生装置で行われるγ補正のγ値を検出することができる。そして、検出されたγ値と表示装置のγ値とから補正値が算出され、算出された補正値に従って画像信号発生装置から受信された画像信号がγ補正される。その結果、接続される画像信号発生装置でいかなるγ補正が行われる場合であっても、適切なγ補正を行うことが可能な表示装置を提供することができる。
【００１２】
この発明の他の局面によれば、γ補正方法は、外部から入力される画像信号を表示する表示装置のγ補正方法であって、表示装置に接続された画像信号発生装置から特定パターンの画像信号を受信するステップと、特定パターンの各領域に対する電圧値を予め記憶し、予め記憶した電圧値を用いて、受信された特定パターンの画像信号のγ値を検出するステップと、検出されたγ値と表示装置のγ値とから補正値を算出する演算ステップと、算出された補正値に従って画像信号発生装置から受信された画像信号をγ補正するステップとを含む。
【００１３】
この発明に従えば、表示装置に接続される画像信号発生装置でいかなるγ補正が行われる場合であっても、表示装置で出力するのに適したγ補正を行うことが可能なγ補正方法を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１７】
図１に、本発明の実施の一形態における表示装置とそれに接続される画像信号発生装置との外観を示す。以下に説明するように画像信号発生装置は、一般的なパーソナルコンピュータで構成される。
【００１８】
図１を参照して、表示装置２００は、画像信号発生装置であるパーソナルコンピュータ１００と接続される。表示装置２００は、液晶表示装置、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスまたはフィールドエミッションディスプレイである。パーソナルコンピュータ１００は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）ドライブ１１０と、ＦＤ（Flexible Disk）ドライブ１１２と、キーボード１０６とマウス１０８とを含む。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１０にはＣＤ−ＲＯＭが装着される。ＦＤドライブ１１２にはＦＤが装着される。
【００１９】
ＦＤまたはＣＤ−ＲＯＭには、後述する特定パターンの画像信号が記録されており、ＦＤドライブ１１２またはＣＤ−ＲＯＭドライブ１１０で読取られる。そして、読取られた特定パターンの画像信号が、パーソナルコンピュータ１００からの表示装置２００に出力される。
【００２０】
パーソナルコンピュータ１００は、読取った特定パターンの画像信号にγ補正を実行する。パーソナルコンピュータ１００では、γ補正するγ値が予め定められている。ここでは、説明のためγ補正後の画像信号のγ値が１／２．５となる補正を実行するものとして説明する。なお、表示装置２００に接続されるパーソナルコンピュ−タには、γ補正を実行しないものもあるが、その場合には、γ値が０のγ補正を実行するものと考えればよい。
【００２１】
なお、パーソナルコンピュータ１００自体の動作は周知であるので、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図２は、本実施の形態における表示装置２００の機能を示す機能ブロック図である。図２では、説明のためパーソナルコンピュータ１００の機能も図示している。図２を参照して、表示装置２００は、パーソナルコンピュータ１００より画像信号を受信するための受信部２０２と、モニタγ値２０３ａを記憶する記憶部２０３と、特定パターンの画像信号のγ値を検出するためのγ値検出部２０１と、特定パターンの画像信号のγ値とモニタγ値とから補正値を算出する補正値算出部２０５と、パーソナルコンピュータ１００より受信した画像信号を算出された補正値に従ってγ補正するモニタ補正部２０７と、ガンマ補正された画像信号を表示する表示部２１１とを含む。
【００２３】
パーソナルコンピュータ１００は、画像信号発生部１０１と、γ補正部１０２とを含む。画像信号発生部１０１は、パーソナルコンピュータ１００で起動されるアプリケーションソフトウエアで作成された画像の画像信号を発生する。また、ＦＤまたはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された画像をＦＤドライブ１１２またはＣＤ−ＲＯＭドライブ１１０で読取ることにより画像信号を発生する。さらに、画像信号発生部１０１は、パーソナルコンピュータに接続された他のコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどからパーソナルコンピュータ１００に入力される画像信号を受信することも可能であり、パーソナルコンピュータ１００に取りこまれる画像信号であれば、そのような画像信号を発生可能である。そして、画像信号発生部１０１は、発生した画像信号をγ補正部１０２に出力する。
【００２４】
特に画像信号発生部１０１は、後述する特定パターンを記憶したＦＤまたはＣＤ−ＲＯＭから特定パターン１０３を読取ることによって、特定パターンの画像信号を発生する。
【００２５】
γ補正部１０２は、入力された画像信号をγ補正する。ここでのγ補正は、表示装置２００のγ値を考慮した補正であるが、このγ値は予めパーソナルコンピュータ１００に定められたものであり、必ずしも表示装置２００のγ値に対応するものではない。ここでは、γ補正部１０２で実行されるγ補正のγ値を１／２．５として説明する。
【００２６】
図３は、特定パターンの一例を示す図である。図３を参照して、特定パターンは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色の３原色それぞれが帯状に表され、各色の階調が図中右側ほど高く、左側ほど低く表されたパターンである。実際には、パターンは複数の領域に分割され、階調が段階的に変化する。これについてより具体的に説明する。
【００２７】
図４は、図３に示す特定パターンの分割領域を説明するための図である。図４を参照して、特定パターンは、縦方向に３分割、横方向に１６分割されて４８の領域に分割される。上段の１６の領域Ｒ０〜Ｒ１５は赤色（Ｒ）、中段の領域Ｇ０〜Ｇ１５は緑色（Ｇ）、下段の領域Ｂ０〜Ｂ１５は青色（Ｂ）に対応する。そして、図中左側の領域ほど階調が低く、右側ほど階調が高い。具体的には、領域Ｒ０、Ｒ１、Ｒ３…、Ｒ１５の階調は、それぞれ０，１６，３２…，２４０とされる。領域Ｇ０〜Ｇ１５、領域Ｂ０〜Ｂ１５についても同様に階調が定義される。このように、特定パターンは、画像中の位置ごとに階調を定義する。特に本実施の形態においては、図中左方向から右方向に向かって段階的に階調が高くなるパターンとしている。これにより、表示装置２００では、特定パターンの画像信号が入力されたときに、各領域に入力電圧値を対応させることができる。すなわち、領域Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２…Ｒ１５の各領域に対応して入力電圧Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２…Ｖ１５を対応させることができる。この入力電圧は、γ値が１の場合の階調と入力電圧との関係に基づき定められたものである。
【００２８】
なお、ここでは領域を１６等分して、各領域に１６等分された階調の各値を割当てるようにしたが、分割数はこれに限られず、分割数を多くするほど後述するγ値の検出精度を向上させることができる。ただし、分割数を増やすとγ検出のための計算量が増加するため、表示装置２００の処理速度、メモリ量等に応じて適切な分割数とすればよい。
【００２９】
図５は、特定パターンの別の例を示す図である。別の特定パターンは、上述したＲＧＢの３原色のパターンと異なる点は、３原色ではなくグレースケールで表される点のみである。その他の構成は上述した３原色のパターンと異なることはないので、説明は繰返さない。本実施の形態における表示装置２００では、図３または図５にそれぞれ示した特定パターンが入力されることになるが、いずれの特定パターンが入力されるかは、たとえば、表示装置２００が備えるＯＳＤ（On
Screen Display）機能を用いて、ユーザにより指定される。
【００３０】
図２に戻って、表示装置２００の受信部２０２は、パーソナルコンピュ−タ１００から出力される画像信号を受信する。受信部２０２で受信された画像信号は、通常はモニタ補正部２０７に出力されるが、上述したＯＳＤ機能により特定パターンの入力が指示されてγ値補正処理の実行が指示されている場合には、受信された特定パターンの画像信号はγ値検出部２０１に出力される。
【００３１】
γ値検出部２０１は、パーソナルコンピュータ１００から特定パターンの画像信号を受信すると、特定パターンの画像信号のγ値を検出する。上述したように、特定パターンの各領域には入力電圧が対応して定義されていた。γ値検出部２０１は、特定パターンの各領域に対応する電圧を予め記憶している。記憶された電圧値は、γ値が１の特定パターンの画像信号を受信した場合の各領域の階調に対応する電圧値である。そして、特定パターンの各領域に対応する電圧と受信した画像信号の階調とを対応させることにより、特定パターンの画像信号のγ値が求められる。
【００３２】
図６は、パーソナルコンピュータから出力される特定パターンの画像信号のγ値を示す図である。図６は、横軸を入力電圧（Ｖ）とし、縦軸を階調（Ｌ）としたグラフを示す。特定パターンの各領域ごとの階調を、その領域に対応して定義されていた入力電圧に対応してプロットすることにより、図中のγカーブが得られ、γ値が求められる。特定パターンの各領域ごとの階調は、画像信号の１つの領域から複数のサンプル値を抽出してそれらの平均値または中間値を用いれば、画像信号中に含まれるノイズを除去することができるので、γ値の検出精度を向上させることができる。また、特定パターンを階調方向に分割する数を増やせばプロットする点が増えるので、γ値の検出精度を向上させることができる。以下、γ値検出部２０１で検出されたγ値をγ１という。
【００３３】
図７は、本実施の形態における表示装置２００のγカーブを示す図である。表示装置２００のγ値（γ２）が２．２であった。このため、入力電圧が低い部分で階調の変化が緩やかで、入力電圧が高い部分で階調が急激に変化するカーブとなっている。
【００３４】
図８は、パーソナルコンピュータから受信された画像信号をγ補正することなく出力した場合のγカーブを示す図である。パーソナルコンピュータでγ値（γ１）が１／２．５のγ補正がされた画像信号を、γ値がγ２＝２．２の表示装置で出力すると、トータルでのγ値が２．２／２．５となり、１にならない。このため、表示装置２００で階調を正確に再現することができない。本発明は、このトータルでのγ値が１となるように入力された画像信号をモニタ補正部２０７で補正するものである。
【００３５】
図２に戻って、補正値算出部２０５は、記憶部２０３に記憶されているモニタγ値２０３ａとγ値検出部２０１で検出されたγ１とから補正値を算出する。この補正値は、モニタγ値２０３ａをγ２とすると、（１−（γ１×γ２））で表される。γ２＝２．２、γ１＝１／２．５であったため、補正値は、（１−２．２／２．５）となる。
【００３６】
補正値算出部２０５で算出された補正値は、モニタ補正部２０７に出力される。モニタ補正部２０７は、受信された補正値に従ってパーソナルコンピュータ１００から受信される画像信号にγ補正を実行する。このγ補正は、補正値算出部２０５が備えるルックアップテーブル２０９を補正値に従って変更する方法、または、パーソナルコンピュータ１００から受信された画像信号を補正値に従って変更する方法など、従来より周知の技術を用いることができる。したがって、その詳細な説明は繰返さない。
【００３７】
モニタ補正部２０７から表示部２１１に出力される画像信号のγ値は、モニタγ値２０３ａがγ２＝２．２であったため、１／２．２となる。これにより、表示部２１１には、適切なγ補正が施された画像信号が入力されるので、精度良く階調を表現することができる。
【００３８】
また、表示装置２００のγ値検出部２０１、補正値算出部２０５、モニタ補正部２０７は、ハードウエアで実現してもよく、ＣＰＵでソフトウエアを実行することにより実現してもよい。ソフトウエアをＣＰＵで実行することにより実現する場合には、γ補正プログラムが表示装置２００のＲＯＭ等のメモリに記憶され、ＣＰＵでそのγ補正プログラムが実行される。また、表示装置２００にＲＯＭ２１５を着脱可能にし、ＲＯＭ２１５が表示装置２００に装着された場合に、ＲＯＭ２１５に記憶されたγ補正プログラムが表示装置２００のＣＰＵに読込まれて実行されるようにしてもよい。
【００３９】
なお、γ補正プログラムを記憶する記録媒体としては、ＲＯＭに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣカード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。
【００４０】
ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。
【００４１】
図９は、本実施の形態の表示装置２００で実行されるγ値調整処理の流れを示すフローチャートである。表示装置２００でγ値調整処理が開始されるのは、表示装置２００が備えるＯＳＤ機能によって、表示部２１１に表示されたメニューの中からこのγ値調整処理の実行を指示するメニューがユーザにより選択された場合である。さらに、表示装置２００でγ値調整処理を開始させる場合には、パーソナルコンピュータ１００で特定パターン１０３が記録されたＦＤまたはＣＤ−ＲＯＭから特定パターンが読込まれて、パーソナルコンピュータ１００から特定パターンの画像信号が表示装置２００に出力されている必要がある。
【００４２】
図９を参照して、表示装置２００では、パーソナルコンピュータ１００から特定パターンの画像信号を受信する（ステップＳ０１）。そして、受信された特定パターンの画像信号について、各領域の階調をその領域に対応して予め定められた入力電圧と対応付けることにより、特定パターンの画像信号のγ値（γ１＝１／２．５）を検出する（ステップＳ０２）。
【００４３】
表示装置２００のγ値（γ２＝２．２）と検出された特定パターンの画像信号のγ値とから補正値（１−γ１×γ２）を算出する（ステップＳ０３）。算出された補正値に基づきγ補正に用いられるルックアップテーブル２０９を変更する（ステップＳ０４）。なお、ステップＳ０４では、ルックアップテーブル２０９を変更するようにしたが、受信された画像信号を補正するための係数を補正値に従って変更するようにしてもよい。これで、γ値調整処理が終了する。
【００４４】
図１０は、表示装置がパーソナルコンピュータから受信した画像信号を表示する処理の流れを示すフローチャートである。図１０を参照して、表示装置２００は、パーソナルコンピュータ１００から画像信号を受信すると（ステップＳ１１）、補正値に従って変更されたルックアップテーブルを用いてγ補正を行う（ステップＳ１２）。そして、γ補正された画像信号を表示部２１１で表示する（ステップＳ１３）。このように、γ値調整処理を行った後においては、ルックアップテーブル２０９が変更されているため、その後にパーソナルコンピュータ１００から入力される画像信号に対しては、変更されたルックアップテーブル２０９を用いてγ補正がなされる。このため、表示部２１１には適切な階調で画像を表示することができる。
【００４５】
このγ値調整処理は、表示装置２００が画像信号発生装置としてのパーソナルコンピュータ１００と接続された場合に一度実行すれば良い。したがって、表示装置２００が画像信号発生装置に接続されるごとに一度実行すれば足りる。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態における表示装置とそれに接続される画像信号発生装置との外観を示す図である。
【図２】 本実施の形態における表示装置２００の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】 特定パターンの一例を示す図である。
【図４】 特定パターンの分割領域を説明するための図である。
【図５】 特定パターンの別の例を示す図である。
【図６】 パーソナルコンピュータから出力される特定パターンの画像信号のγ値を示す図である。
【図７】 本実施の形態における表示装置のγカーブを示す図である。
【図８】 パーソナルコンピュータから受信された画像信号をγ補正することなく出力した場合のγカーブを示す図である。
【図９】 本実施の形態の表示装置２００で実行されるγ値調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】 表示装置がパーソナルコンピュータから受信した画像信号を表示する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ パーソナルコンピュータ、１０１ 画像信号発生部、１０２ γ補正部、１０３ 特定パターン、１０６ キーボード、１０８ マウス、１１０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、１１２ ＦＤドライブ、２００ 表示装置、２０１ γ値検出部、２０３ 記憶部、２０３ａ モニタγ値、２０５ 補正値算出部、２０７ モニタ補正部、２０９ ルックアップテーブル、２１１ 表示部。

Claims (2)

1. 外部から入力される画像信号を表示する表示装置であって、
   前記表示装置のγ値を予め記憶する記憶手段と、
   前記表示装置に接続された画像信号発生装置から画像信号を受信する受信手段と、
   特定パターンの各領域に対する電圧値を予め記憶し、該予め記憶した電圧値を用いて、前記受信手段により受信された特定パターンの画像信号のγ値を検出するγ値検出手段と、
   前記検出されたγ値と前記記憶手段に記憶された表示装置のγ値とから補正値を算出する演算手段と、
   前記算出された補正値に従って前記受信手段により受信された画像信号をγ補正するγ補正手段とを備えた、表示装置。
2. 外部から入力される画像信号を表示する表示装置のγ補正方法であって、
   前記表示装置に接続された画像信号発生装置から特定パターンの画像信号を受信するステップと、
   特定パターンの各領域に対する電圧値を予め記憶し、該予め記憶した電圧値を用いて、受信された特定パターンの画像信号のγ値を検出するステップと、
   前記検出されたγ値と前記表示装置のγ値とから補正値を算出する演算ステップと、
   前記算出された補正値に従って前記画像信号発生装置から受信された画像信号をγ補正するステップとを含む、γ補正方法。

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