JP2007322460A - 画像処理回路、画像表示装置、電子機器及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度のばらつきを正確に補正する。
【解決手段】補正データテーブル１０は、入力画像データＤinr,Ｄing,Ｄinbと補正データＤar,Ｄag,Ｄabとを対応付けて記憶する。加算部２０は補正データＤar,Ｄag,Ｄabと累積誤差データEＲr’, EＲg’, EＲb’とを加算して出力画像データＤoutr,Ｄoutg,Ｄoutbを生成するとともに、差分データＤFr,ＤFg,ＤFbを生成する。制御部３１は差分データＤFr,ＤFg,ＤFbに基づいて累積誤差データEＲr, EＲg,EＲbを生成し、これを累積誤差拡散メモリ３０に格納する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を補正する画像処理回路、画像表示装置、電子機器及び画像処理方法に関する。

近年、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）を用いた表示装置が普及しつつある。この表示装置は、複数の画素を備える。各画素には、有機発光ダイオードとこれを駆動するトランジスタなどが形成される。表示装置を面内において均一で安定した表示を得るためには各画素の有機発光ダイオードを同一光量で発光させる必要がある。しかし、有機発光ダイオードの発光特性（駆動電流と発光輝度との関係）やトランジスタの特性にはばらつきがあるため、画素毎の表示むらが発生するといった問題があった。
この問題を解決するため、特許文献１には、予め測定した各画素の輝度測定値に基づく補正データを補正情報メモリから読み出し、これを入力表示データに加算して出力表示データを生成する技術が開示されている。
特開平１１−２８２４２０号公報（請求項１）

ところで、加算器の後段に設けられたＤ／Ａコンバータのビット数が補正データのビット数よりも小さく設定される場合がある。このように、Ｄ／Ａコンバータの出力範囲（ダイナミックレンジ）が狭いと、画像表示において補正データを正確に反映することができないといった問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、補正データを正確に反映させることが可能な画像処理回路、画像表示装置、電子機器及び画像処理方法を提供することを解決課題とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像処理回路は、入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを供給するものであって、前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部と、前記画素ごとの累積誤差データを記憶する累積誤差データ記憶部と、前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データと、前記累積誤差データ記憶部から読み出した前記累積誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成するとともに、演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成する演算部（例えば、実施形態の加算部１０）と、前記差分データを所定の画素に振り分けて前記誤差データを生成し、生成した誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積誤差データとを演算して、新たな累積誤差データを生成し、新たな累積誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む制御部とを備える。

複数の画素の輝度を補正するための補正データのビット数ｋが出力画像データのビット数mよりも大きい場合、出力画像データの分解能は補正データの分解能と比較して低いため、誤差を含む。本発明は、このような場合に誤差を所定の画素に拡散させて、出力画像データを生成することができる。これにより、ある面積の表示階調は補正データの示すｋビットの階調と一致することになる。この結果、複数の画素に輝度のばらつきがある場合、均一な輝度で表示する補正の精度を大幅に向上させることができる。なお、本発明において「ｍビットに丸める」とは、演算結果の上位ｍビットを抽出し、他の下位ビットを切り捨てることを意味する。

また、本発明に係る画像処理回路は、入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを供給するものであって、前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部と、前記入力階調と前記補正階調の比をゲインデータとして前記入力階調に対応付けて記憶したゲインデータ記憶部と、前記画素ごとの累積正規化誤差データを記憶する累積誤差データ記憶部と、前記累積誤差データ記憶部から読み出した前記累積正規化誤差データに前記ゲインデータを乗算して累積誤差データを生成する乗算部と、前記累積誤差データと前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成するとともに、演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成する演算部（例えば、実施形態の加算部２０）と、前記差分データを前記ゲインデータで除算して正規化差分データを生成する除算部と、前記正規化差分データを所定の画素に振り分けて前記正規化誤差データを生成し、生成した正規化誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積正規化誤差データとを演算して、新たな累積正規化誤差データを生成し、新たな累積正規化誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む制御部とを備える。

この発明によれば、差分データを正規化し、これに基づいて生成された累積正規化誤差データを記憶する。累積正規化誤差データは、輝度のばらつきに応じて誤差を入力階調に換算したデータとなる。そして、累積正規化誤差データとゲインデータとを乗算して誤差データを生成したので、誤差拡散の対象となる画素における輝度のばらつきを考慮して、正確な補正を行うことが可能となる。

上述した画像処理回路において、前記補正データ記憶部は、前記入力画像データの取り得る全ての入力階調について、前記補正データを対応付けて記憶することが好ましい。この場合は、入力階調に対して正確な補正階調を得ることができる。
また、上述した画像処理回路において、前記補正データ記憶部は、前記入力画像データの取り得る全ての入力階調の一部について、前記補正データを対応付けて記憶することが好ましい。この場合は、入力階調の一部について補正データを記憶するので、補正データ記憶部の記憶容量を削減することができる。この態様において、前記加算部は、前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データに基づいて、前記入力画像データの示す入力階調に対応する補正階調を推定し、推定した補正階調を示す推定補正データを前記補正データの替わりに用いることが好ましい。この場合は、記憶してある補正データから補正に用いる補正階調を推定するので、補正の精度が大幅に劣化することがない。

上述した画像処理回路において、前記補正データ記憶部は、前記複数の画素の各々について前記補正データを記憶することが好ましい。この場合には、画素ごとに補正データを記憶するので、正確に補正を施して表示品質を向上させることができる。
また、上述した画像処理回路において、前記複数の画素は所定数の画素からなる複数の領域に分割されており、前記補正データ記憶部は、前記複数の領域ごとに前記補正データを記憶し、前記加算部は、処理の対象となる画素が含まれる領域の前記補正データを前記補正データ記憶部から読み出すことが好ましい。この場合、ブロックを代表する補正データを記憶するので、補正データ記憶部の記憶容量を削減することができる。

次に、本発明に係る画像表示装置は、上述した画像処理回路と、前記出力画像データに基づいた画像を複数の画素に表示する表示部とを備えたことを特徴とする。画像表示装置によれば、表示部において複数の画素の輝度がばらついてもこれを正確に補正することが可能となる。この表示部としては、例えば、有機発光ダイオードや無機発光ダイオードなどの発光ダイオードを用いたディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）や表面伝導型電子放出ディスプレイ（ＳＥＤ：Surface-conduction Electron-emitter Display）、弾道電子放出ディスプレイ（ＢＳＤ：Ｂallistic electron Surface emitting Display）、などが含まれ得る。また、本発明に係る電子機器は上述した画像表示装置を備えるものであって、例えば、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、及び携帯情報端末などが該当する。

次に、本発明に係る画像処理方法は、入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に供給する出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを生成するものであって、前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記補正データを読み出し、前記画素ごとの累積誤差データを記憶した累積誤差データ記憶部から前記累積誤差データを読み出し、読み出した前記補正データと、読み出した前記累積誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成し、前記演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成し、前記差分データを所定の画素に振り分けて前記誤差データを生成し、生成した誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積誤差データとを演算して、新たな累積誤差データを生成し、新たな累積誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込むことを特徴とする。

本発明によれば、複数の画素の輝度を補正するための補正データのビット数ｋが出力画像データのビット数mよりも大きい場合、誤差を所定の画素に拡散させて、出力画像データを生成することができる。これにより、ある面積の表示階調は補正データの示すｋビットの階調と一致することになる。この結果、複数の画素に輝度のばらつきがある場合、均一な輝度で表示する補正の精度を大幅に向上させることができる。この画像処理方法を実行する手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）が所定のプログラムを実行することによって実現してよいし、あるは、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現してもよい。

また、本発明に係る画像処理方法は、入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に供給する出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを生成するものであって、前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記補正データを読み出し、前記入力階調と前記補正階調の比をゲインデータとして前記入力階調に対応付けて予め記憶したゲインデータ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記ゲインデータを読み出し、前記画素ごとの正規化誤差データを記憶する誤差データ記憶部から前記正規化誤差データを読み出し、読み出した前記ゲインデータと読み出した前記正規化誤差データとを乗算して誤差データを生成し、読み出した前記補正データと前記誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成し、前記演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成し、前記差分データを前記ゲインデータで除算して正規化差分データを生成し、前記正規化差分データを所定の画素に振り分けて前記正規化誤差データを生成し、生成した正規化誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積正規化誤差データとを演算して、新たな累積正規化誤差データを生成し、新たな累積正規化誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込むことを特徴とする。

この発明によれば、差分データを正規化し、これに基づいて生成された累積正規化誤差データを記憶する。累積正規化誤差データは、輝度のばらつきに応じて誤差を入力階調に換算したデータとなる。そして、累積正規化誤差データとゲインデータとを乗算して誤差データを生成したので、誤差拡散の対象となる画素における輝度のばらつきを考慮して、正確な補正を行うことが可能となる。この画像処理方法を実行する手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）が所定のプログラムを実行することによって実現してよいし、あるは、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現してもよい。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置Ａの構成を示すブロック図である。画像処理装置Ａは、入力階調を示すnビットの入力画像データＤinに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に出力階調を示すm（m＞n）ビットの出力画像データＤoutを供給する。この例の入力画像データＤinは、Ｒ色の階調を示す８ビットのＲ入力画像データＤinr、Ｇ色の階調を示す８ビットのＧ入力画像データＤing、及びＢ色の階調を示す８ビットのＢ入力画像データＤinbによって構成される。また、出力画像データＤoutは各１０ビットのＲ出力画像データＤoutr、Ｇ出力画像データＤoutg、及びＢ出力画像データＤoutbから構成される。また、本明細書において、各種のデータの符号の末尾に記載する「r」はＲ色に対応するデータであることを表し、「g」はＧ色に対応するデータであることを表し、さらに「b」はＢ色に対応するデータであることを表す。なお、特に、ＲＧＢ色を区別する必要がない場合には、「r」、「g」、及び「b」を省略する。

画像処理装置Ａは、補正データテーブル１０、加算部２０、累積誤差拡散メモリ３０、及び制御部３１を備える。補正データテーブル１０は８ビットの入力画像データＤinとｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、この例ではｋ＝１０）ビットの補正データＤaとを対応付けて予め記憶している不揮発性のメモリである。上述したように表示装置において複数の画素の輝度はばらつきがある。補正データＤaは、入力階調に対応付けられた補正階調を示す。補正階調は複数の画素の輝度が均一に近づくように設定されている。なお、均一に近づくとは所定範囲の誤差は許容されるという意味であり、好ましくは、複数の画素の輝度が一致するように設定される。また、この例の補正データテーブル１０は、入力画像データＤinの取り得る全ての入力階調に対応付けて補正階調を示す補正データＤaを記憶している。つまり、１個の画素当たり、入力階調０から２５５までの２５６個の補正データＤaを記憶している。

加算部２０は１２ビットの加算器を３個備える。加算部２０には、Ｒ入力画像データＤinr、Ｇ入力画像データＤing、及びＢ入力画像データＤinbと、Ｒ累積誤差データＥＲr’、Ｇ累積誤差データＥＲg’、及びＢ累積誤差データＥＲb’が供給される。これらの累積誤差データＥＲ’のビット数は各々２ビットである。各加算器は色ごとに補正データＤaと累積誤差データＥＲ’を加算して上位１０ビットの出力画像データＤoutを各々出力すると共に、下位２ビットを差分データＤＦとして出力する。すなわち、加算部２０は、補正データテーブル１０から読み出した補正データＤaと、累積誤差拡散メモリ３０から読み出した累積誤差データＥＲ’とを加算して、加算結果（この例では12ビット）をmビット（この例では１０ビット）に丸めて出力画像データＤoutを生成するとともに、加算結果と出力画像データＤoutとの差分を示す差分データＤＦを生成する。なお、累積誤差データＥＲ’を負の値で構成する場合は、加算器の替わりに減算器を用いればよい。つまり、加算部２０は、補正データＤaと累積誤差データＥＲ’とを加算又は減算する演算部として機能すればよい。

Ｒ色の加算器はＲ補正データＤarとＲ累積誤差データＥＲr’とを加算してＲ出力画像データＤoutaを生成するとともにＲ差分データＤＦrを出力し、Ｇ色の加算器はＧ補正データＤagとＧ累積誤差データＥＲg’とを加算してＧ出力画像データＤoutgを生成するとともにＧ差分データＤＦgを出力し、Ｂ色の加算器はＢ補正データＤabとＢ累積誤差データＥＲb’とを加算してＢ出力画像データＤoutbを生成するとともにＧ差分データＤＦgを出力する。
制御部３１は、差分データＤＦを所定の画素に振り分けて誤差データＥＲを生成し、誤差データＥＲと累積誤差拡散メモリ３０に記憶されている累積誤差データＥＲ’と加算して、新たな累積誤差データＥＲ’を生成し、新たな累積誤差データＥＲ’を累積誤差拡散メモリ３０に書き込む。この動作の詳細については後述する。

次に、補正データＤaの生成方法について説明する。補正データＤaは、図２に示す測定システム１００によって生成される。この測定システム１００は表示装置１１０と測定装置１２０によって構成される。測定装置１２０は、目標階調Ｋtを示す目標画像データＤtを表示装置１１０に供給して所定の画素を点灯させ、当該画素の測定輝度Ｌmを示す輝度データＤmを測定する。

図３に、測定システム１００によって実行される補正データ生成処理の内容を示す。測定装置１２０は、表示装置１１０の副画素を選択する（ステップＳ１１）。表示装置１１０の画素は、複数の主画素から構成され、複数の主画素の各々はＲＧＢ各色の副画素によって構成される。
次に、測定装置１２０は選択した副画素を点灯させ（ステップＳ１２）、その輝度Ｌmを測定して輝度データＤmを取得する（ステップＳ１３）。このとき、測定装置１２０は表示装置１１０に目標画像データＤtを供給する。

次に、測定装置１２０は、目標階調Ｋtに対応する輝度を目標輝度Ｌtとしたとき、目標輝度Ｌtを輝度データＤmの示す測定輝度Ｌmで除算して除算比Ｇ（＝Ｌt／Ｌm）を生成する（ステップＳ１４）。
また、測定装置１２０は、除算比Ｇに目標階調Ｋtを乗算して補正階調Ｋｈ（＝Ｇ・Ｋt）を生成する（ステップＳ１５）。さらに、補正階調Ｋｈを目標階調Ｋtに対応付けて補正データＤaを生成する（ステップＳ１６a）。ここで、目標階調Ｋtは、副画素が表示すべき階調である。目標階調Ｋtは、入力画像データＤinの示す入力階調に相当する。

この後、測定装置１２０は所定数の目標階調Ｋtについて処理を終了したか否かを判定し（ステップＳ１７）、未処理であれば処理をステップＳ１２に戻す。そして、所定数の目標階調Ｋtについて処理が終了すると、処理をステップＳ１８に進める。この例では、８ビットの入力画像データＤinの取り得る全ての入力階調について補正データＤaを算出するので、所定数は２５６となる。

次に、測定装置１２０は全ての副画素について処理が終了したか否かを判定し、測定が終了していない副画素がある場合には、処理をステップＳ１１に戻し、全ての副画素について測定が完了している場合には、処理を終了する。
このようにして生成された補正データＤaは測定装置１１０によって補正データテーブル１０に書き込まれる。

次に、画像処理装置Ａが実行する補正処理について説明する。図１に示す累積誤差拡散メモリ３０は、ＲＧＢ各８ビットの累積誤差データＥＲ’を２ライン分記憶する。累積誤差拡散メモリ３０は、例えば、図４に示すように構成される。この例では、１ラインの画素数をＮ個としている。そして、各記憶領域には差分データＤＦが所定の規則に従って分配され記憶される。

累積誤差拡散メモリ３０は、制御部３１によって制御される。制御部３１は、Ｒ差分データＤＦr、Ｇ差分データＤＦg、及びＢ差分データＤＦbが供給されると、所定の係数を乗算してＲ誤差データＥＲr、Ｇ誤差データＥＲg、及びＢ誤差データＥＲbを生成する。例えば、Ｉ行Ｊ列目のＲ差分データＤＦrが供給されると、図５に示すように係数−Ｋ１を乗算してＩ行Ｊ+1列目に、係数−Ｋ２を乗算してＩ+１行Ｊ+1列目に、係数−Ｋ３を乗算してＩ+１行Ｊ列目に、係数−Ｋ４を乗算してＩ+１行Ｊ-1列目にＲ差分データＤＦrを反映させる。なお、Ｋ１〜Ｋ４は正の数値である。Ｉ行Ｊ+1列目にＲ差分データＤＦrを反映させる場合には、Ｉ行Ｊ+1列目の記憶領域に記憶されているＲ累積誤差データＥＲr’を読み出して、Ｒ差分データＤＦrに係数−Ｋ１を乗算して得たＲ誤差データＥＲrを加算し、これを新たなＲ累積誤差データＥＲr’としてＩ行Ｊ+1列目の記憶領域に書き戻す。このように１２ビットで本来表現すべきところを１０ビットで表現することによって生じる誤差は、近接する画素に分配される。
これによって、補正データＤaのビット数が出力画像データＤoutのビット数より大きい場合に、それらの差分を出力画像データＤoutに反映させることができるので、正確な補正を実行することが可能となる。

＜２．第２実施形態＞
第１実施形態の画像処理装置Ａは、ある画素の階調を示す出力画像データＤoutを１０ビットで表現したことに伴い、１２ビットで表現される補正データＤaとの差分を当該画素に隣接する画素に誤差データＥＲとして振り分けることにより、輝度のばらつきを補正するものであった。しかしながら、画素の輝度にはばらつきがあるので、誤差を分配しても補正の精度の向上には限界があった。

例えば、画素Ｐ１の出力画像データＤoutと輝度Ｌの関係が図６に示すＱ１であり、画素Ｐ２の出力画像データＤoutと輝度Ｌの関係が図６に示すＱ２であるとする。この場合、画素Ｐ１は出力階調が低くても明るく発光する明るい画素であり、画素Ｐ２は出力階調が高くても暗く発光する暗い画素である。画素Ｐ１に対する補正データＤaの最大値は「５１１」であり、画素Ｐ２に対する補正データＤaの最大値は「１０２３」である。したがって、明るい画素の実質的な出力分解能は１０ビットより低くなり、表示誤差が発生する。
これに対して、第２実施形態の画像処理装置Ｂは、差分データＤＦを正規化して累積誤差拡散メモリ３０に記憶し、正規化した誤差データを読み出すときに輝度のばらつきに応じた係数を乗算して正確な誤差データを生成する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る画像処理装置Ｂの構成を示すブロック図である。画像処理装置Ｂは、ゲインテーブル１１、除算器４０、及び乗算器４１を備える点で、画像処理装置Ａと相違する。
ゲインテーブル１１は、目標輝度Ｌtと測定輝度Ｌmとの比（第１実施形態の除算比）をゲインデータＤＧとして入力階調に対応付けて予め記憶している。ゲインデータＤＧはＲＧＢ各色に対応するＲゲインデータＤＧr、ＧゲインデータＤＧg、及びＢゲインデータＤＧbによって構成される。そして、入力画像データＤinが供給されると、その入力階調に対応したゲインデータＤＧが出力される。

除算器４０は、差分データＤＦをゲインデータＤＧで除算して正規化差分データＤＦnを生成する。制御部３１は、Ｒ正規化差分データＤＦnr、Ｇ正規化差分データＤＦng、及びＢ正規化差分データＤＦnbに所定の係数を乗算してＲ正規化誤差データＥＲnr、Ｇ正規化誤差データＥＲng、及びＢ正規化誤差データＤＦnbを生成する。そして、制御部３１は、第１実施形態と同様に、累積誤差拡散メモリ３０にアクセスして、そこに格納されている累積正規化誤差データＥＲn’を読み出して、これと正規化誤差データＥＲnとを加算して、新たな累積正規化誤差データＥＲn’を生成し、新たな累積正規化誤差データＥＲn’を累積誤差拡散メモリ３０に書き込む。乗算器４１はゲインデータＤＧと累積正規化誤差データＥＲn’を乗算して累積誤差データＥＲを生成する。

第２実施形態においても第１実施形態と同様に図２に示す測定システム１００を用いて補正データＤaを生成するとともにゲインデータＤＧを生成する。図８に、測定システム１００によって実行される補正データ及びゲインデータの生成処理の内容を示す。この生成処理が図３示す第１実施形態の処理と相違するのは、ステップＳ１６aとステップＳ１７との間にステップＳ１６bを設けた点である。ステップＳ１６bでは、目標階調ＫmとゲインGとを対応付けてゲインデータＤＧを生成する。ここで、ゲインＧは、ステップＳ１４で生成される目標輝度Ｌtと測定輝度Ｌmとの比であり以下に示す式（１）で与えら、補正階調Ｋtは以下に示す式（２）で与えられる。
Ｇ＝Ｌt／Ｌm……（１）
Ｋt＝Ｇ・Ｋm……（２）
また、式（２）を変形すると、式（３）が得られる。
Ｇ＝Ｋt／Ｋm……（３）
式（３）から、ゲインＧは補正階調Ｋtと目標階調Ｋm（入力階調）との比であるといえる。

次に、画像処理装置Ｂにおける補正処理について説明する。図９に補正処理の内容を示す。補正処理では、まず、主画素を選択し（ステップＳ２１）、選択した主画素の補正データＤaを補正データテーブル１０から読み出す（ステップＳ２２）。さらに、選択した主画素のゲインデータＤＧをゲインテーブル１１から読み出す（ステップＳ２３）。くわえて、選択した主画素の累積正規化誤差データＥＲn’を累積誤差拡散メモリ３０から読み出す（ステップＳ２４）。乗算器４１を用いて累積正規化誤差データＥＲn’にゲインデータＤＧを乗算して累積誤差データＥＲを生成する（ステップＳ２５）。さらに、加算部２０において、累積誤差データＥＲと補正データＤaとを加算し、１０ビットに丸めて出力画像データＤoutを生成する（ステップＳ２６）。

加算部２０は、この加算処理において発生する誤差を差分データＤＦとして出力し、除算器は差分データＤＦをゲインデータＤＧで除算して正規化差分データＤＦnを生成する（ステップＳ２７）。さらに、制御部３１は、正規化差分データＤＦnに基づいて累積正規化誤差データＥＲn’を生成し、累積誤差拡散メモリ３０に格納する。

以上説明したように、本実施形態においては、出力画像データＤoutの誤差を所定の画素に拡散させる場合に、画素の輝度のばらつきを考慮した正規化処理を施して累積正規化誤差データＥＲn’を生成した。この累積正規化誤差データＥＲ’は、輝度のばらつきに応じて誤差を入力階調に換算したデータとなる。そして、累積正規化誤差データＥＲ’とゲインデータＤＧとを乗算して誤差データＥＲを生成したので、正確な補正を行うことができ、表示品質を大幅に向上させることができる。

＜３．画像処理装置の変形例＞
本発明は上述した第１及び第２実施形態の画像処理装置に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。
（１）上述した第１及び第２実施形態において、補正データテーブル１０には入力画像データＤinの取り得る全ての入力階調に各々対応して補正データＤaを記憶したが、入力画像データＤinの取り得る全ての入力階調の一部について、補正データＤaを対応付けて記憶してもよい。この場合、加算部１０は、入力画像データＤinの入力階調に近い複数の入力階調に対応する補正データＤaを読み出し、読み出した複数の補正データＤaに基づいて入力画像データＤinの入力階調に対応する補正階調を推定し、推定した補正階調を示す推定補正データを用いて加算処理を実行すればよい。例えば、入力画像データＤinの入力階調をＸ、補正データテーブル１０に入力階調Ｘ１に対応して補正階調Ｙ１を示す補正データＤa1と入力階調Ｘ２に対応して補正階調Ｙ２を示す補正データＤa2とが記憶されており、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２としたとき、推定補正データＤaｐの示す推定した補正階調Ｙは以下に示す式（４）で与えられる。
Ｙ＝Y１＋｛（Ｘ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）｝＊（Ｙ２−Ｙ１）……式（４）
すなわち、加算部２０は加重平均によって補正階調を推定する。

なお、第２実施形態で説明したゲインデータＤＧについても、補正データＤaと同様に入力画像データＤinの取り得る全ての入力階調の一部と対応付けてゲインデータＤＧをゲインテーブル１１に記憶してもよい。この場合、加算部１０は、補正データＤaにおける推定と同様にゲインＧを推定する。

また、補正データテーブル１０に記憶する補正データＤaは、所定の入力階調の範囲に対応して１個の補正階調を記憶してもよい。例えば、入力画像データＤinが取り得る入力階調を４分割して各入力階調の範囲に対応して補正階調を１個記憶してもよい。この場合、補正データテーブル１０には各入力階調の範囲を代表して１個の補正階調が各々記憶されているので、加算部２０は補正データテーブル１０から読み出された補正データＤaに基づいて補正を実行する。なお、第２実施形態で説明したゲインデータＤＧについても、補正データＤaと同様に所定の入力階調の範囲に対応して１個のゲインを記憶してもよい。この場合、加算部１０は、補正データＤaにおける推定と同様にゲインを推定する。

この変形例によれば、補正データＤaの数を入力階調の観点から削減したので、補正データテーブル１０の記憶容量を削減することができる。さらに、ゲインデータＤＧの数を入力階調の観点から削減したので、ゲインテーブル１１の記憶容量を削減することができる。

（２）上述した第１及び第２実施形態において、補正データＤaは、全ての画素の各々に対応して記憶したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示装置を構成する複数の画素のうち一部の画素について、補正データテーブル１０に補正データＤaを記憶してもよい。表示装置における画素の輝度のばらつきは、駆動トランジスタやＯＬＥＤ素子を形成する際の条件が位置によって相違することが主な原因である。このため、近接する画素間では、輝度のばらつきが小さい傾向がある。そこで、複数の画素を所定数の画素からなる複数の領域に分割し、補正データテーブル１０に複数の領域ごとに補正データＤaを記憶してもよい。この場合、加算部２０は、処理の対象となる画素が含まれる領域の補正データＤaを補正データテーブル１０から読み出し、読み出した補正データＤaに基づいて補正を施せばよい。なお、第２実施形態で説明したゲインデータＤＧについても、補正データＤaと同様にゲインテーブル１１に複数の領域ごとにゲインデータＤＧを記憶してもよい。
所定の入力階調の範囲に対応して１個のゲインを記憶してもよい。この場合、加算部１０は、この場合、加算部２０は、処理の対象となる画素が含まれる領域のゲインデータＤＦをゲインテーブル１１から読み出し、読み出したゲインデータＤＧに基づいて補正を施せばよい。

この変形例によれば、補正データＤaの数を画素の配置の観点から削減したので、補正データテーブル１０の記憶容量を削減することができる。さらに、ゲインデータＤＧの数を画素の配置の観点から削減したので、ゲインテーブル１１の記憶容量を削減することができる。

＜４．画像表示装置＞
次に、上述したが画像処理回路Ａ（Ｂ）を用いた画像表示装置について説明する。
図１０は画像表示装置３００のブロック図である。この図に示すように画像表示装置３００は、複数の画素回路３２０がマトリクス状に配列された発光領域Ｚを備える。発光領域Ｚには、複数本の走査線３０２が横方向（Ｘ方向）に延設される一方、複数本のデータ線（信号線）３１２が図において縦方向（Ｙ方向）に延設されている。そして、これらの走査線３０２とデータ線３１２との交差の各々に対応するように画素回路３２０がそれぞれ設けられている。

説明の便宜上、この例では、発光領域Ｚの走査線１０２の本数（行数）を「３６０」とし、データ線の本数（列数）を「４８０」として、画素回路２００が、縦３６０行×横４８０列のマトリクス状に配列する構成を想定する。ただし、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。発光領域Ｚには、図示せぬ電源回路から高位側電圧ＶＥＬ及び低位側電圧ＧNＤが供給される。画素回路３２０には、電気光学素子としてのＯＬＥＤ素子が含まれ、このＯＬＥＤ素子への電流を画素回路３２０毎に制御することによって、所定の画像が階調表示される。
Ｙドライバ３３４は、１水平走査期間ごとに１行ずつ走査線３０２を選択するとともに、選択した走査線３０２に対して、Ｈレベルの走査信号を供給する。

一方、Ｘドライバ３３６は、Ｙドライバ３３４によって選択された走査線３０２に対応する１行分の画素回路、すなわち、選択された行に位置する１〜４８０列の画素回路２００の各々に、当該画素回路２００のＯＬＥＤ素子に流すべき電流（すなわち、画素の階調）に応じた電圧のデータ信号を、１〜４８０列目のデータ線３１２を介して、それぞれ供給する。すべての画素回路３２０には、ＯＬＥＤ素子の電源となる高位側電圧ＶＥＬが給電線３１４を介してそれぞれ供給される。また、すべての画素回路３２０は、本実施形態において電圧の基準となる低位側電圧ＧNＤに接地されている。

画素回路３２０はＯＬＥＤ素子とこれに駆動電流を供給する駆動トランジスタを備える。そして、駆動トランジスタの閾値電圧などの特性ばらつきやＯＬＥＤ素子の電流−輝度特性のばらつきなどによって各画素回路の輝度がばらつく。この画像表示装置３００によれば、補正データＤaのビット数が出力画像データＤoutのビット数よりも大きい場合に、誤差を所定の画素に拡散させることができるので、正確に輝度のばらつきを補正することが可能となる。

＜５．電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る画像表示装置３００を適用した電子機器について説明する。図１１に、画像表示装置３００を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての画像表示装置３００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。この画像表示装置３００はＯＬＥＤ素子を用いるので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
図１４に、画像表示装置３００を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての画像表示装置３００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、画像表示装置３００に表示される画面がスクロールされる。
図１５に、画像表示装置３００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての画像表示装置３００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が画像表示装置３００に表示される。
なお、画像表示装置３００が適用される電子機器としては、図１１〜図１３に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した画像表示装置３００が適用可能である。また、直接画像や文字などを表示する電子機器の表示部に限られず、被感光体に光を照射することにより間接的に画像もしくは文字を形成するために用いられる印刷機器の光源として適用してもよい。

本発明の第１実施形態に係る画像処理回路Ａの構成を示すブロック図である。 測定システムの全体構成を示すブロック図である。 補正データ生成処理の処理内容を示すフローチャートである。 誤差分配メモリのメモリ構造を示す説明図である。 ある画素の差分データを近接する画素に分配する際の係数を説明するための説明図である。 明るい画素と暗い画素における表示誤差を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る画像処理回路Ｂのブロック図である。 補正データ生成処理及びゲインデータ生成処理の処理内容を示すフローチャートである。 補正処理の処理内容を示すフローチャートである。 画像表示装置の構成を示すブロック図である。 同装置を用いたパーソナルコンピュータを示す図である。 同装置を用いた携帯電話を示す図である。 同装置を用いた携帯情報端末を示す図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ……画像処理回路、Ｄinr,Ｄing,Ｄinb……Ｒ入力画像データ,Ｇ入力画像データ,Ｂ入力画像データ、Ｄoutr,Ｄoutg,Ｄoutb……Ｒ出力画像データ,Ｇ出力画像データ,Ｂ出力画像データ、ＥＲr’,ＥＲg’,ＥＲb’……Ｒ累積誤差データ,Ｇ累積誤差データ,Ｂ累積誤差データ、ＤＦr’, ＤＦg’, ＤＦb’……Ｒ差分データ,Ｇ差分データ,Ｂ差分データ、２０……加算部、１１……ゲインテーブル、３０……累積誤差拡散メモリ、３１……制御部、４０……除算器、３００……画像表示装置。

Claims (11)

1. 入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを供給する画像処理回路において、
   前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部と、
   前記画素ごとの累積誤差データを記憶する累積誤差データ記憶部と、
   前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データと、前記累積誤差データ記憶部から読み出した前記累積誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成するとともに、演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成する演算部と、
   前記差分データを所定の画素に振り分けて誤差データを生成し、生成した誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積誤差データとを演算して、新たな累積誤差データを生成し、新たな累積誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む制御部と、
   を備えることを特徴とする画像処理回路。
2. 入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを供給する画像処理回路において、
   前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部と、
   前記入力階調と前記補正階調の比をゲインデータとして前記入力階調に対応付けて記憶したゲインデータ記憶部と、
   前記画素ごとの累積正規化誤差データを記憶する累積誤差データ記憶部と、
   前記累積誤差データ記憶部から読み出した前記累積正規化誤差データに前記ゲインデータを乗算して累積誤差データを生成する乗算部と
   前記累積誤差データと前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成するとともに、演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成する演算部と、
   前記差分データを前記ゲインデータで除算して正規化差分データを生成する除算部と、
   前記正規化差分データを所定の画素に振り分けて前記正規化誤差データを生成し、生成した正規化誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積正規化誤差データとを演算して、新たな累積正規化誤差データを生成し、新たな累積正規化誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む制御部と、
   を備えることを特徴とする画像処理回路。
3. 前記補正データ記憶部は、前記入力画像データの取り得る全ての入力階調について、前記補正データを対応付けて記憶したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理回路。
4. 前記補正データ記憶部は、前記入力画像データの取り得る全ての入力階調の一部について、前記補正データを対応付けて記憶していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理回路。
5. 前記加算部は、前記補正データ記憶部から読み出した前記補正データに基づいて、前記入力画像データの示す入力階調に対応する補正階調を推定し、推定した補正階調を示す推定補正データを前記補正データの替わりに用いることを特徴とする請求項４に記載の画像処理回路。
6. 前記補正データ記憶部は、前記複数の画素の各々について前記補正データを記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理回路。
7. 前記複数の画素は所定数の画素からなる複数の領域に分割されており、
   前記補正データ記憶部は、前記複数の領域ごとに前記補正データを記憶し、
   前記加算部は、処理の対象となる画素が含まれる領域の前記補正データを前記補正データ記憶部から読み出す、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理回路。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか1項に記載の画像処理回路と、
   前記出力画像データに基づいた画像を複数の画素に表示する表示部と、
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項８に記載の画像表示装置を備えた電子機器。
10. 入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に供給する出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを生成する画像処理方法であって、
    前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記補正データを読み出し、
    前記画素ごとの累積誤差データを記憶した累積誤差データ記憶部から前記累積誤差データを読み出し、
    読み出した前記補正データと、読み出した前記累積誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成し、
    前記演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成し、
    前記差分データを所定の画素に振り分けて前記誤差データを生成し、
    生成した誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積誤差データとを演算して、新たな累積誤差データを生成し、
    新たな累積誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む、
    ことを特徴とする画像処理方法。
11. 入力階調を示すnビット（ｎは自然数）の入力画像データに基づいて、輝度にばらつきがある複数の画素を備えた表示装置に供給する出力階調を示すmビット（ｍは自然数）の出力画像データを生成する画像処理方法であって、
    前記複数の画素の輝度を補正するための補正階調を示すｋ（n＜ｋ、且つm＜ｋ、ｋは自然数）ビットの補正データを入力階調と対応付けて記憶した補正データ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記補正データを読み出し、
    前記入力階調と前記補正階調の比をゲインデータとして前記入力階調に対応付けて予め記憶したゲインデータ記憶部から、前記入力画像データの入力階調に対応する前記ゲインデータを読み出し、
    前記画素ごとの正規化誤差データを記憶する誤差データ記憶部から前記正規化誤差データを読み出し、
    読み出した前記ゲインデータと読み出した前記正規化誤差データとを乗算して誤差データを生成し、
    読み出した前記補正データと前記誤差データとを加算又は減算して、演算結果をmビットに丸めて前記出力画像データを生成し、
    前記演算結果と前記出力画像データとの差分を示す差分データを生成し、
    前記差分データを前記ゲインデータで除算して正規化差分データを生成し、
    前記正規化差分データを所定の画素に振り分けて前記正規化誤差データを生成し、
    生成した正規化誤差データと前記累積誤差データ記憶部に記憶されている前記累積正規化誤差データとを演算して、新たな累積正規化誤差データを生成し、
    新たな累積正規化誤差データを前記累積誤差データ記憶部に書き込む、
    ことを特徴とする画像処理方法。

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