画像処理装置、表示装置及び画像処理方法
【課題】４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、白色に対応するサブ画素の色及び位置を利用して視感上の画質の向上を図る。
【解決手段】表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色のサブ画素によって画像を表示する。サブ画素Ｇは、サブ画素Ｗからみて対角線方向に位置する。また、サブ画素Ｒは、サブ画素ＷとＸ方向（図中の横方向）に対して隣り合い、サブ画素Ｂは、サブ画素ＷとＹ方向（図中の縦方向）に対して隣り合う。この構成において、Ｒの画像信号は、Ｙ方向の高周波成分が制限され、Ｂの画像信号は、Ｘ方向の高周波成分が制限される。また、Ｇの画像信号とＷの画像信号は、それぞれのサブ画素を同色のサブ画素であるとみなし、それぞれに対して同じような帯域制限を行う。加えて、表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、通過させる高周波成分の振幅を各色の高周波成分とＷの高周波成分の比率に応じたパラメーターによって調整する。
【解決手段】表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色のサブ画素によって画像を表示する。サブ画素Ｇは、サブ画素Ｗからみて対角線方向に位置する。また、サブ画素Ｒは、サブ画素ＷとＸ方向（図中の横方向）に対して隣り合い、サブ画素Ｂは、サブ画素ＷとＹ方向（図中の縦方向）に対して隣り合う。この構成において、Ｒの画像信号は、Ｙ方向の高周波成分が制限され、Ｂの画像信号は、Ｘ方向の高周波成分が制限される。また、Ｇの画像信号とＷの画像信号は、それぞれのサブ画素を同色のサブ画素であるとみなし、それぞれに対して同じような帯域制限を行う。加えて、表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、通過させる高周波成分の振幅を各色の高周波成分とＷの高周波成分の比率に応じたパラメーターによって調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４色のサブ画素によって色表示を行う場合の画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
３原色を用いた表示装置における画素の配置には、ストライプ配列やデルタ配列がある（例えば、特許文献１参照）。このような表示装置においては、３個のサブ画素によって１画素が構成される。また、ベイヤー（Bayer）配列は、色数は３色であるが、４個のサブ画素によって１画素を構成するものであり、Ｇ（緑）のサブ画素を２個、Ｒ（赤）、Ｂ（青）のサブ画素をそれぞれ１個用い、これらのサブ画素を縦方向及び横方向に２個ずつ配置したものである。
【０００３】
画素がベイヤー配列によって構成された表示装置においては、一般に、入力された画像データの画素数の１／４の画素数の画像データによって色表示が行われる。この場合、入力された画像データの解像度よりも実際に用いられる画像データの解像度の方が低くなるため、画像信号の周波数帯域を制限するフィルター処理を実行し、折り返し雑音に起因するモアレを抑制することが行われる。例えば、ＲやＢの画像信号の場合、高周波成分に起因するモアレを防ぐためには、縦方向及び横方向のいずれの周波数帯域も半分（すなわち１／２）に制限する必要がある。なお、Ｇの画像信号は、サブ画素の数がＲやＢのサブ画素に比べて２倍であるため、帯域の制限幅はこれらよりも少なくて済む。
【０００４】
一方、色再現性や明るさの向上を目的に、４原色（ないしそれ以上の原色）を用いて色表示を行う場合がある。例えば、特許文献２には、ベイヤー配列におけるＧのサブ画素の一方をＷ（白）やＣ（シアン）に置き換え、４色のサブ画素によって色表示を行う画像表示装置が開示されている。また、特許文献３には、４原色以上のカラー画像表示手段を有する場合において各色のカラー画像信号を算出するための技術が開示されている。なお、ここでいう「原色」は、（加法）混色の元となる色のことであり、光の３原色に限定されるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−００６７０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７５４１号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、それぞれの色毎に独立に画像信号の帯域を制限すると、いずれのサブ画素の画像信号も縦方向及び横方向双方の周波数帯域が半分に制限される。しかし、このような帯域制限を行うと、元の画像から失われてしまう情報が多くなってしまう。
そこで、本発明は、４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、白色に対応するサブ画素の色及び位置を利用して視感上の画質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る画像処理装置は、第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部とを備える。
この画像処理装置によれば、高周波帯域の振幅がパラメーターによって調整されることにより、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【０００８】
好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色に対応する第１サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第１サブ画素に対して対角線方向に位置する第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第１フィルター処理部と、前記第２サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第２フィルター処理部と、前記第１サブ画素と前記第１方向に隣り合う第３サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第２方向の周波数帯域を当該第３サブ画素の当該第２方向の間隔に応じた態様で制限する第３フィルター処理部と、前記第１サブ画素と前記第２方向に隣り合う第４サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向の周波数帯域を当該第４サブ画素の当該第１方向の間隔に応じた態様で制限する第４フィルター処理部とを有する。
この態様によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域を制限することが可能である。
【０００９】
別の好ましい態様において、前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部の少なくとも一方は、入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第１フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する。
この態様によれば、第１サブ画素の表示に起因するモアレや偽色を抑制することが可能である。
【００１０】
さらに別の好ましい態様において、前記画像処理装置は、位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素の輝度に応じて定まる。
この態様によれば、モアレや偽色の抑制をサブ画素の特性に応じて行うことが可能である。
【００１１】
さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、前記第１方向に４Ｍ個、前記第２方向に４Ｎ個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第１方向にＭ個、前記第２方向にＮ個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、前記パラメーター算出部は、前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する。
この態様によれば、不要なパラメーターの算出を省略することが可能である。
【００１２】
さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する。この態様によれば、複数のフィルターを用いる場合に比べ、フィルターの記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。
あるいは、前記フィルター処理部は、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行するようにしてもよい。この態様によれば、特定のフィルターを用いる場合に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。
【００１３】
さらに別の好ましい態様において、前記第２フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。
この態様によれば、（人間の目の分光感度が高い）緑色の画像の解像度を赤色や青色よりも高めることが可能である。
【００１４】
本発明の他の態様に係る表示装置は、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置とを備える。
この表示装置によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【００１５】
本発明の他の態様に係る画像処理方法は、第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。
この画像処理方法によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】表示システム１０の構成を示すブロック図。
【図２】液晶パネルの画素の配置を示す図。
【図３】画像処理部の構成を示すブロック図。
【図４】各色のフィルターの特性を示す図。
【図５】比較例として示すフィルターの特性を示す図。
【図６】比較例として示すフィルターの特性を示す図。
【図７】ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図。
【図８】第１実施形態において生じるモアレを説明するための図。
【図９】各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示す図。
【図１０】モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図。
【図１１】Ｒ及びＢのフィルターとその周波数特性とを説明するための図。
【図１２】Ｒ及びＢのフィルターの他の例を示す図。
【図１３】サブ画素の配置の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である表示システム１０の構成を示すブロック図である。同図に示す表示システム１０は、画像処理装置１００と、プロジェクター２００と、スクリーン３００とを備え、外部装置から供給された画像データに応じた画像をスクリーン３００に投写するものである。外部装置は、例えばパーソナルコンピューターであるが、デジタルスチルカメラなどであってもよい。なお、外部装置が供給する画像データは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色成分の画像信号によって各画素が表現されたデータである。
【００１８】
プロジェクター２００は、単板型のプロジェクターであって、光源２１０と、１つの液晶パネル２２０と、投写レンズ２３０とを備える。液晶パネル２２０は、入射する光を変調する光変調器として機能し、画像処理装置１００から供給される画像データに応じた態様で光の透過状態を変化させることによって、光源２１０から照射された光の透過の度合いを制御する。投写レンズ２３０は、液晶パネル２２０を透過した光をスクリーン３００に投写する。
【００１９】
液晶パネル２２０は、４個のサブ画素によって１画素を構成し、カラーフィルターなどによって各サブ画素の光の透過状態が異なる平板状の表示パネルである。それぞれのサブ画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色の表示に対応する。液晶パネル２２０の画素の配置は、ベイヤー配列における２個のＧのサブ画素のうちの１個をＷのサブ画素に置き換えたものである。なお、ここでいう白（白色）とは、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべての色成分を適当な割合で含むものであれば、多少黄色がかっていたりグレーがかっていたりしてもよい。ただし、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブ画素の輝度をそれぞれＹR、ＹG、ＹB、ＹWとした場合に、これらがＹW＝ＹR＋ＹG＋ＹBという関係を満たすのが理想的であるため、本実施形態においてはこのような関係が満たされているものとする。
【００２０】
図２は、液晶パネル２２０の画素の配置を示す図である。液晶パネル２２０は、図中のＸ方向と、これに直交するＹ方向とにサブ画素が並んで配置されており、Ｘ方向に隣り合う２個のサブ画素と、この２個のサブ画素とＹ方向に隣り合う２個のサブ画素とによって１画素が構成されるものである。液晶パネル２２０は、Ｘ方向に沿った奇数行にはＧとＢに対応するサブ画素が順番に並んでおり、Ｘ方向に沿った偶数行にはＲとＷに対応するサブ画素が順番に並んでいる。また、液晶パネル２２０は、Ｙ方向に沿った奇数列にはＧとＲに対応するサブ画素が順番に並んでおり、Ｙ方向に沿った偶数列にはＢとＷに対応するサブ画素が順番に並んでいる。なお、ここにおいて、Ｘ方向が本発明における第１方向に相当し、Ｙ方向が本発明における第２方向に相当する。
【００２１】
ここでは、各サブ画素は同サイズの正方形であり、それぞれの間隔がＸ方向及びＹ方向のいずれにも等しいとする。このようにすると、１画素を構成する４個のサブ画素は、正方形状に配置されていることになる。液晶パネル２２０は、このような正方形状の画素がＸ方向及びＹ方向にマトリクス状に配置されて構成される。ここにおいて、Ｇのサブ画素は、Ｗのサブ画素からみて対角線方向に位置し、Ｂのサブ画素とＸ方向に隣り合うとともに、Ｒのサブ画素とＹ方向に隣り合う。また、Ｒのサブ画素は、Ｗのサブ画素とＸ方向に隣り合うとともに、Ｇのサブ画素とＹ方向に隣り合う。また、Ｂのサブ画素は、Ｗのサブ画素とＹ方向に隣り合うとともに、Ｇのサブ画素とＸ方向に隣り合う。
【００２２】
Ｗのサブ画素は、白色に対応するサブ画素であり、白色に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、青色に対応するサブ画素であり、それぞれの色の表示に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。液晶パネル２２０のこれらのサブ画素は、図示せぬ駆動回路によって駆動されて光の透過状態を変化させる。
【００２３】
以下においては、白色に対応するサブ画素のことを「サブ画素Ｗ」、サブ画素Ｗを表示させる画像信号のことを「Ｗ信号」、というように、対応する色を付記することによって各色に対応するサブ画素及び画像信号を区別するものとする。ここにおいて、サブ画素Ｗは、第１サブ画素に相当し、サブ画素Ｇは、第２サブ画素に相当する。また、サブ画素Ｒは、第３サブ画素に相当し、サブ画素Ｂは、第４サブ画素に相当する。
【００２４】
画像処理装置１００は、外部装置から画像データを取得し、これをプロジェクター２００での表示に適した画像データに変換して供給する。すなわち、画像処理装置１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号を含んだ画像データからＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号を含んだ画像データを生成し、これをプロジェクター２００に供給する。
【００２５】
画像処理装置１００は、より詳細には、入力部１１０と、画像処理部１２０と、出力部１３０とを備える。入力部１１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号を含む画像データを外部装置から取得し、画像処理部１２０に入力する。画像処理部１２０は、画像信号に対して後述する画像処理を実行することによってＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号を生成し、これを画像データとして出力部１３０に供給する。出力部１３０は、画像処理部１２０によって生成された画像データをプロジェクター２００に供給する。
【００２６】
図３は、画像処理部１２０の構成を示すブロック図である。画像処理部１２０は、同図に示すように、色変換処理部１２１と、高周波成分抽出部１２２と、パラメーター算出部１２３と、フィルター処理部１２４と、間引き処理部１２５とを備える。また、フィルター処理部１２４は、より詳細には、フィルター処理部１２４Ｒ、フィルター処理部１２４Ｇ、フィルター処理部１２４Ｂ及びフィルター処理部１２４Ｗを含んで構成される。
【００２７】
色変換処理部１２１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号をＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号に変換する。色変換処理部１２１は、周知の方法（例えば、特許文献３に開示された方法）で画像信号を変換することが可能である。画像信号は、例えば、輝度（すなわち明るさ）を２５６階調で表現する８ビットのデータであるが、階調数がこれに限定されるわけではない。
【００２８】
高周波成分抽出部１２２は、色変換処理部１２１により生成されたＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号のそれぞれから、高周波成分を抽出する。ここにおいて、高周波成分とは、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の成分のことをいう。以下においては、高周波成分抽出部１２２により抽出された白色の高周波成分のことをＨwと表記し、他の３色についても同様に、それぞれＨr、Ｈg、Ｈbと表記する。なお、高周波成分抽出部１２２は、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて高周波成分を抽出してもよいし、その一方の方向のみについて高周波成分を抽出してもよい。
【００２９】
また、以下においては、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の帯域のことを「高周波帯域」といい、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも低周波側の帯域のことを「低周波帯域」という。すなわち、上述した高周波成分とは、ここでいう高周波帯域の成分のことである。なお、ここでいう周波数とは、画像の空間周波数のことである。
【００３０】
パラメーター算出部１２３は、フィルター処理部１２４において用いられるパラメーター（以下「ゲイン調整パラメーター」という。）をサブ画素毎に算出する。パラメーター算出部１２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色成分について、以下の式で表されるゲイン調整パラメーターＧr、Ｇg、Ｇbをそれぞれ算出する。すなわち、ゲイン調整パラメーターＧr、Ｇg、Ｇbは、それぞれ、各色の高周波成分とＷの高周波成分の比率に応じて定まる。
【００３１】
Ｇr＝｜Ｈw｜／｜Ｈr｜
Ｇg＝｜Ｈw｜／｜Ｈg｜
Ｇb＝｜Ｈw｜／｜Ｈb｜
【００３２】
フィルター処理部１２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部１２４は、より詳細には、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗを含む。フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗは、それぞれ、符号に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。例えば、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｒ信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部１２４Ｗは、第１フィルター処理部に相当し、フィルター処理部１２４Ｇは、第２フィルター処理部に相当する。また、フィルター処理部１２４Ｒは、第３フィルター処理部に相当し、フィルター処理部１２４Ｂは、第４フィルター処理部に相当する。
【００３３】
フィルター処理部１２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色の色表示に対応するサブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、高周波帯域の振幅をパラメーター算出部１２３により算出されたゲイン調整パラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。つまり、フィルター処理部１２４Ｗは、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂと異なり、ゲイン調整パラメーターによるゲインの調整（すなわち振幅の調整）を実行しない。
【００３４】
フィルター処理部１２４は、輝度リニアな信号（信号の値の変化に対して実際の輝度の変化が線形な信号）に対してフィルター処理を実行する。入力される画像信号が輝度リニアでない場合、フィルター処理部１２４は、画像信号が輝度リニアになるようにこれを変換してからフィルター処理を実行し、フィルター処理の実行後に逆変換を行ってガンマ値を元に戻す。例えば、画像信号の色空間がｓＲＧＢで定義されている場合、そのガンマ値は「２．２」であるため、画像信号が輝度リニアではない。この場合、フィルター処理部１２４は、画像信号のガンマ値が「２．２」から「１．０」になるようにガンマ変換を実行し、その後、フィルター処理を実行した画像信号に対して、ガンマ値が「１．０」から「２．２」になるようにガンマ変換を再度実行する。
【００３５】
フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂによるフィルター処理の方法としては、以下の２つの方法を挙げることができる。なお、第１の方法は、第２の方法に比べ、フィルター（すなわちフィルター係数の集合）の記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。一方、第２の方法は、第１の方法に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。
【００３６】
第１の方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力をゲイン調整パラメーターを用いて調整することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合のフィルターは、ゲインの調整を行わない場合（例えば、無彩色であるグレーを表示する場合）を基準として設計される。この場合、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、かかるフィルターによって得られる基準の出力を、必要に応じて、ゲイン調整パラメーターによって減衰させる。
【００３７】
一方、第２の方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、複数のゲイン調整パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、パラメーター算出部１２３により算出されたゲイン調整パラメーターに応じたものを選択することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合、フィルターを記憶するメモリーには、上述した第１の方法に対応するフィルターを含む複数のフィルターが記憶され、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、各サブ画素の画像信号について算出されたゲイン調整パラメーターに応じたフィルター係数を画素毎に読み出す。
【００３８】
間引き処理部１２５は、フィルター処理部１２４によって帯域制限された各色の画像信号の画素数を減じる間引き処理を実行する。間引き処理部１２５は、各色の画像信号の画素数を、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれについて１／４に減じる。すなわち、間引き処理部１２５は、１面が４Ｍ×４Ｎ画素の画像データをＭ×Ｎ画素の画像データに変換する。ただし、間引き処理部１２５による変換後の画像データは、１画素が４個のサブ画素によって構成されるデータである。つまり、変換前の画像データの画素数と変換後の画像データのサブ画素の総数とを比較すると、前者は後者の４倍（Ｘ方向に２倍、Ｙ方向に２倍）である。
【００３９】
表示システム１０の構成は、以上のとおりである。表示システム１０は、この構成のもと、画像処理装置１００によって３色（ＲＧＢ）の４Ｍ×４Ｎ画素の画像データを４色（ＲＧＢＷ）のＭ×Ｎ画素の画像データに変換し、プロジェクター２００によって画像データに応じた画像をスクリーン３００に表示する。このとき、フィルター処理部１２４は、プロジェクター２００における液晶パネル２２０の構成に基づいてフィルター処理を実行する。
【００４０】
フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗにより実行されるフィルター処理は、サブ画素の配置に応じて決められている。具体的には、各色のフィルター処理は、当該色のサブ画素のＸ方向及びＹ方向の間隔に応じた態様で、それぞれの方向の周波数帯域を制限し、制限されるべき帯域においてゲインを０にするものである。本実施形態のフィルター処理は、特に、サブ画素Ｗによる表示（すなわち白色表示）がＲＧＢ各色の色成分を含んでいることを利用している点に第１の特徴を有する。また、本実施形態のフィルター処理は、第１の特徴によって生じる新たな課題（詳細は後述）をゲイン調整パラメーターによって解決する点に第２の特徴を有する。なお、以下の説明は、フィルター処理部１２４が上述した第１の方法によってフィルター処理を実行する場合のものである。
【００４１】
図４は、本実施形態の各色のフィルターの特性を示す図である。また、図５及び図６は、本実施形態の比較例として示すフィルターの特性であり、図５がベイヤー配列（本実施形態のサブ画素Ｗをサブ画素Ｇに置き換えたもの）において想定される一般的なフィルターの特性を示し、図６が本実施形態と同様の配置のサブ画素を用いた場合の他のフィルターの特性を示すものである。なお、同図において、横軸（ｆx）は、Ｘ方向の周波数を表し、縦軸（ｆy）は、Ｙ方向の周波数を表している。また、同図において、実線で示される正方形は、入力される画像信号の周波数帯域を表し、ハッチングで示された部分は、フィルターが通過させる帯域を表している。
【００４２】
図５に示すように、ベイヤー配列においては、サブ画素Ｒとサブ画素ＢについてはＸ方向とＹ方向の双方の帯域が低域側の半分（すなわち低周波領域）に制限されるのが一般的である。なぜならば、サブ画素Ｒとサブ画素Ｂは、いずれも、Ｘ方向とＹ方向のいずれにも１個おきに配置されており、入力された画像信号の半分の解像度でしか画像を表現できないからである。一方、サブ画素Ｇに対するフィルターは、サブ画素Ｇが１画素内に２個あるため、制限する帯域をサブ画素Ｒ又はサブ画素Ｂの半分にすることができる。具体的には、Ｇ信号に対して適用されるフィルターは、Ｘ方向とＹ方向の双方の周波数が高くなる領域をカットするように構成される。
【００４３】
図７は、ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図である。同図に示すように、サブ画素Ｇにより構成される格子は、サブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）により構成される格子よりも１辺が短い正方形となり、かつ、サブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）により構成される格子に対して４５°傾いた形状となる。また、各格子の辺の長さを、サブ画素Ｇの場合とサブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）の場合とで比較すると、前者は後者の√２／２（２の平方根を２で除した数）倍である。したがって、ベイヤー配列においては、Ｇ信号ではより高解像度の表示が可能であり、Ｇ信号の通過帯域をＲ信号又はＢ信号の通過帯域よりも広くすることが可能である。
【００４４】
一方、本実施形態においては、図４に示すように、Ｇ信号及びＷ信号に対して適用されるフィルターを図７のベイヤー配列におけるＧ信号に対して適用されるフィルターと同一のものとしている。このような帯域制限を行う理由は、サブ画素Ｗによる表示がＧ成分を含んでいるためである。本実施形態においては、サブ画素Ｗをサブ画素Ｇとみなして、Ｇ信号及びＷ信号に対して適用されるフィルターが決められている。
【００４５】
同様に、サブ画素Ｗによる表示は、Ｒ成分やＢ成分をも含んでいる。本実施形態においては、Ｒ信号及びＢ信号に対して適用されるフィルターの特性についても、このことを利用して決められている。具体的には、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合、サブ画素ＲはＸ方向には隙間なく（他のサブ画素を挟むことなく）配置されることになり、入力された画像信号と同様の解像度で再現可能であるため、当該方向の帯域制限を行わないようにフィルターが構成されている。一方、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合であっても、サブ画素ＲはＹ方向には１画素おきに配置されるため、当該方向の帯域は図５の場合と同様に制限される。つまり、Ｒ信号に対して適用されるフィルターは、Ｙ方向については、低周波領域を通過させ、高周波領域を通過させないように構成される。
【００４６】
なお、サブ画素Ｗをサブ画素Ｂとみなした場合のサブ画素Ｂの配置は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合のサブ画素Ｒの配置を９０°回転させたものと同様になる。そのため、本実施形態においてＢ信号に対して適用されるフィルターは、Ｒ信号に対して適用されるフィルターの特性のＸ方向とＹ方向を入れ替えた特性となっている。
【００４７】
このように、本実施形態の各色のフィルターは、Ｒ信号についてはＹ方向の帯域のみをサブ画素Ｒの間隔に応じた態様で制限し、Ｂ信号についてはＸ方向の帯域のみをサブ画素Ｂの間隔に応じた態様で制限する。また、Ｇ信号及びＷ信号に対するフィルターは、サブ画素Ｇ及びサブ画素Ｗの双方を同一視して組み合わせた場合のサブ画素の配置に応じた態様で各信号の帯域を制限する。つまり、本実施形態においては、サブ画素Ｗがサブ画素Ｒ、サブ画素Ｇ及びサブ画素Ｂのいずれとも光学的性質を共通にする要素が含まれることを利用し、各色の画像信号の周波数帯域を図５や図６の比較例の場合よりも広く確保できるようにしているのである。
【００４８】
本実施形態のフィルターを図６のフィルターと比較すると、帯域の制限幅に相違がある。具体的には、Ｒ信号とＢ信号は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒ又はサブ画素Ｂとみなすことによって、Ｘ方向又はＹ方向のいずれかの制限が不要になるため、通過する帯域幅が２倍になる。また、Ｇ信号とＷ信号は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｇとみなすことによって、それぞれを別のサブ画素として扱わなくてもよくなるため、図５のベイヤー配列の場合と同様の帯域制限にすることができる。
【００４９】
したがって、本実施形態の表示システム１０によれば、各色の画像信号に対して独立に（すなわち、他色のサブ画素の位置を考慮せずに）帯域制限を施す場合に比べ、帯域の制限幅を少なくすることが可能であるとともに、サブ画素Ｗに代えてサブ画素Ｇを用いる場合に比べ、投写される画像の輝度を向上させることが可能である。よって、表示システム１０によれば、図５及び図６のいずれの比較例の場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。
【００５０】
一方、本実施形態のような帯域制限を施すことによって、新たな課題が生じる。その課題とは、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの各色の明るさの差に起因するモアレの発生である。本実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。
【００５１】
本実施形態のフィルターは、特定の色を基準として設計されるものである。本実施形態のフィルターは、無彩色であるグレーにおいてモアレが生じないように設計された場合、他の色（この場合、有彩色）においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれかの色においてモアレが生じる。より具体的には、本実施形態の構成においてモアレが生じるのは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色の色信号の色成分とＷ信号の当該いずれかの色の色成分（すなわち、白色光をＲ、Ｇ、Ｂの３色に分光した場合の色成分）とが等しくならず、その明るさに差が生じる場合である。
【００５２】
図８は、本実施形態において生じるモアレを説明するための図であり、ここではＲ成分に着目した場合を示している。同図において、破線の直線は、Ｒ、Ｗそれぞれのサブ画素の位置を表しており、実線で示した正弦波は、ある高周波成分の画像信号を表している。また、正弦波上のプロット（点）は、それぞれのサブ画素によって表示される明るさを表している。
【００５３】
図８（ａ）に示す例は、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗが同じ明るさとなる場合を示している。この場合、サブ画素Ｒによる表示のみに着目すると、その明るさは、一点鎖線で示すように山なりに変化するため、モアレが生じる。しかし、この場合にサブ画素Ｗによる表示のみに着目すると、その明るさは、サブ画素Ｒによって生じるモアレとは反対のモアレ（すなわち位相がずれたモアレ）が生じるように変化する。したがって、これらのサブ画素が同時に観察されると、互いのモアレが打ち消しあうため、結果的にモアレが見えなくなる。
【００５４】
これに対し、図８（ｂ）に示す例は、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗが同じ明るさとならず、サブ画素Ｗがサブ画素Ｒよりも明るくなる場合を示している。この場合においても、サブ画素Ｒによるモアレはサブ画素Ｗによるモアレを低減させる（すなわち目立たなくする）ようには作用するが、モアレを完全に打ち消すことはできないため、結果的にモアレが生じる。このようにして生じるモアレは、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗの明るさの差（高周波成分の差）が大きくなるほど、より人間の目に知覚されやすくなる。
【００５５】
本実施形態のゲイン調整パラメーターは、このようにして生じるモアレを低減させるように作用する。すなわち、フィルター処理部１２４は、Ｗ信号の高周波成分と他の色信号の高周波成分の差に応じたゲイン調整パラメーターによって他の色信号の高周波成分の振幅を調整することで、高周波成分において他色のサブ画素との間で生じる明るさの違いを低減させることを可能にしている。
【００５６】
図９は、各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示した図である。同図に示すように、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｘ方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させる。例えば、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｇr＝１であれば、高周波成分の振幅を変化させずにそのまま出力する一方、Ｇr＝０であれば、高周波成分の振幅を０にする。つまり、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｇr＝０の場合には、Ｘ方向の低周波成分を通過させて高周波成分をカットするローパスフィルターとして機能する。また、フィルター処理部１２４Ｒは、０＜Ｇr＜１の場合には、高周波成分の振幅をゲイン調整パラメーターＧrの大きさに応じて減衰させる。なお、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｙ方向については、周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させない。なぜならば、Ｒ信号は、Ｙ方向の高周波成分がカットされているからである。
【００５７】
一方、フィルター処理部１２４Ｂは、Ｙ方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧbによって変化させ、Ｘ方向の周波数成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させない。また、フィルター処理部１２４Ｇは、Ｘ方向、Ｙ方向双方の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧbによって変化させる。
【００５８】
以上のように、本実施形態の表示システム１０によれば、４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、帯域の制限幅を狭くすることが可能であるとともに、特定の色においてモアレの発生を防ぐだけでなく、当該特定の色以外の他の色においても、モアレを抑制することが可能である。それゆえ、表示システム１０によれば、ゲイン調整パラメーターを用いて高周波成分のゲインを調整しない場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。
【００５９】
［第２実施形態］
本実施形態は、画像信号に対するフィルター処理が異なる点を除き、上述した第１実施形態と共通の構成を有するものである。そこで、本実施形態においては、第１実施形態と共通する構成要素については第１実施形態で用いた符号を用いることとし、重複する説明を適宜省略するものとする。
【００６０】
本実施形態は、第１実施形態の構成において発生する可能性があるモアレや偽色を抑制することによって、いわゆる解像感を向上させ、視感上の画質をさらに向上させるものである。第１実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。なお、本実施形態において着目するモアレは、図８を例示して示したモアレ理由とは別の理由によって生じるものである。
【００６１】
フィルター処理後のＲ信号又はＢ信号は、Ｗ信号において制限されていない周波数帯域の情報が失われていたり、あるいはＷ信号において制限されている周波数帯域の情報が含まれていたり、というように、情報として含まれている周波数帯域がＷ信号と相違している。Ｗ信号に含まれ、Ｒ信号又はＢ信号に含まれない周波数帯域の情報は、ある観点からみれば余分な情報ともいえる。かかる情報は、その周波数帯域がナイキスト周波数（サンプリング周波数の１／２）を超えているため、折り返し雑音となってモアレを生じさせる。ここにおいて、サンプリング周波数は、入力された画像信号の１画素のサイズを基準にして定められる。なお、フィルター処理後のＧ信号は、情報として含まれている周波数帯域がＷ信号と同様であるため、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレが生じることはない。
【００６２】
また、第１実施形態の構成において、このようなモアレは、Ｒ又はＢの色成分のみに発生する。すなわち、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレは、色付きのモアレである。それゆえ、第１実施形態の構成において、特に高周波成分を含む画像を表示させようとした場合には、いわゆるエッジ（輪郭）部分などにおいて、画像に本来ある色とは異なる色、すなわち偽色が発生する。
【００６３】
図１０は、モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図である。なお、同図においては、Ｗ信号において制限されずにＲ信号又はＢ信号において制限されている帯域をハッチングで示し、フィルターによる通過帯域（図４参照）は破線で示している。
【００６４】
図１０に示すように、Ｒのフィルターの特性とＷのフィルターの特性とを比較すると、Ｙ方向の高周波帯域に、Ｗ信号においては通過し、Ｒ信号においては通過しない帯域が存在する。一方、Ｂのフィルターの特性とＷのフィルターの特性とを比較すると、Ｘ方向の高周波帯域に、Ｗ信号においては通過し、Ｂ信号においては通過しない帯域が存在する。
【００６５】
そこで、本実施形態においては、Ｒ及びＢの少なくとも一方（望ましくは双方）のフィルターにおいて、かかる帯域の影響を相殺するように周波数応答が調整される。具体的には、フィルター処理部１２４Ｒ及び１２４Ｂは、自らが通過させる帯域以外の帯域であって、かつフィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域の位相が反転するようにフィルター処理を実行することにより、Ｗ信号による影響を打ち消す。なお、ここでいう「相殺」とは、互いが完全に打ち消し合うことのみを指すものではなく、一方によって他方の影響が低減されることをいうものである。
【００６６】
図１１は、本実施形態のＲ及びＢのフィルターとその周波数特性とを説明するための図である。本実施形態のＲ及びＢのフィルターは、図中の帯域Ｂ1に対する処理は第１実施形態と同様であり、帯域Ｂ2に対する処理が第１実施形態と異なる。本実施形態のＲのフィルターは、Ｙ方向の高周波帯域（Ｂ2）の位相を反転させて通過させる点が第１実施形態と異なる。同様に、本実施形態のＢのフィルターは、Ｘ方向の高周波帯域（Ｂ2）の位相を反転させて通過させる点が第１実施形態のそれと異なる。ここにおいて、周波数応答が負であるということは、画像信号は帯域Ｂ2の成分の位相が反転されて出力されるということを意味する。
【００６７】
また、本実施形態のフィルターは、このように位相を反転させて通過させる帯域に対しても、ゲイン調整パラメーターによる調整を実行する。具体的には、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｘ方向だけでなくＹ方向の高周波帯域である帯域Ｂ2についてもゲインの調整を実行し、フィルター処理部１２４Ｂは、Ｙ方向だけでなくＸ方向の高周波帯域である帯域Ｂ2についてもゲインの調整を実行する。なお、ゲイン調整パラメーターが０である場合の挙動は、本実施形態と第１実施形態とで共通のものになる。
【００６８】
本実施形態のフィルター処理によれば、有彩色のモアレや偽色を抑制することが可能である。また、モアレや偽色を抑制する効果は、有彩色の画像よりも無彩色の画像においてより顕著となる（人間の視覚的にも、無彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色の方が、有彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色よりも知覚しやすいといえる。）。
【００６９】
なお、位相を反転させる帯域は、フィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域を含んでいればよいため、必ずしも図１１に示した帯域に限定されるわけではない。
図１２は、本実施形態のＲ及びＢのフィルターの他の例を示す図である。同図に示すフィルターは、図１１に示すフィルターよりも帯域Ｂ2が少なくなっているが、当該帯域はフィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域を含んでいるため、モアレや偽色を抑制する作用を奏する。
【００７０】
［変形例］
本発明は、上述した実施形態に限らず、以下に例示するさまざまな形態でも実施可能である。なお、以下に示す変形例は、必要に応じて、各々を適宜組み合わせてもよいものである。
【００７１】
（１）本発明の画素の配置は、上述した実施形態のように正方形状でなくてもよい。例えば、サブ画素が長方形である場合には、画素全体の配置も長方形状になる。また、第１方向と第２方向は、必ずしも直交する関係になくてもよく、交差する関係にあれば十分である。すなわち、本発明の画素は、２行２列の４個のサブ画素が四辺形状に並んだ形状で構成されるものであれば、その具体的な形状は問わないものである。
【００７２】
また、画素内のサブ画素の位置関係も、上述した実施形態のものに限定されない。本発明の画素は、サブ画素Ｗと同様の帯域制限を施すサブ画素（実施形態ではサブ画素Ｗ）がサブ画素Ｗからみて四辺形の対角線方向に位置していれば、隣り合うサブ画素が実施形態と異なっていてもよい。
【００７３】
図１３は、サブ画素の配置の他の例を示す図である。図１３（ａ）に示す配置は、上述した実施形態（図２参照）の配置からサブ画素Ｒとサブ画素Ｂの位置を入れ替えたものである。この場合、Ｒ信号に対するフィルター処理は、実施形態においてＢ信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとし、Ｂ信号に対するフィルター処理は、実施形態においてＲ信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとすればよい。また、図１３（ｂ）に示す配置は、上述した実施形態の配置からサブ画素Ｇとサブ画素Ｗの位置を入れ替えたものである。この場合、各色の画像信号に対するフィルター処理は、実施形態のものと同様である。加えて、サブ画素の配置は、図１３（ｃ）や図１３（ｄ）に示す例のように、各々の配置を点対称又は線対称に回転させた配置であってもよい。
【００７４】
さらに、各色のサブ画素の位置関係は、サブ画素Ｗとサブ画素Ｇとが対角線方向に対向する配置でなくてもよい場合がある。例えば、表示装置が赤味の強い画像や赤色を多く含む画像を表示する場合や、赤色を他色よりも見やすく表示させたい場合などにおいては、サブ画素Ｗと対角線方向に対向するサブ画素をサブ画素Ｒとしてもよい。すなわち、サブ画素の配置は、表示装置が表示する画像や表示装置に要求される画質を考慮して決められてもよい。
【００７５】
（２）上述した実施形態は、ＹW＝ＹR＋ＹG＋ＹBという関係を満たす場合の例である。しかし、実際の液晶パネルは、このような関係を必ずしも満たさず、ＹWがＹR、ＹG、ＹBの総和と等しくならない場合もある。このような場合において、Ｒ信号又はＢ信号に対するフィルター処理によって位相を反転させるときには、その周波数応答をサブ画素の実際の輝度に応じて定め、各色のサブ画素の輝度とのバランスを取るようにすることも可能である。すなわち、フィルター処理部１２４によるフィルター処理は、実際に使用する液晶パネル２２０の特性に基づいて決められてもよい。それゆえ、フィルター処理部１２４は、ユーザーが液晶パネル２２０の特性を考慮してフィルターの特性を調整できるように構成されてもよい。
【００７６】
（３）上述した実施形態において、フィルター処理部１２４が出力する画像信号は、間引き処理部１２５によって間引かれる。しかし、本発明に係るフィルター処理部は、上述した実施形態のフィルター処理部１２４及び間引き処理部１２５の機能を兼備するように構成され、４Ｍ×４Ｎ画素分の画像信号を参照してＭ×Ｎ画素分の画像信号を出力するように構成されてもよい。この場合、パラメーター算出部１２３により算出されるゲイン調整パラメーターも、Ｍ×Ｎ画素分であれば十分である。したがって、この場合のパラメーター算出部１２３は、入力された画像信号の画素毎に４Ｍ×４Ｎ画素分のゲイン調整パラメーターを算出せずに、フィルター処理部が出力する画像信号のサブ画素に対応する個数のゲイン調整パラメーターだけを算出してもよい。
【００７７】
（４）本発明は、上述した実施形態のように、光変調器が透過型の画素で構成されていることを必要とするものではなく、上述した実施形態と同様の画素配列を有するものであれば、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイやプラズマディスプレイなどのような自発光型の画素を有する表示パネルに対しても適用可能である。したがって、本発明に係る表示装置は、プロジェクターに限定されることもない。また、光変調器が液晶パネルである場合においても、これが透過型に限定されることはなく、反射型であってもよい。
【００７８】
また、本発明に係る画像処理装置は、表示装置に内蔵された画像処理回路によって実現されてもよいし、パーソナルコンピューターなどのコンピューター装置が実行するソフトウェア処理によって実現されてもよい。さらに、本発明は、４色のそれぞれに応じた画像処理を実行する画像処理方法、かかる画像処理をコンピューター装置に実行させるためのプログラム、かかるプログラムを記録した記録媒体といった態様での提供も可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０…表示システム、１００…画像処理装置、１１０…入力部、１２０…画像処理部、１２１…色変換処理部、１２２…高周波成分抽出部、１２３…パラメーター算出部、１２４、１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ、１２４Ｗ…フィルター処理部、１２５…間引き処理部、１３０…出力部、２００…プロジェクター、２１０…光源、２２０…液晶パネル、２３０…投写レンズ、３００…スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４色のサブ画素によって色表示を行う場合の画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
３原色を用いた表示装置における画素の配置には、ストライプ配列やデルタ配列がある（例えば、特許文献１参照）。このような表示装置においては、３個のサブ画素によって１画素が構成される。また、ベイヤー（Bayer）配列は、色数は３色であるが、４個のサブ画素によって１画素を構成するものであり、Ｇ（緑）のサブ画素を２個、Ｒ（赤）、Ｂ（青）のサブ画素をそれぞれ１個用い、これらのサブ画素を縦方向及び横方向に２個ずつ配置したものである。
【０００３】
画素がベイヤー配列によって構成された表示装置においては、一般に、入力された画像データの画素数の１／４の画素数の画像データによって色表示が行われる。この場合、入力された画像データの解像度よりも実際に用いられる画像データの解像度の方が低くなるため、画像信号の周波数帯域を制限するフィルター処理を実行し、折り返し雑音に起因するモアレを抑制することが行われる。例えば、ＲやＢの画像信号の場合、高周波成分に起因するモアレを防ぐためには、縦方向及び横方向のいずれの周波数帯域も半分（すなわち１／２）に制限する必要がある。なお、Ｇの画像信号は、サブ画素の数がＲやＢのサブ画素に比べて２倍であるため、帯域の制限幅はこれらよりも少なくて済む。
【０００４】
一方、色再現性や明るさの向上を目的に、４原色（ないしそれ以上の原色）を用いて色表示を行う場合がある。例えば、特許文献２には、ベイヤー配列におけるＧのサブ画素の一方をＷ（白）やＣ（シアン）に置き換え、４色のサブ画素によって色表示を行う画像表示装置が開示されている。また、特許文献３には、４原色以上のカラー画像表示手段を有する場合において各色のカラー画像信号を算出するための技術が開示されている。なお、ここでいう「原色」は、（加法）混色の元となる色のことであり、光の３原色に限定されるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−００６７０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７５４１号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、それぞれの色毎に独立に画像信号の帯域を制限すると、いずれのサブ画素の画像信号も縦方向及び横方向双方の周波数帯域が半分に制限される。しかし、このような帯域制限を行うと、元の画像から失われてしまう情報が多くなってしまう。
そこで、本発明は、４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、白色に対応するサブ画素の色及び位置を利用して視感上の画質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る画像処理装置は、第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部とを備える。
この画像処理装置によれば、高周波帯域の振幅がパラメーターによって調整されることにより、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【０００８】
好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色に対応する第１サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第１サブ画素に対して対角線方向に位置する第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第１フィルター処理部と、前記第２サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第２フィルター処理部と、前記第１サブ画素と前記第１方向に隣り合う第３サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第２方向の周波数帯域を当該第３サブ画素の当該第２方向の間隔に応じた態様で制限する第３フィルター処理部と、前記第１サブ画素と前記第２方向に隣り合う第４サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向の周波数帯域を当該第４サブ画素の当該第１方向の間隔に応じた態様で制限する第４フィルター処理部とを有する。
この態様によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域を制限することが可能である。
【０００９】
別の好ましい態様において、前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部の少なくとも一方は、入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第１フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する。
この態様によれば、第１サブ画素の表示に起因するモアレや偽色を抑制することが可能である。
【００１０】
さらに別の好ましい態様において、前記画像処理装置は、位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素の輝度に応じて定まる。
この態様によれば、モアレや偽色の抑制をサブ画素の特性に応じて行うことが可能である。
【００１１】
さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、前記第１方向に４Ｍ個、前記第２方向に４Ｎ個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第１方向にＭ個、前記第２方向にＮ個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、前記パラメーター算出部は、前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する。
この態様によれば、不要なパラメーターの算出を省略することが可能である。
【００１２】
さらに別の好ましい態様において、前記フィルター処理部は、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する。この態様によれば、複数のフィルターを用いる場合に比べ、フィルターの記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。
あるいは、前記フィルター処理部は、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行するようにしてもよい。この態様によれば、特定のフィルターを用いる場合に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。
【００１３】
さらに別の好ましい態様において、前記第２フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。
この態様によれば、（人間の目の分光感度が高い）緑色の画像の解像度を赤色や青色よりも高めることが可能である。
【００１４】
本発明の他の態様に係る表示装置は、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置とを備える。
この表示装置によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【００１５】
本発明の他の態様に係る画像処理方法は、第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。
この画像処理方法によれば、白色表示に対応する第１サブ画素と他のサブ画素との配置に応じて画像信号の周波数帯域が制限され、視感上の画質の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】表示システム１０の構成を示すブロック図。
【図２】液晶パネルの画素の配置を示す図。
【図３】画像処理部の構成を示すブロック図。
【図４】各色のフィルターの特性を示す図。
【図５】比較例として示すフィルターの特性を示す図。
【図６】比較例として示すフィルターの特性を示す図。
【図７】ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図。
【図８】第１実施形態において生じるモアレを説明するための図。
【図９】各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示す図。
【図１０】モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図。
【図１１】Ｒ及びＢのフィルターとその周波数特性とを説明するための図。
【図１２】Ｒ及びＢのフィルターの他の例を示す図。
【図１３】サブ画素の配置の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である表示システム１０の構成を示すブロック図である。同図に示す表示システム１０は、画像処理装置１００と、プロジェクター２００と、スクリーン３００とを備え、外部装置から供給された画像データに応じた画像をスクリーン３００に投写するものである。外部装置は、例えばパーソナルコンピューターであるが、デジタルスチルカメラなどであってもよい。なお、外部装置が供給する画像データは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色成分の画像信号によって各画素が表現されたデータである。
【００１８】
プロジェクター２００は、単板型のプロジェクターであって、光源２１０と、１つの液晶パネル２２０と、投写レンズ２３０とを備える。液晶パネル２２０は、入射する光を変調する光変調器として機能し、画像処理装置１００から供給される画像データに応じた態様で光の透過状態を変化させることによって、光源２１０から照射された光の透過の度合いを制御する。投写レンズ２３０は、液晶パネル２２０を透過した光をスクリーン３００に投写する。
【００１９】
液晶パネル２２０は、４個のサブ画素によって１画素を構成し、カラーフィルターなどによって各サブ画素の光の透過状態が異なる平板状の表示パネルである。それぞれのサブ画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色の表示に対応する。液晶パネル２２０の画素の配置は、ベイヤー配列における２個のＧのサブ画素のうちの１個をＷのサブ画素に置き換えたものである。なお、ここでいう白（白色）とは、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべての色成分を適当な割合で含むものであれば、多少黄色がかっていたりグレーがかっていたりしてもよい。ただし、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗのサブ画素の輝度をそれぞれＹR、ＹG、ＹB、ＹWとした場合に、これらがＹW＝ＹR＋ＹG＋ＹBという関係を満たすのが理想的であるため、本実施形態においてはこのような関係が満たされているものとする。
【００２０】
図２は、液晶パネル２２０の画素の配置を示す図である。液晶パネル２２０は、図中のＸ方向と、これに直交するＹ方向とにサブ画素が並んで配置されており、Ｘ方向に隣り合う２個のサブ画素と、この２個のサブ画素とＹ方向に隣り合う２個のサブ画素とによって１画素が構成されるものである。液晶パネル２２０は、Ｘ方向に沿った奇数行にはＧとＢに対応するサブ画素が順番に並んでおり、Ｘ方向に沿った偶数行にはＲとＷに対応するサブ画素が順番に並んでいる。また、液晶パネル２２０は、Ｙ方向に沿った奇数列にはＧとＲに対応するサブ画素が順番に並んでおり、Ｙ方向に沿った偶数列にはＢとＷに対応するサブ画素が順番に並んでいる。なお、ここにおいて、Ｘ方向が本発明における第１方向に相当し、Ｙ方向が本発明における第２方向に相当する。
【００２１】
ここでは、各サブ画素は同サイズの正方形であり、それぞれの間隔がＸ方向及びＹ方向のいずれにも等しいとする。このようにすると、１画素を構成する４個のサブ画素は、正方形状に配置されていることになる。液晶パネル２２０は、このような正方形状の画素がＸ方向及びＹ方向にマトリクス状に配置されて構成される。ここにおいて、Ｇのサブ画素は、Ｗのサブ画素からみて対角線方向に位置し、Ｂのサブ画素とＸ方向に隣り合うとともに、Ｒのサブ画素とＹ方向に隣り合う。また、Ｒのサブ画素は、Ｗのサブ画素とＸ方向に隣り合うとともに、Ｇのサブ画素とＹ方向に隣り合う。また、Ｂのサブ画素は、Ｗのサブ画素とＹ方向に隣り合うとともに、Ｇのサブ画素とＸ方向に隣り合う。
【００２２】
Ｗのサブ画素は、白色に対応するサブ画素であり、白色に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、青色に対応するサブ画素であり、それぞれの色の表示に対応する画像信号に応じて光の透過状態を変化させる。液晶パネル２２０のこれらのサブ画素は、図示せぬ駆動回路によって駆動されて光の透過状態を変化させる。
【００２３】
以下においては、白色に対応するサブ画素のことを「サブ画素Ｗ」、サブ画素Ｗを表示させる画像信号のことを「Ｗ信号」、というように、対応する色を付記することによって各色に対応するサブ画素及び画像信号を区別するものとする。ここにおいて、サブ画素Ｗは、第１サブ画素に相当し、サブ画素Ｇは、第２サブ画素に相当する。また、サブ画素Ｒは、第３サブ画素に相当し、サブ画素Ｂは、第４サブ画素に相当する。
【００２４】
画像処理装置１００は、外部装置から画像データを取得し、これをプロジェクター２００での表示に適した画像データに変換して供給する。すなわち、画像処理装置１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号を含んだ画像データからＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号を含んだ画像データを生成し、これをプロジェクター２００に供給する。
【００２５】
画像処理装置１００は、より詳細には、入力部１１０と、画像処理部１２０と、出力部１３０とを備える。入力部１１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号を含む画像データを外部装置から取得し、画像処理部１２０に入力する。画像処理部１２０は、画像信号に対して後述する画像処理を実行することによってＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号を生成し、これを画像データとして出力部１３０に供給する。出力部１３０は、画像処理部１２０によって生成された画像データをプロジェクター２００に供給する。
【００２６】
図３は、画像処理部１２０の構成を示すブロック図である。画像処理部１２０は、同図に示すように、色変換処理部１２１と、高周波成分抽出部１２２と、パラメーター算出部１２３と、フィルター処理部１２４と、間引き処理部１２５とを備える。また、フィルター処理部１２４は、より詳細には、フィルター処理部１２４Ｒ、フィルター処理部１２４Ｇ、フィルター処理部１２４Ｂ及びフィルター処理部１２４Ｗを含んで構成される。
【００２７】
色変換処理部１２１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号をＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号に変換する。色変換処理部１２１は、周知の方法（例えば、特許文献３に開示された方法）で画像信号を変換することが可能である。画像信号は、例えば、輝度（すなわち明るさ）を２５６階調で表現する８ビットのデータであるが、階調数がこれに限定されるわけではない。
【００２８】
高周波成分抽出部１２２は、色変換処理部１２１により生成されたＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号のそれぞれから、高周波成分を抽出する。ここにおいて、高周波成分とは、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の成分のことをいう。以下においては、高周波成分抽出部１２２により抽出された白色の高周波成分のことをＨwと表記し、他の３色についても同様に、それぞれＨr、Ｈg、Ｈbと表記する。なお、高周波成分抽出部１２２は、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて高周波成分を抽出してもよいし、その一方の方向のみについて高周波成分を抽出してもよい。
【００２９】
また、以下においては、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側の帯域のことを「高周波帯域」といい、入力された画像信号の周波数帯域の中心よりも低周波側の帯域のことを「低周波帯域」という。すなわち、上述した高周波成分とは、ここでいう高周波帯域の成分のことである。なお、ここでいう周波数とは、画像の空間周波数のことである。
【００３０】
パラメーター算出部１２３は、フィルター処理部１２４において用いられるパラメーター（以下「ゲイン調整パラメーター」という。）をサブ画素毎に算出する。パラメーター算出部１２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色成分について、以下の式で表されるゲイン調整パラメーターＧr、Ｇg、Ｇbをそれぞれ算出する。すなわち、ゲイン調整パラメーターＧr、Ｇg、Ｇbは、それぞれ、各色の高周波成分とＷの高周波成分の比率に応じて定まる。
【００３１】
Ｇr＝｜Ｈw｜／｜Ｈr｜
Ｇg＝｜Ｈw｜／｜Ｈg｜
Ｇb＝｜Ｈw｜／｜Ｈb｜
【００３２】
フィルター処理部１２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部１２４は、より詳細には、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗを含む。フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗは、それぞれ、符号に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する。例えば、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｒ信号に対してフィルター処理を実行する。フィルター処理部１２４Ｗは、第１フィルター処理部に相当し、フィルター処理部１２４Ｇは、第２フィルター処理部に相当する。また、フィルター処理部１２４Ｒは、第３フィルター処理部に相当し、フィルター処理部１２４Ｂは、第４フィルター処理部に相当する。
【００３３】
フィルター処理部１２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色の色表示に対応するサブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、高周波帯域の振幅をパラメーター算出部１２３により算出されたゲイン調整パラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する。つまり、フィルター処理部１２４Ｗは、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂと異なり、ゲイン調整パラメーターによるゲインの調整（すなわち振幅の調整）を実行しない。
【００３４】
フィルター処理部１２４は、輝度リニアな信号（信号の値の変化に対して実際の輝度の変化が線形な信号）に対してフィルター処理を実行する。入力される画像信号が輝度リニアでない場合、フィルター処理部１２４は、画像信号が輝度リニアになるようにこれを変換してからフィルター処理を実行し、フィルター処理の実行後に逆変換を行ってガンマ値を元に戻す。例えば、画像信号の色空間がｓＲＧＢで定義されている場合、そのガンマ値は「２．２」であるため、画像信号が輝度リニアではない。この場合、フィルター処理部１２４は、画像信号のガンマ値が「２．２」から「１．０」になるようにガンマ変換を実行し、その後、フィルター処理を実行した画像信号に対して、ガンマ値が「１．０」から「２．２」になるようにガンマ変換を再度実行する。
【００３５】
フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂによるフィルター処理の方法としては、以下の２つの方法を挙げることができる。なお、第１の方法は、第２の方法に比べ、フィルター（すなわちフィルター係数の集合）の記憶に要するメモリーを少なくすることが可能である。一方、第２の方法は、第１の方法に比べ、フィルター処理の実行時の演算量を少なくすることが可能である。
【００３６】
第１の方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力をゲイン調整パラメーターを用いて調整することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合のフィルターは、ゲインの調整を行わない場合（例えば、無彩色であるグレーを表示する場合）を基準として設計される。この場合、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、かかるフィルターによって得られる基準の出力を、必要に応じて、ゲイン調整パラメーターによって減衰させる。
【００３７】
一方、第２の方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像信号のそれぞれに対して、複数のゲイン調整パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、パラメーター算出部１２３により算出されたゲイン調整パラメーターに応じたものを選択することによってフィルター処理を実行する方法である。この場合、フィルターを記憶するメモリーには、上述した第１の方法に対応するフィルターを含む複数のフィルターが記憶され、フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、各サブ画素の画像信号について算出されたゲイン調整パラメーターに応じたフィルター係数を画素毎に読み出す。
【００３８】
間引き処理部１２５は、フィルター処理部１２４によって帯域制限された各色の画像信号の画素数を減じる間引き処理を実行する。間引き処理部１２５は、各色の画像信号の画素数を、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれについて１／４に減じる。すなわち、間引き処理部１２５は、１面が４Ｍ×４Ｎ画素の画像データをＭ×Ｎ画素の画像データに変換する。ただし、間引き処理部１２５による変換後の画像データは、１画素が４個のサブ画素によって構成されるデータである。つまり、変換前の画像データの画素数と変換後の画像データのサブ画素の総数とを比較すると、前者は後者の４倍（Ｘ方向に２倍、Ｙ方向に２倍）である。
【００３９】
表示システム１０の構成は、以上のとおりである。表示システム１０は、この構成のもと、画像処理装置１００によって３色（ＲＧＢ）の４Ｍ×４Ｎ画素の画像データを４色（ＲＧＢＷ）のＭ×Ｎ画素の画像データに変換し、プロジェクター２００によって画像データに応じた画像をスクリーン３００に表示する。このとき、フィルター処理部１２４は、プロジェクター２００における液晶パネル２２０の構成に基づいてフィルター処理を実行する。
【００４０】
フィルター処理部１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ及び１２４Ｗにより実行されるフィルター処理は、サブ画素の配置に応じて決められている。具体的には、各色のフィルター処理は、当該色のサブ画素のＸ方向及びＹ方向の間隔に応じた態様で、それぞれの方向の周波数帯域を制限し、制限されるべき帯域においてゲインを０にするものである。本実施形態のフィルター処理は、特に、サブ画素Ｗによる表示（すなわち白色表示）がＲＧＢ各色の色成分を含んでいることを利用している点に第１の特徴を有する。また、本実施形態のフィルター処理は、第１の特徴によって生じる新たな課題（詳細は後述）をゲイン調整パラメーターによって解決する点に第２の特徴を有する。なお、以下の説明は、フィルター処理部１２４が上述した第１の方法によってフィルター処理を実行する場合のものである。
【００４１】
図４は、本実施形態の各色のフィルターの特性を示す図である。また、図５及び図６は、本実施形態の比較例として示すフィルターの特性であり、図５がベイヤー配列（本実施形態のサブ画素Ｗをサブ画素Ｇに置き換えたもの）において想定される一般的なフィルターの特性を示し、図６が本実施形態と同様の配置のサブ画素を用いた場合の他のフィルターの特性を示すものである。なお、同図において、横軸（ｆx）は、Ｘ方向の周波数を表し、縦軸（ｆy）は、Ｙ方向の周波数を表している。また、同図において、実線で示される正方形は、入力される画像信号の周波数帯域を表し、ハッチングで示された部分は、フィルターが通過させる帯域を表している。
【００４２】
図５に示すように、ベイヤー配列においては、サブ画素Ｒとサブ画素ＢについてはＸ方向とＹ方向の双方の帯域が低域側の半分（すなわち低周波領域）に制限されるのが一般的である。なぜならば、サブ画素Ｒとサブ画素Ｂは、いずれも、Ｘ方向とＹ方向のいずれにも１個おきに配置されており、入力された画像信号の半分の解像度でしか画像を表現できないからである。一方、サブ画素Ｇに対するフィルターは、サブ画素Ｇが１画素内に２個あるため、制限する帯域をサブ画素Ｒ又はサブ画素Ｂの半分にすることができる。具体的には、Ｇ信号に対して適用されるフィルターは、Ｘ方向とＹ方向の双方の周波数が高くなる領域をカットするように構成される。
【００４３】
図７は、ベイヤー配列のサブ画素によって形成される格子を示す図である。同図に示すように、サブ画素Ｇにより構成される格子は、サブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）により構成される格子よりも１辺が短い正方形となり、かつ、サブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）により構成される格子に対して４５°傾いた形状となる。また、各格子の辺の長さを、サブ画素Ｇの場合とサブ画素Ｒ（又はサブ画素Ｂ）の場合とで比較すると、前者は後者の√２／２（２の平方根を２で除した数）倍である。したがって、ベイヤー配列においては、Ｇ信号ではより高解像度の表示が可能であり、Ｇ信号の通過帯域をＲ信号又はＢ信号の通過帯域よりも広くすることが可能である。
【００４４】
一方、本実施形態においては、図４に示すように、Ｇ信号及びＷ信号に対して適用されるフィルターを図７のベイヤー配列におけるＧ信号に対して適用されるフィルターと同一のものとしている。このような帯域制限を行う理由は、サブ画素Ｗによる表示がＧ成分を含んでいるためである。本実施形態においては、サブ画素Ｗをサブ画素Ｇとみなして、Ｇ信号及びＷ信号に対して適用されるフィルターが決められている。
【００４５】
同様に、サブ画素Ｗによる表示は、Ｒ成分やＢ成分をも含んでいる。本実施形態においては、Ｒ信号及びＢ信号に対して適用されるフィルターの特性についても、このことを利用して決められている。具体的には、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合、サブ画素ＲはＸ方向には隙間なく（他のサブ画素を挟むことなく）配置されることになり、入力された画像信号と同様の解像度で再現可能であるため、当該方向の帯域制限を行わないようにフィルターが構成されている。一方、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合であっても、サブ画素ＲはＹ方向には１画素おきに配置されるため、当該方向の帯域は図５の場合と同様に制限される。つまり、Ｒ信号に対して適用されるフィルターは、Ｙ方向については、低周波領域を通過させ、高周波領域を通過させないように構成される。
【００４６】
なお、サブ画素Ｗをサブ画素Ｂとみなした場合のサブ画素Ｂの配置は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒとみなした場合のサブ画素Ｒの配置を９０°回転させたものと同様になる。そのため、本実施形態においてＢ信号に対して適用されるフィルターは、Ｒ信号に対して適用されるフィルターの特性のＸ方向とＹ方向を入れ替えた特性となっている。
【００４７】
このように、本実施形態の各色のフィルターは、Ｒ信号についてはＹ方向の帯域のみをサブ画素Ｒの間隔に応じた態様で制限し、Ｂ信号についてはＸ方向の帯域のみをサブ画素Ｂの間隔に応じた態様で制限する。また、Ｇ信号及びＷ信号に対するフィルターは、サブ画素Ｇ及びサブ画素Ｗの双方を同一視して組み合わせた場合のサブ画素の配置に応じた態様で各信号の帯域を制限する。つまり、本実施形態においては、サブ画素Ｗがサブ画素Ｒ、サブ画素Ｇ及びサブ画素Ｂのいずれとも光学的性質を共通にする要素が含まれることを利用し、各色の画像信号の周波数帯域を図５や図６の比較例の場合よりも広く確保できるようにしているのである。
【００４８】
本実施形態のフィルターを図６のフィルターと比較すると、帯域の制限幅に相違がある。具体的には、Ｒ信号とＢ信号は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｒ又はサブ画素Ｂとみなすことによって、Ｘ方向又はＹ方向のいずれかの制限が不要になるため、通過する帯域幅が２倍になる。また、Ｇ信号とＷ信号は、サブ画素Ｗをサブ画素Ｇとみなすことによって、それぞれを別のサブ画素として扱わなくてもよくなるため、図５のベイヤー配列の場合と同様の帯域制限にすることができる。
【００４９】
したがって、本実施形態の表示システム１０によれば、各色の画像信号に対して独立に（すなわち、他色のサブ画素の位置を考慮せずに）帯域制限を施す場合に比べ、帯域の制限幅を少なくすることが可能であるとともに、サブ画素Ｗに代えてサブ画素Ｇを用いる場合に比べ、投写される画像の輝度を向上させることが可能である。よって、表示システム１０によれば、図５及び図６のいずれの比較例の場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。
【００５０】
一方、本実施形態のような帯域制限を施すことによって、新たな課題が生じる。その課題とは、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの各色の明るさの差に起因するモアレの発生である。本実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。
【００５１】
本実施形態のフィルターは、特定の色を基準として設計されるものである。本実施形態のフィルターは、無彩色であるグレーにおいてモアレが生じないように設計された場合、他の色（この場合、有彩色）においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれかの色においてモアレが生じる。より具体的には、本実施形態の構成においてモアレが生じるのは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色の色信号の色成分とＷ信号の当該いずれかの色の色成分（すなわち、白色光をＲ、Ｇ、Ｂの３色に分光した場合の色成分）とが等しくならず、その明るさに差が生じる場合である。
【００５２】
図８は、本実施形態において生じるモアレを説明するための図であり、ここではＲ成分に着目した場合を示している。同図において、破線の直線は、Ｒ、Ｗそれぞれのサブ画素の位置を表しており、実線で示した正弦波は、ある高周波成分の画像信号を表している。また、正弦波上のプロット（点）は、それぞれのサブ画素によって表示される明るさを表している。
【００５３】
図８（ａ）に示す例は、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗが同じ明るさとなる場合を示している。この場合、サブ画素Ｒによる表示のみに着目すると、その明るさは、一点鎖線で示すように山なりに変化するため、モアレが生じる。しかし、この場合にサブ画素Ｗによる表示のみに着目すると、その明るさは、サブ画素Ｒによって生じるモアレとは反対のモアレ（すなわち位相がずれたモアレ）が生じるように変化する。したがって、これらのサブ画素が同時に観察されると、互いのモアレが打ち消しあうため、結果的にモアレが見えなくなる。
【００５４】
これに対し、図８（ｂ）に示す例は、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗが同じ明るさとならず、サブ画素Ｗがサブ画素Ｒよりも明るくなる場合を示している。この場合においても、サブ画素Ｒによるモアレはサブ画素Ｗによるモアレを低減させる（すなわち目立たなくする）ようには作用するが、モアレを完全に打ち消すことはできないため、結果的にモアレが生じる。このようにして生じるモアレは、サブ画素Ｒとサブ画素Ｗの明るさの差（高周波成分の差）が大きくなるほど、より人間の目に知覚されやすくなる。
【００５５】
本実施形態のゲイン調整パラメーターは、このようにして生じるモアレを低減させるように作用する。すなわち、フィルター処理部１２４は、Ｗ信号の高周波成分と他の色信号の高周波成分の差に応じたゲイン調整パラメーターによって他の色信号の高周波成分の振幅を調整することで、高周波成分において他色のサブ画素との間で生じる明るさの違いを低減させることを可能にしている。
【００５６】
図９は、各色のゲイン調整パラメーターとフィルターの周波数応答の関係を示した図である。同図に示すように、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｘ方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させる。例えば、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｇr＝１であれば、高周波成分の振幅を変化させずにそのまま出力する一方、Ｇr＝０であれば、高周波成分の振幅を０にする。つまり、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｇr＝０の場合には、Ｘ方向の低周波成分を通過させて高周波成分をカットするローパスフィルターとして機能する。また、フィルター処理部１２４Ｒは、０＜Ｇr＜１の場合には、高周波成分の振幅をゲイン調整パラメーターＧrの大きさに応じて減衰させる。なお、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｙ方向については、周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させない。なぜならば、Ｒ信号は、Ｙ方向の高周波成分がカットされているからである。
【００５７】
一方、フィルター処理部１２４Ｂは、Ｙ方向の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧbによって変化させ、Ｘ方向の周波数成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧrによって変化させない。また、フィルター処理部１２４Ｇは、Ｘ方向、Ｙ方向双方の高周波成分の周波数応答をゲイン調整パラメーターＧbによって変化させる。
【００５８】
以上のように、本実施形態の表示システム１０によれば、４色のサブ画素によって色表示を行う場合において、帯域の制限幅を狭くすることが可能であるとともに、特定の色においてモアレの発生を防ぐだけでなく、当該特定の色以外の他の色においても、モアレを抑制することが可能である。それゆえ、表示システム１０によれば、ゲイン調整パラメーターを用いて高周波成分のゲインを調整しない場合よりも視感上の画質を向上させることが可能である。
【００５９】
［第２実施形態］
本実施形態は、画像信号に対するフィルター処理が異なる点を除き、上述した第１実施形態と共通の構成を有するものである。そこで、本実施形態においては、第１実施形態と共通する構成要素については第１実施形態で用いた符号を用いることとし、重複する説明を適宜省略するものとする。
【００６０】
本実施形態は、第１実施形態の構成において発生する可能性があるモアレや偽色を抑制することによって、いわゆる解像感を向上させ、視感上の画質をさらに向上させるものである。第１実施形態の構成においてモアレや偽色が発生する原理は、具体的には以下のとおりである。なお、本実施形態において着目するモアレは、図８を例示して示したモアレ理由とは別の理由によって生じるものである。
【００６１】
フィルター処理後のＲ信号又はＢ信号は、Ｗ信号において制限されていない周波数帯域の情報が失われていたり、あるいはＷ信号において制限されている周波数帯域の情報が含まれていたり、というように、情報として含まれている周波数帯域がＷ信号と相違している。Ｗ信号に含まれ、Ｒ信号又はＢ信号に含まれない周波数帯域の情報は、ある観点からみれば余分な情報ともいえる。かかる情報は、その周波数帯域がナイキスト周波数（サンプリング周波数の１／２）を超えているため、折り返し雑音となってモアレを生じさせる。ここにおいて、サンプリング周波数は、入力された画像信号の１画素のサイズを基準にして定められる。なお、フィルター処理後のＧ信号は、情報として含まれている周波数帯域がＷ信号と同様であるため、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレが生じることはない。
【００６２】
また、第１実施形態の構成において、このようなモアレは、Ｒ又はＢの色成分のみに発生する。すなわち、通過する周波数帯域の相違に起因するモアレは、色付きのモアレである。それゆえ、第１実施形態の構成において、特に高周波成分を含む画像を表示させようとした場合には、いわゆるエッジ（輪郭）部分などにおいて、画像に本来ある色とは異なる色、すなわち偽色が発生する。
【００６３】
図１０は、モアレの原因となる周波数帯域を説明するための図である。なお、同図においては、Ｗ信号において制限されずにＲ信号又はＢ信号において制限されている帯域をハッチングで示し、フィルターによる通過帯域（図４参照）は破線で示している。
【００６４】
図１０に示すように、Ｒのフィルターの特性とＷのフィルターの特性とを比較すると、Ｙ方向の高周波帯域に、Ｗ信号においては通過し、Ｒ信号においては通過しない帯域が存在する。一方、Ｂのフィルターの特性とＷのフィルターの特性とを比較すると、Ｘ方向の高周波帯域に、Ｗ信号においては通過し、Ｂ信号においては通過しない帯域が存在する。
【００６５】
そこで、本実施形態においては、Ｒ及びＢの少なくとも一方（望ましくは双方）のフィルターにおいて、かかる帯域の影響を相殺するように周波数応答が調整される。具体的には、フィルター処理部１２４Ｒ及び１２４Ｂは、自らが通過させる帯域以外の帯域であって、かつフィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域の位相が反転するようにフィルター処理を実行することにより、Ｗ信号による影響を打ち消す。なお、ここでいう「相殺」とは、互いが完全に打ち消し合うことのみを指すものではなく、一方によって他方の影響が低減されることをいうものである。
【００６６】
図１１は、本実施形態のＲ及びＢのフィルターとその周波数特性とを説明するための図である。本実施形態のＲ及びＢのフィルターは、図中の帯域Ｂ1に対する処理は第１実施形態と同様であり、帯域Ｂ2に対する処理が第１実施形態と異なる。本実施形態のＲのフィルターは、Ｙ方向の高周波帯域（Ｂ2）の位相を反転させて通過させる点が第１実施形態と異なる。同様に、本実施形態のＢのフィルターは、Ｘ方向の高周波帯域（Ｂ2）の位相を反転させて通過させる点が第１実施形態のそれと異なる。ここにおいて、周波数応答が負であるということは、画像信号は帯域Ｂ2の成分の位相が反転されて出力されるということを意味する。
【００６７】
また、本実施形態のフィルターは、このように位相を反転させて通過させる帯域に対しても、ゲイン調整パラメーターによる調整を実行する。具体的には、フィルター処理部１２４Ｒは、Ｘ方向だけでなくＹ方向の高周波帯域である帯域Ｂ2についてもゲインの調整を実行し、フィルター処理部１２４Ｂは、Ｙ方向だけでなくＸ方向の高周波帯域である帯域Ｂ2についてもゲインの調整を実行する。なお、ゲイン調整パラメーターが０である場合の挙動は、本実施形態と第１実施形態とで共通のものになる。
【００６８】
本実施形態のフィルター処理によれば、有彩色のモアレや偽色を抑制することが可能である。また、モアレや偽色を抑制する効果は、有彩色の画像よりも無彩色の画像においてより顕著となる（人間の視覚的にも、無彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色の方が、有彩色の画像の中に生じる有彩色の偽色よりも知覚しやすいといえる。）。
【００６９】
なお、位相を反転させる帯域は、フィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域を含んでいればよいため、必ずしも図１１に示した帯域に限定されるわけではない。
図１２は、本実施形態のＲ及びＢのフィルターの他の例を示す図である。同図に示すフィルターは、図１１に示すフィルターよりも帯域Ｂ2が少なくなっているが、当該帯域はフィルター処理部１２４Ｗが通過させる帯域を含んでいるため、モアレや偽色を抑制する作用を奏する。
【００７０】
［変形例］
本発明は、上述した実施形態に限らず、以下に例示するさまざまな形態でも実施可能である。なお、以下に示す変形例は、必要に応じて、各々を適宜組み合わせてもよいものである。
【００７１】
（１）本発明の画素の配置は、上述した実施形態のように正方形状でなくてもよい。例えば、サブ画素が長方形である場合には、画素全体の配置も長方形状になる。また、第１方向と第２方向は、必ずしも直交する関係になくてもよく、交差する関係にあれば十分である。すなわち、本発明の画素は、２行２列の４個のサブ画素が四辺形状に並んだ形状で構成されるものであれば、その具体的な形状は問わないものである。
【００７２】
また、画素内のサブ画素の位置関係も、上述した実施形態のものに限定されない。本発明の画素は、サブ画素Ｗと同様の帯域制限を施すサブ画素（実施形態ではサブ画素Ｗ）がサブ画素Ｗからみて四辺形の対角線方向に位置していれば、隣り合うサブ画素が実施形態と異なっていてもよい。
【００７３】
図１３は、サブ画素の配置の他の例を示す図である。図１３（ａ）に示す配置は、上述した実施形態（図２参照）の配置からサブ画素Ｒとサブ画素Ｂの位置を入れ替えたものである。この場合、Ｒ信号に対するフィルター処理は、実施形態においてＢ信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとし、Ｂ信号に対するフィルター処理は、実施形態においてＲ信号に対して実行したフィルター処理と同様のものとすればよい。また、図１３（ｂ）に示す配置は、上述した実施形態の配置からサブ画素Ｇとサブ画素Ｗの位置を入れ替えたものである。この場合、各色の画像信号に対するフィルター処理は、実施形態のものと同様である。加えて、サブ画素の配置は、図１３（ｃ）や図１３（ｄ）に示す例のように、各々の配置を点対称又は線対称に回転させた配置であってもよい。
【００７４】
さらに、各色のサブ画素の位置関係は、サブ画素Ｗとサブ画素Ｇとが対角線方向に対向する配置でなくてもよい場合がある。例えば、表示装置が赤味の強い画像や赤色を多く含む画像を表示する場合や、赤色を他色よりも見やすく表示させたい場合などにおいては、サブ画素Ｗと対角線方向に対向するサブ画素をサブ画素Ｒとしてもよい。すなわち、サブ画素の配置は、表示装置が表示する画像や表示装置に要求される画質を考慮して決められてもよい。
【００７５】
（２）上述した実施形態は、ＹW＝ＹR＋ＹG＋ＹBという関係を満たす場合の例である。しかし、実際の液晶パネルは、このような関係を必ずしも満たさず、ＹWがＹR、ＹG、ＹBの総和と等しくならない場合もある。このような場合において、Ｒ信号又はＢ信号に対するフィルター処理によって位相を反転させるときには、その周波数応答をサブ画素の実際の輝度に応じて定め、各色のサブ画素の輝度とのバランスを取るようにすることも可能である。すなわち、フィルター処理部１２４によるフィルター処理は、実際に使用する液晶パネル２２０の特性に基づいて決められてもよい。それゆえ、フィルター処理部１２４は、ユーザーが液晶パネル２２０の特性を考慮してフィルターの特性を調整できるように構成されてもよい。
【００７６】
（３）上述した実施形態において、フィルター処理部１２４が出力する画像信号は、間引き処理部１２５によって間引かれる。しかし、本発明に係るフィルター処理部は、上述した実施形態のフィルター処理部１２４及び間引き処理部１２５の機能を兼備するように構成され、４Ｍ×４Ｎ画素分の画像信号を参照してＭ×Ｎ画素分の画像信号を出力するように構成されてもよい。この場合、パラメーター算出部１２３により算出されるゲイン調整パラメーターも、Ｍ×Ｎ画素分であれば十分である。したがって、この場合のパラメーター算出部１２３は、入力された画像信号の画素毎に４Ｍ×４Ｎ画素分のゲイン調整パラメーターを算出せずに、フィルター処理部が出力する画像信号のサブ画素に対応する個数のゲイン調整パラメーターだけを算出してもよい。
【００７７】
（４）本発明は、上述した実施形態のように、光変調器が透過型の画素で構成されていることを必要とするものではなく、上述した実施形態と同様の画素配列を有するものであれば、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイやプラズマディスプレイなどのような自発光型の画素を有する表示パネルに対しても適用可能である。したがって、本発明に係る表示装置は、プロジェクターに限定されることもない。また、光変調器が液晶パネルである場合においても、これが透過型に限定されることはなく、反射型であってもよい。
【００７８】
また、本発明に係る画像処理装置は、表示装置に内蔵された画像処理回路によって実現されてもよいし、パーソナルコンピューターなどのコンピューター装置が実行するソフトウェア処理によって実現されてもよい。さらに、本発明は、４色のそれぞれに応じた画像処理を実行する画像処理方法、かかる画像処理をコンピューター装置に実行させるためのプログラム、かかるプログラムを記録した記録媒体といった態様での提供も可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０…表示システム、１００…画像処理装置、１１０…入力部、１２０…画像処理部、１２１…色変換処理部、１２２…高周波成分抽出部、１２３…パラメーター算出部、１２４、１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ、１２４Ｗ…フィルター処理部、１２５…間引き処理部、１３０…出力部、２００…プロジェクター、２１０…光源、２２０…液晶パネル、２３０…投写レンズ、３００…スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、
前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、
前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、
前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記フィルター処理部は、
白色に対応する第１サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第１サブ画素に対して対角線方向に位置する第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第１フィルター処理部と、
前記第２サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第２フィルター処理部と、
前記第１サブ画素と前記第１方向に隣り合う第３サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第２方向の周波数帯域を当該第３サブ画素の当該第２方向の間隔に応じた態様で制限する第３フィルター処理部と、
前記第１サブ画素と前記第２方向に隣り合う第４サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向の周波数帯域を当該第４サブ画素の当該第１方向の間隔に応じた態様で制限する第４フィルター処理部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部の少なくとも一方は、
入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第１フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素の輝度に応じて定まる
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記フィルター処理部は、
前記第１方向に４Ｍ個、前記第２方向に４Ｎ個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第１方向にＭ個、前記第２方向にＮ個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、
前記パラメーター算出部は、
前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記フィルター処理部は、
白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記フィルター処理部は、
白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、
前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、
前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、
前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、
前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理装置であって、
前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出する高周波成分抽出部と、
前記高周波成分抽出部により抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出するパラメーター算出部と、
前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行するフィルター処理部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記フィルター処理部は、
白色に対応する第１サブ画素を表示させる白色の画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第１サブ画素に対して対角線方向に位置する第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第１フィルター処理部と、
前記第２サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向及び前記第２方向の周波数帯域を、前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素の配置に応じた態様で制限する第２フィルター処理部と、
前記第１サブ画素と前記第１方向に隣り合う第３サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第２方向の周波数帯域を当該第３サブ画素の当該第２方向の間隔に応じた態様で制限する第３フィルター処理部と、
前記第１サブ画素と前記第２方向に隣り合う第４サブ画素を表示させる画像信号に対して、前記第１方向の周波数帯域を当該第４サブ画素の当該第１方向の間隔に応じた態様で制限する第４フィルター処理部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部の少なくとも一方は、
入力される画像信号の周波数帯域のうちの通過させる帯域以外の帯域であって、かつ前記第１フィルタ処理部が通過させる帯域の位相を反転させて通過させ、当該帯域の振幅を前記パラメーターを用いて調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
位相が反転されて通過される前記帯域の周波数応答が、前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素の輝度に応じて定まる
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記フィルター処理部は、
前記第１方向に４Ｍ個、前記第２方向に４Ｎ個の画素を表す画像信号を参照し、各色について、前記第１方向にＭ個、前記第２方向にＮ個の前記サブ画素を表す画像信号を出力し、
前記パラメーター算出部は、
前記フィルター処理部が出力する画像信号が表す前記サブ画素に対応する個数の前記パラメーターを算出する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記フィルター処理部は、
白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、あらかじめ決められた特定のフィルターの出力を前記パラメーターを用いて調整することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記フィルター処理部は、
白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、複数の前記パラメーター毎に決められた複数のフィルターから、前記パラメーター算出部により算出されたパラメーターに応じたものを選択することにより前記フィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２フィルター処理部は、緑色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行し、
前記第３フィルター処理部及び前記第４フィルター処理部は、各々が赤色又は青色に対応する画像信号に対してフィルター処理を実行する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素及び前記第４サブ画素によって構成され、マトリクス状に配置される複数の画素を有する表示パネルと、
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とに２個ずつ並んだ４個のサブ画素によって構成される各画素をマトリクス状に配置し、１画素を構成するサブ画素の１個が白色に対応する表示装置に、白色を含む４色の画像信号を供給するための画像処理方法であって、
前記４色の画像信号のそれぞれから、当該画像信号の周波数帯域の中心よりも高周波側である高周波帯域の成分を抽出し、
前記抽出された各色の成分に基づき、白色以外の３色の成分について、それぞれの成分と白色の成分との比率に応じて定まるパラメーターを算出し、
前記４色の画像信号のそれぞれに対して、当該色に対応する前記サブ画素の配置に応じた周波数帯域を制限するとともに、白色以外の３色の画像信号のそれぞれに対して、前記高周波帯域の振幅を前記算出されたパラメーターを用いて調整するフィルター処理を実行する
ことを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２５１４１（Ｐ２０１３−２５１４１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０７２４（Ｐ２０１１−１６０７２４）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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