JP2004325628A

JP2004325628A - Display device and its image processing method

Info

Publication number: JP2004325628A
Application number: JP2003118226A
Authority: JP
Inventors: Shohei Yoshida; 昇平吉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device whose contrast can be improved while color variation in dimming is suppressed and which can display a picture of high quality. <P>SOLUTION: The display device can have its display image adjusted by varying the quantity of light. The display device is equipped with an image processing part (gradation correcting means) which functions when the quantity of light is decreased, and increases the output of an intermediate luminance area 50b for an image signal of the display image to increase the output gain of a low-luminance area 50a as the output of the intermediate luminance area 50b is increased. For a high luminance area 50c, gradation corrections are preferably made so that the output gain is decreased. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及びその画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＴ技術の進歩に伴い、様々な分野で画像表示装置のニーズが高まってきている。このような画像表示装置のうち、液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができる液晶表示装置は、低消費電力、薄型、目にやさしいなどの点から特に期待されている。また近年では、液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）も広く利用されるようになっている。
【０００３】
この投射型液晶表示装置は、光変調手段として液晶ライトバルブを用いているが、光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、表示できる明るさの範囲（ダイナミックレンジ）が狭い、映像品質の向上を図り難いというようなことがある。そこで、ダイナミックレンジを拡大する方法として、映像信号に応じてライトバルブ（光変調手段）に入射させる光量を変化させる一方ライトバルブに表示する画像を伸長する方法が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−１７９８８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記表示画像に応じて光量を変化させる適応型調光表示装置では、光量を減少させることによりコントラストを向上させることが可能である。しかしながら、コントラストの変化に伴って表示画像を構成する原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の比率が変化してしまうために、表示画像の色調が変化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、調光時の色変化を抑えつつ、コントラストを向上させることができ、高品質の映像表示が可能な表示装置を提供することを目的としている。
また本発明は、調光時の色変化を抑えつつ、高コントラストの映像表示を行うことができる画像処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置であって、前記照明光量を減少させる場合に機能し、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を増加させ、前記中間輝度領域の出力上昇に応じて低輝度領域の信号ゲインを上昇させる階調補正処理を行う階調補正手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、照明光量を減少させる調光を行う場合に、前記階調補正手段によって画像信号の中間輝度領域の出力が増加されることで、減光に伴う表示階調の低下を相殺でき、係る領域の輝度レベルを非調光時に近づけることができるため、中間輝度領域における色変化を抑えることができる。また、中間輝度領域の出力上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させることにより、低輝度領域のコントラストを向上させることができるので、減光により得られる締まった黒表示と相まって高画質の調光表示を得ることができる。
上記中間輝度領域と低輝度領域との境界となる信号レベルは、特定の信号レベルに固定してもよく、表示画像に応じて可変としてもよい。前記境界を固定する場合には、例えば入力信号の帯域下限値や最も暗い画素の信号レベルを基準に設定することができる。また、表示画像に応じて可変とする場合には、例えば１フレームの画像データから作成したヒストグラム（出現度数分布）を解析し、この解析に基づき上記境界を設定することができる。
【０００８】
本発明の表示装置は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置であって、前記照明光量を減少させる場合に機能し、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を増加させるとともに、前記中間輝度領域の出力の上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させ、高輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正処理を行う階調補正手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、中間輝度領域の出力を増加させ、低輝度領域の出力ゲインを上昇させることによって、中間輝度領域における色変化の抑制効果、及び低輝度領域のコントラスト向上効果を得ることができるのに加え、高輝度領域の出力ゲインを低下させることにより高輝度領域の画像信号を圧縮するので、高輝度領域における階調つぶれが生じないようにすることができる。
上記中間輝度領域と高輝度領域との境界となる信号レベルは、先の構成と同様に、特定の信号レベルに固定してもよく、表示画像に応じて可変としてもよい。
【０００９】
本発明の表示装置は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置であって、前記照明光量を増加させる場合に機能し、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を減少させ、前記中間輝度領域の出力低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させる階調補正処理を行う階調補正手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、照明光量を増加させる調光を行う場合に、上記階調補正手段によって、画像信号の中間輝度領域の出力が減少されることで、増光による表示階調の上昇が相殺され、照明光量を変化させないときの表示階調に近づくため、中間輝度領域における色変化を抑えることができる。また、中間輝度領域の出力低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させることにより、高輝度領域のコントラストを向上させることができるので、増光により得られる際立ったハイライト表示と相まって高画質の調光表示を得ることができる。
上記中間輝度領域と高輝度領域との境界となる信号レベルは、特定の信号レベルに固定してもよく、表示画像に応じて可変としてもよい。前記境界を固定する場合には、例えば入力信号の帯域上限値や最も明るい画素の信号レベルを基準に設定することができる。また、表示画像に応じて可変とする場合には、例えば１フレームの画像データから作成したヒストグラム（出現度数分布）を解析し、この解析に基づき上記境界を設定することができる。
【００１０】
本発明の表示装置は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置であって、前記照明光量を増加させる場合に機能し、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を減少させるとともに、前記中間輝度領域の出力低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させ、低輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正処理を行う階調補正手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、中間輝度領域の出力を減少させ、高輝度領域の出力ゲインを上昇させることによって、中間輝度領域における色変化の抑制効果、及び高輝度領域のコントラスト向上効果を得ることができるのに加え、低輝度領域の出力ゲインを低下させることにより低輝度領域の画像信号を圧縮するので、低輝度領域における階調つぶれが生じないようにすることができる。
上記中間輝度領域と低輝度領域との境界は、先の構成と同様に、特定の信号レベルに固定してもよく、表示画像に応じて可変としてもよい。
【００１１】
本発明の表示装置では、前記画像信号に基づき画像要素の彩度を判定する彩度判定部をさらに備え、前記彩度判定部によって前記画像信号に彩度の高い画像要素が含まれていると判定された場合に、前記階調補正手段により、前記低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理が行われる構成とすることができる。
この構成によれば、照明光量を減少させる場合に、前記彩度判定部による画像解析に基づき、調光による色変化が目立って視認されやすい画像要素について、低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理が行われるので、調光による色変化をさらに抑制することができ、もって高画質の表示画像が得られる表示装置を提供できる。
【００１２】
本発明の表示装置では、前記画像信号に基づき画像要素の彩度を判定する彩度判定部をさらに備え、前記彩度判定部によって前記画像信号に彩度の高い画像要素が含まれていると判定された場合に、前記階調補正手段により、前記高輝度領域の出力を減少させる階調補正処理が行われる構成とすることもできる。
この構成によれば、照明光量を増加させる場合に、前記彩度判定部による画像解析に基づき、調光による色変化が目立って視認されやすい画像要素について、低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理が成されるので、調光による色変化をさらに抑制することができ、もって高画質の表示画像が得られる表示装置を提供できる。
【００１３】
本発明の表示装置は、前記画像信号に対する階調補正処理を行うための変換テーブルを複数作成可能とされたテーブル作成部を備え、前記階調補正手段が、前記彩度判定部の彩度判定に基づき選択された変換テーブルを用いて、対応する彩度の前記画像信号の階調補正処理を行う構成とすることができる。
この構成によれば、入力された画像信号に含まれる画像要素の彩度に応じて複雑な階調補正処理が可能な画像処理部を容易に構成することができる。また、変換テーブルを用いて画像信号の補正を行うため、画像処理を高速に実行することが可能である。
【００１４】
本発明の表示装置では、照明光量変化時の中間輝度領域の表示階調が、非照明光量変化時の表示階調と概ね一致していることが好ましい。この構成によれば、上記中間輝度領域の表示について、照明光量を変化させないときからの色変化をほぼなくすことができるため、高画質の調光表示を得ることができる。
【００１５】
次に、本発明の表示装置の画像処理方法は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置の画像処理方法であって、前記照明光量を減少させるとき、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を増加させるとともに、前記中間輝度領域の出力の上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させる階調補正処理を行うことを特徴とする。
この画像処理方法によれば、画像信号の中間輝度領域の出力が増加されることで、減光に伴う表示階調の低下を相殺し、係る領域の表示階調を、照明光量が変化しないときの階調に近づけることができるので、中間輝度領域における色変化を抑えることができる。また、中間輝度領域の出力上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させることにより、低輝度領域のコントラストを向上させることができるので、減光により得られる締まった黒表示と相まって高画質の調光表示を得ることができる。
【００１６】
本発明の表示装置の画像処理方法は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置の画像処理方法であって、前記照明光量を減少させるとき、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を増加させるとともに、前記中間輝度領域の出力の上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させ、高輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正処理を行うことを特徴とする。
この画像処理方法によれば、中間輝度領域の出力を増加させ、低輝度領域の出力ゲインを上昇させることによって、中間輝度領域における色変化の抑制効果、及び低輝度領域のコントラスト向上効果を得ることができるのに加え、高輝度領域の出力ゲインを低下させることにより高輝度領域の画像信号を圧縮するので、高輝度領域における階調つぶれが生じないようにすることができる。
【００１７】
本発明の表示装置の画像処理方法は、光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置の画像処理方法であって、前記光量を増加させるとき、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を減少させるとともに、前記中間輝度領域の出力の低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させる階調補正処理を行うことを特徴とする。
この画像処理方法によれば、画像信号の中間輝度領域の出力が減少されることで、増光による表示階調の増加を相殺し、係る領域の表示階調を、照明光量を変化させないときの階調に近づけることができるため、中間輝度領域における色変化を抑えることができる。また、中間輝度領域の出力低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させることにより、高輝度領域のコントラストを向上させることができるので、増光により得られる際立ったハイライト表示と相まって高画質の調光表示を得ることができる。
【００１８】
本発明の表示装置の画像処理方法は、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置の画像処理方法であって、前記照明光量を増加させるとき、前記表示画像の画像信号に対して、中間輝度領域の出力を減少させるとともに、前記中間輝度領域の出力の低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させ、低輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正処理を行うことを特徴とする。
この画像処理方法によれば、中間輝度領域の出力を減少させ、高輝度領域の出力ゲインを上昇させることによって、中間輝度領域における色変化の抑制効果、及び高輝度領域のコントラスト向上効果を得ることができるのに加え、低輝度領域の出力ゲインを低下させることにより低輝度領域の画像信号を圧縮するので、低輝度領域における階調つぶれが生じないようにすることができる。
【００１９】
本発明の表示装置の画像処理方法では、前記画像信号に彩度の高い画像要素が含まれているとき、前記低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理を行うこともできる。
この画像処理方法によれば、照明光量を減少させる場合に、前記彩度判定部による画像解析に基づき、調光による色変化が目立って視認されやすい画像要素について、低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理が成されるので、調光による色変化をさらに抑制することができ、もって高画質の表示画像が得られる。
【００２０】
本発明の表示装置の画像処理方法では、前記画像信号に彩度の高い画像要素が含まれているとき、前記高輝度領域の出力を低下させる階調補正処理を行うこともできる。
この画像処理方法によれば、照明光量を増加させる場合に、前記彩度判定部による画像解析に基づき、調光による色変化が目立って視認されやすい画像要素について、低輝度領域の出力を増加させる階調補正処理が成されるので、調光による色変化をさらに抑制することができ、もって高画質の表示画像が得られる。
【００２１】
次に、本発明の画像処理プログラムは、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置に適用できる画像処理プログラムであって、前記照明光量を減少させる場合に、非調光時に比して中間輝度領域の出力を増加させ、前記中間輝度領域の出力の上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させる信号変調機能をコンピュータに実行させるものである。
【００２２】
本発明の画像処理プログラムは、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置に適用できる画像処理プログラムであって、前記照明光量を減少させるとき、非調光時に比して中間輝度領域の出力を増加させるとともに、前記中間輝度領域の出力の上昇に応じて低輝度領域の出力ゲインを上昇させ、高輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正機能をコンピュータに実行させるものである。
【００２３】
本発明の画像処理プログラムは、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置に適用できる画像処理プログラムであって、前記照明光量を増加させるとき、非調光時に比して中間輝度領域の出力を減少させ、前記中間輝度領域の出力の低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させる階調補正機能をコンピュータに実行させるものである。
【００２４】
本発明の画像処理プログラムは、照明光量を変化させることにより表示画像の調整が可能な表示装置に適用できる画像処理プログラムであって、前記照明光量を増加させるとき、非調光時に比して中間輝度領域の出力を減少させるとともに、前記中間輝度領域の出力の低下に応じて高輝度領域の出力ゲインを上昇させ、低輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正機能をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
本発明の画像処理プログラムでは、前記画像信号の低輝度領域に彩度の高い画像要素が含まれているとき、前記低輝度領域の出力を増加させる階調補正機能をコンピュータに実行させるものとすることができる。
【００２６】
本発明の画像処理プログラムでは、前記画像信号の高輝度領域に彩度の高い画像要素が含まれているとき、前記高輝度領域の出力を低下させる階調補正機能をコンピュータに実行させるものとすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［投射型表示装置］
図１は、本発明に係る画像処理方法を適用した表示装置の一例である投射型表示装置の概略構成図である。同図に示す投射型表示装置は、光源５１０、調光素子２６、ダイクロイックミラー５１３、５１４、反射ミラー５１５、５１６、５１７、リレーレンズ５１８、５１９、５２０、赤色光用液晶ライトバルブ５２２、緑色光用液晶ライトバルブ５２３、青色光用液晶ライトバルブ５２４、クロスダイクロイックプリズム５２５、投射レンズ系５２６を備えている。前記調光素子２６は、例えば、透過率が可変とされた液晶パネルによって構成されるものである。
【００２８】
光源５１０は、超高圧水銀灯等のランプ５１１とランプ５１１の光を反射するリフレクタ５１２とから構成されている。この光源５１０とダイクロイックミラー５１３との間には、光源５１０からの光量を調節する調光素子２６が配置されている。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー５１３は、光源５１０からの白色光のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー５１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ５２２に入射される。
【００２９】
一方、ダイクロイックミラー５１３で反射された緑色光は、緑色光反射用のダイクロイックミラー５１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ５２３に入射される。
また、ダイクロイックミラー５１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー５１４も透過し、リレーレンズ５１８、反射ミラー５１５、リレーレンズ５１９、反射ミラー５１６、リレーレンズ５２０からなるリレー系５２１を経て、青色光用液晶ライトバルブ５２４に入射される。
【００３０】
各液晶ライトバルブ５２２、５２３、５２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５２５に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ系５２６によってスクリーン５２７上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００３１】
各液晶ライトバルブ５２２、５２３、５２４には、画像信号に基づいて、各色光に所定の画像処理を施す画像処理部（図１では図示を省略）が接続されている。画像処理部で所定の画像処理が施された画像信号は、ライトバルブドライバを介して、各液晶ライトバルブ５２２、５２３、５２４に供給される。本発明に係る投射型表示装置は、この画像処理部において行われる所定の画像処理に基づいて、画像表示を行うものである。
【００３２】
次に、本実施形態に係る投射型表示装置に適用された画像処理方法の第１、第２実施形態について説明する。
［画像処理方法の第１実施形態］
図２は、本実施形態の投射型表示装置の駆動回路の構成を示したブロック図である。図３は、図２に示す画像処理部２１の詳細構成を示すブロック図である。図４は、図２に示す画像解析部２４の詳細構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２に示すように、まず画像信号は、画像処理部２１および画像解析部２４に入力される。画像解析部２４では、画像信号の解析を行って画像処理を行うための画像処理パラメータを算出するとともに、入力された画像信号をライトバルブ２３の出力階調に変換するための複数の変換テーブルを作成し、画像処理部２１に供給する。本実施形態の場合、図２に示すように、高彩度用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）と低彩度用ＬＵＴの２種類の変換テーブルが、画像解析部２４から画像処理部２１へ供給されるようになっている。
【００３４】
また、画像解析部２４は、調光制御信号に基づいて調光素子ドライバ２５を制御する。調光ドライバ２５は、調光素子２６を制御する。この調光素子ドライバ２５は、画像解析部２４により得られた画像処理パラメータに従って、光源５１０からの照明光量を変化させる。これにより、表示画像の明るさ範囲を拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができるようになっている。本実施の形態の投射型表示装置では、以上の作用により、ダイナミックレンジを広げることができ、映像品位の向上を図ることができる。
【００３５】
一方、画像処理部２１では、画像信号が入力されると、ライトバルブ２３を駆動する出力階調への変換処理を行う。この出力階調に変換された画像信号は、各色光用のライトバルブドライバ２２に入力され、ライトバルブドライバ２２は、この画像信号に基づいて、各色光用のライトバルブ２３を制御するようになっている。
【００３６】
本実施形態に係る画像処理部２１は、図３に示すように、彩度判定部３１と、高彩度処理部３２と、低彩度処理部３３とを備えて構成されている。
高彩度処理部３２及び低彩度処理部３３は、入力された画像信号を、画像解析部２４から供給される変換テーブルに基づき出力階調に変換する。図３に示すように高彩度処理部３２には、画像解析部２４から変換テーブルとして高彩度用ＬＵＴが供給され、低彩度処理部３３には、同、低彩度用ＬＵＴが供給されるようになっている。
上記彩度判定部３１は、入力された画像信号を解析して、所定の水準以上の彩度を有する画像要素又は画像領域の有無を判定し、係る判定に基づき、高彩度処理部３２と低彩度処理部３３のいずれを用いて後段の画像処理（出力階調変換処理）を行うかを選択する。そして、選択された前記処理部に対して画像信号を供給するようになっている。
【００３７】
画像解析部２４は、図４に示すように、ヒストグラム作成部４１と、ヒストグラム解析部４２と、テーブル作成部４３とを備えて構成されている。ヒストグラム作成部４１は、入力された画像信号の１フレームに含まれる画像データから、階調毎のヒストグラム（出現度数分布）を作成する。このヒストグラムの一例を図５に示す。図５中、横軸は階調数、縦軸は画素数を示している。
ヒストグラム解析部４２は、上記ヒストグラム作成部４１で作成されたヒストグラムに基づいて、画像処理部２１における画像処理パラメータである画像の明るさおよびオフセット値を抽出する。そして、これらのパラメータをテーブル作成部４３へ供給する。
【００３８】
テーブル作成部４３は、受け取った複数のパラメータに基づき、入力信号をライトバルブドライバ２２の出力階調に変換するための変換テーブルを作成する。その際、上記階調補正用パラメータを適用して変調曲線の補正を行うとともに、高彩度用ＬＵＴと低彩度用ＬＵＴの、画像信号の彩度に応じた２種類の変換テーブルを作成する。そして、作成した高彩度用ＬＵＴを先の画像処理部２１の高彩度処理部３２へ供給し、低彩度用ＬＵＴを低彩度処理部３３へ供給するようになっている。
【００３９】
上記高彩度用ＬＵＴ及び低彩度用ＬＵＴを供給された各処理部３２，３３は、彩度判定部３１からの画像信号の供給を受けると、その画像信号を上記変換テーブルを用いて出力階調に変換し出力する。本実施形態の投射型表示装置では、上記変換テーブルが階調補正用パラメータを適用して作成されているため、適切な階調補正が成された画像信号を得ることができるようになっており、画像信号の変調を行う画像処理部２１が、本発明に係る階調補正手段としても機能するようになっている。出力された画像信号は、前記処理部３２又は３３から図２に示すライトバルブドライバ２２に送信される。
【００４０】
上記画像解析部２４で作成された２種類の変換テーブルを用いた画像処理部２１における入力信号の変調に際して、第１実施形態の画像処理方法を適用すれば、表示光量を減少させる場合に、適切に階調補正が成された高画質の表示画像を得ることができる。この第１実施形態の画像処理方法における階調補正処理について、図６を参照して以下に説明する。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、画像処理方法の第１実施形態を説明するための階調曲線を示す図であり、図中、横軸は入力信号（画像信号）、縦軸は表示階調又は出力階調を示している。
【００４１】
図６（ａ）は、調光を行わない通常時の階調曲線を示している。この場合、階調曲線は４５°の直線状を成しており、入力信号は全帯域で一定のゲインで出力階調に変換され、同様の階調特性の表示階調が得られる。これに対して、本実施形態の画像処理方法では、図６（ｂ）に示すような階調曲線５０に沿う変換テーブル（低彩度用ＬＵＴ）を用いて入力信号を出力階調に変換する処理を行う。そして、この出力階調に変換された画像信号で制御されるライトバルブ２３により、減光された光を変調することで、図６（ｃ）に実線で示すような表示階調の階調曲線が得られるようになっている。上記階調補正を行わない場合（すなわち、図６（ｂ）に点線で示す階調曲線５２を用いて上記変換を行った場合）、表示階調の階調曲線は、図６（ｃ）に二点鎖線で示す階調曲線５５のような表示特性になる。
【００４２】
図６（ｂ）において、本実施形態の階調曲線５０（実線）は、階調曲線５２（非調光時の階調曲線）に比して、中間輝度領域５０ｂにおける出力が増加しており、それに伴って低輝度領域５０ａの出力ゲインが上昇し、高輝度領域５０ｃの出力ゲインが低下している。そして、本実施形態の階調曲線５０を用いた画像処理により得られる表示階調においては、図６（ｃ）に示すように、中間輝度領域において、同図に点線で示す非調光時の階調曲線５４と一致している。
このように表示階調の中間輝度領域の出力を、非調光時の階調曲線５４と一致させるように増加させることで、光量を低下させたことによる色変化を効果的に抑制することができ、従来の適応型表示装置で問題となっていた調光時の色変化による画質の低下を抑えることができる。
【００４３】
また、図６（ｃ）に示す表示階調の低輝度領域においては、出力ゲインの上昇によりコントラストが向上するので、視覚される画像の暗部の高画質化を実現することができ、調光による階調表現の向上効果をさらに促進することができる。
さらに本実施形態の場合、図６（ｂ）に示すように、高輝度領域５０ｃにおける出力ゲインを、非調光時に比して低下させるように階調補正を行っているので、図６（ｃ）に示すように、階調補正を行わない場合の階調曲線５５のように高輝度領域における階調のつぶれを生じさせることなく、調光を行うことが可能になっている。
【００４４】
また、本実施形態ではテーブル作成部４３において、高彩度用ＬＵＴと低彩度用ＬＵＴの２種類を作成し、これらの変換テーブルを用いて、画像要素の彩度に基づき異なる画像処理を行うことで、調光時の表示画像のさらなる高画質化を実現できるようになっている。上記実施形態における図６（ｂ）に示した階調曲線に沿う変換テーブルは、低彩度用ＬＵＴとして低彩度処理部３３に供給されるものであり、高彩度処理部３２に対しては、図７に示すような階調曲線に沿う変換テーブルを供給するようになっている。図７（ａ）は、高彩度処理部３２で用いられる高彩度用ＬＵＴの説明図、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す階調曲線を適用した場合の表示階調の階調曲線である。
【００４５】
図６（ｂ）に示す階調曲線に対応する低彩度用ＬＵＴを用いた場合、低輝度領域５０ａの出力ゲインを上昇させることに伴って、この輝度領域の色調に若干の変化を生じるため、画像信号中に彩度の高い画像要素又は画像領域が含まれている場合、この画像要素における色変化が比較的目立って視認されることになる。そこで、本実施形態の画像処理方法においては、画像信号に上記高彩度の画像要素ないし画像領域が含まれる場合には、係る画像要素について高彩度処理部３２によって画像処理を行うことが選択され、図７（ａ）に示す階調曲線に沿う高彩度用ＬＵＴを用いて入力信号の変換を行うようになっている。図７（ａ）に示すように、高彩度用ＬＵＴに対応する階調曲線５３は、図６（ｂ）に示す階調曲線５０と比較して、低輝度領域５３ａの出力が増加されている。そして、この高彩度用ＬＵＴを用いた画像処理を行うことで、図７（ｂ）に示す表示階調の階調曲線５６が得られ、この階調曲線５６では、低輝度領域５６ａにおいて非調光時の階調曲線５４とほぼ一致しており、低輝度領域における色変化を目立たなくすることができる。
【００４６】
［画像処理方法の第２実施形態］
次に、第２実施形態の画像処理方法を適用した場合について図８及び図９を参照して説明する。この第２実施形態の画像処理方法は、光量を増加させる場合に適用することで、適切に階調補正が成された高画質の表示画像を得ることができる画像処理方法である。
図８（ａ）〜（ｃ）は、本画像処理方法を説明するための階調曲線を示す図であり、図中、横軸は入力信号（画像信号）、縦軸は表示階調又は出力階調を示している。また、図９（ａ）は、本画像処理方法に係る高彩度用ＬＵＴに対応する階調曲線を示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す階調曲線を適用した場合の表示階調の階調曲線を示している。
【００４７】
図８（ａ）は、図６（ａ）と同様に、調光を行わない通常時の階調曲線を示している。これに対して、本実施形態の画像処理方法では、図８（ｂ）に示すような階調曲線６０に沿う変換テーブル（低彩度用ＬＵＴ）を用いて入力信号を出力階調に変換する処理を行う。そして、この出力階調に変換された画像信号で制御されるライトバルブ２３により、減光された光を変調することで、図８（ｃ）に実線で示すような表示階調の階調曲線が得られるようになっている。上記階調補正を行わない場合（すなわち、図８（ｂ）に点線で示す階調曲線６２を用いて上記変換を行った場合）、表示階調の階調曲線は、図８（ｃ）に二点鎖線で示す階調曲線６５のような表示特性になる。
【００４８】
図８（ｂ）において、本実施形態の階調曲線６０（実線）は、階調曲線６２（非調光時の階調曲線）に比して、中間輝度領域６０ｂにおける出力が低下しており、それに伴って高輝度領域６０ｃの出力ゲインが上昇し、低輝度領域６０ａの出力ゲインが低下している。そして、本実施形態の階調曲線６０を用いた画像処理により得られる表示階調においては、図８（ｃ）に示すように、中間輝度領域において、同図に点線で示す非調光時の階調曲線５４と一致している。
このように表示階調の中間輝度領域の出力を、非調光時の階調曲線５４と一致させるように増加させることで、光量を増加させたことによる色変化を効果的に抑制することができ、従来適応型表示装置で問題となっていた調光時の色変化による画質の低下を抑えることができる。
【００４９】
また、図８（ｃ）に示す表示階調の高輝度領域においては、出力ゲインの上昇によりコントラストが向上するので、視覚される画像の明部の高画質化を実現することができ、調光による階調表現の向上効果をさらに促進することができる。
さらに本実施形態の場合、図８（ｂ）に示すように、低輝度領域６０ａにおける出力ゲインを、非調光時に比して低下させるように階調補正を行っているので、図８（ｃ）に示すように、階調補正を行わない場合の階調曲線６５のように低輝度領域における階調のつぶれを生じさせることなく、調光を行うことが可能になっている。
【００５０】
また、本実施形態の投射型表示装置ではテーブル作成部４３において、高彩度用ＬＵＴと低彩度用ＬＵＴの２種類を作成し、これらの変換テーブルを用いて、画像要素の彩度に基づき異なる画像処理を行うことで、調光時の表示画像のさらなる高画質化を実現できるようになっている。先の実施形態の画像処理方法における図８（ｂ）に示した階調曲線に沿う変換テーブルは、低彩度用ＬＵＴとして低彩度処理部３３に供給されるものであり、高彩度処理部３２に対しては、図９に示すような階調曲線に沿う変換テーブルを供給するようになっている。
【００５１】
図８（ｂ）に示す階調曲線に対応する低彩度用ＬＵＴを用いた場合、高輝度領域６０ｃの出力ゲインを上昇させることに伴って、この輝度領域の色調に若干の変化を生じるため、画像信号中に彩度の高い画像要素又は画像領域が含まれている場合、この画像要素の色変化が比較的目立って視認されることになる。本実施形態の画像処理方法においても、上記第１実施形態と同様に、画像信号に上記高彩度の画像要素あるいは画像領域が含まれる場合には、係る画像要素について高彩度処理部３２によって画像処理を行うことが選択され、図９（ａ）に示す階調曲線に沿う高彩度用ＬＵＴを用いて入力信号の変換を行うようになっている。図９（ａ）に示すように、高彩度用ＬＵＴに対応する階調曲線６３は、図８（ｂ）に示す階調曲線６０と比較して、高輝度領域６３ｃの出力が増加されている。そして、この高彩度用ＬＵＴを用いた画像処理を行うことで、図９（ｂ）に示す表示階調の階調曲線６６が得られる。この階調曲線６６では、高輝度領域６６ｃにおいて非調光時の階調曲線５４とほぼ一致しているので、高輝度領域における色変化を目立たなくすることができる。
【００５２】
このように、本発明に係る画像処理方法を適用された投射型表示装置によれば、減光を行う場合には、上記第１実施形態の画像処理方法による階調補正処理によって、色変化が抑制されるとともに低輝度領域のコントラストが向上された高画質の表示画像が得られ、増光を行う場合には、上記第２実施形態の画像処理方法による階調補正処理によって、色変化が抑制されるとともに高輝度領域のコントラストが向上された高画質の表示画像が得られる。
【００５３】
尚、本発明に係る表示装置としては、上記第１、第２実施形態の画像処理方法は、両方を適用されている必要はなく、第１、第２実施形態のいずれかの画像処理方法のみを適用された構成であっても良いのは勿論であり、表示装置の構成に応じて適宜選択すればよい。
また、上記実施形態の投射型表示装置では、画像処理部２１が階調補正手段を備えた構成としたが、入力された画像信号がライトバルブドライバ２２に入力されるまでの間であれば、任意の位置に上記階調補正手段を設けることができ、上記階調補正手段により補正処理を施される画像信号はアナログ信号であっても、デジタル信号であっても構わない。
【００５４】
［投射型表示装置の他の実施形態］
図１０は、本発明に係る投射型表示装置の他の形態を示す概略構成図である。この実施形態の投射型表示装置７０と、図１に示した形態の投射型表示装置との異なる点は、先の実施形態では、照明系として光源５１０と、この光源５１０から射出された光を複数の色光に分離するダイクロイックミラー５１３，５１４とリレーレンズ５１８，５１９，５２０とが備えられていたのに対して、本実施形態では異なる色光をそれぞれ射出することが可能な光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが設けられている点である。
【００５５】
光源２Ｒは、赤色光ＬＲを射出するランプ７Ｒと、ランプ７Ｒの光を反射するリフレクタ８とから構成されている。光源２Ｇは、緑色光ＬＧを射出するランプ７Ｇと、ランプ７Ｇの光を反射するリフレクタ８とから構成されている。光源２Ｂは、青色光ＬＢを射出するランプ７Ｂと、ランプ７Ｂの光を反射するリフレクタ８とから構成されている。ランプ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）や、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）等から構成されている。
【００５６】
光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、液晶ライトバルブ（光変調手段）７２，７３，７４に対応して設けられており、光源２Ｒと赤色光用液晶ライトバルブ７２との間に赤色光調光用液晶素子７２ａが配置され、光源２Ｇと緑色光用液晶ライトバルブ７３との間に緑色光調光用液晶素子７３ａが配置され、光源２Ｂと青色光用液晶ライトバルブ７４との間に青色光調光用液晶素子７４ａが配置されている。
【００５７】
光源２Ｒから射出された赤色光ＬＲは赤色光調光用液晶素子７２ａに入射し、ここで先の実施形態と同様にして赤色の映像信号のヒストグラムから抽出された画像処理パラメータに基づいて強度（光量）を調節された後、赤色光用液晶ライトバルブ７２に入射し、ここで変調される。光源２Ｇから射出された緑色光ＬＧは緑色光調光用液晶素子７３ａに入射し、緑色の映像信号のヒストグラムから抽出された画像処理パラメータに基づいて強度（光量）を調節された後、緑色光用液晶ライトバルブ７３に入射し、ここで変調される。光源２Ｂから射出された青色光ＬＢは青色光調光用液晶素子７４ａに入射し、青色の映像信号のヒストグラムから抽出された画像処理パラメータに基づいて強度（光量）を調節された後、青色光用液晶ライトバルブ７４に入射し、ここで変調される。
【００５８】
各液晶ライトバルブ７２，７３，７４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム７５に入射され、ここで３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ７６によりスクリーン７７上に投射され、拡大画像が投影されるようになっている。
【００５９】
上記本実施形態の投射型表示装置においても、上記各ライトバルブ７２〜７４による各色光の変調に際して、画像信号に対して本発明に係る第１実施形態又は第２実施形態の画像処理方法を適用した適切な階調補正が行われるため、調光に伴う画像要素の色変化が抑えられた高画質の表示画像が得られる。また、光量を減少させる場合には、低輝度領域の出力ゲインを上昇させることによるコントラストの向上効果が得られ、光量を増加させる場合には、高輝度領域の出力ゲインを上昇させることによるコントラストの向上効果が得られる。
さらに、調光による階調つぶれも、減光時には高輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正を行うことで防止でき、また増光時には低輝度領域の出力ゲインを低下させる階調補正を行うことにより効果的に防止することができる。
【００６０】
またさらに、上記階調補正処理は、画像信号の彩度に基づき選択される変換テーブル（高彩度用ＬＵＴ、低彩度用ＬＵＴ）を用いて行われるため、調光による色変化が目立ちやすい高彩度の画像要素についても適切な階調補正処理が成され、高画質の表示画像が得られる。
【００６１】
また、本実施形態の投射型表示装置によれば、光源２Ｒ，２Ｇ、２Ｂとこれに対応して設けられた液晶ライトバルブ７２，７３，７４との間にそれぞれ調光用液晶素子が備えられ、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各光路上において光源と液晶ライトバルブとの間に調光用液晶素子が備えられているので、光源２Ｒ，２Ｇ、２Ｂから射出された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの強度（光量）を互いに独立に調節可能である。したがって、各光源の光出力強度が一定のままでも各調光用液晶素子に対応する液晶ライトバルブにおいて所望の強度（光量）の色光が得られるため、映像に応じた明るさが得られ、また、映像の色合いに偏りがある場合であっても効果的に調光でき、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡大することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れた投射型表示装置の実現に有利である。
【００６２】
尚、本実施形態の投射型表示装置では、液晶ライトバルブに照射される光量の調節を行う調光手段として、調光用液晶素子７２ａ〜７４ａを液晶ライトバルブ７２〜７４の前段に配した場合を図示して説明したが、光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのランプ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに固体発光素子を用いる場合には、その発光強度を制御性良く変化させることが可能であるため、調光用液晶素子７２ａ〜７４ａを設けない構成としてもよい。
【００６３】
［画像処理プログラム］
また、上記各実施形態の投射型表示装置ないし画像処理方法の機能を実現するための画像処理プログラムを、コンピュータ読取可能な媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより本発明に係る画像処理方法に必要な処理を実行することもできる。
本発明に係る画像処理プログラムは、上記投射型表示装置に限らず、直視型表示装置、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、デジタルミラーデバイス、フィールドエミッションデバイス等の画像処理にも用いることができる。
【００６４】
上記でいう「コンピュータ」は、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。また「コンピュータ読取可能な媒体」には、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可般媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のみならず、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体ないしは伝送波）、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含まれる。
また上記画像処理プログラムは、上記実施形態の表示装置の機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータにすでに記録されている画像処理プログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分プログラムであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る画像処理方法を適用した表示装置の一例である投射型表示装置の概略構成図。
【図２】図２は、実施形態の投射型表示装置の駆動回路の構成を示したブロック図。
【図３】図３は、図２に示す画像処理部の詳細構成を示すブロック図。
【図４】図４は、図２に示す画像解析部の詳細構成を示すブロック図。
【図５】図５は、ヒストグラムの一例を示す図。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、画像処理方法の第１実施形態を説明するための階調曲線を示す図。
【図７】図７（ａ）は、高彩度処理部３２で用いられる高彩度用ＬＵＴの説明図、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す階調曲線を適用した場合の表示階調の階調曲線を示す図。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の画像処理方法を説明するための階調曲線を示す図。
【図９】図９（ａ）は、本発明の画像処理方法に係る高彩度用ＬＵＴに対応する階調曲線を示す図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す階調曲線を適用した場合の表示階調の階調曲線を示す図。
【図１０】図１０は、投射型表示装置の他の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
２１画像処理部（階調補正手段）、２４画像解析部、３１彩度判定部、３２高彩度処理部、３３低彩度処理部、４３テーブル作成部、５０，６０階調曲線（出力階調）、５０ａ，６０ａ低輝度領域、５０ｂ，６０ｂ中間輝度領域、５０ｃ，６０ｃ高輝度領域、５３，６３階調曲線（表示階調）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and an image processing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of IT technology, needs for image display devices have been increasing in various fields. Among such image display devices, a liquid crystal display device capable of changing the optical characteristics by electrically controlling the arrangement of liquid crystal molecules is particularly expected from the viewpoints of low power consumption, thinness, and eye friendliness. Have been. In recent years, as one form of liquid crystal display device, a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens has been widely used. Has become.
[0003]
This projection type liquid crystal display device uses a liquid crystal light valve as a light modulating means. However, due to light leakage and stray light generated by various optical elements constituting an optical system, a displayable brightness range (dynamic range) is limited. In some cases, it is difficult to improve image quality. Therefore, as a method of expanding the dynamic range, a method of changing an amount of light incident on a light valve (light modulation unit) in accordance with a video signal while extending an image displayed on the light valve has been conventionally proposed (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-3-179886
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the adaptive dimming display device that changes the light amount according to the display image, the contrast can be improved by reducing the light amount. However, since the ratio of the primary colors (R, G, B) constituting the display image changes with the change in contrast, the color tone of the display image changes.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a display device capable of improving contrast while suppressing color change at the time of dimming and capable of displaying high-quality images. The purpose is.
It is another object of the present invention to provide an image processing method capable of displaying a high-contrast image while suppressing a color change during light control.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The display device of the present invention is a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light to solve the above-described problem, and functions when the amount of illumination light is reduced. The image processing apparatus further includes a gradation correction unit that performs a gradation correction process for increasing an output of the intermediate luminance region with respect to the image signal and increasing a signal gain of the low luminance region in accordance with an increase in the output of the intermediate luminance region. And
According to this configuration, when dimming is performed to reduce the amount of illumination light, the output of the intermediate luminance region of the image signal is increased by the gradation correcting unit, thereby offsetting the decrease in display gradation due to the dimming. Since the brightness level of such an area can be made closer to the time of non-light control, color change in the intermediate brightness area can be suppressed. Also, by increasing the output gain in the low-luminance area in accordance with the output increase in the middle-luminance area, it is possible to improve the contrast in the low-luminance area. A dimming display can be obtained.
The signal level at the boundary between the intermediate luminance area and the low luminance area may be fixed to a specific signal level, or may be variable according to a display image. When the boundary is fixed, for example, it can be set based on the lower limit of the band of the input signal or the signal level of the darkest pixel. Further, in the case of making it variable according to the display image, for example, a histogram (appearance frequency distribution) created from one frame of image data is analyzed, and the boundary can be set based on this analysis.
[0008]
The display device of the present invention is a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light, and functions when the amount of illumination light is reduced. A gradation correction unit that performs a gradation correction process of increasing the output of the region, increasing the output gain of the low luminance region according to the increase of the output of the intermediate luminance region, and decreasing the output gain of the high luminance region. It is characterized by having.
According to this configuration, by increasing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the low luminance region, it is possible to obtain the effect of suppressing color change in the intermediate luminance region and the effect of improving the contrast of the low luminance region. In addition to the above, since the image signal in the high-brightness area is compressed by lowering the output gain in the high-brightness area, gradation loss in the high-brightness area can be prevented.
The signal level at the boundary between the intermediate luminance area and the high luminance area may be fixed to a specific signal level or may be variable according to the display image, as in the above configuration.
[0009]
The display device of the present invention is a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light, and functions when increasing the amount of illumination light, and has an intermediate luminance with respect to an image signal of the display image. The image processing apparatus further includes a gradation correction unit that performs a gradation correction process of reducing the output of the region and increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region.
According to this configuration, when dimming is performed to increase the amount of illumination light, the output of the image signal in the intermediate luminance region is reduced by the above-described gradation correction means, so that an increase in display gradation due to the increase in light is offset. Further, since the display gradation approaches the display gradation when the illumination light amount is not changed, the color change in the intermediate luminance region can be suppressed. In addition, by increasing the output gain of the high-brightness area in accordance with the decrease of the output of the middle-brightness area, the contrast of the high-brightness area can be improved. A dimming display can be obtained.
The signal level at the boundary between the intermediate luminance area and the high luminance area may be fixed to a specific signal level, or may be variable according to a display image. When the boundary is fixed, for example, it can be set based on the upper limit of the band of the input signal or the signal level of the brightest pixel. Further, in the case of making it variable according to the display image, for example, a histogram (appearance frequency distribution) created from one frame of image data is analyzed, and the boundary can be set based on this analysis.
[0010]
The display device of the present invention is a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light, and functions when increasing the amount of illumination light, and has an intermediate luminance with respect to an image signal of the display image. A gradation correction unit that performs a gradation correction process of reducing the output of the region, increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region, and decreasing the output gain of the low luminance region. It is characterized by the following.
According to this configuration, by reducing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the high luminance region, it is possible to obtain the effect of suppressing a color change in the intermediate luminance region and the effect of improving the contrast of the high luminance region. In addition to the above, since the image signal in the low luminance region is compressed by lowering the output gain in the low luminance region, it is possible to prevent the gradation from being lost in the low luminance region.
The boundary between the intermediate luminance region and the low luminance region may be fixed to a specific signal level or may be variable according to a display image, as in the above configuration.
[0011]
The display device of the present invention further includes a saturation determination unit that determines the saturation of an image element based on the image signal, wherein the saturation determination unit includes a high saturation image element in the image signal. When it is determined, the gradation correction unit may perform a gradation correction process for increasing the output of the low luminance area.
According to this configuration, when decreasing the amount of illumination, based on the image analysis by the saturation determination unit, the gradation that increases the output of the low-luminance area for the image element in which the color change due to the dimming is conspicuous and easily visible. Since the correction processing is performed, it is possible to further suppress a color change due to light control, and to provide a display device that can obtain a high-quality display image.
[0012]
The display device of the present invention further includes a saturation determination unit that determines the saturation of an image element based on the image signal, wherein the saturation determination unit includes a high saturation image element in the image signal. When it is determined, the gradation correction unit may perform a gradation correction process for reducing the output of the high luminance area.
According to this configuration, when increasing the amount of illumination, based on the image analysis by the saturation determination unit, a gradation that increases the output of the low-luminance area for an image element in which the color change due to dimming is conspicuous and easily visible. Since the correction process is performed, it is possible to further suppress a color change due to light control, and to provide a display device that can obtain a high-quality display image.
[0013]
The display device according to the present invention further includes a table creation unit capable of creating a plurality of conversion tables for performing a tone correction process on the image signal, wherein the tone correction unit includes a saturation determination unit configured to perform a saturation determination. , A gradation correction process of the image signal of the corresponding saturation may be performed using the conversion table selected based on
According to this configuration, it is possible to easily configure an image processing unit capable of performing complicated gradation correction processing according to the saturation of an image element included in an input image signal. Further, since the image signal is corrected using the conversion table, image processing can be executed at high speed.
[0014]
In the display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the display gradation in the intermediate luminance region when the illumination light amount changes substantially coincides with the display gradation when the non-illumination light amount changes. According to this configuration, in the display of the intermediate luminance area, a color change from when the illumination light amount is not changed can be almost eliminated, so that a high-quality dimming display can be obtained.
[0015]
Next, an image processing method for a display device according to the present invention is an image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount. A gradation correction process is performed on the image signal, in which the output of the intermediate luminance region is increased and the output gain of the low luminance region is increased in accordance with the increase of the output of the intermediate luminance region.
According to this image processing method, the output of the intermediate luminance area of the image signal is increased, so that the decrease in the display gradation due to the dimming is offset, and the display gradation of the area is changed when the illumination light amount does not change. , It is possible to suppress a color change in the intermediate luminance area. Also, by increasing the output gain in the low-luminance area in accordance with the output increase in the middle-luminance area, it is possible to improve the contrast in the low-luminance area. A dimming display can be obtained.
[0016]
An image processing method for a display device according to the present invention is an image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light. On the other hand, while increasing the output of the intermediate luminance area, performing the gradation correction processing of increasing the output gain of the low luminance area and decreasing the output gain of the high luminance area in accordance with the increase of the output of the intermediate luminance area. It is characterized by.
According to this image processing method, it is possible to obtain an effect of suppressing a color change in the intermediate luminance region and an effect of improving a contrast of the low luminance region by increasing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the low luminance region. In addition to the above, since the image signal in the high-brightness area is compressed by lowering the output gain in the high-brightness area, it is possible to prevent the gradation from being lost in the high-brightness area.
[0017]
An image processing method for a display device according to the present invention is an image processing method for a display device in which a display image can be adjusted by changing a light amount. In addition, a gradation correction process for reducing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the high luminance region according to the decrease of the output of the intermediate luminance region is performed.
According to this image processing method, the output of the intermediate luminance region of the image signal is reduced, thereby offsetting the increase in the display gradation due to the brightening, and the display gradation of the region is reduced when the illumination light amount is not changed. Since the tone can be approximated, a color change in the intermediate luminance area can be suppressed. In addition, by increasing the output gain of the high-brightness area in accordance with the decrease of the output of the middle-brightness area, the contrast of the high-brightness area can be improved. A dimming display can be obtained.
[0018]
An image processing method for a display device according to the present invention is an image processing method for a display device in which a display image can be adjusted by changing the amount of illumination light. On the other hand, performing a tone correction process of reducing the output of the intermediate luminance region, increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region, and decreasing the output gain of the low luminance region. It is characterized by.
According to this image processing method, it is possible to obtain the effect of suppressing color change in the intermediate luminance region and the effect of improving the contrast of the high luminance region by reducing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the high luminance region. In addition to the above, since the image signal in the low luminance area is compressed by lowering the output gain in the low luminance area, it is possible to prevent the gradation from being lost in the low luminance area.
[0019]
In the image processing method for a display device according to the present invention, when the image signal includes an image element having high saturation, a gradation correction process for increasing the output of the low luminance area may be performed.
According to this image processing method, when the amount of illumination light is reduced, the output of a low-luminance area is increased for an image element in which a color change due to dimming is conspicuous and is easily recognized based on image analysis by the saturation determination unit. Since the gradation correction processing is performed, a color change due to light control can be further suppressed, and a high-quality display image can be obtained.
[0020]
According to the image processing method of the display device of the present invention, when the image signal includes an image element with high saturation, a gradation correction process for reducing the output of the high-luminance area can be performed.
According to this image processing method, when the amount of illumination light is increased, the output of a low-luminance area is increased for an image element in which a color change due to dimming is conspicuous and is easily recognized based on image analysis by the saturation determination unit. Since the gradation correction processing is performed, a color change due to light control can be further suppressed, and a high-quality display image can be obtained.
[0021]
Next, the image processing program of the present invention is an image processing program that can be applied to a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light. The computer performs a signal modulation function of increasing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the low luminance region in accordance with the increase of the output of the intermediate luminance region.
[0022]
An image processing program according to the present invention is an image processing program applicable to a display device capable of adjusting a display image by changing the amount of illumination light. In addition to increasing the output of the luminance region, the computer performs a gradation correction function of increasing the output gain of the low luminance region and decreasing the output gain of the high luminance region in accordance with the increase in the output of the intermediate luminance region. is there.
[0023]
The image processing program of the present invention is an image processing program that can be applied to a display device that can adjust a display image by changing the amount of illumination. The computer causes the computer to execute a gradation correction function of decreasing the output of the luminance region and increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region.
[0024]
The image processing program of the present invention is an image processing program that can be applied to a display device that can adjust a display image by changing the amount of illumination. A computer that executes a gradation correction function of decreasing the output of the luminance region, increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region, and decreasing the output gain of the low luminance region. is there.
[0025]
The image processing program according to the present invention causes a computer to execute a gradation correction function for increasing the output of the low-luminance area when the low-luminance area of the image signal includes a high-saturation image element. be able to.
[0026]
The image processing program according to the present invention causes a computer to execute a gradation correction function for reducing the output of the high-brightness area when a high-saturation image element is included in the high-brightness area of the image signal. be able to.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Projection display device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display device as an example of a display device to which the image processing method according to the present invention is applied. The projection type display device shown in the figure includes a light source 510, a dimming element 26, dichroic mirrors 513, 514, reflection mirrors 515, 516, 517, relay lenses 518, 519, 520, a liquid crystal light valve for red light 522, a green light. A liquid crystal light valve 523 for blue light, a liquid crystal light valve 524 for blue light, a cross dichroic prism 525, and a projection lens system 526. The dimming element 26 is configured by, for example, a liquid crystal panel whose transmittance is variable.
[0028]
The light source 510 includes a lamp 511 such as an ultra-high pressure mercury lamp and a reflector 512 that reflects light from the lamp 511. Between the light source 510 and the dichroic mirror 513, the dimming element 26 for adjusting the amount of light from the light source 510 is arranged.
The dichroic mirror 513 that reflects blue light and green light transmits red light of white light from the light source 510 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 517 and enters the red light liquid crystal light valve 522.
[0029]
On the other hand, the green light reflected by the dichroic mirror 513 is reflected by the dichroic mirror 514 for reflecting green light, and is incident on the liquid crystal light valve 523 for green light.
The blue light reflected by the dichroic mirror 513 also passes through the dichroic mirror 514, passes through a relay system 521 including a relay lens 518, a reflection mirror 515, a relay lens 519, a reflection mirror 516, and a relay lens 520, and passes through the relay system 521. The light enters the liquid crystal light valve 524.
[0030]
The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 enter the cross dichroic prism 525. This prism has four rectangular prisms bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. The three color lights are combined by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The combined light is projected onto a screen 527 by a projection lens system 526, which is a projection optical system, and an image is enlarged and displayed.
[0031]
Each of the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 is connected to an image processing unit (not shown in FIG. 1) that performs predetermined image processing on each color light based on an image signal. The image signal subjected to the predetermined image processing in the image processing unit is supplied to each of the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 via a light valve driver. The projection display device according to the present invention performs image display based on predetermined image processing performed in the image processing unit.
[0032]
Next, first and second embodiments of the image processing method applied to the projection display device according to the present embodiment will be described.
[First Embodiment of Image Processing Method]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the projection display device of the present embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the image processing unit 21 shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the image analysis unit 24 shown in FIG.
[0033]
As shown in FIG. 2, first, the image signal is input to the image processing unit 21 and the image analysis unit 24. The image analyzer 24 analyzes the image signal to calculate image processing parameters for performing image processing, and stores a plurality of conversion tables for converting the input image signal into the output gradation of the light valve 23. It is created and supplied to the image processing unit 21. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, two types of conversion tables, a high saturation LUT (look-up table) and a low saturation LUT, are supplied from the image analysis unit 24 to the image processing unit 21. Has become.
[0034]
Further, the image analysis unit 24 controls the dimming element driver 25 based on the dimming control signal. The dimming driver 25 controls the dimming element 26. The dimming element driver 25 changes the amount of illumination light from the light source 510 according to the image processing parameters obtained by the image analysis unit 24. This makes it possible to realize a smooth gradation expression while expanding the brightness range of the display image. In the projection display device of the present embodiment, the dynamic range can be expanded by the above operation, and the image quality can be improved.
[0035]
On the other hand, when an image signal is input, the image processing unit 21 performs a process of converting the image signal into an output gradation for driving the light valve 23. The image signal converted to the output gradation is input to the light valve driver 22 for each color light, and the light valve driver 22 controls the light valve 23 for each color light based on the image signal. ing.
[0036]
As shown in FIG. 3, the image processing unit 21 according to the present embodiment includes a saturation determination unit 31, a high saturation processing unit 32, and a low saturation processing unit 33.
The high-saturation processing unit 32 and the low-saturation processing unit 33 convert the input image signals into output gradations based on the conversion table supplied from the image analysis unit 24. As shown in FIG. 3, the high-saturation processing unit 32 is supplied with a high-saturation LUT as a conversion table from the image analysis unit 24, and the low-saturation processing unit 33 is supplied with the low-saturation LUT. Has become.
The saturation determination unit 31 analyzes the input image signal to determine the presence or absence of an image element or an image region having a saturation of a predetermined level or more, and based on the determination, determines whether the high saturation processing unit 32 has a low saturation. Which of the degree processing units 33 is to be used to perform the subsequent image processing (output gradation conversion processing). Then, an image signal is supplied to the selected processing unit.
[0037]
As shown in FIG. 4, the image analyzing unit 24 includes a histogram creating unit 41, a histogram analyzing unit 42, and a table creating unit 43. The histogram creating unit 41 creates a histogram (appearance frequency distribution) for each gradation from image data included in one frame of the input image signal. FIG. 5 shows an example of this histogram. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the number of gradations, and the vertical axis indicates the number of pixels.
The histogram analyzer 42 extracts the brightness and offset value of the image, which are the image processing parameters in the image processor 21, based on the histogram created by the histogram creator 41. Then, these parameters are supplied to the table creation unit 43.
[0038]
The table creating unit 43 creates a conversion table for converting an input signal into an output gradation of the light valve driver 22 based on the received plurality of parameters. At this time, the modulation curve is corrected by applying the above-described gradation correction parameter, and two types of conversion tables corresponding to the saturation of the image signal are created for the high saturation LUT and the low saturation LUT. Then, the created high-saturation LUT is supplied to the high-saturation processing unit 32 of the image processing unit 21, and the low-saturation LUT is supplied to the low-saturation processing unit 33.
[0039]
When each of the processing units 32 and 33 supplied with the high-saturation LUT and the low-saturation LUT receives the image signal from the saturation determination unit 31, the processing unit 32 and 33 converts the image signal into an output gradation using the conversion table. And output. In the projection display device of the present embodiment, since the conversion table is created by applying the tone correction parameters, it is possible to obtain an image signal on which appropriate tone correction has been performed. The image processing unit 21 that modulates an image signal also functions as a gradation correction unit according to the present invention. The output image signal is transmitted from the processing unit 32 or 33 to the light valve driver 22 shown in FIG.
[0040]
When modulating the input signal in the image processing unit 21 using the two types of conversion tables created by the image analysis unit 24, the image processing method of the first embodiment is applied. Thus, it is possible to obtain a high-quality display image in which gradation correction has been performed. The gradation correction processing in the image processing method according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIGS. 6A to 6C are diagrams showing gradation curves for explaining the first embodiment of the image processing method, in which the horizontal axis represents the input signal (image signal) and the vertical axis represents Indicates a display gradation or an output gradation.
[0041]
FIG. 6A shows a tone curve in a normal state in which light control is not performed. In this case, the gradation curve has a linear shape of 45 °, and the input signal is converted into an output gradation with a constant gain over the entire band, and a display gradation with similar gradation characteristics is obtained. On the other hand, in the image processing method of the present embodiment, the input signal is converted into the output gradation using a conversion table (low saturation LUT) along the gradation curve 50 as shown in FIG. Perform processing. The light valve 23 controlled by the image signal converted to the output gradation modulates the dimmed light, so that the gradation curve of the display gradation as shown by the solid line in FIG. Is obtained. When the above-described gradation correction is not performed (that is, when the above conversion is performed using the gradation curve 52 indicated by the dotted line in FIG. 6B), the gradation curve of the display gradation is as shown in FIG. Display characteristics such as a gradation curve 55 indicated by a two-dot chain line are obtained.
[0042]
In FIG. 6B, the output of the gradation curve 50 (solid line) of the present embodiment in the intermediate luminance region 50b is larger than that of the gradation curve 52 (the gradation curve at the time of non-light control). Accordingly, the output gain of the low luminance area 50a increases and the output gain of the high luminance area 50c decreases. In the display gradation obtained by the image processing using the gradation curve 50 of the present embodiment, as shown in FIG. It matches the gradation curve 54.
As described above, by increasing the output of the intermediate luminance region of the display gradation so as to match the gradation curve 54 at the time of non-light control, it is possible to effectively suppress the color change due to the decrease in the light amount. As a result, it is possible to suppress a decrease in image quality due to a color change at the time of dimming, which is a problem in the conventional adaptive display device.
[0043]
Further, in the low-luminance region of the display gradation shown in FIG. 6C, the contrast is improved by the increase of the output gain, so that it is possible to realize high image quality in a dark part of a visual image, and to use the light control. The effect of improving the gradation expression can be further promoted.
Further, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 6B, gradation correction is performed so that the output gain in the high-luminance area 50c is reduced as compared with the case of non-dimming. As shown in (), it is possible to perform dimming without causing the collapse of the gradation in the high luminance region as in the gradation curve 55 in the case where the gradation correction is not performed.
[0044]
In the present embodiment, the table creation unit 43 creates two types of LUTs for high saturation and LUT for low saturation, and performs different image processing based on the saturation of image elements using these conversion tables. Further, it is possible to further improve the image quality of a display image at the time of dimming. The conversion table along the gradation curve shown in FIG. 6B in the above-described embodiment is supplied to the low-saturation processing unit 33 as a low-saturation LUT. A conversion table along a gradation curve as shown in FIG. 7 is supplied. 7A is an explanatory diagram of a high-saturation LUT used in the high-saturation processing unit 32, and FIG. 7B is a gradation curve of a display gradation when the gradation curve shown in FIG. 7A is applied. It is.
[0045]
When a low-saturation LUT corresponding to the gradation curve shown in FIG. 6B is used, a slight change occurs in the color tone of the low-luminance area 50a as the output gain of the low-luminance area 50a increases. If the image signal includes an image element or an image region with high saturation, the color change in this image element is visually recognized relatively conspicuously. Therefore, in the image processing method of the present embodiment, if the image signal includes the high-saturation image element or the image area, it is selected that the image processing is performed by the high-saturation processing unit 32 on the image element. An input signal is converted using a high-saturation LUT along the gradation curve shown in FIG. As shown in FIG. 7A, in the gradation curve 53 corresponding to the high-saturation LUT, the output of the low-luminance area 53a is increased as compared with the gradation curve 50 shown in FIG. 6B. By performing image processing using the high-saturation LUT, a gradation curve 56 of a display gradation shown in FIG. 7B is obtained. It almost coincides with the tone curve 54 at the time, and the color change in the low luminance area can be made inconspicuous.
[0046]
[Second Embodiment of Image Processing Method]
Next, a case where the image processing method of the second embodiment is applied will be described with reference to FIGS. The image processing method according to the second embodiment is an image processing method that can be applied to increase the amount of light to obtain a high-quality display image on which gradation correction has been appropriately performed.
FIGS. 8A to 8C are diagrams showing gradation curves for explaining the present image processing method, in which the horizontal axis represents an input signal (image signal) and the vertical axis represents display gradation or output. The gray scale is shown. FIG. 9A is a diagram showing a gradation curve corresponding to the high-saturation LUT according to the image processing method, and FIG. 9B is a diagram to which the gradation curve shown in FIG. 9A is applied. 7 shows a gradation curve of a display gradation in the case.
[0047]
FIG. 8A shows a tone curve in a normal state in which light control is not performed, similarly to FIG. On the other hand, in the image processing method of the present embodiment, the input signal is converted into the output gradation using a conversion table (low-saturation LUT) along the gradation curve 60 as shown in FIG. Perform processing. Then, the dimmed light is modulated by the light valve 23 controlled by the image signal converted into the output gradation, whereby the gradation curve of the display gradation as shown by the solid line in FIG. Is obtained. When the above-described gradation correction is not performed (that is, when the above conversion is performed using the gradation curve 62 indicated by the dotted line in FIG. 8B), the gradation curve of the display gradation is as shown in FIG. A display characteristic such as a gradation curve 65 indicated by a two-dot chain line is obtained.
[0048]
In FIG. 8B, the output of the gradation curve 60 (solid line) in the present embodiment is lower than that of the gradation curve 62 (gradation curve at the time of non-light control) in the intermediate luminance region 60b. Accordingly, the output gain of the high luminance area 60c increases, and the output gain of the low luminance area 60a decreases. In the display gradation obtained by the image processing using the gradation curve 60 according to the present embodiment, as shown in FIG. It matches the gradation curve 54.
By increasing the output of the display gradation in the intermediate luminance region so as to match the gradation curve 54 at the time of non-light control, it is possible to effectively suppress a color change due to an increase in the amount of light. Thus, it is possible to suppress a decrease in image quality due to a color change at the time of dimming, which has conventionally been a problem in the adaptive display device.
[0049]
Further, in the high-luminance region of the display gradation shown in FIG. 8C, the contrast is improved by the increase of the output gain, so that it is possible to realize high image quality of a bright portion of a visual image, and to control light. Can further promote the effect of improving gradation expression.
Further, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 8B, gradation correction is performed so that the output gain in the low-luminance region 60a is reduced as compared with the case of non-dimming. As shown in (), it is possible to perform dimming without causing the collapse of the gradation in the low luminance area as in the gradation curve 65 when the gradation correction is not performed.
[0050]
In the projection display device of the present embodiment, the table creation unit 43 creates two types of LUTs for high saturation and LUT for low saturation, and uses these conversion tables to change different images based on the saturation of image elements. By performing the processing, it is possible to further improve the image quality of the display image at the time of dimming. The conversion table along the gradation curve shown in FIG. 8B in the image processing method of the previous embodiment is supplied to the low saturation processing section 33 as a low saturation LUT, and the high saturation processing section 32 , A conversion table along a gradation curve as shown in FIG. 9 is supplied.
[0051]
When the low-saturation LUT corresponding to the gradation curve shown in FIG. 8B is used, a slight change occurs in the color tone of the high-luminance area 60c as the output gain of the high-luminance area 60c increases. If the image signal includes an image element or an image region with high saturation, the color change of this image element is visually recognized relatively conspicuously. In the image processing method of the present embodiment, similarly to the first embodiment, when the image signal includes the high-saturation image element or the image area, the high-saturation processing unit 32 performs image processing on the image element. Is selected, and the input signal is converted using a high-saturation LUT along the gradation curve shown in FIG. 9A. As shown in FIG. 9A, in the gradation curve 63 corresponding to the high-saturation LUT, the output of the high-luminance area 63c is increased as compared with the gradation curve 60 shown in FIG. 8B. Then, by performing image processing using the high-saturation LUT, a gradation curve 66 of a display gradation shown in FIG. 9B is obtained. In the gradation curve 66, since the gradation curve almost coincides with the gradation curve 54 in the non-light control state in the high luminance region 66c, the color change in the high luminance region can be made inconspicuous.
[0052]
As described above, according to the projection display device to which the image processing method according to the present invention is applied, when dimming is performed, the color change is performed by the gradation correction processing by the image processing method of the first embodiment. When a high-quality display image in which the contrast is suppressed and the contrast in the low-luminance area is improved is obtained, and the brightness is increased, the color change is suppressed by the gradation correction processing by the image processing method of the second embodiment. In addition, a high-quality display image in which the contrast of the high-luminance area is improved can be obtained.
[0053]
Note that, as the display device according to the present invention, the image processing methods of the first and second embodiments need not be applied to both, and only one of the image processing methods of the first and second embodiments is required. Of course may be applied, and may be selected as appropriate according to the configuration of the display device.
Further, in the projection type display device of the above embodiment, the image processing unit 21 is provided with the gradation correction means. However, as long as the input image signal is not input to the light valve driver 22, The tone correction means can be provided at an arbitrary position, and the image signal to be corrected by the tone correction means may be an analog signal or a digital signal.
[0054]
[Other Embodiments of Projection Display Device]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the projection display device according to the present invention. The difference between the projection display device 70 of this embodiment and the projection display device of the embodiment shown in FIG. 1 is that, in the above embodiment, a light source 510 and a light emitted from the light source 510 are used as an illumination system. While the dichroic mirrors 513 and 514 for separating light into a plurality of color lights and the relay lenses 518, 519 and 520 are provided, in the present embodiment, the light sources 2R, 2G and 2B capable of emitting different color lights respectively. Is provided.
[0055]
The light source 2R includes a lamp 7R that emits red light LR, and a reflector 8 that reflects the light of the lamp 7R. The light source 2G includes a lamp 7G that emits green light LG, and a reflector 8 that reflects the light of the lamp 7G. The light source 2B includes a lamp 7B that emits blue light LB, and a reflector 8 that reflects the light of the lamp 7B. Each of the lamps 7R, 7G, and 7B includes a light-emitting diode (LED), an organic electroluminescent element (organic EL element), an inorganic electroluminescent element (inorganic EL element), and the like.
[0056]
The light sources 2R, 2G, 2B are provided corresponding to the liquid crystal light valves (light modulating means) 72, 73, 74, and a liquid crystal for red light control is provided between the light source 2R and the liquid crystal light valve for red light 72. An element 72a is arranged, a green light adjusting liquid crystal element 73a is arranged between the light source 2G and the green light liquid crystal light valve 73, and a blue light adjusting light is arranged between the light source 2B and the blue light liquid crystal light valve 74. Liquid crystal element 74a is disposed.
[0057]
The red light LR emitted from the light source 2R enters the red light adjusting liquid crystal element 72a, where the intensity (based on the image processing parameters extracted from the histogram of the red video signal in the same manner as in the previous embodiment) is determined. After the light amount is adjusted, the light enters the red light liquid crystal light valve 72 and is modulated there. The green light LG emitted from the light source 2G enters the green light adjusting liquid crystal element 73a, and after adjusting the intensity (light amount) based on the image processing parameters extracted from the histogram of the green video signal, the green light LG And is modulated here. The blue light LB emitted from the light source 2B enters the blue light adjusting liquid crystal element 74a, and after adjusting the intensity (light quantity) based on the image processing parameters extracted from the histogram of the blue video signal, the blue light LB And is modulated here.
[0058]
The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 72, 73, and 74 are incident on a cross dichroic prism 75, where the three color lights are combined to form light representing a color image. The synthesized light is projected on a screen 77 by a projection lens 76 as a projection optical system, and an enlarged image is projected.
[0059]
Also in the projection display device of the present embodiment, the image processing method of the first or second embodiment of the present invention is applied to an image signal when each of the light valves 72 to 74 modulates each color light. Since the appropriate gradation correction is performed, a high-quality display image in which a color change of an image element due to light control is suppressed can be obtained. In addition, when the light amount is reduced, the effect of improving the contrast is obtained by increasing the output gain in the low luminance region. When the light amount is increased, the contrast is increased by increasing the output gain in the high luminance region. An improvement effect is obtained.
Furthermore, gradation loss due to dimming can be prevented by performing gradation correction that lowers the output gain in the high luminance area when dimming, and performing gradation correction that lowers the output gain in the low luminance area when dimming. Can be prevented more effectively.
[0060]
Further, since the above tone correction processing is performed using a conversion table (LUT for high saturation, LUT for low saturation) selected based on the saturation of the image signal, the color change due to dimming is highly conspicuous. Appropriate gradation correction processing is also performed on image elements, and a high-quality display image can be obtained.
[0061]
Further, according to the projection type display device of the present embodiment, the dimming liquid crystal elements are provided between the light sources 2R, 2G, 2B and the liquid crystal light valves 72, 73, 74 provided corresponding thereto. The liquid crystal element for dimming is provided between the light source and the liquid crystal light valve on each optical path of the red light LR, the green light LG, and the blue light LB, so that the red light emitted from the light sources 2R, 2G, and 2B is provided. The intensity (light amount) of LR, green light LG, and blue light LB can be adjusted independently of each other. Therefore, even if the light output intensity of each light source is kept constant, color light having a desired intensity (light amount) can be obtained in the liquid crystal light valve corresponding to each dimming liquid crystal element, so that brightness according to an image can be obtained. , Even when the color tone of the image is uneven, the dimming can be effectively performed, the dynamic range of the projection type display device can be expanded, and the projection type display which is excellent in image expression power and adaptability to use environment This is advantageous for realizing the device.
[0062]
In the projection type display device according to the present embodiment, the dimming liquid crystal elements 72a to 74a are arranged in front of the liquid crystal light valves 72 to 74 as dimming means for adjusting the amount of light applied to the liquid crystal light valves. However, when solid-state light-emitting elements are used for the lamps 7R, 7G, and 7B of the light sources 2R, 2G, and 2B, the light-emitting intensity can be changed with good controllability. A configuration in which the liquid crystal elements 72a to 74a are not provided may be employed.
[0063]
[Image processing program]
In addition, an image processing program for realizing the functions of the projection display device or the image processing method of each of the above embodiments is recorded on a computer-readable medium, and the program recorded on the recording medium is read by a computer. , The processing required for the image processing method according to the present invention can be executed.
The image processing program according to the present invention is not limited to the above-described projection display device, and can be used for image processing of a direct-view display device, a liquid crystal device, an electroluminescence device, a plasma display device, a digital mirror device, a field emission device, and the like. it can.
[0064]
The “computer” mentioned above includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable medium” includes not only general media such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, storage devices such as a hard disk built into a computer, but also a network such as the Internet or a telephone line. Such as a communication line for transmitting a program through a communication line such as a communication line, which dynamically holds a program for a short period of time (transmission medium or transmission wave), and in which case a computer as a server or client Such as a volatile memory that holds a program for a certain period of time.
Further, the image processing program may be for realizing a part of the functions of the display device of the above-described embodiment, and may be realized by combining the above-described functions with an image processing program already recorded in a computer. Whatever is possible, a so-called difference program may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display device as an example of a display device to which an image processing method according to the present invention is applied.
FIG. 2 is an exemplary block diagram illustrating a configuration of a driving circuit of the projection display device according to the embodiment;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an image processing unit illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an image analysis unit illustrated in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a histogram;
FIGS. 6A to 6C are diagrams showing gradation curves for explaining a first embodiment of the image processing method.
7A is an explanatory diagram of a high-saturation LUT used in a high-saturation processing unit 32, and FIG. 7B is a display gradation when a gradation curve shown in FIG. 7A is applied; FIG.
FIGS. 8A to 8C are diagrams showing gradation curves for explaining the image processing method of the present invention.
9A is a diagram showing a tone curve corresponding to a high-saturation LUT according to the image processing method of the present invention, and FIG. 9B is a diagram showing the tone curve shown in FIG. 9A. The figure which shows the gradation curve of the display gradation at the time of applying.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the projection display device.
[Explanation of symbols]
21 image processing unit (gradation correction means), 24 image analysis unit, 31 saturation determination unit, 32 high saturation processing unit, 33 low saturation processing unit, 43 table creation unit, 50, 60 gradation curve (output gradation) , 50a, 60a Low brightness area, 50b, 60b Middle brightness area, 50c, 60c High brightness area, 53, 63 Gray scale curve (display gray scale)

Claims

A display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
It functions when the amount of illumination light is reduced, and increases the output of an intermediate luminance region with respect to the image signal of the display image, and increases the signal gain of the low luminance region in accordance with an increase in the output of the intermediate luminance region. A display device comprising: tone correction means for performing tone correction processing.

A display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
Functions when the amount of illumination light is reduced, and increases the output of the intermediate luminance region with respect to the image signal of the display image, and increases the output gain of the low luminance region in accordance with the increase in the output of the intermediate luminance region. And a gradation correction means for performing a gradation correction process for lowering an output gain in a high luminance area.

A display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
It functions when increasing the amount of illumination light, reduces the output of an intermediate luminance area with respect to the image signal of the display image, and increases the output gain of a high luminance area in response to the decrease in output of the intermediate luminance area. A display device comprising: tone correction means for performing tone correction processing.

A display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
It functions when increasing the amount of illumination light, and for the image signal of the display image, reduces the output of the intermediate luminance region, and increases the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease in the output of the intermediate luminance region. And a gradation correction means for performing a gradation correction process for lowering an output gain in a low luminance area.

The image processing apparatus further includes a saturation determination unit that determines saturation of an image element based on the image signal,
When the saturation determination section determines that the image signal includes a high-saturation image element, the gradation correction section performs a gradation correction process to increase the output of the low-luminance area. The display device according to claim 1, wherein the display device is displayed.

The image processing apparatus further includes a saturation determination unit that determines saturation of an image element based on the image signal,
When the saturation determination unit determines that the image signal includes an image element having high saturation, the gradation correction unit performs a gradation correction process for reducing the output of the high luminance region. The display device according to claim 3, wherein the display device is displayed.

A table creation unit capable of creating a plurality of conversion tables for performing a tone correction process on the image signal,
6. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the gradation correction unit performs a gradation correction process on the image signal having a corresponding saturation using a conversion table selected based on the saturation determination of the saturation determination unit. Or the display device according to 6.

The display device according to any one of claims 1 to 7, wherein a display gradation in an intermediate luminance area when the illumination light amount changes substantially matches a display gradation when the non-illumination light amount changes.

An image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
When decreasing the illumination light amount, a gray level that increases an output of an intermediate luminance region with respect to an image signal of the display image and increases an output gain of a low luminance region in accordance with an increase in output of the intermediate luminance region. An image processing method for a display device, comprising: performing a correction process.

An image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
When decreasing the amount of illumination, the output of the intermediate luminance region is increased with respect to the image signal of the display image, and the output gain of the low luminance region is increased in accordance with the increase in the output of the intermediate luminance region. An image processing method for a display device, comprising: performing a gradation correction process for reducing an output gain of a luminance region.

An image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
When increasing the illumination light amount, a gradation for decreasing the output of the intermediate luminance region and increasing the output gain of the high luminance region in accordance with the decrease of the output of the intermediate luminance region with respect to the image signal of the display image. An image processing method for a display device, comprising: performing a correction process.

An image processing method for a display device capable of adjusting a display image by changing an illumination light amount,
When increasing the illumination light amount, the image signal of the display image, the output of the intermediate luminance region is reduced, the output gain of the high luminance region is increased according to the decrease of the output of the intermediate luminance region, An image processing method for a display device, comprising: performing a gradation correction process for reducing an output gain of a luminance region.

11. The image processing apparatus according to claim 9, wherein when the image signal includes an image element having high saturation, a gradation correction process for increasing an output of the low luminance area is performed. Method.

13. The image processing apparatus according to claim 11, wherein when the image signal includes an image element having high saturation, a gradation correction process for reducing an output of the high-luminance area is performed. Method.