JP2004326082A - 表示制御装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハードウェア化しやすく、画像表示におけるチラツキを抑制でき、色のつぶれを抑制できる画像表示制御装置を提供する。
【解決手段】 入力信号に基づいて特徴量を算出する特徴量算出部２１と、特徴量により変換特性を定める変換特性算出部２２と、定められた変換特性にしたがって入力信号を変換する信号変換部２３とを備え、変換特性は、原点に近い低階調領域の線分と、フルスケールに近い高階調領域の線分と、低階調領域と高階調領域との間に位置する中間階調領域の線分とを有し、中間階調領域の傾きが、低階調領域及び高階調領域の傾きのいずれよりも、大きくなるように定められる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力信号に、コントラスト感を向上させる処理を施す画像表示制御装置及びそれを用いた表示装置に関するものである。

情報化社会の発達に伴い、様々な状況下で、表示装置に画像を表示し、それをユーザが見る機会が増えている。しかしながら、表示装置の表示能力は、必ずしも十分なレベルに達していないものもあり、入力信号をそのまま表示装置に入力した場合よりも、見た目の見やすさを向上させる工夫が、必要となる。

この点について、非特許文献１は、シグモイド関数を用いて、黒（低階調）をより黒く、白（高階調）をより白く、さらに中間調のコントラスト感を拡大により、画像にメリハリを与え、立体感を向上させる、手法を提案している。

このシグモイド関数は、
ｙ＝｛ａ＾（１−ｒ）｝＊｛ｘ＾ｒ｝ （０≦ｘ≦ａ）
ｙ＝１−｛（１−ａ）＾（１−ｒ）｝＊｛（１−ｘ）＾ｒ｝ （ａ＜ｘ≦１）
のような非線形関数である。ここで、制御値ａは、入力信号の輝度ヒストグラムの最頻出値であり、制御値ｒは定数である。
「デジタルカメラシステムにおけるシグモイド関数による階調変換」、渡辺ら、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ２０００論文集Ｂ−２７、日本画像学会

しかしながら、非特許文献１記載の技術では、次の問題点１、２がある。
（問題点１）シグモイド関数は、非線形であるため、単純な演算回路で実現できない。このため、ハードウェア実装を考えた場合、実用的でない。
（問題点２）非特許文献１では、シグモイド関数の制御値として、ヒストグラムの最頻出値を用いている。しかし、この制御値は、連続的に画面が変わる場合、画面ごとに大きく変化しやすく、変換後の画像表示において、チラツキが発生する。

また一般的に、輝度としては、Ｙｕｖ色空間のＹ信号が使用される。したがって、コントラストを向上させる処理においても、このＹ信号を用いることが考えられる。

しかしながら、Ｙｕｖ色空間における、Ｙ信号のキャパシティは、ＲＧＢ色空間における明るさ成分のキャパシティよりも、大きい。したがって、特別の考慮をしないで、Ｙ信号を大きくする処理を施し、その後、Ｙｕｖ色空間からＲＧＢ色空間へ逆変換すると、ＲＧＢ色空間における明るさ成分のキャパシティを超えた、即ち、実際には表示できない、結果を招き、結局、色のツブレが、生じてしまう。

例えば、ＲＧＢ色空間において、Ｒ＝０％，Ｇ＝０％，Ｂ＝８０％の信号を、Ｙｕｖ色空間に変換し、輝度を取り出すと、輝度Ｙ＝２４％となる。そして、輝度を２倍にする処理（Ｙｕｖ色空間では許される。）をすると、輝度Ｙ＝４８％となる。

しかしながら、処理後の色を、ＲＧＢ色空間に逆変換した際、Ｂ＞１００％となって、表示できない。つまり、色がつぶれてしまったわけである。

そこで本発明は、ハードウェア化しやすく、画像表示におけるチラツキを抑制でき、色のつぶれを抑制できる画像表示制御装置を提供することを目的とする。

請求項２記載の表示制御装置では、入力信号に基づいて特徴量を算出する特徴量算出部を備え、変換特性算出部は、この特徴量に基づいて変換特性を定める。

この構成において、特徴量によって、入力信号の性質を反映させた処理を行える。

請求項４記載の表示制御装置では、入力信号に対して適応的に変換特性を定める変換特性算出部と、変換特性算出部によって定められた変換特性にしたがって入力信号を変換する信号変換部と、重み特性にしたがって、入力信号にマスクをかける重み算出部と、重み算出部によりマスクされた入力信号に基づいて、特徴量を算出する特徴量算出部とを備え、変換特性算出部は、この特徴量に基づいて変換特性を定める
この構成において、重み特性により、入力信号にマスクをかけることにより、特徴量の不要な変化を抑えて、チラツキの発生を削減できる。

請求項８記載の表示制御装置では、重み特性は、入力信号における低階調信号及び高階調信号を抑制するものである。

この構成により、例えば、自然画のように、中間調が多い画像の処理に適する。

請求項９記載の表示制御装置では、重み特性は、入力信号における中間階調信号及び高階調信号を抑制するものである。

この構成により、例えば、全体として暗い画像のように、低階調が多い画像の処理に適する。

請求項１１記載の表示制御装置では、別の色空間は、ＲＧＢ色空間と、明るさ成分について、同じキャパシティを持つ色空間、例えば、ＨＳＶ色空間である。

この構成により、明るさ成分の変更に伴う、色のツブレを防止できる。

請求項１４記載の表示制御装置では、変換特性は、横軸を入力信号とし、縦軸を出力信号とし、横軸において原点からフルスケールに至る領域を、原点に近い低階調領域と、フルスケールに近い高階調領域と、低階調領域と高階調領域との間に位置する中間階調領域とに分けた場合、中間階調領域の平均傾きが、低階調領域の平均傾き及び高階調領域の平均傾きのいずれよりも、大きくなるように定められる。

この構成により、入力信号に合わせて、中間調領域のコントラストを協調でき、低階調領域（黒）はより黒く、高階調領域（白）はより白くでき、画像のメリハリ感を向上できる。

請求項１６記載の表示制御装置では、特徴量は、中間階調領域の位置及び範囲を定める。

この構成により、コントラストを強調する中間調領域を、特徴量で表現される入力信号の性質に合わせて、動的に変化させることができる。

請求項１７記載の表示制御装置では、特徴量は、入力信号によって表現される画像の平均輝度である。

この構成において、ヒストグラムの最頻出値よりも、より安定した特徴量を用いているため、画像表示におけるチラツキを抑制できる。

請求項１８記載の表示制御装置では、特徴量算出部は、信号変換部の出力レベルと、外部光源の発光レベルとを、相関性を持たせて調整する信号を出力する。

この構成により、光源を有する表示部において、表示デバイスの表示レベルと、光源の発光レベルとを、協調させることができる。

請求項２０記載の表示制御装置では、変換特性における、縦軸の最大値が、閾値を下回るとき、特徴量算出部は、信号変換部の出力レベルを上げ、外部光源の発光レベルを下げるように、調整する。

この構成により、表示部において、見た目上、同様の表示結果を得ながら、外部光源の発光レベルを下げることにより、消費電力を削減できる。

請求項２１記載の表示制御装置では、変換特性における、縦軸の最大値が、閾値を上回るとき、特徴量算出部は、外部光源の発光レベルを上げるように、調整する。

この構成により、表示部において、高い表示レベルに合わせて、発光レベルを上げ、より鮮やかな表示結果を得ることができる。

請求項２２記載の表示制御装置では、変換特性は、それぞれの傾きが定められた、複数の線分からなる。

この構成において、線分によって線形な処理を行っているため、処理を単純化でき、ハードウエア化に対応しやすい。

請求項２３記載の表示制御装置では、低階調領域と、中間階調領域と、高階調領域とには、それぞれ１本の線分が存在する。

この構成において、合計３本の線分により、変換特性を簡潔に取り扱うことができる。

請求項２６記載の表示制御装置は、入力信号を、ＲＧＢ色空間から別の色空間へ変換し、明るさ成分と、彩度成分と、その他の成分に分離する色変換部と、一定の輝度変換特性にしたがって、明るさ成分を変換する輝度変換部と、一定の彩度変換特性にしたがって、彩度成分を変換する彩度変換部と、輝度変換部により変換された明るさ成分と、彩度変換部により変換された彩度成分と、その他の成分とを合成し、別の色空間からＲＧＢ色空間へ変換する逆色変換部とを備え、彩度変換特性は、それぞれの傾きが定められた、複数の線分からなる。

この構成により、入力信号によらず、一定の変換特性を使用することにより、ハードウエア化した際の回路規模を大幅に削減でき、しかも、彩度成分も処理することにより、コントラストだけでなく、鮮やかさも協調でき、見た目の画質を向上できる。また、明るさ成分と彩度成分とを、独立して処理でき、画質を自由に調整できる。

請求項２８記載の表示制御装置では、彩度変換特性の複数の線分は、上に凸の折れ線を構成する。

この構成により、線分によって線形な処理を行っているため、処理を単純化でき、ハードウエア化に対応しやすい。

請求項２９記載の表示制御装置では、明るさ成分Ｖは、ＲＧＢ値の最大値であり、彩度成分Ｓは、ＲＧＢ値の最大値からＲＧＢ値の最小値を引いた値を、ＲＧＢ値の最大値で除した値である。

この構成により、簡単な演算で、明るさ成分と彩度成分とを、取り出すことができ、ハードウエア化した際の回路規模を小さくできる。

本発明によれば、ハードウェア化が容易で、画像表示におけるチラツキや、色のつぶれを抑制できる画像表示制御装置が得られる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１から図３は、実施の形態１に関する。図１は、本発明の実施の形態１における表示装置のブロック図である。

図１において、表示部１０は、ＬＣＤ、ＣＲＴ等であり、明るさ成分に階調を付けて表示できるものならば、任意のものを使用できる。

表示制御装置２０は、入力端子２４と、出力端子２５とを持ち、出力端子２５からの出力信号Ｉ₁により、表示部１０の表示状態を制御する。

表示制御装置２０のうち、特徴量算出部２１は、入力端子２４から入力される入力信号Ｉ₀に基づいて、画像１枚分の特徴量を算出する。ここで本形態では、入力信号Ｉ₀は、映像信号の成分であり、ここでは輝度である。この輝度としては、任意の明るさ成分を使用できる。

そして、特徴量として、入力信号Ｉ₀の画像１枚分の平均値ｔを用いる。これは、計算が容易なだけでなく、画像全体として、出現頻度が高く、しかも、ヒストグラムの最頻出値などよりも安定性が高く、画像間で変化が少ないと考えられるためである。

即ち、特徴量算出部２１は、画像１枚分の入力信号Ｉ₀を得て、輝度の平均値ｔを求め、特徴量として、変換特性算出部２２へ出力する。

変換特性算出部２２は、特徴量算出部２１から特徴量ｔを入力し、図２に示すような、変換特性を定める。即ち、特徴量及び変換特性は、原則として１フレーム毎に更新される。

図２に示すように、この変換特性は、横軸に入力信号Ｉ₀をとり、縦軸に出力信号Ｉ₁をとると、原点（０，０）からフルスケール（本形態では、８ビット表示するため２５５）に至る領域を、原点に近い低階調領域（０≦Ｉ₀＜ｕ、傾きｒ１）、フルスケールに近い高階調領域（ｖ＜Ｉ₀≦２５５、傾きｒ３）、これらの領域の間に位置する中間階調領域（ｕ≦Ｉ₀≦ｖ、傾きｒ２）とに、分けたとき、ｒ２＞ｒ１、ｒ２＞ｒ３となるように、なっている。これらの傾きｒ１、ｒ２、ｒ３は、一定値である。

即ち、低、中、高のそれぞれの階調領域に、それぞれ１本の線分が存在する。このようにすると、後に詳述するように、全て線形の単純な演算で、出力信号Ｉ₁を求めることができ、ハードウエア化が容易である。

また、特徴量ｔは、変換特性における、中間調領域の位置及び範囲を定める。即ち、本例では、変換特性算出部２２は、特徴量ｔが入力されると、幅Ａ＝幅Ｂ＝ｔ／４とする。そして、ｕ＝ｔ−Ａ、ｖ＝ｔ＋Ｂとする。これにより、中間調領域の位置及び範囲が定められる。

次に、変換特性算出部２２は、原点（０，０）から傾きｒ１の直線を引き、この直線とＩ₀＝ｕなる直線との交点Ｐ１を求める。また、変換特性算出部２２は、交点Ｐ１から傾きｒ２の直線を引き、Ｉ₀＝ｖなる直線との交点Ｐ２を求める。さらに、変換特性算出部２２は、交点Ｐ２から傾きｒ３の直線を引き、Ｉ₀＝２５５なる直線との交点Ｐ３を求める。以上により、線分ＯＰ１、Ｐ１Ｐ２、Ｐ２Ｐ３が確定し、変換特性が定まった。

ところで、この変換特性は、特徴量ｔに依存しているため、特徴量ｔが変化すると、変換特性は、図２の状態から変化する。例えば、図２の状態から、特徴量ｔが小さくなると、図３に示すように、中間調領域が狭くなり、しかも、原点側へシフトする。

逆に、特徴量ｔが大きくなると、中間調領域が広くなり、フルスケール側へシフトする。

このような変換特性の変化により、入力信号Ｉ₀に対して、適応的な表示制御が行われる。

さて、図１において、信号変換部２３は、入力端子２４から入力信号Ｉ₀を入力すると共に、変換特性算出部２２から上述のように求めた、変換特性のパラメータを入力する。そして、信号変換部２３は、この変換特性にしたがって、入力信号Ｉ₀を変換し、出力信号Ｉ₁を、出力端子２５を介して、表示部１０へ出力する。

以上の結果、平均輝度を中心に、中間調領域のコントラストが協調され、メリハリ感が向上する。また、黒がより黒く、白がより白くなるため、視覚的コントラスト感が向上する。さらに、変換特性を線形な処理のみとしたので、ハードウェア化が容易である。

なお、以上の変換特性では、３本の線分を使用したが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、さらに、多数本の線分を使用することができる。また、線分と線分とのつなぎ目を、丸めるなどしても差し支えない。

さらに特徴量ｔ及び／または変換特性は、今回表示しようとしている画像の入力信号Ｉ₀そのものでなく、それ以前の画像に関する入力信号に基づいて、算出してもよい。こうすると、連続的に画面が変化する場合、変換特性の変化を滑らかにして、安定した画質が得られる。

（実施の形態２）
図４、図５は、実施の形態２に関する。図４は、本発明の実施の形態２における表示装置のブロック図である。本形態は、表示部３０が、光源３２と、光源３２によって照射される表示デバイス３１とを有する場合（典型的には、表示部３０がバックライト型のＬＣＤであるとき）に、好適である。

本形態の表示制御装置４０のうち、変換特性算出部２２、信号変換部２３は、実施の形態１と同様である。また、表示制御装置４０の次段に設けられる、光源調整装置４５は、表示デバイス３１に接続される第１出力端子４３と、光源３２に接続される第２出力端子４４とを有する。

そして、本形態では、光源調整装置４５において、信号変換部２３と、第１出力端子４３との間に、乗算部４２を設け、特徴量算出部４１から乗算部４２への係数Ｋを出力している。乗算部４２は、出力信号Ｉ₁に係数Ｋを乗算し、その結果を、出力信号Ｉ₂として、表示デバイス３１へ出力する。この出力信号Ｉ₂は、表示デバイス３１の表示レベルを定めるものである。

また、表示制御装置４０において、特徴量算出部４１は、第２出力端子４４へ光源３２の発光レベルを定める発光制御信号Ｐを出力する。

係数Ｋと発光制御信号Ｐとにより、特徴量算出部４１は、信号変換部２３の出力レベル（表示デバイス３１の発光レベル）と、光源３２の発光レベルとを、相関性を持たせて調整する。

具体的には、図５に示すように、適当な特徴量ｔ１による、変換特性Ｓ１によるときの、出力信号Ｉ₁の最大値ｍａｘ１を、基準値とする。

これに対し、特徴量ｔ２による変換特性Ｓ２の最大値ｍａｘ２のように、ｍａｘ１＞ｍａｘ２なるときは、特徴量算出部４１は、係数Ｋ（＝ｍａｘ１／ｍａｘ２）を求め、乗算部４２へ出力する。ここで、Ｋ＞１であるから、出力信号Ｉ₂は入力信号Ｉ₁よりも大きくなり、表示デバイス３１の発光レベルが上昇する。また、特徴量算出部４１は、発光制御信号Ｐ＝（ｍａｘ２／ｍａｘ１）^γ（γは、表示デバイス３１の階調特性の一つであり、ＣＲＴに準じ、γには２．２程度の値が設定されることが多い）とする。これにより、表示デバイス３１の映像信号の増幅と光源３２の明るさ低下とが、相殺される。したがって、画質を落とすことなく、光源３２による消費電力を抑制できる。

一方、特徴量ｔ３による変換特性Ｓ３の最大値ｍａｘ３のように、ｍａｘ１＜ｍａｘ３なるとき、特徴量算出部４１は、係数Ｋ＝ｍａｘ１／ｍａｘ３とし、その結果、出力信号Ｉ₂（＝Ｋ＊Ｉ₁）は、入力信号Ｉ₁よりも小さくなる。また、特徴量算出部４１は、発光制御信号Ｐ＝（ｍａｘ１／ｍａｘ３）^γとし、その結果、光源３２の発光レベルが上昇する。これにより、明るい高画質表示を行える。なお、ピーク輝度が下がる場合、表示部３０が有機ＥＬであると、その寿命を延長できる。また、入力信号Ｉ₁が仮にフルスケール（本例では２５５）を超えていても、出力信号Ｉ₂を小さくしフルスケール内に納めることができる。そのため、色のクリップを防止できる。

なお、以上２つの場合において、発光制御信号Ｐ及び係数Ｋは、フレーム毎に更新するのが望ましい。しかしながら、発光制御信号Ｐ及び係数Ｋは、今回表示しようとしている画像の入力信号Ｉ₀そのものでなく、それ以前の画像に関する入力信号に基づいて、算出してもよい。こうすると、連続的に画面が変化する場合、変換特性の変化を滑らかにして、安定した画質が得られる。

（変形例１）
図１３及び図１４は、実施の形態２の変形例１に関する。図１３に示すように、この変形例１では、実施の形態２における光源調整装置４５（図４参照）に代えて光源調整部２８を、表示制御装置４０と表示部３０との間に設けている。

光源調整部２８は、信号変換部２３の出力信号Ｉ₁に基づいて表示デバイス３１への出力信号Ｉ₂と光源３２への発光制御信号Ｐとを、相関性を持たせて調整する。この場合、図４と異なり、特徴量算出部４１は、係数Ｋや発光制御信号Ｐを求める必要はない。

光源調整部２８は、次のような処理を行う。即ち、光源調整部２８は、信号変換部２３から１フレーム分の出力信号Ｉ₁を入力し、図１４に例示している最大輝度値ｍａｘＩ₁を求める。

ここで、本例ではフルスケールを２５５としているので、光源調整部２８は、表示デバイス３１への出力信号Ｉ₂＝（２５５／ｍａｘＩ₁）＊Ｉ₁とする。

さらに、表示デバイス３１への出力信号Ｉ₂の変化を相殺するため、光源調整部２８は、発光制御信号Ｐを、（ｍａｘＩ₁／２５５）^γ（％）の明るさとなるように定める。γについては、上述の通りである。

繰り返しになるが、以上の処理は、フレーム毎に実行される。

これにより、光源３２の明るさが低下し消費電力が抑制される。しかも、光源３２の明るさが低下するにもかかわらず、上記相殺により、表示デバイス３１上の画像の下に光源３２を重ねて見たとき、見た目の画質が維持される。

（実施の形態３）
図６から図８は、実施の形態３に関する。図６は、本発明の実施の形態３における表示装置のブロック図である。

図６において、表示部１０は、実施の形態１と同様である。また、表示制御装置５０は、重み算出部５１を有する。

そして、重み算出部５１は、図７又は図８に例示するような、重み特性にしたがって、入力信号Ｉ₀にマスクをかけて、特徴量算出部２１へ出力し、特徴量算出部２１は、マスクされた入力信号に基づいて、特徴量を算出する。

この「マスク」は、結果的にマスクされていれば足り、例えば、Ｉ₀＊Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ₀）をマスクされた入力信号とすることができる。

他には、特徴量算出部４１は、重み係数（Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ₀））と入力信号Ｉ₀の積和値を、重み累積値で割ることにより、特徴量を得るようにしてもよい。

具体的には、
特徴量＝積和値／重み累積値
＝Σ｛Ｉ₀×Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ₀）｝／Σ｛Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ₀）｝
となる。

このようにしても、本明細書では、特徴量算出部２１が、マスクされた入力信号に基づいて、特徴量を算出しているものとする。ここで、特徴量の算出は、式による演算を用いてもよいし、適当なテーブルを用意しそれを参照するようにしてもよい。

図７の重み特性は、自然画などに適する。この特性では、低階調信号（０≦Ｉ₀＜Ｐａ）及び高階調信号（Ｐｂ＜Ｉ₀≦２５５）を抑制し、結果的に、中間調信号（Ｐａ≦Ｉ₀≦Ｐｂ）を優遇するものである。

なお、図７において、ａ，ｂは傾き、Ｐａ，Ｐｂは重み制御点、ＭａｘＷは、最大の重みを表す。ここで、傾きａ，ｂ、重み制御点Ｐａ，Ｐｂは、一定値でもよいが、平均輝度を引数とする、簡単な変換式により、入力画像に対して適応的に定めるのが望ましい。

図８の重み特性は、全体に暗い画像（例えば、夜間撮影した画像など）に適する。この特性では、中間調信号（Ｐａ≦Ｉ₀≦Ｐｂ）及び高階調信号（Ｐｂ＜Ｉ₀≦２５５）を抑制し、結果的に、低階調信号（０≦Ｉ₀＜Ｐａ）を優遇するものである。

シーンや温度、照度、時間などの状況の変化に応じて、好ましい重み特性は異なるから、図７、図８あるいはその他の重み特性を用意し、画像の状態に合わせて、切り替えられるように構成することが望ましい。

このように、画像の状態に合わせて、入力信号に重み付けを付加することにより、特徴量の不要な変化を抑え、チラツキの発生を削減できる。

（変形例２）
図１５は、実施の形態１から３の変形例２に関する。以下説明を簡単にするため、実施の形態１をベースにして述べる。

図１５に示すように、変形例２では、入力端子２４と信号変換部２３との間に、記憶部２９を設けている。記憶部２９は、例えばメモリ等から構成され、１フレーム分の入力信号Ｉ₀を記憶できる領域を有する。

記憶部２９を設けると、第Ｎフレーム（Ｎは自然数）の入力信号Ｉ₀に基づいて、特徴量算出部２１及び変換特性算出部２２により定めた変換特性を、第Ｎフレームの入力信号Ｉ₀そのものに適用でき好適である。

なお、回路規模が限定されているときは、図１、図４及び図６に示すように、記憶部２９を省略しても良い。

（変形例３）
図１６は、実施の形態１から３の変形例３に関する。変形例３については、変形例２と同様に、実施の形態１をベースにして述べる。

簡単に言えば、変形例３では、特徴量算出部２１が、１フレーム分の入力信号Ｉ₀毎に、複数の特徴量を算出し、それに基づく表示制御が実施される。

図１６において、分割部１００は、１フレーム分の入力信号Ｉ₀（全体で１つの画像を示す）を入力し、これを複数のエリア毎の部分画像に分割する。分割法は任意である。例えば、入力信号Ｉ₀がオブジェクト毎に区別できるフォーマットに準拠しているときは、各オブジェクト毎の部分画像に分割しても良い。

またより簡単には、複数のエリアの画素数や位置を固定的に定めておき、分割部１００がその定めにしたがって部分画像を分割するようにしても良い。このとき、各エリアは同じサイズであっても良い。あるいは、目につきやすいフレームの中央付近では比較的小さなエリアの部分画像に分割し、目につきにくい外縁付近では比較的大きなエリアの部分画像に分割しても良い。

さらに、例えば子画面や親画面、あるいは、文字画面と画像画面というように、１つのフレームの画像が、複数の画面の合成により構成されるときには、各画面毎に分割しても良い。

いずれにしても、変形例３では、分割部１００は、１フレーム分の画像から複数の部分画像を、入力セレクタ１０１と出力セレクタ１０２とに出力する。入力セレクタ１０１は、これらの部分画像のうち、１つの部分画像を選択して特徴量算出部２１へ出力する。以降、上述と同様に、変換特性算出部２２は、この部分画像に適した変換特性を算出し、出力セレクタ１０２へ出力する。

出力セレクタ１０２は、現在の部分画像とその部分画像に適した変換特性とを、信号変換部２３へ出力する。

以上の処理は、１フレームの画像内の全ての部分画像について繰り返し実行される。

なお図１６に示すように、変形例３では、特徴量算出部２１と変換特性算出部２２との組を、一組だけ設けている。しかしながら、１フレームあたりの部分画像の個数が既知であるときは、特徴量算出部２１と変換特性算出部２２との組をその個数だけ並列に設け、処理速度を高めても良い。

このように、信号変換を部分画像毎に実施すると、表示制御をよりきめ細やかに行え、それだけ表示品位を向上できる。

（実施の形態４）
図９、図１０は、実施の形態４に関する。図９は、本発明の実施の形態４における表示装置のブロック図である。本形態では、ＲＧＢ色空間と、明るさ成分について、同じキャパシティを持つＨＳＶ色空間において、明るさ成分を、変換特性を用いて変換し、色のツブレを防止する。ここでは、ＨＳＶ色空間を改良したＨＳ１Ｓ２Ｖ色空間を用いるが、通常のＨＳＶ色空間を用いてもよい。

図９において、特徴量算出部２１、変換特性算出部２２、信号変換部２３は、実施の形態１と同様であるが、信号変換部２３、特徴量算出部２１は、輝度の入力信号Ｉ₀ではなく、色変換部６０が、ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間に、変換した際に得られる、明るさ成分Ｖを入力する点が、異なる。

また、色変換部６０は、明るさ成分Ｖの他、変換により、色相Ｈ、彩度Ｓを出力する。具体的には、色変換部６０は、ＲＧＢ信号を、次の式により、ＨＳ１Ｓ２Ｖ色空間に変換する。
明るさ成分Ｖ ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
第１彩度Ｓ１＝（Ｖ−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｖ）
第２彩度Ｓ２＝｛ｍｉｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）｝／｛Ｖ−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）｝
なお、色相ＨはＲ，Ｇ，Ｂの大小関係を表すパラメータであり、色変換部６０は、図１０に示すとおりに選択する。このような変換式により、簡単な演算で、明るさ成分と彩度成分とを、取り出すことができ、ハードウエア化した際の回路規模を小さくできる。

また、ｍａｘ（）、ｍｉｎ（）、ｍｉｄ（）は、それぞれ（）内の最大値、最小値、中央値を意味する。

さらに、図９において、逆色変換部６１は、次式により、信号変換部２３の出力（明るさ成分）と、その他の成分とを用いて、ＨＳ１Ｓ２Ｖ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。
値ＭＡＸ＝Ｖ
値ＭＩＤ＝（１−（１−Ｓ２））＊Ｖ）
値ＭＩＮ＝（１−Ｓ１）＊Ｖ
また、逆色変換部６１は、図１０に示す色相Ｈの状態により、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値に、値ＭＡＸ、値ＭＩＤ、値ＭＩＮのうち、該当するものを代入する。

これにより、ツブレを生じることなく、コントラスト調整を行うことができる。

なお、以上説明した、実施の形態１から４は、適宜組み合わせて構成できる。

（実施の形態５）
図１１、図１２は、実施の形態５に関する。図１１は、本発明の実施の形態５における表示装置のブロック図である。本形態では、ＲＧＢ色空間と、明るさ成分について、同じキャパシティを持つＨＳＶ色空間において、明るさ成分を、変換特性を用いて変換し、色のツブレを防止する。ここでは、ＨＳＶ色空間を用いるが、ＨＳＶ色空間を改良したＨＳ１Ｓ２Ｖ色空間を用いてもよい。

図１１において、色変換部６０は、入力信号を、ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間へ変換し、明るさ成分Ｖと、彩度成分Ｓと、色相成分Ｈに分離する。

輝度変換部７２は、輝度変換特性記憶部７１が記憶する一定の輝度変換特性にしたがって、明るさ成分Ｖを変換する。

彩度変換部７４は、彩度変換特性記憶部７３が記憶する一定の彩度変換特性にしたがって、彩度成分を変換する。

図１２に示すように、本形態では、この彩度変換特性は、それぞれの傾きが定められた（変曲点ｐＣ以下で傾きｒＣ１、それ以上で傾きｒＣ２）、２本の線分からなり、これらの線分は、上に凸の折れ線を構成する。

本形態では、中間調のコントラスト強調を行うために、傾きｒＣ１＞傾きｒＣ２とした。複数の線分を用いることにより、自由度の高い彩度変換を行える。たとえば、図１２において、０〜ｐＣ１区間で彩度強調がなされている場合、低彩度の鮮やかさを向上できる。

また、線分によって線形な処理を行っているため、処理を単純化でき、ハードウエア化に対応しやすい。

また、図１１において、逆色変換部６１は、輝度変換部７２により変換された明るさ成分と、彩度変換部７４により変換された彩度成分と、色相成分Ｈとを合成し、ＨＳＶ色空間からＲＧＢ色空間へ変換する。

輝度変換特性記憶部７１及び彩度変換特性記憶部７３によって、入力信号によらず、一定の変換特性を使用することにより、ハードウエア化した際の回路規模を大幅に削減でき、しかも、彩度成分も処理することにより、コントラストだけでなく、鮮やかさも協調でき、見た目の画質を向上できる。また、明るさ成分と彩度成分とを、独立して処理でき、画質を自由に調整できる。

本形態によれば、輝度と彩度とを、独立に変換してもツブレのない処理が可能なので、画質を劣化することなく、自由な画質設計をすることができる。また、輝度と彩度を同時に変換することで、コントラストだけでなく、鮮やかさも強調され、画質を向上できる。

本発明の表示制御装置は、例えば、透過型ＬＣＤを実装する携帯電話、情報処理端末の表示デバイスの制御等の分野において好適に利用できる。

本発明の実施の形態１における表示装置のブロック図 本発明の実施の形態１における変換特性の例示図 本発明の実施の形態１における変換特性の例示図 本発明の実施の形態２における表示装置のブロック図 本発明の実施の形態２における閾値の説明図 本発明の実施の形態３における表示装置のブロック図 本発明の実施の形態３における重み特性の例示図（中間調優先） 本発明の実施の形態３における重み特性の例示図（低階調優先） 本発明の実施の形態４における表示装置のブロック図 本発明の実施の形態４における色相選択に使用するテーブル説明図 本発明の実施の形態５における表示装置のブロック図 本発明の実施の形態５における彩度変換特性の例示図 本発明の変形例１における表示装置のブロック図 本発明の変形例１における光源調整部の変換特性の例示図 本発明の変形例２における表示制御装置のブロック図 本発明の変形例３における表示制御装置のブロック図

符号の説明

１０、３０ 表示部
２０、４０、５０ 表示制御装置
２１、４１、５２ 特徴量算出部
２２ 変換特性算出部
２３ 信号変換部
２４ 入力端子
２５ 出力端子
２８ 光源調整部
２９ 記憶部
３１ 表示デバイス
３２ 光源
４２ 乗算部
４３ 第１出力端子
４４ 第２出力端子
６０ 色変換部
６１ 逆色変換部
７１ 輝度変換特性記憶部
７２ 輝度変換部
７３ 彩度変換特性記憶部
７４ 彩度変換部
１００ 分割部
１０１ 入力セレクタ
１０２ 出力セレクタ

Claims (30)

1. 入力信号に基づいて特徴量を算出する特徴量算出部と、
   この特徴量に基づいて、入力信号に対し適応的に変換特性を定める変換特性算出部とを備える、表示制御装置。
2. 前記特徴量算出部は、前記入力信号に基づいて複数の特徴量を算出する、請求項１記載の表示制御装置。
3. 前記変換特性算出部によって定められた変換特性にしたがって入力信号を変換する信号変換部を備える、請求項１から２記載の表示制御装置。
4. 入力信号に対して適応的に変換特性を定める変換特性算出部と、
   前記変換特性算出部によって定められた変換特性にしたがって入力信号を変換する信号変換部と、
   重み特性にしたがって、入力信号にマスクをかける重み算出部と、
   前記重み算出部によりマスクされた入力信号に基づいて、特徴量を算出する特徴量算出部とを備え、
   前記変換特性算出部は、この特徴量に基づいて前記変換特性を定める表示制御装置。
5. 入力信号を、ＲＧＢ色空間から別の色空間へ変換し、明るさ成分と、その他の成分に分離する色変換部と、
   明るさ成分に対して適応的に変換特性を定める変換特性算出部と、
   前記変換特性算出部が定めた変換特性にしたがって、明るさ成分を変換する信号変換部と、
   前記信号変換部により変換された明るさ成分と、前記その他の成分とを合成し、別の色空間からＲＧＢ色空間へ変換する逆色変換部とを備える表示制御装置。
6. 入力信号を、ＲＧＢ色空間から別の色空間へ変換し、明るさ成分と、その他の成分に分離する色変換部と、
   入力信号に対して適応的に変換特性を定める変換特性算出部と、
   前記変換特性算出部が定めた変換特性にしたがって、明るさ成分を変換する信号変換部と、
   前記信号変換部により変換された明るさ成分と、前記その他の成分とを合成し、別の色空間からＲＧＢ色空間へ変換する逆色変換部とを備える表示制御装置。
7. 入力信号を、ＲＧＢ色空間から別の色空間へ変換し、明るさ成分と、その他の成分に分離する色変換部と、
   重み特性にしたがって、明るさ成分にマスクをかける重み算出部と、
   前記重み算出部によりマスクされた明るさ成分に基づいて、特徴量を算出する特徴量算出部とを備え、
   この特徴量に基づいて、明るさ成分に対し適応的に変換特性を定める変換特性算出部と、
   前記変換特性算出部が定めた変換特性にしたがって、明るさ成分を変換する信号変換部と、
   前記信号変換部により変換された明るさ成分と、前記その他の成分とを合成し、別の色空間からＲＧＢ色空間へ変換する逆色変換部とを備える表示制御装置。
8. 前記重み特性は、入力信号における低階調信号及び高階調信号を抑制するものである、請求項４または７記載の表示制御装置。
9. 前記重み特性は、入力信号における中間階調信号及び高階調信号を抑制するものである、請求項４または７記載の表示制御装置。
10. 前記重み特性は、入力信号に対して適応的に定められる、請求項４または７記載の表示制御装置。
11. 別の色空間は、ＲＧＢ色空間と、明るさ成分について、同じキャパシティを持つ色空間である、請求項５から７記載の表示制御装置。
12. 別の色空間は、ＨＳＶ色空間である、請求項５から７記載の表示制御装置。
13. 明るさ成分は、ＲＧＢ値の最大値である、請求項５から７記載の表示制御装置。
14. 前記変換特性は、
    横軸を入力信号とし、縦軸を出力信号とし、
    横軸において原点からフルスケールに至る領域を、原点に近い低階調領域と、フルスケールに近い高階調領域と、前記低階調領域と前記高階調領域との間に位置する中間階調領域とに分けた場合、
    前記中間階調領域の平均傾きが、前記低階調領域の平均傾き及び前記高階調領域の平均傾きのいずれよりも、大きくなるように定められる、請求項５から６記載の表示制御装置。
15. 前記変換特性は、
    横軸を入力信号とし、縦軸を出力信号とし、
    横軸において原点からフルスケールに至る領域を、原点に近い低階調領域と、フルスケールに近い高階調領域と、前記低階調領域と前記高階調領域との間に位置する中間階調領域とに分けた場合、
    前記中間階調領域の平均傾きが、前記低階調領域の平均傾き及び前記高階調領域の平均傾きのいずれよりも、大きくなるように定められる、請求項１から４、または７から１３記載の表示制御装置。
16. 前記特徴量は、前記中間階調領域の位置及び範囲を定める、請求項１５記載の表示制御装置。
17. 前記特徴量は、入力信号によって表現される画像の平均輝度である、請求項１５から１６記載の表示制御装置。
18. 前記特徴量算出部は、前記信号変換部の出力レベルと、外部光源の発光レベルとを、相関性を持たせて調整する信号を出力する、請求項１５から１７記載の表示制御装置。
19. 前記信号変換部の出力信号に基づいて表示デバイスへの出力信号と外部光源への発光制御信号とを、相関性を持たせて調整する光源調整部を備える、請求項１５から１７記載の表示制御装置。
20. 前記変換特性における、縦軸の最大値が、閾値を下回るとき、前記特徴量算出部は、前記信号変換部の出力レベルを上げ、外部光源の発光レベルを下げるように、調整する、請求項１８記載の表示制御装置。
21. 前記変換特性における、縦軸の最大値が、閾値を上回るとき、前記特徴量算出部は、外部光源の発光レベルを上げるように、調整する、請求項１８から２０記載の表示制御装置。
22. 前記変換特性は、それぞれの傾きが定められた、複数の線分からなる、請求項１４から２１記載の表示制御装置。
23. 前記低階調領域と、前記中間階調領域と、前記高階調領域とには、それぞれ１本の線分が存在する、請求項１４から２２記載の表示制御装置。
    
24. 請求項２から２３記載の表示制御装置と、前記表示制御装置により制御される、表示部とを備える、表示装置。
25. 請求項２から２３記載の表示制御装置と、
    表示部であって、
    前記表示制御装置の前記変換特性算出部の信号によって、前記信号変換部の出力レベルが調整された信号を入力する表示デバイスと、前記表示制御装置の前記変換特性算出部の信号によって、発光レベルが調整された信号を入力し、前記表示デバイスを照射する光源とを、有するものとを備える、表示装置。
26. 入力信号を、ＲＧＢ色空間から別の色空間へ変換し、明るさ成分と、彩度成分と、その他の成分に分離する色変換部と、
    一定の輝度変換特性にしたがって、明るさ成分を変換する輝度変換部と、
    一定の彩度変換特性にしたがって、彩度成分を変換する彩度変換部と、
    前記輝度変換部により変換された明るさ成分と、前記彩度変換部により変換された彩度成分と、前記その他の成分とを合成し、別の色空間からＲＧＢ色空間へ変換する逆色変換部とを備え、
    前記彩度変換特性は、それぞれの傾きが定められた、複数の線分からなる、表示制御装置。
27. 前記輝度変換特性は、それぞれの傾きが定められた、複数の線分からなり、
    横軸を入力信号とし、縦軸を出力信号とし、
    横軸において原点からフルスケールに至る領域を、原点に近い低階調領域と、フルスケールに近い高階調領域と、前記低階調領域と前記高階調領域との間に位置する中間階調領域とに分けた場合、
    前記中間階調領域の平均傾きが、前記低階調領域の平均傾き及び前記高階調領域の平均傾きのいずれよりも、大きくなるように定められる、請求項２３記載の表示制御装置。
28. 前記彩度変換特性の複数の線分は、上に凸の折れ線を構成する、請求項２６から２７記載の表示制御装置。
29. 明るさ成分Ｖは、ＲＧＢ値の最大値であり、彩度成分Ｓは、ＲＧＢ値の最大値からＲＧＢ値の最小値を引いた値を、ＲＧＢ値の最大値で除した値である、請求項２６から２７記載の表示制御装置。
30. 請求項２６から２９記載の表示制御装置と、前記表示制御装置により制御される、表示部とを備える、表示装置。

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