JP2006313230A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スポットライト機能を有する画像表示装置において、入力画像が暗い場合でもスポットライト部と他の部分とのコントラストを確保する。
【解決手段】 少なくともスポットライト部のゲインまたはスポットライト部と他の部分との色度差ゲインを入力画像信号またはスポットライト部に対応する画像信号の平均輝度または平均色度に応じて制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置における、スポットライト表示を使用したポインティング機能の表示に関する。

光学ズームレンズおよび電子ズーム等を用いたプロジェクタにおいて、プレゼンテーション用のポインティング機能として、表示画面上で説明したい特定の部分を指し示す手段がある。
例えば、画像を大画面に投射してプレゼンテーションを行うプロジェクタには、レーザーポインタと似た機能として、スポットライトと呼ばれる表示機能がある。

図９にスポットライト機能の表示例を示す。
中央の図がオリジナルの入力画像で、左図がスポットライト用の画像処理のためのゲイン設定図である。そして左図と中央の図をかけ算した結果が右図であり、スポットライト時にスクリーンに投射される画像である。
オリジナルの入力画像全体に対して一部分以外の外枠を暗く表示することで聴衆を説明したい画像に注目させる場合に用いる。スポットライト部のみの画像が明るくよく見え、外枠（外側）は真っ黒または少し暗く表示することで、あたかもスポットライトが当たったかのように表示する機能である。

図９の例では、外枠部をゲイン０．５に設定し、スポットライト部をゲイン１．０で設定することで右図のように特定の部分だけがよく見えるように表示している。
また、リモコンを用いてスポットライトの位置を画面上で上下左右に移動することができる。
ところが図１０に示すように入力画像によってはスポットライト機能が分かりにくい場合がある。つまり、オリジナルの入力画像が暗いシーンの場合は、図９の場合と同じ外枠がゲイン０．５でスポットライト部のゲインが１．０の場合には、両者のコントラストは低下しスポットライト部が判別できないという問題がある。

また、特許文献１に示すように、入力画像のレベルに関係なく単純に、スポットライト部をそのままで表示し、外枠を一律の画像で埋めて表示する方法もある。この方法では、入力画像が外枠信号の画像と似ている場合ポットライト部が判別できないという問題がある。
特開２０００−２５９８２２号公報

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、ポインティング機能またはスポットライト機能を有する画像表示装置において、ポインティングまたはスポットライト表示の鮮明度すなわちスポットライト部と他の部分とのコントラストを向上させることを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、少なくともスポットライト部のゲインまたはスポットライト部と他の部分との色度差ゲインを入力画像信号またはスポットライト部に対応する画像信号の平均輝度または平均色度に応じて制御するようにしている。
すなわち、本発明に係る第１の画像表示装置は、入力画像信号を処理して画像を表示する画像表示装置であって、前記入力画像を複数の画像領域に分離する手段と、前記分離された領域ごとの画像信号を信号処理する手段と、前記信号処理された画像信号を合成する手段とを有し、前記信号処理を行う手段は、前記分離された領域の少なくとも１つの領域の画像信号を他の領域の画像信号とは異なるゲインで信号処理するとともにそのゲインを前記入力画像信号の輝度信号の平均輝度に従って制御することを特徴とする。例えば、平均輝度が低いほど、スポットライト部のゲインを大きくする。

本発明に係る第２の画像表示装置は、入力画像信号を処理して画像を表示する画像表示装置であって、前記入力画像を複数の画像領域に分離する手段と、前記分離された領域ごとの画像信号を信号処理する手段と、前記信号処理された画像信号を合成する手段とを有し、前記信号処理を行う手段は、前記分離された領域の少なくとも１つの領域の画像信号を他の領域の画像信号とは異なる色差ゲインで信号処理するとともにその色差ゲインを前記入力画像信号の色信号の平均色度に従って制御することを特徴とする。例えば、スポットライト部はそのままの色調で、外枠部はその平均色度がスポットライト部の平均色度の補色となるように色調を変換して表示する。

本発明によれば、入力画像信号のＡＰＬ（平均輝度）によって、スポットライト部の画像ゲインと外枠の画像ゲインを最適化することで、ＡＰＬが低い場合から高い場合まで、常に一定のコントラストが確保でき、視認性の高いスポットライト機能が実現できる。
また、入力画像信号の色度平均色度によって、外枠画像の色を最適な値に制御することにより、スポットライト部と外枠部との色差コントラストの高い画像合成が実現できる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図示の実施例により説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。
図１において、１はリモコン、２はリモコン受光部、３は制御用のマイコンＣＰＵである。４はＡＤ変換手段、５は解像度変換手段、６はヒストグラム検出手段、２０はスポットライト部と外枠部を分離する画像分離手段、２１は分離された画像のゲインを制御する画像ゲイン制御手段、２３はゲインによる画像処理された画像を合成する画像合成回路、８はＤＡ変換手段、９は液晶パネルドライブ回路、１０は液晶パネル、１１はランプ、１２はレンズ、１５はスクリーンである。

パソンコンなどからの入力画像信号は、ＡＤ変換手段４でデジタル信号に変換された後、解像度変換手段５で、後述する液晶パネル１０の解像度に変換され、ヒストグラム検出手段６と画像分離手段２０に入力される。
ヒストグラム検出手段６では、画像信号のヒストグラムを検出される。ヒストグラムは、入力画像信号を画素ごとに信号レベルの発生頻度をカウントし、例えば入力された信号成分が、明るい信号に分類されるか、または、暗い信号に分類されるかを検出することができる。
言い換えると、入力画像信号の平均輝度ＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）を検出するためのものである。平均輝度情報はＣＰＵ３に送られ、ＣＰＵ３はこの情報を用いて、画像ゲイン制御手段２１をコントロールする。

画像分手段２０は、解像度変換手段５で解像度変換された後、入力された画像信号を入力画像信号全体を２つの画像領域に分離する。一方は、スポットライト部、他方は、外枠部である。２つの画像領域の信号は、それぞれを画像ゲイン制御手段２１で、独立に信号処理された後、画像合成回路２３でまた１つの画像に合成される。
合成された画像信号は、ＤＡ変換手段８でアナログ信号に変換され、液晶パネルドライブ回路９から液晶パネル１０の上に画像として表示される。ランプ１１からの光が液晶パネル１０の画像をレンズ１２を使ってスクリーン１５に投影する。

一方、スポットライト機能を使用するために、リモコン１からの信号を、リモコン受光部２が受信してＣＰＵ３に送る。これにより、スポットライトの画像合成をＯＮ／ＯＦＦしたり、リモコンに付属の図示していない上下左右ボタン等により、スポットライト表示位置を移動したりすることができる。

次に、本実施例を数値例を用いて説明する。
入力画像信号の平均輝度（ＡＰＬ）が、高い場合（図２）と、低い場合（図３）とで異なる画像処理を行う場合の例である。
まず図２は、入力画像信号の平均輝度ＡＰＬが、高い場合の例で、結果として従来例の説明で用いた図９と同じように機能する。図２は入力画像信号の発生頻度（ヒストグラム）を表しており、横軸に各画素ごとの入力画像信号のレベルを、縦軸にその発生頻度を表している。入力画像信号のヒストグラムが実線で、外枠部分のヒストグラムを波線で表している。
スポットライト部となる入力画像信号はゲイン１．０で表示し、外枠部は、ゲイン０．５で表示している。
実線部分と波線部分の差がコントラストになり、差が多いほどスポトライト部がより際立って表示される。

次に、入力画像信号のＡＰＬが、低い場合の例を図３（ａ）に示す。
この場合に図２の場合と同様の処理を行うと従来例の説明で用いた図１０のような関係となり、コントラストが無いためスポットライト部が目立たなくなってしまう問題があった。
そこで入力画像信号のＡＰＬが低い場合には、図３（ｂ）のように、スポットライト部となる入力画像信号はゲイン２．０で表示（処理）し、外枠部は、ゲイン１．０で表示（処理）している。実線部分と波線部分の差がコントラストになり、差が多いほどスポトライト部がより際立って表示されるため、図３（ｂ）のように画像合成することで，図２の場合と同程度のコントラストが実現できる。図４は、図３（ｂ）のように画像合成した場合の表示例を示す。

図５（ａ）に第１の実施例のフローチャートを示す。
リモコン等の操作により、スポットライト機能がＯＮされたら、入力画像信号の輝度ヒストグラムを検出してヒストグラム平均値（ＡＰＬ）から、図５（ｂ）のテーブルデータを参照し、各ゲイン条件を算出する。前記算出データより、入力画像信号と外枠信号のゲインを設定し、スポットライト表示する。
図５（ｂ）のテーブルデータに示すように、入力画像信号のＡＰＬが低い場合から高い場合まで常に一定のコントラストが確保でき、視認性の高いスポットライト機能が実現できる。

なお、上述においては、スポットライト部と外枠部とのゲインの比を２：１のままで、入力画像信号の平均輝度に応じてスポットライト部と外枠部のゲインを変更する例を示したが、ゲインの比も変化させても良い。また、外枠部のゲインは固定で、スポットライト部のみゲインを変更するようにしても良い。
本実施例によれば、入力画像信号のＡＰＬによって、スポットライト部の画像ゲインと外枠の画像ゲインを最適化することで、ＡＰＬが低い場合から高い場合まで、常に一定のコントラストが確保でき、視認性の高いスポットライト機能が実現できる。

［第２の実施例］
次に、図６は本発明の第２の実施例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。第１の実施例と異なる部分のみを説明すると、ヒストグラム検出手段６は、解像度変換手段５からの画像信号の色信号に基づき入力画像信号の平均色度を検出する。
ＣＰＵ３は、前記検出結果に基づき図７のテーブルを参照して色差ゲインを決定し画像色制御手段１３による色変換および画像合成を行う。これにより、スポットライト部と外枠部との色差コントラストのある画像合成が実現できる。

図７は、第２の実施例に係る画像合成時の信号処理を行うための変換テーブルの例を示す。入力画像信号の平均色信号を検出し、前記検出結果に従って、外枠信号の平均色を変換する。
具体的な例として、入力画像信号の平均色信号が赤と検出された場合には、外枠信号を赤色との色差信号レベルの差が大きい、シアン色に変換して表示することで外枠部とスポットライト部との色差（色のコントラスト）を大きくすることができる。
同様に入力画像信号の平均色信号が青と検出された場合には、外枠信号を黄色に変換し、入力画像信号の平均色信号が緑と検出された場合には、外枠信号をマゼンダに変換し、入力画像信号の平均色信号がシアンと検出された場合には、外枠信号を赤色に変換し、入力画像信号の平均色信号が黄色と検出された場合には、外枠信号を青色に変換し、入力画像信号の平均色信号がマゼンダと検出された場合には、外枠信号を緑に変換する。

図７の例では、平均色信号を検出して、補色の関係にある色に変換しているが色差値が大きくなる関係であれば、他の変換でも構わない。
他の例としては、入力画像信号の平均色信号が青で、外枠信号をマゼンダに変換する。入力画像信号の平均色信号がマゼンダで、外枠信号を赤に変換する。入力画像信号の平均色信号が赤で、外枠信号を黄色に変換する。入力画像信号の平均色信号が黄色で、外枠信号を緑に変換する。入力画像信号の平均色信号が緑で、外枠信号をシアンに変換する。入力画像信号の平均色信号がシアンで、外枠信号を青に変換する。
さらに、他の例として、外枠部の画像を上述したスポットライト部の平均色との色差（色のコントラスト）の大きな色のモノクロ画像に変換することもできる。
図８に第２の実施例に係るフローチャートを示す。

本実施例によれば、入力画像信号の平均色度によって、外枠画像の色を最適な値に制御するため、スポットライト部と外枠部との色差コントラストの高い画像合成が実現できる。

本発明の第１の実施例に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 入力画像信号のＡＰＬが高い場合に、図１の装置で検出されるヒストグラムの例を示す図である。 入力画像信号のＡＰＬが低い場合に、図１の装置で検出されるヒストグラムの例を示す図である。 入力画像が暗い場合であるが、図１の装置で改善されたスポットライト機能の表示例を示す図である。 図１の装置におけるスポットライト処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図６の装置における画像色制御のための色変換テーブルの図である。 図６の装置におけるスポットライト処理のフローチャートである。 スポットライト機能の表示例を示す図である。 従来のスポットライト機能の表示例（入力画像が暗い、見えにくい）を示す図である。

符号の説明

１：リモコン
２：リモコン受光部
３：ＣＰＵ
４：ＡＤ変換手段
５：解像度変換手段
６：ヒストグラム検出手段
８：ＤＡ変換手段
９：液晶パネルドライバ
１０：液晶パネル
１１：ランプ
１２：レンズ
１３：画像色制御手段
１５：スクリーン
２０：画像分離手段
２１：画像ゲイン制御手段
２３：画像合成手段

Claims (5)

1. 入力画像信号を処理して画像を表示する画像表示装置であって、
   前記入力画像を複数の画像領域に分離する手段と、
   前記分離された領域ごとの画像信号を信号処理する手段と、
   前記信号処理された画像信号を合成する手段と
   を有し、
   前記信号処理を行う手段は、前記分離された領域の少なくとも１つの領域の画像信号を他の領域の画像信号とは異なるゲインで信号処理するとともにそのゲインを前記入力画像信号の輝度信号の平均輝度に従って制御することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記信号処理を行う手段は、前記平均輝度が低いほど、前記ゲインを大きくするように前記ゲイン制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 入力画像信号を処理して画像を表示する画像表示装置であって、
   前記入力画像を複数の画像領域に分離する手段と、
   前記分離された領域ごとの画像信号を信号処理する手段と、
   前記信号処理された画像信号を合成する手段と
   を有し、
   前記信号処理を行う手段は、前記分離された領域の少なくとも１つの領域の画像信号を他の領域の画像信号とは異なる色差ゲインで信号処理するとともにその色差ゲインを前記入力画像信号の色信号の平均色度に従って制御することを特徴とする画像表示装置。
4. 前記分離する手段は、前記画像領域をスポットライト部と外枠部とに分離し、前記信号処理する手段は、前記外枠部の画像信号を処理する前記色差ゲインとして、前記平均色度をその補色に変換する色差ゲインを設定することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記合成画像を投射により表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。

Images