JP2008197250A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外光下において適切なコントラスト補正等の補正処理を実行可能にし、表示される画像の視認性を向上させる。
【解決手段】画像処理装置は、周囲の外光の照度を検知して照度情報１５として出力する外光検知部１１と、照度情報１５に基づいて外光照度状態を判定し、この外光照度状態に応じて、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを用いて、補正量を算出して補正パラメータ１６として出力する補正量算出部１２と、補正パラメータ１６を用いて、入力される画像データ１７の輝度に関する補正処理を行い、出力画像データ１８を生成する補正処理部１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に設けられる表示装置に表示するための画像信号を処理する画像処理装置及び画像処理方法に関する。

携帯電話装置、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン等の表示装置を備える電子機器において、液晶ディスプレイ等の表示装置に画像を表示する際には、表示用の画像信号に対して、ガンマ補正等の輝度補正、コントラスト補正などの画像処理が行われる。

例えば、輝度のヒストグラムが中間濃度値に集中しているような画像の場合は、暗い部分の輝度を下げ、明るい部分の輝度を上げるようなコントラスト補正を行うことによって、階調を有効に利用できるようになり、画像のコントラストを改善することができる。これにより、表示画像の視認性が向上する（非特許文献１参照）。

ところで、電子機器の周囲が明るい場合は、外光の影響によってこの外光を含む明所コントラスト（すなわち、見た目のコントラスト）が落ちてしまい、画像が視認しづらくなったり、目が疲れることがあった。このため、外光の明るさにより輝度やコントラストを制御することが考えられる。例えば特許文献１には、周囲光の状況に応じて表示の輝度、コントラストを調整するフラットパネルディスプレイ及びノート型電子装置が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１の従来例では、輝度やコントラストの調整において具体的な制御方法が不明であり、表示する画像の状態や周囲の明るさなどによってコントラストを適切に調整できない場合が起こり得る。

図９は外光下における視認性を説明する図であり、（Ａ）は外光なしの場合、外光ありの場合をそれぞれ示したものである。人間が画像を視認する際のコントラストは、輝度値の比によって知覚される。図９（Ａ）のように、外光の影響がない場合に、輝度値１０と輝度値２０、及び輝度値１００と輝度値２００は、共に輝度値の比が２であるので、ほぼ同じように階調差を感じられる。

これに対し、図９（Ｂ）のように、外光の影響を受けて図９（Ａ）の状態に輝度値が５０加算される場合は、輝度値６０と輝度値７０では比が約１．１、輝度値１５０と輝度値２５０では比が約１．６となる。つまり、外光がある場合は、外光がない場合に比べて全体的に見た目のコントラストが低下し、特に輝度値が小さい暗い部分では、あまり階調差が感じられずに黒くつぶれて見えてしまう。例えば、木々の緑などの暗い部分が含まれる画像では、外光下で暗い部分がほぼ一様に黒く見え、詳細が視認できなくなるなど視認性が悪化することがある。

特開平１１−２８２４０４号公報 酒井幸市著、「デジタル画像処理の基礎と応用」、初版、ＣＱ出版社、2003年9月1日、ｐ．２７−２８

上述したように、電子機器において画像を表示する際に、周囲の光が明るくて外光の影響がある場合は、画像中の低輝度部分ほどつぶれやすくなる。このような場合、暗い部分の輝度を下げ、明るい部分の輝度を上げるような通常のコントラスト補正を行うと、低輝度部分はさらに階調差がなくなり、視認性向上が望めない。このため、外光下において視認性を向上させるためには、低輝度部分を考慮したコントラスト補正等の輝度に関する補正を行う必要がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、外光下において低輝度部分に対しても適切な補正処理を行うことができ、表示される画像の視認性を向上させることが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の画像処理装置は、周囲の外光の照度を検知する外光検知部と、前記外光検知部で検知された照度に基づいて外光照度状態を判定する状態判定部と、画像の輝度に関する補正値として、低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを記憶するデータ記憶部と、前記外光照度状態に応じて、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、前記補正用データを用いて補正量を算出する補正量算出部と、前記算出された補正量を用いて入力される画像の輝度に関する補正処理を行う補正処理部と、を備えるものである。
これにより、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを用いて補正量を算出し、画像の輝度に関する補正処理を行うことで、外光下において低輝度部分に対しても適切な補正処理を行うことができ、表示される画像の視認性を向上させることが可能となる。

また、本発明は、上記の画像処理装置であって、前記データ記憶部は、前記補正値として、低輝度部分の輝度を上げる第１の補正値と、低輝度部分と高輝度部分の階調差を増加する第２の補正値とを合わせた補正用データを記憶するものであり、前記補正量算出部は、前記補正用データを用いて画像のコントラストを含む輝度の補正量を算出するものを含む。
これにより、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを用いて画像のコントラスト等を補正することによって、外光下において画像のコントラスト等を適切に補正でき、低輝度部分がつぶれる等を抑制できるため、表示される画像の視認性を向上させることが可能となる。

また、本発明は、上記の画像処理装置であって、前記状態判定部は、前記外光照度状態として低照度状態、中照度状態、高照度状態の少なくともいずれかを判定するものであり、前記データ記憶部は、前記中照度状態に対応する第１の補正用データと、前記高照度状態に対応する第２の補正用データとを記憶するものであり、前記補正量算出部は、前記中照度状態または前記高照度状態の場合に、それぞれの状態に対応する補正用データを用いて画像の輝度の補正量を算出するものを含む。
これにより、中照度状態または高照度状態の場合に、それぞれの状態に対応する補正用データを用いて画像の輝度に関する補正を行うことができ、外光下において適切な補正処理を行って表示される画像の視認性を向上させることが可能となる。

また、本発明は、上記の画像処理装置であって、前記状態判定部は、初期化状態から複数の外光照度状態のうちのいずれかに遷移する場合の照度を判定する第１の閾値と、任意の外光照度状態から他の外光照度状態へ遷移する場合の照度を判定する第２の閾値とを用いて、前記外光照度状態を判定するものを含む。
これにより、任意の外光照度状態から他の外光照度状態へ遷移する場合に、第２の閾値によって状態を判定することで、例えば照度の検出ばらつきなどによって状態が頻繁に変化することを抑制可能である。

また、本発明は、上記の画像処理装置であって、前記状態判定部は、任意の外光照度状態から他の外光照度状態へ遷移する際の所定時間の過渡状態を判定するものであり、前記過渡状態の時間を計時する計時部を備え、前記補正量算出部は、前記過渡状態の場合に、過渡状態の開始から終了まで遷移前の第１の状態に対応する補正用データから遷移後の第２の状態に対応する補正用データに段階的に変化する補正量を算出するものを含む。
これにより、任意の状態から他の状態へ遷移する際の所定時間の過渡状態を設け、過渡状態の開始から終了まで補正用データを段階的に変化させることで、ユーザから見て違和感無く補正状態を変化させることが可能となる。

本発明の画像処理方法は、外光検知部で検知された周囲の外光の照度に基づいて、外光照度状態を判定する状態判定ステップと、前記外光照度状態に応じて、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、画像の輝度に関する補正値として低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを用いて、補正量を算出する補正量算出ステップと、前記算出された補正量を用いて入力される画像の輝度に関する補正処理を行う補正処理ステップと、を有するものである。
これにより、外光下において低輝度部分に対しても適切な補正処理を行うことができ、表示される画像の視認性を向上させることが可能となる。

また、本発明は、コンピュータに、上記の画像処理方法の各ステップを実行させるためのプログラムを提供する。

本発明によれば、外光下において低輝度部分に対しても適切な補正処理を行うことができ、表示される画像の視認性を向上させることが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供できる。

図１は本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の画像処理装置は、電子機器において表示装置へ出力する画像信号（画像データ）の補正処理を行う部分等に適用されるものである。本実施形態ではコントラスト補正を中心に説明する。

まず、図１を用いて本実施形態の概要を説明する。画像処理装置は、図示しない表示装置の周囲の外光の照度を検出する外光検知部１１と、外光検知部１１で検知された照度に基づき補正量を算出する補正量算出部１２と、補正量算出部１２で算出された補正量を用いて入力される画像データの補正処理を行う補正処理部１３とを備えている。

外光検知部１１は、所定の波長帯域の光を検知する光センサを有して構成され、外光の照度を検知して照度情報１５を出力する。補正量算出部１２は、後述する輝度テーブルを用いて照度情報１５の照度値に応じたコントラスト等の補正量を算出し、補正パラメータ１６として出力する。補正処理部１３は、入力される画像データ１７に関して、補正パラメータ１６を用いてコントラスト等の補正処理を行い、出力画像データ１８として出力する。補正量算出部１２及び補正処理部１３は、ＭＰＵ，ＤＳＰ等のプロセッサ、ＲＡＭ，ＲＯＭ等のメモリ等を有してなる情報処理回路などで構成され、メモリ等に格納した所定のプログラムを実行することで所定の演算や信号処理機能を実現するものである。なお、補正量算出部１２及び補正処理部１３は、同様の機能を有するハードウェア回路で構成することも可能である。

図２は本実施形態のコントラスト補正処理を説明する図である。図２において、（Ａ）は通常のコントラスト補正のパラメータを、（Ｂ）は本実施形態によるコントラスト補正のパラメータをそれぞれ示している。画像データのコントラストを補正する場合、通常のコントラスト補正では、図２（Ａ）に示すように、入力画像に対して低輝度部分の輝度を下げ、高輝度部分の輝度を上げる補正パラメータ２１により、補正処理を行う。

これに対し、本実施形態では、外光の照度に応じて、外光の影響による低輝度部分の階調のつぶれを考慮したコントラスト補正を行う。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、外光の照度が高い場合には、低輝度部分の輝度を上げる第１の補正値としての補正パラメータｇ（ｘ）＿２２と、通常のコントラスト補正用の低輝度部分と高輝度部分の階調差を増加する第２の補正値としての補正パラメータｆ（ｘ）＿２３とを合成した補正パラメータｆ（ｇ（ｘ））により、補正処理を行う。このようなコントラスト補正により、周囲が明るい場合の外光の影響を軽減できる。これにより、表示画像における低輝度部分の階調を損なうことなく、適切なコントラスト補正を実現でき、視認性を向上させることができる。

次に、本実施形態の画像処理装置について具体的な構成及び動作を説明する。図３は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。

画像処理装置は、図１で説明したように、外光検知部１１、補正量算出部１２、補正処理部１３を備える。また、補正用の輝度情報を含む補正用データとしての輝度テーブルを記憶する輝度テーブル記憶部３１と、本画像処理装置が設けられる電子機器周囲の外光照度の状態を管理する状態管理部３２と、状態遷移に関する時間を計時する計時部３３とを備えている。

輝度テーブル記憶部３１は、中照度状態用の輝度補正値（第１の補正用データ）を格納した中照度用テーブル３４と、高照度状態用の輝度補正値（第２の補正用データ）を格納した高照度用テーブル３５とを記憶するメモリ等の記憶手段を有し、これらの輝度テーブルの値を補正用データとして補正量算出部１２へ出力する。状態管理部３２は、現在の外光照度の状態が低照度状態、中照度状態、高照度状態、あるいはこれらの状態間を遷移する過渡状態であるスロープ（Slope）状態のいずれであるかを管理し、その状態情報３６を保持しており、状態情報３６を補正量算出部１２へ出力する。

計時部３３は、前記スロープ状態のときの遷移時間を計時するもので、スロープ開始時間３７を保持するとともに現在時間３８をカウントし、スロープ状態の開始、終了等に関する時間情報を補正量算出部１２へ出力する。

ここで、輝度テーブル記憶部３１がデータ記憶部の機能を実現する。また、補正量算出部１２は状態判定部の機能も有しており、状態管理部３２及び補正量算出部１２により状態判定部の機能を実現する。

図４は本実施形態の輝度テーブル記憶部３１に記憶される中照度用テーブル３４及び高照度用テーブル３５を作成する際の低輝度部持ち上げ関数の特性を示すグラフである。図４において、（Ａ）が中照度用の低輝度部持ち上げ関数を、（Ｂ）が高照度用の低輝度部持ち上げ関数をそれぞれ示している。中照度用テーブル３４及び高照度用テーブル３５は、基本的に、図２（Ｂ）で示した低輝度部分の輝度を上げる補正パラメータｇ（ｘ）＿２２と通常のコントラスト補正用の低輝度部分と高輝度部分の階調差を増加する補正パラメータｆ（ｘ）＿２３とを合成した関数ｆ（ｇ（ｘ））に近い特性となっている。

図４（Ａ）の中照度用の低輝度部持ち上げ関数では、補正を行わないリニアな特性直線４０に対し、低輝度部分の輝度を少し持ち上げた補正カーブ４１に対応する補正値が格納される。図４（Ｂ）の高照度用の低輝度部持ち上げ関数では、補正を行わないリニアな特性直線４０に対し、低輝度部分の輝度を中照度状態よりさらに持ち上げた補正カーブ４２に対応する補正値が格納される。これらの輝度テーブルは、例えば、所定の輝度ステップごとの入力輝度値に対する補正後の出力輝度値が対応付けられて格納されたもので構成される。

続いて、本実施形態の画像処理装置における状態ごとの動作について説明する。図５は本実施形態における外光照度に対応する状態変化を説明する図であり、（Ａ）は状態変化を示す状態遷移図、（Ｂ）は各状態間の閾値を示す説明図である。

画像処理装置は、図５（Ａ）に示すように、初期化状態５０とともに、外光検知部１１で検知された外光の照度に応じた外光照度状態である低照度状態５１、中照度状態５２、高照度状態５３、及び、状態遷移中の過渡状態であるスロープ状態１＿５４〜スロープ状態６＿５９の各状態を持つ。ここで、低照度状態５１から中照度状態５２へはスロープ状態１＿５４を経て遷移する。中照度状態５２から低照度状態５１へはスロープ状態２＿５５を経て遷移する。中照度状態５２から高照度状態５３へはスロープ状態３＿５６を経て遷移する。高照度状態５３から中照度状態５２へはスロープ状態４＿５７を経て遷移する。高照度状態５３から低照度状態５１へはスロープ状態５＿５８を経て遷移する。低照度状態５１から高照度状態５３へはスロープ状態６＿５９を経て遷移する。

上記各状態のうち、照度に応じてどの状態になるかを判断するために、図５（Ｂ）に示す閾値が用いられる。初期化状態５０からは、照度が閾値ｌｏｗ以下の場合は低照度状態５１、閾値ｌｏｗより大きく閾値ｈｉｇｈ未満の場合は中照度状態５２、閾値ｈｉｇｈ以上の場合は高照度状態５３となる。また、低照度状態５１において、照度が閾値ｌｏｗ＿ｕｐ未満の場合はそのままの状態で維持し、閾値ｌｏｗ＿ｕｐ以上閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ未満になった場合はスロープ状態１＿５４に移行した後に中照度状態５２に遷移し、閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ以上になった場合はスロープ状態６＿５９に移行した後に高照度状態５３に遷移する。

また、中照度状態５２において、照度が閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はスロープ状態２＿５５に移行した後に低照度状態５１に遷移し、閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎより大きく閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ未満の場合はそのままの状態で維持し、閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ以上になった場合はスロープ状態３＿５６に移行した後に高照度状態５３に遷移する。また、高照度状態５３において、照度が閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はスロープ状態５＿５８に移行した後に低照度状態５１に遷移し、閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎより大きく閾値ｈｉｇｈ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はスロープ状態４＿５７に移行した後に中照度状態５２に遷移し、閾値ｈｉｇｈ＿ｄｏｗｎより大きい場合はそのままの状態で維持する。

閾値の値としては、例えば、ｌｏｗ＝１００００ルクス、ｈｉｇｈ＝３００００ルクスを用いる。また、ｄｏｗｎ−ｕｐの幅は、ｌｏｗの場合は±２０００ルクス（すなわちｌｏｗ＿ｄｏｗｎ＝８０００ルクス、ｌｏｗ＿ｕｐ＝１２０００ルクス）、ｈｉｇｈの場合は±６０００ルクス（すなわちｈｉｇｈ＿ｄｏｗｎ＝２４０００ルクス、ｈｉｇｈ＿ｕｐ＝３６０００ルクス）とする。光センサは高照度の方が検出値のばらつきが大きいため、ｈｉｇｈの方のｄｏｗｎ−ｕｐの幅を大きめにする。

このようにｈｉｇｈ、ｌｏｗの閾値にさらにｕｐ、ｄｏｗｎを設けることで、いわゆるヒステリシスを持たせ、照度検出値がばらついた場合や照度が小さく変化した場合などにむやみに状態が変化しないようにすることができる。外光検知部１１の光センサは照度検出値のばらつきが多少大きいため、このような閾値の設定によって頻繁な状態変化を抑制できる。

次に、本実施形態の画像処理装置の動作を詳しく説明する。図６及び図７は本実施形態の画像処理装置におけるコントラスト補正の処理手順を示すフローチャートである。この処理動作は、補正量算出部１２を中心に実行される。

外光検知部１１では、本画像処理装置が設けられる電子機器周囲の外光が検知され、照度を表す照度情報１５が補正量算出部１２に入力される。図６に示すように、補正量算出部１２は、この照度情報１５により照度を取得する（ステップＳ１）。そして、状態管理部３２から状態情報３６を取得し、現在の状態を判定する（ステップＳ２）。動作開始した最初は初期状態であるので、補正量算出部１２は、初期状態の処理（ステップＳ１１〜Ｓ１４）に進み、ステップＳ１１で照度を判定する。ここで、照度が閾値ｌｏｗ以下の場合はステップＳ１２で状態を低照度状態にセットする。また、照度が閾値ｌｏｗより大きく閾値ｈｉｇｈ未満の場合はステップＳ１３で状態を中照度状態にセットする。また、照度が閾値ｈｉｇｈ以上の場合はステップＳ１４で状態を高照度状態にセットする。

そして、図７に示すように、補正量算出部１２は再度現在の状態を判定する（ステップＳ６１）。そして、補正量算出部１２は、各状態に応じて補正パラメータ１６の算出を行う。補正量算出部１２では、次の（１）式に示すように、第１の輝度テーブルである輝度テーブルＡと、第２の輝度テーブルである輝度テーブルＢとを用いて、補正パラメータを算出する。

補正パラメータ＝｛輝度テーブルＡ×（１−Ｗ）｝＋｛輝度テーブルＢ×Ｗ｝
…（１）
ここで、Ｗは輝度テーブルＢの重みとする。

図８は各状態に応じた補正パラメータ算出に用いる輝度テーブルＡ、Ｂ及び重みＷを示す図である。本実施形態では、図８に示すように、左端の列の各状態ごとに、輝度テーブルＡ、輝度テーブルＢ、輝度テーブルＢの重みＷを設定し、上記（１）式に基づいて補正パラメータを算出する。

低照度状態の場合は、輝度テーブルＡ：なし、輝度テーブルＢ：なし、輝度テーブルＢの重みＷ：０とし、この条件での算出結果（＝０）を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６２）。すなわち、低照度状態では特別なコントラスト補正を行わない。なお、この際に通常のコントラスト補正用の補正パラメータでコントラスト補正を行うようにしてもよい。

中照度状態の場合は、輝度テーブルＡ：中照度用テーブル、輝度テーブルＢ：なし、輝度テーブルＢの重みＷ：０とし、この条件での算出結果（＝中照度用テーブル）を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６３）。高照度状態の場合は、輝度テーブルＡ：高照度用テーブル、輝度テーブルＢ：なし、輝度テーブルＢの重みＷ：０とし、この条件での算出結果（＝高照度用テーブル）を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６４）。そして、算出した補正パラメータ１６を補正処理部１３に出力する（ステップＳ７１）。以降は図６及び図７に示すフローチャートの処理を所定時間毎、あるいはフレーム毎に繰り返す。

次に、ステップＳ２で状態が低照度状態の場合は、補正量算出部１２は、低照度状態の処理（ステップＳ２１〜Ｓ２６）に進み、ステップＳ２１で照度を判定する。ここで、照度が閾値ｌｏｗ＿ｕｐ未満の場合は状態遷移なしとして、そのままの状態を維持する（ステップＳ２２）。また、照度が閾値ｌｏｗ＿ｕｐ以上閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ未満になった場合はステップＳ２３で状態をスロープ状態１にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態１の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ２４）。また、照度が閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ以上になった場合はステップＳ２５で状態をスロープ状態６にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態６の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ２６）。

また、ステップＳ２で状態が中照度状態の場合は、補正量算出部１２は、中照度状態の処理（ステップＳ３１〜Ｓ３６）に進み、ステップＳ３１で照度を判定する。ここで、照度が閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はステップＳ３２で状態をスロープ状態２にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態２の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ３３）。また、照度が閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎより大きく閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ未満の場合は状態遷移なしとして、そのままの状態を維持する（ステップＳ３４）。また、照度が閾値ｈｉｇｈ＿ｕｐ以上になった場合はステップＳ３５で状態をスロープ状態３にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態３の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ３６）。

また、ステップＳ２で状態が高照度状態の場合は、補正量算出部１２は、高照度状態の処理（ステップＳ４１〜Ｓ４６）に進み、ステップＳ４１で照度を判定する。ここで、照度が閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はステップＳ４２で状態をスロープ状態５にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態５の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ４３）。また、閾値ｌｏｗ＿ｄｏｗｎより大きく閾値ｈｉｇｈ＿ｄｏｗｎ以下になった場合はステップＳ４４で状態をスロープ状態４にセットする。そして、補正量算出部１２はスロープ状態４の開始とともに計時部３３にスロープ開始時間３７をセットする（ステップＳ４５）。また、閾値ｈｉｇｈ＿ｄｏｗｎより大きい場合は状態遷移なしとして、そのままの状態を維持する（ステップＳ４６）。

次に、補正量算出部１２はステップＳ６１で再度現在の状態を判定し、図７及び図８に示すように各状態に応じて補正パラメータ１６の算出を行う。ここでは各スロープ状態での補正パラメータ算出動作（ステップＳ６５〜Ｓ７０）を説明する。

スロープ状態１は低照度状態から中照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：なし、輝度テーブルＢ：中照度用テーブル、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６５）。つまり、スロープ状態においては、（１）式の輝度テーブルＡに遷移前の状態に対応する輝度テーブルを、輝度テーブルＢに遷移後の状態に対応する輝度テーブルをそれぞれ設定し、輝度テーブルＢの重みＷにはスロープ制御時間に対するスロープ開始時間からの経過時間の値を設定したものになる。これにより、スロープ開始時間からスロープ制御時間が終了するまで、輝度テーブルＡから輝度テーブルＢへ段階的に徐々に移行するような補正パラメータが算出される。ここで、スロープ制御時間は、例えば３ｓｅｃとする。３ｓｅｃぐらいの期間で段階的に徐々に補正量が変化するようにすれば、ユーザから見て違和感無く状態を変化させることが可能である。

また、スロープ状態２は中照度状態から低照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：中照度用テーブル、輝度テーブルＢ：なし、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６６）。また、スロープ状態３は中照度状態から高照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：中照度用テーブル、輝度テーブルＢ：高照度用テーブル、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６７）。

また、スロープ状態４は高照度状態から中照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：高照度用テーブル、輝度テーブルＢ：中照度用テーブル、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６８）。また、スロープ状態５は高照度状態から低照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：高照度用テーブル、輝度テーブルＢ：なし、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ６９）。また、スロープ状態６は低照度状態から高照度状態への遷移状態であり、この場合、輝度テーブルＡ：なし、輝度テーブルＢ：高照度用テーブル、輝度テーブルＢの重みＷ：（現在時間−スロープ開始時間）／（スロープ制御時間）とし、この条件での算出結果を補正パラメータ１６とする（ステップＳ７０）。そして、ステップＳ７１で算出した補正パラメータ１６を補正処理部１３に出力する。以降は同様に図６及び図７に示すフローチャートの処理を所定時間毎、あるいは、フレーム毎に繰り返す。

次に、ステップＳ２において、状態がスロープ状態１〜６の場合は、補正量算出部１２は計時部１３のスロープ開始時間３７及び現在時間３８を参照し、スロープ制御時間が経過してスロープ状態がタイムアウトしたか否かを判定する（ステップＳ５１）。ここで、タイムアウトしていない場合は、状態遷移なしとしてそのままスロープ状態を継続する（ステップＳ５２）。そして、上記と同様にステップＳ６１、Ｓ６５〜Ｓ７０、Ｓ７１の処理を実行する。一方、タイムアウトした場合は、スロープ状態から次の状態へ遷移する（ステップＳ５３）。つまり、状態がスロープ状態２、５ならば低照度状態へ、状態がスロープ状態１、４ならば中照度状態へ、状態がスロープ状態３、６ならば高照度状態へ遷移する。そして、ステップＳ６１で状態を判定し、状態に応じて上記と同様にステップＳ６２〜Ｓ６４、Ｓ７１の処理を実行する。

上述したように、本実施形態では、中照度状態や高照度状態など、周囲の外光が所定値以上明るい場合に、低輝度部分の輝度を照度に応じて上げるような補正カーブを持つ補正用パラメータを用いて画像のコントラスト補正を行う。これにより、照度が高い場合の外光の影響を軽減でき、表示画像における低輝度部分の階調を損なうことなく、適切なコントラスト補正を実現できる。このようなコントラスト補正によって、低輝度部分のつぶれを防止し、視認性を向上させることができる。

また、状態が遷移する際の過渡状態としてスロープ状態を設け、ある状態から次の状態に状態が遷移する場合に、一気に補正用パラメータを変えることなく、段階的に補正用パラメータを変化させることにより、ユーザから見て違和感無く補正状態を変化させることができる。

なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

上述した実施形態では、表示画像のコントラスト補正に関して説明したが、外光の照度に応じて所定値以上明るい場合に画像の低輝度部分の輝度を上げる補正を行うものであれば、種々の補正処理に適用可能である。例えば、ガンマ補正等の輝度補正においても、外光の照度が明るい場合に同様な補正を行って視認性を向上させることができる。

本発明は、外光下において低輝度部分に対しても適切な補正処理を行うことができ、表示される画像の視認性を向上させることが可能となる効果を有し、電子機器に設けられる表示装置に表示するための画像信号を処理する画像処理装置及び画像処理方法等に有用である。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図 本実施形態のコントラスト補正処理を説明する図 本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図 本実施形態の輝度テーブル記憶部に記憶される中照度用テーブル及び高照度用テーブルを作成する際の低輝度部持ち上げ関数の特性を示すグラフ 本実施形態における外光照度に対応する状態変化を説明する図 本実施形態の画像処理装置におけるコントラスト補正の処理手順を示すフローチャート 本実施形態の画像処理装置におけるコントラスト補正の処理手順を示すフローチャート 各状態に応じた補正パラメータ算出に用いる輝度テーブルＡ、Ｂ及び重みＷを示す図 外光下における視認性を説明する図

符号の説明

１１ 外光検知部
１２ 補正量算出部
１３ 補正処理部
１５ 照度情報
１６ 補正パラメータ
１７ 画像データ
１８ 出力画像データ
３１ 輝度テーブル記憶部
３２ 状態管理部
３３ 計時部
３４ 中照度用テーブル
３５ 高照度用テーブル
３６ 状態情報
３７ スロープ開始時間
３８ 現在時間
５０ 初期化状態
５１ 低照度状態
５２ 中照度状態
５３ 高照度状態

Claims (7)

1. 周囲の外光の照度を検知する外光検知部と、
   前記外光検知部で検知された照度に基づいて外光照度状態を判定する状態判定部と、
   画像の輝度に関する補正値として、低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを記憶するデータ記憶部と、
   前記外光照度状態に応じて、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、前記補正用データを用いて補正量を算出する補正量算出部と、
   前記算出された補正量を用いて入力される画像の輝度に関する補正処理を行う補正処理部と、
   を備える画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記データ記憶部は、前記補正値として、低輝度部分の輝度を上げる第１の補正値と、低輝度部分と高輝度部分の階調差を増加する第２の補正値とを合わせた補正用データを記憶するものであり、
   前記補正量算出部は、前記補正用データを用いて画像のコントラストを含む輝度の補正量を算出する画像処理装置。
3. 請求項１または２に記載の画像処理装置であって、
   前記状態判定部は、前記外光照度状態として低照度状態、中照度状態、高照度状態の少なくともいずれかを判定するものであり、
   前記データ記憶部は、前記中照度状態に対応する第１の補正用データと、前記高照度状態に対応する第２の補正用データとを記憶するものであり、
   前記補正量算出部は、前記中照度状態または前記高照度状態の場合に、それぞれの状態に対応する補正用データを用いて画像の輝度の補正量を算出する画像処理装置。
4. 請求項１または３に記載の画像処理装置であって、
   前記状態判定部は、初期化状態から複数の外光照度状態のうちのいずれかに遷移する場合の照度を判定する第１の閾値と、任意の外光照度状態から他の外光照度状態へ遷移する場合の照度を判定する第２の閾値とを用いて、前記外光照度状態を判定する画像処理装置。
5. 請求項１、３、４のいずれかに記載の画像処理装置であって、
   前記状態判定部は、任意の外光照度状態から他の外光照度状態へ遷移する際の所定時間の過渡状態を判定するものであり、
   前記過渡状態の時間を計時する計時部を備え、
   前記補正量算出部は、前記過渡状態の場合に、過渡状態の開始から終了まで遷移前の第１の状態に対応する補正用データから遷移後の第２の状態に対応する補正用データに段階的に変化する補正量を算出する画像処理装置。
6. 外光検知部で検知された周囲の外光の照度に基づいて、外光照度状態を判定する状態判定ステップと、
   前記外光照度状態に応じて、所定値以上外光照度が明るい状態の場合に、画像の輝度に関する補正値として低輝度部分の輝度を上げる補正値を含む補正用データを用いて、補正量を算出する補正量算出ステップと、
   前記算出された補正量を用いて入力される画像の輝度に関する補正処理を行う補正処理ステップと、
   を有する画像処理方法。
7. コンピュータに、請求項６に記載の画像処理方法の各ステップを実行させるためのプログラム。

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