JP2009181323A - 信号処理装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラの発生を抑制しながら、コントラスト強調を適切に行うことを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】信号処理装置２００は、映像入力信号に応じて、コントラスト強調を行うか否かを判定するための強調判定特徴量を複数の分割領域毎に取得する第１取得部２１０と、第１取得部２１０によって取得された強調判定特徴量に応じて、複数の分割領域の中から、コントラスト強調が行われる候補とされる強調候補領域と、コントラスト強調が行われる対象とされない非対象領域とを特定する第１特定部２２０と、強調候補領域を構成する分割領域のうち、非対象領域に隣接していない分割領域を、コントラスト強調が行われる対象とされる強調対象領域として特定する第２特定部２３０と、強調対象領域に対してコントラスト強調を行う表示素子制御部２４０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の分割領域によって構成された画像を映像入力信号に応じて処理する信号処理装置及び投写型映像表示装置に関する。

従来、複数の分割領域によって構成された画像について、コントラスト強調を分割領域毎に行うことによって、局所的に強調する画像処理技術が知られている。

ところで、一の分割領域に他の分割領域が隣接しているケースを想定した場合に、一の分割領域のコントラスト強調量が他の分割領域のコントラスト強調量と異なることが考えられる。このようなケースでは、一の分割領域と他の分割領域との間で不連続性が生じる。このような不連続性を解消する方法として、以下の方法が提案されている。

第１方法では、一の分割領域と他の分割領域との間において、コントラスト強調量の線形補間を行う方法である（例えば、非特許文献１）。

第２方法は、一の分割領域のコントラスト強調を行う場合に、一の分割領域のパラメータに加えて他の分割領域のパラメータを参照する方法である（例えば、特許文献１）。

第３方法は、画像全体のコントラスト強調と局所的なコントラスト強調を併用する方
法である（例えば、特許文献２）。
小林直樹、斎藤英雄、中島真人，「自然画像表示のための高速な局所的コントラスト強調」、信学論，１９９４年３月，Ｄ−II Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｄ−II Ｎｏ．３ ｐｐ．５０２−５０４ 特開平９−６５２５２号公報 特開２００２−２８１３１２号公報

しかしながら、第１方法では、一の分割領域内の輝度が一様であり、一の分割領域と他の分割領域との間でコントラスト強調量の差が大きいケースなどにおいて、線形補間によって輝度ムラが生じる可能性がある。

第２方法では、他の分割領域のパラメータを参照することによって、一の分割領域のコントラスト強調が平滑化してしまう。

第３方法では、画面全体のコントラスト強調を併用することによって局所的なコントラスト強調が弱められてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、輝度ムラの発生を抑制しながら、コントラスト強調を適切に行うことを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る信号処理装置は、複数の分割領域によって構成された画像を映像入力信号に応じて処理する。信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、コントラスト強調を行うか否かを判定するための強調判定特徴量を前記複数の分割領域毎に取得する第１取得部（第１取得部２１０）と、前記第１取得部によって取得された前記強調判定特徴量に応じて、前記複数の分割領域の中から、コントラスト強調が行われる候補とされる強調候補領域と、コントラスト強調が行われる対象とされない非対象領域とを特定する第１特定部（第１特定部２２０）と、前記強調候補領域を構成する分割領域のうち、前記非対象領域に隣接していない分割領域を、コントラスト強調が行われる対象とされる強調対象領域として特定する第２特定部（第２特定部２３０）と、前記強調対象領域に対してコントラスト強調を行う強調部（表示素子制御部２４０）とを備える。

かかる特徴によれば、第１特定部は、強調判定特徴量（各画素の輝度の分散値、エッジ強度、エッジ強度が所定閾値以上である画素数など）に応じて、強調候補領域を特定する。続いて、第２特定部は、強調候補領域を構成する分割領域のうち、非対象領域に隣接していない分割領域を強調対象領域として特定する。すなわち、第２特定部は、背景技術に比べて強調対象領域を絞り込む。

コントラスト強調量の線形補間が行われるケースにおいて、強調対象領域の周辺に設けられた強調候補領域に線形補間の影響が及ぶが、線形補間の影響が非対象領域に及ばない。

ここで、強調対象領域の周辺に設けられた強調候補領域は、強調判定特徴量が大きい領域であるため、線形補間によって輝度ムラが生じたとしても、輝度ムラがユーザによって視認されにくい。

一方で、強調部は、他の分割領域や画面全体のパラメータを用いずに、強調対象領域に対してコントラスト強調を行う。従って、コントラスト強調が平滑化されたり、コントラスト強調が弱められたりすることを抑制することができる。

このように、第１の特徴に係る信号処理装置によれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、コントラスト強調を適切に行うことができる。

第１の特徴において、前記画像は、第１画像と、前記第１画像に続く第２画像とを含む。信号処理装置は、前記第１画像及び前記第２画像の前記映像入力信号に応じて、前記第２画像を構成する前記複数の分割領域毎に動きベクトルを算出する算出部（算出部２５０）と、前記動きベクトルに応じて、前記第２画像を構成する前記複数の分割領域を再設定する設定部（設定部２６０）とをさらに備える。

第１の特徴において、前記画像は、コントラスト強調が行われる対象とされる処理対象画像と、前記処理対象画像のコントラスト強調で参照される参照画像とを含む。信号処理装置は、前記処理対象画像及び前記参照画像に対応する前記映像入力信号に応じて、前記複数の分割領域の再設定を行うか否かを判定するための再設定判定特徴量を取得し、前記処理対象画像と前記参照画像との間における前記再設定判定特徴量の差分である特徴量差分を取得する第２取得部（第２取得部２７０）と、前記特徴量差分が所定閾値を超える場合に、前記複数の分割領域のサイズを拡大するとともに、前記複数の分割領域の数を減少させる設定部（設定部２８０）とを備える。

第１の特徴において、前記画像は、コントラスト強調が行われる対象とされる処理対象画像と、前記処理対象画像のコントラスト強調で参照される参照画像とを含む。信号処理装置は、前記処理対象画像及び前記参照画像に対応する前記映像入力信号に応じて、前記強調候補領域を構成する分割領域を前記強調対象領域から除外するか否かを判定するための除外判定特徴量を取得し、前記処理対象画像と前記参照画像との間における前記除外判定特徴量の差分である特徴量差分を前記複数の分割領域毎に取得する第２取得部（第２取得部２９０）を備える。前記第２特定部は、前記強調候補領域を構成する分割領域のうち、前記特徴量差分が所定閾値を超える分割領域を、前記強調対象領域から除外する。

第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、映像入力信号に応じて複数の分割領域によって構成された画像を表示する表示手段（液晶パネル４０）と、前記表示手段によって表示された画像を投写する投写手段（投写レンズユニット１６０）と、第１の特徴に係る信号処理装置とを備える。

本発明によれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、コントラスト強調を適切に行うことを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源１０と、フライアイレンズユニット２０と、ＰＢＳアレイ３０と、複数の液晶パネル４０（液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ、液晶パネル４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０とを有する。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰランプなどである。光源１０が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。

フライアイレンズユニット２０は、光源１０が発する光を均質化する。具体的には、フライアイレンズユニット２０は、フライアイレンズ２０ａ及びフライアイレンズ２０ｂによって構成される。

フライアイレンズ２０ａ及びフライアイレンズ２０ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源１０が発する光が液晶パネル４０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。

ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光の偏向状態を揃える。第１実施形態では、ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光をＰ偏向に揃える。

液晶パネル４０Ｒは、赤成分光の偏向方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル４０Ｒの光入射面側には、一の偏向方向（例えば、Ｐ偏向）を有する光を透過して、他の偏向方向（例えば、Ｓ偏向）を有する光を遮光する入射側偏向板４１Ｒが設けられている。液晶パネル４０Ｒの光出射面側には、一の偏向方向（例えば、Ｐ偏向）を有する光を遮光して、他の偏向方向（例えば、Ｓ偏向）を有する光を透過する出射側偏向板４２Ｒが設けられている。

同様に、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏向方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル４０Ｇの光入射面側には、入射側偏向板４１Ｇが設けられており、液晶パネル４０Ｇの光出射面側には、出射側偏向板４２Ｇが設けられている。液晶パネル４０Ｂの光入射面側には、入射側偏向板４１Ｂが設けられており、液晶パネル４０Ｂの光出射面側には、出射側偏向板４２Ｂが設けられている。

クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム５０は、投写レンズユニット１６０側に合成光を出射する。

また、投写型映像表示装置１００は、ミラー群（ダイクロイックミラー１１１、ダイクロイックミラー１１２、反射ミラー１２１〜反射ミラー１２３）と、レンズ群（コンデンサレンズ１３１〜コンデンサレンズ１３３、コンデンサレンズ１４０Ｒ、コンデンサレンズ１４０Ｇ、コンデンサレンズ１４０Ｂ、リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３）とを有する。

ダイクロイックミラー１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光のうち、青成分光を透過する。ダイクロイックミラー１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光のうち、赤成分光及び緑成分光を反射する。

ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち、赤成分光を透過する。ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち、緑成分光を反射する。

反射ミラー１２１は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル４０Ｂ側に導く。反射ミラー１２２及び反射ミラー１２３は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル４０Ｒ側に導く。

コンデンサレンズ１３１は、光源１０が発する白色光を集光するレンズである。コンデンサレンズ１３２は、ダイクロイックミラー１１１を透過した青成分光を集光する。コンデンサレンズ１３３は、ダイクロイックミラー１１１で反射された赤成分光及び緑成分光を集光する。

コンデンサレンズ１４０Ｒは、液晶パネル４０Ｒに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｇは、液晶パネル４０Ｇに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｂは、液晶パネル４０Ｂに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。

リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３は、赤成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル４０Ｒ上に赤成分光を略結像する。

さらに、投写型映像表示装置１００は、投写レンズユニット１６０を有する。投写レンズユニット１６０は、クロスダイクロイックプリズム５０から出射された合成光（映像光）をスクリーン上などに投写する。

（投写型映像表示装置の機能）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。

信号処理装置２００は、赤入力信号Ｒ_ｉｎ、緑入力信号Ｇ_ｉｎ及び青入力信号Ｂ_ｉｎを含む映像入力信号を取得する。映像入力信号は画素単位の信号である。

具体的には、信号処理装置２００は、図２に示すように、第１取得部２１０と、第１特定部２２０と、第２特定部２３０と、表示素子制御部２４０とを有する。第１実施形態では、画像（フレーム）は、複数の分割領域（ブロック）によって構成される。例えば、画像（フレーム）は、縦１２×横１６の分割領域（ブロック）によって構成される。

第１取得部２１０は、映像入力信号に応じて、強調判定特徴量を複数の分割領域毎に取得する。強調判定特徴量は、（１）分割領域内における各画素の輝度の分散値、（２）分割領域内におけるエッジ強度、（３）分割領域内においてエッジ強度が所定閾値以上の画素数などである。

なお、第１取得部２１０は、映像入力信号についてＹＣ分離を行って、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを取り出すことが好ましい。第１取得部２１０は、輝度信号Ｙによって、強調判定特徴量を複数の分割領域毎に取得する。

また、テレビなどから入力される映像信号のように、既に輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを含む映像入力信号が信号処理装置２００に入力されてもよい。このようなケースでは、ＹＣ分離が不要であることは勿論である。

第１特定部２２０は、強調判定特徴量に応じて、複数の分割領域の中から、強調候補領域と非対象領域とを特定する。強調候補領域は、コントラスト強調が行われる候補とされる分割領域である。非対象領域は、コントラスト強調が行われる対象とされない分割領域である。

具体的には、第１特定部２２０は、強調判定特徴量が所定閾値以上である分割領域を強調候補領域として特定する。一方で、第１特定部２２０は、強調判定特徴量が所定閾値未満である分割領域を非対象領域として特定する。

第２特定部２３０は、強調候補領域を構成する分割領域のうち、前記非対象領域に隣接していない分割領域を、コントラスト強調が行われる対象とされる強調対象領域として特定する。

なお、「隣接」とは、後述する線形補間において他の分割領域を参照する方向において隣接することを意味することに留意すべきである。

表示素子制御部２４０は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。映像出力信号は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを含む。ここで、表示素子制御部２４０は、映像入力信号にコントラスト強調を行って、映像出力信号を生成する。表示素子制御部２４０は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを、それぞれ、各液晶パネル４０に出力する。

具体的には、表示素子制御部２４０は、図３に示すように、コントラスト強調を行う場合には、コントラスト強調を行わない場合に比べて、閾値Ｔｈ_１よりも低輝度の映像入力信号（画素）の輝度を低下させる。一方で、表示素子制御部２４０は、コントラスト強調を行う場合には、コントラスト強調を行わない場合に比べて、閾値Ｔｈ_１よりも高輝度の映像入力信号（画素）の輝度を上昇させる。

以下において、コントラスト強調が行われた映像出力信号（コントラスト強調あり）とコントラスト強調が行われない映像出力信号（コントラスト強調なし）との差分を“コントラスト強調量”と称する。

表示素子制御部２４０は、強調判定特徴量に応じてコントラスト強調量を分割領域毎に決定する。具体的には、表示素子制御部２４０は、非対象領域及び強調候補領域のコントラスト強調量を“０”に決定する。一方で、表示素子制御部２４０は、強調判定特徴量が大きいほど、強調対象領域のコントラスト強調量を増大させる。

続いて、表示素子制御部２４０は、コントラスト強調量の線形補間を行う。具体的には、表示素子制御部２４０は、制御対象領域のコントラスト強調量と参照領域のコントラスト強調量とに基づいて、コントラスト強調量の線形補間を行う。参照領域は、制御対象領域に隣接する他の分割領域である。

以下において、線形補間の一例について図４を参照しながら説明する。図４では、画素Ｐ_１は、制御対象領域の中心画素であり、画素Ｐ_２は、参照領域の中心画素である。距離Ｌ_１は、画素Ｐ_１と画素Ｐ_２との距離である。距離Ｌ_２は、画素Ｐ_１と画素Ｐ_３との距離であり、距離Ｌ_３は、画素Ｐ_２と画素Ｐ_３との距離である。

画素Ｐ_３のコントラスト強調量は、例えば、以下の式によって算出される。なお、

それぞれ、画素Ｐ_１、画素Ｐ_２及び画素Ｐ_３のコントラスト強調量である。

なお、線形補間では、水平方向において隣接する他の分割領域が参照されてもよく、垂直方向において隣接する他の分割領域が参照されてもよい。また、線形補間では、斜め方向において隣接する他の分割領域が参照されてもよい。

第１実施形態では、水平方向、垂直方向及び斜め方向において隣接する他の分割領域が線形補間で参照されるものとする。

（コントラスト強調の一例）
以下において、第１実施形態に係るコントラスト強調の一例について図面を参照しながら説明する。図５及び図６は、第１実施形態に係るコントラスト強調の一例を示す図である。図５及び図６では、画像（フレーム）は、縦１２×横１６の分割領域（ブロック）によって構成される。以下においては、分割領域の座標は（縦，横）で表す。

図５に示すように、信号処理装置２００は、映像入力信号に応じて、強調判定特徴量を複数の分割領域毎に取得する。続いて、信号処理装置２００は、強調判定特徴量に応じて、複数の分割領域の中から、強調候補領域と非対象領域とを特定する。なお、強調候補領域は、人物などの対象物Ｘを含む分割領域によって構成される。

図６に示すように、信号処理装置２００は、強調候補領域を構成する分割領域のうち、非対象領域に隣接していない分割領域を強調対象領域として特定する。なお、強調対象領域の周囲に設けられた強調候補領域については、コントラスト強調が行われないことに留意すべきである。但し、強調候補領域については、上述したコントラスト強調の線形補間が行われることに留意すべきである。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図７〜図９は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。

図７に示すように、ステップ１００において、信号処理装置２００は、複数の分割領域の中から、強調対象領域を特定する。なお、ステップ１００の詳細については後述する（図８及び図９を参照）。

ステップ２００において、信号処理装置２００は、強調対象領域についてコントラスト強調を画素毎に行う。また、信号処理装置２００は、コントラスト強調の線形補間を行う。

次に、上述したステップ１００の詳細について説明する。図８に示すように、ステップ１０１について、信号処理装置２００は、複数の分割領域のいずれかを制御対象領域としてセットする。信号処理装置２００は、例えば、（１，１）の分割領域を制御対象領域としてセットする。

ステップ１０２において、信号処理装置２００は、制御対象領域の強調判定特徴量を取得する。強調判定特徴量は、上述したように、（１）制御対象領域内における各画素の輝度の分散値、（２）制御対象領域内におけるエッジ強度、（３）制御対象領域内においてエッジ強度が所定閾値以上の画素数などである。

ステップ１０３において、信号処理装置２００は、強調判定特徴量が所定閾値以上であるか否かを判定する。信号処理装置２００は、強調判定特徴量が所定閾値以上である場合には、ステップ１０５の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、強調判定特徴量が所定閾値未満である場合には、ステップ１０４の処理に移る。

ステップ１０４において、信号処理装置２００は、制御対象領域を非対象領域としてセットする。非対象領域は、コントラスト強調が行われる対象とされない分割領域である。

ステップ１０５において、信号処理装置２００は、制御対象領域を強調候補領域としてセットする。強調候補領域は、コントラスト強調が行われる候補とされる分割領域である。強調候補領域については、コントラスト強調の線形補間が行われる。

ステップ１０６において、信号処理装置２００は、制御対象領域（強調候補領域）の強調判定特徴量に応じて、制御対象領域のコントラスト強調量を算出する。

ステップ１０７において、信号処理装置２００は、複数の分割領域の全てについて、強調候補領域又は非対象領域を特定する処理を行ったか否かを判定する。信号処理装置２００は、複数の分割領域の全てをチェック済みである場合には、ステップ１１１の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、複数の分割領域の全てをチェック済みでない場合には、ステップ１０８の処理に移る。

ステップ１０８において、信号処理装置２００は、制御対象領域を更新する。例えば、信号処理装置２００は、（１，１）の分割領域〜（１，１６）の分割領域、（２，１）の分割領域〜（２，１６）の分割領域といったように、制御対象領域を水平方向（横方向）に更新してもよい。また、信号処理装置２００は、（１，１）の分割領域〜（１２，１）の分割領域、（１，２）の分割領域〜（１２，２）の分割領域といったように、制御対象領域を垂直方向（縦方向）に更新してもよい。

図９に示すように、ステップ１１１において、信号処理装置２００は、強調候補領域を構成する分割領域のいずれかを制御対象領域としてセットする。

ステップ１１２において、信号処理装置２００は、制御対象領域が非対象領域に隣接しているか否かを判定する。信号処理装置２００は、制御対象領域が非対象領域に隣接している場合には、ステップ１１３の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、制御対象領域が非対象領域に隣接していない場合には、ステップ１１４の処理に移る。

なお、「隣接」とは、上述したように、線形補間において他の分割領域を参照する方向において隣接することを意味することに留意すべきである。

ステップ１１３において、信号処理装置２００は、ステップ１０６で算出されたコントラスト強調量を“０”に変更する。

ステップ１１４において、信号処理装置２００は、制御対象領域を強調対象領域としてセットする。

ステップ１１５において、信号処理装置２００は、ステップ１０６で算出されたコントラスト強調量を確定する。

ステップ１１６において、信号処理装置２００は、強調候補領域の全てについて、強調対象領域を特定する処理を行ったか否かを判定する。信号処理装置２００は、強調候補領域の全てをチェック済みである場合には、一連の処理を終了する。一方で、信号処理装置２００は、強調候補領域の全てをチェック済みでない場合には、ステップ１１７の処理に移る。

ステップ１１７において、信号処理装置２００は、制御対象領域を更新する。具体的には、信号処理装置２００は、強調候補領域を構成する他の分割領域を制御対象領域としてセットする。

なお、第１実施形態では、コントラスト強調量の空間的な線形補間について説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、信号処理装置２００は、コントラスト強調量を時間的に平滑化してもよい。例えば、Ｎ番目のフレームに係るコントラスト強調量Ｎは、以下の式に従って算出される。

強調量Ｎ＝｛ｋ×強調量Ｎ−１｝＋｛（１−ｋ）×強調量Ｎ｝
このように、前後のフレームに係るコントラスト強調量を用いて、コントラスト強調量の平滑化が行われてもよい。

（作用及び効果）
第１実施形態では、第１特定部２２０は、強調判定特徴量に応じて、強調候補領域を特定する。続いて、第２特定部２３０は、強調候補領域を構成する分割領域のうち、非対象領域に隣接していない分割領域を強調対象領域として特定する。すなわち、第２特定部２３０は、背景技術に比べて強調対象領域を絞り込む。

線形補間が行われるケースにおいて、線形補間の影響は、強調対象領域の周辺に設けられた強調候補領域まで及ぶが、非対象領域にまでは及ばない。

ここで、強調対象領域の周辺に設けられた強調候補領域は、強調判定特徴量が大きい領域であるため、線形補間によって輝度ムラが生じたとしても、輝度ムラがユーザによって視認されにくい。

一方で、表示素子制御部２４０は、他の分割領域や画面全体のパラメータを用いずに、強調対象領域に対してコントラスト強調を行う。従って、コントラスト強調が平滑化されたり、コントラスト強調が弱められたりすることを抑制することができる。

このように、第１実施形態に係る信号処理装置２００によれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、コントラスト強調を適切に行うことができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では特に触れていないが、第２実施形態では、信号処理装置２００は、動きベクトルに応じて、複数の分割領域を再設定する。なお、第２実施形態では、画像は、第１画像と第１画像に続く第２画像とを含む動画像である。

（投写型映像表示装置の機能）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図１０では、図２と同様の構成について同様の符号を付している。

図１０に示すように、信号処理装置２００は、図２に示した構成に加えて、算出部２５０と、設定部２６０とを有する。

算出部２５０は、第１画像及び第２画像の映像入力信号に応じて、第２画像を構成する複数の分割領域毎に動きベクトルを算出する。例えば、算出部２５０は、分割領域の４隅の動きベクトルを算出してもよく、分割領域毎に単数の動きベクトルを算出してもよい。

なお、一の分割領域の隅は、一の分割領域に隣接する他の分割領域の隅と同じであるため、一の分割領域の隅の動きベクトルを算出した場合には、他の分割領域の隅の動きベクトルの算出を省略してもよい。

設定部２６０は、算出部２５０によって算出された動きベクトルに応じて、第２画像を構成する複数の分割領域の境界を再設定する。例えば、設定部２６０は、４隅の動きベクトルに応じて、分割領域の４隅を動かして、分割領域の境界を再設定してもよい。また、設定部２６０は、単数の動きベクトルに応じて、分割領域の境界を再設定してもよい。

例えば、対象物Ｘが全体として左側に動くケースについて、図１１を参照しながら説明する。なお、図６に示す画像が第１画像であり、図１４に示す画像が第２画像である。

図１１に示すように、信号処理装置２００は、左側の分割領域について、第１画像を構成する分割領域に比べて、分割領域の横幅を小さく設定する。信号処理装置２００は、左側の分割領域について、第１画像を構成する分割領域に比べて、分割領域を左側にシフトする。これに伴って、信号処理装置２００は、右側の分割領域について、第１画像を構成する分割領域に比べて、分割領域の横幅を大きく設定する。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。なお、図１２では、図７と同様の処理について同様の符号を付している。

図１２に示すように、ステップ１０において、信号処理装置２００は、第１画像及び第２画像の映像入力信号に応じて、第２画像を構成する複数の分割領域毎に動きベクトルを算出する。

ステップ２０において、信号処理装置２００は、ステップ１０で算出された動きベクトルに応じて、第２画像を構成する複数の分割領域の境界を再設定する。

（作用及び効果）
第２実施形態では、設定部２６０は、算出部２５０によって算出された動きベクトルに応じて、第２画像を構成する複数の分割領域の境界を再設定する。すなわち、設定部２６０は、動きベクトルに応じて分割領域をシフトするとともに、分割領域のサイズを変更する。従って、第２特定部２３０が強調対象領域を絞り込んだとしても、複数の分割領域の中から、強調対象領域を適切に特定することができる。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では特に触れていないが、第３実施形態では、信号処理装置２００は、再設定判定特徴量の差分に応じて、複数の分割領域を再設定する。なお、第３実施形態では、画像は、処理対象画像と参照画像とを含む動画像である。参照画像は、処理対象画像のコントラスト強調で参照される画像である。参照画像は、例えば、処理対象画像の前の画像、処理対象画像の後の画像、処理対象画像の前後双方の画像などである。

（投写型映像表示装置の機能）
以下において、第３実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図１３では、図２と同様の構成について同様の符号を付している。

図１３に示すように、信号処理装置２００は、図２に示した構成に加えて、第２取得部２７０と、設定部２８０とを有する。

第２取得部２７０は、処理対象画像及び参照画像に対応する映像入力信号に応じて、複数の分割領域の再設定を行うか否かを判定するための再設定判定特徴量を取得する。すなわち、第２取得部２７０は、処理対象画像の再設定判定特徴量及び参照画像の再設定判定特徴量を取得する。

再設定判定特徴量は、（１）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度平均値、（２）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度差の合計値、（３）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素のコントラスト強調量などである。

続いて、第２取得部２７０は、処理対象画像と参照画像との間における再設定判定特徴量の差分である特徴量差分を複数の分割領域毎に取得する。

設定部２８０は、第２取得部２７０によって取得された特徴量差分に応じて、複数の分割領域を再設定する。具体的には、設定部２８０は、第２取得部２７０によって取得された特徴量差分が所定閾値を超える場合に、複数の分割領域のサイズを拡大するとともに、複数の分割領域の数を減少させる。

例えば、対象物Ｘが全体として左側に動くケースについて、図１４を参照しながら説明する。なお、図６に示す画像が参照画像であり、図１４に示す画像が処理対象画像である。

図１４に示すように、信号処理装置２００は、再設定判定特徴量の差分（特徴量差分）が所定閾値を超えるため、複数の分割領域のサイズを拡大するとともに、複数の分割領域の数を減少させる。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第３実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図１５は、第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。なお、図１５では、図７と同様の処理について同様の符号を付している。

図１５に示すように、ステップ３０において、信号処理装置２００は、複数の分割領域を設定する処理を行う。以下において、この処理の詳細について図１６を参照しながら説明する。

図１６に示すように、ステップ３１において、信号処理装置２００は、分割領域として初期設定をセットする。初期設定は、例えば、図６に示すように、縦１２×横１６の分割領域である。

ステップ３２において、信号処理装置２００は、再設定判定特徴量の差分である特徴量差分を分割領域毎に取得する。再設定判定特徴量は、上述したように、（１）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度平均値、（２）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度差の合計値、（３）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素のコントラスト強調量などである。

ステップ３３において、信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値以下であるか否かを判定する。信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値以下である場合には、ステップ３５の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値を超える場合には、ステップ３４の処理に移る。

ステップ３４において、信号処理装置２００は、分割領域のサイズを拡大する。これに伴って、信号処理装置２００は、分割領域の数を減少させる。なお、信号処理装置２００は、ステップ３２の処理に再び戻る。

ステップ３５において、信号処理装置２００は、現段階における分割領域を確定する。なお、信号処理装置２００は、ステップ１００の処理に移る。

（作用及び効果）
第３実施形態では、設定部２８０は、再設定判定特徴量の差分（特徴量差分）に応じて、複数の分割領域を再設定する。すなわち、設定部２８０は、特徴量差分が所定閾値を超える場合に、分割領域のサイズを拡大する。

ここで、特徴量差分が大きいケースでは、一般的に、画像内の対象物Ｘの動きが大きく、コントラスト強調による強調効果が小さい。一方で、このようなケースにおいて、コントラスト強調が行われると、輝度ムラが時間的に移動することにより、同じ位置において輝度ムラが生じたり、消えたりするため、フリッカが生じやすい。

第３実施形態に係る信号処理装置２００によれば、特徴量差分が所定閾値を超える場合に、分割領域のサイズを拡大することによって、フリッカを抑制することができる。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では特に触れていないが、第４実施形態では、信号処理装置２００は、除外判定特徴量の差分に応じて、分割領域を強調対象領域から除外する。なお、第４実施形態では、画像は、処理対象画像と参照画像とを含む動画像である。参照画像は、処理対象画像のコントラスト強調で参照される画像である。参照画像は、例えば、処理対象画像の前の画像、処理対象画像の後の画像、処理対象画像の前後双方の画像などである。

（投写型映像表示装置の機能）
以下において、第４実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図１７は、第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図１７では、図２と同様の構成について同様の符号を付している。

図１７に示すように、信号処理装置２００は、図２に示した構成に加えて、第２取得部２９０を有する。

第２取得部２９０は、処理対象画像及び参照画像に対応する映像入力信号に応じて、強調候補領域を構成する分割領域を強調対象領域から除外するか否かを判定するための除外判定特徴量を取得する。すなわち、第２取得部２９０は、処理対象画像の除外判定特徴量及び参照画像の除外判定特徴量を取得する。

除外判定特徴量は、（１）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度平均値、（２）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度差の合計値、（３）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素のコントラスト強調量などである。

続いて、第２取得部２９０は、処理対象画像と参照画像との間における除外判定特徴量の差分である特徴量差分を複数の分割領域毎に取得する。

ここで、上述した第２特定部２３０は、強調候補領域を構成する分割領域のうち、特徴量差分が所定閾値を超える分割領域を強調対象領域から除外する。

例えば、対象物Ｘが全体として左側に動くケースについて、図１８及び図１９を参照しながら説明する。

最初に、図１８に示す画像が処理対象画像であり、図１９に示す画像が参照画像であるケースについて説明する。このようなケースでは、（３，４）〜（１２、４）の分割領域において、特徴量差分が所定閾値を超えると考えられる。また、（３，１２）〜（１２、１２）の分割領域において、特徴量差分が所定閾値を超えると考えられる。

従って、信号処理装置２００は、図１８に示すように、（３，４）〜（１２、４）及び（３，１２）〜（１２、１２）の分割領域を強調対象領域から除外する。

次に、図１９に示す画像が処理対象画像であり、図１８に示す画像が参照画像であるケースについて説明する。このようなケースでも、（３，４）〜（１２、４）及び（３，１２）〜（１２、１２）の分割領域において、特徴量差分が所定閾値を超えると考えられる。

従って、信号処理装置２００は、図１９に示すように、（３，４）〜（１２、４）及び（３，１２）〜（１２、１２）の分割領域を強調対象領域から除外する。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第４実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図２０は、第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。なお、図２０では、図９と同様の処理について同様の符号を付している。

図２０に示すように、ステップ１２１において、信号処理装置２００は、除外判定特徴量の差分である特徴量差分を分割領域毎に取得する。除外判定特徴量は、上述したように、（１）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度平均値、（２）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素の輝度差の合計値、（３）処理対象画像及び参照画像を構成する各画素のコントラスト強調量などである。

ステップ１２２において、信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値以下であるか否かを判定する。信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値以下である場合には、ステップ１１４の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、特徴量差分が所定閾値を超える場合には、ステップ１１３の処理に移る。

（作用及び効果）
第４実施形態では、第２特定部２３０は、除外判定特徴量の差分（特徴量差分）に応じて、分割領域を強調対象領域から除外する。すなわち、第２特定部２３０は、特徴量差分が所定閾値を超える分割領域を強調対象領域から除外する。

ここで、特徴量差分が大きいケースでは、一般的に、画像内の対象物Ｘの動きが大きく、コントラスト強調による強調効果が小さい。一方で、このようなケースにおいて、コントラスト強調が行われると、輝度ムラが時間的に移動することにより、同じ位置において輝度ムラが生じたり、消えたりするため、フリッカが生じやすい。

第４実施形態に係る信号処理装置２００によれば、特徴量差分が大きい分割領域を強調対象領域から除外することによって、フリッカを抑制することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

上述した実施形態では、表示手段として液晶パネル４０が用いられるが、これに限定されるものではない。表示手段としては、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などが用いられてもよい。

上述した実施形態では、強調候補領域についてコントラスト強調量の線形補間が行われるが、これに限定されるものではない。強調候補領域については、コントラスト強調量の線形補間が行われなくてもよい。

上述した第２実施形態では、設定部２６０は、複数の分割領域の境界を変更するが、これに限定されるものではない。設定部２６０は、複数の分割領域の数を変更してもよい。

上述した第３実施形態では、第２取得部２７０は、再設定判定特徴量の差分（特徴量差分）を複数の分割領域毎に取得するが、これに限定されるものではない。第２取得部２７０は、再設定判定特徴量の差分（特徴量差分）を画面（フレーム）単位で取得してもよい。

上述した第３実施形態では、設定部２８０は、再設定判定特徴量の差分（特徴量差分）が所定閾値を超える場合に、分割領域のサイズを拡大するが、これに限定されるものではない。設定部２８０は、分割領域のサイズを拡大した後に、特徴量差分が所定閾値を下回った場合に、分割領域のサイズを縮小してもよい。

コントラスト強調量の線形補間は、以下に方法によって行われてもよい。図２１では、Ｐ_{（ｍ、ｎ）}、Ｐ_{（ｍ＋１、ｎ）}、Ｐ_{（ｍ、ｎ＋１）}、Ｐ_{（ｍ＋１、ｎ＋１）}は、それぞれ、分割領域（ｍ，ｎ）、分割領域（ｍ＋１，ｎ）、分割領域（ｍ，ｎ＋１）、分割領域（ｍ＋１，ｎ＋１）の中心点である。ここで、ｐ_{（ｘ、ｙ）}について、更新前の輝度Ｙ_{（ｘ、ｙ）}を更新後の輝度Ｙ’_{（ｘ、ｙ）}に変換する処理について考える。なお、距離ａ_１は、水平方向におけるｐ_{（ｘ、ｙ）}とＰ_{（ｍ、ｎ）}との距離であり、距離ａ_２は、水平方向におけるｐ_{（ｘ、ｙ）}とＰ_{（ｍ＋１、ｎ）}との距離である。距離ｂ_１は、垂直方向におけるｐ_{（ｘ、ｙ）}とＰ_{（ｍ、ｎ）}との距離であり、距離ｂ_２は、垂直方向におけるｐ_{（ｘ、ｙ）}とＰ_{（ｍ、ｎ＋１）}との距離である。このような前提において、更新後の輝度Ｙ’_{（ｘ、ｙ）}は、以下の式によって表される。

但し、ｆ_{（ｍ、ｎ）}は、分割領域（ｍ，ｎ）における補間関数

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。 第１実施形態に係るコントラスト強調を説明するための図である。 第１実施形態に係る線形補間を説明するための図である。 第１実施形態に係るコントラスト強調の一例を示す図である。 第１実施形態に係るコントラスト強調の一例を示す図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。 第２実施形態に係る分割領域設定の一例を示す図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。 第３実施形態に係る分割領域設定の一例を示す図である。 第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。 第４実施形態に係るコントラスト強調の一例を示す図である。 第４実施形態に係るコントラスト強調の一例を示す図である。 第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 その他の実施形態に係る線形補間を説明するための図である。

符号の説明

１０・・・光源、２０・・・フライアイレンズユニット、３０・・・ＰＢＳアレイ、４０・・・液晶パネル、５０・・・クロスダイクロイックプリズム、１００・・・投写型映像表示装置、１１１〜１１２・・・ダイクロイックミラー、１２１〜１２３・・・反射ミラー、１３１〜１３３・・・コンデンサレンズ、１４０・・・コンデンサレンズ、１５１〜１５３・・・リレーレンズ、１６０・・・投写レンズユニット、２００・・・信号処理装置、２１０・・・第１取得部、２２０・・・第１特定部、２３０・・・第２特定部、２４０・・・表示素子制御部、２５０・・・算出部、２６０・・・設定部、２７０・・・第２取得部、２８０・・・設定部、２９０・・・第２取得部

Claims (5)

1. 複数の分割領域によって構成された画像を映像入力信号に応じて処理する信号処理装置であって、
   前記映像入力信号に応じて、コントラスト強調を行うか否かを判定するための強調判定特徴量を前記複数の分割領域毎に取得する第１取得部と、
   前記第１取得部によって取得された前記強調判定特徴量に応じて、前記複数の分割領域の中から、コントラスト強調が行われる候補とされる強調候補領域と、コントラスト強調が行われる対象とされない非対象領域とを特定する第１特定部と、
   前記強調候補領域を構成する分割領域のうち、前記非対象領域に隣接していない分割領域を、コントラスト強調が行われる対象とされる強調対象領域として特定する第２特定部と、
   前記強調対象領域に対してコントラスト強調を行う強調部とを備えることを特徴とする信号処理装置。
2. 前記画像は、第１画像と、前記第１画像に続く第２画像とを含み、
   前記第１画像及び前記第２画像の前記映像入力信号に応じて、前記第２画像を構成する前記複数の分割領域毎に動きベクトルを算出する算出部と、
   前記動きベクトルに応じて、前記第２画像を構成する前記複数の分割領域を再設定する設定部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記画像は、コントラスト強調が行われる対象とされる処理対象画像と、前記処理対象画像のコントラスト強調で参照される参照画像とを含み、
   前記処理対象画像及び前記参照画像に対応する前記映像入力信号に応じて、前記複数の分割領域の再設定を行うか否かを判定するための再設定判定特徴量を取得し、前記処理対象画像と前記参照画像との間における前記再設定判定特徴量の差分である特徴量差分を取得する第２取得部と、
   前記特徴量差分が所定閾値を超える場合に、前記複数の分割領域のサイズを拡大するとともに、前記複数の分割領域の数を減少させる設定部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記画像は、コントラスト強調が行われる対象とされる処理対象画像と、前記処理対象画像のコントラスト強調で参照される参照画像とを含み、
   前記処理対象画像及び前記参照画像に対応する前記映像入力信号に応じて、前記強調候補領域を構成する分割領域を前記強調対象領域から除外するか否かを判定するための除外判定特徴量を取得し、前記処理対象画像と前記参照画像との間における前記除外判定特徴量の差分である特徴量差分を前記複数の分割領域毎に取得する第２取得部を備え、
   前記第２特定部は、前記強調候補領域を構成する複数の分割領域のうち、前記特徴量差分が所定閾値を超える分割領域を、前記強調対象領域から除外することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
5. 映像入力信号に応じて複数の分割領域によって構成された画像を表示する表示手段と、前記表示手段によって表示された画像を投写する投写手段と、請求項１に記載された信号処理装置とを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。

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