JP2013250452A - 画像調整ユニット、画像表示装置、コンピュータプログラム、記録媒体及び画像調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の照度が高い場合でも、適切な画像を表示することができる画像調整ユニット、画像表示装置、コンピュータプログラム、記録媒体及び画像調整方法を提供する。
【解決手段】縮小部２５１は、画像データを縮小する。明度設定部２１１は、縮小した画像データの明度を調整する。彩度設定部２１２は、縮小した画像データの彩度を調整する。シャープネス設定部２１３は、縮小した画像データのシャープネスを調整する。色温度設定部２１４は、縮小した画像データの色温度を調整する。画像解析部２５２は、縮小画像とパラメータ調整後の縮小画像との評価値を算出する。判定部２５３は、評価値が所定範囲内にあるか否かを判定する。制御部１０は、評価値が所定範囲内にない場合、パラメータを繰り返し調整すべく明度設定部２１１、彩度設定部２１２、シャープネス設定部２１３、色温度設定部２１４を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、検出した照度に応じて、画像表示画面に表示される画像を調整する画像調整ユニット、該画像調整ユニットを備える画像表示装置、該画像調整ユニットを実現するためのコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを記録した記録媒体及び画像調整方法に関する。

近年、屋内用途の他に、屋外、半屋外用途のデジタルサイネージが実用化されている。しかし、このような環境では、ディスプレイ等の表示画面での外光の反射、あるいは外光照度による人間の視感度特性及びダイナミックレンジの変化により、表示画面に表示される画像の視認性が低下するという問題がある。

このような問題を解決するため、例えば、外光反射を抑えるために表示画面にＡＲ（Anti Reflection）フィルム又はモスアイフィルムを貼り付ける対策が行われている。また、表示画面が液晶パネルの場合には、バックライトの輝度を上げる方法があり、ＬＥＤ看板であれば高輝度のＬＥＤを用いる方法もあるが、いずれも消費電力が増大するという別の問題が生ずる。

また、周囲の照度を検出して、表示画面に表示する映像の色温度を調整して、周囲の明るさなどの視聴環境に応じて映像の画質を調整するテレビジョン装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１２４１９７号公報

しかしながら、特許文献１の装置のように、周囲の明るさに応じて明度、彩度又は色温度などを調整したとしても、表示画面に表示される画像（コンテンツ）によっては、階調飽和、あるいは彩度過多が生じ、見た目に違和感があり、表示される画像の画質が適切ではないという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、周囲の照度が高い場合でも、適切な画像を表示することができる画像調整ユニット、該画像調整ユニットを備える画像表示装置、該画像調整ユニットを実現するためのコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを記録した記録媒体及び画像調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットにおいて、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する調整手段と、画像を縮小する縮小手段と、該縮小手段で縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを前記調整手段で調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出する算出手段とを備え、前記調整手段は、前記算出手段で算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットにおいて、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する調整手段と、該調整手段で前記パラメータを調整する前の前画像及び調整した後の後画像を縮小する縮小手段と、該縮小手段で縮小した前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出する算出手段とを備え、前記調整手段は、前記算出手段で算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、前記調整手段は、前記照度検出部で検出した照度の高低に応じて、画像の明度又は彩度の大小を調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、前記調整手段は、画像の色温度又はシャープネスを前記パラメータとして調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、前記調整手段は、前記照度検出部で検出した照度の高低に応じて、画像の色温度の高低を調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整ユニットは、前記算出手段は、ピーク信号対雑音比を評価値として算出するようにしてあり、前記調整手段は、前記算出手段で算出したピーク信号対雑音比が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、前述の発明のいずれか１つに係る画像調整ユニットを備えることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、画像を縮小するステップと、縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップとを実行させ、前記調整するステップは、算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、前記パラメータを調整する前の前画像及び調整した後の後画像を縮小するステップと、縮小した前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップとを実行させ、前記調整するステップは、算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る記録媒体は、前述の発明に係るコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。

本発明に係る画像調整方法は、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットによる画像調整方法において、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、画像を縮小するステップと、縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップとを含み、前記調整するステップは、算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整することを特徴とする。

本発明に係る画像調整方法は、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットによる画像調整方法において、前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、前記パラメータが調整される前の前画像及び調整された後の後画像を縮小するステップと、縮小された前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップとを含み、前記調整するステップは、算出された評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整することを特徴とする。

本発明にあっては、調整手段は、照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する。照度を検出する箇所は、表示画面の周囲であり、例えば、表示画面の四隅の近傍、表示画面の上下左右端部の近傍、表示画面左右前方の近傍などである。所定値は、曇り又は晴れ時の照度であり、例えば、２万ルクス又は１０万ルクスとすることができるが、これに限定されるものではない。画像のパラメータとしての明度の調整は、例えば、ガンマ値（γ）を調整することである。また、彩度の調整は、画像をＲＧＢ値で表す場合、ＲＧＢ値を調整（強調）するための行列の各要素の値を調整する。また、画像のＲＧＢ値をＨ（色相）Ｓ（彩度）Ｖ（明度）に変換した場合には、彩度Ｓを調整すればよい。

縮小手段は、画像を縮小する。画像の縮小方法は、例えば、ニアレストネイバー、バイリニア、バイキュービックなどの手法を用いることができる。算出手段は、縮小した縮小画像と当該縮小画像のパラメータを調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出する。評価値は、例えば、ＳＳＩＭ（Structural Similarity ）などの画像の構造の類似性の観点から縮小画像（パラメータを調整していない縮小画像）と調整後画像（パラメータを調整した後の縮小画像）との間の類似度を評価する指標である。そして、調整手段は、算出した評価値が所定範囲内になるようにパラメータを調整する。所定範囲は、評価値がＳＳＩＭである場合、例えば、０．９以上である。すなわち、調整手段は、縮小画像と調整後画像との間のＳＳＩＭが、ＳＳＩＭ≧０．９となるように明度又は彩度を調整する。

上述のように、検出した照度に応じて、明度又は彩度などのパラメータを調整するので、周囲の照度が高い場合でも、例えば、明度又は彩度を強調することができ、適切な画質の画像を表示することが可能となる。また、パラメータを調整した後に、調整を行っていない縮小画像及び調整を行った調整後画像（すなわち、調整前後の縮小画像）について評価を行うので、明度又は彩度が過多になることを抑制することができる。また、評価値を算出する際に、縮小画像を用いるので、評価に要する処理労力を軽減することができ、例えば、演算回路の小型化、あるいは演算時間の短縮化を図ることができる。

本発明にあっては、調整手段は、照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する。照度を検出する箇所は、表示画面の周囲であり、例えば、表示画面の四隅の近傍、表示画面の上下左右端部の近傍、表示画面左右前方の近傍などである。所定値は、曇り又は晴れ時の照度であり、例えば、２万ルクス又は１０万ルクスとすることができるが、これに限定されるものではない。画像のパラメータとしての明度の調整は、例えば、ガンマ値（γ）を調整することである。また、彩度の調整は、画像をＲＧＢ値で表す場合、ＲＧＢ値を調整（強調）するための行列の各要素の値を調整する。また、画像のＲＧＢ値をＨ（色相）Ｓ（彩度）Ｖ（明度）に変換した場合には、彩度Ｓを調整すればよい。

縮小手段は、パラメータを調整する前の前画像及び調整した後の後画像を縮小する。画像の縮小方法は、例えば、ニアレストネイバー、バイリニア、バイキュービックなどの手法を用いることができる。算出手段は、縮小した前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出する。評価値は、例えば、ＳＳＩＭ（Structural Similarity）などの画像の構造の類似性の観点から縮小した前画像と後画像との間の類似度を評価する指標である。そして、調整手段は、算出した評価値が所定範囲内になるようにパラメータを調整する。所定範囲は、評価値がＳＳＩＭである場合、例えば、０．９以上である。すなわち、調整手段は、縮小した前画像と後画像との間のＳＳＩＭが、ＳＳＩＭ≧０．９となるように明度又は彩度を調整する。

上述のように、検出した照度に応じて、明度又は彩度などのパラメータを調整するので、周囲の照度が高い場合でも、例えば、明度又は彩度を強調することができ、適切な画質の画像を表示することが可能となる。また、パラメータを調整した後に、調整前後の画像について評価を行うので、明度又は彩度が過多になることを抑制することができる。また、評価値を算出する際に、縮小画像を用いるので、評価に要する処理労力を軽減することができ、例えば、演算回路の小型化、あるいは演算時間の短縮化を図ることができる。

本発明にあっては、調整手段は、検出した照度の高低に応じて、画像の明度又は彩度の大小を調整する。例えば、所定値以上の照度を検出した場合に、照度が高いほど、明度を大きくする。例えば、照度が高いほど、ガンマ値（γ）を１．０から２．０の範囲で大きくする。また、照度が高いほど、彩度Ｓ（-２５５〜２５５とする）を６３から２５５の範囲で大きくする。なお、ガンマ値、彩度の値は一例であって、これに限定されるものではない。検出した照度の高低に応じて明度又は彩度の大小を調整するので、視認性が向上し、適切な画像を表示することができる。

本発明にあっては、調整手段は、画像の色温度又はシャープネスをパラメータとして調整する。周囲の照度が高くなることにより、人間の視感度波長のシフトが起こり、例えば、赤系統の視感度が増加するのに対し、青系統の視感度が低下する「プルキニエ現象」が発生する。そこで、色温度を調整することにより、画像の視認性を向上させることができる。また、シャープネス（エッジ）を強調することにより、画像の鮮明度が向上して視認性をさらに改善することができる。

本発明にあっては、調整手段は、検出した照度の高低に応じて、画像の色温度の高低を調整する。例えば、照度が高いほど、色温度を５５００Ｋから１００００Ｋの範囲で高くする。色温度が高くなると青みが強くなり、色温度が低くなると赤みが強くなる。すなわち、検出した照度が低い場合には、視感度波長のシフトにより赤系統の色が見にくくなるので、色温度を低くして赤みを強くする。逆に、検出した照度が高い場合には、視感度波長のシフトにより青系統の色が見にくくなるので、色温度を高くして青みを強くする。これにより、画像の視認性を向上させることができる。

本発明にあっては、算出手段は、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）を評価値として算出する。ＰＳＮＲ（Peak Signal to Noise Ratio）は、画像品質評価の指標であり、ＰＳＮＲ値が小さいほどノイズの混入が多いことを意味し、ＰＳＮＲ値が大きいほど画像の品質が良い。調整手段は、算出したピーク信号対雑音比が所定範囲内になるようにパラメータを調整する。所定範囲は、例えば、２０ｄＢ以上とすることができるが、さらに３０ｄＢ以上とすることにより、画像の品質を一層向上させることができる。また、ＰＳＮＲを評価指標として用いることにより、ノイズの混入を抑制することができるので、階調飽和、ジャギー、リンギング等の意図しない画質劣化を低減することができる。

本発明によれば、周囲の照度が高い場合でも、適切な画像を表示することができる。

本実施の形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。 照度検出部の設置個所の一例を示す説明図である。 本実施の形態の画像調整ユニットとしての映像信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の画像調整ユニットとしての映像信号処理部の構成の他の例を示すブロック図である。 本実施の形態の映像信号処理部によるパラメータ調整の一例を示す説明図である。 ＬＵＴによる明度及び彩度の調整方法の一例を示す説明図である。 行列演算による彩度の調整方法の一例を示す説明図である。 ＬＵＴによる色温度の調整方法の一例を示す説明図である。 鮮鋭化フィルタによるシャープネスの調整方法の一例を示す説明図である。 画像の縮小率を変化させた場合のＳＳＩＭの算出結果の一例を示す説明図である。 画像の縮小率を変化させた場合のＰＳＮＲの算出結果の一例を示す説明図である。 映像信号処理部の機能を実現するコンピュータの一例を示す説明図である。 本実施の形態の映像信号処理部の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の映像信号処理部の画質設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の映像信号処理部の処理手順の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。画像表示装置１００は、制御部１０、画像調整ユニットとしての映像信号処理部２０、駆動部３０、表示画面を有する画像表示部４０、照度検出部５０などを備える。

映像信号処理部２０は、画像表示部４０の表示画面に表示される画像を調整する画像調整ユニットとしての機能を有し、入力された画像データ（ＲＧＢ信号）のパラメータ（例えば、明度、彩度、色温度、シャープネスなど）を調整し、調整後のＲＧＢ信号を駆動部３０へ出力する。映像信号処理部２０の詳細は後述する。

画像表示部４０は、例えば、液晶パネル、バックライトなどを備える。なお、画像表示部４０は、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ看板、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等であってもよい。

駆動部３０は、映像信号処理部２０が出力したＲＧＢ信号を画像表示部４０へ出力することにより、液晶パネルのＲＧＢ駆動制御、及びバックライトの輝度調整などを行う。

照度検出部５０は、例えば、照度センサであり、画像表示部４０の表示画面の周囲の照度を検出し、検出した照度を制御部１０へ出力する。

図２は照度検出部５０の設置個所の一例を示す説明図である。照度検出部５０の設置個所、すなわち照度を検出する箇所は、例えば、図２Ａの破線で示すように、表示画面の四隅の近傍とすることができる。また、図２Ｂに示すように、表示画面の上下左右端部の近傍（例えば、各端部の中央付近）に照度検出部５０を設けることができる。あるいは、図２Ｃに示すように、表示画面左右前方の近傍に照度検出部５０を設けてもよい。

制御部１０は、照度検出部５０で検出した照度が所定値以上である場合、検出した照度を映像信号処理部２０へ出力するとともに、映像信号処理部２０で画像のパラメータを調整すべく映像信号処理部２０を制御する。所定値は、曇り又は晴れ時の照度であり、例えば、２万ルクス又は１０万ルクスとすることができるが、これに限定されるものではない。また、制御部１０は、駆動部３０、画像表示部４０の制御を行う。

図３は本実施の形態の画像調整ユニットとしての映像信号処理部２０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、映像信号処理部２０は、調整手段としての画質設定部２１、縮小手段及び算出手段としての画質評価部２５などを備える。

画質設定部２１は、明度設定部２１１、彩度設定部２１２、シャープネス設定部２１３、色温度設定部２１４などを備える。また、画質評価部２５は、縮小部２５１、画像解析部２５２、判定部２５３などを備える。

明度設定部２１１は、制御部１０の制御のもと、照度検出部５０で検出した照度に応じて、画像データ（ＲＧＢ信号）の明度を調整（設定）する。明度を調整するには、例えば、ＲＧＢそれぞれに対するガンマ値（γ）を調整すればよい。

彩度設定部２１２は、制御部１０の制御のもと、照度検出部５０で検出した照度に応じて、画像データ（ＲＧＢ信号）の彩度を調整（設定）する。彩度の調整は、画像をＲＧＢ値で表す場合、ＲＧＢ値を調整（強調）するための行列の各要素の値を調整する。

シャープネス設定部２１３は、制御部１０の制御のもと、照度検出部５０で検出した照度に応じて、画像データ（ＲＧＢ信号）のシャープネスを調整する。シャープネスの調整は、例えば、エッジ強調のための鮮鋭化フィルタによるフィルタ処理を行うことができる。

色温度設定部２１４は、制御部１０の制御のもと、照度検出部５０で検出した照度に応じて、画像データ（ＲＧＢ信号）の色温度を調整する。色温度の調整は、例えば、ＲＧＢそれぞれの入力階調と出力階調との関係を示すＬＵＴを用いて、ＲＧＢそれぞれの階調特性を変更することにより行うことができる。なお、画質の設定の詳細は後述する。

縮小部２５１は、画像データ（ＲＧＢ信号）で構成される画像を縮小する。なお、画像データはＲＧＢ信号に限定されるものではなく、例えば、ＹＣｂＣｒ信号やＹ∪Ｖ信号であってもよい。画像の縮小方法は、例えば、ニアレストネイバー、バイリニア、バイキュービックなどの手法を用いることができる。また、縮小倍率は、元の画像の大きさにも依存するが、例えば、１／１０倍とすることができる。

ニアレストネイバーは、補間する画素に一番近い画素、あるいは、補間する画素に対して所定の位置関係にある画素の値をその補間画素の値とする方法である。また、バイリニアは、補間する画素の周辺の２×２＝４画素の値を用いて直線的に補間する方法である。また、バイキュービックは、補間する画素の周辺の４×４＝１６画素の値を用いて三次式で補間する方法である。

画像解析部２５２は、縮小部２５１で縮小した画像（縮小画像）と、当該縮小画像のパラメータを画質設定部２１で調整した後の縮小画像（調整後画像）との間の評価値としてのＳＳＩＭ（Structural Similarity）を算出する。すなわち、画像解析部２５２は、パラメータ調整を行っていない縮小画像とパラメータ調整を行った縮小画像との間のＳＳＩＭを算出する。ＳＳＩＭは、画像の構造の類似性の観点から縮小画像と調整後画像との間の類似度、すなわち、２つの画像の間の類似度を評価する指標であり、人間の知覚との整合性が高い。ＳＳＩＭは０から１までの範囲の値であり、１に近いほど類似度が高いものとみなす。以下、ＳＳＩＭの算出方法について説明する。

ＳＳＩＭは、式（１）で算出することができる。式（１）において、ｆ′は式（２）で求めることができ、ｇ′は式（３）で求めることができる。

式（１）〜（３）において、ｆ（ｉ，ｊ）は、パラメータ調整前の縮小画像の画素値（例えば、輝度値）を表し、ｇ（ｉ，ｊ）は、パラメータ調整後の縮小画像の画素値（例えば、輝度値）を表す。輝度値Ｙは、例えば、表示装置に対し、予め測色により用意されたＲＧＢからＸＹＺへの変換行列を用いて求めることができる。なお、輝度値に代えて、ＲＧＢ値を用いてもよい。

Ｍは画像の横サイズ（画素数）を示し、Ｎは画像の縦サイズ（画素数）を示す。すなわち、式（２）は、パラメータ調整前の縮小画像内の画素値の平均値を表し、式（３）は、パラメータ調整後の縮小画像内の画素値の平均値を表す。

σｆはパラメータ調整前の縮小画像の画素値の分散を表し、σｇはパラメータ調整後の縮小画像の画素値の分散を表す。また、σｆｇは両画像の共分散を表す。また、ｃ１、ｃ２は定数であり、例えば、階調値に応じて適宜設定することができる。

また、画像解析部２５２は、ＰＳＮＲ（ピーク信号対雑音比）を評価値として算出する。ＰＳＮＲ（Peak Signal to Noise Ratio）は、画像品質評価の指標であり、ＰＳＮＲ値が小さいほどノイズの混入が多いことを意味し、ＰＳＮＲ値が大きいほど画像の品質が良い。以下、ＰＳＮＲの算出方法について説明する。

ＰＳＮＲは、式（４）により算出することができる。また、式（４）において、ＭＳＥは式（５）により求めることができる。

式（５）において、ｆ（ｉ，ｊ）、ｇ（ｉ、ｊ）、Ｍ、Ｎは式（２）、（３）の場合と同様である。式（４）において、ｍａｘは、画素値の最大値であり、ＲＧＢそれぞれが８ビットで構成される場合、ｍａｘ＝２５５である。

判定部２５３は、画像解析部２５２で算出したＳＳＩＭが所定範囲内にあるか否かを判定する。所定範囲とは、例えば、０．９以上である。すなわち、判定部２５３は、ＳＳＩＭ≧０．９であるか否かを判定し判定結果を制御部１０へ出力する。

制御部１０は、ＳＳＩＭ≧０．９の条件を満たさない場合、ＳＳＩＭ≧０．９となるようにパラメータ（明度、彩度、シャープネス、色温度）を繰り返し調整すべく明度設定部２１１、彩度設定部２１２、シャープネス設定部２１３、色温度設定部２１４を制御する。

パラメータの調整は、明度、彩度、シャープネス、色温度のすべてを調整することができるが、これに限定されるものではなく、例えば、明度のみ、あるいは明度と彩度のみ、あるいは明度、彩度及び色温度のみ、あるいはこれらの組み合わせとすることができる。

上述のように、検出した照度に応じて、明度又は彩度などのパラメータを調整するので、周囲の照度が高い場合でも、例えば、明度又は彩度を強調することができ、適切な画質の画像を表示することが可能となる。また、パラメータを調整した後に、調整前後の縮小画像について評価を行うので、明度又は彩度が過多になることを抑制することができる。また、評価値を算出する際に、縮小画像を用いるので、評価に要する処理労力を軽減することができ、例えば、演算回路の小型化、あるいは演算時間の短縮化を図ることができる。

また、判定部２５３は、画像解析部２５２で算出したＰＳＮＲが所定範囲内にあるか否かを判定する。所定範囲とは、例えば、２０ｄＢ以上とすることができるが、さらに３０ｄＢ以上とすることもできる。すなわち、判定部２５３は、ＰＳＮＲ≧２０ｄＢであるか否かを判定し判定結果を制御部１０へ出力する。

制御部１０は、ＰＳＮＲ≧２０ｄＢの条件を満たさない場合、ＰＳＮＲ≧２０ｄＢとなるようにパラメータ（明度、彩度、シャープネス、色温度）を繰り返し調整すべく明度設定部２１１、彩度設定部２１２、シャープネス設定部２１３、色温度設定部２１４を制御する。

ＰＳＮＲを評価指標として用いることにより、ノイズの混入を抑制することができるので、階調飽和、ジャギー、リンギング等の意図しない画質劣化を低減することができる。また、所定範囲を２０ｄＢ以上とする代わりに３０ｄＢ以上とすることにより、画像の品質を一層向上させることができる。

図３の例においては、画質設定部２１は、ＲＧＢ信号を用いて明度及び彩度を調整する構成であったが、これに限定されるものではなく、ＲＧＢ信号をＨＳＶ信号（Ｈ：色相、Ｓ：彩度、Ｖ：明度）に変換し、ＨＳＶ信号を用いて明度及び彩度を調整することもできる。

図４は本実施の形態の画像調整ユニットとしての映像信号処理部２０の構成の他の例を示すブロック図である。図３に例示した映像信号処理部２０は、縮小部２５１で縮小した縮小画像のパラメータを画質設定部２１で調整して、調整前後の縮小画像を評価する構成であったが、図４に例示する映像信号処理部２０は、元のサイズの画像のパラメータを画質設定部２１で調整する前の前画像、及び元のサイズの画像のパラメータを画質設定部２１で調整した後の後画像の両方を縮小部２５１で縮小した前画像と後画像との間の評価値を算出する。

なお、明度設定部２１１、彩度設定部２１２、シャープネス設定部２１３、色温度設定部２１４、縮小部２５１、画像解析部２５２、判定部２５３の構成及び機能は、図３の場合と同様であるので、説明は省略する。

また、図４の例では、パラメータの調整と画像の縮小とを繰り返して最適パラメータを求めることになるので、処理遅延の影響が起こり得る。しかし、図３の例のように、予め元のサイズの画像を縮小しておき、縮小画像でパラメータ調整前後の評価値を比較して最適パラメータを算出し、算出したパラメータを用いて元のサイズの画像を調整するようにすれば、処理遅延の影響を抑制することができる。

図５は本実施の形態の映像信号処理部２０によるパラメータ調整の一例を示す説明図である。図５において、照度検出部５０で検出した照度（検出照度）は、所定値以上であるとする。図５に示すように、検出した照度の高低に応じて、画像の明度を大小に調整する。例えば、照度が高いほど、ガンマ値（γ）を１．０から２．０の範囲で大きくする。なお、ガンマ値は、予めいくつかの値を定めておき、照度に応じて、いずれかのガンマ値を選択するようにすればよい。

また、照度が高いほど、彩度Ｓ（−２５５〜２５５とする）を６３から２５５の範囲で大きくする。なお、彩度Ｓは、予めいくつかの値を定めておき、照度に応じて、いずれかの彩度Ｓを選択するようにすればよい。なお、ガンマ値、彩度の値は一例であって、これに限定されるものではない。検出した照度の高低に応じて明度又は彩度を大小にするので、視認性が向上し、適切な画像を表示することができる。

また、検出した照度の高低に応じて、画像の色温度を高低に調整する。例えば、照度が高いほど、色温度を５５００Ｋから１００００Ｋの範囲で高くする。周囲の照度に応じて人間の視感度波長のシフトが起こる（プルキニエ現象）ので、照度が高い場合は、赤系統が見えやすくなり、青系統は見えにくくなる。逆に、照度が低い場合は赤系統が見えにくくなり、青系統が見えやすくなる。一方、色温度が高くなると青みが強くなり、色温度が低くなると赤みが強くなる。

そこで、検出した照度が低い場合には、色温度を低くして赤みを強くする。逆に、検出した照度が高い場合には、色温度を高くして青みを強くする。これにより、画像の視認性を向上させることができる。

また、シャープネス（エッジ）の度合を変えることにより、シャープネス（エッジ）の強調度合を調整する。例えば、シャープネス（エッジ）の度合を８〜１６の範囲で調整する。これにより、画像の鮮明度が向上して視認性をさらに改善することができる。

図６はＬＵＴによる明度及び彩度の調整方法の一例を示す説明図である。図６において、横軸は入力階調、縦軸は出力階調（例えば、それぞれ２５６階調）であり、ＲＧＢそれぞれの階調特性（ガンマ特性）を模式的に表している。図６に示すように、ＲＧＢそれぞれの階調特性を変更すること、すなわちＲＧＢそれぞれのＬＵＴを書き換えることにより、明度及び彩度を同時に調整することができる。すなわち、ＬＵＴのデータを予め複数の組記憶しておき、判定部２５３の判定結果に応じてＬＵＴのデータを書き換えることにより、明度と彩度を調整することができる。

図７は行列演算による彩度の調整方法の一例を示す説明図である。図７Ａにおいて、Ｍは彩度調整行列であり、図７Ｂ〜７Ｄに示すように、ＲＧＢ信号に合わせて３×３の行列である。図７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの順番で彩度が強調される。なお、彩度調整行列の各要素は一例であって、図７の例に限定されるものではない。

図８はＬＵＴによる色温度の調整方法の一例を示す説明図である。図８において、横軸は入力階調、縦軸は出力階調（例えば、それぞれ２５６階調）であり、ＲＧＢそれぞれの階調特性（ガンマ特性）を模式的に表している。図８に示すように、ＲＧＢそれぞれの階調特性を変更すること、すなわちＲＧＢそれぞれのＬＵＴを書き換えることにより、色温度を調整することができる。

そして、白色点（ＲＧＢ値がそれぞれ２５５）におけるＲＧＢ比率を予め規定しておく。例えば、図８に示すように、色温度が５５００Ｋの場合、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１とする。また、色温度が６５００Ｋの場合、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１．２：１とする。また、色温度が１００００Ｋの場合、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１．２とする。なお、明度、彩度及び色温度の調整をＬＵＴで一括して行うこともできる。

図９は鮮鋭化フィルタによるシャープネスの調整方法の一例を示す説明図である。図９の例は、８近傍鮮鋭化フィルタの一例であって、中央の画素の周辺の８画素（上下左右画素）との画素値（例えば、ＲＧＢ値）の変化（エッジ）を強調することで鮮鋭な画像を得ることができる。図９の例では、エッジを強調する場合には、Ｎの数を８から徐々に１６まで大きくすればよい。

なお、鮮鋭化フィルタは、８近傍鮮鋭化フィルタに限定されるものではなく、４近傍鮮鋭化フィルタ、ｘ方向微分、ｙ方向微分などのフィルタを用いることができる。また、フィルタの大きさも３×３に限定されるものではなく、９×９、１６×１６でもよい。

上述のＳＳＩＭ、ＰＳＮＲによる評価を行う場合、画像を縮小せずに元の大きさの画像を用いて行うこともできる。しかし、縮小画像を用いることにより、処理労力を軽減することができる。以下、画像を縮小した場合と縮小しない場合の何れであってもＳＳＩＭ、ＰＳＮＲによる評価が可能である点について説明する。

図１０は画像の縮小率を変化させた場合のＳＳＩＭの算出結果の一例を示す説明図であり、図１１は画像の縮小率を変化させた場合のＰＳＮＲの算出結果の一例を示す説明図である。図１０、図１１において、符号Ｓ１は元の画像（１９２０×１０８０画素）であり、符号Ｓ２は元の画像を１／２に縮小した画像（９６０×５４０）であり、符号Ｓ３は元の画像を１／４に縮小した画像であり、符号Ｓ４は元の画像を１／１０に縮小した画像であり、符号Ｓ５は元の画像を１／１００に縮小した画像である。また、横軸は、彩度Ｓ、ガンマ値、シャープネスの処理回数を表す。

図１０Ａに示すように、彩度Ｓ（−２５５〜２５５とする）を６３から２５５の範囲に調整した場合、画像サイズに関わらず、ＳＳＩＭの傾向は同じである。また、図１０Ｂに示すように、ガンマ値を１．２から２．０の範囲に調整した場合、画像サイズに関わらず、ＳＳＩＭの傾向は同じである。また、図１０Ｃに示すように、シャープネス調整値を８から１６に調整した場合、画像サイズによる変動差があるものの、ＳＳＩＭの減少傾向を判断することができる。すなわち、図１０に示すように、画像サイズを縮小した場合でも、ＳＳＩＭによる評価が可能であることが判る。

また、図１１Ａに示すように、彩度Ｓ（−２５５〜２５５とする）を６３から２５５の範囲に調整した場合、画像サイズによる変動差があるものの、ＰＳＮＲの減少傾向を判断することができる。また、図１１Ｂに示すように、ガンマ値を１．２から２．０の範囲に調整した場合、画像サイズによる変動差があるものの、ＰＳＮＲの減少傾向を判断することができる。また、図１１Ｃに示すように、シャープネス調整値を８から１６に調整した場合、画像サイズによる変動差があるものの、ＰＳＮＲの減少傾向を判断することができる。すなわち、図１１に示すように、画像サイズを縮小した場合でも、ＰＳＮＲによる評価が可能であることが判る。

本実施の形態の映像信号処理部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータを用いて実現することもできる。図１２は映像信号処理部２０の機能を実現するコンピュータ２００の一例を示す説明図である。

本実施の形態の映像信号処理部２０は、コンピュータ２００に実行させるためのプログラム（コンピュータプログラム）を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体２０１に、上述の明度調整処理、彩度調整処理、シャープネス処理又は色温度調整（画像調整処理と称する）、画像の縮小処理、評価値（ＳＳＩＭ、ＰＳＮＲ）の算出処理、評価値の判定処理などの各処理を記録しておく。そして、当該記録媒体２０１に記録したプログラムを光ディスク読取装置等で読み込ませることにより、コンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で映像信号処理部を実現することができる。

この結果、前記処理を行うプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）を記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。なお、本実施の形態では、この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理が行われるために図示していないメモリ、例えばＲＯＭのようなものそのものがプログラムメディアであってもよいし、また、外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。

いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいは、いずれの場合もプログラムコードを読み出し、読み出されたプログラムコードは、マイクロコンピュータの図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。ここで、前記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムコードを担持する媒体であってもよい。前述の記録媒体は、画像表示装置やコンピュータシステムに備えられるプログラム読み取り装置により読み取られることで上述した画像処理方法が実行される。

次に、本実施の形態の映像信号処理部２０の動作について説明する。図１３は本実施の形態の映像信号処理部２０の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、処理の主体を便宜上処理部２０とする。処理部２０は、画像データを取得し（Ｓ１１）、照度を検出する（Ｓ１２）。

処理部２０は、検出された照度が所定値以上であるか否かを判定し（Ｓ１３）、照度が所定値以上である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、取得した画像データで構成される画像（元のサイズの画像）を縮小し（Ｓ１４）、縮小画像の画質設定処理を行う（Ｓ１５）。なお、画質設定処理（明度、彩度、シャープネス及び色温度などのパラメータの調整）の詳細は後述する。

処理部２０は、画質設定処理を施していない縮小画像（調整前の縮小画像）と画質設定処理を施した縮小画像（調整後の縮小画像）との間のＳＳＩＭ及びＰＳＮＲを算出する（Ｓ１６）。処理部２０は、ＳＳＩＭ≧０．９、かつＰＳＮＲ≧２０ｄＢ（以下、判定条件とも称する）を満たすか否かを判定する（Ｓ１７）。

判定条件を満たさない場合には（Ｓ１７でＮＯ）、処理部２０は、ステップＳ１５以降の処理を繰り返すことにより、パラメータを再度調整する。判定条件を満たす場合には（Ｓ１７でＹＥＳ）、処理部２０は、判定条件を満たした際の調整済パラメータを用いて、実サイズ画像（縮小する前の元の画像）の画質設定処理を行い（Ｓ１８）、画像を表示し（Ｓ１９）、処理を終了する。なお、ステップＳ１８の画質設定処理は、ステップＳ１５の処理と同様である。照度が所定値以上でない場合（Ｓ１３でＮＯ）、処理部２０は、パラメータの調整を行うことなくステップＳ１９の処理を行う。

図１４は本実施の形態の映像信号処理部２０の画質設定処理の手順の一例を示すフローチャートである。処理部２０は、明度を強調し（Ｓ１０１）、彩度を強調し（Ｓ１０２）、シャープネス強調を行い（Ｓ１０３）、色温度を変更し（Ｓ１０４）、処理を終了する。

図１３及び図１４の例では、パラメータとして、明度、彩度、シャープネス及び色温度のすべてを調整する構成であったが、これに限定されるものではなく、これらの少なくとも１つを調整する構成であってもよい。

図１５は本実施の形態の映像信号処理部２０の処理手順の他の例を示すフローチャートである。処理部２０は、画像データを取得し（Ｓ３１）、照度を検出する（Ｓ３２）。

処理部２０は、検出された照度が所定値以上であるか否かを判定し（Ｓ３３）、照度が所定値以上である場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、明度を強調し（Ｓ３４）、彩度を強調し（Ｓ３５）、シャープネス強調を行い（Ｓ３６）、色温度を変更する（Ｓ３７）。

処理部２０は、パラメータ（明度、彩度、シャープネス及び色温度）の調整前後の画像を縮小し（Ｓ３８）、ＳＳＩＭ及びＰＳＮＲを算出する（Ｓ３９）。処理部２０は、ＳＳＩＭ≧０．９、かつＰＳＮＲ≧２０ｄＢ（以下、判定条件とも称する）を満たすか否かを判定する（Ｓ４０）。

判定条件を満たさない場合には（Ｓ４０でＮＯ）、処理部２０は、ステップＳ３４以降の処理を繰り返すことにより、パラメータを再度調整する。判定条件を満たす場合には（Ｓ４０でＹＥＳ）、処理部２０は、判定条件を満たした際の元の画像を表示し（Ｓ４１）、処理を終了する。照度が所定値以上でない場合（Ｓ３３でＮＯ）、処理部２０は、パラメータの調整を行うことなくステップＳ４１の処理を行う。

また、図１５の例では、調整対象のパラメータをすべて調整した後に、評価値（ＳＳＩＭ、ＰＳＮＲ）を算出し、判定条件を充足するか否かを判定する構成であるが、例えば、明度のみを調整して評価値を算出し、判定条件を充足した場合に、次の彩度の調整を行って評価値を算出し、判定条件を充足した場合に、次の色温度の調整を行って評価値を算出し、判定条件を充足した場合に、次のシャープネスの処理を行って評価値を算出し、判定条件を充足した場合に画像を表示させるようにしてもよい。すなわち、明度、彩度、色温度及びシャープネス毎に評価を行い、適切な評価が得られた場合に次のパラメータに対する評価を行うようにしてもよい。

上述の実施の形態では、照度を検出し、検出した照度が所定値以上である場合、パラメータを調整して評価を行う構成であったが、照度を検出する代わりに、表示画面周辺の温度を検出し、検出した温度が閾値（例えば、４０℃）以上である場合に、パラメータを調整して評価を行うようにしてもよい。照度が高い場合には、外光により温度も高くなるからである。

また、日中はパラメータを調整して評価を行い、夜間はパラメータの調整を実施しない構成のように、時間帯に応じてパラメータの調整及び評価を行うようにしてもよい。

１０ 制御部
２０ 映像信号処理部
２１ 画質設定部
２５ 画質評価部
２１１ 明度設定部
２１２ 彩度設定部
２１３ シャープネス設定部
２１４ 色温度設定部
２５１ 縮小部
２５２ 画像解析部
２５３ 判定部
３０ 駆動部
４０ 画像表示部
５０ 照度検出部

Claims (12)

1. 照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットにおいて、
   前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する調整手段と、
   画像を縮小する縮小手段と、
   該縮小手段で縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを前記調整手段で調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出する算出手段と
   を備え、
   前記調整手段は、
   前記算出手段で算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする画像調整ユニット。
2. 照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットにおいて、
   前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整する調整手段と、
   該調整手段で前記パラメータを調整する前の前画像及び調整した後の後画像を縮小する縮小手段と、
   該縮小手段で縮小した前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出する算出手段とを備え、
   前記調整手段は、
   前記算出手段で算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする画像調整ユニット。
3. 前記調整手段は、
   前記照度検出部で検出した照度の高低に応じて、画像の明度又は彩度の大小を調整するようにしてあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像調整ユニット。
4. 前記調整手段は、
   画像の色温度又はシャープネスを前記パラメータとして調整するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像調整ユニット。
5. 前記調整手段は、
   前記照度検出部で検出した照度の高低に応じて、画像の色温度の高低を調整するようにしてあることを特徴とする請求項４に記載の画像調整ユニット。
6. 前記算出手段は、
   ピーク信号対雑音比を評価値として算出するようにしてあり、
   前記調整手段は、
   前記算出手段で算出したピーク信号対雑音比が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の画像調整ユニット。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の画像調整ユニットを備えることを特徴とする画像表示装置。
8. コンピュータに、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、
   画像を縮小するステップと、
   縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップと
   を実行させ、
   前記調整するステップは、
   算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。
9. コンピュータに、照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、
   前記パラメータを調整する前の前画像及び調整した後の後画像を縮小するステップと、
   縮小した前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップと
   を実行させ、
   前記調整するステップは、
   算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。
10. 請求項８又は請求項９に記載のコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
11. 照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットによる画像調整方法において、
    前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、
    画像を縮小するステップと、
    縮小した縮小画像と該縮小画像の前記パラメータを調整した後の調整後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップと
    を含み、
    前記調整するステップは、
    算出した評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整することを特徴とする画像調整方法。
12. 照度検出部で検出した照度に応じて、表示画面に表示される画像のパラメータを調整する画像調整ユニットによる画像調整方法において、
    前記照度検出部で検出した照度が所定値以上である場合、画像の明度又は彩度の少なくとも１つのパラメータを調整するステップと、
    前記パラメータが調整される前の前画像及び調整された後の後画像を縮小するステップと、
    縮小された前画像と後画像との間の類似度を含む評価値を算出するステップと
    を含み、
    前記調整するステップは、
    算出された評価値が所定範囲内になるように前記パラメータを調整することを特徴とする画像調整方法。

Images