JP2014048527A - 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画面における字幕などのように付随的ではあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行えるようにする。
【解決手段】伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理部と、画像信号に基づいて表示される画像における複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに判定する輝度飽和判定部と、複数の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態とに基づいて、伸張率を設定する伸張率設定部とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及びプログラムに関する。

例えば画像のコントラスト向上のために画像の輝度範囲を拡大する輝度伸張処理を実行するにあたり、画像データの画像特徴量に基づいて白飛びの発生の有無を検出し、この検出結果に応じて輝度伸張処理における伸張率を修正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そのうえで、特許文献１には、画面の端に生じる字幕や黒帯の影響を低減するために、画面の所定の中央部分の特徴量のみに基づいて白飛びの発生の有無を検出するという技術が記載されている。

特開２００７−５８１６７号公報

例えば映画などのコンテンツの画像の場合には、画面の左右両端に黒帯が表示され、画面下の縁側において字幕が表示されるような状態となることが多い。
このような画像が表示される場合、特許文献１のように画面の中央部分のみを検出の対象とすれば、メインの映像に応じた白飛びの発生の有無を、字幕や黒帯の影響を抑えて検出することは可能になる。ただし、画面の中央部分の画像状態によっては字幕の画像が劣化した状態となってしまう場合がある。
一例として、画面の中央部分の輝度が相当に低い状態で画面の下側において字幕が表示されている場合には、画面の中央部分の低い輝度に応じて設定された高い伸張率によって画面全体に対する輝度伸張処理が実行される。しかし、字幕は、白もしくはこれに近い高輝度で表示されることが一般的である。この結果、画面の縁側に表示される字幕の部分において輝度が過剰に伸張されてしまい、白飛びが発生したままの状態が継続してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画面における字幕などのように付随的ではあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行えるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様としての画像処理装置は、伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理部と、前記画像信号に基づいて表示される画像における複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出部と、所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定部とを備える。

この構成により、画面において設定した複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態に基づいて輝度伸張のための伸張率が設定される。これにより、画面における特定の画像部分だけではなく、画面における複数の画像部分の輝度飽和の状態に適合して伸張率を設定することができる。この結果、画面における字幕などのように付随的ではあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行えるようになる。

また、本発明としての画像処理装置において、前記輝度飽和検出部は、前記複数の画像部分における第１画像部分と第２画像部分ごとに前記輝度飽和の状態を検出し、前記伸張率設定部は、前記第１画像部分と前記第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和の無いことが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第１画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第１伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正することにより前記伸張率を設定し、前記第１画像部分において輝度飽和が無く、前記第２画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第２画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第２伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正することにより前記伸張率を設定し、前記第１画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には前記第１伸張率の値を前記伸張率として設定してもよい。

この構成により、第１画像部分と第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和が無い状態と、第１画像部分において輝度飽和は無いが第２画像部分において輝度飽和が有る状態と、第１画像部分において輝度飽和が有る状態とのそれぞれに応じた伸張率が設定される。これにより、上記の３つの状態のそれぞれに適合した輝度伸張処理を実行することができる。

また、本発明としての画像処理装置において、前記輝度飽和検出部は、前記複数の部分画像領域における第１画像部分と第２画像部分ごとに前記輝度飽和の状態を検出し、前記伸張率設定部は、前記第１画像部分と前記第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和の無いことが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第１画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第１伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正した修正伸張率を前記伸張率として設定し、前記第１画像部分において輝度飽和が無く、前記第２画像部分において輝度飽和が有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第２画像部分において輝度飽和が有ると検出されたフレームの連続数に応じて前記現在の伸張率を変更することにより前記伸張率を設定し、前記第１画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には前記第１伸張率の値を前記伸張率として設定してもよい。

この構成により、第１画像部分と第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和が無い状態と、第１画像部分において輝度飽和は無いが第２画像部分において輝度飽和が有る状態と、第１画像部分において輝度飽和が有る状態とのそれぞれに応じた伸張率が設定される。これにより、上記の３つの状態のそれぞれに適合した輝度伸張処理を実行することができる。また、この構成では、第１画像部分において輝度飽和は無いが第２画像部分において輝度飽和が有る状態においては、輝度飽和が有る状態のフレームが連続するのに応じて伸張率が変更される。これにより、例えば画面のちらつきなどの大きな変化を与えることなく緩やかに第２画像部分における輝度飽和を緩和していくことが可能となる。

また、本発明としての画像処理装置において、画像表示のために光源から射出された光の光量を調節する調光素子と、前記伸張率に基づいて設定された変更率に応じて光量が変更されるように前記調光素子を制御する調光制御部とをさらに備えてもよい。

この構成により、輝度伸張処理と並行して光源から射出された光についての光量制御が行われる。これにより、さらなる画質の向上が図られる。

また、本発明の一態様としての画像表示装置は、上記の画像処理装置と、前記画像処理装置から出力された画像信号を投射画像として表示する光学系部とを備える。

この構成により、画面において設定した複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態に基づいて輝度伸張のための伸張率が設定される。これにより、画面における特定の画像部分だけではなく、画面における各画像部分の輝度飽和の状態に適合して伸張率を設定することができる。この結果、画面における字幕などのように有意ではあるが画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理が為された画像を表示することが可能になる。

また、本発明の一態様としての画像処理方法は、伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理ステップと、前記画像信号に基づいて表示される画像における複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出ステップと、所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定ステップとを備える。

この構成により、画面において設定した複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態に基づいて輝度伸張のための伸張率が設定される。これにより、画面における特定の画像部分だけではなく、画面における各画像部分の輝度飽和の状態に適合して伸張率を設定することができる。この結果、画面における字幕などのように付随的ではあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行えるようになる。

また、本発明の一態様としてのプログラムは、コンピュータに、伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理ステップと、前記画像信号に基づいて表示される画像における複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出ステップと、所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定ステップとを実行させるためのものである。

この構成により、画面において設定した複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態に基づいて輝度伸張のための伸張率が設定される。これにより、画面における特定の画像部分だけではなく、画面における各画像部分の輝度飽和の状態に適合して伸張率を設定することができる。この結果、画面における字幕などのように付随的はあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行えるようになる。

以上のように、本発明による画像処理装置及び画像表示装置は、画面において設定した複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態に基づいて輝度伸張のための伸張率を設定する。これにより、本発明による画像処理装置及び画像表示装置は、画面における特定の画像部分だけではなく、画面における複数の画像部分の輝度飽和の状態に適合して伸張率を設定することができる。この結果、本発明による画像処理装置及び画像表示装置は、画面における字幕などのように付随的ではあるが有意な画像の出現に対応して適切な輝度伸張処理を行うことが可能となる。

本実施形態に係る画像表示装置における光学系の構成例を示す図である。 本実施形態に係る画像表示装置における照明装置の構成例を示す側面図である。 本実施形態に係る画像表示装置における照明装置の構成例を示す正面図である。 第１の実施形態に係る画像表示装置における画像処理系の構成例を示す図である。 本実施形態における画面に対する画像部分の領域の設定例を示す図である。 第１の実施形態における第１白飛びフラグと第２白飛びフラグの状態の組み合わせと、伸張率設定処理との対応例を示す図である。 第１の実施形態に係る特徴量算出部が実行する画像特徴量算出のための処理手順例を示す図である。 第１の実施形態に係る輝度飽和検出部が実行する白飛び検出のための処理手順例を示す図である。 第１の実施形態に係る伸張率設定部が実行する伸張率設定のための処理手順例を示す図である。 第１の実施形態に係る伸張率設定部が実行する処理１としての伸張率設定のための処理手順例を示す図である。 第１の実施形態に係る伸張率設定部が実行する処理２としての伸張率設定のための処理手順例を示す図である。 第２の実施形態に係る画像表示装置における画像処理系の構成例を示す正面図である。 第２の実施形態に係る伸張率設定部が実行する伸張率設定のための処理手順例を示す図である。 第２の実施形態に係る伸張率設定部が実行する処理２としての伸張率設定のための処理手順例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
［画像表示装置：光学系の構成例］
図１は、本発明の実施形態に係る投射型の画像表示装置における光学系部の構造例を示している。本実施形態の光学系部は、画像表示装置における画像処理装置から出力された画像信号を投射画像として表示する。
本実施形態の画像表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色ごとに透過型の液晶ライトバルブを備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置である。
図１に示す光学系部は、照明装置１、ダイクロイックミラー４１，４２、反射ミラー４３，４４，４５、液晶ライトバルブ５１，５２，５３、及びクロスダイクロイックプリズム６０を備える。

照明装置１は、光源１０とフライアイレンズ２１，２２と遮光板３１，３２とを備える。光源１０は、高圧水銀ランプ等のランプ１１と、ランプ１１の光を反射するリフレクタ１２とを備える。

第１のフライアイレンズ２１と第２のフライアイレンズ２２は、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ５１，５２，５３において均一化させるために設けられる。第１のフライアイレンズ２１は光源１０からの光が入射されるように設けられ、第２のフライアイレンズ２２は、第１のフライアイレンズ２１を通過した光が入射されるように配置される。
第１のフライアイレンズ２１は光源１０から射出された光を複数の光束Ｒに分割し、第２のフライアイレンズ２２はライトバルブ位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。場合によっては２次光源像を重畳するためのコンデンサーレンズを第２のフライアイレンズ２２の位置、もしくはその後段に配しても良い。以下では重畳レンズとして第２のフライアイレンズ２２が用いられた場合について説明を行なう。
本実施形態の場合、光源１０から射出された光の光量を調節する調光素子として、遮光板３１，３２が第１のフライアイレンズ２１と第２のフライアイレンズ２２との間に回動可能に設置されている。

次に、図１における照明装置１の後段の構成について説明する。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー４１は、光源１０からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射させる。ダイクロイックミラー４１を透過した赤色光ＬＲは反射ミラー４５で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ５１に入射される。一方、ダイクロイックミラー４１で反射した色光のうち、緑色光ＬＧは緑色光反射用のダイクロイックミラー４２によって反射され、緑色光用の液晶ライトバルブ５２に入射される。一方、青色光ＬＢはダイクロイックミラー４２も透過し、リレーレンズ４６、反射ミラー４３、リレーレンズ４７、反射ミラー４４、リレーレンズ４８からなるリレー系４９を経て青色光用の液晶ライトバルブ５３に入射される。

液晶ライトバルブ５１，５２，５３の各々によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム６０に入射される。クロスダイクロイックプリズム６０は４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ７０によりスクリーン７１上に投射され、拡大された画像が表示される。

次に、図２及び図３を参照して、本実施形態の照明装置１における調光機能について説明する。ここでの照明装置１としては、２枚のフライアイレンズの間に遮光板を装入した照明装置の例を示す。図２及び図３は、それぞれ、本実施形態の照明装置の概略構成を示す側面図及び平面図である。なお、図２及び図３において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

第１のフライアイレンズ２１と第２のフライアイレンズ２２との間には、光源１０から射出された光の光量を調節する調光素子３０が設置されている。調光素子３０は、光源１０から第１のフライアイレンズ２１を通過した光束Ｒの一部又は全部を遮光可能な一対の遮光板３１，３２と、これらの遮光板３１，３２をそれぞれ回動可能な回動装置３３とを備える。

遮光板３１，３２は、矩形の平面部３１ａ，３２ａと、この平面部３１ａ，３２ａの両端部に取り付けられた腕部３１ｂ，３２ｂとを備える。腕部３１ｂ，３２ｂには、平面部３１ａ，３２ａの主面に平行な方向に延在する回動軸３１ｃ，３２ｃが設けられ、平面部３１ａ，３２ａはそれぞれ回動軸３１ｃ，３２ｃを中心として回動可能に構成されている。これらの遮光板３１，３２はその形状及び回動半径等を等しく構成されている。

また、回動軸３１ｃ，３２ｃは第１のフライアイレンズ２１側に配置されており、回動に伴って、平面部３１ａ，３２ａの第２のフライアイレンズ２２側の端部が第２のフライアイレンズ２２の表面に沿って移動されるようになっている。なお、腕部３１ｂ，３２ｂは、図３に示すように、光を遮蔽しないように、第１のフライアイレンズ２１からの射出光の光路外に配置されている。

回動軸３１ｃ，３２ｃの回動装置３３は、図３に示すように、各回動軸３１ｃ，３２ｃに取り付けられた歯車３３ｂ，３３ｃと、この一方の歯車３３ｃを回動させる１台のステッピングモータ（駆動源）３３ａとを備えている。歯車３３ｂ，３３ｃは、互いに噛合して回動されることで回動軸３１ｃ，３２ｃを互いに反対方向に等しい回動量で回動するようになっている。

各遮光板３１，３２は、調光を行わない初期状態において、図２に示すように、その平面部３１ａ，３２ａが光軸Ｙと平行に配置されている。また、この初期状態において各平面部３１ａ，３２ａは第１のフライアイレンズ２１から射出される光の光路外に配置されており、遮光量が略ゼロとなるように構成されている。一方、調光を行なう場合（調光状態）には、各平面部３１ａ，３２ａは、これと離れた位置に設けられた回動軸３１ｃ，３２ｃを中心として回動量θ＝０°〜９０°の範囲内で回動される。そして、この回動量θを回動装置３３によって変更することで、光源１０からの射出光の光量が調節されるようになっている。

［画像表示装置：調光制御系の構成例］
次に、図４を参照して、本実施形態の画像表示装置における調光制御系（画像処理装置）の構成例について説明する。
この図に示す画像表示装置は、特徴量算出部１０１、輝度飽和検出部１０２、伸張率設定部１０３、伸張率テーブル記憶部１０４、修正量テーブル記憶部１０５、伸張処理部１０６、開口率設定部１０７及び調光制御部１０８を備える。これらの部位のうち、特徴量算出部１０１、輝度飽和検出部１０２、伸張率設定部１０３、伸張率テーブル記憶部１０４、修正量テーブル記憶部１０５及び伸張処理部１０６は、輝度伸張処理に対応する画像処理を実行する部位である。
また、この図においては、輝度伸張処理が施された画像信号により光変調を行う液晶ライトバルブ５１，５２，５３と、調光制御部１０８が調光のために制御する調光素子３０が示されている。

特徴量算出部１０１は、画像信号から画像特徴量を算出する。特徴量算出部１０１は、画像特徴量として、例えば、白ピーク値、ＡＰＬ（Average Picture Level）及び輝度ヒストグラムを算出する。

本実施形態においては、画像信号により表示される画面２００に対して複数の画像部分を設定する。図５は、本実施形態における画像部分の設定についての一具体例である。この図５においては、画面２００において第１画像部分２０１と第２画像部分２０２を設定した例を示している。
第１画像部分２０１は、画面２００における中央部分の領域として設定される。第２画像部分２０２は、画面２００における第１画像部分２０１周囲の領域として設定される。
画面２００の中央部分である第１画像部分２０１は、例えば主画像において注目すべき画像内容が表示されることが多いために、観察者が画面２００を観察する際に注視する傾向にある領域といえる。
一方、画面２００の周囲部分である第２画像部分２０２は、主画像に対して重畳される字幕やオンスクリーンディスプレイの画像などが表示される傾向にある領域である。例えば画像信号のコンテンツのアスペクト比によっては、画面２００の左右両側あるいは上下両側において黒帯が表示されるが、このような黒帯も第２画像部分２０２にて表示されることになる。

図４に示す特徴量算出部１０１は、上記のように画面２００において第１画像部分２０１と第２画像部分２０２が設定されるのに応じて、第１特徴量算出部１１１と第２特徴量算出部１１２を備える。
第１特徴量算出部１１１は、入力した画像信号のうちから第１画像部分に対応する画像信号（部分画像信号）を抽出したうえで、第１画像部分の部分画像信号についての画像特徴量Ｃ_１を算出する。
第２特徴量算出部１１２は、入力した画像信号のうちから第２画像部分に対応する画像信号（部分画像信号）を抽出したうえで、抽出した第２画像部分の部分画像信号についての画像特徴量Ｃ_２を算出する。
前述もしたように、第１特徴量算出部１１１と第２特徴量算出部１１２が算出する画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２は、それぞれ、例えば白ピーク値、ＡＰＬ（Average Picture Level）及び輝度ヒストグラムである。第１特徴量算出部１１１と第２特徴量算出部１１２はこれらの画像特徴量を例えば１フレームごとに算出する。

画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２としての白ピーク値は、フレームにおける各画素の輝度値のうちの最大値である。
第１特徴量算出部１１１は、１フレームにおける第１画像部分の部分画像信号を形成する画素の輝度値のうちで最大の輝度値を、白ピーク値として求める。同様に、第２特徴量算出部１１２は、１フレームにおける第２画像部分の部分画像信号を形成する画素が有する輝度値のうちで最大の輝度値を、白ピーク値として求める。

また、画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２としてのＡＰＬは、フレームにおける輝度の平均値である。
第１特徴量算出部１１１は、１フレームにおける第１画像部分の部分画像信号を形成する画素が有する輝度値の平均値を算出し、この平均値をＡＰＬとする。同様に、第２特徴量算出部１１２は、１フレームにおける第２画像部分の部分画像信号を形成する画素が有する輝度値の平均値を算出し、この平均値をＡＰＬとする。

また、画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２としての輝度ヒストグラムは、フレームにおける輝度値の度数分布を示す。輝度ヒストグラムにおける度数は、例えば画素数で表される。例えば、輝度が１０ビットにより表されるとすると、輝度値は「０〜１０２３」の範囲である。この場合の輝度ヒストグラムは、「０〜１０２３」の輝度値の画素がそれぞれいくつであるのかを示す。

第１特徴量算出部１１１は、１フレームにおける第１画像部分２０１の部分画像信号を形成する画素を輝度値ごとに振り分け、振り分けられた輝度値ごとの画素の数を輝度ヒストグラムにおける輝度値ごとのビンの値（度数）として設定する。これにより、第１画像部分２０１の輝度ヒストグラムが求められる。
同様に、第２特徴量算出部１１１は、１フレームにおける第２画像部分の部分画像信号を形成する画素を輝度値ごとに振り分け、振り分けられた輝度値ごとの画素の数を輝度ヒストグラムにおける輝度値ごとのビンの値（度数）として設定する。これにより、第２画像部分２０２の輝度ヒストグラムが求められる。

輝度飽和検出部１０２は、複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の特徴量と、現在の伸張率Ｇ_ｔ-1とに基づいて、白飛びの状態を複数の画像部分ごとに検出する。白飛びとは、輝度伸張処理によって輝度範囲が拡張されたことにより、本来は最大値より小さい輝度値である画素が最大値（１０ビットの場合には「１０２３」）となる輝度飽和の状態をいう。輝度飽和検出部１０２は、この白飛び（輝度飽和）の状態を検出する。輝度飽和検出部１０２は、伸張率設定部１０３により設定された先のフレームに対応する伸張率Ｇ_ｔを入力する。輝度飽和検出部１０２は、現フレームに対応する白飛びを検出するにあたり、伸張率設定部１０３から入力した伸張率Ｇ_ｔを、現在の伸張率Ｇ_ｔ-1として利用する。

本実施形態にける輝度飽和検出部１０２は、第１画像部分２０１の部分画像信号から算出された画像特徴量Ｃ_１と現在の伸張率Ｇ_ｔ−１とに基づいて、第１画像部分２０１における白飛びの状態を判定する。また、輝度飽和検出部１０２は、第２画像部分２０２の部分画像信号から算出された画像特徴量Ｃ_２と現在の伸張率Ｇ_ｔ−１とに基づいて、第２画像部分２０２における白飛びの状態を判定する。

具体的に、輝度飽和検出部１０２は、第１画像部分２０１と第２画像部分２０２における白飛びの状態を以下のように判定することができる。つまり、輝度飽和検出部１０２は、現フレームにおける臨界輝度値ＩLimitを算出する。臨界輝度値ＩLimitは、伸張率を乗算することにより最大輝度値と等しくなる輝度値である。輝度飽和検出部１０２は、最大輝度値を現在の伸張率Ｇ_ｔ−１で除算することにより臨界輝度値ＩLimitを求めることができる。なお、最大輝度値は、輝度値として取り得る値のうちの最大値である。例えば輝度値が１０ビットにより表現される場合の最大輝度値は「１０２３」である。
輝度飽和検出部１０２は、上記のように求めた臨界輝度値ＩLimitと１フレームにおける画素ごとの輝度値（輝度ヒストグラム）とを対照させる。輝度飽和検出部１０２は、臨界輝度値ＩLimit以上の輝度値の画素が有れば白飛びが有ると判定し、臨界輝度値ＩLimit以上の輝度値の画素が無ければ白飛びが無いと判定する。なお、輝度飽和検出部１０２は、例えば臨界輝度値ＩLimit以上の輝度値の画素が一定数以上のときに白飛びが有ると検出するようにしてもよい。

輝度飽和検出部１０２は、第１画像部分において白飛びが有ると判定した場合には、第１白飛びフラグＦＬＧ_１に「１」をセットし、第１画像部分において白飛びが無いと判定した場合には、第１白飛びフラグＦＬＧ_１に「０」をセットする。
また、輝度飽和検出部１０２は、第２画像部分において白飛びが有ると判定した場合には、第２白飛びフラグＦＬＧ_２に「１」をセットし、第２画像部分において白飛びが無いと判定した場合には、第２白飛びフラグＦＬＧ_２に「０」をセットする。

伸張率設定部１０３は、複数の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、複数の画像部分ごとの輝度飽和の状態とに基づいて、伸張処理部１０６が利用する伸張率Ｇ_ｔを設定する。つまり、本実施形態における伸張率設定部１０３は、第１画像部分２０１と第２画像部分２０２の各部分画像信号の画像特徴量と、第１白飛びフラグＦＬＧ_１及び第２白飛びフラグＦＬＧ_２が示す値とに基づいて伸張率Ｇ_ｔを設定する。
また、伸張率設定部１０３は、伸張率Ｇ_ｔを設定するにあたり、伸張率テーブル記憶部１０４に記憶される伸張率テーブルと、修正量テーブル記憶部１０５に記憶される修正量テーブルを参照する。

第１の実施形態における伸張率設定部１０３が実行する伸張率設定処理の一具体例について説明する。
図６は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１及び第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値の組み合わせと伸張率設定部１０３が実行する伸張率設定処理とを示している。
この図に示すように、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「０」の場合、伸張率設定部１０３は、伸張率設定処理として「処理１」を実行する。
また、伸張率設定部１０３は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「１」の場合、伸張率設定処理として「処理２」を実行する。
また、伸張率設定部１０３は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「１」の場合には、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「０」と「１」のいずれであるのかに関わらず、伸張率設定処理として「処理３」を実行する。
このように、本実施形態の伸張率設定部１０３は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１及び第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値の組み合わせ（すなわち、第１画像部分と第２画像部分の白飛びの状態）に応じて、伸張率設定処理としての処理の内容を変更する。

伸張率設定部１０３は、例えば第１画像部分に対応する第１伸張率Ｇ_１と第２画像部分に対応する第２伸張率Ｇ_２とをフレームごとに求める。このために、伸張率設定部１０３は、伸張率テーブル記憶部１０４に記憶される伸張率テーブルを参照する。伸張率テーブルは、白ピーク値とＡＰＬとの組み合わせごとに対して１つの伸張率を対応付けた２次元テーブルである。
伸張率設定部１０３は、第１画像部分の部分画像信号の画像特徴量における白ピーク値とＡＰＬの組み合わせに対応付けられている伸張率を伸張率テーブルから取得し、この取得した伸張率を第１伸張率Ｇ_１として設定する。
これとともに、伸張率設定部１０３は、第２画像部分の部分画像信号の画像特徴量における白ピーク値とＡＰＬの組み合わせに対応付けられている伸張率を伸張率テーブルから取得し、この取得した伸張率を第２伸張率Ｇ_２として設定する。

そのうえで、伸張率設定部１０３は、処理１としての伸張率設定処理を実行すべき場合には、以下のように伸張率Ｇ_ｔを算出する。
まず、伸張率設定部１０３は、現フレームに対応する伸張率である新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを求める。処理１の場合、伸張率設定部１０３は、同じ現フレームに対応して求めた第１伸張率Ｇ_１と第２伸張率Ｇ_２のうち、第１伸張率Ｇ_１を新規伸張率Ｇ_ｎｅｗとする。つまり、第１伸張率Ｇ_１の値を代入することにより新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを求める。

次に、伸張率設定部１０３は、現在において設定されている伸張率（現在の伸張率）である現伸張率Ｇ_ｔ−１に対する新規伸張率Ｇ_ｎｅｗの差分値Ｇ_ＤＶを算出する。
次に、伸張率設定部１０３は、修正量テーブル記憶部１０５に記憶される修正量テーブルを参照する。修正量テーブルは、差分値Ｇ_ＤＶごとに伸張率修正量が対応付けられた１次元テーブルである。伸張率設定部１０３は、先のように求めた差分値Ｇ_ＤＶに対応付けられている伸張率修正量ｄＧを修正量テーブルから取得する。なお、伸張率修正量ｄＧは、例えば差分値Ｇ_ＤＶよりも小さい値である。
そして、伸張率設定部１０３は、現伸張率Ｇ_ｔ−１に対して、修正量テーブルから取得した伸張率修正量ｄＧを加算することにより、伸張率Ｇ_ｔを求める。

第１画像部分２０１と第２画像部分２０２のいずれにおいても白飛びが生じていない状態では、主要な内容の画像が表示される傾向にあって重要度が高い第１画像部分２０１の状態に適合した輝度伸張処理を実行することが画質の点で有利である。そこで、処理１においては、上記のように第１伸張率Ｇ_１を代入した新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを利用して伸張率Ｇ_ｔを算出している。このように伸張率Ｇ_ｔを算出することで、画面２００における中央部分である第１画像部分２０１の状態に適合した輝度伸張処理が実行される。また、伸張率Ｇ_ｔを求めるにあたって現伸張率Ｇ_ｔ−１に対して加算される伸張率修正量ｄＧは差分値Ｇ_ＤＶよりも小さい値を設定する。これにより、フレーム間での輝度伸張による画像の変化を緩やかなものとして、例えば画面のちらつきなどを抑制することができる。

また、処理２の場合、伸張率設定部１０３は、以下のように伸張率Ｇ_ｔを設定する。
処理２において、伸張率設定部１０３は、現フレームに対応する新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを求めるにあたり、第１伸張率Ｇ_１と第２伸張率Ｇ_２のうち、第２伸張率Ｇ_２の値を新規伸張率Ｇ_ｎｅｗに代入する。
以降、伸張率設定部１０３は、処理１と同様の手順により、現伸張率Ｇ_ｔ−１と新規伸張率Ｇ_ｎｅｗとの差分値Ｇ_ＤＶを算出し、伸張率修正量ｄＧを取得し、現伸張率Ｇ_ｔ−１と伸張率修正量ｄＧとを加算することにより伸張率Ｇ_ｔを求める。

処理２は、第１画像部分２０１においては白飛びが無いが、第２画像部分２０２において白飛びが有る状態に対応する。このような状態の場合には、第２画像部分２０２の状態に適応させて輝度伸張を行うことが画質の点で好ましい。
そこで、処理２においては、第２伸張率Ｇ_２を代入した新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを利用して伸張率Ｇ_ｔを求めることにより、画面２００における周辺部分である第２画像部分２０２の状態に適合した輝度伸張処理が行われるようにする。
例えば、画面２００の中央において表示される主画像の輝度は全体に低く、その周囲において字幕やオンスクリーンディスプレイなどの付随画像が表示されているような状態を想定する。このような状態において、画面２００の中央のみに注目して輝度伸張処理を行うと、画面２００の中央の低輝度の状態に対応して高い伸張率で輝度が拡張されるため、付随画像については輝度拡張の度合いが過剰となって付随画像が白飛びする可能性がある。これに対して、本実施形態では、処理２によって、画面２００における中央より外側の第２画像部分２０２の状態に適合して伸張率Ｇ_ｔが設定されるので、上記のような付随画像の白飛びを抑制することが可能である。

また、伸張率設定部１０３は、処理３として以下のように伸張率Ｇ_ｔを設定する。
処理３において、伸張率設定部１０３は、現フレームに対応して求めた第１伸張率Ｇ_１と第２伸張率Ｇ_２のうち、第１伸張率Ｇ_１の値を伸張率Ｇ_ｔとして設定する。つまり、処理３における伸張率設定部１０３は、第１伸張率Ｇ_１の値を伸張率Ｇ_ｔに代入することにより伸張率Ｇ_ｔを設定する。
したがって処理３においては、差分値Ｇ_ＤＶの算出と、伸張率修正量ｄＧの取得、及び伸張率修正量ｄＧと現伸張率Ｇ_ｔ−１の加算などの処理は実行しない。
処理３は、第１画像部分２０１において白飛びが生じる場合に対応している。第１画像部分２０１は、画面２００の中央部分であって主要な画像の内容が表示されている傾向にあり、ユーザーが注目する度合いも高い。したがって、第１画像部分２０１において生じた白飛びはできるだけ迅速に抑制することが好ましい。そこで、処理３では、第１伸張率Ｇ_１の値をそのまま伸張率Ｇ_ｔとして設定している。これにより、処理３に応じた輝度伸張処理では、処理１により設定された伸張率Ｇ_ｔによる輝度伸張処理よりも速い応答で白飛びが生じない状態に収束させることができる。

図４に説明を戻す。
伸張処理部１０６は、伸張率設定部１０３により設定された伸張率Ｇ_ｔにしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する。
本実施形態における画像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する色信号を有する形式である。この場合、伸張処理部１０６は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号ごとに、伸張率Ｇ_ｔにしたがって輝度範囲を拡大させる。具体的に、伸張率設定部１０３が入力するＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応する色信号をそれぞれｒ_ｉｎ、ｇ_ｉｎ、ｂ_ｉｎとし、伸張率設定部１０３が出力するＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応する色信号をそれぞれｒ、ｇ、ｂとする。そのうえで伸張率設定部１０３は、輝度伸張処理として、例えば以下の（式１）、（式２）、（式３）により色信号ｒ、ｇ、ｂを求める。
ｒ＝ｒ_ｉｎ・Ｇ_ｔ・・・（式１）
ｇ＝ｇ_ｉｎ・Ｇ_ｔ・・・（式２）
ｂ＝ｂ_ｉｎ・Ｇ_ｔ・・・（式３）
伸張処理部１０６は、上記のように求めた色信号ｒ、ｇ、ｂを、それぞれ、液晶ライトバルブ５１，５２，５３に対して出力する。

液晶ライトバルブ５１は、入力された色信号ｒに応じて赤色光ＬＲを変調する。液晶ライトバルブ５２は、入力された色信号ｇに応じて緑色光ＬＧを変調する。液晶ライトバルブ５３は、入力された色信号ｂに応じて青色光ＬＢを変調する。これにより、スクリーン７１には、輝度伸張処理による調光制御が行われた画像が表示される。

また、開口率設定部１０７は、伸張率設定部１０３により設定された伸張率Ｇ_ｔを利用して、調光素子３０の開口率Ａを設定する。
開口率Ａは、調光素子３０における遮光板３１，３２により形成される開口部についての開口の度合いを示す。開口率Ａが小さくなるほど、遮光板３１，３２により形成される開口部は狭くなり、光源１０からの射出光に対する遮光量も増加し、表示される画像が暗くなる。

本実施形態における調光制御では、例えば画像の輝度が低い場合に輝度伸張処理によって輝度範囲を拡大することでダイナミックレンジを拡大する。したがって、輝度伸張処理のための伸張率Ｇ_ｔは、輝度の低下に応じて高くする。また、調光素子３０に対する調光制御では、光源１０からの射出光を遮蔽して光量を低減させることにより光漏れや迷光を抑制して黒浮きを低減できる。このことからすると、例えば画像の輝度が低くなるのに応じて、光量を低減させていけば黒浮きが有効に低減される。この場合、開口率Ａは、伸張率Ｇ_ｔを高くするのに応じて小さくしていくように設定するとよい。

一例として、開口率設定部１０７は、伸張率Ｇ_ｔを利用して以下の式による演算を行うことで、開口率Ａを設定することができる。なお、γはガンマ値であり、例えば２．２の値をとる。
Ａ＝Ｇ_ｔ ^−γ・・・（式４）
なお、伸張率Ｇ_ｔが高くなるのに応じて小さくなるように開口率Ａを求めるための手法としては、（式４）による演算に限定されるものではない。また、例えば伸張率Ｇ_ｔと開口率Ａとを対応させたテーブルを参照して開口率Ａを求めるようにしてもよい。

調光制御部１０８は、伸張率Ｇｔに基づいて設定された変更率（開口率設定部１０７により設定された開口率Ａ）に応じて光量が変更されるように調光素子３０を制御する。具体的に、調光制御部１０８は、例えば設定された開口率Ａの状態が得られる回動量θを算出し、調光素子３０における遮光板３１，３２の平面部３１ａ，３２ａが回動量θに応じた位置状態となるように回動装置３３を駆動する。

［処理手順例］
次に、図７〜図１１のフローチャートを参照して、第１の実施形態における画像表示装置が伸張率Ｇ_ｔの設定に関連して実行する処理手順例について説明する。
図７のフローチャートは、特徴量算出部１０１が画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２を算出するための処理手順例を示している。この図に示す処理は、１フレームごとに対応して実行される。
特徴量算出部１０１において、第１特徴量算出部１１１は、現フレームにおける第１画像部分２０１の画像特徴量Ｃ_１を算出する（ステップＳ１０１）。第２特徴量算出部１１２は、現フレームにおける第２画像部分２０２の画像特徴量Ｃ_２を算出する（ステップＳ１０２）。

図８のフローチャートは、輝度飽和検出部１０２が白飛び検出を実行するための処理手順例を示している。この図に示す処理は、１フレームごとに対応して実行される。
輝度飽和検出部１０２は、現フレームに応じて求められた画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２と伸張率Ｇ_ｔを入力する（ステップＳ２０１）。輝度飽和検出部１０２は、画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２については、特徴量算出部１０１から入力し、伸張率Ｇ_ｔについては、伸張率設定部１０３から入力する。また、伸張率設定部１０３から入力した伸張率Ｇ_ｔは、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の処理において、現在の伸張率Ｇ_ｔ−１として利用される。

次に、輝度飽和検出部１０２は、画像特徴量Ｃ_１と伸張率Ｇ_ｔ−１とを利用して、図４にて説明したように現フレームにおける第１画像部分２０１についての白飛び検出を実行し、その検出結果にしたがって第１白飛びフラグＦＬＧ_１を更新する（ステップＳ２０２）。
また、輝度飽和検出部１０２は、画像特徴量Ｃ_２と伸張率Ｇ_ｔ−１とを利用して現フレームにおける第２画像部分２０２についての白飛び検出を実行し、その検出結果にしたがって第２白飛びフラグＦＬＧ_２を更新する（ステップＳ２０３）。
なお、前述のように、輝度飽和検出部１０２は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１と第２白飛びフラグＦＬＧ_２のそれぞれについて、白飛びが有ることを検出したのに応じて「１」を設定し、白飛びが無いことを検出したのに応じて「０」を設定する。

図９のフローチャートは、伸張率設定部１０３が実行する伸張率設定のための処理手順例を示している。この図に示す処理は、１フレームごとに対応して実行される。
伸張率設定部１０３は、現フレームに応じて求められた画像特徴量Ｃ_１、Ｃ_２を特徴量算出部１０１から入力する（ステップＳ３０１）。

次に、伸張率設定部１０３は、伸張率テーブルを参照し（ステップＳ３０２）、画像特徴量Ｃ_１において示される白ピーク値とＡＰＬの組み合わせに対応付けられた伸張率を伸張率テーブルから取得する。そして、伸張率設定部１０３は、この取得した伸張率を第１伸張率Ｇ_１として設定する（ステップＳ３０３）。伸張率設定部１０３は、画像特徴量Ｃ_２において示される白ピーク値とＡＰＬの組み合わせに対応付けられた伸張率を伸張率テーブルから取得し、この取得した伸張率を第２伸張率Ｇ_２として設定する（ステップＳ３０４）。

次に、伸張率設定部１０３は、第１白飛びフラグＦＬＧ_１と第２白飛びフラグＦＬＧ_２を輝度飽和検出部１０２から入力する（ステップＳ３０５）。
伸張率設定部１０３は、入力した第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「０」か否かについて判定する（ステップＳ３０６）。
第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「０」である場合（ステップＳ３０６−ＹＥＳ）、伸張率設定部１０３は、図６にて説明した処理１により伸張率Ｇｔを設定する（ステップＳ３０７）。

これに対して、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「０」ではない場合（ステップＳ３０６−ＮＯ）、伸張率設定部１０３は、さらに、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「１」であるか否かについて判定する（ステップＳ３０８）。
第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「１」である場合（ステップＳ３０８−ＹＥＳ）、伸張率設定部１０３は、図６にて説明した処理２により伸張率Ｇｔを設定する（ステップＳ３０９）。
これに対して、第１白飛びフラグＦＬＧ_１の値が「０」で、かつ、第２白飛びフラグＦＬＧ_２の値が「１」ではない場合（ステップＳ３０８−ＮＯ）、伸張率設定部１０３は、図６の処理３により伸張率Ｇ_ｔを設定する（ステップＳ３１０)。

図１０のフローチャートは、図９のステップＳ３０７としての処理手順例を示している。ステップＳ３０７は、処理１により伸張率Ｇ_ｔを設定するための処理である。
処理１により伸張率Ｇ_ｔを設定する場合、伸張率設定部１０３は、図６にて説明したように、第１伸張率Ｇ_１を代入することにより新規伸張率Ｇ_ｎｅｗを求める（ステップＳ４０１）。
次に、伸張率設定部１０３は、現伸張率Ｇ_ｔ−１と新規伸張率Ｇ_ｎｅｗの差分値Ｇ_ＤＶを算出する（ステップＳ４０２）。伸張率設定部１０３は、ステップＳ４０２にて算出した差分値Ｇ_ＤＶに対応付けられている伸張率修正量ｄＧを修正量テーブルから取得する（ステップＳ４０３）。修正量テーブルは、修正量テーブル記憶部１０５に記憶されている。
伸張率設定部１０３は、現伸張率Ｇ_ｔ−１に対してステップＳ４０３により取得した伸張率修正量ｄＧを加算することにより求められた値を伸張率Ｇ_ｔとして設定する（ステップＳ４０４）。

図１１のフローチャートは、図９のステップＳ３０９としての処理手順例を示している。ステップＳ３０９は、処理２により伸張率Ｇ_ｔを設定するための処理である。
処理２により伸張率Ｇ_ｔを設定する場合、伸張率設定部１０３は、図６にて説明したように、新規伸張率Ｇ_ｎｅｗに第２伸張率Ｇ_２を代入する（ステップＳ５０１）。
続くステップＳ５０２〜Ｓ５０４の処理は、図１０のステップＳ４０２〜Ｓ４０４と同様であることから、ここでの説明は省略する。

なお、フローチャートによる図示は省略するが、伸張率設定部１０３は、図９のステップＳ３１０において、図６にて説明したように、伸張率Ｇ_ｔに第１伸張率Ｇ_１を代入することにより伸張率Ｇ_ｔを設定する。

＜第２の実施形態＞
［画像表示装置：調光制御系の構成例］
続いて、第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の画像表示装置における光学系の構成については、図１〜図３と同様でよい。
図１２は、第２の実施形態の画像表示装置における調光制御系の構成例を示している。なお、この図において、図４と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図４の画像表示装置における伸張率設定部１０３は、伸張率Ｇ_ｔを設定するにあたり、画像特徴量として画像特徴量Ｃ_１，Ｃ_２の両者を入力していた。これに対して、第２の実施形態における伸張率設定部１０３は、伸張率Ｇ_ｔを設定するにあたり、画像特徴量として、第１画像部分２０１に対応する画像特徴量Ｃ_１のみを入力する。

［処理２による伸張率設定例］
第２の実施形態における伸張率設定部１０３は、図６に示した第１白飛びフラグＦＬＧ_１と第２白飛びフラグＦＬＧ_２の組み合わせに応じて、処理１、２、３のいずれかを実行する。この点では、第１実施形態と同様である。
ただし、第２の実施形態においては、処理２としての手順が第１の実施形態と異なる。なお、第２の実施形態における処理１と処理３については、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態における処理２としての伸張率Ｇ_ｔの設定例について説明する。
まず、伸張率設定部１０３は、画像特徴量として、第１画像部分２０１の画像特徴量Ｃ_１のみを入力する。そのうえで、伸張率設定部１０３は、画像特徴量Ｃ_１における白ピーク値とＡＰＬとの組み合わせに対応付けられた伸張率の値を取得し、取得した伸張率の値を第１伸張率Ｇ_１として設定する。

伸張率設定部１０３は、新規伸張率Ｇ_ｎｅｗに第１伸張率Ｇ_１を代入する。次に、伸張率設定部１０３は、処理１の場合と同様に、現伸張率Ｇ_ｔ−１と新規伸張率Ｇ_ｎｅｗとの差分値Ｇ_ＤＶを算出し、差分値Ｇ_ＤＶに対応付けられた伸張率修正量ｄＧを修正量テーブルから取得する。
次に、伸張率設定部１０３は、現伸張率Ｇ_ｔ−１に伸張率修正量ｄＧを加算することにより、補正前伸張率Ｇ_ｔｐを算出する。この補正前伸張率Ｇ_ｔｐは、第１の実施形態における処理１にあっては、伸張率Ｇ_ｔとして扱われていたものである。
次に、伸張率設定部１０３は、第２画像部分２０２に白飛びが有ることを示す第２白飛びフラグＦＬＧ_２が、現フレームまでにおいて「１」となったフレームの連続数ｎを取得する。

そして、伸張率設定部１０３は、連続数ｎを利用して補正前伸張率Ｇ_ｔｐを補正することにより、伸張率Ｇ_ｔを設定する。
一具体例として、伸張率設定部１０３は、以下の（式５）により伸張率Ｇ_ｔを設定することができる。
Ｇ_ｔ＝ｋ^ｎＧ_ｔｐ・・・（式５）
（式５）において、ｋは予め定められた補正係数であり１未満の正の数（０＜ｋ＜１）である。

（式５）によれば、第２画像部分２０２において白飛びが生じたフレームが連続するのに応じて、伸張率Ｇ_ｔは徐々に小さくなっていくように設定される。これにより、伸張率Ｇ_ｔの設定にあたり、第２画像部分２０２に対応する第２伸張率Ｇ_２を求めなくとも、第２画像部分２０２において生じた白飛びに適応して画面２００の輝度範囲を緩やかに圧縮させていくことができる。また、第２の実施形態においては、処理２においても第１伸張率Ｇ_１を利用して伸張率Ｇ_ｔを算出しているが、これにより、第１画像部分２０１における階調変化は緩やかなものとなる。第２画像部分２０２よりも第１画像部分２０１の方がユーザーに注目される傾向にあるため、第１画像部分２０１における階調変化が緩やかな方がユーザーも違和感を覚えにくい。
なお、補正前伸張率Ｇ_ｔｐを補正して伸張率Ｇ_ｔを求めるための手法は、（式５）による演算に限定されるものではない。例えば、予め連続数ｎごとに対応させて伸張率の減衰率を設定しておき、この減衰率により補正前伸張率Ｇ_ｔｐを補正して伸張率Ｇ_ｔを求めるようにしてもよい。

［処理手順例］
図１３のフローチャートは、第２の実施形態における画像表示装置が実行する伸張率設定のための処理手順例を示している。なお、この図において、図９と同様の処理となるステップについては同一符号を付して説明を省略する。なお、第２の実施形態において、特徴量算出部１０１が画像特徴量を算出する処理と、輝度飽和検出部１０２が白飛びを検出する処理については、それぞれ、図７及び図８と同様でよい。

図１３において、伸張率設定部１０３は、画像特徴量Ｃ１、Ｃ２を入力するステップＳ３０１の処理に代えて、画像特徴量Ｃ１のみを入力する（ステップＳ３０１Ａ）。
また、第２の実施形態における伸張率設定部１０３は、第２伸張率Ｇ_２を設定する処理を実行しなくともよい。これにより、図１３において、図９のステップＳ３０４としての処理は省略される。
また、ステップＳ３０５〜Ｓ３１０までの処理の流れは図９と同様である。ここで、ステップＳ３０７の処理１により伸張率Ｇｔを設定するための処理は、図１０と同様でよい。

そのうえで、第２の実施形態においては、ステップＳ３０９Ａとしての処理２により伸張率Ｇｔを設定するにあたり、図１４のフローチャートに示す処理を実行する。なお、図１４において、図１１と同一となる処理については同一符号を付している。

先の図１１のステップＳ５０１において、伸張率設定部１０３は、新規伸張率Ｇ_ｎｅｗに第２伸張率Ｇ_２を代入していた。これに対して、第２の実施形態においては、図１４に示すように、新規伸張率Ｇ_ｎｅｗに第１伸張率Ｇ_１を代入する（ステップＳ５０１Ａ）。
次に、伸張率設定部１０３は、図９と同様に、現伸張率Ｇ_ｔ−１と新規伸張率Ｇ_ｎｅｗとの差分値Ｇ_ＤＶを算出し（ステップＳ５０２）、差分値Ｇ_ＤＶに対応付けられた伸張率修正量ｄＧを修正量テーブルから取得する（ステップＳ５０３）。
次に、伸張率設定部１０３は、現伸張率Ｇ_ｔ−１に伸張率修正量ｄＧを加算することにより、補正前伸張率Ｇ_ｔｐを算出する（ステップＳ５０４Ａ）。ステップＳ５０４Ａは、演算については、図９のステップＳ５０４と同様であるが、算出した値を、伸張率Ｇ_ｔではなく補正前伸張率Ｇ_ｔｐとして扱う点が異なる。

次に、伸張率設定部１０３は、第２画像部分２０２に白飛びが有ることを示す第２白飛びフラグＦＬＧ_２が、現フレームまでにおいて「１」となったフレームの連続数ｎを取得する（ステップＳ５０５）。
このために、例えば伸張率設定部１０３は、連続数ｎのためのカウンタを備える。そして、フレームごとに対応して輝度飽和検出部１０２において設定される第２白飛びフラグＦＬＧ_２が「１」が連続するごとにカウンタの値をインクリメントする。また、第２白飛びフラグＦＬＧ_２が「０」となったときには、カウンタの値を「０」にリセットする。伸張率設定部１０３は、ステップＳ５０５において、このカウンタの値を連続数ｎとして取得すればよい。

伸張率設定部１０３は、連続数ｎを利用して補正前伸張率Ｇ_ｔｐを補正することにより、伸張率Ｇ_ｔを設定する（ステップＳ５０６）。この際、伸張率設定部１０３は、例えば前述のように（式５）による演算を行えばよい。

なお、これまでの説明にあっては、伸張率Ｇｔに基づいて開口率Ａを求めることとしているが、開口率Ａについては、伸張率Ｇｔに基づくことなく伸張率Ｇｔとは独立して設定してよい。例えば画像特徴量と開口率とを対応付けた開口率テーブルを備え、この開口率テーブルからフレームの画像特徴量に一致する値を読み出すようにして開口率Ａを設定してよい。あるいは、画像特徴量を利用した所定の演算を行うことにより開口率Ａを求めるようにしてもよい。

また、これまでの説明においては、第１画像部分２０１を画面２００の中央に設定し、第２画像部分２０２をその周辺に設定しているが、画面２００において設定する第１画像部分２０１と第２画像部分２０２の領域範囲については、図５の例に限定されない。一例として、画面２００においてオンスクリーンディスプレイの画像が表示される領域がほぼ決まっているようなシステムの場合には、オンスクリーンディスプレイの画像が表示される領域を第２画像部分２０２として設定し、これ以外の領域を第１画像部分２０１として設定することができる。また、画面２００において３以上の画像部分を設定し、これらの画像部分のうちの２以上の画像部分における白飛びの状態に応じて伸張率Ｇ_ｔを設定するようにしてもよい。

また、本実施形態における調光素子３０は、ルーバーともいわれる、遮光板３１，３２を備えるものであるが、画像表示装置における調光機能としては、調光素子３０の構成に限定されない。例えば、調光機能としては、光源の明るさを直接変更するようなものであってもよい。

また、図４及び図１２における機能部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより調光制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…照明装置、１０…光源、２１，２２…フライアイレンズ、３０…調光素子、３１，３２…遮光板、３１ａ，３２ａ…平面部、３１ｂ，３２ｂ…腕部、３１ｃ，３２ｃ…回動軸、３３…回動装置、５１，５２，５３…液晶ライトバルブ、１０１…特徴量算出部、１０２…輝度飽和検出部、１０３…伸張率設定部、１０４…伸張率テーブル記憶部、１０５…修正量テーブル記憶部、１０６…伸張処理部、１０７…開口率設定部、１０８…調光制御部、１１１…第１特徴量算出部、１１２…第２特徴量算出部

Claims (7)

1. 伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理部と、
   画面において設定した複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出部と、
   所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定部と
   を備える画像処理装置。
2. 前記輝度飽和検出部は、
   前記複数の画像部分における第１画像部分と第２画像部分ごとに前記輝度飽和の状態を検出し、
   前記伸張率設定部は、
   前記第１画像部分と前記第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和の無いことが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第１画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第１伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正することにより前記伸張率を設定し、
   前記第１画像部分において輝度飽和が無く、前記第２画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第２画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第２伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正することにより前記伸張率を設定し、
   前記第１画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には前記第１伸張率の値を前記伸張率として設定する
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記輝度飽和検出部は、
   前記複数の部分画像領域における第１画像部分と第２画像部分ごとに前記輝度飽和の状態を検出し、
   前記伸張率設定部は、
   前記第１画像部分と前記第２画像部分のいずれにおいても輝度飽和の無いことが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第１画像部分の部分画像信号に基づいて算出した第１伸張率と現在の伸張率との差分に応じた修正量により現在の伸張率を修正した修正伸張率を前記伸張率として設定し、
   前記第１画像部分において輝度飽和が無く、前記第２画像部分において輝度飽和が有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には、前記第２画像部分において輝度飽和が有ると検出されたフレームの連続数に応じて前記現在の伸張率を変更することにより前記伸張率を設定し、
   前記第１画像部分において輝度飽和の有ることが前記輝度飽和検出部により検出された場合には前記第１伸張率の値を前記伸張率として設定する
   請求項１に記載の画像処理装置。
4. 画像表示のために光源から射出された光の光量を調節する調光素子と、
   前記伸張率に基づいて設定された変更率に応じて光量が変更されるように前記調光素子を制御する調光制御部と
   をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置から出力された画像信号を投射画像として表示する光学系部と
   を備える画像表示装置。
6. 伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理ステップと、
   画面において設定した複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出ステップと、
   所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定ステップと
   を備える画像処理方法。
7. コンピュータに、
   伸張率にしたがって画像信号の輝度の範囲を拡大する輝度伸張処理を実行する伸張処理ステップと、
   画面において設定した複数の画像部分ごとに対応する部分画像信号の画像特徴量と前記伸張率とに基づいて、輝度レベルが飽和する輝度飽和の状態を前記複数の画像部分ごとに検出する輝度飽和検出ステップと、
   所定の１以上の画像部分ごとの部分画像信号の画像特徴量と、前記複数の画像部分ごとの前記輝度飽和の状態とに基づいて、前記伸張率を設定する伸張率設定ステップと
   を実行させるためのプログラム。

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