JP2016096539A - 信号処理装置および信号処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示されるコンテンツデータを見るユーザーの疲労を軽減しつつ、画像領域における色変化の違和感を抑制することができる信号処理装置を提供する。【解決手段】信号処理装置10は、算出部101と、設定部102と、変換部103と、を備える。算出部101は、コンテンツデータの表示領域における主として文字が表示される第1の領域の表示領域に対する比率と、画像など主として文字以外が表示される第2の領域の表示領域に対する比率を設定する。設定部102は、算出部101が設定した比率に基づいて、目標色温度を設定する。変換部103は、コンテンツデータにおける現在の色温度を、設定部102が設定した目標色温度まで変化させる。【選択図】図1

Description

本開示は、入力されるコンテンツデータに対して信号処理を施す信号処理装置、および信号処理方法に関する。
特許文献1は、表示装置、および表示制御方法、並びにプログラムを開示する。この表示装置は、画像信号を出力する表示部と、表示部に出力する画像信号の制御を実行する信号処理部を有し、信号処理部は、表示部の観察開始時間からの経過時間に応じて、画像信号の色温度を徐々に低下させる制御を実行する。色温度を低下させることにより、青色成分を減少させることが可能となり、ユーザーの疲労を軽減させることができる。
特開2013−257457号公報
本開示は、表示されるコンテンツデータを見るユーザーの疲労を軽減しつつ、画像領域における色変化の違和感を抑制することができる信号処理装置を提供する。
本開示における信号処理装置は、コンテンツデータの表示領域を複数の領域に分割し、表示領域の主として文字が表示される第1の領域の表示領域に対する第1の比率と、表示領域の主として文字以外が表示される第2の領域の表示領域に対する第2の比率を各々算出する算出部を有する。また、第1の比率と第2の比率に基づいて、コンテンツデータの目標色温度を設定する設定部と、コンテンツデータの色温度を目標色温度まで変化させる変換部と、を備える。
本開示における信号処理装置は、表示されるコンテンツデータを見るユーザーの疲労を軽減しつつ、画像領域における色変化の違和感を抑制するのに有効である。
第1の実施の形態における表示装置の一構成例を示すブロック図 第1の実施の形態における第1の領域の濃度ヒストグラムの一例を示す図 第1の実施の形態における第2の領域の濃度ヒストグラムの一例を示す図 第1の実施の形態における算出部の動作の一例を説明するためのフローチャート 第1の実施の形態における設定部の動作の一例を説明するためのフローチャート 第1の実施の形態における色温度設定の一例を説明する図 第1の実施の形態における変換部の色温度変換方法の一例の説明図 第1の実施の形態における変換部の色温度変換方法の他の例の説明図 第1の実施の形態における色温度変化を示す図 第2の実施の形態における表示装置の一構成例を示すブロック図 第2の実施の形態における色温度設定の一例を示す図 第3の実施の形態における表示装置の一構成例を示すブロック図 第3の実施の形態における色温度設定の一例を示す図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(第1の実施の形態)
以下、図1〜図9を用いて、第1の実施の形態を説明する。
[1−1.構成]
図1は、第1の実施の形態における表示装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、表示装置1は、取得部100、信号処理装置10、表示制御部104、表示部105を備えている。また、信号処理装置10は、算出部101、設定部102、変換部103を備えている。
取得部100は、コンテンツデータの入力部である。ここで、コンテンツデータは、映像、画像、文字あるいはそれらの組み合わせによって表現されるデジタル情報である。例えば、MPEG、JPEG、PDF、BMPなど、標準規格に準拠したファイルフォーマットのデータである。
算出部101は、取得部100より入力されたコンテンツデータの表示領域を複数の表示領域に分割し、表示領域における、主として文字が表示される第1の領域の表示領域に対する第1の比率と、画像など主として文字以外が表示される第2の領域の表示領域に対する第2の比率を各々算出する。ここで、主として文字が表示されるとは、表示領域の1/2以上の領域に文字が表示されることを示す。同様に、主として文字以外が表示されるとは、表示領域の1/2以上の領域に文字以外が表示されることを示す。なお、第1の領域、第2の領域を判断するための、文字または文字以外が表示領域に示す割合は1/2に限定しない。
設定部102は、算出部101が算出した第1の比率と第2の比率に応じて、コンテンツデータを表示するときの目標色温度を設定する。なお、色温度は白色を含むグレイ階調を表示したときの色合いを示すものであり、色温度が低い場合は赤寄りの表示になり、色温度が高い場合には青寄りの表示になる。本開示における色温度とは、色度図上で表わされる黒体放射軌跡上の色のみでなく、いわゆる相関色温度とされる黒体放射軌跡近傍を含む座標の色を示す。
変換部103は、取得部100が取得したコンテンツデータを表示するときの色温度を、設定部102が設定した目標色温度に変化させる。色温度の変化は、設定された色温度に即時に変化させることもできるが、時間経過とともに徐々に目標色温度に変化させる、としてもよい。
表示制御部104は、変換部103で色温度を変化させたコンテンツデータを後段の表示部105に表示するための処理を施す。
表示部105は、ディスプレイであり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、またはプラズマディスプレイなどで構成される。
[1−2.動作]
以上のように構成された信号処理装置について、その動作を以下説明する。
[1−2−1.算出部の動作]
図2は、第1の実施の形態における第1の領域の濃度ヒストグラムの一例を示す図である。図3は、第1の実施の形態における第2の領域の濃度ヒストグラムの一例を示す図である。図2、図3において、横軸は濃度値、縦軸は各濃度値の度数を示す。
図2に示すように、主として文字が表示されている第1の領域の濃度ヒストグラムは、文字部分と背景部分の濃度値が各々集まり、大きく二つの山に分かれている。また、図3に示すように、第2の領域の一例である画像が表示されている領域は、濃度値が全体的にばらついている。
算出部101は、図2に示す第1の領域の濃度ヒストグラムの特徴と、図3に示す第2の領域の濃度ヒストグラムの特徴を用いて、判別対象の領域がどちらの領域に該当するかを判別する。
ここで、濃度値は、RGB信号の信号レベルを合算して、平均化したものでもよいし、RGB信号から得られる輝度値としてもよい。輝度値は、例えば、次の(数1)で表現される。
(数1)
輝度値=0.3R+0.6G+0.1B
ここで、(数1)において、R、G、Bは、それぞれ赤信号、緑信号、青信号の信号レベルを示す。
また、算出部101は、濃度ヒストグラムによる領域の判別に加えて、領域内のエッジ量による判別を加えてもよい。算出部101は、第1の領域では大きなエッジ変化が小さなエッジ変化より多く存在し、第2の領域では小さなエッジ変化が多数存在することを用いて、領域の判別を行う。
算出部101では、上記の例に上げた領域の判別方法などにより得られた第1の領域数と第2の領域数から、表示領域における第1の領域と第2の領域の比率を算出する。
なお、比率の算出においては、第1の領域と同じ背景色の領域で文字が存在しない余白などは、第2の領域に含むとしてもよいし、第1と第2のいずれの領域にも含まないとしてもよい。
また、算出部101は、第1の領域の背景の彩度が所定の値以上である領域は、第1の領域としないように判別してもよい。
図4は、第1の実施の形態における算出部101の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図4は、第1の領域の背景色を考慮した場合の処理フローの一例である。図4は、領域判別に濃度ヒストグラムを用いた場合の一例である。
算出部101は、コンテンツデータの表示領域を複数の所定の単位の領域に分割し、領域毎に第1の領域か第2の領域かの判別を行う。
(ステップS401)算出部101は、対象領域を読み出し、領域の特徴量(例えば、濃度ヒストグラム)を算出する。
(ステップS402)算出部101は、ステップS401で算出した特徴量より、領域が第1の領域であるかどうかを判断する。算出部101は、領域が第1の領域ではないと判断した場合はステップS403に進み、第1の領域であると判断した場合はステップS404に進む。
(ステップS403)算出部101は、領域を第2の領域としてカウントして、ステップS406に進む。
(ステップS404)算出部101は、領域内の背景の彩度が所定の値以上であるかどうかを判別する。算出部101は、背景の彩度が所定の値以上であると判断した場合は、領域を第1の領域としてカウントせず、ステップS406に進む。算出部101は、背景の彩度が所定の値より小さい場合は、ステップS405に進む。
(ステップS405)算出部101は、領域を第1の領域としてカウントし、ステップS406に進む。
(ステップS406)算出部101は、全領域の判別が終了しているかどうかを判断し、終了している場合はステップS407へ進む。算出部101は、全領域の判別が終了していない場合は、ステップS401に戻る。
(ステップS407)算出部101は、第1の領域のカウント数と第2の領域のカウント数より、第1の比率と第2の比率を算出する。
[1−2−2.設定部の動作]
図5は、設定部102の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
(ステップS501)設定部102は、第1の比率が、第2の比率以上の場合はステップS502に進み、第2の比率が大きい場合はステップS503に進む。
(ステップS502)設定部102は、第1の領域の色温度を3000K〜5000Kに設定する。例えば、第1の比率が100%であれば色温度を3000Kに設定する。また、第1の比率が50%程度であれば、色温度を5000Kに設定する。また、第1の比率が50%〜100%の間においては、比率に応じて3000Kから5000Kの色温度を設定する。
(ステップS503)設定部102は、第2の領域の色温度を5000K〜6500Kに設定する。例えば、第2の比率が100%であれば色温度を6500Kに設定する。また、第2の比率が50%程度であれば、色温度を5000Kに設定する。また、第2の比率が50%〜100%の間においては、比率に応じて5000Kから6500Kの色温度を設定する。
図6は、色温度設定の一例を説明する図である。
図6の(a)は、第1の比率が50%から100%の間であるため、色温度を3000K〜5000Kの間に設定する。同図の場合、3000Kに近い値に設定されている。図6の(b)は、第1の比率が50%程度であるため、色温度を5000Kに設定している。図6の(c)は、第2の比率が50%〜100%の間であるので、色温度を5000K〜6500Kの間に設定する。同図の場合、6500Kに近い値に設定されている。
図6に示すように、表示領域における第1の比率が大きいほど色温度が低く設定される。
[1−2−3.変換部の動作]
図7は、第1の実施の形態における変換部103の色温度変換方法の一例を示す図である。図7は、RGB信号を同レベルにすると、表示される色温度が5000Kになる例である。色温度を変化させる場合は、RGB信号の各々に所定のゲインを乗じて、RGB信号の比率を変える処理を施す。色温度を上げる場合はB信号のレベルを上げるとともに、R信号のレベルを下げる方向に変化させる。また、色温度を下げる場合は、B信号のレベルを下げるとともに、R信号のレベルを上げる方向に変化させる。
図8は、第1の実施の形態における変換部103の色温度変換方法の他の例を示す図である。図8は、RGB信号を同レベルにすると、表示される色温度が9000Kになる例である。色温度を下げる場合は、RGB信号の各々に所定のゲインを乗じて、B信号とG信号のレベルを下げる方向に変化させる。
図9は、第1の実施の形態における色温度変化を示す図である。図9に示すように、時間経過により、変換部103が色温度変化を徐々に施した場合の例を示す図である。図9において、Aは第1の比率が大きい場合の色温度である。Cは第2の比率が大きい場合の色温度である。Bは第1の比率と第2の比率が同程度の場合の色温度である。目標色温度は、第1の比率が大きい場合(図9の色温度A)は低めの色温度となり、第2の比率が大きい場合(図9の色温度C)は、高めの色温度となっている。図9において、時間経過により、色温度A〜Cは、目標色温度に向けて、緩やかなカーブを描き、色温度を徐々に変化させているのがわかる。このように、色温度を徐々に変えることにより、表示部105を見ているユーザーが色に順応していく順応性を利用して、ユーザーが違和感を覚えないように変化させることができる。
[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、算出部101は、コンテンツデータの表示領域を複数の領域に分割し、各領域を主として文字が表示される第1の領域と、画像など主として文字以外が表示される第2の領域に判別し、第1の領域の表示領域に対する第1の比率と第2の領域の表示領域に対する第2の比率を設定する。設定部102は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて、コンテンツデータを表示するときの目標色温度を設定する。変換部103は、設定部102が設定した目標色温度に、コンテンツデータを表示するときの色温度を変化させる。
これにより、コンテンツデータにおいて、第1の比率が大きい場合は色温度設定の下げ幅を大きく設定し、第2の比率が大きい場合は色温度設定の下げ幅を小さくする。そのため、第1の領域が大きい場合はユーザーの疲労を増加させるとされる青色発光成分を大きく低減させることができる。また、第2の領域が大きい場合は青色発光成分を低減させるとともに、画像本来の色合いにおける違和感を抑制するように表示することができる。ここで、青色発光成分とは、例えばブルーライトと呼ばれる、約400nmから500nmの波長の光成分のことである。
また、本実施の形態において、算出部101は、第1の領域の背景の彩度が所定の値以上の場合は、その領域を第1の領域としないよう判別する。
これにより、濃度値ヒストグラムなどにより第1の領域と判断されても、背景の彩度が所定の値以上である場合には、第1の領域と判別せず、色温度の下げ幅を小さくする。そのため、青色発光成分を低減させるとともに、文字と背景色の色合い関係を大きく崩すことのない表示を得ることができる。
(第2の実施の形態)
以下、図10〜図11を用いて、第2の実施の形態を説明する。
[2−1.構成]
図10は、第2の実施の形態における表示装置2の一構成例を示すブロック図である。図10に示すように、表示装置2は、取得部100、信号処理装置20、表示制御部104、表示部105を備える。信号処理装置20は、算出部101、設定部202、変換部203を備える。ここで、第1の実施の形態と同様の動作を行う構成要素に関しては、同じ符号を付与し、説明を省略する。本実施の形態では、主に設定部202、変換部203の動作について説明する。
設定部202は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて、表示部105がコンテンツデータを表示するときの目標色温度を設定する。設定部202は、次の目標色温度を算出すると、現在の目標色温度と次の目標色温度との間の色温度を目標色温度として設定する。
[2−2.動作]
以上のように構成された信号処理装置について、その動作を以下説明する。
図11は、第2の実施の形態における、色温度設定方法の一例を示す図である。
図11において、横軸は時間であり、コンテンツデータは、時刻0からコンテンツデータA、時刻t2からコンテンツデータB、時刻t4からコンテンツデータCが順番に表示部105に表示される。図11に示すように、設定部202は第1の実施の形態の方法で、コンテンツデータAに対して6500K、コンテンツデータBに対して4000K、コンテンツデータCに対して5000Kの目標色温度を算出する。
まず、設定部202はコンテンツデータAの目標色温度6500Kを設定する。次に、設定部202は、時刻t2に至るまでの時刻t1でコンテンツデータBの目標色温度を算出すると、目標色温度をコンテンツデータAの目標色温度6500KとコンテンツデータBの目標色温度4000Kの間の色温度C1に設定する。次に、設定部202は、時刻t2からコンテンツデータBが表示されると、目標色温度を4000Kに設定する。さらに、設定部202は、時刻t4に至るまでの時刻t3でコンテンツデータCの目標色温度を算出すると、目標色温度をコンテンツデータBの目標色温度4000KとコンテンツデータCの目標色温度5000Kの間の色温度C2に設定する。設定部202は、時刻t4からコンテンツデータCが表示されると、目標色温度を5000Kに設定する。設定部202は、コンテンツデータCの表示が終わるまでの時刻t5で、次のコンテンツ(図示せず)の目標色温度を算出すると、目標色温度をコンテンツデータCの目標色温度5000Kと次のコンテンツの目標色温度との間の色温度C3に設定する。
図11に示すように、変換部203は、表示開始時は、コンテンツデータAの色温度を、目標色温度6500Kに近づくよう変化させる。次に、変換部203は、時刻t1よりコンテンツデータAの色温度を目標色温度C1に近づけるよう変化させる。次に、変換部203は、時刻t2より、コンテンツデータBの色温度を、目標色温度4000Kに近づくよう変化させる。次に、変換部203は、時刻t3よりコンテンツデータBの色温度を、目標色温度C2に近づけるよう変化させる。さらに、変換部203は、時刻t4よりコンテンツデータCの色温度を目標色温度5000Kに近づけるよう変化させる。変換部203は、時刻t5よりコンテンツデータCの色温度を、目標色温度C3に近づけるよう変化させる。
[2−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、設定部202は、算出部201が算出した第1の比率および第2の比率に応じて、目標色温度を設定する。設定部202は、次に表示するコンテンツデータの目標色温度を算出すると、現在表示中のコンテンツデータの目標色温度と次に表示するコンテンツデータの目標色温度の間の色温度を現在表示中のコンテンツデータの目標色温度として設定する。変換部203は、設定部202が設定した目標色温度に、表示コンテンツの色温度が近づくよう変化させる。
これにより、現在表示中のコンテンツデータに設定されている目標色温度と、次に表示されるコンテンツデータに設定される目標色温度との差が大きい場合であっても、コンテンツデータの表示が切り替わる前に次の色温度への変化を開始させることができ、色温度の急激な変化を回避する。そのため、青色発光成分を低減させるとともに、色温度が大きく変化する場合に発生する、ユーザーが受ける色合いの違和感を抑制することができる。
(第3の実施の形態)
以下、図12〜図13を用いて、第3の実施の形態を説明する。
[3−1.構成]
図12は、第3の実施の形態における表示装置3の一構成例を示すブロック図である。図12に示すように、表示装置3は、取得部100、信号処理装置30、表示制御部104、表示部105を備える。信号処理装置30は、算出部101、設定部302、変換部103、検出部300を備える。ここで、第1の実施の形態と同様の動作を行う構成要素に関しては、同じ符号を付与し、説明を省略する。本実施の形態では、主に設定部302、検出部300の動作について説明する。
検出部300は、光センサーなどにより、表示装置3を使用する環境における環境光の色温度を検出する。
設定部302は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率と、検出部300が検出した環境光の色温度に応じて、コンテンツデータを表示するときの目標色温度を設定する。
変換部103は、表示するコンテンツデータの色温度を、設定部302が設定した目標色温度に近づくよう変化させる。
[3−2.動作]
以上のように構成された信号処理装置について、その動作を以下説明する。
[3−2−1.設定部の動作]
設定部302は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて、コンテンツデータの目標色温度を設定する。このとき、コンテンツデータにおいて第1の領域の第1の比率が大きいほど色温度を低く設定する。さらに、設定部302は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて設定した色温度と、検出部300が検出した環境光の色温度との間に目標色温度を設定する。
図13は、本実施の形態における色温度設定の一例を示す図である。
図13において、横軸は時間、縦軸は色温度を示す。図13において、K1は設定部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて設定部302が設定した色温度である。また、K2は、検出部300が検出した周辺環境の色温度である。K3は、色温度K1と、色温度K2との間に、設定された目標色温度である。
図13に示すように、色温度K3は色温度K1と色温度K2の間の色温度に設定されている。
[3−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、設定部302は、算出部101が算出した第1の比率および第2の比率に応じて設定した色温度と、検出部300が検出した環境光の色温度との間に目標色温度を設定する。変換部103は、目標色温度に表示されるコンテンツデータの色温度を変換する。
これにより、コンテンツデータの第1の領域の表示領域に対する第1の比率および第2の領域の表示領域に対する第2の比率により設定された色温度と、信号処理装置を使用する環境光の色温度との間に大きな差がある場合でも、目標色温度を両者の間の色温度に設定することができる。そのため、表示部105に設定された色温度と、周辺環境光の色温度の差によって生じるユーザーの違和感を抑制することができる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、表示部を伴う信号処理装置に適用可能である。具体的には、PC用ディスプレイ、機内向けディスプレイ、タブレット端末、ヘッドマウントディスプレイ、スマートフォンなどに、本開示は適用可能である。
1,2,3 表示装置
10,20,30 信号処理装置
100 取得部
101 算出部
102,202,302 設定部
103,203 変換部
104 表示制御部
105 表示部
300 検出部

Claims (7)

  1. コンテンツデータの表示領域を複数の領域に分割し、前記表示領域の主として文字が表示される第1の領域の前記表示領域に対する第1の比率と、前記表示領域の主として文字以外が表示される第2の領域の前記表示領域に対する第2の比率を各々算出する算出部と、前記第1の比率と前記第2の比率に基づいて、前記コンテンツデータの目標色温度を設定する設定部と、前記コンテンツデータの色温度を前記目標色温度まで変化させる変換部と、を備える、信号処理装置。
  2. 前記設定部は、前記第1の比率が大きくなるほどより低い色温度を目標色温度に設定する、請求項1に記載の信号処理装置。
  3. 前記算出部は、前記第1の領域の中で、背景色の彩度が所定の値以上である領域は、前記第1の領域としない、請求項1に記載の信号処理装置。
  4. 前記設定部は、次に表示するコンテンツデータの目標色温度を算出すると、現在表示中のコンテンツデータの目標色温度と前記次に表示するコンテンツデータの目標色温度との間の色温度を現在表示中のコンテンツデータの目標色温度として設定する、請求項1に記載の信号処理装置。
  5. 周辺環境光の色温度を検出する検出部を備え、
    前記設定部は前記検出部が検出した色温度と、前記算出部が算出した前記第1の比率および前記第2の比率に応じて設定した色温度との間の色温度を目標色温度として設定する、請求項1に記載の信号処理装置。
  6. コンテンツデータの表示領域を複数の領域に分割し、前記表示領域の主として文字が表示される第1の領域の前記表示領域に対する第1の比率と、前記表示領域の主として文字以外が表示される第2の領域の前記表示領域に対する第2の比率を各々算出する算出部と、前記コンテンツデータにおける現在の色温度を、目標色温度に変化させる変換部と、を備え、前記目標色温度は前記第1の領域と、前記第2の領域との比率に依存する色温度である信号処理装置。
  7. コンテンツデータの表示領域を複数の領域に分割し、前記表示領域の主として文字が表示される第1の領域の前記表示領域に対する第1の比率と、前記表示領域の主として文字以外が表示される第2の領域の前記表示領域に対する第2の比率を各々算出し、前記第1の比率と前記第2の比率に基づいて、前記コンテンツデータの目標色温度を設定し、前記コンテンツデータにおける現在の色温度を、最終的に前記設定した目標色温度まで変化させる、信号処理方法。
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