JP2017191146A - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像表示装置に表示された画像のフォーカス調整をしやすくする。【解決手段】画像表示装置100は、画像を表示する表示部111と、表示部111で表示する対象となる入力画像を取得する画像取得部101と、入力画像を拡大した表示画像を表示部111に表示させるための拡大情報及び入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を表示部111に表示させることを示す輪郭強調情報の少なくともいずれかを取得する情報取得部102と、情報取得部102が拡大情報及び輪郭強調情報の少なくともいずれかを取得したか否かに基づいて、表示部111に表示画像を表示させた状態での表示部111の表示輝度を切り替える表示制御部105と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、画像表示装置及び画像表示方法に関するものである。
従来、画像を表示するモードごとに、バックライトの輝度を制御することができる画像表示装置が知られている。特許文献1には、フォーカスを調整する対象となる領域のバックライトの輝度を、他の領域の輝度よりも高くすることができる画像表示装置が開示されている。
特開2006−317577号公報
フォーカスを調整しやすくするために、フォーカス調整をする対象の表示画像を拡大表示する拡大表示モードや、表示画像内の輪郭を強調するためのエッジピーキング画像を重畳して表示するエッジピーキング画像モードを有する画像表示装置が知られている。このような画像表示装置において、表示画像が拡大表示されている状態で、フォーカスを調整する対象となる領域のバックライトの輝度が高くされると、ユーザが眩し過ぎてフォーカス調整をしづらくなるという問題が生じる。また、エッジピーキング画像が表示されている状態で、フォーカスを調整する対象となる領域のバックライトの輝度が高くされると、エッジピーキング画像が見えにくくなるので、フォーカス調整をしづらくなるという問題が生じる。
そこで、本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、画像表示装置に表示された画像のフォーカス調整をしやすくすることを目的とする。
本発明の画像表示装置は、画像を表示する表示手段と、前記表示手段で表示する対象となる入力画像を取得する画像取得手段と、前記入力画像を拡大した表示画像を前記表示手段に表示させる場合、又は前記入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を前記表示手段に表示させる場合に、前記表示手段の表示輝度を低くする表示制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の画像表示方法は、コンピュータが実行する、画像を表示する表示手段で表示する対象となる入力画像を取得するステップと、前記入力画像を拡大した表示画像を前記表示手段に表示させる場合、又は前記入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を前記表示手段に表示させる場合に、前記表示手段の表示輝度を低くするステップと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、画像表示装置に表示された画像のフォーカス調整をしやすくすることができるという効果を奏する。
第1の実施形態に係る画像表示装置100の構成を示す図である。 バックライト112が発光輝度を制御できる領域について説明するための図である。 各表示モードにおける動作を説明するための入力画像の例を示す図である。 バックライト発光輝度の決定方法について説明するための図である。 通常表示モードにおける画像補正について説明するための図である。 表示輝度の分布を示す図である。 HDR表示モードにおいてバックライト発光輝度を決定する方法について説明するための図である。 HDR補正モードにおける画像補正について説明するための図である。 HDR表示モードでユーザが視覚する表示輝度の分布を示す図である。 他のLUTの例を示す図である。 リミット処理について説明するための図である。 補正HDR表示モードにおける補正処理について説明するための図である。 補正HDR表示モードでユーザが視覚する表示輝度の分布を示す図である。 HDR補正情報として用いられるLUTの例を示す図である。 画像表示装置100の動作のフローチャートである。 第2の実施形態に係る画像表示装置200の構成を示す図である。 エンコード画像の一例を示す図である。 エンコード画像から抽出可能な表示輝度情報の他の例を示す図である。 画像表示装置200の処理の流れを示すフローチャートである。 第3の実施形態に係る画像表示装置300の構成を示す図である。 第3の実施形態に係る画像表示装置300の動作の一例を示すフローチャートである。 第4の実施形態に係る画像表示装置400の構成を示す図である。 第4の実施形態に係る画像表示装置400の動作の一例を示すフローチャートである。
[実施の形態の概要]
映画やテレビ番組等の撮影現場では、撮影画像(動画及び静止画を含む)のフォーカス確認作業を容易にするために、撮影者(以下、ユーザという)は、カメラのファインダよりも大きな表示画面を有するディスプレイに撮影画像を表示し、ディスプレイ画面上でフォーカスを確認している。このようなディスプレイには、ユーザのフォーカス確認作業を補助するために、表示画像の一部を拡大表示する機能や表示画像内の被写体の輪郭線を強調するエッジピーキング画像を重畳表示する機能が搭載されている場合がある。
表示画像を拡大する方式には、補間拡大方式及び画素拡大方式等がある。補間拡大方式は、拡大により画素を補間する必要がある際に、隣接する複数の画素データから補間演算して拡大画像を生成する方式である。画素拡大方式は、拡大により画素を補間する必要がある際に、隣接する画素データを複製して拡大画像を生成する方式である。フォーカス調整時に画像を拡大表示させる際には、カメラで撮影している画像とディスプレイに表示される画像との間に差異が生じないようにするために、画素拡大方式が用いられている。
ところで、近年、撮像センサーの広ダイナミックレンジ化や、露出の異なる画像を複数枚重ね合わせる技術の向上により、広ダイナミックレンジ(HDR;High Dynamic Range)の画像の撮影が一般化してきている。また、ディスプレイのバックライトの発光輝度制御や画像処理の高度化によって、従来のディスプレイよりもコントラスト比及び発光輝度が高い表示(以下、HDR表示という)を行うための技術も提案されている。画像表示装置が、このようなHDR表示を行うことにより、被写体の明るさをより忠実に表現できるようになるため、従来よりも臨場感のある表示が可能となる。
しかしながら、画像表示装置が、フォーカス確認作業を補助するために表示画像を拡大表示している間は、ユーザが、画素拡大表示した領域の細部を通常の視聴時よりも長時間にわたって注視する可能性が高いので、HDR表示により高輝度で表示されてしまうとフォーカス確認が困難になってしまう場合がある。例えば、画素拡大する領域に高輝度(例えば数千cd/m以上)の領域が含まれる場合、この領域が高輝度のままで拡大表示されると、ユーザは眩しくてフォーカス確認が困難になってしまう可能性が高い。また、ユーザが、高輝度領域やその近傍を注視することによって、フォーカス確認作業効率が低下してしまう恐れもある。表示画像にエッジピーキング画像が重畳されている場合、エッジピーキング画像以外の領域が高輝度であると、エッジピーキング画像を認識しづらくなるという恐れもある。
また、画素拡大をしている領域に突然明るい被写体が映り込んだ場合、ユーザが注視している領域の発光輝度が急激に高くなることになる。この結果、人間の目の順応が追いつかず、フォーカス確認が困難になる恐れもある。逆に、画素拡大領域が低輝度(例えば1cd/m以下)である場合、被写体の輪郭が存在する部分の輝度が低過ぎることによって、フォーカスの確認が困難になる可能性もある。
これらの課題を解決するために、本実施の形態に係る画像表示装置は、表示画像の一部を拡大表示したり、エッジピーキング画像を重畳表示したりする場合に、他の表示状態に比べて表示輝度を低下させることにより、ユーザがフォーカスの確認又は調整の作業をしやすくする。なお、本明細書における表示輝度は、画像を表示した状態においてユーザが視覚する輝度の大きさである。
<第1の実施形態>
[画像表示装置100の構成]
図1は、第1の実施形態に係る画像表示装置100の構成を示す図である。画像表示装置100は、画像取得部101、情報取得部102、拡大処理部103、画像処理部104、表示制御部105、表示部111、バックライト112及び記憶部113を備える。表示制御部105は、特徴量取得部106、HDR補正部107、発光輝度制御部108、画像補正部109及びバックライト制御部110を有する。
画像取得部101は、表示部111に表示する対象となる入力画像データを取得し、取得した入力画像データを拡大処理部103に出力する。画像取得部101は、入力画像データを画像表示装置100に接続されたカメラ等の電子機器から取得してもよいし、記憶部113から取得してもよい。
情報取得部102は、例えば、リモコン、タッチパネル、カーソル等のユーザインタフェースを介して、ユーザからの指示情報を取得する。本実施形態の情報取得部102は、例えば、表示部111に表示する画像を拡大するモードに設定するための拡大モード指示情報を取得する。拡大モード指示情報には、拡大モードの種別(例えば、補間拡大モードと画素拡大モード)を示す情報も含まれている。情報取得部102は、拡大モード指示情報を拡大モード制御情報に変換して、拡大モード制御情報を拡大処理部103及びHDR補正部107に出力する。
情報取得部102は、ユーザインタフェース以外の手段により指示情報を取得してもよい。例えば、情報取得部102は、拡大モードを指定するメタデータが入力画像データに付加されている場合、メタデータを拡大モード指示情報として取得して拡大モード制御情報を生成することができる。
また、情報取得部102は、表示部111に画像を表示するモードを選択するための表示モード指示情報を取得する。情報取得部102は、表示モード指示情報を表示モード制御情報に変換して、表示モード制御情報を発光輝度制御部108に出力する。表示モードには、通常表示モードとHDR表示モードとがある。HDR表示モードは、通常表示モードに対して、最大発光輝度が高いか、最低発光輝度が低いか、コントラスト比が大きいかの、いずれかの表示を行うモードである。ここで、発光輝度は、バックライト112の発光輝度であり、バックライト発光輝度と称することがある。
拡大処理部103は、拡大モード制御情報に基づいて、画像取得部101から入力された入力画像データを拡大処理して、拡大後の拡大画像データを画像処理部104に出力する。拡大モード制御情報が入力されていない場合、拡大処理部103は、入力画像データを等倍で画像処理部104に出力する。
拡大処理部103は、拡大モード制御情報に含まれる拡大モードの種別を示す情報に基づいて、補間拡大処理又は画素拡大処理を実行する。なお、拡大処理部103は、拡大画像データのみを出力するだけでなく、入力画像データに拡大画像データを重畳した混在画像データを生成して出力したり、拡大画像データ及び入力画像データのそれぞれを出力したりしてもよい。
画像処理部104は、拡大処理部103から入力される画像データに画像処理を施す。画像処理は、例えば、色変換処理、階調変換処理又はフレームレート変換処理である。なお、拡大処理部103の処理と画像処理部104の処理の順序は任意である。例えば、画像取得部101が出力した画像データに対して画像処理部104が画像処理を施し、拡大処理部103が、画像処理部104が画像処理を施した後の画像データを拡大してもよい。
続いて、表示制御部105について説明する。表示制御部105は、入力画像を拡大した表示画像を表示部111に表示させる場合に、表示部111の表示輝度を低くする。表示制御部105は、例えば、情報取得部102が拡大情報を取得したか否かに基づいて、表示部111に表示画像を表示させた状態での表示部111の表示輝度を切り替える。具体的には、表示制御部105は、入力画像を拡大せずに表示部111に表示させる場合に、第1表示輝度になるように表示画像を表示させ、拡大情報に基づいて入力画像を拡大して表示部111に表示させる場合に、第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように表示画像を表示させる。
ここで、表示制御部105は、拡大モードによって表示輝度を切り替えてもよい。例えば、表示制御部105は、補間拡大モードの指示(第1拡大モード指示)を受けた場合に第1表示輝度になるように表示画像を表示させ、画素拡大モードの指示(第2拡大モード指示)を受けた場合に、第2表示輝度になるように表示画像を表示させる。
表示制御部105は、入力画像の階調値を変更することにより表示輝度を切り替えたり、バックライト112の発光輝度を変更することにより表示輝度を切り替えたりすることができる。また、表示制御部105は、入力画像の階調値を変更するとともに、バックライト112の発光輝度を変更してもよい。例えば、表示制御部105は、発光輝度に基づいて入力画像の階調値を変更することにより、表示輝度を切り替えることができる。
表示制御部105は、例えばCPU(Central Processing Unit)が記憶部113に記憶されたプログラムを実行することにより、特徴量取得部106、HDR補正部107、発光輝度制御部108、画像補正部109及びバックライト制御部110として機能する。
特徴量取得部106は、画像処理部104が出力する画像データの特徴量を取得する。特徴量は、画像処理後の画像の特徴を表すデータであり、例えば、階調ヒストグラム、全画面平均階調、局所平均階調、最大階調、又は最小階調である。
HDR補正部107は、情報取得部102から入力される拡大モード制御情報を受信し、拡大モードが画素拡大モードである場合に、発光輝度制御部108がバックライト制御部110に対して出力する発光輝度制御値を補正するための補正情報を生成して出力する。HDR補正部107が発光輝度制御値を補正する方法の詳細については後述する。
発光輝度制御部108は、情報取得部102から入力される表示モード制御情報、及び特徴量取得部106から入力される画像データの特徴量に基づいて、表示画像を補正するための補正パラメータ、及びバックライト112を発光させるためのバックライト制御パラメータを決定する。そして、発光輝度制御部108は、これらのパラメータを画像補正部109とバックライト制御部110それぞれに出力する。発光輝度制御部108が画像補正パラメータ及びバックライト制御パラメータを算出する方法については後述する。
画像補正部109は、発光輝度制御部108から入力された補正パラメータに基づいて、画像処理部104から入力された画像データを補正し、補正後の表示画像データを表示部111に出力する。
バックライト制御部110は入力されたバックライト制御パラメータに応じた輝度でバックライト発光させるための発光制御値(例えばPWM(Pulse Width Modulation)値)を算出し、算出した発光制御値をバックライト112に出力する。
表示部111は、例えば液晶パネルであり、画像補正部109から入力された表示画像データに基づく表示画像を表示する。
バックライト112は、LED等の発光素子から構成された発光体であり、バックライト制御部110が算出した発光制御値に基づいて、表示部111の背面又は側面から光を照射する。図2は、バックライト112が発光輝度を制御できる領域について説明するための図である。図2に示すように、バックライト112は、6個の分割領域210〜215ごとに、それぞれ独立して発光輝度を制御できる。
[画像表示装置100の動作]
続いて、画像表示装置100の動作について説明する。
画像表示装置100は、上述した通り、表示モードとして通常表示モードとHDR表示モードを備えている。また、拡大処理モードとして補間拡大処理モードと画素拡大処理モードを備えている。
画像表示装置100は、補間拡大モードで画像を表示する場合は、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で、HDR表示モードが指定されていれば「HDR表示モード」で表示を行う。一方、画素拡大モードで画像を表示する場合は、フォーカス確認に適した表示とするために、補間拡大モードの場合と異なる表示を行う。具体的には、画像表示装置100は、画素拡大モードにおいて通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で表示を行うが、HDR表示モードが指定されていれば、HDR補正部107が出力する発光輝度制御値に基づいてHDR表示形態を補正した、「補正HDR表示モード」で画像を表示する。
以下に、「通常表示モード」、「HDR表示モード」、「補正HDR表示モード」のそれぞれにおけるHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について、具体的な例を示しながら説明する。
図3は、各表示モードにおける動作を説明するための入力画像の例を示す図である。図3における入力画像30は、画像表示装置100に入力される映像に含まれる一つのフレームの画像である。拡大画像31は、拡大処理部103が、図3における破線で囲まれた領域Rを拡大した画像である。
拡大画像31の画像輝度の階調値(以下、画像階調値という)の範囲は1〜256(8ビット階調相当)であり、拡大画像31には低階調領域303(画像階調値=1)、中階調領域304(画像階調値=64)、高階調領域305(画像階調値=256)が存在するものとする。なお、拡大画像31内の破線は、バックライト112の分割領域210〜215の境界線を示しており、分割領域210〜215に対応する分割画像をそれぞれ分割画像310〜315としている。ここでは、分割画像310、311、314、315の平均階調値が64、分割画像312の平均階調値が250、分割画像313の平均階調値が10であるとして説明する。
(通常表示モード)
まず、画像表示装置100が、拡大画像31を「通常表示モード」で表示する場合のHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について説明する。
通常表示モードの場合、発光輝度制御部108は、入力画像の画像階調値と、予め登録されたルックアップテーブル(以下、LUT)とに基づいて、バックライト発光輝度を決定する。LUTにおいては、分割画像の画像階調値の平均値(以下、平均階調値)と発光輝度値とが関連付けられている。発光輝度制御部108は、決定したバックライト発光輝度でバックライト112を発光させるためのバックライト制御パラメータをバックライト制御部110に出力する。
図4は、バックライト発光輝度の決定方法について説明するための図である。図4(a)は、通常表示モードにおけるバックライト発光輝度を決定する際に用いられるLUTの一例である。図4(a)の横軸は、入力画像の平均階調値、縦軸は発光輝度値である。発光輝度制御部108は、図4(a)に示すLUTを参照し、分割画像310〜315の平均階調値に基づいて、バックライト112の分割領域210〜215の発光輝度値を決定する。図4(a)に示すLUTにおいては、入力画像の平均階調値によらず、発光輝度値が一定の値に設定されている。
図4(b)は、発光輝度制御部108が、図4(a)に示したLUTに基づいて分割領域それぞれのバックライト発光輝度を決定した結果を示す。図4(b)に示す通り、通常表示モードでは、発光輝度制御部108は、分割画像310〜315の平均階調値によらず、バックライト112の全面にわたって一定の発光輝度(ここでは100cd/m)でバックライト112を発光させる。
発光輝度制御部108は、さらに、バックライト発光輝度に対応して入力画像を補正するための画像補正パラメータを決定し、決定した画像補正パラメータを画像補正部109に出力する。画像補正パラメータは、入力画像の階調値(以下、入力階調値という)と補正後の画像の階調値(以下、補正階調値という)との関係を示す情報である。
図5は、通常表示モードにおける画像補正について説明するための図である。図5(a)は、通常表示モードで使用される画像補正パラメータの例を示す図である。図5(a)に示す画像補正パラメータにおいては、入力階調値と補正階調値とが等しくなっている。通常表示モードではバックライト発光輝度が画像の階調によらず一定なので、画像補正部109は、図5(a)に示す画像補正パラメータを用いることにより、入力画像をバックライト発光輝度に対応して補正しない。なお、画像補正パラメータの形式は図5(a)のようなテーブル形式に限定されず、入力画像を引数とした計算式等であってもよい。
図5(b)は、画像補正部109が、図5(a)に示す画像補正パラメータを使用して入力画像を補正した結果である補正画像500を示している。図5(b)に示す通り、補正画像500は、図3に示した拡大画像31と同じ階調分布となっている。
なお、バックライト発光輝度が図4(b)に示した発光輝度値の状態で、図5(b)の補正画像500が表示された場合にユーザが視覚する表示輝度は、表示部111の表面における輝度である。表示輝度は、バックライト112の光が表示部111に表示される画像の階調値に応じた透過率で透過することによって決まる。したがって、表示輝度は、以下の式によって表される。
表示輝度=(補正画像の階調値/補正画像の最大階調値)×バックライト発光輝度
図6は、図4(b)のバックライト発光輝度の分布及び図5(b)の画像階調値の分布に基づいて算出される表示輝度の分布を示す図である。図6に示す通り、低階調領域303の表示輝度は0.39cd/m、中階調領域304の表示輝度は25cd/m、高階調領域305の表示輝度は100cd/mとなり、コントラスト比は256:1である。
なお、通常表示モードにおいて、発光輝度制御部108は、HDR補正部107から入力される補正情報を用いない。通常表示モードでは、HDR補正部107が補正情報を生成しないようにしてもよい。
(HDR表示モード)
次に、画像表示装置100が拡大画像31を「HDR表示モード」で表示する場合のHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について説明する。発光輝度制御部108は、「HDR表示モード」においても、「通常表示モード」の場合と同様に、入力画像の画像階調値及び予め登録されたLUTに基づいてバックライト発光輝度を決定する。
図7は、HDR表示モードにおいてバックライト発光輝度を決定する方法について説明するための図である。図7(a)は、発光輝度制御部108がHDR表示モードにおいてバックライト発光輝度を決定する際に参照するLUTの一例である。図7(a)に示すLUTは、入力画像の平均階調値が所定値以上の分割領域のバックライト発光輝度を、通常よりも高い発光輝度(ここでは5000cd/m)とするためのLUTである。
図7(b)は、発光輝度制御部108が、図7(a)に示すLUTに基づいて分割領域それぞれのバックライト発光輝度を決定した結果を示す図である。図7(b)に示す通り、HDR表示モードでは、平均階調値が10または64である分割領域210〜211及び分割領域213〜215は通常のバックライト発光輝度である100cd/mでバックライト112を発光させる。一方、発光輝度制御部108は、平均階調値が250である分割領域212においては、通常の50倍のバックライト発光輝度である5000cd/mでバックライトを発光させる。このようにすることで、画像表示装置100は、画像輝度値が大きく明るい画像に対応する表示輝度を大きくすることができるので、コントラストが高い画像をユーザに視覚させることができる。
さらに、発光輝度制御部108は、バックライト発光輝度に対応して入力画像の画像階調値を補正するための画像補正パラメータを決定して、決定した画像補正パラメータを画像補正部109に出力する。HDR表示モードでは、分割領域210〜211、213〜215においては、バックライト112が通常のバックライト発光輝度で発光するので、画像表示装置100は、分割画像310〜311、313〜315の画像階調値を補正しない。すなわち、画像補正部109は、図5(a)に示した補正パラメータを使用して、分割画像310〜311、313〜315に含まれる画像を補正しない。
一方、分割領域212のバックライト発光輝度は通常の50倍であるため、画像補正部109は、分割画像312に対しては、通常の50倍のバックライト発光輝度に対応する補正処理を実施する。
図8は、HDR補正モードにおける画像補正について説明するための図である。図8(a)は、画像補正部109が分割領域212に対して使用する、図7(a)のLUTに対応する補正パラメータを示す図である。
画像補正部109は、図8(a)に示す、中階調及び低階調の画素の階調値が入力画像の画像階調値よりも小さくなる補正パラメータを用いることで、中階調及び低階調の画素に対応する表示輝度が大きくならないように補正することができる。そして、画像補正部109は、バックライト発光強度が50倍に設定された分割画像312に存在する、入力画像の画像階調値が大きい高階調の画素の階調値を、バックライト発光輝度に合わせて選択的に大きくすることにより、表示輝度を大きくできるようにする。
なお、画像補正部109は、予め実験によって取得された、バックライト発光輝度ごとに適した階調分布に基づいて、バックライト発光輝度ごとに適切に階調分布を調整するための補正処理を実施してもよい。
図8(b)は、画像補正部109が、図8(a)の画像補正パラメータを使用して入力画像30を補正した結果を補正画像800として示す図である。図8(b)に示す通り、分割画像312に含まれる領域のうち、階調値が256である高階調領域305は階調値256で出力され、分割画像312のうち階調値が64である中階調領域304(斜線領域)は階調値が1/50倍に補正されて出力される。
図9は、表示部111がHDR表示モードで拡大画像31を表示した場合にユーザが視覚する表示輝度の分布を示す図である。図9に示す通り、低階調領域303の表示輝度は0.39cd/m、中階調領域304の表示輝度は25cd/m、高階調領域305の表示輝度は5000cd/mであり、コントラスト比は12800:1となり、通常表示モードよりもコントラスト比が大きくなる。
このように、HDR表示モードを使用するとコントラスト比を大きくすることができるので、例えば高階調領域305に、空や晴天のような画像階調値が大きい被写体の画像を含んでいる場合に、より臨場感の高い表現が可能になることがある。
なお、図7(a)に示したLUTにおける通常発光輝度から高発光輝度に切り替える階調値の閾値や、高発光輝度にする場合の発光輝度値は、任意に調整可能である。また、HDR表示モード用のLUTは、図7(a)で示した内容には限定されない。
図10は、他のLUTの例を示す図である。HDR表示モードにおけるLUTは、例えば、図10(a)に示すようにバックライト112の全面にわたって通常の50倍の発光輝度(ここでは5000cd/m)でバックライト112を発光させるためのLUTであってもよい。また、図10(b)のように、入力画像の平均階調値が所定値以下の分割領域のバックライト発光輝度を、通常よりも低い発光輝度(ここでは50cd/m)とするためのLUTであってもよい。
なお、HDR表示モードにおいても、発光輝度制御部108は、HDR補正部107から入力される補正情報を用いない。また、HDR表示モードにおいても、通常表示モードと同様に、HDR補正部107が補正情報を生成しないようにしてもよい。
(補正HDR表示モード)
続いて、画像表示装置100が拡大画像31を「補正HDR表示モード」で表示する場合のHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について説明する。
HDR補正部107は、情報取得部102から入力される拡大モード制御情報を受信し、表示モードが画素拡大モードであれば、発光輝度制御部108の制御方法を切り替えるためのHDR補正情報を出力する。HDR補正部107は、例えば、バックライト発光輝度値の上限値と下限値を示すHDR補正情報を送信する。なお、上限値及び下限値は、画素拡大表示時にフォーカス確認が困難になるバックライト発光輝度の閾値を予め実験的に測定することで決定された値である。本実施形態では、一例として上限値を500cd/m、下限値を50cd/mとする。
発光輝度制御部108は、上限値及び下限値を示すHDR補正情報を受信すると、図7(a)で示したLUTを、HDR補正情報が示す上限値及び下限値を用いて補正する。具体的には、図7(a)におけるLUTにおけるバックライト発光輝度の最大値は5000cd/mであったが、発光輝度制御部108は、バックライト発光輝度の最大値を上限値500cd/mとするリミット処理を実行する。具体的には、発光輝度制御部108は、500cd/mを超える発光輝度値を全て500cd/mに置換する。
図11は、リミット処理について説明するための図である。図11(a)は、発光輝度制御部108がリミット処理することにより得られたLUTを示す図である。図11(b)は、発光輝度制御部108が、図11(a)に示すLUTに基づいてバックライト発光輝度を決定した結果を示す図である。図11(b)に示すように、バックライト発光輝度は、平均階調値が10又は64である分割領域210〜211、213〜215において、通常のバックライト発光輝度である100cd/m、平均階調値が250である分割領域212において、通常の5倍のバックライト発光輝度である500cd/mとなる。
また、発光輝度制御部108は、バックライト発光輝度に対応して入力画像を補正するための画像補正パラメータを決定して、決定した画像補正パラメータを画像補正部109に出力する。画像補正部109は、分割領域210〜211、213〜215は通常のバックライト発光輝度で発光をしているため、分割画像310〜311、及び分割画像313〜315を補正せず、図5(a)に示したような補正パラメータを使用する。一方、画像補正部109は、分割領域212は通常の5倍のバックライト発光輝度であるため、分割画像312にはバックライト発光輝度に対応した補正処理を実施する。
図12は、補正HDR表示モードにおける補正処理について説明するための図である。図12(a)は、図11(a)のLUTに対応した補正パラメータを示す図である。図12(b)は、画像補正部109が、図12(a)に示す補正パラメータに基づいて画像階調値を補正した結果である補正画像1200を示す図である。図12(b)に示すように、分割画像312のうち階調値が256である高階調領域305は階調値256のままで出力され、分割画像312のうち階調値が64である中階調領域304(斜線領域)は階調値が1/5倍に補正されて出力される。
図13は、表示部111が補正HDR表示モードで拡大画像31を表示した場合にユーザが視覚する表示輝度の分布を示す図である。図13に示す通り、高階調領域305の表示輝度は、HDR補正部107による補正処理を行わない場合に比べて1/10倍である500cd/mに制限され、コントラスト比も1/10倍である1280:1に制限される。
このように、表示制御部105は、バックライト発光輝度の上限値及び下限値を設けることにより、補正HDR表示モードで拡大画像31を表示する場合に用いられる第2表示輝度を、HDR表示モードで用いられる第1表示輝度の範囲よりも狭い範囲の表示輝度とすることができる。そして、表示制御部105は、表示画像のうち、入力画像を拡大した画像が含まれる領域の表示輝度が他の領域の表示輝度よりも小さい輝度(第2表示輝度)になるように表示画像を表示させることができる。その結果、画素拡大画像が高輝度のまま拡大表示されることにより、眩しくてフォーカス確認が困難になってしまう可能性を低減することが可能となる。また、ユーザが該高輝度領域やその近傍を注視することによってフォーカス確認作業効率が低下してしまう可能性も低減することが可能となる。
なお、以上の説明では、発光輝度の上限値によって最高発光輝度を抑える例について説明したが、同様に発光輝度の下限値によって最低発光輝度を高めることもできる。この結果、画素拡大領域の発光輝度が低すぎるために、フォーカス確認が困難になることを防ぐことも可能となる。
また、HDR補正部107が出力するHDR補正情報は、バックライト発光輝度値の上限値と下限値以外の情報であってもよい。例えば、HDR補正情報は、予め実験によって測定された、画素拡大表示に適した発光輝度を示すLUTであってもよい。
図14は、HDR補正情報として用いられるLUTの例を示す図である。図14においては、発光輝度の範囲が200cd/mから300cd/mの範囲が画素拡大に適している場合のLUTの例を示している。図14(a)は、平均階調によらず画素拡大に適している発光輝度範囲の中心値でバックライトを発光させるためのLUTを示している。また、図14(b)及び図14(c)は、画素拡大に適している範囲の中で、平均階調に基づいてバックライト発光輝度を調整するためのLUTである。
この場合、HDR補正部107は、画素拡大表示中は図14に示すようなLUTを発光輝度制御部108に出力し、発光輝度制御部108はLUTに基づいてバックライト発光輝度を決定する。この結果、画素拡大に適した発光輝度範囲で表示が行われるため、ユーザが眩しくてフォーカス確認が困難になってしまったり、フォーカス確認効率が低下してしまったりする可能性を低減することが可能となる。
また、HDR補正部107は、HDR補正情報として、HDR表示モードを解除して通常表示モードに戻すための制御情報を出力するようにしてもよい。この場合、高階調領域305のバックライト発光輝度は、図5に示すように通常表示モードにおける発光輝度である100cd/mとなるため、HDR表示モードにおける発光輝度の1/50倍に制限することができる。この場合にも、ユーザが眩しくてフォーカス確認が困難になってしまったり、フォーカス確認効率が低下してしまったりする可能性を低減することが可能となる。
また、HDR補正部107は、外光の強度を検出する検出手段としての外部センサーからの入力信号に応じてHDR補正情報を切り替えるようにしてもよい。例えば、暗い環境で明るい画面を注視する場合と、明るい環境で明るい画面を注視する場合とで、ユーザが感じるまぶしさが異なることを考慮して、HDR補正部107は、光センサーにより検出された周囲の明るさに基づいてHDR補正情報を切り替えてもよい。具体的には、HDR補正部107は、画像表示装置100が設置されている場所の環境光を光センサーで取得し、画像表示装置100が設置されている場所が明るい場合にはバックライト発光輝度値の上限値を大きく設定し、逆に暗い場合には上限値を小さく設定する。このように、表示制御部105は、検出手段としての光センサーが検出した外光の強度に基づいて、第2表示輝度の範囲を決定することで、周囲の明るさに適した表示輝度に調整することができる。
また、HDR補正部107は、HDR補正情報として、画像データの平均階調値の変化に応じてバックライト発光輝度を変更する際の時定数を変更するための制御情報をさらに出力してもよい。HDR補正部107は、例えば、LUTから算出したバックライト発光補正値を即座に適用せず、算出したバックライト発光輝度値をローパスフィルタ処理してから適用するためのフィルタ係数を出力する。これにより、表示制御手段としてのHDR補正部107は、入力画像の画像輝度が変化した場合に、画像輝度が変化する速度よりも遅い速度で表示輝度を変化させることができる。このようにすることで、画素拡大をしている領域に突然明るい被写体が映り込んだ場合であっても、ユーザが注視している領域の発光輝度が急激に高くなることを防ぐことが可能となる。この結果、ユーザの目の順応が追いつかずフォーカス確認が困難になったり、フォーカス確認効率が低下してしまったりする可能性を低減することが可能となる。
また、HDR補正部107は、画像データの平均階調値の変化に応じて表示輝度を変更する頻度が、所定の頻度よりも小さくなるようにしてもよい。例えば、HDR補正部107は、バックライト発光輝度を変更してから所定の時間が経過するまでの間に平均階調値が変化しても、バックライト発光輝度を変更しないようにしてもよい。このようにすることで、バックライト112の輝度が頻繁に変化することにより、ユーザが疲労することを防止できる。
なお、画像表示装置100は、HDR補正情報に基づいて実施されるHDR補正処理は、画面全体に適用しなくてもよい。例えば、画像表示装置100は、拡大前の画像の上に拡大画像を重畳して表示を行うような場合、ユーザが注視する領域は画素拡大領域であることを考慮し、画素拡大領域のみにHDR補正処理を適用してもよい。この場合、HDR補正部107は、拡大処理部103などから、画素拡大画像が重畳表示されている座標情報を取得し、HDR補正情報と共に座標情報を出力する。そして、発光輝度制御部108は、HDR補正部107から入力された座標情報を参照し、画素拡大画像が表示される領域に対してはHDR補正されたパラメータを算出し、画素拡大画像が表示されていない領域に対しては従来通りのHDRパラメータを算出する。
また、本実施形態では、発光輝度制御部108は、バックライト発光輝度及び入力画像の補正パラメータを変更することでHDR表示時の表示輝度を制御していたが、バックライト発光輝度、又は入力画像の補正パラメータのいずれか一方を変更することで表示輝度を制御するようにしてもよい。なお、発光輝度制御部108がバックライト発光輝度のみを変更して表示輝度を制御する場合は、バックライト発光輝度が画素単位、あるいは、画素単位と同等の粒度で独立して制御できると、ユーザに違和感を与えることなくHDR表示が可能となる。
[画像表示装置100の動作のフローチャート]
図15は、画像表示装置100の動作のフローチャートである。
まず、特徴量取得部106は、画像取得部101から入力され、拡大処理及び画像処理がなされた画像データの特徴量を取得する(S101)。次に、表示モードが通常表示モードである場合(S102でNO)、発光輝度制御部108は、通常表示モード用のLUTを使用してバックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S103)。
一方、表示モードがHDR表示モードである場合(S102でYES)は、画素拡大表示中であるか否かに応じて処理を切り替える(S104)。まず、画素拡大処理を実施していない場合(S104でNO)、発光輝度制御部108は、HDR表示モード用のLUTを使用して、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータ(補正なしHDRパラメータ)を生成する(S105)。一方、画素拡大処理を実施している場合(S104でYES)、HDR補正部107は、発光輝度制御部108に対してHDR補正情報を出力する。そして、発光輝度制御部108は、HDR補正情報及びLUTに基づいて、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータ(補正ありHDRパラメータ)を生成する(S106)。
次に、画像補正部109は、入力された補正パラメータに基づいて入力画像を補正し、バックライト制御部110は入力されたパラメータに応じたバックライト発光制御値を出力する(S107)。最後に、表示部111が、補正された画像を表示し、バックライト112がバックライト発光制御値に基づいて発光する(S108)。
[変形例1]
以上では、拡大処理部103によって画素拡大した画像に対してHDR補正を行う例について説明したが、外部機器によって画素拡大された画像に対してHDR補正を行うこともできる。この場合、まず、画像取得部101が、入力画像を解析して、近傍の画素を複製することにより生成させた補間画素が含まれる画素拡大画像であるか否かを判定する判定手段として機能する。そして、情報取得部102は、判定手段としての画像取得部101が入力画像に補間画素が含まれると判定した結果を拡大情報として取得する。
具体的には、画像取得部101は、入力画像の全画素の階調値を解析し、各画素の階調値が隣接する画素の階調値と同一であるか否かを判定し、同一であれば、入力画像が画素拡大画像であると判定する。そして、画像取得部101が、入力画像が画素拡大画像であると判定した場合、HDR補正部107が、発光輝度制御部108の制御方法を切り替えるためのHDR補正情報を出力し、HDR補正を実施する。なお、画像表示装置100は、入力画像の一部の領域においてのみ、隣接する画素の階調が同一となっている場合は、当該領域のみにHDR補正を実施するとしてもよい。
[変形例2]
上記の説明では、情報取得部102が取得したユーザからの指示に基づいて表示モードを切り替えたが、画像表示装置100は、他の手段により表示モードを切り替えてもよい。例えば、画像表示装置100は、特徴量取得部106が取得した特徴量に応じて、自動的に表示モード切り替えてもよい。この場合、例えば、特徴量取得部106が取得した入力画像のヒストグラムが、入力画像の階調値の分散が所定値よりも大きいことを示している場合、画像表示装置100は、自動的にHDR表示モードに移行する。画像表示装置100は、表示モードを指定するための情報がメタデータとして画像データに付加されているような場合であれば、メタデータ抽出部(不図示)がメタデータを抽出し、抽出結果に基づいて自動的に表示モードを切り替えてもよい。
以上説明したように、本実施形態の画像表示装置100は、通常表示時及び補間拡大時と画素拡大時とにおいて、HDR表示形態を切り替えることができる。この結果、画像表示装置100は、HDR表示をしながら画素拡大表示する際に、ユーザが注視することが困難な発光輝度やエッジ確認が困難な発光輝度で画素拡大表示されることを防ぎ、HDR表示中のフォーカス確認作業の利便性を向上させることが可能となる。
<第2の実施形態>
図16は、第2の実施形態に係る画像表示装置200の構成を示す図である。図16に示すように、画像表示装置200は、図1に示す機能部の他にデコード部201をさらに有する。なお、図16において、図1に示した第1の実施形態の画像表示装置100と同じ機能部には図1と同じ符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態において、画像取得部101は、画像表示時の表示輝度に関する情報(以下、表示輝度情報という)がメタデータとして付加されている画像データ(以下、エンコード画像という)を受信し、デコード部201に出力する。そして、表示制御部105は、表示輝度情報に基づいて表示部111の輝度を決定する。表示制御部105は、例えば、情報取得部102が拡大情報を取得していない場合に、表示輝度情報に基づいて、表示部111の表示輝度を決定し、情報取得部102が拡大情報を取得した場合に、表示輝度情報に基づかないで、表示部111の表示輝度を決定する。なお、当該メタデータは、例えば、画像の撮影者や編集者の意図を反映するために、撮影者や編集者が付加したデータである。エンコード画像の詳細については後述する。
デコード部201は、画像取得部101から入力されるエンコード画像をデコードし、デコードした画像データを拡大処理部103に出力し、表示輝度情報を発光輝度制御部108に出力する。
情報取得部102は、リモコン、タッチパネル、カーソル等を介してユーザからの表示モード指示情報を受け付け、受け付けた表示モード指示情報を表示モード制御情報に変換して発光輝度制御部108に出力する。
画像表示装置200は、表示モードとして通常表示モードとメタデータHDR表示モードとを備えている。メタデータHDR表示モードは、エンコード画像に付加された表示輝度情報に基づいて画像を表示するモードである。画像表示装置200は、表示モードを指定するための情報がメタデータとして画像データに付加されている場合、画像データからメタデータを抽出し、抽出した結果に基づいて自動的に表示モードを切り替える。
また、画像表示装置200は、エンコード画像をデコードした結果に基づいて、バックライト制御パラメータ及び画像補正パラメータを算出してもよい。具体的には、発光輝度制御部108は、デコード部201から入力される表示輝度情報に基づいて、バックライト制御パラメータと画像補正パラメータを算出し、画像補正部109とバックライト制御部110それぞれに出力する。画像表示装置200が、入力されるエンコード画像をデコードすることにより表示輝度情報を取得し、取得した情報に基づいてバックライト制御パラメータ及び画像補正パラメータを算出する方法の詳細については後述する。
ここでまず、画像表示装置200の全体の動作の概要について説明する。
画像表示装置200は、上述した通り表示モードとして通常表示モードとメタデータHDR表示モードを備えている。また、拡大モードとして補間拡大処理モードと画素拡大モードを備えている。画像表示装置200は、補間拡大時は、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示し、メタデータHDR表示モードが指定されていれば「メタデータHDR表示モード」で画像を表示する。一方、画像表示装置200は、画素拡大を実施する場合は、フォーカス確認に適した表示とするために、「通常表示モード」及び「メタデータHDR表示モード」とは異なる表示方法とする。
具体的には、画像表示装置200は、画素拡大時においても、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示する。しかし、画像表示装置200は、メタデータHDR表示モードが指定されている場合は、HDR補正部107によって補正した態様でHDR表示を行う「補正ありメタデータHDR表示モード」で画像を表示する。
以下に、「通常表示モード」、「メタデータHDR表示モード」、「補正ありメタデータHDR表示モード」のそれぞれにおけるHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について、具体的な例を示しながら説明する。
まず、説明で使用するエンコード画像の詳細について説明する。
図17は、エンコード画像の一例を示す図である。図17のように、エンコード画像は2つのストリームで構成される。エンコード画像に含まれるストリームのうちの1つは通常の画像データであるメインストリームであり、もう1つは表示輝度に関する情報が格納されたサブストリームである。サブストリームには、入力画像を表示する際の発光比率情報、及び当該発光比率で表示を行う際の画像補正係数が格納されている。発光比率情報は、バックライト112が出力可能な最大発光輝度を100%、最低表示輝度を0%とした発光輝度の強度の割合を示す値である。また、画像補正係数は、画像データの階調分布を補正するためのガンマ値である。なお、画像データが動画データである場合、上記の情報は、動画データのフレーム毎に付加されている。
なお、サブストリームには、発光比率情報でなく発光輝度値(例えば100cd/m)が格納されていてもよい。また、画像データが動画データである場合、発光比率情報は、フレーム毎に1つではなく、フレーム内の全画素に対して1つずつ付加されていたり、複数フレーム毎に1つだけ付加されたりしていてもよい。また、画像補正係数はガンマ値ではなく、階調補正を実施するための階調補正LUTなどであってもよい。
(通常表示モード)
まず、エンコード画像を「通常表示モード」で表示する場合のHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について説明する。
発光輝度制御部108は、通常表示モードでは、エンコード画像に付加されている発光比率情報を参照せず、画像データの特徴に応じて発光輝度を決定する。したがって、発光輝度制御部108の動作及びHDR補正部107の動作は第1の実施形態と同様の動作となるため、ここでの説明は割愛する。
(メタデータHDR表示モード)
次に、エンコード画像を、「メタデータHDR表示モード」で表示する場合の発光輝度制御部108の動作及び、HDR補正部107の動作について説明する。
まず、デコード部201は、エンコード画像をデコード処理し、図17のサブストリームに示した発光輝度比率情報及び画像補正係数を抽出し、発光輝度制御部108に出力する。発光輝度制御部108は、入力される発光比率情報に基づいてバックライト発光輝度値を決定する。具体的には、発光輝度制御部108は、バックライト112の最高発光輝度値に、入力された発光比率情報を乗じた値をバックライト発光輝度として算出する。
なお、本実施形態におけるバックライト112の最高発光輝度を5000cd/mとする。図17におけるフレーム601では、発光比率情報が80%であるため、このフレームを表示する時の発光輝度は、最高発光輝度5000cd/mの80%に相当する4000cd/mとなる。なお、バックライト112が、複数の分割領域毎にバックライト発光輝度を制御できる場合は、全ての分割領域の発光輝度を4000cd/mとすればよい。
サブストリームに発光比率情報でなく発光輝度値が格納されている場合は、発光輝度制御部108は、デコード部201が取得した発光輝度値をそのまま出力する。
また、発光輝度制御部108は、入力される画像補正係数に応じて画像補正パラメータを生成し、画像補正部109に出力する。具体的には、発光輝度制御部108は、入力されるガンマ値に基づいて、当該ガンマ値に対応したガンマ曲線を記憶部113から読み出して出力する。このようにすることで、表示制御部105は、入力画像の階調値を変更して階調分布を変化させることにより、表示輝度を切り替えることができる。
なお、画像補正係数として階調補正LUTが入力される場合、発光輝度制御部108は、入力された階調補正LUTをそのまま画像補正部109に出力する。また、HDR補正部107は、メタデータHDR表示モードではバックライト発光輝度及び画像補正パラメータを補正する必要がないため処理を行わない。メタデータHDR表示モードでは、発光輝度制御部108がHDR補正部107の出力を参照しないようにしてもよい。
なお、エンコード画像から抽出可能な表示輝度情報は1つとは限らない。
図18は、エンコード画像から抽出可能な表示輝度情報の他の例を示す図である。図18の例においては、1つのエンコード画像に対して、複数の表示輝度情報181、及び複数の表示輝度情報181の中から画像表示装置100のバックライト分割形式に適した表示輝度情報を抽出するための分割形式情報182が格納されている。分割形式情報182においては、分割形式と発光比率の種別とが関連付けられている。
表示輝度情報が図18に示す内容を含んでいる場合、デコード部201は、バックライト112の分割形式にあった発光比率情報を選択して取得する。本実施形態では、バックライト112は縦2分割、横3分割の6個の分割領域毎に発光輝度を制御可能である。そこで、デコード部201はバックライトの分割形式に適した表示輝度情報を抽出するための分割形式情報182を参照し、表示輝度情報181から、最適な表示輝度情報を選択して出力する。そして、発光輝度制御部108は、入力されたバックライト分割領域毎の発光比率情報に基づいて、バックライト112の分割領域の発光輝度をそれぞれ決定する。
(補正ありメタデータHDR表示モード)
次に、エンコード画像を、「補正ありメタデータHDR表示モード」で表示する場合のHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作について説明する。
HDR補正部107は、第1の実施形態と同様に、表示モードが画素拡大モードである場合、発光輝度制御部108の制御方法を切り替えるためのHDR補正情報を出力する。本実施形態でも、HDR補正部107は、HDR補正情報としてバックライト発光輝度値の上限値と下限値を送信するものとし、上限値は500cd/m、下限値は50cd/mであるとする。
発光輝度制御部108は、上限値及び下限値を受信すると、発光比率情報に基づいて算出したバックライト発光輝度を、上限値及び下限値を用いて補正する。本実施形態では、発光比率情報に基づいて算出したバックライト発光輝度は4000cd/mであるが、HDR補正部107が出力する上限値を上回っているため、これを上限値500cd/mに制限するリミット処理を行う。なお、複数のバックライト分割領域毎に異なる発光輝度が設定されている場合は、最も高い発光輝度を上限値に制限するようにリミット処理すると共に、その他の発光領域についても、同様の比率で発光輝度を抑制する。これにより画面全体の発光輝度のバランスを変えることなく、発光輝度を抑制することができる。
なお、第1の実施形態と同様に、発光輝度制御部108が、上記リミット処理後のバックライト発光輝度値に合わせて補正処理を実施してもよい。この場合、発光輝度制御部108は、予め実験により取得しておいたバックライト発光輝度毎に適した階調分布に基づいて、入力画像を補正処理する。
以上のように、画像表示装置200は、エンコード画像にメタデータとして付加された表示輝度に関する情報に基づいてエンコード画像を表示する場合であっても、バックライト112を所定の発光輝度値に制御することが可能となる。したがって、仮に画素拡大表示には適さないような高輝度又は低輝度の表示輝度がメタデータとして付加されていた場合であっても、画素拡大表示に適した発光輝度範囲に補正して表示することが可能となる。この結果、画像表示装置200は、画素拡大画像が高輝度で拡大表示されることを防止できるので、ユーザが眩しくてフォーカス確認が困難になってしまう可能性を低減することが可能となる。また、ユーザが高輝度領域やその近傍を注視することによってフォーカス確認作業効率が低下してしまう可能性も低減することが可能となる。
なお、HDR補正部107が出力するHDR補正情報は、バックライト発光輝度値の上限値と下限値に限定されない。例えば、発光輝度制御部108は、HDR補正情報として、メタデータに基づいて発光輝度を制御せず、第1の実施形態における「補正HDR表示モード」と同様に、特徴量及びHDR補正情報に基づいて発光輝度を制御するモードに切り替えるための制御情報を出力するようにしてもよい。この場合、第1の実施形態と同様に、予め、画素拡大表示に適した発光輝度を実験で測定し、これをLUTとしてHDR補正部107に登録しておいてもよい。そして、発光輝度制御部108は、画像データの平均輝度値と、予め登録したLUTを参照してバックライト発光輝度を決定する。
また、HDR補正部107は、HDR補正情報として、通常表示モードに切り替えるための制御情報を出力するようにしてもよい。この場合も、通常表示モードに切り替わることにより、発光輝度範囲が抑制されるため、ユーザが眩しくてフォーカス確認が困難になってしまう可能性や、高輝度な画素拡大領域やその近傍を注視することによってフォーカス確認作業効率が低減してしまう可能性を低減することが可能となる。
[画像表示装置200の処理シーケンス]
図19は、画像表示装置200の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図19を参照しながら、画像表示装置200の処理の流れについて説明する。
まず、デコード部201は、画像取得部101から入力されるエンコード画像をデコードする(S201)。また、特徴量取得部106は、拡大処理及び画像処理がなされた画像データの特徴量を取得する(S102)。
次に、HDR補正部107は、表示モードがメタデータに基づく表示モードであるか否かを判定する(S202)。HDR補正部107は、表示モードが通常表示モードであると判定した場合(S202でNO)、通常表示モード用のLUTを使用してバックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S103)。一方、HDR補正部107は、表示モードがメタデータHDR表示モードである場合(S202でYES)、画素拡大表示中であるか否かに応じて処理を切り替える(S104)。
HDR補正部107は、画素拡大処理を実施していないと判定した場合(S104でNO)、デコードされた発光輝度に関する情報を補正することなく、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータ(補正なしHDRパラメータ)を生成する(S105)。一方、HDR補正部107は、画素拡大処理を実施していると判定した場合(S104でYES)、HDR補正部107は、発光輝度制御部108に対してHDR補正情報を出力する。発光輝度制御部108は、HDR補正情報及びLUTに基づいて、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S106)。
次に、画像補正部109は、入力された補正パラメータに基づいて入力画像を補正し、バックライト制御部110は、入力されたパラメータに応じたバックライト発光制御値を出力する(S107)。最後に、表示部111が、補正された画像を表示するとともに、バックライト112が、制御値に基づいて発光する(S108)。
以上説明したように、本実施形態の画像表示装置200は、エンコード画像を、エンコード画像にメタデータとして付加された表示輝度情報に基づいて表示する場合であっても、通常表示時及び補間拡大時と画素拡大時とにおいてHDR表示形態を切り替えることができる。この結果、HDR表示しながら画素拡大表示する際に、ユーザが注視することが困難な発光輝度やエッジ確認が困難な発光輝度で画素拡大表示されることを防ぎ、HDR表示中のフォーカス確認作業の利便性を向上させることが可能となる。
<第3の実施形態>
第1の実施形態及び第2の実施形態では、通常表示時及び補間拡大時と画素拡大時とにおいて、HDR表示形態を切り替える動作について説明した。本実施形態では、通常表示時とピーキング処理時とでHDR表示形態を切り替えるという点で、第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる。ピーキング処理は、入力画像に含まれている被写体の輪郭を強調する画像を、入力画像に重畳して表示する処理である。
図20は、第3の実施形態に係る画像表示装置300の構成を示す図である。図20に示すように、画像表示装置300は、図1に示す拡大処理部103の代わりに、輪郭検出部301及び強調処理部302を有する。なお、図20において第1の実施形態に係る図1に示した画像表示装置100と同一の機能部には図1と同じ符号を付し、その説明は省略する。
画像表示装置300の画像取得部101は、取得した入力画像を輪郭検出部301及び強調処理部302に出力する。
情報取得部102は、リモコン、タッチパネル、カーソル等を介してユーザからのピーキング設定指示情報を取得し、ピーキング設定指示情報に基づいて生成したピーキング制御情報を、強調処理部302及びHDR補正部107に出力する。ピーキング設定指示情報は、入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を表示部111に表示させることを示す輪郭強調情報である。
なお、ピーキング設定はユーザから指定されることに限定されない。例えば、ピーキング設定情報がメタデータとして画像データに付加されているような場合であれば、情報取得部102は、画像データからメタデータを抽出し、抽出したメタデータに基づいてピーキング制御情報を生成してもよい。
輪郭検出部301は、入力画像における輪郭成分を検出する。輪郭検出部301は、例えば、入力画像データをバンドパスフィルタに通し、バンドパスフィルタ通過後の画像データに基づいて、輪郭成分を検出することができる。
強調処理部302は、ピーキング制御情報及び輪郭成分に基づいて、入力画像に対してピーキング処理を施して画像処理部104に出力する。強調処理部302は、ピーキング制御情報が入力されていない場合は、入力画像に対してピーキング処理を施さずに出力する。
表示制御部105は、入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を表示部111に表示させる場合に、表示部111の表示輝度を低くする。表示制御部105は、例えば、情報取得部102が輪郭強調情報を取得したか否かに基づいて、表示輝度を切り替える。具体的には、表示制御部105は、輪郭を強調せずに表示部111に表示させる場合に、第1表示輝度になるように表示画像を表示させる。また、表示制御部105は、輪郭強調情報に基づいて輪郭を強調して表示部111に表示させる場合に、第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように表示画像を表示させる。
より具体的には、HDR補正部107は、情報取得部102から出力されるピーキング制御情報を受信し、ピーキング設定が有効か否か、すなわち、画像データに対してピーキング処理が施されているか否かを判定する。HDR補正部107は、判定結果に応じて、発光輝度制御部108が出力する発光輝度制御値を補正するための補正情報を生成して出力する。なお、HDR補正部107は、情報取得部102の出力ではなく、強調処理部302や表示画面のレイアウトを管理する管理部(不図示)などからピーキング設定に関する情報を取得してもよい。
続いて、画像表示装置300の全体の動作について説明する。
まず、画像表示装置300は、ピーキング設定が行われていない場合、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示し、HDR表示モードが指定されていれば「HDR表示モード」で画像を表示する。
一方、画像表示装置300は、ピーキング設定が行われている場合、フォーカス確認に適した表示とするために、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示するが、HDR表示モードが指定されている場合は、HDR補正部107によってHDR表示形態を補正した、「補正HDR表示モード」で画像を表示する。
なお、本実施形態における「通常表示モード」、「HDR表示モード」、「補正HDR表示モード」のそれぞれにおけるHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作は、第1の実施形態と同様の動作となるため、ここでの説明は省略する。
図21は、第3の実施形態に係る画像表示装置300の動作の一例を示すフローチャートである。以下、画像表示装置300の処理の流れについて、図21のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、特徴量取得部106は、画像処理部104から出力された画像データの特徴量を取得する(S101)。次に、表示モードがHDR表示モードではなく通常表示モードである場合(S102でNO)、発光輝度制御部108は、通常表示モードの用のLUTを使用してバックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S103)。一方、表示モードがHDR表示モードである場合(S102でYES)は、発光輝度制御部108は、ピーキング設定が有効であるか否かに応じて処理を切り替える。
ピーキング設定が無効である場合(S301でNO)、発光輝度制御部108はHDR表示モードの用のLUTを使用して、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータ(補正なしHDRパラメータ)を生成する(S105)。一方、ピーキング設定が有効である場合(S301でYES)、発光輝度制御部108は、HDR補正部107によって出力されたHDR補正情報及びLUTに基づいて、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータ(補正ありHDRパラメータ)を生成する(S106)。
次に、画像補正部109は、入力された補正パラメータに基づいて入力画像を補正し、バックライト制御部110は入力されたパラメータに応じたバックライト発光制御値を出力する(S107)。最後に、表示部111が、補正された画像を表示し、バックライト112がバックライト発光制御値に基づいて発光する(S108)。
以上説明したように、本実施形態によれば、通常表示時とピーキング設定時において、HDR表示形態を切り替えることができる。この結果、HDR表示をしながらピーキング設定を有効にする際に、ユーザが注視することが困難な発光輝度で画像表示されることを防ぎ、HDR表示中のフォーカス確認作業の利便性を向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、画像表示装置300内でピーキング処理を施した画像に対してHDR補正を行う例について説明したが、外部機器によってピーキング処理された画像に対してHDR補正を行うこともできる。具体的には、画像表示装置300は、外部機器からピーキング処理の有無を示すピーキング制御情報を受け取り、HDR補正部107が、当該ピーキング制御情報に応じて発光輝度制御部108の制御方法を切り替えることで、HDR補正を実施する。画像表示装置300は、画像データとは別系統でピーキング制御情報を取得してもよいし、画像データに重畳されたピーキング制御情報を抽出してもよい。
また、HDR補正部107が出力するHDR補正情報は、第1の実施形態と同様、バックライト発光輝度値の上限値と下限値に限定されない。例えば、予め、フォーカス確認に適した輝度及び階調特性が得られるような画像補正パラメータ及びバックライト発光輝度値を実験で測定し、これをLUTとしてHDR補正部107に登録しておいてもよい。
また、本実施形態では、表示モードがHDRモードの際はピーキング処理に応じて必ずHDR補正を行う動作を説明したが、画像表示装置300は、ピーキング処理が行われていてもHDR補正せずにHDR表示を維持した動作を行うHDR強制モードを有してもよい。
また、画像取得部101が、入力画像が、被写体の輪郭を強調するための輪郭強調画像を含むか否かを判定する判定手段として機能し、情報取得部102は、判定手段としての画像取得部101が入力画像に輪郭強調画像が含まれると判定した結果を輪郭強調情報として取得してもよい。このようにすることで、画像表示装置300は、ユーザがピーキング設定をすることなく、エッジピーキング画像が重畳された入力画像を取得した場合に、自動的に表示輝度を下げることができる。
<第4の実施形態>
第3の実施形態では、通常表示時とピーキング処理時との間で、HDR表示形態を切り替える動作について説明した。
本実施形態では、同じく通常表示時とピーキング処理時とにおいて、メタデータとして付加された表示輝度情報に基づいて画像表示する場合の動作について説明する。表示制御部105は、情報取得部102が輪郭強調情報を取得していない場合に、表示輝度情報に基づいて、表示部111の表示輝度を決定し、情報取得部102が輪郭強調情報を取得した場合に、表示輝度情報に基づかないで、表示部111の表示輝度を決定する。
図22は、第4の実施形態に係る画像表示装置400の構成を示す図である。図22に示すように、画像表示装置400は、図16に示した画像表示装置200における拡大処理部103の代わりに、輪郭検出部301及び強調処理部302を有する。
なお、図22において、第1の実施形態の図1、第2の実施形態の図16、及び第3の実施形態の図20と同じ機能部には各々と同じ符号を付し、その説明は省略する。
デコード部201は、画像取得部101から入力されるエンコード画像をデコードし、デコードした画像データを輪郭検出部301及び強調処理部302に出力し、表示輝度に関するメタデータ情報を発光輝度制御部108に出力する。
ここで、画像表示装置400の全体の動作の概要について説明する。
まず、画像表示装置400は、ピーキング設定が行われていない場合、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示し、メタデータHDR表示モードが指定されていれば「メタデータHDR表示モード」で画像を表示する。
一方、画像表示装置400は、ピーキング設定が行われている場合、通常表示モードが指定されていれば「通常表示モード」で画像を表示するが、メタデータHDR表示モードが指定されている場合は、フォーカス確認に適した表示とするために、HDR補正部107によってHDR表示形態を補正した「補正ありメタデータHDR表示モード」で画像を表示する。
なお、本実施形態における「通常表示モード」、「メタデータHDR表示モード」、「補正ありメタデータHDR表示モード」のそれぞれにおけるHDR補正部107及び発光輝度制御部108の動作は、第2の実施形態と同様の動作となるため、ここでの説明は省略する。
図23は、第4の実施形態に係る画像表示装置400の動作の一例を示すフローチャートである。以下、画像表示装置400の処理シーケンスについて、図23のフローチャートを用いて説明する。
まず、デコード部201は、画像取得部101から入力されるエンコード画像をデコードする(S201)。また、特徴量取得部106は、画像処理部104から出力された画像データの特徴量を取得する(S101)。
次に、表示モードがメタデータに基づいて表示するモードでなく、通常表示モードである場合(S202でNO)、発光輝度制御部108は、通常表示モードの用のLUTを使用してバックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S103)。一方、表示モードがメタデータHDR表示モードである場合(S202でYES)、発光輝度制御部108は、ピーキング設定が有効であるか否かに応じて処理を切り替える(S301)。
まず、ピーキング設定が無効である場合(S301でNO)、発光輝度制御部108は、デコードされた発光輝度に関する情報に基づいて、バックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S105)。一方、ピーキング設定が有効である場合(S301でYES)、発光輝度制御部108は、HDR補正部107によって出力されたHDR補正情報及びLUTに基づいて、発光輝度制御部108はバックライト発光輝度及び画像データ補正パラメータを生成する(S106)。
次に、画像補正部109は、入力された補正パラメータに基づいて入力画像を補正し、バックライト制御部110は、入力されたパラメータに応じたバックライト発光制御値を出力する(S107)。最後に、表示部111が補正された画像を表示し、バックライト112がバックライト発光制御値に基づいて発光する(S108)。
以上説明したように、本実施形態によれば、エンコード画像にメタデータとして付加された表示輝度情報に基づいてエンコード画像を表示する場合であっても、通常表示時とピーキング設定時において、HDR表示形態を切り替えることができる。この結果、HDR表示しながらピーキング設定を有効にする際に、ユーザが注視することが困難な発光輝度で画素拡大表示されることを防ぎ、HDR表示中のフォーカス確認作業の利便性を向上させることが可能となる。
<第5の実施形態>
上記の第1の実施形態〜第4の実施形態における画像取得部101、情報取得部102、拡大処理部103、画像処理部104、表示制御部105(特徴量取得部106、HDR補正部107、発光輝度制御部108、画像補正部109及びバックライト制御部110)、デコード部201、輪郭検出部301、強調処理部302の各部は、コンピュータ(CPU)が記憶媒体に記憶された画像表示用プログラムを実行することにより実現されてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
100 画像表示装置
101 画像取得部
102 情報取得部
105 表示制御部
111 表示部

Claims (20)

  1. 画像を表示する表示手段と、
    前記表示手段で表示する対象となる入力画像を取得する画像取得手段と、
    前記入力画像を拡大した表示画像を前記表示手段に表示させる場合、又は前記入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を前記表示手段に表示させる場合に、前記表示手段の表示輝度を低くする表示制御手段と、
    を有することを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記表示制御手段は、前記入力画像を拡大せずに前記表示手段に表示させる場合に、第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させ、前記入力画像を拡大して前記表示手段に表示させる場合に、前記第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させることを特徴とする、
    請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 前記表示制御手段は、前記入力画像を拡大するために生成する補間画素を、前記補間画素の近傍の一以上の画素に基づいて補間演算して生成させる第1拡大モード指示を受けた場合に、前記第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させ、前記入力画像を拡大するために生成する補間画素を、前記補間画素の近傍の一の画素を複製することにより生成させる第2拡大モード指示を受けた場合に、前記第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させることを特徴とする、
    請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記表示制御手段は、前記表示画像のうち、前記入力画像を拡大した画像が含まれる領域の表示輝度が前記第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させることを特徴とする、
    請求項2又は3に記載の画像表示装置。
  5. 前記入力画像が、近傍の画素を複製することにより生成させた補間画素が含まれる画素拡大画像であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段が前記入力画像に前記補間画素が含まれると判定した結果を拡大情報として取得する情報取得手段と、をさらに有することを特徴とする、
    請求項2から4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  6. 前記表示制御手段は、前記輪郭を強調せずに前記表示手段に表示させる場合に、第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させ、前記輪郭を強調して前記表示手段に表示させる場合に、前記第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させることを特徴とする、
    請求項1に記載の画像表示装置。
  7. 前記入力画像が、被写体の輪郭を強調するための輪郭強調画像を含むか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段が前記入力画像に輪郭強調画像が含まれると判定した結果を輪郭強調情報として取得する情報取得手段と、をさらに有することを特徴とする、
    請求項6に記載の画像表示装置。
  8. 前記表示制御手段は、前記第2表示輝度を、前記第1表示輝度の範囲よりも狭い範囲の表示輝度とすることを特徴とする、
    請求項2から7のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  9. 外光の強度を検出する検出手段をさらに有し、
    前記表示制御手段は、前記検出手段が検出した前記外光の強度に基づいて、前記第2表示輝度の範囲を決定することを特徴とする、
    請求項8に記載の画像表示装置。
  10. 前記表示制御手段は、前記入力画像の階調値を変更することにより、前記表示輝度を切り替えることを特徴とする、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  11. 前記表示手段に光を照射する発光手段をさらに有し、
    前記表示制御手段は、前記発光手段の発光輝度を変更することにより、前記表示輝度を切り替えることを特徴とする、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  12. 前記表示制御手段は、前記発光輝度に基づいて前記入力画像の階調値を変更することにより、前記表示輝度を切り替えることを特徴とする、
    請求項11に記載の画像表示装置。
  13. 前記表示制御手段は、前記入力画像の画像輝度が変化した場合に、前記画像輝度が変化する速度よりも遅い速度で前記表示輝度を変化させることを特徴とする、
    請求項1から12のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  14. 前記表示制御手段は、表示輝度を変更する頻度を、所定の頻度よりも小さくすることを特徴とする、
    請求項1から13のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  15. 前記表示制御手段は、前記入力画像に付加された表示輝度情報に基づいて、前記表示手段の表示輝度を決定することを特徴とする、
    請求項1から14のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  16. コンピュータが実行する、
    画像を表示する表示手段で表示する対象となる入力画像を取得するステップと、
    前記入力画像を拡大した表示画像を前記表示手段に表示させる場合、又は前記入力画像内の被写体の輪郭を強調した表示画像を前記表示手段に表示させる場合に、前記表示手段の表示輝度を低くするステップと、
    を有することを特徴とする画像表示方法。
  17. 前記コンピュータが前記入力画像を拡大せずに前記表示手段に表示させる場合に実行する、第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させるステップと、
    前記コンピュータが前記入力画像を拡大して前記表示手段に表示させる場合に実行する、前記第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させるステップと、
    をさらに有することを特徴とする、
    請求項16に記載の画像表示方法。
  18. 前記コンピュータが、前記入力画像を拡大するために生成する補間画素を、前記補間画素の近傍の一以上の画素に基づいて補間演算して生成させる第1拡大モード指示を受けた場合に実行する、前記第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させるステップと、
    前記コンピュータが、前記入力画像を拡大するために生成する補間画素を、前記補間画素の近傍の一の画素を複製することにより生成させる第2拡大モード指示を受けた場合に実行する、前記第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させることを特徴とする、
    請求項17に記載の画像表示方法。
  19. 前記コンピュータが前記輪郭を強調せずに前記表示手段に表示させる場合に実行する、第1表示輝度になるように前記表示画像を表示させるステップと、
    前記コンピュータが前記輪郭を強調して前記表示手段に表示させる場合に実行する、前記第1表示輝度よりも低い第2表示輝度になるように前記表示画像を表示させるステップと、
    をさらに有することを特徴とする、
    請求項16に記載の画像表示方法。
  20. コンピュータを、請求項1から15のいずれか1項に記載の画像表示装置の各手段として機能させるためのプログラム。


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