JP2019161491A - Display device, display method, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力画像に基づいて画像を表示する表示装置および表示方法、プログラム、記憶媒体に関する。 The present invention relates to a display device, a display method, a program, and a storage medium that display an image based on an input image.
映像制作において、被写体を撮影する場合に、基準となる明るさが所定の階調値に対応づけられるように撮像装置の撮像条件を調整して画像を表示することがある。ここで、基準となる明るさは、例えば白階調やグレー階調に対応する明るさであり、画像の階調値と表示輝度の対応をユーザが確認するための明るさである。撮像装置が撮像して得られた画像データを編集する際、所定の階調値で示された領域が基準となる明るさから大きく変化しないように、画像全体の色調整やガンマの調整を行うことがある。したがって、画像データにおいて所定の階調値が対応付けられた領域の表示輝度は、編集過程において重要な指標となる。 In video production, when shooting a subject, an image may be displayed by adjusting the imaging conditions of the imaging device so that the reference brightness is associated with a predetermined gradation value. Here, the reference brightness is brightness corresponding to, for example, white gradation or gray gradation, and is brightness for the user to confirm the correspondence between the gradation value of the image and the display luminance. When editing image data obtained by the imaging device, color adjustment and gamma adjustment of the entire image are performed so that the area indicated by the predetermined gradation value does not change significantly from the reference brightness. Sometimes. Therefore, the display brightness of the area associated with the predetermined gradation value in the image data is an important index in the editing process.
一方で、撮像装置は、表示装置で画像を表示するために用いられるダイナミックレンジ(Standard Dynamic Range、SDR)よりも広いダイナミックレンジ(High Dynamic Range、HDR)を有する画像(HDR画像)を生成することが可能である。SDRは、例えば、BT.709で定義されたダイナミックレンジである。ここで、ダイナミックレンジとは、表示装置や画像に対応した表示輝度範囲を示す。 On the other hand, the imaging device generates an image (HDR image) having a dynamic range (High Dynamic Range, HDR) wider than the dynamic range (Standard Dynamic Range, SDR) used for displaying an image on the display device. Is possible. SDR is, for example, BT. The dynamic range defined in 709. Here, the dynamic range indicates a display luminance range corresponding to a display device or an image.
また、表示装置が使用できる消費電力が電源の出力可能な範囲などで制限されていることがある。例えば、表示装置がHDR画像を画像と同じダイナミックレンジで表示する場合には、SDR画像を表示する場合よりも表示輝度の上限が高く、必要な消費電力が制限の値よりも高くなってしまうことがあった。 In addition, the power consumption that can be used by the display device may be limited by the range in which the power supply can be output. For example, when the display device displays an HDR image in the same dynamic range as the image, the upper limit of the display brightness is higher than when the SDR image is displayed, and the required power consumption becomes higher than the limit value. was there.
これに対して、特許文献1の表示装置は、画像に基づいて消費電力を算出し、消費電力が基準値を超える場合、表示可能なダイナミックレンジを制限することで消費電力を所定範囲に制限する。これにより、表示装置に表示される画像のダイナミックレンジは、画像のダイナミックレンジと異なる場合がある。
On the other hand, the display device of
しかしながら、表示装置が上述したようなダイナミックレンジを制限する制御を行う場合、HDR画像において基準の明るさに対応する領域の表示輝度が制御に応じて変化することがある。ユーザが表示装置に表示された画像に基づいて編集作業を行う場合、グレーや白等の基準の明るさに対応する領域の表示輝度が変化すると、色やガンマの調整の必要性を見誤るという課題があった。 However, when the display device performs the control to limit the dynamic range as described above, the display luminance of the region corresponding to the reference brightness in the HDR image may change according to the control. When a user performs an editing operation based on an image displayed on a display device, if the display brightness of an area corresponding to a reference brightness such as gray or white changes, the necessity of color or gamma adjustment is mistaken. There was a problem.
また、HDR画像を従来のSDRよりも広いダイナミックレンジで表示可能な表示装置において、表示可能なダイナミックレンジが、HDR画像のダイナミックレンジと対応できない場合がある。このような場合、HDR画像のダイナミックレンジの一部をクリップ(白とび)させて表示することや、HDR画像のダイナミックレンジを全体的に圧縮させ
て、表示装置が表示可能なダイナミックレンジの範囲で画像を表示することがある。よって、このような場合も、上述の表示装置に表示される画像のダイナミックレンジが画像のダイナミックレンジと異なる場合と同様の課題が生じてしまう。
Further, in a display device that can display an HDR image with a wider dynamic range than a conventional SDR, the displayable dynamic range may not correspond to the dynamic range of the HDR image. In such a case, a part of the dynamic range of the HDR image is clipped (displayed), or the entire dynamic range of the HDR image is compressed so that the display device can display the dynamic range. An image may be displayed. Therefore, even in such a case, the same problem as in the case where the dynamic range of the image displayed on the display device is different from the dynamic range of the image occurs.
上述の課題に鑑みて、本発明は、画像の表示輝度を制御して表示する場合においても、制御による表示輝度の変化をユーザが容易に把握することが可能な表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a display device that allows a user to easily grasp a change in display luminance due to control even when the display luminance of an image is controlled and displayed. And
本発明の第1の態様は、
入力画像と第1画像と第2画像とを含む合成画像を表示する表示手段と、
所定の場合に、前記表示手段によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御手段と、
を備え、
前記第2画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第1画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度からが変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示装置である。
The first aspect of the present invention is:
Display means for displaying a composite image including the input image, the first image, and the second image;
Control means for performing brightness conversion for reducing display brightness of the composite image displayed by the display means in a predetermined case;
With
The second image is an image displayed at a reference luminance that is a luminance for the user to confirm the correspondence between the gradation value of the image and the display luminance.
The first image is an image that is displayed with a display brightness changed from the reference brightness in accordance with the brightness conversion.
This is a display device.
本発明の第2の態様は、
入力画像と第1画像と第2画像とを含む合成画像を表示する表示工程と、
前記表示工程によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御工程と、
を含み、
前記第2画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第1画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示方法である。
The second aspect of the present invention is:
A display step of displaying a composite image including the input image, the first image, and the second image;
A control step of performing luminance conversion for reducing display luminance of the composite image displayed by the display step;
Including
The second image is an image displayed at a reference luminance that is a luminance for the user to confirm the correspondence between the gradation value of the image and the display luminance.
The first image is an image displayed at a display brightness changed from the reference brightness in accordance with the brightness conversion.
This is a display method characterized by this.
本発明によれば、表示装置が画像の表示輝度を制御して表示する場合においても、制御による表示輝度の変化をユーザが容易に把握することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when a display apparatus controls and displays the display brightness of an image, the user can grasp | ascertain easily the change of the display brightness by control.
以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって確定されるものであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせ全てが、本発明に必須とは限らない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments. In addition, all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the present invention.
<実施形態1>
以下に本発明に係る実施形態1について図面を用いて説明する。本実施形態では、画像表示装置が基準の明るさとローディング制御とを考慮した表示輝度の画像(第1画像)と基準の明るさの画像(第2画像)とを画面に表示することで、ユーザがローディング制御による表示輝度の変化量を直感的に把握することができる。ここで、ローディング制御とは、画像表示装置の表示輝度範囲を全体的に狭める制御(表示輝度変換制御)である。
<
具体的には、入力画像が全体として暗い画像であれば、第1画像と第2画像とはともに基準の明るさで表示されるため、入力画像にローディング制御が施されていないことをユーザが直感的に分かる。そのため、例えば、表示装置を用いて入力画像の色調整を行う場合に、表示画面を確認しながら行う当該色調整が入力画像自体にも表示画面と同様に反映されることが分かる。一方、入力画像が全体として明るい画像であれば、第1画像は第2画像よりも暗く表示されるため、ローディング制御が入力画像に施されていることをユーザが直感的に分かる。そのため、ユーザは、入力画像の階調値とガンマ特性によって対応する表示輝度が、表示されている画像の表示輝度よりも高いことを考慮することで、入力画像に対して階調値の調整を行う場合に、階調値を高くしすぎることを防ぐことができる。具体的には、階調値の調整による画素の白とびなどを防ぐことができる。 Specifically, if the input image is a dark image as a whole, both the first image and the second image are displayed at the reference brightness, and therefore the user confirms that the input image is not subjected to loading control. Intuitive. Therefore, for example, when color adjustment of an input image is performed using a display device, it can be seen that the color adjustment performed while checking the display screen is reflected on the input image itself in the same manner as the display screen. On the other hand, if the input image is a bright image as a whole, the first image is displayed darker than the second image, so that the user can intuitively understand that the loading control is applied to the input image. Therefore, the user can adjust the gradation value for the input image by considering that the display brightness corresponding to the gradation value and the gamma characteristic of the input image is higher than the display brightness of the displayed image. In the case of performing, it is possible to prevent the gradation value from being too high. Specifically, it is possible to prevent overexposure of pixels due to adjustment of gradation values.
[画像表示装置の構成]
本実施形態に係る画像表示装置10は、表示部11、バックライト制御部103、ローディング制御部104、入力部105、第1生成部106、第2生成部107、画像合成部108、画質補正部109を備える。表示部11は、表示パネル101とバックライト部102を備える。なお、本実施形態では、入力画像(入力画像データ)は10bitの0〜1023カテゴリ(階調)のデータであり、表示輝度または反射率に関連付いたHDRに関する画像が入力されるものとする。また、画像表示装置の表示輝度範囲(表示部11が表示できる表示輝度の範囲)は、0〜1000cd/m2であるとする。また、ローディング制御による表示輝度の低下率は0.5〜1.0であるとする。ここで低下率は画像表示装置の表示輝度範囲を調整するもので、低下率1.0であれば規定の表示輝度範囲で画像を表示でき、低下率0.5であれば規定の表示輝度範囲の半分の範囲で画像を表示するものである。つまり、低下率が1.0であれば、ローディング制御は適用されない。
[Configuration of image display device]
The
表示パネル101は、後述の画質補正部109から入力される合成画像(合成画像データ)に応じて、光の透過率を制御することが可能な複数の素子を有する透過型の表示パネルである。例えば、表示パネル101は、液晶素子を用いた液晶パネルであるとする。なお、表示パネル101は、Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)で構成された透過型の素子を複数備えるものであってもよい。
The
バックライト部102は、複数の光源を含み、表示パネル101に光を照射する照明装置である。本実施形態では、バックライト部102は、光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いる。バックライト部102の光源は、入力画像の複数の画素を含む領域に対応し、当該領域に分割された単位で発光(明るさ)を制御する。
The backlight unit 102 is a lighting device that includes a plurality of light sources and irradiates the
本実施形態では、図2(A)に示すように、表示画面(表示される画像)が横10×縦
6に分割されている領域にそれぞれの光源が対応するものとする。それぞれの領域に対応する光源は図2(A)に示すような座標(x、y)=(i,j)で指定するものとする(i,jはそれぞれ、1≦i≦10、1≦j≦6を満たす)。
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, each light source corresponds to an area in which a display screen (displayed image) is divided into 10 × 6. The light source corresponding to each region is designated by coordinates (x, y) = (i, j) as shown in FIG. 2A (i, j are 1 ≦ i ≦ 10, 1 ≦, respectively). j ≦ 6).
また、本実施形態のそれぞれの光源(x,y)は後述するローディング制御部104から出力される制御パラメータBP(x,y)に基づいて上述の領域ごとに発光する。BP(x,y)の設定範囲は0〜100であるとする。つまり、各光源の発光輝度の上限を100とした場合に対する、制御される発光輝度がBP(x,y)である。また、BP(x,y)に対する画像の表示輝度の上限値の対応関係は図2(B)に示すようにリニア特性であるものとする。つまり、各光源の発光輝度と当該光源に対応する領域の表示輝度の上限値は比例するものとする。
In addition, each light source (x, y) of the present embodiment emits light for each region described above based on a control parameter BP (x, y) output from a
バックライト制御部103には、画像合成部108から入力画像または、入力画像に第1画像と第2画像が重畳された合成画像が入力される。入力画像と合成画像とのどちらが入力されているかは、画像合成部108から入力される後述の画像フラグから判定できる。バックライト制御部103は、バックライト部102が備えるそれぞれの光源(x,y)の推定される推定発光輝度EP(x,y)を算出する。バックライト制御部103は、入力される画像に応じて、光源のそれぞれの推定発光輝度EP(x,y)を算出する。なお、推定発光輝度EP(x,y)は制御パラメータBP(x,y)と同様に、設定範囲は0〜100である。また、推定発光輝度EP(x,y)と画像の表示輝度の上限値との対応関係はリニア特性であるものとする。
The
推定発光輝度EP(x,y)の算出方法として、まず、バックライト制御部103は、画像を複数の領域に分割し、例えば領域毎のAPL(平均階調値;Average Picture Level)を検出する。バックライト制御部103は、取得したAPLが低い場合は、当該領域に対応する光源(x,y)の推定発光輝度EP(x,y)を低く設定する。バックライト制御部103は、取得したAPLが高い場合には、当該領域に対応する光源(x,y)の推定発光輝度EP(x,y)を高く設定する。このように領域毎のAPLに応じて光源の発光輝度を変化させると、表示部11に表示される画像のコントラストを高めることができる。なお、バックライト制御部103は、入力される画像が入力画像か合成画像かを示す画像フラグと、設定した推定発光輝度EP(x,y)とをローディング制御部104に出力する。
As a method of calculating the estimated light emission luminance EP (x, y), first, the
ローディング制御部104には、光源のそれぞれの推定発光輝度EP(x,y)と画像フラグとがバックライト制御部103から入力される。ローディング制御部104は、光源のそれぞれの推定発光輝度EP(x,y)の平均値P_Aveと予め設定された所定の閾値Th(0〜100)とを比較し、比較結果に基づいてローディングゲイン(L_gain)を算出する。L_gainは以下の式1を用いて算出できる。
ここで、ローディングゲイン(L_gain)とはローディング制御(表示輝度変換制御)による表示輝度における最大輝度の低下率(表示輝度範囲の低下率)である。例えば、L_gainが1.0の場合は最大輝度の低下はなく、L_gainが0.5の場合は、最大輝度が50%に低下することを意味する。つまり、L_gainの値に応じて表示
輝度範囲が狭くされる。
Here, the loading gain (L_gain) is a reduction rate of the maximum luminance (a reduction rate of the display luminance range) in display luminance by loading control (display luminance conversion control). For example, when L_gain is 1.0, there is no reduction in the maximum luminance, and when L_gain is 0.5, it means that the maximum luminance is reduced to 50%. That is, the display luminance range is narrowed according to the value of L_gain.
また、閾値Thは、画像表示装置に供給可能である電力の上限値(最大値)に応じて設定されるとよい。本実施形態では閾値Thとして、50が設定されるものとする。よって、本実施形態では、閾値Th=50であるため、L_gainは0.5〜1.0で決定される。上述した処理によって、例えば、画像における最大階調値1023に対応する面積が大きいほど最大輝度に制限がかかる。これにより消費電力を所定範囲におさえることができる。
The threshold Th may be set according to an upper limit (maximum value) of power that can be supplied to the image display device. In the present embodiment, it is assumed that 50 is set as the threshold Th. Therefore, in this embodiment, since the threshold value Th = 50, L_gain is determined as 0.5 to 1.0. By the above-described processing, for example, the maximum luminance is limited as the area corresponding to the
また、画像フラグが合成画像を示す場合は、ローディング制御部104は、バックライト部102の各光源の発光輝度を制御する制御パラメータBP(x,y)を算出する。ここで、制御パラメータBP(x,y)は推定発光輝度EP(x,y)とL_gainから、BP(x,y)=EP(x,y)×L_gainの式より算出することができる。ローディング制御部104は、画像フラグが入力画像を示す場合はL_gainを第2生成部107に出力し、画像フラグが合成画像を示す場合は制御パラメータBP(x,y)をバックライト部102に出力する。つまり、ローディング制御部104は、制御パラメータBP(x,y)によってバックライト部102の発光輝度および表示される画像の表示輝度を制御している。
When the image flag indicates a composite image, the
入力部105は、例えば、図3(A)に示すようなOSD(On−Screen Display)を画面に表示し、ユーザにより基準となる明るさ(以下、基準輝度と称す)が設定(入力)される。ここで、基準輝度は、ユーザが画面の輝度低下が発生しているか否かを視覚的に確認するための基準の画像の表示輝度を示す。本実施形態では、基準輝度として100cd/m2が設定されたものとする。
The
なお、基準輝度はユーザによる設定に限らず、例えば入力画像に応じて入力部105が自動的に設定してもよい。例えば、入力画像のガンマ特性を取得し、ガンマ特性がHLGの場合には、HLGにおいて反射率100%の画像を画面表示した際の輝度値である200cd/m2が自動的に設定されてもよい。なお、基準輝度はローディング制御がかかっても表示可能な輝度範囲(本実施形態では0〜500cd/m2)から設定されるものとする。
Note that the reference luminance is not limited to the setting by the user, but may be automatically set by the
第1生成部106は、ローディング制御がかかっていない状態で100cd/m2の白パッチが表示される階調値(N階調値)で画像を生成する。ここで、画像の階調値と表示輝度との関係を示すガンマ特性はPQ(Perceptual Quantizer)方式やHLG(Hybrid Log Gamma)方式等がある。本実施形態では説明を簡略化するために、図4に示すように表示パネル101のガンマ特性が2.2であるものとすると、階調値Nは以下の式2に基づいて算出される。これは、画像表示装置10の表示輝度範囲の上限が1000cd/m2であり、入力画像の階調値の上限が1023であるためである。なお、ガンマ特性は、表示輝度に関連付いた画像では例えばPQ方式であってもよいし、反射率に関連付いた画像では例えばHLG方式であってもよい。
つまり、第1生成部106は、第1画像として、R値,G値,B値それぞれ359階調で構成される白パッチを生成する。第1画像は、本実施形態では、例えば図5(A)に示すような矩形の画像パターンである。なお、図5(A)、図5(B)はそれぞれの合成画像における階調値を概念的に示したものであり、実際に表示される画像ではない。このよ
うに第1画像を生成することで、前述したローディング制御によってローディングゲインL_gainに応じた表示輝度に補正されて画面表示される。第1生成部106は、生成した第1画像を第2生成部107、画像合成部108に出力する。なお、第1画像は、矩形に限らず、円形や多角形、星形など任意の形でよい。
That is, the 1st production |
第2生成部107は、第1生成部106から入力される基準輝度に対応した階調値(N階調値)および、ローディング制御部104から入力されるL_gainに基づいて第2画像を生成する。
The
第2生成部107は、ローディング制御があっても常に第2画像が基準輝度(100cd/m2)で表示されるように制御を行う。具体的には、第2生成部107は、ローディング制御による輝度低下を相殺するように、N階調値に対して階調変換処理を施して画像を生成する。以下、N階調値に対して施された階調変換処理後の階調値をM階調値と称す。M階調値は以下の式3を用いることで、N階調値およびL_gainから算出できる。
第2生成部107は、第2画像として、R値,G値,B値がそれぞれM階調値で構成される白パッチを生成し、生成した第2画像を画像合成部108に出力する。第2画像は、例えば図5(A)に示すような、矩形の画像パターンである。
The
画像合成部108には、まず、入力画像が入力される。ここで、画像合成部108は、第2生成部107から当該入力画像に対応する第2画像が入力されていなければ、入力画像をバックライト制御部103に出力する。画像合成部108は、このとき、入力画像であることを示す情報を画像フラグに記載してバックライト制御部103に出力する。
First, an input image is input to the
また、第2生成部107から当該入力画像に対応する第2画像が入力されていれば、画像合成部108は、第2画像と第1生成部106から入力される第1画像と入力画像を合成して合成画像を生成する。合成画像は、例えば、図5(A)のように入力画像の端において第1画像と第2画像とが隣接するように生成される。生成した合成画像は、バックライト制御部103と画質補正部109に出力される。画像合成部108は、このとき、合成画像であることを示す情報を画像フラグに記載してバックライト制御部103に出力する。
If a second image corresponding to the input image is input from the
画質補正部109は、バックライト部102の領域毎の発光量の違いによって生じる光漏れの影響(いわゆる、ハロー現象)を画像処理で補正する。画質補正部109の当該画像処理は、例えば平準化処理等の周知の技術であり、本実施形態では必須の構成でないため詳細の説明を割愛する。
The image
[画像表示装置の処理フロー]
以下、図6(A)と図6(B)が示す2つの入力画像が入力される場合の画像表示装置10の動作フローについて説明する。ここでは、図7のフローチャートを用いて動作フローを説明する。なお、図6(A)は画像全体の面積のうち25%が白パッチ(1023階調)の画像であり、図6(B)は面積全体(100%)が白パッチ(1023階調)の画像であるとする。なお、図6(A)の白パッチ以外の部分については、0階調であるとする。
[Processing flow of image display device]
Hereinafter, an operation flow of the
(S1001)
画像合成部108に入力画像が入力される。このとき、画像合成部108に当該入力画像に対応する第2画像は入力されていないので、画像合成部108は取得した入力画像をバックライト制御部103に出力する。なお、入力画像はPCや携帯端末、デジタルカメラ、サーバなど任意の装置から入力されてよい。
(S1001)
An input image is input to the
(S1002)
バックライト制御部103は、入力された入力画像から各光源(x,y)の推定発光輝度EP(x,y)を算出する。ここで、xおよびyは上述のようにバックライト部102における各光源の位置を示す。また、推定発光輝度EP(x,y)は光源の上限発光輝度を100として、正規化した発光輝度を示す。バックライト制御部103は、各光源に対応した入力画像の領域の画素の平均階調値(APL)を算出し、その値に応じてEP(x,y)を設定する。例えば、図6(A)や図6(B)の白パッチ(1023階調)に対応する領域であればEP(x,y)=100に設定され、図6(A)の黒領域(0階調)であればEP(x,y)=0と設定される。このような、領域内の画素の平均階調値(APL)からの推定発光輝度EP(x,y)の設定は、ガンマ特性を考慮して推定発光輝度EP(x,y)を設定されるとよい。例えば、本実施形態の場合は、下記の式4を用いて推定発光輝度EP(x,y)が算出されてもよい。設定された推定発光輝度EP(x,y)はローディング制御部104に出力される。
The
なお、図6(A)に示す入力画像の場合には、全光源のうち25%が推定発光輝度EP(x,y)=100、75%が推定発光輝度EP(x,y)=0である。一方、図6(B)に示す入力画像の場合には、全光源の推定発光輝度EP(x,y)=100である。また、合成画像に応じた推定発光輝度EP(x,y)が、入力画像に応じた推定発光輝度EP(x,y)よりも大きな値をとらないよう調整されてもよい。具体的には、入力画像の推定発光輝度EP(x,y)を算出する際に、第1画像に対応する領域の光源の推定発光輝度EP(x,y)を100、同様に第2画像に対応する領域の光源の推定発光輝度EP(x,y)を100と固定にしてもよい。 In the case of the input image shown in FIG. 6A, 25% of the total light sources are estimated emission luminance EP (x, y) = 100, and 75% are estimated emission luminance EP (x, y) = 0. is there. On the other hand, in the case of the input image shown in FIG. 6B, the estimated emission luminance EP (x, y) of all the light sources is 100. Further, the estimated emission luminance EP (x, y) corresponding to the composite image may be adjusted so as not to take a larger value than the estimated emission luminance EP (x, y) corresponding to the input image. Specifically, when calculating the estimated emission luminance EP (x, y) of the input image, the estimated emission luminance EP (x, y) of the light source in the region corresponding to the first image is set to 100, and similarly to the second image. The estimated light emission luminance EP (x, y) of the light source in the region corresponding to may be fixed at 100.
(S1003)
ローディング制御部104は、入力される推定発光輝度EP(x,y)と閾値Thとから表示輝度の低下率L_gainを算出する。算出されたL_gainは第2生成部107に出力される。算出方法は上述の式1の通りであり、全ての光源の推定発光輝度EP(x,y)の平均値P_Aveが、閾値Thよりも大きいか否かによってL_gainの値を算出する。本実施形態では、1≦x≦10、1≦y≦6の範囲の推定発光輝度EP(x,y)の平均がP_Aveである。なお、P_Aveは全ての光源の推定発光輝度EP(x,y)の平均値から算出される必要はなく、例えば、所定の数の光源の推定発光輝度EP(x,y)の平均値や中央値であってもよい。以下、L_gainの算出方法を、入力画像が図6(A)、図6(B)の場合のそれぞれにおいて説明する。
(S1003)
The
まず、図6(A)の場合、全て光源の推定発光輝度EP(x,y)のうち25%が100をとり、75%が0をとるので、P_Ave=100×0.25+0×0.75=25と算出される。ここで、本実施形態では、閾値Th=50であるため、P_Aveは閾値Th=50以下の値である。よって、式1によって、L_gain=1.0と算出できる
。つまり、図6(A)の入力画像にL_gain=1.0であれば、ローディング制御が施されないため、図8(A)に示す画像全体のうち25%が1000cd/m2で表示される。
First, in the case of FIG. 6A, 25% takes 100 and 75% takes 0 out of the estimated light emission luminance EP (x, y) of all light sources, so P_Ave = 100 × 0.25 + 0 × 0.75 = 25 is calculated. Here, in this embodiment, since the threshold value Th = 50, P_Ave is a value equal to or less than the threshold value Th = 50. Therefore, L_gain = 1.0 can be calculated by
一方、図6(B)の場合は、全ての光源の推定発光輝度EP(x,y)が100をとるため、P_Ave=100と算出される。そして、閾値Th=50と比較すると、P_Aveの方が大きな値になるため、式1によって、L_gain=Th/P_Ave=50/100=0.5と算出できる。ここで、図6(B)の入力画像にL_gain=0.5でローディング制御を施すと、図8(B)が示す画像全体が一律に500cd/m2の表示輝度で表示される。
On the other hand, in the case of FIG. 6B, since the estimated emission luminance EP (x, y) of all the light sources is 100, P_Ave = 100 is calculated. Since P_Ave has a larger value than the threshold Th = 50, L_gain = Th / P_Ave = 50/100 = 0.5 can be calculated using
(S1004)
入力部105にはユーザから基準輝度が入力される。例えば、図3(A)のようなOSDが表示される場合は、50cd/m2単位で0〜300まで入力できる。入力された基準輝度は、第1生成部106に出力される。なお、本実施形態では基準輝度として100cd/m2が入力されているものとして説明する。
(S1004)
A reference luminance is input to the
(S1005)
第1生成部106は、まず、入力される基準輝度に対応する階調値(N階調値)を算出する。ここで表示輝度と階調値の対応とは、上述のPQ方式やHGL方式などで規定されている対応を示す。本実施形態では、ガンマ2.2方式で表示輝度と階調値の対応が規定されているため、基準輝度をLum1として階調値をNとした場合には、式5に示す対応である。
The
ここで、基準輝度Lum1とL_gainから階調値Nを算出するには、式5を変形した下記の式5’を用いればよい。この式5’を用いれば、図6(A)および図6(B)が示す入力画像の場合、Lum1=100cd/m2であるから、N=359と算出できる。
第1生成部106は、算出したN階調値の白パッチの画像を生成する。つまり、各画素のR値,G値,B値がそれぞれN階調値をとるように第1画像を生成する。生成する第1画像のサイズはユーザからの指示に応じたサイズでもよいし、入力画像のサイズを所定の縮小率で縮小させたサイズでもよい。また、完全な白パッチの画像である必要はなく、各画素の階調値とN階調値との差が所定の閾値以内である画像を生成してもよいし、事前に用意した画像の平均階調値がNをとるように階調変換したものを生成してもよい。第1生成部106は、生成した第1画像を画像合成部108へ、算出したN階調値を第2生成部107に出力する。
The
(S1006)
第2生成部107は、入力されるL_gainとN階調値から生成する第2画像の階調値(M階調値)を算出する。ここで、第2画像のM階調値は、ローディング制御が施される場合であっても基準輝度で表示できる画像の階調値を示す。L_gainとN階調値からM階調値を算出する方法は上述の式3を用いればよい。なお、N階調値を用いる必要はなく、基準輝度Lum1とL_gainを用いれば、式6を利用してM階調値を算出することができる。
The
ここで、図6(A)が示す入力画像の場合、Lum1=100cd/m2、L_gain=1.0であるから、N階調値と同様にM=359と算出できる。一方、図6(B)が示す入力画像の場合、Lum1=100cd/m2、L_gain=0.5であるから、M=492と算出できる。 Here, in the case of the input image shown in FIG. 6A, since Lum1 = 100 cd / m 2 and L_gain = 1.0, it is possible to calculate M = 359 as with the N gradation value. On the other hand, in the case of the input image shown in FIG. 6B, since Lum1 = 100 cd / m 2 and L_gain = 0.5, M = 492 can be calculated.
第2生成部107は、算出したM階調値の白パッチの画像を生成する。つまり、第2生成部107は、各画素のR値,G値,B値がそれぞれM階調値をとるように第2画像を生成する。このようにL_gainを考慮してM階調値を算出することで、後の工程でM階調値である第2画像に対してローディング制御がされても、第2画像は基準輝度で表示することができる。つまり、第2画像は、元々規定されている入力画像の表示輝度範囲がローディング制御によって変換されても、変換された表示輝度範囲において設定された基準輝度で表示できる画像である。生成する第2画像のサイズは第1画像のサイズと同じである(ユーザが実質的に同一に見えるサイズである)ことが望ましいが、ユーザの入力画像のサイズを所定の縮小率で縮小させたサイズでもよい。また、完全な白パッチの画像である必要はなく、各画素の階調値とM階調値との差が所定の閾値以内である画像を生成してもよいし、第1画像と同様に事前に用意した画像の平均階調値がMをとるように階調変換したものを生成してもよい。第2生成部107は、生成した第2画像を画像合成部108に出力する。
The
(S1007)
画像合成部108には、入力画像、第1画像、第2画像が入力される。画像合成部108は、入力画像と第1画像と第2画像を含むように(重畳されるように)合成画像を生成する。第1画像と第2画像とを配置する位置は任意だが、ユーザが入力画像の視聴に際し、邪魔にならないように画面の端に縦方向または横方向に並べるとよい。
(S1007)
The input image, the first image, and the second image are input to the
本実施形態においては、画像合成部108は、図6(A)の入力画像が入力されている場合は、図5(A)のように階調値がともに359である白パッチの第1画像および第2画像を画面左下に配置している。一方、図6(B)の入力画像が入力されている場合、画像合成部108は、図5(B)のように階調値が359の第1画像と、階調値が492の第2画像とを画面左下に並べて配置している。生成された合成画像は、バックライト制御部103および画質補正部109に出力される。
In the present embodiment, when the input image of FIG. 6A is input, the
以下、S1008〜S1010は、バックライト部102の制御を行うための処理工程であり、S1011〜S1012は表示パネル101の制御を行うための処理工程である。このため、S1008〜S1010とS1011〜S1012は並列に実行されるとよい。
Hereinafter, S1008 to S1010 are processing steps for controlling the backlight unit 102, and S1011 to S1012 are processing steps for controlling the
(S1008)
バックライト制御部103は、画像合成部108から入力される合成画像の各領域に対応する各光源の推定発光輝度EP(x,y)を設定(取得)する。推定発光輝度EP(x,y)の算出方法は上述のS1002と同様である。なお、第1画像と第2画像が含まれる領域以外に対応する光源の推定発光輝度EP(x,y)については、変化することが想定されないためS1002にて設定した値を用いてもよい。また、本工程は実施せずに、全ての光源における推定発光輝度EP(x,y)をS1002において設定した値にしてもよい。設定した推定発光輝度EP(x,y)はローディング制御部104に出力される。
(S1008)
The
(S1009)
ローディング制御部104は、入力される推定発光輝度EP(x,y)からL_gainを算出する。算出方法はS1003と同じである。ローディング制御部104は算出したL_gainと推定発光輝度EP(x,y)を掛け合わせ、実際にバックライト部102の各光源に設定する値である制御パラメータBP(x,y)を決定する。つまり、BP(x,y)=EP(x,y)×L_gainが成立する。なお、L_gainは本工程で算出せずに、S1003において算出された値を用いてもよい。このような処理により、表示輝度範囲が狭くされ、画像表示装置10の消費電力を抑えることができる。決定した制御パラメータBP(x,y)はバックライト部102に出力される。
(S1009)
The
(S1010)
バックライト部102は、入力される制御パラメータBP(x,y)に応じた発光輝度で光を発光する。つまり、バックライト制御部103で各光源の発光輝度が推定され、推定された発光輝度に基づいてローディング制御部104にてローディング制御された発光輝度でバックライト部102は光を発光する。
(S1010)
The backlight unit 102 emits light at a light emission luminance corresponding to the input control parameter BP (x, y). That is, the
(S1011)
画質補正部109は、入力される合成画像に対してバックライト部102の領域(光源)毎の発光量の違いによって生じる光漏れの影響を画像処理で補正する。補正した合成画像は表示パネル101に出力される。
(S1011)
The image
(S1012)
表示パネル101は、入力される合成画像に基づきパネルの透過率を調整する。この調整されたパネルに対し、バックライト部102が光を照射することでパネルに合成画像を表示する。図6(A)の入力画像が入力される場合であれば、図9(A)のように、ローディング制御がされていない入力画像と、基準輝度(100cd/m2)の第1画像および第2画像が表示される。一方、図6(B)の入力画像が入力される場合であれば、図9(B)のように、ローディング制御された入力画像と、基準輝度の画像に対してローディング制御がされた第1画像と、基準輝度の第2画像が表示される。なお、図9(B)では、L_gain=0.5でローディング制御されているため、入力画像の表示輝度=1000×0.5=500cd/m2である。
(S1012)
The
以上が、画像表示装置10の動作フローである。なお、S1002とS1008の処理はともにバックライト制御部103が行っているが、異なる機能部が行ってもよい。同様に、S1003とS1009の処理はともにローディング制御部104が行っているが、異なる制御部が行ってもよい。
The operation flow of the
また、第1画像と第2画像は入力画像に対して重畳表示してもよいし、その他、レターボックス等の入力画像が表示されない黒帯領域に第1画像と第2画像を表示してもよい。なお、本実施形態では、表示部11は、透過型の表示パネル101と、バックライト部102とを用いた透過型のディスプレイを例としているが、この構成に限定されない。表示
部11はOLED(Organic Light Emitting Diode)を、素子に用いたOLEDディスプレイ等の自発光型のディスプレイであってもよい。つまり、表示部11は、複数の光源が、自発光することで画像を表示するディスプレイであってもよい。さらに、表示部11は、バックライト部102から照射した光を表示パネル101に透過させ投影対象物に画像を投影する投影装置でもよい。なお、本実施形態においては、バックライト制御部103とローディング制御部104が画像表示装置10における制御手段および光源制御手段であると言え、第1生成部106と第2生成部107が生成手段と言える。
In addition, the first image and the second image may be superimposed on the input image, or the first image and the second image may be displayed in a black belt area where the input image is not displayed, such as a letter box. Good. In the present embodiment, the
なお、画像表示装置10の外部装置が、画像表示装置10のローディング制御の特性を事前に記憶しておき、入力画像に応じてL_gainを算出してもよい。この場合は、外部装置が、事前に設定された基準輝度から第1画像を生成し、基準輝度とL_gainとから第2画像を生成してもよい。さらには、外部装置が入力画像と第1画像と第2画像とを合成して合成画像を生成して画像表示装置10に入力してもよい。合成画像が入力された画像表示装置は、図7のフローチャートのS1008〜S1012のバックライト部102の制御と表示パネル101の制御の処理のみを行えばよい。
Note that the external device of the
[効果]
以上より、ユーザはローディング制御に応じた表示輝度の第1画像と基準輝度の第2画像の明るさを比較することで、ローディング制御による表示輝度の変化を直感的に把握することができる。
[effect]
As described above, the user can intuitively grasp the change in the display luminance due to the loading control by comparing the brightness of the first image with the display luminance corresponding to the loading control and the second image with the reference luminance.
(変形例1)
実施形態1では、閾値Thと推定発光輝度EP(x,y)の平均値からL_gainを算出したが、図10に示す画像表示装置のローディング制御の特性に応じてL_gainを算出してもよい。つまり、ローディング制御部104は、入力画像における最大階調値(1023階調)の面積の大きさに応じてL_gainを決定してもよい。図10は、横軸は入力画像が含む画素の最大階調値(1023階調)の面積(画素の数)、縦軸はL_gainを示している。本変形例のローディング制御は、画像内の最大階調値の割合が大きいほど、L_gainを小さく設定するである。なお、本変形例のローディング制御は上述した最大階調値に依存する方式に限ったものでなく、例えば、所定の階調値以上の画素の数やAPLを用いた制御であってもよい。
(Modification 1)
In the first embodiment, L_gain is calculated from the average value of the threshold Th and the estimated light emission luminance EP (x, y). However, L_gain may be calculated according to the characteristics of the loading control of the image display device shown in FIG. That is, the
(変形例2)
実施形態1では、基準輝度はローディング制御が行われても表示できる範囲の表示輝度に設定された。一方、本変形例では、ローディング制御によって表示できない可能性がある輝度範囲(本実施形態では501〜1000cd/m2)から基準輝度が設定されてもよい。この場合には、第1画像の表示輝度と第2画像の表示輝度との比率を相対的にローディング制御による輝度低下度合いにあわせて表示すればよい。例えば、基準輝度が1000cd/m2として設定された場合、図6(B)に示す面積100%の白パッチの入力画像が入力されると、L_gain=0.5である。このとき第2画像は表示輝度1000cd/m2で表示されなければならないが、階調値の上限である1023を設定された場合であっても、ローディング制御により第2画像の表示輝度は500cd/m2で表示される。この場合に、第1生成部106は、第1画像に対して、表示輝度が0.5倍になるように階調変換を施してから表示する。つまり、画像表示装置10は、第1画像の表示輝度が250cd/m2、第2画像の表示輝度が500cd/m2をとるように(第1画像の表示輝度:第2画像の表示輝度=L_gain:1.0をとるように)第1画像の階調値を設定する。上述の処理により、第1画像の表示輝度と第2画像の表示輝度との比率を相対的にローディング制御による輝度低下度合いにあわせて表示することで、ローディング制御による輝度低下をユーザが視覚的に把握できる。
(Modification 2)
In the first embodiment, the reference luminance is set to a display luminance that can be displayed even when loading control is performed. On the other hand, in this modification, the reference luminance may be set from a luminance range (501 to 1000 cd / m 2 in this embodiment) that may not be displayed by loading control. In this case, the ratio between the display brightness of the first image and the display brightness of the second image may be displayed in accordance with the degree of brightness reduction by loading control. For example, when the reference luminance is set to 1000 cd / m 2 , L_gain = 0.5 when an input image of a white patch having an area of 100% shown in FIG. 6B is input. At this time, the second image must be displayed at a display luminance of 1000 cd / m 2 , but even when 1023 which is the upper limit of the gradation value is set, the display luminance of the second image is 500 cd / million by the loading control. Displayed in m 2 . In this case, the
<実施形態2>
実施形態1では、ローディング制御による表示輝度の変化をユーザが直感的(視覚的)に把握することができる技術について説明した。実施形態2では、入力画像に対する階調変換処理によって入力画像の本来の明るさが表示されない場合においても、当該処理による表示輝度の変化をユーザが直感的(視覚的)に把握することができる技術について説明する。
<
In the first embodiment, a technique has been described in which a user can intuitively (visually) understand a change in display luminance due to loading control. In the second embodiment, even when the original brightness of the input image is not displayed by the gradation conversion process on the input image, the user can intuitively (visually) understand the change in display luminance due to the process. Will be described.
画像表示装置は、消費電力の増加、部品の発熱による信頼性の低下、等への懸念がある。そのため、画像表示装置の元々の表示輝度範囲が、画像が表現できるダイナミックレンジ(データ輝度範囲)よりも狭いことがある。つまり、入力画像の階調値に本来対応する表示輝度が、画像表示装置の表示輝度範囲外であることがある。このような画像を画像表示装置が表示する方法として、画像表示装置の表示輝度範囲での最大輝度よりも高い輝度に対応するデータを当該最大輝度に変換する方法がある(クリップ処理)。その他、画像のデータ輝度範囲を全体として圧縮する方法もある(圧縮処理)。実施形態2では、この圧縮処理により生じる表示輝度の変化についても、ユーザが直感的に把握することができる画像表示装置を説明する。 The image display apparatus has a concern about an increase in power consumption and a decrease in reliability due to heat generation of components. For this reason, the original display luminance range of the image display apparatus may be narrower than the dynamic range (data luminance range) in which an image can be expressed. That is, the display luminance that originally corresponds to the gradation value of the input image may be outside the display luminance range of the image display device. As a method of displaying such an image by the image display device, there is a method of converting data corresponding to a luminance higher than the maximum luminance in the display luminance range of the image display device to the maximum luminance (clip processing). In addition, there is a method of compressing the entire data luminance range of an image (compression process). In the second embodiment, an image display apparatus that allows the user to intuitively understand the change in display luminance caused by the compression processing will be described.
具体的には、本実施形態では、入力画像のデータ輝度範囲が圧縮されないで表示される場合は、画像表示装置において第1画像と第2画像とは同じ基準輝度で表示される。この2つの画像の表示輝度が同じであることから、ユーザは入力画像に対して圧縮処理がされていないことと判断することができる。このため、画像表示装置を用いて画像処理を行う場合であっても、ユーザは表示される画像と当該画像のデータとの整合性が取れていることを直感的に認識できる。一方、入力画像のデータ輝度範囲が圧縮されて表示される場合は、画像表示装置において第2画像は基準輝度で表示され、第1画像は基準輝度よりも暗く表示される。この2つの画像の表示輝度の違いにより、ユーザは入力画像に対して圧縮処理がされていると判断することができる。このため、画像表示装置を用いて画像処理を行う場合に、ユーザは表示される画像と当該画像のデータとでは、表示される画像のほうが輝度が低いと判断でき、例えば、画像に対するデータ輝度を高くする調整を抑えることができる。 Specifically, in the present embodiment, when the data luminance range of the input image is displayed without being compressed, the first image and the second image are displayed with the same reference luminance on the image display device. Since the display brightness of the two images is the same, the user can determine that the input image is not compressed. Therefore, even when image processing is performed using an image display device, the user can intuitively recognize that the displayed image and the data of the image are consistent. On the other hand, when the data luminance range of the input image is compressed and displayed, the second image is displayed at the reference luminance on the image display device, and the first image is displayed darker than the reference luminance. Based on the difference in display brightness between the two images, the user can determine that the input image is being compressed. For this reason, when performing image processing using an image display device, the user can determine that the displayed image and the data of the image have lower luminance than the displayed image. Adjustment to raise can be suppressed.
以下、データ輝度範囲のうち、画像表示装置の表示輝度と1対1で対応する輝度範囲を表示レンジ(指示輝度範囲)と称す。つまり、例えば、クリップ処理によりデータ輝度の最大値が2000cd/m2から1000cd/m2に変換される場合、表示レンジは1000cd/m2である。一方、圧縮処理によりデータ輝度の最大値が2000cd/m2から1000cd/m2に変換される場合、表示レンジは2000cd/m2である。したがって、クリップ処理により一律に同じデータ輝度に変換されるデータ輝度範囲以外が表示レンジであると言える。 Hereinafter, of the data luminance ranges, the luminance range corresponding one-to-one with the display luminance of the image display device is referred to as a display range (indicated luminance range). That is, for example, when the maximum value of the data the luminance is converted from 2000 cd / m 2 to 1000 cd / m 2 by a clip processing, display range is 1000 cd / m 2. On the other hand, when the maximum value of the data the luminance is converted from 2000 cd / m 2 to 1000 cd / m 2 by a compression process, the display range is 2000 cd / m 2. Therefore, it can be said that the display range is other than the data luminance range that is uniformly converted to the same data luminance by the clipping process.
[画像表示装置の構成]
図11は本実施形態に係る画像表示装置20のブロック図である。実施形態1に係る画像表示装置の構成に、第2入力部201と階調変換部202が追加されている。つまり、画像表示装置20は、表示部11、バックライト制御部103、ローディング制御部104、入力部105、第1生成部203、第2生成部107、画像合成部108、画質補正部109、第2入力部201、階調変換部202を備える。また、第1生成部203が実施形態1の同名の機能部と処理が異なる。なお、その他の機能部においては、実施形態1の同名の機能部と同じ処理を行うため、同じ符号を付しており、本実施形態での説明は省略する。
[Configuration of image display device]
FIG. 11 is a block diagram of the
また、本実施形態の画像表示装置20はHDRの入力画像が入力され、入力画像は、0
〜2000cd/m2のデータ輝度範囲を有するものであるものとする。画像表示装置20の表示輝度範囲(表示部11が表示できる表示輝度の範囲)は、実施形態1と同様に0〜1000cd/m2であるとする。なお、以下では、ローディング制御が発生しない例について説明するが、ローディング制御が発生したとしても、ローディング制御および圧縮処理を考慮した画像表示をすることができる。
The
It shall have a data luminance range of ˜2000 cd / m 2 . The display luminance range of the image display device 20 (the display luminance range that can be displayed by the display unit 11) is assumed to be 0 to 1000 cd / m 2 as in the first embodiment. In the following, an example in which loading control does not occur will be described. However, even if loading control occurs, an image can be displayed in consideration of loading control and compression processing.
第2入力部201は、図3(B),図3(C)に示すようなOSDを用いて、ユーザにより上述した表示レンジが設定される。なお、第2入力部201では、表示輝度範囲の最大値以上、かつ、入力画像のデータ輝度範囲の最大値以下の範囲でユーザが表示レンジの最大値を設定できるようにするとよい。本実施形態では1000cd/m2〜2000cd/m2の間で選択できるようにするとよい。1000cd/m2までは、画像表示装置20が本来表示できる輝度範囲であるからである。また、表示レンジの最大値はユーザにより設定されることに限らず、例えば、常に入力画像のデータ輝度範囲の最大値に設定されていてもよいし、表示輝度範囲の最大値に設定されていてもよい。設定された表示レンジは階調変換部202および第1生成部203に出力される。なお、本実施形態では、表示レンジの最小値は一律に0cd/m2であるとする。
In the
階調変換部202は、表示レンジに基づき入力画像に対して階調変換を施す。図12を用いて階調変換部202の動作を説明する。階調変換部202は、まず入力画像に対してどのような処理を施すかを判定する。
The
例えば、判定は本実施形態の場合、下記の(1)〜(3)の3パターンが想定される。(1)画像表示装置20の表示輝度範囲0〜1000cd/m2の範囲内である1000cd/m2が表示レンジの最大値として設定された場合は、クリップ処理を行うと判定される。
(2)入力画像のデータ輝度範囲0〜2000cd/m2の最大値2000cd/m2が表示レンジの最大値として設定された場合は、圧縮処理を行うと判定される。
(3)2つの値の間に存在する1500cd/m2が表示レンジの最大値として設定された場合は、1500cd/m2より大きいデータ輝度を1500cd/m2にする処理後に、全体として1000cd/m2におさまるように圧縮処理を行うと判定される。
For example, in the present embodiment, the following three patterns (1) to (3) are assumed for the determination. (1) 1000cd / m 2 display is within the
(2) when the
(3) When 1500 cd / m 2 that exists between the two values is set as the maximum value of the display range, after processing of the 1500 cd / m 2
階調変換部202は判定結果に応じて入力画像に対して階調変換処理を施す。階調変換部202は、上述の(1)の場合、入力画像における1000cd/m2よりも高いデータ輝度を1000cd/m2に変換する。上述の(2)の場合は、階調変換部202は、入力画像のダイナミックレンジ全体を0.5倍に圧縮する。つまり、階調変換部202は、入力画像のデータ輝度を0.5倍にする。要するに、上述(1)(2)の場合は、図12が示す入力データ輝度と階調変換後のデータ輝度との関係が成立する。上述の(3)の場合は、入力画像における1500cd/m2より大きいデータ輝度を1500cd/m2にするクリップ処理後に、クリップ処理された入力画像のダイナミックレンジ全体を2/3倍に圧縮する。なお、階調変換部202は、上述の(2)、(3)で圧縮処理されるときの倍率をC_gainとして第1生成部203に出力する。つまり、(2)の場合はC_gain=0.5、(3)の場合はC_gain=2/3が第1生成部203に出力される。ここで、C_gainは画像表示装置20の表示輝度範囲での最大値と表示レンジでの最大値との比率といえる。なお、階調変換が施された入力画像は画像合成部108に出力される。なお、入力画像に圧縮処理が施されない場合は、C_gain=1.0が第1生成部203に出力されるとよい。また、ユーザによる、表示レンジの指示がない場合は上述の判定を行わずに、入力画像に対し(2)に対応する圧縮処理を施してもよい。
The
また、圧縮処理による階調変換は、例えば入力画像におけるデータ輝度と階調値の対応を示すLUT(ルックアップテーブル)を事前に用意しておき、元々のデータ輝度とC_
gainとを乗算した値に対応する階調値をLUTから選択することで可能である。クリップ処理による階調変換も同様のLUTを用いて、例えば、所定のデータ輝度より高い値に対応する階調値を当該所定のデータ輝度に対応する階調値に変換する処理が行われればよい。
For gradation conversion by compression processing, for example, an LUT (Look Up Table) indicating correspondence between data luminance and gradation value in an input image is prepared in advance, and the original data luminance and C_
This is possible by selecting a gradation value corresponding to a value obtained by multiplying gain from the LUT. For gradation conversion by clip processing, the same LUT may be used, for example, processing for converting a gradation value corresponding to a value higher than a predetermined data luminance into a gradation value corresponding to the predetermined data luminance. .
第1生成部203は、まず実施形態1と同様に基準輝度からN階調値を算出する。本実施形態では、実施形態1と同様に基準輝度が100cd/m2であるとすると、N階調値も同様に359である。次に、算出したN階調値と入力されるC_gainから、以下の式7に基づいて、第1画像に対して圧縮処理を反映した階調値(N_1階調)を算出する。
第1生成部203は、圧縮処理による輝度低下を反映した第1画像として、R値,G値,B値をそれぞれN_1階調=262で生成した白パッチを生成する。実施形態1と同様に第1生成部203は、第1画像を画像合成部108に、N階調値を第2生成部107に出力する。他の機能部は実施形態1と同様である。
The
[画像表示装置の処理フロー]
以下では、表示レンジの最大値として図3(B)に示すように1000cd/m2または、図3(C)に示すように2000cd/m2とが設定された場合を例として画像表示装置20の動作フローを説明する。以下、図13を用いて動作フローを説明するが、S1002〜S1004,S1006〜S1012の処理は実施形態1と同様であるため説明は省略する。
[Processing flow of image display device]
In the following, the
(S2001)
階調変換部202は、入力画像を取得する。なお、取得した入力画像に含まれるメタ情報などから、入力画像のデータ輝度範囲を取得する。
(S2001)
The
(S2002)
第2入力部は、表示レンジを取得する。本処理フローでは、上述のように図3(B)のように1000cd/m2または図3(C)のように2000cd/m2が表示レンジの最大値として設定される。設定された表示レンジは、第1生成部203および階調変換部202に出力される。つまり、図3(B)の場合は、0〜1000cd/m2の表示レンジ、図3(C)の場合は、0〜2000cd/m2の表示レンジが設定される。
(S2002)
The second input unit acquires a display range. In this processing flow, 1000 cd / m 2 as shown in FIG. 3B or 2000 cd / m 2 as shown in FIG. 3C is set as the maximum value of the display range as described above. The set display range is output to the
(S2003)
階調変換部202は、表示レンジに基づき入力画像の階調変換を行う。具体的には、入力画像のデータ輝度の値を変換する。図3(B)のように1000cd/m2の表示レンジの最大値が設定されている場合は、1000cd/m2より大きいデータ輝度をもつ画素に対して、データ輝度を1000cd/m2にするクリップ処理が行われる。図3(C)のように2000cd/m2の表示レンジの最大値が設定されている場合には、データ輝度を一律に0.5倍する圧縮処理が施される。処理された入力画像は画像合成部108
に出力される。また、階調変換部202は、入力画像に圧縮処理を施す場合は、圧縮の倍率をC_gainとして第1生成部203に出力する。図3(C)の場合には、C_gain=0.5が第1生成部203に出力される。なお、圧縮処理が行われない場合には、C_gain=1.0が第1生成部203に出力されるとよい。
(S2003)
The
Is output. Further, when the input image is subjected to compression processing, the
(S2004)
第1生成部203は、まず実施形態1と同様に基準輝度からN階調値を算出する。算出したN階調値は第2生成部107に出力する。つづいて第1生成部203は、N階調値からN_1階調値を算出する。ここでN_1階調値は、入力画像に施された圧縮処理と同じ圧縮処理が、N階調値の画像に対して施される場合に対応する階調値である。N_1階調値の算出方法は上述で説明しているため省略する。第1生成部203は、算出したN_1階調値の白パッチ画像を生成して、画像合成部108に出力する。なお、第1画像の大きさは、実施形態1で生成するものと同じでよい。
(S2004)
The
以上の処理フローにより、階調変換部202によって第1画像と入力画像の表示輝度が制御される。上述の処理より、第1画像と入力画像の表示輝度は入力画像の画像表示装置20の表示輝度範囲での最大値と表示レンジでの最大値との比率(C_gain)に応じて低下される。なお、表示レンジの入力がない場合は、第1画像と入力画像の表示輝度は画像表示装置20の表示輝度範囲での最大値と入力画像のデータ輝度範囲での最大値との比率に応じて低下される。
With the above processing flow, the
なお、本実施形態では、実施形態1と同様にローディング制御の処理を行うことができる画像表示装置20を説明したが、ローディング制御は必ずしも行われる必要はなく、ローディング制御に用いられるローディング制御部104は必須ではない。例えば、本実施形態では、L_gainは常に1.0であってもよい。なお、本実施形態においては、バックライト制御部103とローディング制御部104と階調変換部202が画像表示装置20における制御手段と言える。
In the present embodiment, the
(効果)
以上により、例えば、図3(C)に示す表示レンジの最大値2000cd/m2が入力される場合、第1画像は圧縮処理に対応した輝度(50cd/m2)で表示され、第2画像は圧縮処理によらず常に基準輝度(100cd/m2)で表示される。また、実施形態1と同様にローディング制御が入力画像に施される場合であっても、ローディング制御と圧縮処理をともに考慮した表示輝度の第1画像、第2画像を表示することができる。これにより、ユーザはローディング制御に加えて、圧縮処理による基準輝度の変化量を直感的に把握することができる。
(effect)
As described above, for example, when the maximum
なお、上記の各実施形態や各変形例の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。2つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の2つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ASIC、FPGA、DSPなどのハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサーと、制御プログラムが格納されたメモリ(記憶媒体)とを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサーがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。 In addition, each hardware part of each said embodiment and each modification may be individual hardware, and may not be so. The functions of two or more functional units may be realized by common hardware. Each of a plurality of functions of one functional unit may be realized by individual hardware. Two or more functions of one functional unit may be realized by common hardware. Each functional unit may or may not be realized by hardware such as an ASIC, FPGA, or DSP. For example, the apparatus may include a processor and a memory (storage medium) in which a control program is stored. The functions of at least some of the functional units included in the apparatus may be realized by the processor reading and executing the control program from the memory.
(その他の実施形態)
本発明は、上記の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにお
ける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
10: 画像表示装置
101:表示パネル
102:バックライト部
104:ローディング制御部
10: Image display device 101: Display panel 102: Backlight unit 104: Loading control unit
Claims (20)
前記表示手段によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御手段と、
を備え、
前記第2画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第1画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示装置。 Display means for displaying a composite image including the input image, the first image, and the second image;
Control means for performing brightness conversion for reducing display brightness of the composite image displayed by the display means;
With
The second image is an image displayed at a reference luminance that is a luminance for the user to confirm the correspondence between the gradation value of the image and the display luminance.
The first image is an image displayed at a display brightness changed from the reference brightness in accordance with the brightness conversion.
A display device characterized by that.
をさらに備え、
前記生成手段は、
前記輝度変換によって階調値が変化しない前記第1画像を生成し、
前記輝度変換によって表示輝度が変化しないように階調値を変化させて前記第2画像を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 Generating means for generating the first image and the second image;
Further comprising
The generating means includes
Generating the first image whose gradation value does not change by the luminance conversion;
The second image is generated by changing a gradation value so that display luminance does not change by the luminance conversion.
The display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 The generating means generates the first image having the same gradation value of each pixel and the second image having the same gradation value of each pixel;
The display device according to claim 2.
前記制御手段は、前記複数の光源の発光輝度を制御することで前記輝度変換を行う光源制御手段を有する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。 The display means has a plurality of light sources that emit light,
The control means includes light source control means for performing the brightness conversion by controlling light emission brightness of the plurality of light sources.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
前記光源制御手段は、前記第1輝度範囲の表示輝度を前記第1輝度範囲に含まれる範囲である第2輝度範囲の表示輝度に変換する前記輝度変換を行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 The display luminance range that can be displayed by the display means is a first luminance range,
The light source control means performs the luminance conversion for converting the display luminance of the first luminance range to the display luminance of a second luminance range that is a range included in the first luminance range.
The display device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 The reference luminance is a display luminance included in the second luminance range.
The display device according to claim 5.
前記制御手段の前記光源制御手段は、前記領域に含まれる前記複数の画素の階調値から当該領域に対応する光源の推定発光輝度を取得し、前記複数の光源の前記推定発光輝度の平均値が所定の閾値より大きい場合、前記合成画像の表示輝度を低下させる前記輝度変換を行う、
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の表示装置。 Each of the light sources corresponds to a region including a plurality of pixels of the input image,
The light source control means of the control means obtains the estimated light emission luminance of the light source corresponding to the region from the gradation values of the plurality of pixels included in the region, and averages the estimated light emission luminance of the plurality of light sources. Is greater than a predetermined threshold value, the luminance conversion for reducing the display luminance of the composite image is performed.
The display device according to claim 4, wherein the display device is a display device.
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 The light source control means of the control means performs the brightness conversion for further reducing the display brightness of the composite image as the average value of the estimated light emission brightness of the plurality of light sources is larger.
The display device according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の表示装置。 The predetermined threshold is a value corresponding to an upper limit value of power that can be supplied to the display device.
The display device according to claim 7 or 8, wherein
ことを特徴とする請求項4から9のいずれか1項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 4 to 9, wherein the display unit further includes a display panel that transmits light emitted from the plurality of light sources and displays an image.
ことを特徴とする請求項4から9のいずれか1項に記載の表示装置。 The display unit further includes a projection unit that transmits light emitted from the plurality of light sources and projects an image onto a projection target.
The display device according to claim 4, wherein the display device is a display device.
ことを特徴とする請求項4から9のいずれか1項に記載の表示装置。 The plurality of light sources display images by self-emission,
The display device according to claim 4, wherein the display device is a display device.
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の表示装置。 The apparatus further comprises input means for inputting the reference luminance from a user.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
前記合成画像での前記第1画像と前記第2画像は縦方向または横方向に並んでいる、
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の表示装置。 The first image and the second image are the same size,
The first image and the second image in the composite image are arranged in a vertical direction or a horizontal direction,
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
前記表示手段が表示できる表示輝度の範囲は第1輝度範囲であり、
前記階調変換手段は、前記入力画像の階調値が前記第1輝度範囲よりも大きい第3輝度範囲に対応する場合に、
前記入力画像の表示輝度と前記第1画像の表示輝度を、前記第1輝度範囲での最大値と前記第3輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の表示装置。 The control means has gradation conversion means for reducing the display brightness of the image by reducing the gradation value of the image,
The display luminance range that can be displayed by the display means is a first luminance range,
The gradation converting means, when the gradation value of the input image corresponds to a third luminance range larger than the first luminance range,
Reducing the display brightness of the input image and the display brightness of the first image according to the ratio of the maximum value in the first brightness range and the maximum value in the third brightness range;
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
前記制御手段は、画像の階調値を低下させることで画像の表示輝度を低下させる階調変換手段を有し、
前記表示手段が表示できる表示輝度の範囲は第1輝度範囲であり、
前記階調変換手段は、前記指示輝度範囲が前記第1輝度範囲よりも大きい場合に、
前記入力画像の表示輝度と前記第1画像の表示輝度を、前記第1輝度範囲での最大値と前記指示輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の表示装置。 A second input means for inputting an instruction luminance range from the user;
The control means has gradation conversion means for reducing the display brightness of the image by reducing the gradation value of the image,
The display luminance range that can be displayed by the display means is a first luminance range,
The gradation converting means, when the indicated luminance range is larger than the first luminance range,
Reducing the display brightness of the input image and the display brightness of the first image in accordance with the ratio of the maximum value in the first brightness range and the maximum value in the indicated brightness range;
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
前記入力画像のうち前記指示輝度範囲の最大値よりも大きい表示輝度を、前記指示輝度範囲の最大値に低下させ、
さらに、前記入力画像の表示輝度と前記第1画像の表示輝度を、前記第1輝度範囲での最大値と前記指示輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項16に記載の表示装置。 The gradation converting means, when the indicated luminance range is larger than the first luminance range,
Reducing the display brightness greater than the maximum value of the indicated brightness range in the input image to the maximum value of the indicated brightness range;
Further, the display brightness of the input image and the display brightness of the first image are reduced according to the ratio between the maximum value in the first brightness range and the maximum value in the indicated brightness range.
The display device according to claim 16.
前記表示工程によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御工程と、
を含み、
前記第2画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第1画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示方法。 A display step of displaying a composite image including the input image, the first image, and the second image;
A control step of performing luminance conversion for reducing display luminance of the composite image displayed by the display step;
Including
The second image is an image displayed at a reference luminance that is a luminance for the user to confirm the correspondence between the gradation value of the image and the display luminance.
The first image is an image displayed at a display brightness changed from the reference brightness in accordance with the brightness conversion.
A display method characterized by that.
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---|---|---|---|
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