JP5147585B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置に関する。

近年、ＣＲＴディスプレイ（Cathode Ray Tube display）に替わる表示装置として、有機ＥＬディスプレイ（organic ElectroLuminescence display。または、ＯＬＥＤディスプレイ（Organic Light Emitting Diode display）ともよばれる。）、ＦＥＤ（Field Emission Display。電界放出ディスプレイ）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display。液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel。プラズマディスプレイ）、プロジェクターなど様々な表示装置が開発されている。

また、例えば放送局などから送信される画像信号は一般的に８ビットで２５６階調を表すことができるが、上記のような表示装置の中には、１０ビットや１２ビットなどの階調性能を有する表示パネルを備えるものが登場している。

このような中、表示パネルの階調性能を引き出すために入力された画像信号の階調数を拡張する補正を行う技術が開発されている。近接する画素間における差分値が所定の値以下である場合にはグラデーションを示す領域と判定して平滑化を行い、所定の値を上回る場合にはエッジを示す領域と判定して平滑化を行わずに階調数を拡張する技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。

特開２００７−２１３４６０号公報

近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、近接する画素間における差分値を用いて、グラデーションを示す領域とエッジを示す領域とを判定し、グラデーションを示す領域と判定された領域に対して平滑化を行う。ここで、明るさや色が緩やかに変化するグラデーションを示す領域では、偽輪郭（Contouring）と呼ばれる現象が生じる場合があり、画像信号の平滑化は、当該偽輪郭の発生を防止する有効な手段の一つである。

しかしながら、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術において判定されたグラデーションを示す領域（近接する画素間における差分値が所定の値以下の領域）は、凹凸の数が少ない領域（以下、「グラデーション領域」という。）と、凹凸の数が多い領域（以下、「テクスチャ領域」という。）とにさらに分けることができる。ここで、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、単に近接する画素間における差分値が所定の値以下であるか否かに応じて領域を判定しているに過ぎないので、グラデーション領域とテクスチャ領域との区別をつけることはできない。また、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、グラデーション領域だけでなく、テクスチャ領域に対しても平滑化を行ってしまう。

したがって、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術を用いる画像処理装置では、画像信号の補正により細かい凹凸が失われるため、例えば、壁や遠い山などの質感が損なわれ、画質が低下する。

また、画像信号が表す画像の中には、例えば、青空などのように平滑化されることによってより高画質化が期待される領域が含まれる場合がある。しかしながら、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術を用いる画像処理装置は、単に近接する画素間における差分値が所定の値以下であるか否かに応じて領域を判定しているに過ぎないので、上記のような領域を選択的に平滑化することはできない。したがって、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術を用いたとしても、高画質化は望めない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、Ｎビット（Ｎは正の整数）
の入力画像信号が複数入力される画像処理装置であって、複数の上記入力画像信号に
基づいて、上記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画
素ごとに出力する色検出部と、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を
画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基
づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大と
なる信号を選択する最大値選択部と、上記最大値選択部が選択した信号に基づいて各画素
に対応する信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記色検出信号と上記検出値平滑
部が平滑化した信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに
生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごと
に生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して
、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出
力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋ
ビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が
提供される。

かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

また、上記制御信号生成部は、上記色検出信号が所定の色を表すことを示す第１色検出信号である場合には、第１の閾値に基づいて上記制御信号を生成し、上記色検出信号が所定の色を表すことを示さない第２色検出信号である場合には、上記第１の閾値よりも小さな第２の閾値に基づいて上記制御信号を生成してもよい。

かかる構成により、所定の色領域に対応する入力画像信号を選択的に（優先的に）平滑化することによって高画質化を図ることができる。

また、上記階調数拡張部は、複数の上記入力画像信号それぞれを平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記制御信号がグラデーション領域を示す場合には上記第２出力画像信号を出力し、上記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、上記入力画像信号をｋビットシフトさせて上記第１出力画像信号を出力する選択部とを備えてもよい。

かかる構成により、制御信号に基づいて画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。

また、上記制御信号生成部は、上記色検出信号が所定の色を表すことを示す第１色検出信号である場合には、第３の閾値と、上記第３の閾値より大きな第４の閾値とに基づいて、対応する画素それぞれにおける上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、上記色検出信号が所定の色を表すことを示さない第２色検出信号である場合には、上記第３の閾値よりも小さな第５の閾値と、上記第５の閾値より大きな第６の閾値とに基づいて、対応する画素それぞれにおける上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、上記階調数拡張部は、複数の上記入力画像信号それぞれを平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、複数の上記入力画像信号それぞれをｋビットシフトさせて上記第１出力画像信号を生成し、上記画素ごとに混合比率が規定された上記制御信号に基づいて、対応する各画素における上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との比率が上記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、上記第１出力画像信号および上記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部とを備えてもよい。

かかる構成により、所定の色領域に対応する入力画像信号を選択的に（優先的に）平滑化し、さらにちらつきの発生を抑制することによって、高画質化を図ることができる

また、上記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えてもよい。

かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。

また、上記周波数成分検出部は、相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、上記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、上記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、上記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部とを備えてもよい。

かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。

また、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部をさらに備えてもよい。

かかる構成により、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出するステップと、複数の上記入力画像信号それぞれに対応する上記検出信号に基づいて、複数の上記入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択するステップと、上記選択するステップにおいて選択された信号に基づいて各画素に対応する選択された信号をそれぞれ平滑化するステップと、入力された複数の上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力するステップと、上記色検出信号と、上記平滑化するステップにおいて平滑化された信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、上記制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、複数の上記入力画像信号ごとにかつ画素ごとに出力するステップとを有する画像処理方法が提供される。

かかる方法を用いることによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出するステップ、複数の上記入力画像信号それぞれに対応する上記検出信号に基づいて、複数の上記入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択するステップ、上記選択するステップにおいて選択された信号に基づいて各画素に対応する選択された信号をそれぞれ平滑化するステップ、入力された複数の上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力するステップ、上記色検出信号と、上記平滑化するステップにおいて平滑化された信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、上記制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、複数の上記入力画像信号ごとにかつ画素ごとに出力するステップ、をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

かかるプログラムにより、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号を補正する画像信号補正部と、上記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部とを備え、上記画像信号補正部は、複数の上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力する色検出部と、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択する最大値選択部と、上記最大値選択部が選択した信号に基づいて各画素に対応する信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記色検出信号と上記検出値平滑部が平滑化した信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える表示装置が提供される。

かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化が図られた画像を表示することができる。また、かかる構成により、入力される画像信号よりも階調性能が高い表示部の階調性能を活かすことができる。

本発明によれば、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要）
本発明の実施形態に係る表示装置について説明する前に、まず、本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に画像信号が入力されるものとして説明するが、表示装置に入力される画像信号は、静止画像を示すものであってもよいし、または、動画像（いわゆる映像）であってもよい。

また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号がデジタル信号であるとして説明するが、上記に限られず、例えば、アナログ放送などで用いられるアナログ信号がＡ／Ｄコンバータ（Analog to Digital converter）でデジタル信号に変換されたものとすることもできる。また、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、例えば、放送局から送信され表示装置が受信したものとすることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部装置から送信され表示装置が受信したものであってもよいし、または、表示装置が備える記憶部に保持された映像ファイルや画像ファイルを表示装置が読み出したものであってもよい。

本発明の実施形態に係る表示装置における処理は、〔１〕入力された画像信号を補正する画像処理フェーズと、〔２〕補正された画像信号を表示する表示フェーズ、とに分けられる。

〔１〕画像処理フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、画像処理フェーズにおいて、例えば以下の〔１−１〕、〔１−２〕の処理を行い、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の画像信号（以下、「入力画像信号」という。）を、Ｎ＋ｋ（ｋは正の整数）の画像信号（以下、「出力画像信号」という。）に変換する。ここで、上記ｋの値は、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能に応じた値とすることができる。なお、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能が入力画像信号と同じＮビットの場合には、本発明の実施形態に係る表示装置は、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号をさらにＮビットに補正することもできる。

〔１−１〕グラデーション領域の判定
本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号が示す画像を、エッジを示す「エッジ領域」、エッジ領域以外で凹凸の数が少ない領域を示す「グラデーション領域」、およびエッジ領域以外で凹凸の数が多い領域を示す「テクスチャ領域」に大きく分類し、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定する。ここで、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、入力画像信号が対応する画素ごとにグラデーション領域の判定を行う。

また、本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号に基づいて、入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを判定（検出）する。そして、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値（例えば、後述する閾値ＴＨ）を変更して、グラデーション領域の判定を行う。ここで、上記所定の色領域としては、例えば、青空を示す色が含まれる色領域（すなわち、青色の系統の領域）や、芝生を示す色が含まれる色領域（すなわち、緑色の系統の領域）などが挙げられるが、上記に限られない。

〔１−２〕画像信号の補正
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１−１〕における判定結果に基づいて、画素ごとに以下の（Ａ）、（Ｂ）のように画像信号の補正を行う。

（Ａ）グラデーション領域ではないと判定された場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域ではないと判定した場合（すなわち、エッジ領域またはテクスチャ領域の場合）には、例えば、入力された画像信号をｋビット左へシフトさせ、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加した第１出力画像信号を出力する。

（Ｂ）グラデーション領域と判定した場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域と判定した場合には、入力された画像信号の平滑化が行われてＮ＋ｋビットに拡張された第２出力画像信号を出力する。

本発明の実施形態に係る表示装置は、各画素に対応する入力画像信号に対して上記（Ａ）または（Ｂ）の補正を行うことによって、Ｎビットの入力画像信号をＮ＋ｋビットの出力画像信号に補正することができる。

また、本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に基づいて、グラデーション領域に対しては入力画像信号を平滑化し、エッジ領域またはテクスチャ領域に対しては入力画像信号を平滑化しない。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置では、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはなく、例えば、壁や遠い山などの質感も損なわれないので、高画質化を図ることができる。

また、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１−１〕の処理において、色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値を変更する。よって、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、青空などのように平滑化されることによってより高画質化が期待される領域に対して、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出することができる。ここで、上記〔１−２〕の処理において示したように、本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域と判定された場合に入力画像信号の平滑化を行う。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値を変更することによって、例えば、青空などのように平滑化されることによってより高画質化が期待される領域の平滑化を優先的に行うことができる。

また、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１−１〕の処理において、グラデーション領域の判定に用いる基準値を変更することによって、例えば、芝生などのように平滑化されると質感が損なわれて画質の低下が生じかねない領域に対して、グラデーション領域ではないという判定結果を優先的に導出することもできる。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記のように色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値を変更することによって、例えば、芝生などのように平滑化されると質感が損なわれて画質の低下が生じかねない領域が平滑化されることを防止することができる。

したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値を変更してグラデーション領域の判定を行い、当該判定の結果に基づいて画像信号の補正を行うことによって、さらなる高画質化を図ることができる。

〔２〕表示フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１〕の画像処理フェーズにおいて補正された画像信号（出力画像信号）に基づいて、画像を表示する。

本発明の実施形態に係る表示装置は、上述した処理によって、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して入力画像信号を平滑化し、入力画像信号よりも階調数の多い出力画像信号に変換して画像を表示することができる。

したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、表示部の階調性能が入力画像信号よりも高い場合であっても、表示部の表示性能を引き出すことができ、また、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはないので、高画質化を図ることができる。

また、本発明の実施形態に係る表示装置は、色領域に係る判定結果に基づいてグラデーション領域の判定に用いる基準値を変更してグラデーション領域の判定を行い、当該判定の結果に基づいて画像信号の補正を行う。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、所定の色領域に対応する入力画像信号を選択的に平滑化する（あるいは、平滑化しない）ことによって、さらなる高画質化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態に係る表示装置の構成について、具体的に説明する。また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置として、上記〔１〕画像処理フェーズを担う「画像処理部」と、上記〔２〕表示フェーズを担う「表示部」とを備える構成を示す。なお、本発明の実施形態は、上記の構成に限られず、例えば、以下に示す画像処理部を独立の装置（画像処理装置）として実現することもできる。

また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置として、カラー画像の複数チャンネルを処理する構成について説明し、カラー画像の複数チャンネルとして、赤（以下「Ｒ」という。）、緑（以下、「Ｇ」という。）、青（以下、「Ｂ」という。）の画像信号が本発明の実施形態に係る表示装置に入力される例を示す。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置２０００を示すブロック図である。図１を参照すると、表示装置２０００は、画像処理部２００と表示部１９０とを備え、画像処理部２００は、制御部２０２と、階調数拡張部２０４とを備える。

また、表示装置２０００は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され表示装置２０００全体を制御することが可能な制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの各種制御用データが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random Access Memory。図示せず）、放送局などから送信される画像信号を受信する受信部（図示せず）、映像ファイルや画像ファイルなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ユーザが操作可能な操作部（図示せず）、外部装置（図示せず）と通信を行うための通信部（図示せず）などを備えてもよい。表示装置２０００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により上記各構成要素間を接続する。

ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk）などの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、ＰＲＡＭ(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリ（nonvolatile memory）が挙げられるが、上記に限られない。また、操作部（図示せず）としては、例えば、キーボードやマウスなどの操作入力デバイスや、ボタン、方向キー、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられるが、上記に限られない。

また、表示装置２０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子やＩＥＥＥ１３９４規格の端子、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子、あるいはＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）端子などを介して物理的に接続されてもよいし、また、ＷＵＳＢ（Wireless Universal Serial Bus）やＩＥＥＥ８０２．１１などを利用して無線で接続することもできる。さらに、表示装置２０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ネットワークを介して接続することもできる。ネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide Area Network）など有線ネットワーク、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を用いたＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられるが、上記に限られない。したがって、通信部（図示せず）は、外部装置（図示せず）との接続形態に応じたインタフェースを有する。

画像処理部２００にはＮビットのＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉがそれぞれ入力され、画像処理部２００は、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部２００の構成について、具体的に説明する。なお、以下では、説明の簡単化のために、水平方向の処理を例に挙げて説明する。

[画像処理部２００の構成例]
図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部２００を示すブロック図である。図２を参照すると、画像処理部２００は、制御部２０２と、階調数拡張部２０４とを備える。

制御部２０２は、色検出部２１０と、周波数成分検出部１０６と、最大値選択部２１２と、検出値平滑部２１４と、制御信号生成部２１６とを備える。

色検出部２１０は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号Ｄｃｏｌを画素ごとに出力する。ここで、色領域の情報は、例えば、表示装置２０００が備えるＲＯＭに記録され、色検出部２１０によって適宜読み出されるが、上記に限られない。また、色検出信号Ｄｃｏｌは、後述する制御信号生成部２１６におけるグラデーション領域の判定（より厳密には、グラデーション領域を判定するための基準値の設定）に用いられる。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る所定の色領域の一例を示す説明図である。ここで、図３は、所定の色領域が、青空を示す色が含まれる色領域（すなわち、青色の系統の領域）を示す場合の一例を示している。なお、図３は、色領域（色空間領域）がＹＣｒＣＢ空間で表されているが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る色領域は、ＲＧＢ空間で表されてもよいし、ＨＳＶ空間などその他の色空間で表すこともできる。

また、表示装置２０００が記憶する所定の色領域は、１つに限られず、表示装置２０００は、図３に示す青空を示す色が含まれる色領域や、芝生を示す色が含まれる色領域など複数の所定の色領域の情報を記憶することもできる。上記の場合、色検出部２１０は、例えば、操作部からのユーザ入力に基づいて使用する所定の色領域の情報を決定（および決定された所定の色領域の情報の保持）することによって、記憶された所定の色領域の情報を選択的に用いることができる。上記のように記憶された所定の色領域の情報を選択的に用いることによって、表示装置２０００は、所定の色領域に対応する入力画像信号を選択的に平滑化する、あるいは、平滑化しないことの切り替えを可能とする。なお、以下では、色検出部２１０が、図３に示す色領域を用いて色検出信号Ｄｃｏｌを出力する場合を例に挙げて説明する。

色検出部２１０は、図３に示す色領域を用いる場合、例えば、以下の（ａ）の処理、および（ｂ）の処理を画素ごと行うことによって、色検出信号Ｄｃｏｌを画素ごとに出力する。

（ａ）色空間の変換
色検出部２１０は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて、ＲＧＢ空間をＹＣｒＣｂ空間（所定の色領域に対応する色空間）に変換する。なお、所定の色領域が、ＲＧＢ空間で表されている場合には、色検出部２１０は、上記（ａ）の処理を行う必要はない。

（ｂ）色検出信号Ｄｃｏｌの出力
色検出部２１０は、上記（ａ）の処理において色空間が変換された入力画像信号と、所定の色領域（図３）とに基づいて、色検出信号Ｄｃｏｌを出力する。より具体的には、色検出部２１０は、例えば、色空間が変換された入力画像信号が所定の色領域内（境界線上も含む）に含まれる場合には、所定の色領域に含まれていることを示す色検出信号Ｄｃｏｌ＝１を出力する。また、色検出部２１０は、例えば、色空間が変換された入力画像信号が所定の色領域内に含まれていない場合には、所定の色領域に含まれていないことを示す色検出信号Ｄｃｏｌ＝０を出力する。なお、色検出部２１０が出力する色検出信号Ｄｃｏｌは、上記に限られない。例えば、色空間が変換された入力画像信号が所定の色領域の境界線上に位置する場合には、色検出部２１０は、所定の色領域の境界線上であることを示す色検出信号Ｄｃｏｌ（例えば、色検出信号Ｄｃｏｌ＝２）を出力することもできる。

ここで、図３は、青空を示す色が含まれる色領域の一例を示している。つまり、色空間が変換された入力画像信号が、所定の色領域内に含まれる場合には、当該入力画像信号に対応する画素は、平滑化されることによってより高画質化が期待される画素であるといえる。よって、所定の色領域が図３で表される場合には、色検出信号Ｄｃｏｌが１である画素は、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出する画素であるといえ、また、色検出信号Ｄｃｏｌが０（ゼロ）である画素は、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出しない画素であるといえる。

色検出部２１０は、上記（ａ）の処理、および（ｂ）の処理を行うことによって、色検出信号Ｄｃｏｌを画素ごとに出力することができる。

再度図２を参照して画像処理部２００の構成要素について説明する。周波数成分検出部１０６は、第１の周波数成分検出部１０６ａと、第２の周波数成分検出部１０６ｂと、第３の周波数成分検出部１０６ｃとを有する。第１の周波数成分検出部１０６ａには入力画像信号Ｒｉが入力され、第２の周波数成分検出部１０６ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３の周波数成分検出部２０６ｃには入力画像信号Ｂｉがそれぞれ入力される。

第１の周波数成分検出部１０６ａは、入力画像信号Ｒｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｒｆとして出力する。第２の周波数成分検出部１０６ｂは、入力画像信号Ｇｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｇｆとして出力する。そして、第３の周波数成分検出部１０６ｃは、入力画像信号Ｂｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｂｆとして出力する。

なお、以下では、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを総称して「入力画像信号Ｄｉ」とよぶ場合があり、また、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆを総称して「周波数成分検出値Ｄｆ」とよぶ場合がある。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６の構成例を示すブロック図である。なお、第１の周波数成分検出部１０６ａ、第２の周波数成分検出部１０６ｂ、および第３の周波数成分検出部１０６ｃは、同様の構成をとることができるので、図４では、第１の周波数成分検出部１０６ａ、第２の周波数成分検出部１０６ｂ、および第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれを表すものとして「周波数成分検出部１０６」を表している。

図４を参照すると、周波数成分検出部１０６は、バンドパス・フィルタ１１２（Band-Pass Filter。以下、「ＢＰＦ」とよぶ場合がある。）と絶対値変換部１１４とで構成される。

バンドパス・フィルタ１１２は、特定の周波数帯域の画像信号のみを通過させ、その他の帯域の画像信号を減衰させることによって、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを画素ごとに出力する。図５は、本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタ１１２の周波数特性の一例を示す説明図である。図５を参照すると、バンドパス・フィルタ１１２は、周波数ｆをピークとする通過帯域を有する。ここで周波数fは、例えば、テクスチャ領域の周波数特性に応じて、周波数f付近の成分がテクスチャ領域に多く含まれるように定めることができる。また、周波数fは、表示部１９０の画面サイズと画素数、そして想定される視距離に応じて設定することができる。

絶対値変換部１１４は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの絶対値を算出して周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。

周波数成分検出部１０６は、第１の周波数成分検出部１０６ａ、第２の周波数成分検出部１０６ｂ、および第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれが、図４に示す構成を有することによって、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆを出力することができる。

再度図２を参照して画像処理部２００の構成要素について説明する。最大値選択部２１２は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの中から対応する画素ごとに最大値を選択し、最大検出値Ｄｍａｘとして出力する。

検出値平滑部２１４は、最大値選択部２１２から出力された各画素に対応する最大検出値Ｄｍａｘに基づいて、最大検出値Ｄｍａｘの平滑化を画素ごとに行い、平滑化された平均検出値Ｄａｖｅを出力する。ここで、平均検出値Ｄａｖｅは、後述する制御信号生成部２１６におけるグラデーション領域の判定に用いられる。

検出値平滑部２１４は、平滑化を行う画素に対応する注目画素を含む所定の平滑領域を画素ごとに設定し、当該平滑領域内に含まれる画素に対応する最大検出値Ｄｍａｘの平均値を算出することによって、平均検出値Ｄａｖｅを画素ごとに出力する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部２１４における平滑化処理の一例を説明するための説明図であり、平滑領域として水平方向に８画素分の大きさの領域が設定された例を示している。ここで、検出値平滑部２１４が設定する平滑領域は、図６に示す水平方向に８画素分の大きさの領域に限られず、水平方向および／または垂直方向に任意の大きさの領域とすることができる。また、平滑領域は、すべての注目画素に対して同一の大きさに設定されることに限られず、例えば、画面上の位置に応じて大きさを変えてもよい。

また、検出値平滑部２１４が算出する平均値は、例えば、相加平均で求めることができるが、かかる算出方法に限られず、例えば、相乗平均としてもよいし、所定の重み付けをした重み付け平均とすることもできる。

再度図２を参照して画像処理部２００の構成要素について説明する。制御信号生成部２１６は、色検出部２１０から出力される色検出信号Ｄｃｏｌと、検出値平滑部２１４から出力される平均検出値Ｄａｖｅとに基づいて、グラデーション領域の判定を閾値処理によって画素ごとに行う。より具体的には、制御信号生成部２１６は、色検出信号Ｄｃｏｌに基づいて閾値（上述した基準値）を設定する〔ａ〕閾値設定処理と、設定された閾値と平均検出値Ｄａｖｅとによってグラデーション領域の判定を行う〔ｂ〕閾値処理とを行う。

〔ａ〕閾値設定処理
図７は、本発明の第１の実施形態に係る閾値設定処理を説明するための説明図である。図７を参照すると、制御信号生成部２１６は、パラメータ選択部２２０を備える。パラメータ選択部２２０は、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて、予め設定された閾値ＴＨ１または閾値ＴＨ２のいずれかを、〔ｂ〕の処理（閾値処理）において用いる閾値ＴＨとして選択的に出力（設定）する。ここで、予め設定された閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２の情報は、例えば、表示装置２０００が備えるＲＯＭに記録され、パラメータ選択部２２０によって適宜読み出されるが、上記に限られない。例えば、パラメータ選択部２２０は、制御信号生成部２１６が備える記憶手段（例えば、ＥＥＰＲＯＭなど）に記憶された閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２を読み出すこともできる。

また、閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２は、例えば、いずれか一方がグラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出するための閾値（第１の閾値）を示し、他方が、通常のグラデーション領域の判定（すなわち、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出させない。）を行うための閾値（第２の閾値）を示す。ここで、上記通常のグラデーション領域の判定を行うための閾値（第２の閾値）は、例えば、明らかにグラデーションを示す領域を有する画像を示す画像信号と、明らかにテクスチャを示す領域を有する画像を示す画像信号とを用いて決定することができる。以下では、閾値ＴＨ２が、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出するための閾値であるとして説明する。

なお、本発明の実施形態に係る予め設定された閾値は、閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２に限られない。例えば、パラメータ選択部２２０は、通常のグラデーション領域の判定を行うための閾値（第２の閾値）と、グラデーション領域であるという判定結果をより得にくくするための閾値のいずれかを、〔ｂ〕の処理（閾値処理）において用いる閾値ＴＨとして選択的に出力することもできる。例えば、色検出部２１０が、芝生などのように平滑化されると質感が損なわれて画質の低下が生じかねない領域が平滑化されることを防止するために、芝生を示す色が含まれる色領域を所定の色領域として色検出信号Ｄｃｏｌを出力する場合において、パラメータ選択部２２０は、上記閾値の組み合わせの中から選択的に閾値ＴＨを出力する。以下では、色検出部２１０が図３に示す色領域を用いて色検出信号Ｄｃｏｌを出力する場合を例に挙げて説明する。

例えば、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌが色検出信号Ｄｃｏｌ＝１（所定の色領域に含まれていることを示す。第１色検出信号。）である場合には、パラメータ選択部２２０は、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出するための閾値ＴＨ２（第１の閾値）を出力する。また、例えば、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌが色検出信号Ｄｃｏｌ＝０（所定の色領域に含まれていないことを示す。第２色検出信号。）である場合には、パラメータ選択部２２０は、通常のグラデーション領域の判定を行うための閾値ＴＨ１（第２の閾値）を出力する。ここで、閾値ＴＨ１は、グラデーション領域であるという判定結果を優先的に導出させない通常のグラデーション領域の判定を行うための閾値であるので、ＴＨ１＜ＴＨ２の関係を有する（図８等を参照して後述する。）。

図７に示すように、パラメータ選択部２２０は、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた閾値ＴＨを出力（設定）する。

なお、上記では、パラメータ選択部２２０が予め設定された閾値ＴＨ１または閾値ＴＨ２のいずれかを選択的に出力する構成を示したが、上記に限られない。例えば、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌが、色検出信号Ｄｃｏｌ＝２（所定の色領域の境界線上で位置することを示す）である場合には、パラメータ選択部２２０は、予め設定された閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２を混ぜ合わせて導出された閾値ＴＨ’を出力することもできる。パラメータ選択部２２０は、例えば、閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２の平均値（すなわち中間値となる。）を算出することによって、上記閾値ＴＨ’を導出することができるが、上記に限られない。

また、上記では、パラメータ選択部２２０が、〔ｂ〕の処理（閾値処理）において用いる閾値ＴＨを導出する構成を示したが、上記に限られない。例えば、パラメータ選択部２２０は、後述する階調数拡張部２０４がその機能を果たすために用いる制御パラメータ情報を、色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌに応じて階調数拡張部２０４に出力することもできる。上記制御パラメータ情報としては、例えば、階調数拡張部２０４が備えるフィルタのフィルタ係数やフィルタ長などが挙げられる。

さらに、上記では、パラメータ選択部２２０が、制御信号生成部２１６に備えられる構成を示したが、上記に限られない。例えば、画像処理部２００は、パラメータ選択部２２０を色検出部２１０に備えることもできる。上記の場合には、色検出部からは、閾値ＴＨが出力されることとなる。また、画像処理部２００が、パラメータ選択部２２０を独立の部として備えることもできることは、言うまでもない。

〔ｂ〕閾値処理
上記〔ａ〕の処理において閾値ＴＨが設定されると、制御信号生成部２１６は、検出値平滑部２１４から出力される平均検出値Ｄａｖｅと設定された閾値ＴＨとに基づく閾値処理によって、グラデーション領域の判定を行う。

＜平均検出値Ｄａｖｅに基づいて判定を行う意義＞
ここで、画像処理部２００が、平均検出値Ｄａｖｅに基づいてグラデーション領域の判定を行う意義について説明する。

エッジ領域では周波数成分検出値Ｄｆの値が大きくなり、一方、グラデーション領域やテクスチャ領域では、ともに周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくなる。つまり、最大値選択部２１２から出力される最大検出値Ｄｍａｘの値は、エッジ領域では大きくなり、グラデーション領域やテクスチャ領域ではともに小さくなる。したがって、最大検出値Ｄｍａｘの値の大小だけに注目した場合、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別することができない。

ここで、平滑領域における最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度に着目すると、グラデーション領域では最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度は低いが、テクスチャ領域では比較的検出の頻度が高くなる。また、平滑領域に含まれる最大検出値Ｄｍａｘの値は、グラデーション領域およびテクスチャ領域ともに同程度の大きさである。つまり、平滑領域における平均的な最大検出値Ｄｍａｘの値、すなわち平均検出値Ｄａｖｅに着目すると、グラデーション領域の平均検出値Ｄａｖｅよりもテクスチャ領域の平均検出値Ｄａｖｅの方が大きくなる。

したがって、平均検出値Ｄａｖｅと、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別するための適切な閾値ＴＨとに基づく閾値処理を行えば、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さい場合はグラデーション領域、また、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きい場合はテクスチャ領域またはエッジ領域として、区別することができる。

図８は、本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部２１６における閾値処理を説明するための説明図である。制御信号生成部２１６は、例えば図８に示すように、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいときにはグラデーション領域を示す「１」を制御信号Ｄｃとして出力し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ以上のときにはテクスチャ領域またはエッジ領域、すなわちグラデーション領域以外を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力する。

なお、本発明の実施形態に係る制御信号は、上記に限られない。例えば、制御信号生成部２１６は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいときにはグラデーション領域を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ以上のときにはグラデーション領域以外を示す「１」を制御信号Ｄｃとして出力することもできる。以下では、制御信号生成部２１６が、平均検出値Ｄａｖｅと閾値ＴＨとに基づいて、図８に示す制御信号Ｄｃを出力するものとして説明する。

ここで、制御信号生成部２１６は、上記〔ａ〕の処理によって色検出部２１０から伝達される色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた閾値ＴＨを設定する。したがって、入力画像信号に基づいて、所定の色領域に対応する入力画像信号と所定の色領域に対応しない入力画像信号とに対するグラデーション領域の判定の基準を変更した上で、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定することができる。また、画像処理部２００では、後述する階調数拡張部２０４が制御信号Ｄｃに基づいて選択的に平滑化が行われる。よって、制御信号Ｄｃを導出する基準を可変とすることによって、画像処理部２００では、所定の色領域に対応する入力画像信号を選択的に平滑化させる（あるいは、平滑化させない）ことが可能となる。したがって、画像処理部２００は、さらなる高画質化を図ることができる。

制御信号生成部２１６は、上記〔ａ〕の処理（閾値設定処理）、および上記〔ｂ〕の処理（閾値処理）によって、グラデーション領域の判定を画素ごとに行うことができる。

制御部２０２は、上記のような色検出部２１０、周波数成分検出部１０６、最大値選択部２１２、検出値平滑部２１４、および制御信号生成部２１６を備えることによって、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定することができる。

次に、階調数拡張部２０４について説明する。再度図２を参照すると、階調数拡張部２０４は、第１の階調数拡張部２０４ａと、第２の階調数拡張部２０４ｂと、第３の階調数拡張部２０４ｃとを備える。第１の階調数拡張部２０４ａは、制御信号Ｄｃに基づいて、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｒｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｒｏとして出力する。また同様に、第２の階調数拡張部２０４ｂ、第３の階調数拡張部２０４ｃは、それぞれ出力画像信号Ｇｏ、Ｂｏを出力する。

以下、第１の階調数拡張部２０４ａ、第２の階調数拡張部２０４ｂ、および第３の階調数拡張部２０４ｃの構成について説明する。なお、以下では、後述する平滑化画像信号Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを総称して「平滑化画像信号Ｄｓ」とよぶ場合がある。また、以下では、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを総称して「出力画像信号Ｄｏ」とよぶ場合がある。

図９は、本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部２０４の構成を説明する説明図である。なお、第１の階調数拡張部２０４ａ、第２の階調数拡張部２０４ｂ、および第３の階調数拡張部２０４ｃは、同様の構成をとることができるので、図９では、第１の階調数拡張部２０４ａ、第２の階調数拡張部２０４ｂ、および第３の階調数拡張部２０４ｃそれぞれを表すものとして「階調数拡張部２０４」を表している。

図９を参照すると、階調数拡張部２０４は、画像平滑部１１６と、選択部１１８とを備える。

画像平滑部１１６は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉを平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。画像平滑部１１６は、例えば、遮断周波数より大きな周波数の画像信号を減衰させるローパス・フィルタ（Low-Pass Filter。図示せず）と、制御部２０２が備える検出値平滑部２１４と同様に平滑化を行いさらにＮ＋ｋビットの精度の平滑化画像信号Ｄｓを出力する検出値平滑部（図示せず）とで構成することができる。ここで、平滑化画像信号Ｄｓは、上述した第２出力画像信号に該当する。なお、画像平滑部１１６が平滑化のために設定する平滑領域は、制御部２０２が備える検出値平滑部２１４と同様の領域とすることができるが、異なる領域であってもよい。

また、画像平滑部１１６は、ローパス・フィルタを備える構成に限られず、例えば、εフィルタ（ε-Filter）やバイラテラル・フィルタ（Bilateral Filter）を備えることもできる。上記フィルタは、微小な画像の変化だけを平滑化し、大きな画像の変化は平滑化しないという特徴を有することが知られている。これらを用いることにより、たとえ、領域の判定結果が誤った場合であっても、エッジ領域の劣化を最小限に抑制させることができる。

なお、画像平滑部１１６は、フィルタ係数やフィルタ長などが固定のフィルタで構成することができるが、上記に限られない。例えば、画像平滑部１１６は、制御信号生成部２１６から伝達される制御パラメータ（パラメータ選択部２２０の変形例参照）に応じてフィルタ係数やフィルタ長などが可変するフィルタで構成することもできる。

選択部１１８は、制御信号生成部２１６から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、以下の（ｉ）または（ｉｉ）に示すように、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを対応する画素ごとに選択的に出力する。

（ｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合には、選択部１１８は、入力画像信号Ｄｉをｋビット左へシフトさせ、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号を出力する。

（ｉｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合には、選択部１１８は、画像平滑部１１６から出力されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を出力画像信号Ｄｏとして出力する。

階調数拡張部２０４は、第１の階調数拡張部２０４ａ、第２の階調数拡張部２０４ｂ、および第３の階調数拡張部２０４ｃそれぞれが、例えば図９に示す構成を有する。よって、階調数拡張部２０４は、制御部２０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて、第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力することができる。

〔画像処理部２００における各信号〕
画像処理部２００は、上述した構成によって、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を判定する。そして、画像処理部２００は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれと、グラデーション領域の判定結果を示す制御信号Ｄｃとに基づいて、Ｎ＋ｋビットの第１出力画像信号、または平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして選択的に出力する。ここで、画像処理部２００における上述した各信号の一例をグラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて示す。

図１０は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部２００における各信号の一例を示す説明図である。なお、図１０では、説明の簡単化のために、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉのうち、ある１色に対応する入力画像信号が存在し、その他の入力画像信号が０（ゼロ）である場合を示している。また、上記の場合、周波数成分検出部１０６から出力される周波数成分検出値Ｄｆは、周波数成分検出値Ｄｆ＝最大検出値Ｄｍａｘとなるので、図１０では、最大検出値Ｄｍａｘを省略している。ここで、図１０（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図１０（ｂ）は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを示している。同様に、図１０（ｃ）〜図１０（ｇ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、平滑化画像信号Ｄｓ、出力画像信号Ｄｏをそれぞれ示している。

〔Ａ〕グラデーション領域（図１０（１））
（Ａ−１）図１０（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる。

（Ａ−２）図１０（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１２から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は小さく、検出される頻度も低い。

（Ａ−３）図１０（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１４において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。周波数成分検出値Ｄｆの値は小さく、検出される頻度も低い。

（Ａ−４）図１０（ｄ）
検出値平滑部２１４において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる。

（Ａ−５）図１０（ｅ）
制御信号生成部２１６において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図１０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す。

（Ａ−６）図１０（ｆ）
画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなる。

（Ａ−７）図１０（ｇ）
図１０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１１８は、画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。

図１０に示すように、グラデーション領域では、出力画像信号Ｄｏとして平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるので、グラデーション領域の変化がより滑らかになる。

〔Ｂ〕テクスチャ領域（図１０（２））
（Ｂ−１）図１０（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ変化しながら凹凸を形成するテクスチャ領域を例に挙げる。

（Ｂ−２）図１０（ｂ）
図１０（１）のグラデーション領域と比較して、バンドパス・フィルタ１１２から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は同程度であるが、検出される頻度は高い。

（Ｂ−３）図１０（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１４において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図１０（１）のグラデーション領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は同程度であるが、検出される頻度は高い。

（Ｂ−４）図１０（ｄ）
検出値平滑部２１４において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも比較的大きな値となる。

（Ｂ−５）図１０（ｅ）
制御信号生成部２１６において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図１０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。

（Ｂ−６）図１０（ｆ）
画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、凹凸の変化が乏しくなる。

（Ｂ−７）図１０（ｇ）
図１０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１１８は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。

図１０に示すように、テクスチャ領域では、出力画像信号Ｄｏとして入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号が出力されるので、凹凸の変化を損なうことがなくなる。したがって、画像のぼやけを防止することができる。

〔Ｃ〕エッジ領域（図１０（３））
（Ｃ−１）図１０（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、急峻に変化するエッジ領域を例に挙げる。

（Ｃ−２）図１０（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１２から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、振幅の大きさに幅がある。

（Ｃ−３）図１０（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１４において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図１０（１）のグラデーション領域、図１０（２）のテクスチャ領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は非常に大きくなる。

（Ｃ−４）図１０（ｄ）
検出値平滑部２１４において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、エッジの近傍において閾値ＴＨよりも十分に大きな値となる。

（Ｃ−５）図１０（ｅ）
制御信号生成部２１６において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。エッジ近傍の領域では図１０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。また、エッジ近傍から遠い領域では、図１０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さくなるため制御信号Ｄｃはグラデーション領域を表す「１」を示す。

（Ｃ−６）図１０（ｆ）
画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、エッジの急峻さは鈍る。

（Ｃ−７）図１０（ｇ）
エッジ近傍の領域では、図１０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１１８は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。また、エッジ近傍から遠い領域では、図１０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１１８は、画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。

図１０に示すように、エッジ領域では、エッジ近傍では画像は平滑化されず、エッジ近傍以外の変化の小さい領域では画像が平滑化されてより滑らかになる。

画像処理部２００は、入力される入力画像信号Ｄｉに基づいて、図１０に示すように、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて、画質の劣化が生じないように適した出力画像信号Ｄｏを出力することができる。

〔画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号〕
次に、図１０の比較例として、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合、すなわち、周波数成分検出値Ｄｆに対して閾値処理を行う場合における信号を、〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合、〔ＩＩ〕閾値が小さい場合それぞれについて示す。なお、以下では、図１０の場合と比較するために、図１０と同様に、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉのうち、ある１色に対応する入力画像信号が存在し、その他の入力画像信号が０（ゼロ）である場合を例に挙げて説明する。

〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。ここで、図１１（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１１（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。

図１１（ａ）を参照すると、上述したように周波数成分検出値Ｄｆは、グラデーション領域、テクスチャ領域ともに同程度の小さな値となる。ここで、図１１（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回るよう、閾値ＴＨをやや大きく設定した場合、テクスチャ領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回る可能性が高い。このとき、図１１（ｂ）に示すように、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの場合も、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を示す「１」を示す。

したがって、選択部１１８は、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの領域に対しても画像平滑部１１６が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。上記の場合には、テクスチャ領域に対しても平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるため、テクスチャ領域の凹凸の変化が損なわれる、すなわち画像がぼやけるという問題が生ずる。

また、エッジ領域では、エッジ近傍で周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨよりも十分大きくなる。したがって、制御信号Ｄｃはエッジ近傍のみグラデーション領域以外の領域を示す「０」となるため、エッジ近傍では平滑化されず、エッジ以外のグラデーション領域は滑らかに変換される。つまり、エッジ領域では特に問題は生じない。

〔ＩＩ〕閾値ＴＨが小さい場合
図１２は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。ここで、図１２（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１２（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。

図１２（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回るよう、閾値ＴＨをやや小さく設定した場合、グラデーション領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所が出てくる。ここで、周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所とは、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所を意味するが、図１２（ｂ）に示すように制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。したがって、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所では平滑化されず、図１０（１）に示すようなグラデーション領域の階段状の変化を滑らかにすることができないという問題が生ずる。

また、エッジ領域では、エッジ近傍以外のグラデーション領域についても制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となるので、上記グラデーション領域と同様の問題が生じる。

図１１、図１２に示すように、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合には、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて問題が生じる。

これに対して、本発明の第１の実施形態に係る表示装置２０００の画像処理部２００は、検出値平滑部２１４を備えて検出値平滑処理を行うことによって、グラデーション領域と、グラデーション領域以外の領域（テクスチャ領域およびエッジ領域）を区別することができる。特に、画像処理部２００は、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別できるため、誤ってテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。

〔Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いる意義〕
次に、画像処理部２００が、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることの意義について説明する。

図１３は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部２００におけるＲ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いる意義を説明するための説明図であり、第１の実施形態に係る画像処理部２００における各信号の一例を示している。ここで、図１３では、テクスチャ領域における各信号の一例を示している。カラー画像におけるテクスチャ領域では、３色のＲ／Ｇ／Ｂ画像信号が同様な頻度で変化するとは限らず、むしろＲ／Ｇ／Ｂで変化の頻度に差があるのが一般的であるからである。

図１３（ａ）〜（ｃ）は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉをそれぞれ示している。また、図１３（ｄ）〜（ｆ）は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆをそれぞれ示している。ここで、図１３（ａ）の入力画像信号Ｒｉは、比較的凹凸が多いため、図１３（ｄ）の周波数成分検出値Ｒｆは比較的高い頻度で検出されている。また、図１３（ｂ）、（ｃ）の入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉは変化が少ないため、図１３（ｅ）の周波数成分検出値Ｇｆおよび図１３（ｆ）の周波数成分検出値Ｂｆの検出の頻度は低い。

図１３（ｇ）は、最大検出値Ｄｍａｘを示している。ここで、画像処理部２００は、各画素ごとに周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値を選択するので、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ単独の場合よりも、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高くなる。

図１３（ｈ）は平均検出値Ｄａｖｅを示し、図１３（ｉ）は制御信号Ｄｃを示している。ここで、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高いため、平均検出値Ｄａｖｅは閾値ＴＨよりも大きな値をとり、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。

ここで、仮に周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆに対して、最大値を選択することなく各色ごとに領域の判別を行うとすると、入力画像信号の変化の少ないＧとＢについてはグラデーション領域として検出され、画像が平滑化される恐れがある。図１３に示す入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉのように変化が少ない画像信号であっても、テクスチャ領域ではそもそも画像信号の変化の幅が小さいため、鮮鋭感への寄与は無視できない。つまり、テクスチャ領域では、変化の少ない入力画像信号が平滑化されることによって、鮮鋭感が損なわれてしまう。画像処理部２００は、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることにより、上記の問題の発生を防止することができる。

〔色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた制御信号Ｄｃの一例〕
上述したように、画像処理部２００は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて色検出信号Ｄｃｏｌを画素ごとに出力し、色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて閾値ＴＨを設定する。そこで、次に、色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて閾値ＴＨが設定されることの効果を説明するために、色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて生成される制御信号Ｄｃの一例を示す。なお、以下では、色検出部２１０が図３に示す色領域を用いて色検出信号Ｄｃｏｌを出力する場合を例に挙げて説明する。

＜１＞第１の例
図１４は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部２００における色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた制御信号Ｄｃの第１の例を示す説明図である。ここで、図１４（ａ）は最大検出値Ｄｍａｘを示し、図１４（ｂ）は平均検出値Ｄａｖｅ、そして、図１４（ｃ）は制御信号Ｄｃをそれぞれ示している。また、図１４（１）は、色検出信号Ｄｃｏｌ＝０（所定の色領域に含まれていないことを示す）の場合を示しており、図１４（２）は、色検出信号Ｄｃｏｌ＝１（所定の色領域に含まれていることを示す）の場合を示している。

図１４（ａ）に示すように、異なる画像を示す入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが画像処理部２００に入力された場合であっても、最大検出値Ｄｍａｘが一致することが起こりうる。ここで、色検出部２１０は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて色検出信号Ｄｃｏｌを出力するので、上記の場合であっても色検出信号Ｄｃｏｌが互いに異なることがある。

このとき、図１４（ｂ）に示すように、制御信号生成部２１６は、色検出信号Ｄｃｏｌ＝０の場合には閾値ＴＨ＝閾値ＴＨ１を設定し（図１４（１）（ｂ））、色検出信号Ｄｃｏｌ＝１の場合には色検出信号Ｄｃｏｌ＝１の場合には閾値ＴＨ＝閾値ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）を設定する（図１４（２）（ｂ））。したがって、図１４（ａ）に示すように最大検出値Ｄｍａｘが一致する場合であっても、制御信号生成部２１６は、設定される閾値ＴＨによって異なる制御信号Ｄｃを出力することができる（図１４（ｃ））。

＜２＞第２の例
図１５は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部２００における色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた制御信号Ｄｃの第２の例を示す説明図である。図１５は、異なる画像を示す入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが画像処理部２００に入力された場合であって、最大検出値Ｄｍａｘが一致する場合における他の例を示している。

図１５を参照すると、図１４と同様に、最大検出値Ｄｍａｘが一致する異なる画像を示す入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが画像処理部２００に入力された場合であっても、制御信号生成部２１６が、設定される閾値ＴＨによって異なる制御信号Ｄｃの出力が可能であることが分かる（図１５（ｃ））。

図１４、図１５に示すように、最大検出値Ｄｍａｘが一致する異なる画像を示す入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが画像処理部２００に入力された場合であっても、制御信号生成部２１６は、色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて設定された閾値ＴＨに基づいて制御信号Ｄｃを出力する。したがって、画像処理部２００は、例えば、画像の品質が悪いために、通常のグラデーション領域の判定を行うための閾値（第２の閾値）を用いた場合には、本来グラデーション領域であるはずの画像領域がグラデーション領域として判定されない入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉが入力されたとしても、色検出信号Ｄｃｏｌの値に基づいて閾値ＴＨを設定することによって、平滑化することができる。例えば、色検出部２１０が図３に示す青空を示す色が含まれる色領域を用いて色検出信号Ｄｃｏｌを出力する場合には、画像処理部２００は、グラデーション領域の段差が大きい箇所や、あるいはテクスチャ領域であっても、所望の画像領域を滑らかに変換する（平滑化する）ことができる。

画像処理部２００は、上述した構成によって、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を判定し、Ｎ＋ｋビットの第１出力画像信号、または平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして選択的に出力することができる。

再度図１を参照して、表示装置２０００の構成について説明する。表示部１９０は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有し、画像処理部２００から出力されるＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像を表示する。

〔表示部１９０の構成例〕
表示部１９０は、例えば、画像表示部（図示せず）と、行駆動部（図示せず）と、列駆動部（図示せず）と、電源供給部（図示せず）と、表示制御部（図示せず）とを備える。

画像表示部は、例えば、マトリクス状（行列状）に配置された複数の画素を備える。例えば、ＳＤ（Standard Definition）解像度の映像を表示する画像表示部は、少なくとも６４０×４８０＝３０７２００（データ線×走査線）の画素を有し、カラー表示のために当該画素が赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のサブピクセル（sub pixel）からなる場合には、６４０×４８０×３＝９２１６００（データ線×走査線×サブピクセルの数）のサブピクセルを有する。同様に、例えば、ＨＤ（High Definition）解像度の映像を表示する表示部は、１９２０×１０８０の画素を有し、カラー表示の場合には、１９２０×１０８０×３のサブピクセルを有する。

また、画像表示部は、例えば、画素ごとに印加する電圧量／電流量を制御するための画素回路を備えていてもよい。画素回路は、例えば、印加される走査信号および電圧信号により電流量を制御するためのスイッチ素子およびドライブ素子と、電圧信号を保持するためのキャパシタで構成される。上記スイッチ素子および上記ドライブ素子は、例えば、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）で構成される。

行駆動部および列駆動部は、例えば、画像表示部が有する複数の画素に電圧信号を印加して各画素を発光させる。ここで、行駆動部および列駆動部は、一方が画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧信号（走査信号）を印加し、他方が表示させる映像に応じた電圧信号（画像信号）を印加する役割を果たすことができる。また、行駆動部および列駆動部の駆動方式としては、例えば、上記マトリクス状に配置された画素ごとに発光させる点順次駆動走査方式、上記マトリクス状に配置された画素を一列ごとに発光させる線順次駆動走査方式、そして、上記マトリクス状に配置された全ての画素を発光させる面順次駆動走査方式などが挙げられる。

電源供給部は、行駆動部および列駆動部に電源を供給し、行駆動部および列駆動部には電圧が印加される。また、電源供給部が、行駆動部および列駆動部に印加する電圧の大きさは、画像処理部２００から出力される出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに応じて可変する。

表示制御部は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、画像処理部２００から出力される出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに応じて、行駆動部および列駆動部の一方に画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧を画素に印加するための制御信号を入力し、また、他方に画像信号を入力する。また、表示制御部は、画像処理部２００から出力される出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに応じて、電源供給部による行駆動部および列駆動部への電源の供給を制御することもできる。

表示部１９０は、上記のような構成により、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに応じた画像を表示する。ここで、表示部１９０としては、例えば、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示デバイスや、ＬＣＤやＤＭＤ（Digital Micromirror Device。デジタル・マイクロミラー・デバイス）などの別途の光源を有する非発光型の表示デバイスが挙げられるが、上記に限られない。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る表示装置２０００は、カラー画像を示す複数チャンネルの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（それぞれＮビットの入力画像信号）を、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに補正する画像処理部２００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部２００は、制御部２０２と階調数拡張部２０４とを備え、制御部２０２が入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部２０４が、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する。したがって、表示装置２０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。

また、表示装置２０００は、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正することができるので、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置２０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。

また、一般的に、階調性能が不足する場合には、視覚的には、グラデーション領域では等高線状に偽輪郭が生じるなどの画質劣化がユーザにより視認され、エッジ領域やテクスチャ領域では画質劣化が目立ちにくい。表示装置２０００は、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。

さらに、表示装置２０００は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて色検出信号Ｄｃｏｌを画素ごとに導出し、導出された色検出信号Ｄｃｏｌに応じてグラデーション領域の判定に用いる閾値ＴＨ（基準値）を設定する。そして、表示装置２０００は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと設定された閾値ＴＨとに基づいて、制御信号Ｄｃを出力する。上記のように色検出信号Ｄｃｏｌに基づいてグラデーション領域の判定に用いる閾値ＴＨ（基準）を変更することによって、表示装置２０００は、例えば、青空などのように平滑化されることによってより高画質化が期待される領域の平滑化を優先的に行うことができ、また、芝生などのように平滑化されると質感が損なわれて画質の低下が生じかねない領域が平滑化されることを防止することができる。したがって、表示装置２０００は、さらなる高画質化を図ることができる。

[表示装置２０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第１の実施形態に係る第１の表示装置２０００として、図４に示すように周波数成分検出部１０６（第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれ）が一つのバンドパス・フィルタ１１２を備えることにより周波数成分検出値Ｄｆを出力する構成を示した。しかしながら、第１の実施形態に係る周波数成分検出部は、図４の構成に限られず、複数のバンドパス・フィルタを備える構成とすることもできる。

図１６は、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例を示すブロック図である。ここで、図１６は、図４に示す第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれに対応する変形例を示している。なお、図１６では、バンドパス・フィルタを２つ備える構成を例を示しているが、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例が、２つのバンドパス・フィルタを備える構成に限られないことは、言うまでもない。

図１６を参照すると、変形例に係る周波数成分検出部は、第１のバンドパス・フィルタ１１２ａ、第１の係数乗算部１２０ａ、および第１の絶対値変換部１１４ａと、第２のバンドパス・フィルタ１１２ｂ、第２の係数乗算部１２０ｂ、および第２の絶対値変換部１１４ｂと、最大値選択部１２２とを備える。

第１のバンドパス・フィルタ１１２ａには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ１をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１を出力する。

第１の係数乗算部１２０ａは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に所定の係数Ｋ１を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１を出力する。ここで、第１の係数乗算部１２０ａが乗算に用いる係数Ｋ１の情報は、例えば、画像処理部２００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、係数Ｋ１の情報は、第１の係数乗算部１２０ａが記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置２０００の記憶部（図示せず）に記憶され、第１の係数乗算部１２０ａが当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。

第１の絶対値変換部１１４ａは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１の絶対値を算出して第１周波数成分検出値Ｄｆ１を出力する。

また、第２のバンドパス・フィルタ１１２ｂには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ２をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２を出力する。第２の係数乗算部１２０ｂは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に所定の係数Ｋ２を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２を出力し、第２の絶対値変換部１１４ｂは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２の絶対値を算出して第２周波数成分検出値Ｄｆ２を出力する。ここで、第２の係数乗算部１２０ｂが乗算に用いる係数Ｋ２の情報は、第１の係数乗算部１２０ａが乗算に用いる係数Ｋ１と同様に、例えば、画像処理部２００が備える記憶手段に記憶されて当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。

最大値選択部１２２は、対応する画素ごとに周波数成分検出値Ｄｆ１、Ｄｆ２のうち大きい方の値を選択して、周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。

ここで、変形例に係る周波数成分検出部が図１６の構成をとる意義について説明する。図１７は、本発明の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例を説明するための説明図である。図１７では、係数Ｋ１＝１、係数Ｋ２＝０．５に設定した場合の例を示しているが、係数Ｋ１、Ｋ２の値は、上記に限られない。

図１７に示すＦＢは、テクスチャ領域に多く含まれる主な周波数成分の帯域であり、テクスチャ領域の主な周波数成分が周波数ｆ１となるように、第１のバンドパス・フィルタ１１２ａを設定する。ここで、第１のバンドパス・フィルタ１１２ａは周波数ｆ１をピークとする特性を持つが、第１のバンドパス・フィルタ１１２ａだけでは周波数帯域ＦＢの範囲をすべてカバーすることができない。例えば、テクスチャ領域が周波数ｆ２付近の成分を多く含む場合には、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１がほとんど０（ゼロ）に近い値をとり、周波数成分検出値Ｄｆもほとんど０（ゼロ）となるので、テクスチャ領域がグラデーション領域として誤検出される恐れがある。

図１７に示すＤｋ１は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に係数Ｋ１＝１を乗じた特性を示し、Ｄｋ２はＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に係数Ｋ２＝０．５を乗じた特性を示している。Ｄｋ１とＤｋ２を絶対値に変換した第１周波数成分検出値Ｄｆ１および第２周波数成分検出値Ｄｆ２の最大値を選択することによって、周波数ｆ１付近では第１周波数成分検出値Ｄｆ１が選択され、周波数ｆ２付近では第２周波数成分検出値Ｄｆ２が選択される。

したがって、図１７に示すように周波数特性の異なる複数のバンドパス・フィルタを用いることによって、帯域ＦＢ全体をカバーすることができる。

第１の変形例に係る表示装置は、周波数成分検出部の構成が、図４に示す周波数成分検出部１０６と異なるが、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆを出力することができる。また、第１の変形例に係る表示装置におけるその他の構成は、第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様である。したがって、第１の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様の効果を奏することができる。

〔第２の変形例〕
上記では、第１の実施形態に係る表示装置２０００として、画像処理部２００が、１つの閾値ＴＨを用いて図８に示すような２値の制御信号Ｄｃを生成し、第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記の構成に限られない。そこで、次に、第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置として、画像処理部が第１出力画像信号と第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号Ｄｃを生成し、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じた出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力する構成について説明する。なお、第２の変形例に係る表示装置の画像処理部は、図２と同様の構成を有する。

図１８は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の第２の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。第２の変形例に係る制御信号生成部は、閾値ＴＨｍ（第３の閾値／第５の閾値）、閾値ＴＨｎ（第４の閾値／第６の閾値）、および検出値平滑部から出力される平均検出値Ｄａｖｅを用いた閾値処理により制御信号Ｄｃを出力する。

ここで、上記閾値ＴＨｍ、閾値ＴＨｎの値は、第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様に、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて導出された色検出信号Ｄｃｏｌに基づいて設定される。図３に示す色領域を用いて色検出信号Ｄｃｏｌが導出される場合を例に挙げて説明すると、例えば、色検出信号Ｄｃｏｌ＝１（所定の色領域に含まれていることを示す。第１色検出信号。）である場合には、第２の変形例に係る制御信号生成部は、閾値ＴＨｍとして閾値ＴＨ３（第３の閾値）を設定し、閾値ＴＨｎとして閾値ＴＨ４（第４の閾値。ここで、ＴＨ３＜ＴＨ４。）を設定する。また、例えば、色検出信号Ｄｃｏｌ＝０（所定の色領域に含まれていないことを示す。第２色検出信号。）である場合には、第２の変形例に係る制御信号生成部は、閾値ＴＨｍとして閾値ＴＨ５（第５の閾値。ここで、ＴＨ５＜ＴＨ３）を設定し、閾値ＴＨｎとして閾値ＴＨ６（第６の閾値。ここで、ＴＨ５＜ＴＨ６。）を設定する。

より具体的に説明すると、第２の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨｍより小さいとき、グラデーション領域を表す制御信号「１」を生成し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨｎより大きいとき、グラデーション領域以外の領域を示す制御信号「０」を生成する。また、第２の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨｍと閾値ＴＨｎとの間である場合には、例えば、Ｄｃ＝１とＤｃ＝０とを結ぶ直線（すなわち、閾値ＴＨｍ、ＴＨｎの設定により一意に定まる。）に基づいて、中間的な値の制御信号Ｄｃを生成する。上記のように生成される制御信号Ｄｃは、第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）の混合比率を示す。

ここで、第２の変形例に係る制御信号生成部がグラデーション領域を判定するために用いる閾値ＴＨｍ、ＴＨｎの情報は、例えば、画像処理部が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、閾値ＴＨｍ、ＴＨｎの情報は、制御信号生成部が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置の記憶部（図示せず）に記憶され、制御信号生成部が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。

図１９は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の第２の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。なお、第２の変形例に係る第１の階調数拡張部、第２の階調数拡張部、および第３の階調数拡張部は、同様の構成をとることができるので、図１９では、第２の変形例に係る第１の階調数拡張部、第２の階調数拡張部、および第３の階調数拡張部それぞれを表すものとして「第２の変形例に係る階調数拡張部」を表している。図１９を参照すると、第２の変形例に係る階調数拡張部は、画像平滑部１１６と、混合部１２６とを備える。

画像平滑部１１６は、図９に示す画像平滑部１１６と同様の構成を有し、Ｎビットの入力画像信号を平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。

混合部１２６は、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じて、対応する画素ごとに平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号とを、Ｄｃ：（１−Ｄｃ）の割合で混合し、出力画像信号Ｄｏとして出力する。

ここで、第２の変形例に係る階調数拡張部が、平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、第１出力画像信号とを混合して出力する意義について説明する。入力画像信号Ｄｉに微小なノイズが混じることによって、同様の画像の同じ表示位置に対応する平均検出値Ｄａｖｅが時間的に変化し、閾値ＴＨを上回ったり下回ったりする場合がある。このとき、単純な閾値処理では、制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」とグラデーション領域以外の領域を示す「０」とを交互に行き来するため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）とが交互に選択されて、ちらつきとなってユーザに視認される恐れがある。

一方、混合処理では、混合比率を示す制御信号Ｄｃが「１」と「０」の中間の値をとりうるため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）との比率が極端に変化することはない。したがって、第２の変形例に係る表示装置は、第１の実施形態に係る表示装置２０００よりも、ちらつきの発生を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置は、制御信号生成部における制御信号Ｄｃの生成手段、および階調数拡張部の構成が、上述した第１の実施形態に係る表示装置２０００と異なるが、表示装置２０００と同様に、制御信号Ｄｃに基づいて出力画像信号Ｄｏを出力して表示することができる。したがって、第２の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様の効果を奏することができる。

〔第３の変形例〕
上記では、第１の実施形態に係る表示装置２０００として水平方向の処理を例に挙げて説明したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の画像処理部が行う処理は、水平方向の処理に限られない。そこで、次に、第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置として、画像処理部が水平方向、垂直方向に順次に処理を行う構成について説明する。

図２０は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置２５００を示すブロック図である。図２０を参照すると、表示装置２５００は、画像処理部２５０と、表示部１９０を備える。ここで、表示部１９０は、図１に示す表示部１９０と同様の構成をとり、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する。

画像処理部２５０は、水平制御部２０２ｈと、水平階調数拡張部２０４ｈと、垂直制御部２０２ｖと、垂直階調数拡張部２０４ｖとを備える。

水平制御部２０２ｈは、入力された入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて、水平方向のグラデーション領域であるか否かを示す水平制御信号Ｄｈｃを画素ごとに出力する。ここで、水平制御部２０２ｈは、例えば、図２に示す制御部２０２と同様の構成をとることによって、水平制御信号Ｄｈｃを出力することができる。

水平階調数拡張部２０４ｈは、水平制御信号Ｄｈｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に水平方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｈｏ、Ｇｈｏ、Ｂｈｏを出力する。ここで、画像信号Ｒｈｏ、Ｇｈｏ、Ｂｈｏは、水平方向には階調性能が向上しているが、垂直方向には階調性能は向上しておらず、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと同等である。また、水平階調数拡張部２０４ｈは、例えば、図２に示す階調数拡張部２０４と同様の構成をとることによって、画像信号Ｒｈｏ、Ｇｈｏ、Ｂｈｏを出力することができる。

垂直制御部２０２ｖは、入力された画像信号Ｒｈｏ、Ｇｈｏ、Ｂｈｏに基づいて、垂直方向のグラデーション領域であるか否かを示す垂直制御信号Ｄｖｃを画素ごとに出力する。ここで、垂直制御部２０２ｖは、例えば、図２に示す制御部２０２と同様の構成をとることによって、垂直制御信号Ｄｖｃを出力することができる。

垂直階調数拡張部２０４ｖは、垂直制御信号Ｄｖｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に垂直方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力する。ここで、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏは、水平方向に加えて、垂直方向の階調性能も向上している。また、垂直階調数拡張部２０４ｖは、例えば、図２に示す階調数拡張部２０４と同様の構成をとることによって、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力することができる。

図２０に示すように、水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行することによって、第３の変形例に係る表示装置２５００は、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。

また、第３の変形例に係る表示装置２５００は、水平方向の処理、垂直方向の処理それぞれを第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様に行うことができるので、上述した第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様の効果を奏することができる。

なお、上記では、第３の変形例に係る表示装置２５００として、画像処理部２５０が水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行する構成を示したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、第１の実施形態に係る表示装置は、水平方向と垂直方向とを２次元処理で一括に実行することもできる。かかる構成であっても、第３の変形例に係る表示装置と同様に、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。

（第１の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第１の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。

（第１の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
コンピュータを、本発明の第１の実施形態に係る表示装置として機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

[画像処理装置に係るプログラム]
コンピュータを、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置として機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

（第１の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２１に示す画像処理方法を表示装置２０００が行うとして説明するが、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。

表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ１００）。ステップＳ１００の検出は、例えば、１または複数のバンドパス・フィルタを用いて行うことができる。

表示装置２０００は、ステップＳ１００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ１０２）。

表示装置２０００は、ステップＳ１０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ１０４）。

表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて、所定の色領域に含まれるか否かを画素ごとに検出する（Ｓ１０６）。表示装置２０００は、例えば、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを上記所定の色領域に対応する色空間に変換してステップＳ１０６の判定を行うが、上記に限られない。

表示装置２０００は、ステップＳ１０６における検出結果（色検出信号Ｄｃｏｌ）に基づいて、グラデーション領域の判定に用いるパラメータ（閾値ＴＨ）を設定する（Ｓ１０８）。ここで、表示装置２０００は、例えば、色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じて予め設定された閾値ＴＨ１または閾値ＴＨ２のいずれかをグラデーション領域の判定に用いる閾値ＴＨとして選択することによって、ステップＳ１０８の処理を行うが、上記に限られない。

なお、図２１では、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理の後にステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理とステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置２０００は、例えば、ステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理の後にステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理を行うことができ、また、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理とステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理とを同期して行うこともできる。

表示装置２０００は、ステップＳ１０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）と、ステップＳ１０８において設定されたパラメータ（閾値ＴＨ）とに基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ１１０）。ここで、表示装置２０００は、例えば、ステップＳ１０８において設定された閾値ＴＨを用いた閾値処理によって、制御信号Ｄｃを生成する。

表示装置２０００は、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ１１０において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ１１２）。

図２１に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置２０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することによって高画質化を図ることができる。

（第２の実施形態）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮ＋ｋビットの階調性能を有する構成について説明した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置が備える表示部は、Ｎ＋ｋビットの階調性能に限られず、Ｎビットの階調性能を有することもできる。そこで、次に、本発明の第２の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮビットの階調性能を有する構成について説明する。

図２２は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置４０００を示すブロック図である。図２２を参照すると、表示装置４０００は、画像処理部４００と、表示部４９０とを備える。

画像処理部４００は、制御部２０２と、階調数拡張部２０４と、擬似階調処理部４０２とを備える。制御部２０２および階調数拡張部２０４は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理部２００が備える制御部２０２および階調数拡張部２０４と同様の構成を有する。つまり、制御部２０２は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部２０４は、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、Ｂｅとして出力する。

擬似階調処理部４０２は、擬似的な中間階調を使ってＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、ＢｅそれぞれをＮビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換する。

ここで、擬似階調処理部４０２における擬似階調処理について説明する。なお、以下では、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉのうち、入力画像信号Ｒｉを例に挙げて説明するが、入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉについても同様である。

図２３は、本発明の第２の実施形態に係る擬似階調処理部４０２における擬似階調処理の一例を説明するための説明図であり、擬似階調処理としてディザ処理を用いる場合の例を示している。図２３（ａ）はディザ処理を行う２×２画素の領域を示しており、図２３（ｂ）はディザパターンの一例を示している。

ディザ処理は、図２３（ａ）のＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｅにおける画素ａ〜ｄに対して、図２３（ｂ）のディザパターンの各画素位置に対応する値を加算した後に、下位ｋビットを丸めることにより、上位Ｎビットを出力画像信号として出力する処理である。ここで、ディザ処理は擬似階調処理の一種であり、少ないビット数でより多くのビット数の階調を擬似的に表示することができることが知られている。

擬似階調処理部４０２は、擬似階調処理としてディザ処理を用いることによって、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｒｅを変換してグラデーション領域の階調性能を向上させたＮビットの出力画像信号Ｒｏを出力することができる。

［擬似階調処理の他の例］
なお、擬似階調処理部４０２における擬似階調処理は、上記ディザ処理に限られない。例えば、擬似階調処理部４０２は、擬似階調処理として誤差拡散処理を用いることができる。ここで、誤差拡散処理とは、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮビットに丸めたときの下位ｋビット（「誤差データ」という。）の値を周囲の画素信号に加算あるいは減算して、誤差データを拡散していくことによって、擬似的な中間階調を得る方法である。擬似階調処理部４０２は、誤差拡散処理を用いて擬似階調処理を行ったとしても、上記ディザ処理を用いる場合と同様の効果を得ることができる。

再度図２２を参照して、表示装置４０００の構成要素について説明する。表示部４９０は、Ｎビットの階調性能を有し、画像処理部４００から出力されるＮビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像を表示する。

上述したように、表示装置４０００は、画像処理部４００がＮビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを一旦階調数を拡張してＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、Ｂｅに変換した後に、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換することによって、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置４０００は、表示部４９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。

以上のように、本発明の第２の実施形態に係る表示装置４０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、ＢｉをＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、Ｂｅに変換した後に擬似階調処理を用いてＮビットのＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換する画像処理部４００と、Ｎビットの階調性能を有する表示部４９０とを備える。画像処理部４００は、第１の実施形態に係る制御部２０２および階調数拡張部２０４と同様の構成を有する制御部２０２と階調数拡張部２０４とを備え、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、Ｂｅとして出力する。したがって、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置２０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。

また、表示装置４０００は、画像処理部４００が擬似階調処理部４０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮ＋ｋビットの画像信号Ｒｅ、Ｇｅ、ＢｅをＮビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置４０００は、表示部４９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。

[表示装置４０００の変形例]
第２の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。

（第２の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第２の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第２の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。

（第２の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
コンピュータを、本発明の第２の実施形態に係る表示装置として機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行って階調性能を向上させて高画質化を図ることができる。

[画像処理装置に係るプログラム]
コンピュータを、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置として機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行って階調性能を向上させて高画質化を図ることができる。

（第２の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２４は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２４に示す画像処理方法を表示装置４０００が行うとして説明するが、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ２００）。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１０２と同様に、ステップＳ２００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ２０２）。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１０４と同様に、ステップＳ２０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ２０４）。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１０６と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいて、所定の色領域に含まれるか否かを画素ごとに検出する（Ｓ２０６）。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１０８と同様に、ステップＳ２０６における検出結果（色検出信号Ｄｃｏｌ）に基づいて、グラデーション領域の判定に用いるパラメータ（閾値ＴＨ）を設定する（Ｓ２０８）。

なお、図２４では、ステップＳ２００〜Ｓ２０４の処理の後にステップＳ２０６、Ｓ２０８の処理が行われる例を示しているが、図２１に示す第１の実施形態に係る画像処理方法と同様に、表示装置４０００は、ステップＳ２００〜Ｓ２０４の処理とステップＳ２０６、Ｓ２０８の処理とをそれぞれ独立に行うことができる。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１１０と同様に、ステップＳ２０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）と、ステップＳ２０８において設定されたパラメータ（閾値ＴＨ）とに基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ２１０）。

表示装置４０００は、図２１のステップＳ１１２と同様に、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ１１０において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ２１２）。

表示装置４０００は、ステップＳ２１２において出力された画像信号（第１出力画像信号または第２出力画像信号）に対して擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ）に変換する（Ｓ２１４）。ここで、表示装置４０００は、例えば、ディザ処理や誤差拡散処理を用いることにより、ステップＳ２１４の擬似階調処理を行うことができる。

図２４に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置４０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることによって、高画質化を図ることができる。

以上、第１、第２の実施形態として表示装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。例えば、本発明の実施形態は、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示装置や、ＬＣＤやＤＭＤなどの別途の光源を有する非発光型の表示装置、テレビジョン（Television）放送を受信する受信装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、ＰＣ（Personal Computer）、サーバ（Server）などのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置など、様々な機器に適用することができる。

また、第１、第２の実施形態に係る画像処理装置は、例えば、有機ＥＬディスプレイやＬＣＤなどの表示装置や、ＰＣなどのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置など、様々な機器に適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る所定の色領域の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタの周波数特性の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部における平滑化処理の一例を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る閾値設定処理を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部の構成を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部におけるＲ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いる意義を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた制御信号Ｄｃの第１の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における色検出信号Ｄｃｏｌの値に応じた制御信号Ｄｃの第２の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置の第２の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示装置の第２の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る擬似階調処理部における擬似階調処理の一例を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。

符号の説明

１０６ 周波数成分検出部
１１６ 画像平滑部
１１８ 選択部
１２２ 最大値選択部
１２６ 混合部
１９０、４９０ 表示部
２００、２５０、４００ 画像処理部
２０２ 制御部
２０４ 階調数拡張部
２１０ 色検出部
２１２ 最大値選択部
２１４ 検出値平滑部
２１６ 制御信号生成部
４０２ 擬似階調処理部
２０００、２５００、４０００ 表示装置
１１２ バンドパス・フィルタ

Claims (10)

1. Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像処理装置であって、
   複数の前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力する色検出部と、
   前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
   前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択する最大値選択部と、
   前記最大値選択部が選択した信号に基づいて各画素に対応する信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
   前記色検出信号と前記検出値平滑部が平滑化した信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
   Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
   を備えることを特徴とする、画像処理装置。
2. 前記制御信号生成部は、
   前記色検出信号が所定の色を表すことを示す第１色検出信号である場合には、第１の閾値に基づいて前記制御信号を生成し、
   前記色検出信号が所定の色を表すことを示さない第２色検出信号である場合には、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記階調数拡張部は、
   複数の前記入力画像信号それぞれを平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、
   前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記制御信号がグラデーション領域を示す場合には前記第２出力画像信号を出力し、前記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、前記入力画像信号をｋビットシフトさせて前記第１出力画像信号を出力する選択部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１、２に記載の画像処理装置。
4. 前記制御信号生成部は、
   前記色検出信号が所定の色を表すことを示す第１色検出信号である場合には、第３の閾値と、前記第３の閾値より大きな第４の閾値とに基づいて、対応する画素それぞれにおける前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、
   前記色検出信号が所定の色を表すことを示さない第２色検出信号である場合には、前記第３の閾値よりも小さな第５の閾値と、前記第５の閾値より大きな第６の閾値とに基づいて、対応する画素それぞれにおける前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、
   前記階調数拡張部は、
   複数の前記入力画像信号それぞれを平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、
   複数の前記入力画像信号それぞれをｋビットシフトさせて前記第１出力画像信号を生成し、前記画素ごとに混合比率が規定された前記制御信号に基づいて、対応する各画素における前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との比率が前記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、前記第１出力画像信号および前記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えることを特徴とする、請求項１〜４に記載の画像処理装置。
6. 前記周波数成分検出部は、
   相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、
   前記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、前記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、
   前記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１〜４に記載の画像処理装置。
7. 前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６に記載の画像処理装置。
8. 入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出するステップと、
   複数の前記入力画像信号それぞれに対応する前記検出信号に基づいて、複数の前記入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択するステップと、
   前記選択するステップにおいて選択された信号に基づいて各画素に対応する選択された信号をそれぞれ平滑化するステップと、
   入力された複数の前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力するステップと、
   前記色検出信号と、前記平滑化するステップにおいて平滑化された信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、
   前記制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、複数の前記入力画像信号ごとにかつ画素ごとに出力するステップと、
   を有することを特徴とする、画像処理方法。
9. 入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出するステップ、
   複数の前記入力画像信号それぞれに対応する前記検出信号に基づいて、複数の前記入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択するステップ、
   前記選択するステップにおいて選択された信号に基づいて各画素に対応する選択された信号をそれぞれ平滑化するステップ、
   入力された複数の前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力するステップ、
   前記色検出信号と、前記平滑化するステップにおいて平滑化された信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、
   前記制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、複数の前記入力画像信号ごとにかつ画素ごとに出力するステップ、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 入力された複数のＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号を補正する画像信号補正部と、
    前記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部と、
    を備え、
    前記画像信号補正部は、
    複数の前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号が表す色が所定の色領域に含まれるかを示す色検出信号を画素ごとに出力する色検出部と、
    前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
    前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素において検出された信号が最大となる信号を選択する最大値選択部と、
    前記最大値選択部が選択した信号に基づいて各画素に対応する信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
    前記色検出信号と前記検出値平滑部が平滑化した信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
    Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
    を備えることを特徴とする、表示装置。
    
    

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