JP5158136B2 - 動画像表示装置および動画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、動画像データに基づいて動画像を表示する技術に関する。

従来から、プロジェクタなどの動画像表示装置において、動画像データの１フレームの画像データの輝度の範囲を広げる輝度範囲伸張処理を行なって、画像のコントラスト感を向上させる技術が提案されている。

また、照明装置を備えたプロジェクタなどの動画像表示装置においては、照明装置の調光制御を行なって、画像の輝度を調整し、画質を向上する技術が提案されている。

特開２００１−３４３９５７号公報 特開２００４−４５６３４号公報 特許第３３０８２３４号公報

しかし、従来の輝度範囲伸張処理では、一般に、画像（画像の輝度）がフレーム間で急激に変化することを考慮に入れずに動画像データの輝度範囲伸張処理を行なっていたので、輝度範囲伸張処理によりかえって画質を損ねる可能性があった。例えば、動画像の場面（シーン）が変化する際において、前のシーンから黒画面へフェードアウトし、次のシーンへ黒画面からフェードインするような表示がなされる場合がある。このような場合には、次のシーンへフェードインされるまでの間に、輝度伸張率が上昇することになる。このように輝度伸張率が上昇した状態では、次のシーンの動画像データに対しては過剰な伸張となってしまい、「白とび」と呼ばれる画質劣化が発生してしまう可能性があった。

なお、以下では、画像がフレーム間で急激に変化することをシーンチェンジと呼ぶ。

また、従来の調光制御においても、同様に、シーンチェンジを考慮に入れずに調光を行なっているので、調光によりかえって画質を損ねる可能性があった。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、シーンチェンジの際に新たなシーンに適した輝度範囲伸張処理を行なう技術を提供することを第１の目的とする。また、シーンチェンジの際に新たなシーンに適した調光を行なう技術を提供することを第２の目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明による動画像表示装置は、
動画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示装置であって、
前記動画像データの１フレームの画像データの輝度に関する画像特徴量に基づいて、前記画像データの輝度の範囲を広げる輝度範囲伸張処理に使用する伸張係数を、前記動画像データの１フレーム毎に導出し、出力する伸張係数導出部と、
前記伸張係数導出部が出力した伸張係数に基づいて、前記輝度範囲伸張処理を前記画像データに施す輝度範囲伸張処理部と、
前記動画像データに基づいて、現フレームの画面状態が黒画面状態へ変化したことを検出するとともに、前記動画像のシーンが変更したことを示すシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部と、
を備え、
前記伸張係数導出部は、前記シーンチェンジが検出された場合は、現フレームに関する前記画像特徴量に応じて決定される現フレーム理想伸張係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されず、かつ、前記黒画面状態への変化が検出されない場合は、前記現フレーム理想伸張係数を、予め設定された第１の伸張係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正伸張係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されずに、前記黒画面状態への変化が検出された場合は、前記現フレーム理想伸張係数を、予め設定された第２の伸張係数修正規則に従って、前記第１の現フレーム修正伸張係数よりも小さくなるように修正した第２の現フレーム修正伸張係数を出力することを特徴とする。

本発明によれば、伸張係数導出部は、シーンチェンジが検出された場合は、新たなシーンに適した現フレーム理想伸張係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出されない場合は、現フレーム理想伸張係数を、予め設定された第１の伸張係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正伸張係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出された場合は、現フレーム理想伸張係数を、第１の現フレーム修正伸張係数よりも小さくなるように、予め設定された第２の伸張係数修正規則に従って修正した第２の現フレーム修正伸張係数を出力するので、例えば、前のシーンから黒画面へフェードアウトし、次のシーンへ黒画面からフェードインしてシーンチェンジがなされるようなシーンチェンジにおいて、伸張係数が前フレームから急激に変化することを抑制して、新たなシーンに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。

前記伸張係数導出部は、前記現フレーム理想伸張係数から前記輝度範囲伸張処理部が前フレームの輝度範囲伸張処理に使用した伸張係数である前フレーム実伸張係数を引いて理想伸張係数差を求め、前記第１の現フレーム修正伸張係数から前記前フレーム実伸張係数を引いて求められる第１の修正伸張係数差の絶対値が前記理想伸張係数差の絶対値より小さく、かつ前記第１の修正伸張係数差の符号が前記理想伸張係数差の符号と一致するように前記第１の現フレーム修正伸張係数を求めるとともに、前記第２の現フレーム修正伸張係数から前記前フレーム実伸張係数を引いて求められる第２の修正伸張係数差の絶対値が前記第１の現フレーム修正伸張係数差の絶対値より小さく、かつ前記第２の修正伸張係数差の符号が前記理想伸張係数差の符号と一致するように前記第２の現フレーム修正伸張係数を求めるものとしても良い。

これによれば、第１の修正伸張係数差の絶対値が理想伸張係数差の絶対値より小さく、かつ第１の修正伸張係数差の符号が理想伸張係数差の符号と一致するように第１の現フレーム修正伸張係数を求めるとともに、第２の修正伸張係数差の絶対値が第１の現フレーム修正伸張係数差の絶対値より小さく、かつ第２の修正伸張係数差の符号が理想伸張係数差の符号と一致するように第２の現フレーム修正伸張係数を求めるので、シーンチェンジが検出されない場合は、伸張係数が前フレームから急激に変化することを抑制することができる。

前記伸張係数導出部は、前記シーンチェンジが検出された後は、予め設定されたシーンチェンジ終了条件を満たすまで前記現フレーム理想伸張係数を出力し、前記シーンチェンジ終了条件を満たした後は、前記第１の現フレーム修正伸張係数を出力するものとしても良い。

これによれば、シーンチェンジが検出された後であってシーンチェンジ終了条件を満たすまでは現フレーム理想伸張係数を出力するので、シーンチェンジが検出された後であってシーンチェンジ終了条件を満たすまで個々のシーンに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。

なお、前記シーンチェンジ終了条件は、前記第１の現フレーム修正伸張係数から前記現フレーム理想伸張係数を引いて求められる差が予め設定された閾値以下であること、および、前記伸張係数導出部が前フレームにおいて導出した前フレーム理想伸張係数より前記現フレーム理想伸張係数が大きいことの少なくとも一方を含むものとすることができる。

前記伸張係数導出部は、前記シーンチェンジが検出されずに、前記黒画面状態が検出された後は、予め設定された黒画面終了条件を満たすまで前記第２の現フレーム修正伸張係数を出力し、前記黒画面終了条件を満たした後は、前記第１の現フレーム修正伸張係数を出力するものとしても良い。

これによれば、シーンチェンジが検出されずに黒画面状態が検出された後であって黒画面終了条件を満たすまでは、第２の現フレーム修正伸張係数を出力し、黒画面終了条件を満たした後は、第１の現フレーム修正伸張係数を出力するので、伸張係数の変化を抑制することができる。

なお、前記シーンチェンジ検出部は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値が、予め設定された白ピーク黒画面閾値以下、または、前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値が、予め設定された平均レベル黒画面閾値以下、であるという黒画面条件が成立する場合に、前記黒画面状態への変化を検出するものとしても良い。

これによれば、容易に黒画面状態への変化を検出することができる。

前記シーンチェンジ検出部は、現フレームが前記黒画面状態よりは明るい状態である暗画面状態へ変化したことを検出し、かつ、前記第１の現フレーム修正伸張係数から前記現フレーム理想伸張係数を引いて求められる差が予め設定された閾値より大きい、という開始条件が成立する場合に前記シーンチェンジを検出するものとしても良い。

これによれば、暗画面状態への変化を検出した場合であっても、第１の現フレーム修正伸張係数から現フレーム理想伸張係数を引いて求められる差が小さく、第１の現フレーム修正伸張係数を出力しても差し支えがない場合については、シーンチェンジを検出しないようにすることができる。

なお、前記シーンチェンジ検出部は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値が、予め設定された白ピーク黒画面閾値以下、または、前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値が、予め設定された平均レベル黒画面閾値以下、であるという黒画面条件が成立する場合に、前記黒画面状態への変化を検出し、前記白ピーク値が、前記白ピーク黒画面閾値よりも高く、かつ、予め設定された白ピーク暗画面閾値以下、または、前記平均レベル値が、予め設定された前記平均レベル黒画面閾値よりも高く、かつ、予め設定された平均レベル暗画面閾値以下、であるという暗画面条件が成立する場合に、前記暗画面状態への変化を検出するものとしても良い。

これによれば、容易に暗画面状態への変化および黒画面状態への変化を検出することができる。

前記シーンチェンジ検出部は、前記画像データにおいて、仮に前記第１の現フレーム修正伸張係数を用いて前記輝度範囲伸張処理を行なった場合に、輝度が予め設定された限度値以上となる画像部分の全画像に対する割合が、予め設定された閾値以上である場合に、前記シーンチェンジを検出するものとしても良い。

これによれば、第１の現フレーム修正伸張係数を用いて輝度範囲伸張処理を行なった場合に、輝度が予め設定された限度値以上となる画像部分の全画像に対する割合が、予め設定された閾値以上である場合において、現フレーム理想伸張係数を出力することができるので、新たなシーンに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。

前記画像特徴量は、前記画像データの輝度ヒストグラムに関して得られる複数の画像特徴量であって、
前記伸張係数導出部は、前記複数の画像特徴量を用いて、予め設定された伸張係数ルックアップテーブルを参照することにより、前記理想伸張係数を導出するものとしても良い。

これによれば、複数の画像特徴量に応じた輝度範囲伸張処理を画像データに施すことで、画像データに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。

更に、照明装置と、
前記画像特徴量に基づいて、前記照明装置の光量を示す調光係数を、前記動画像データの１フレーム毎に導出し、出力する調光係数導出部と、
前記調光係数導出部が出力した調光係数に基づき、前記照明装置の調光を実行する調光部と、
を備え、
前記調光係数導出部は、前記シーンチェンジが検出された場合は、現フレームに関する前記画像特徴量に応じて決定される現フレーム理想調光係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されず、かつ、前記黒画面状態への変化が検出されない場合は、前記現フレーム理想調光係数を、予め設定された第１の調光係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正調光係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されずに、前記黒画面状態への変化が検出された場合は、前記現フレーム理想調光係数を、予め設定された第２の調光係数修正規則に従って、前記第１の現フレーム修正調光係数よりも小さくなるように修正した第２の現フレーム修正調光係数を出力するものとしても良い。

これによれば、調光係数導出部は、シーンチェンジが検出された場合は、新たなシーンに適した現フレーム理想調光係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、暗画面状態への変化および黒画面状態への変化が検出されない場合は、現フレーム理想調光係数を、予め設定された第１の調光係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正調光係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出された場合は、現フレーム理想調光係数を、予め設定された第２の調光係数修正規則に従って、第１の現フレーム修正調光係数よりも小さくなるように修正した第２の現フレーム修正調光係数を出力するので、例えば、前のシーンから黒画面へフェードアウトし、次のシーンへ黒画面からフェードインしてシーンチェンジがなされるようなシーンチェンジにおいて、調光係数が前フレームから急激に変化することを抑制して、新たなシーンに適した調光を行なうことが可能である。

また、上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明による他の動画像表示装置は、
動画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示装置であって、
照明装置と、
前記動画像データの１フレームの画像データの輝度に関する画像特徴量に基づいて、前記照明装置の光量を示す調光係数を、前記動画像データの１フレーム毎に導出し、出力する調光係数導出部と、
前記調光係数導出部が出力した調光係数に基づき、前記照明装置の調光を実行する調光部と、
前記動画像データに基づいて、現フレームの画面状態が黒画面状態へ変化したことを検出するとともに、前記動画像のシーンが変更したことを示すシーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出部と、
を備え、
前記調光係数導出部は、前記シーンチェンジが検出された場合は、現フレームに関する前記画像特徴量に応じて決定される現フレーム理想調光係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されず、かつ、前記黒画面状態への変化が検出されない場合は、前記現フレーム理想調光係数を、予め設定された第１の調光係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正調光係数を出力し、前記シーンチェンジが検出されずに、前記黒画面状態への変化が検出された場合は、前記現フレーム理想調光係数を、前記第１の現フレーム修正調光係数よりも小さくなるように、予め設定された第２の調光係数修正規則に従って修正した第２の現フレーム修正調光係数を出力するものとしても良い。

これによれば、調光係数導出部は、調光係数導出部は、シーンチェンジが検出された場合は、新たなシーンに適した現フレーム理想調光係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出されない場合は、現フレーム理想調光係数を、予め設定された第１の調光係数修正規則に従って修正した第１の現フレーム修正調光係数を出力し、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出された場合は、現フレーム理想調光係数を、予め設定された第２の調光係数修正規則に従って、第１の現フレーム修正調光係数よりも小さくなるように修正した第２の現フレーム修正調光係数を出力するので、例えば、前のシーンから黒画面へフェードアウトし、次のシーンへ黒画面からフェードインしてシーンチェンジがなされるようなシーンチェンジにおいて、調光係数が前フレームから急激に変化することを抑制して、新たなシーンに適した調光を行なうことが可能である。

前記調光係数導出部は、前記現フレーム理想調光係数から前記調光部が前フレームの調光に使用した調光係数である前フレーム実調光係数を引いて理想調光係数差を求め、前記第１の現フレーム修正調光係数から前記前フレーム実調光係数を引いて求められる第１の修正調光係数差の絶対値が前記理想調光係数差の絶対値より小さく、かつ前記第１の修正調光係数差の符号が前記理想調光係数差の符号と一致するように前記第１の現フレーム修正調光係数を求めるとともに、前記第２の現フレーム修正調光係数から前記前フレーム実調光係数を引いて求められる第２の修正調光係数差の絶対値が前記第１の現フレーム修正調光係数差の絶対値より小さく、かつ前記第２の修正調光係数差の符号が前記理想調光係数差の符号と一致するように前記第２の現フレーム修正調光係数を求めるものとしても良い。

これによれば、第１の修正調光係数差の絶対値が理想調光係数差の絶対値より小さく、かつ第１の修正調光係数差の符号が理想調光係数差の符号と一致するように第１の現フレーム修正調光係数を求めるとともに、第２の修正調光係数差の絶対値が第１の現フレーム修正調光係数差の絶対値より小さく、かつ第２の修正調光係数差の符号が理想調光係数差の符号と一致するように第２の現フレーム修正調光係数を求めるので、シーンチェンジが検出されない場合は、調光係数が前フレームから急激に変化することを抑制することができる。

前記調光係数導出部は、前記シーンチェンジが検出された後は、予め設定されたシーンチェンジ終了条件を満たすまで前記現フレーム理想調光係数を出力し、前記シーンチェンジ終了条件を満たした後は、前記第１の現フレーム修正調光係数を出力するものとしても良い。

これによれば、シーンチェンジが検出された後であってシーンチェンジ終了条件を満たすまでは現フレーム理想調光係数を出力するので、シーンチェンジが検出された後であってシーンチェンジ終了条件を満たすまで個々のシーンに適した調光を行なうことが可能である。

なお、前記シーンチェンジ終了条件は、前記第１の現フレーム修正調光係数から前記現フレーム理想調光係数を引いて求められる差が予め設定された閾値以下であること、および、前記調光係数導出部が前フレームにおいて導出した前フレーム理想伸張係数より前記現フレーム理想調光係数が大きいことの少なくとも一方を含むものとすることができる。

前記調光係数導出部は、前記シーンチェンジが検出されずに、前記黒画面状態が検出された後は、予め設定された黒画面終了条件を満たすまで前記第２の現フレーム修正調光係数を出力し、前記黒画面終了条件を満たした後は、前記第１の現フレーム修正調光係数を出力するものとしても良い。

これによれば、シーンチェンジが検出されずに黒画面状態が検出された後であって黒画面終了条件を満たすまでは、第２の現フレーム修正調光係数を出力し、黒画面終了条件を満たした後は、第１の現フレーム修正調光係数を出力するので、調光係数の変化を抑制することができる。

なお、前記シーンチェンジ検出部は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値が、予め設定された白ピーク黒画面閾値以下、または、前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値が、予め設定された平均レベル黒画面閾値以下、であるという黒画面条件が成立する場合に、前記黒画面状態への変化を検出するようにしても良い。

これによれば、容易に黒画面状態への変化を検出することができる。

前記シーンチェンジ検出部は、現フレームが前記黒画面状態よりは明るい状態である暗画面状態へ変化したことを検出し、かつ、前記第１の現フレーム修正伸張係数と前記現フレーム理想伸張係数の差の絶対値が予め設定された閾値より大きい、という開始条件が成立する場合に前記シーンチェンジを検出するものとしても良い。

これによれば、暗画面状態への変化を検出した場合であっても、第１の現フレーム修正調光係数から現フレーム理想調光係数を引いて求められる差が小さく、第１の現フレーム修正調光係数を出力しても差し支えがない場合については、シーンチェンジを検出しないようにすることができる。

なお、前記シーンチェンジ検出部は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値が、予め設定された白ピーク黒画面閾値以下、または、前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値が、予め設定された平均レベル黒画面閾値以下、であるという黒画面条件が成立する場合に、前記黒画面状態への変化を検出し、前記白ピーク値が、前記白ピーク黒画面閾値よりも高く、かつ、予め設定された白ピーク暗画面閾値以下、または、前記平均レベル値が、予め設定された前記平均レベル黒画面閾値よりも高く、かつ、予め設定された平均レベル暗画面閾値以下、であるという暗画面条件が成立する場合に、前記暗画面状態への変化を検出するものとしても良い。

これによれば、容易に暗画面状態への変化および黒画面状態への変化を検出することができる。

前記画像特徴量は、前記画像データの輝度ヒストグラムに関して得られる複数の画像特徴量であって、
前記調光係数導出部は、前記複数の画像特徴量を用いて、予め設定された調光係数ルックアップテーブルを参照することにより、前記理想調光係数を導出するものとしても良い。

これによれば、複数の画像特徴量に応じた調光を画像データに施すことで、画像データに適した調光を行なうことが可能である。

なお本発明は種々の形態で実現可能であり、例えば、動画像表示方法，方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現可能である。

また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、動画像表示装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。

本発明の第１実施例としての動画像表示装置１０００の概略構成を機能的に示すブロック図である。 伸張係数導出部２００および伸張係数出力モード判定部２５０の内部構成について示すブロック図である。 調光係数導出部５００および調光係数出力モード判定部５５０の内部構成について示すブロック図である。 画像特徴量算出部１００の処理について示す説明図である。 画像データの輝度ヒストグラム１１０を示す説明図である。 伸張係数導出部２００と伸張係数出力モード判定部２５０の処理を示すフローチャートである。 画面変化検出処理を示すフローチャートである。 画面変化検出処理の内容を示す説明図である。 ヒストグラム解析処理を示すフローチャートである。 調光係数導出部５００と調光係数出力モード判定部５５０の処理を示すフローチャートである。 理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の導出処理を示すフローチャートである。 伸張係数ＬＵＴ２２０の一例を示す説明図である。 補間計算について示す説明図である。 通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）と黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を導出する処理を示すフローチャートである。 伸張修正ＬＵＴ２３０の入出力関係を示す説明図である。 図１０のステップＳ１０００Ｌである理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と通常調光係数Ｌｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。 調光係数ＬＵＴ５２０の一例を示す説明図である。 伸張係数導出部２００が出力する伸張係数の具体例を示す説明図である。 理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の設定の考え方を示す説明図である。 第２実施例における通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。 修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）の設定の考え方を示す説明図である。 通常調光係数Ｌｎ（ｎ）の通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）の黒画面修正変化量Ｌｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施例を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．装置構成：
Ａ２．画像特徴量算出部の処理：
Ａ３．伸張係数導出部および伸張係数出力モード判定部の処理：
Ａ４．調光係数導出部および調光係数出力モード判定部の処理：
Ａ５．伸張係数の算出：
Ａ６．輝度範囲伸張処理：
Ａ７．調光係数の算出：
Ａ８．調光制御処理：
Ａ９．実施例の効果：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．その他の実施例：

Ａ．第１実施例：
Ａ１．装置構成
図１は、本発明の第１実施例としての動画像表示装置１０００の概略構成を機能的に示すブロック図である。動画像表示装置１０００は、動画像データの１フレーム毎の画像データの輝度の範囲を広げる輝度範囲伸張処理と、光源装置７１０の調光制御とを、その画像データの画像特徴量に応じて実行する機能を有する。さらに、動画像表示装置１０００は、現フレームの画面状態が暗画面状態または黒画面状態へ変化したことを検出するとともに、画像がフレーム間で急激に変化するシーンチェンジを検出し、これら検出の内容に応じて別個の輝度範囲伸張処理と調光制御を行なう機能を有する。

動画像表示装置１０００は、画像特徴量算出部１００と、伸張係数導出部２００と、伸張係数出力モード判定部２５０と、輝度範囲伸張処理部３００と、ライトバルブ４００と、調光係数導出部５００と、調光係数出力モード判定部５５０と、調光制御部６００と、光源装置７１０と、投写光学系８００とを備える。動画像表示装置１０００はプロジェクタであり、光源装置７１０からの照明光をライトバルブ４００によって変調し、ライトバルブ４００から射出される変調光の表す画像を投写光学系８００によってスクリーン９００に投写表示する。

光源装置７１０は、例えば液晶パネルのようなスイッチングトランジスタで構成される調光素子７００を備える。光源装置７１０は、本発明の照明装置に相当し、調光素子７００は、本発明の調光部に相当する。調光部は調光素子に限らず、光源装置７１０の前に備えられ、開閉されることにより光源装置７１０からの光量を調節するルーバーであるものとしても良い。

画像特徴量算出部１００は、画像データの輝度に基づいて、ＡＰＬ（Average Picture Level）値と白ピーク値を計算し、伸張係数導出部２００、伸張係数出力モード判定部２５０、調光係数導出部５００、および、調光係数出力モード判定部５５０に出力する。ＡＰＬ値と白ピーク値について詳しくは後述する。また、画像特徴量算出部１００は、画像データの輝度ヒストグラムを生成し、伸張係数出力モード判定部２５０と調光係数出力モード判定部５５０に出力する。

伸張係数導出部２００および伸張係数出力モード判定部２５０は、以下で説明する機能を有している。

図２は、伸張係数導出部２００および伸張係数出力モード判定部２５０の内部構成について示すブロック図である。伸張係数導出部２００は、伸張係数計算部２１０と伸張係数セレクト部２４０とで構成される。伸張係数出力モード判定部２５０は、ヒストグラム解析部２６０と画面変化検出部２７０とモード判定実行部２８０とで構成される。

伸張係数導出部２００の伸張係数計算部２１０は、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを用いて、伸張係数ルックアップテーブル（以下、「伸張係数ＬＵＴ」と略す）２２０を参照することにより、理想伸張係数Ｇｉｄを求める。また、伸張係数計算部２１０は、さらに、伸張修正ルックアップテーブル（以下、「伸張修正ＬＵＴ」と略す）２３０を参照することにより求めた通常修正変化量と、予め設定された通常伸張係数用の規則とに従って、理想伸張係数Ｇｉｄを修正した通常伸張係数Ｇｎを求めるとともに、上記通常修正変化量と、あらかじめ設定された黒画面伸張係数用の規則とに従って、理想伸張係数Ｇｉｄを修正した黒画面伸張係数Ｇｓを求める。そして、伸張係数計算部２１０は、求めた理想伸張係数Ｇｉｄ、通常伸張係数Ｇｎ、および、黒画面伸張係数Ｇｓを伸張係数セレクト部２４０へ出力する。通常伸張係数および通常伸張係数用の規則は本発明の第１の修正伸張係数および第１の修正伸張係数規則に相当し、黒画面伸張係数および黒画面伸張係数用の規則は本発明の第２の修正伸張係数および第２の修正伸張係数規則に相当する。

なお、以下では、現フレームはｎフレーム目（ｎ：自然数）であるものとして説明する。また、ｎフレーム目の理想伸張係数をＧｉｄ（ｎ）と記載する。よって、例えばｎ−１フレーム目の理想伸張係数はＧｉｄ（ｎ−１）である。通常伸張係数および黒画面伸張係数についても同様の規則で記載する。

伸張係数出力モード判定部２５０の画面変化検出部２７０は、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを用いて、現フレームの画面状態が暗画面状態または黒画面状態へ変化したことを検出し、暗画面状態へ変化したか否かを示す暗画面検出フラグＦＧｄｋおよび黒画面状態へ変化したか否かを示す黒画面検出フラグＦＧｂｋをモード判定実行部２８０へ出力する。

ヒストグラム解析部２６０は、ヒストグラムを用いて、伸張輝度範囲伸張処理後の画像データに、いわゆる白とびが発生するか否かを解析し、白とび発生の有無を示す白とび検出フラグＦＧｓｔをモード判定実行部２８０へ出力する。

モード判定実行部２８０は、暗画面検出フラグＦＧｄｋ、黒画面検出フラグＦＧｂｋ、および、白とび検出フラグＦＧｓｔを用いて、シーンチェンジの有無を検出し、伸張係数出力モードを判定する。そして、モード判定実行部２８０は、判定結果を示す伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄを伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０へ出力する。

伸張係数セレクト部２４０は、モード判定実行部２８０から出力される伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄに従って、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）、および、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）のいずれかを伸張係数（実伸張係数とも呼ぶ）Ｇｒとして出力する。

なお、上記伸張係数導出部２００および伸張係数出力モード判定部２５０の処理については、後で詳述する。

図１に戻って、輝度範囲伸張処理部３００は、伸張係数導出部２００が出力した伸張係数Ｇｒ（ｎ）に基づいて、輝度範囲伸張処理を画像データに施す。そして、輝度範囲伸張処理後の画像データに基づいて、ライトバルブ４００を制御する。

調光係数導出部５００および調光係数出力モード判定部５５０は、以下で説明する機能を有している。

図３は、調光係数導出部５００および調光係数出力モード判定部５５０の内部構成について示すブロック図である。調光係数導出部５００は、調光係数計算部５１０と調光係数セレクト部５４０とで構成される。調光係数出力モード判定部５５０は、ヒストグラム解析部５６０と画面変化検出部５７０とモード判定実行部５８０とで構成される。

調光係数導出部５００の調光係数計算部５１０は、ＡＰＬ値と白ピーク値を用いて、予め設定された調光係数ルックアップテーブル（以下、「調光係数ＬＵＴ」と略す）５２０を参照することにより、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を求める。また、調光係数計算部５１０は、さらに、調光修正ルックアップテーブル（以下、「調光修正ＬＵＴ」と略す）５３０を参照することにより求めた通常修正変化量と、予め設定された通常調光係数用の規則とに従って、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を修正した通常調光係数Ｌｎ（ｎ）を求めるとともに、上記通常修正変化量と、あらかじめ設定された黒画面調光係数用の規則とに従って、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を修正した黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）を求める。そして、調光係数計算部５１０は、求めた理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）、および、黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）を調光係数セレクト部５４０へ出力する。通常調光係数および通常調光係数用の規則は本発明の第１の修正調光係数および第１の修正調光係数規則に相当し、黒画面調光係数および黒画面調光係数用の規則は本発明の第２の修正調光係数および第２の修正調光係数規則に相当する。

調光係数出力モード判定部５５０の画面変化検出部５７０は、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを用いて、現フレームの画面状態が暗画面状態または黒画面状態へ変化したことを検出し、暗画面状態へ変化したか否かを示す暗画面検出フラグＦＬｄｋおよび黒画面状態へ変化したか否かを示す黒画面検出フラグＦＬｂｋをモード判定実行部２８０へ出力する。

ヒストグラム解析部５６０は、ヒストグラムを用いて、伸張輝度範囲伸張処理後の画像データに、いわゆる白とびが発生するか否かを解析し、白とび発生の有無を示す白とび検出フラグＦＬｓｔをモード判定実行部２８０へ出力する。

モード判定実行部５８０は、暗画面検出フラグＦＬｄｋ、黒画面検出フラグＦＬｂｋ、および、白とび検出フラグＦＬｓｔを用いて、シーンチェンジの有無を検出し、調光係数出力モードを判定する。そして、モード判定実行部５８０は、判定結果を示す調光係数出力モードフラグＦＬｍｄを調光係数導出部５００の調光係数セレクト部５４０へ出力する。

調光係数セレクト部５４０は、モード判定実行部５８０から出力される調光係数出力モードフラグＦＬｍｄに従って、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）、および、黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）のいずれかを調光係数（実調光係数とも呼ぶ）Ｌｒとして出力する。

なお、上記調光係数出力モード判定部５５０のヒストグラム解析部５６０、画面変化検出部５７０、および、モード判定実行部５８０の動作は、上記伸張係数出力モード判定部２５０のヒストグラム解析部２６０、画面変化検出部２７０、および、モード判定実行部２８０と同様である。

図１に戻って、調光制御部６００は、調光係数導出部５００が出力した調光係数Ｌｒ（ｎ）に基づいて、放電ランプの調光素子７００を制御する。

なお、伸張係数出力モード判定部２５０と、調光係数出力モード判定部５５０は、本発明のシーンチェンジ検出部に相当する。

Ａ２．画像特徴量算出部の処理：
画像特徴量算出部１００は、画像データの輝度に基づいて、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを計算する。なお、画像データの１画素の輝度Ｙは、例えば以下の（１）又は（２）式で定義される。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ ・・・（１）
Ｙ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ・・・（２）

図４は、画像特徴量算出部１００の処理について示す説明図である。画像特徴量算出部１００は、まず、１フレームＦＲを１６×１６画素の小領域ＤＲに分割する。図４の例では、１フレームＦＲは４０個の小領域ＤＲ１〜ＤＲ４０に分割されている。４０個の小領域ＤＲ１〜ＤＲ４０のうち、任意のｉ番目の小領域ＤＲｉ内の各画素の輝度をＹｉ１〜Ｙｉ２５６で表わすものとすると、小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉは以下の（３）式で表わされる。つまり、小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉは、小領域ＤＲｉ内の各画素の輝度の平均値である。
Ｙｄｒｉ＝（Ｙｉ１＋Ｙｉ２＋・・・＋Ｙｉ２５６）/２５６ ・・・（３）

なお、図４では、小領域ＤＲｉ内の画素数は２５であるように図示されているが、実際には画素は２５６個存在する。

画像特徴量算出部１００は、（３）式により小領域ＤＲ１〜ＤＲ４０の代表輝度Ｙｄｒ１〜Ｙｄｒ４０をそれぞれ求める。そして、画像特徴量算出部１００は、代表輝度Ｙｄｒ１〜Ｙｄｒ４０の平均値をＡＰＬ値とし、代表輝度Ｙｄｒ１〜Ｙｄｒ４０の最大値を白ピーク値ＷＰとする。ここでは、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰは１０ｂｉｔで表現する。なお、小領域ＤＲの大きさや数は任意に設定可能である。

画像特徴量算出部１００は、更に、図５に示す画像データの輝度ヒストグラム１１０を生成する。図５の横軸は小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉであり、縦軸は小領域数である。

Ａ３．伸張係数導出部および伸張係数出力モード判定部の処理：
伸張係数導出部２００は、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを用いて、伸張係数ＬＵＴ２２０および伸張修正ＬＵＴ２３０を参照し、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）、および、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を導出する。伸張係数出力モード判定部２５０は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と、画像特徴量算出部１００が生成した輝度ヒストグラム１１０に基づいて、伸張係数出力モードの判定処理を行なう。伸張係数出力モードには、所定の開始条件が成立してから、所定の終了条件が成立するまで継続するシーンチェンジモードと、所定の開始条件が成立してから、所定の終了条件が成立するまで継続する黒画面モードと、いずれかの終了条件が成立してからいずれかの開始条件が成立するまで継続する通常モードの３種類のモードが存在する。それぞれの開始条件と終了条件について詳しくは後述する。なお、伸張係数導出部２００は、伸張係数出力モードがシーンチェンジモードの場合は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力し、伸張係数出力モードが黒画面モードの場合は、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を出力し、伸張係数出力モードが通常モードの場合は、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する。

図６は、伸張係数導出部２００と伸張係数出力モード判定部２５０の処理を示すフローチャートである。まず、伸張係数導出部２００の伸張係数計算部２１０が、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を導出する（ステップＳ１０００）。理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の導出については後述する。伸張係数出力モード判定部２５０および伸張係数導出部２００は、前フレームの伸張係数出力モードに応じた処理を実行する（ステップＳ２１００）。

まず、前フレームの伸張係数出力モードが通常モードの場合は(ステップＳ２１００：通常)、画面変化検出部２７０が画面変化検出処理（ステップＳ２２００）を実行し、ヒストグラム解析部２６０がヒストグラムヒストグラム解析処理（ステップＳ２３００）を実行する。

図７は、画面変化検出処理を示すフローチャートである。画面変化検出部２７０は、輝度ヒストグラム１１０における最大輝度値である白ピーク値ＷＰが所定の白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧ以下であるか否かの判定（ステップＳ２２１０）、輝度ヒストグラム１１０における平均輝度値であるＡＰＬ値が所定のＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧ以下であるか否かの判定（ステップＳ２２２０）、白ピーク値ＷＰが所定の白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧ以下であるか否かの判定（ステップＳ２２３０）、ＡＰＬ値が所定のＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧ以下であるか否かの判定（ステップＳ２２４０）を行う。そして、白ピーク値ＷＰが白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧ以下の場合（ステップＳ２２１０：ＹＥＳ）またはＡＰＬ値がＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧ以下の場合（ステップＳ２２２０：ＹＥＳ）は、黒画面検出フラグＦＧｂｋおよび暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２５０）。また、白ピーク値ＷＰが白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧ以下の場合（ステップＳ２２３０：ＹＥＳ）またはＡＰＬ値がＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧ以下の場合（ステップＳ２２４０：ＹＥＳ）は、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２６０）。なお、各閾値ＴｈａｂＧ，ＴｈａｄＧ，ＴｈｗｂＧ，ＴｈｗｄＧについては、以下の不等式（４）が成立するように設定される。
ＴｈａｂＧ≦ＴｈｗｂＧ≦ＴｈａｄＧ≦ＴｈｗｄＧ ・・・（４）

図８は、画面変化検出処理の内容を示す説明図である。図８の輝度ヒストグラム１１０は、図５の輝度ヒストグラム１１０と同じである。図８の例では、白ピーク値ＷＰが破線で示す白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧより大きく、かつ、ＡＰＬ値が破線で示すＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧより大きいので、各ステップＳ２２１０〜Ｓ２２４０では全てＮＯと判定される。白ピーク値ＷＰが白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧより小さい場合は、ステップＳ２２３０でＹＥＳと判定されて、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２６０）。さらに、白ピーク値ＷＰが白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧより小さい場合は、ステップＳ２２１０でＹＥＳと判定されて、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２５０）。同様に、ＡＰＬ値がＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧより小さい場合は、ステップＳ２２４０でＹＥＳと判定されて、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２６０）。さらに、ＡＰＬ値がＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧより小さい場合は、ステップＳ２２２０でＹＥＳと判定されて、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２２５０）。

図９は、ヒストグラム解析処理を示すフローチャートである。ヒストグラム解析部２６０は、まず、以下の（５），（６）式で示される輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔを計算する（ステップＳ２３１０）。（６）式のＫ１は伸張率である。
Ｉｌｉｍｉｔ＝１０２３／Ｋ１ ・・・（５）
Ｋ１＝１＋Ｇｎ（ｎ）／２５６ ・・・（６）

輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔは、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を行なった場合に、最大輝度１０２３となる輝度を示す。輝度範囲伸張処理前の輝度が輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔ以上である小領域ＤＲｉに対して通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を行なうと、小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉが最大輝度１０２３以上となり、小領域ＤＲｉの画像が白くなるいわゆる「白とび」という現象が起きる。以下のステップＳ２３２０〜Ｓ２３６０では、輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔ以上１０２２以下の代表輝度Ｙｄｒｉを有する小領域数ＤＲｗｎ、つまり、仮に通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を行なうと白とびする小領域数ＤＲｗｎ（以下、白とび小領域数ＤＲｗｎと呼ぶ）を計算している。なお、図８において、輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔが一点鎖線で示されるとすると、白とび小領域数ＤＲｗｎは、斜線の面積に相当する。

具体的には、まず、変数Ｉ１に輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔを代入し（ステップＳ２３２０）、白とび小領域数ＤＲｗｎを初期化するため白とび小領域数ＤＲｗｎに０を代入する（ステップＳ２３３０）。変数Ｉ１が１０２２以下である場合は（ステップＳ２３４０：ＹＥＳ）、代表輝度Ｙｄｒｉが変数Ｉ１と一致する小領域ＤＲｉの数を白とび小領域数ＤＲｗｎに加える（ステップＳ２３５０）。そして、変数Ｉ１をインクリメントし（ステップＳ２３６０）、ステップＳ２３４０，Ｓ２３５０の処理を繰り返す。ステップＳ２３６０で変数Ｉ１をインクリメントし、変数Ｉ１が１０２２以下ではなくなった場合は（ステップＳ２３４０：ＮＯ）、その時点の白とび小領域数ＤＲｗｎを白とび小領域数ＤＲｗｎとして決定する。そして、ヒストグラム解析部２６０は、白とび小領域数ＤＲｗｎの全小領域数ＤＲａｌｌに占める割合が、白とび閾値Ｎｗより大きいか否か判定する（ステップＳ２３７０）。大きい場合は（ステップＳ２３７０：ＹＥＳ）、白とび検出フラグＦＧｓｔの値を初期値の［Ｆａｌｓｅ］から［Ｔｒｕｅ］に変更する（ステップＳ２３８０）。なお、ここで代表輝度Ｙｄｒｉが１０２３の小領域ＤＲｉの数を白とび小領域数ＤＲｗｎに加えないのは、画質劣化によって白とびを生じた小領域ＤＲｉの数を白とび小領域数ＤＲｗｎに加えないためであるが、白とび小領域数ＤＲｗｎに加えるものとしても良い。

図６に戻って、伸張係数出力モード判定部２５０のモード判定実行部２８０は、以下のシーンチェンジモード開始条件１，２のいずれかが成立するか否か判定する（Ｓ２４００）。
シーンチェンジモード開始条件１：暗画面検出フラグＦＧｄｋの値が［Ｔｒｕｅ］かつ（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が開始閾値ＴｈｓｔｒＧ（０以上の整数）を超える
シーンチェンジモード開始条件２：白とび検出フラグＦＧｓｔの値が［Ｔｒｕｅ］

開始条件１は、以下の考えに従って設定されている。前述したように、暗画面検出フラグＦＧｄｋは、白ピーク値ＷＰが白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧ以下の場合またはＡＰＬ値がＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧ以下の場合に［Ｔｒｕｅ］となる（図７のステップＳ２２６０）。白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧやＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧは十分小さい値であるので、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値が［Ｔｒｕｅ］であるということは、画像が非常に暗くなっているということを意味する。シーンチェンジの際には、通常、黒画像が挿入されることが多いので、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値が［Ｔｒｕｅ］であるという条件が成立した場合は、シーンチェンジが発生するものと考えることができる。但し、｜Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）｜が開始閾値ＴｈｓｔｒＧ以下である場合は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の差が小さいので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する通常モードであると判定しても差し支えが無い。また、（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が負の値となる場合には、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも大きくなる状態、すなわち、画面が順に暗くなっていく状態と考えられる。この場合には、輝度範囲伸張処理による画質劣化の恐れは少ないため、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する通常モードであると判定しても差し支えが無い。よって、ここでは、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値が［Ｔｒｕｅ］であり、かつ開始条件１の後半の（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が開始閾値ＴｈｓｔｒＧを超えるという上述の開始条件１が成立する場合にシーンチェンジモードに移行する。

開始条件２で使用される白とび検出フラグＦＧｓｔは、白とび小領域数ＤＲｗｎの全小領域数ＤＲａｌｌに占める割合が、より大きいときに値Ｔｒｕｅとなり、白とび小領域数ＤＲｗｎの全小領域数ＤＲａｌｌに占める割合が、白とび閾値Ｎｗ以下のときに［Ｆａｌｓｅ］となる。白とび検出フラグＦＧｓｔの値が［Ｔｒｕｅ］であるということは、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を実行すると白とびが発生しやすいということを意味する。後述するが、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）は前フレームの輝度範囲伸張処理に使用した伸張係数である前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）との差が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に比べて小さい。よって、シーンチェンジの際に通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を実行すると、シーンチェンジの際の画像の急な変化、例えば、前フレームで黒画像状態への変化が検出されない程度の暗い画像から現フレームで画像が急に明るくなるという変化に対応できずに、現フレームで白とびが発生する可能性がある。よって、本実施例では、開始条件２が成立した場合は、シーンチェンジであるものと判定し、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードとする。なお、開始条件２は、前フレームの暗画像で開始条件１が成立しない場合であっても成立することがある。

モード判定実行部２８０は、シーンチェンジモード開始条件１，２のいずれかが成立する場合は（ステップＳ２４００：ＹＥＳ）、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［シーンチェンジモード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２４１０）。伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［シーンチェンジモード］であるので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２４２０）。一方、シーンチェンジモード開始条件１，２が共に成立しない場合は（ステップＳ２３１０：ＮＯ）、モード判定実行部２８０は、黒画面モード開始条件が成立するか否か判定する(ステップＳ２４３０)。
黒画面モード開始条件：黒画面検出フラグＦＧｂｋの値が［Ｔｒｕｅ］かつＧｉｄ（ｎ）≧Ｇｉｄ（ｎ−１）

黒画面モード開始条件は、以下の考えに従って設定されている。前述したように、黒画面検出フラグＦＧｂｋは、白ピーク値ＷＰが白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧ以下の場合またはＡＰＬ値がＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧ以下の場合に［Ｔｒｕｅ］となる（図７のステップＳ２２５０）。白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧやＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧは十分小さい値であるので、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値が［Ｔｒｕｅ］であるということは、画像が黒画像であることを意味する。また、Ｇｉｄ（ｎ）≧Ｇｉｄ（ｎ−１）は、現フレームの理想伸張Ｇｉｄ（ｎ）が前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）以上となるということを意味しており、現フレームが前フレームと同じかそれ以上に暗くなることを意味し、ほぼ黒画像が挿入されていると判定しても差し支えが無い。よって、ここでは、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値が［Ｔｒｕｅ］であり、かつ開始条件の後半のＧｉｄ（ｎ）≧ｎＧｉｄ（ｎ−１）が成立する場合に黒画面モードに移行する。

モード判定実行部２８０は、黒画面モード開始条件が成立する場合は（ステップＳ２４３０：ＹＥＳ）、伸張係数出力モードを黒画面モードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［黒画面モード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２４４０）。そして、伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［黒画面モード］であるので、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２４５０）。一方、黒画面モード開始条件が成立しない場合は（ステップＳ２４３０：ＮＯ）、伸張係数出力モードを通常モードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［通常モード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２４６０）。そして、伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［通常モード］であるので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２４７０）。

次に、前フレームの伸張係数出力モードがシーンチェンジモードの場合は（ステップＳ２１００：シーンチェンジ）、以下のシーンチェンジモード終了条件が成立するか否か判定し（ステップＳ２４８０）、いずれかが成立すれば、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードから通常モードに移行する。
シーンチェンジモード終了条件１：（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が終了閾値ＴｈｓｔｏｐＧ（０以上の整数）未満
シーンチェンジモード終了条件２：Ｇｉｄ（ｎ）＞Ｇｉｄ（ｎ−１）

シーンチェンジモード終了条件１において、（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が終了閾値ＴｈｓｔｏｐＧ未満であるということは、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の差が十分に小さいことを意味する。この場合には、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）ではなく通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力するものとしても不具合が発生する可能性が小さいので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する通常モードに移行するものとする。

シーンチェンジモード終了条件２において、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）より現フレーム理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が大きいということは、前フレームの画像より現フレームの画像の方が暗いことを意味する。この場合には、白とびが発生する可能性が低いということを意味するので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力しても不具合が発生する可能性は小さい。そこで、上記シーンチェンジモード終了条件２が成立したときには、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）ではなく通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する通常モードに移行するものとする。

シーンチェンジモード終了条件１，２のいずれか一方が成立する場合は(ステップＳ２４８０：ＹＥＳ)、モード判定実行部２８０は、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２４９０）、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２５００）、白とび検出フラグＦＧｓｔの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２５１０）、伸張係数出力モードを通常モードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［通常モード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２５２０）。そして、伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［通常モード］であるので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２５３０）。一方、シーンチェンジモード終了条件１，２のいずれも成立しない場合は（ステップＳ２４８０：ＮＯ）、モード判定実行部２８０は、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［シーンチェンジモード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２５４０）。伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［シーンチェンジモード］であるので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２５５０）。

次に、前フレームの伸張係数出力モードが黒画面モードの場合は（ステップＳ２１００：黒画面）、ステップＳ２２００〜Ｓ２４００と同様に、画面変化検出処理（ステップＳ２５５２）およびヒストグラム解析処理（ステップＳ２５５４）を実行し、シーンチェンジモード開始条件が成立するか否か判定する（ステップＳ２５５６）。シーンチェンジモード開始条件が成立する場合には（ステップＳ２５５６：ＹＥＳ）、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［シーンチェンジモード］に設定し（ステップＳ２４１０）、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２４２０）。一方、シーンチェンジモード開始条件が成立しない場合には（ステップＳ２５５６：ＮＯ）、以下の黒画面モード終了条件が成立するか否か判定し（ステップＳ２５６０）、黒画面モード終了条件が成立すれば、伸張係数出力モードを黒画面モードから通常モードに移行する。
黒画面モード終了条件：Ｇｉｄ（ｎ）＜Ｇｉｄ（ｎ−１）

黒画面モード終了条件において、Ｇｉｄ（ｎ）＜Ｇｉｄ（ｎ−１）であるということは、現フレームの理想伸張Ｇｉｄ（ｎ）が前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）よりも小さくなって、画像が明るくなる方向に変化しており、黒画面が終了する方向に変化したと考えられる。そこで、この場合には、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）ではなく通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力するものとして、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力する通常モードに移行するものとする。

黒画面モード終了条件が成立する場合は(ステップＳ２５６０：ＹＥＳ)、モード判定実行部２８０は、暗画面検出フラグＦＧｄｋの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２４９０）、黒画面検出フラグＦＧｂｋの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２５００）、白とび検出フラグＦＧｓｔの値を［Ｆａｌｓｅ］とし（ステップＳ２５１０）、伸張係数出力モードを通常モードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［通常モード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２５２０）。そして、伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［通常モード］であるので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２５３０）。一方、黒画面モード終了条件が成立しない場合は（ステップＳ２５６０：ＮＯ）、モード判定実行部２８０は、伸張係数出力モードを黒画面モードと判定し、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値を［黒画面モード］に設定して伸張係数導出部２００の伸張係数セレクト部２４０に出力する（ステップＳ２５７０）。伸張係数セレクト部２４０は、伸張係数出力モードフラグＦＧｍｄの値が［黒画面モード］であるので、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を伸張係数Ｇｒ（ｎ）として出力する（ステップＳ２５８０）。

Ａ４．調光係数導出部および調光係数出力モード判定部の処理：
図１０は、調光係数導出部５００と調光係数出力モード判定部５５０の処理を示すフローチャートである。図６と図１０を比較すれば分かるように、図１０のフローチャートは図６の伸張係数およびフラグに関する記号「Ｇ」を調光係数およびフラグに関する記号「Ｌ」に置き換えたものに等しく、調光係数導出部５００と調光係数出力モード判定部５５０の処理は、伸張係数導出部２００と伸張係数出力モード判定部２５０の処理と同じなので、説明を省略する。但し、調光の場合、画面が暗くなると輝度が暗くなるように制御し、画面が明るくなると輝度が明るくなるように制御するので、暗画面状態において、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）が通常調光係数Ｌｎ（ｎ）よりも大きくなる方向に変化したときに、シーンチェンジモードとすることが好ましい。また、黒画面状態において、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）が通常調光係数Ｌｎ（ｎ）よりも大きくなる方向に変化したときに、黒画面モード終了とすることが好ましい。そこで、調光の場合のシーンチェンジモード開始条件と終了条件は、以下の通りとなる。
調光のシーンチェンジモード開始条件１：暗画面検出フラグＦＬｄｋの値が［Ｔｒｕｅ］かつ（Ｌｉｄ（ｎ）−Ｌｎ（ｎ））が開始閾値ＴｈｓｔｒＬ（０以上の整数）を越える
調光のシーンチェンジモード開始条件２：白とび検出フラグＦＬｓｔの値が［Ｔｒｕｅ］
調光のシーンチェンジモード終了条件１：（Ｌｉｄ（ｎ）−Ｌｎ（ｎ））が終了閾値ＴｈｓｔｏｐＬ未満
調光のシーンチェンジモード終了条件２：Ｌｉｄ（ｎ）＞Ｌｉｄ（ｎ−１）

なお、調光のシーンチェンジモード開始条件２については、調光には直接関係の無い条件であるので、必ずしも必須の条件ではなく、省略する場合には、図３のヒストグラム解析部５６０および図１０のステップＳ２３００Ｌの処理を省略することができる。

また、調光の場合の黒画面モード開始条件および終了条件は、以下の通りとなる。
調光の黒画面モード開始条件：黒画面検出フラグＦＬｂｋの値が［Ｔｒｕｅ］かつＬｉｄ（ｎ）≦Ｌｉｄ（ｎ−１）
調光の黒画面モード終了条件：Ｌｉｄ（ｎ）＞Ｌｉｄ（ｎ−１）

なお、本実施例では、伸張係数出力モード判定部２５０と、調光係数出力モード判定部５５０を別個に備え、各々でモード判定を実行するものとしたが、伸張係数出力モード判定部２５０と、調光係数出力モード判定部５５０のいずれか１つを省略し、伸張係数導出部２００と調光係数導出部５００は、共に残る１つのモード判定部から出力されるモード判定に従うものとしても良い。あるいは、モード判定部は１つであるものとし、モード判定部が１つである場合のシーンチェンジモード終了条件を以下の通りとし、シーンチェンジモード終了条件１〜４の少なくとも１つが成立すれば、伸張係数出力モードと調光係数出力モードを共に通常モードとするものとしても良い。
シーンチェンジモード終了条件１：（Ｇｎ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ））が終了閾値ＴｈｓｔｏｐＧ未満
シーンチェンジモード終了条件２：Ｇｉｄ（ｎ）＞Ｇｉｄ（ｎ−１）
シーンチェンジモード終了条件３：（Ｌｉｄ（ｎ）−Ｌｎ（ｎ））が終了閾値ＴｈｌｓｔｏｐＬ未満
シーンチェンジモード終了条件４：Ｌｉｄ（ｎ）＞Ｌｉｄ（ｎ−１）
さらに、また、モード判定部が１つである場合の黒画面終了条件を以下の通りとし、黒画面モード終了条件１，２の少なくとも１つが成立すれば、伸張係数出力モードと調光係数出力モードを共に通常モードとするものとしても良い。
黒画面モード終了条件１：Ｇｉｄ（ｎ）＜Ｇｉｄ（ｎ−１）
黒画面モード終了条件２：Ｌｉｄ（ｎ）＞Ｌｉｄ（ｎ−１）

Ａ５．伸張係数の算出：
以下では、伸張係数導出部２００の伸張係数計算部２１０が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を求める手順（図６のステップＳ１０００）について説明する。図１１は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の導出処理を示すフローチャートである。まず、伸張係数計算部２１０は、伸張係数ＬＵＴ２２０から理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を取得する（ステップＳ１１００）。

図１２は、伸張係数ＬＵＴ２２０の一例を示す説明図である。横軸はＡＰＬ値であり、縦軸は白ピーク値ＷＰである。黒丸で示した入力格子点の座標を示すｎ１〜ｎ７の値は、それぞれ、０〜１０２３までのＡＰＬ値および白ピーク値ＷＰの範囲の中で、単調増加する任意の整数に設定される。図１２の例では、ｎ１＝５１１，ｎ２＝５５１，ｎ３＝５９６，ｎ４＝６４９，ｎ５＝７１５，ｎ６＝７９３，ｎ７＝８９４に設定されている。入力格子点の各箇所には、各々理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が格納されている。理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）は、通常は、白ピーク値ＷＰが大きいほど小さくなるように設定され、また、ＡＰＬ値が大きいほど小さくなるように設定される。例えば、入力格子点Ｇ０には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝０が格納されており、入力格子点Ｇ１には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝１４８が格納されており、入力格子点Ｇ２には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝２５５が格納されている。なお、各理想伸張係数の具体的な設定の考え方については後述する。ＡＰＬ値が白ピーク値ＷＰを越えることはないので、伸張係数ＬＵＴ２２０の右下半分の入力格子点には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が格納されておらず、これにより、メモリ量を削減可能である。なお、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の値の範囲は任意に設定可能であり、例えば０〜２５５の範囲に設定される。

伸張係数計算部２１０は、画像データのＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰの組が図１２の入力格子点（黒丸）のいずれかに該当する場合には、その入力格子点における理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）をそのまま読み出して使用する。ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰの組が、入力格子点に該当しない場合、例えば、座標Ｐ１や座標Ｐ２の場合は、補間計算により理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を求める。補間計算には、座標Ｐ１のように、周囲に４つの入力格子点Ｇ３〜Ｇ６が存在する場合に行なう４点補間計算と、座標Ｐ２のように、周囲に３つの入力格子点Ｇ７〜Ｇ９のみが存在する場合に行なう３点補間計算の２種類がある。

図１３は、補間計算について示す説明図である。図１３（ａ）は４点補間計算について示しており、図１３（ｂ）は３点補間計算について示している。以下では、入力格子点Ｇ３〜Ｇ９の理想伸張係数値は、各々Ｇｖ３〜Ｇｖ９で示す。図１３（ａ）の面積Ｓ１〜Ｓ４が、各々座標Ｐ１を通る線分Ｌ１，Ｌ２により分割された領域の面積であるものとし、面積Ｓが斜線の領域全体の面積であるとすると、座標Ｐ１の理想伸張係数Ｇｐ１は、以下の（７）式で算出する。
Ｇｐ１＝（Ｇｖ３＊Ｓ１＋Ｇｖ４＊Ｓ２＋Ｇｖ５＊Ｓ３＋Ｇｖ６＊Ｓ４）／Ｓ ・・・（７）
一方、図１３（ｂ）の面積Ｓ５〜Ｓ７が、各々座標Ｐ２を端点とする線分Ｌ３〜Ｌ５により分割された領域の面積であるものとし、面積Ｓａが斜線の領域全体の面積であるものとすると、座標Ｐ２の理想伸張係数Ｇｐ２は、以下の（８）式で算出する。
Ｇｐ２＝（Ｇｖ７＊Ｓ５＋Ｇｖ８＊Ｓ６＋Ｇｖ９＊Ｓ７）／Ｓａ ・・・（８）
以上により、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が求められる（図１１のステップＳ１１００）。

伸張係数計算部２１０は、次に、以下の（９）式により、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差である理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）を求める（ステップＳ１２００）。
ｄＷＧｉｄ（ｎ）＝Ｇｉｄ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（９）
理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）からの変化量に相当する。理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）は、本発明の理想伸張係数差に相当する。

以下では、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）から通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）と黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を求める（ステップＳ１３００）。通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）は、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差であり、黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）は、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差である。すなわち、（１０）式および（１１）式の関係が成り立つ。
ｄＷＧｎ（ｎ）＝Ｇｎ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（１０）
ｄＷＧｓ（ｎ）＝Ｇｓ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（１１）
これらの修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）およびｄＷＧｓ（ｎ）が求まると通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）および黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）が求まる。通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）は、本発明の第１の修正伸張係数差に相当し、黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）は、本発明の第２の修正伸張係数差に相当する。

図１４は、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）と黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を導出する処理を示すフローチャートである。伸張係数計算部２１０は、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が３２以上である場合（ステップＳ１３１０：ＹＥＳ）、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）を３２に置換する（ステップＳ１３２０）。また、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が−３２以下である場合（ステップＳ１３３０：ＹＥＳ）、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）を−３２に置換する（ステップＳ１３４０）。このように理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）をクリッピングするのは、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）の導出に用いる１次元のＬＵＴ（伸張修正ＬＵＴ）２３０の入力レンジに合わせるためである。伸張係数計算部２１０は、伸張修正ＬＵＴ２３０からクリッピング後の理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）に応じた通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を取得する（ステップＳ１３５０）。

伸張係数計算部２１０は、次に、以下の（１２）式により、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を黒画面修正定数ＳｌｏｗＧ（自然数）で割った黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を求める（ステップＳ１３６０）。
ｄＷＧｓ（ｎ）＝ｄＷＧｎ（ｎ）／ＳｌｏｗＧ ・・・（１２）

図１５は、伸張修正ＬＵＴ２３０の入出力関係を示す説明図である。横軸が理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）であり、縦軸が修正変化量ｄＷＧ（ｋ）である。但し、ｋは任意の正の整数である。直線Ｌ６は、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）と通常修正変化量ｄＷＧｎ（Ｋ）に相当する修正変化量ｄＷＧ（ｋ）との関係を示している。伸張係数計算部２１０は、直線Ｌ６を用いて理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）から通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を導出する。そして、伸張係数計算部２１０は、（１２）式により、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）と黒画面修正定数ＳｌｏｗＧから、黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を求める。なお、（１２）式により黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を求めることは、図１５の直線Ｌ８が示す、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）と黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｋ）に相当する修正変化量ｄＷＧ（ｋ）との関係から、黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を導出することと等価である。

そして、図１１に戻って、伸張係数計算部２１０は、（１０）式を変形した（１３）式により、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を求める（ステップＳ１４００）。
Ｇｎ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ−１）＋ｄＷＧｎ（ｎ） ・・・（１３）
なお、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が０の場合は図１５の直線Ｌ６より通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）も０であり、現フレームの通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）は前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）と一致する。直線Ｌ６は、通常伸張係数Ｇｎ（ｋ）を求めるための直線であるので、直線Ｌ６の横に括弧書きで（Ｇｎ（ｋ））と示した。

また、伸張係数計算部２１０は、（１１）式を変形した（１４）式により、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を求める（ステップＳ１５００）。
Ｇｓ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ−１）＋ｄＷＧｓ（ｎ） ・・・（１４）
なお、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が０の場合は図１５の直線Ｌ８より黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）も０であり、現フレームの黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）は前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）と一致する。直線Ｌ８は、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｋ）を求めるための直線であるので、直線Ｌ８の横に括弧書きで（Ｇｓ（ｋ））と示した。

ところで、図１５の直線Ｌ７は、修正変化量ｄＷＧ（ｋ）と理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）が一致する場合を示す直線である。仮にこの直線Ｌ７を用いて修正変化量ｄＷＧ（ｋ）を求めると、修正変化量ｄＷＧ（ｋ）が理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）と一致するので、（９）式と（１０）式から分かるように、通常伸張係数Ｇｎ（ｋ）は理想伸張係数Ｇｉｄ（ｋ）と一致する。図１５には、このことを、直線Ｌ７の横に括弧書きで示した。また、直線Ｌ６と直線Ｌ７の関係から、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｋ）は、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）と符号が同じで絶対値が小さい値として伸張修正ＬＵＴ２３０に設定されていることが分かる。

このように、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）と符号が同じで絶対値が小さい通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を用いて通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を求めるので、（９）式と（１０）式から分かるように、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）より、前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）との差が小さい。つまり、この通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を用いると、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を用いるより、前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）から伸張係数が急激に変化することを抑制することができる。

例えば、以下の２つの不等式（１５），（１６）のいずれかが成立する場合は、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と現フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）は、前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）を挟んで大きく変化している。よって、仮に通常モードにおいて伸張係数導出部２００が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力すると、画像にちらつきを発生させる可能性がある。そこで、通常モードでは、伸張係数導出部２００は理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の代わりに、修正後の通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力することにより、ちらつきの発生を抑制する。
Ｇｉｄ（ｎ−１）＞Ｇｒ（ｎ−１）＞Ｇｉｄ（ｎ） ・・・（１５）
Ｇｉｄ（ｎ−１）＜Ｇｒ（ｎ−１）＜Ｇｉｄ（ｎ） ・・・（１６）

つまり、通常モード時は通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を用いることが望ましい。同様に、黒画面モード時は通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも小さい黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を用いることが好ましい。一方、シーンチェンジの際にはフレーム間の画像データが急激に変化するので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）より急激な変化に対応しうる理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を用いる方が望ましい。理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）は、白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値に応じて設定された伸張係数ＬＵＴ２２０から求められているので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を用いると、画像データの輝度ヒストグラムに適した輝度範囲伸張処理を行なうことができる。伸張係数ＬＵＴ２２０の設定について詳しくは後述する。

Ａ６．輝度範囲伸張処理：
輝度範囲伸張処理部３００は、図６のステップＳ１０００〜ステップＳ２５８０により伸張係数導出部２００が出力した伸張係数Ｇｒ（ｎ）に基づいて画像データの輝度を伸張する。この輝度範囲伸張処理は、以下の式（１７ａ）〜（１７ｄ）で行なう。ここで、Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０は輝度範囲伸張処理前の画像データの色情報の値であり、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は輝度範囲伸張処理後の画像データの色情報の値である。また、伸張率Ｋ１は（１７ｄ）式で与えられる。
Ｒ１＝Ｋ１＊Ｒ０ ・・・（１７ａ）
Ｇ１＝Ｋ１＊Ｇ０ ・・・（１７ｂ）
Ｂ１＝Ｋ１＊Ｂ０ ・・・（１７ｃ）
Ｋ１＝１＋Ｇｒ（ｎ）／２５５ ・・・（１７ｄ）
伸張係数Ｇｒ（ｎ）は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）のいずれかであり、共に０〜２５５のいずれかである。よって、伸張率Ｋ１は１以上である。

そして、輝度範囲伸張処理部３００は、輝度範囲伸張処理後の画像データに基づいて、ライトバルブ４００を制御する。

Ａ７．調光係数の算出：
図１６は、図１０のステップＳ１０００Ｌである理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と通常調光係数Ｌｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。図１１と図１６を比較すれば分かるように、図１６のフローチャートは図１１の伸張係数に関するＧを調光係数に関するＬに置き換えたものに等しく理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と通常調光係数Ｌｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）を導出する手順は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を導出する手順と同じなので、説明を省略する。但し、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）は、図１７の調光係数ＬＵＴ５２０から求めた理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）である。

図１７は、調光係数ＬＵＴ５２０の一例を示す説明図である。横軸はＡＰＬ値であり、縦軸は白ピーク値ＷＰである。図１２と図１７を比較すれば分かるように、調光係数ＬＵＴ５２０は伸張係数ＬＵＴ２２０と同じ構成を有している。また、調光係数ＬＵＴ５２０を参照して理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を決定する方法も、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を決定する方法と同じであるので詳細な説明は省略する。

但し、図１６のステップＳ１３００Ｌの通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＬｓ（ｎ）の導出の際に用いる調光修正ＬＵＴ５３０は、図１１のステップＳ１３００の伸張修正ＬＵＴ２３０を利用するものとしても良いし、別個に用意するものとしても良い。別個に用意する場合も、調光修正ＬＵＴにおいて、通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｋ）および黒画面修正変化量ｄＷＬｓ（ｋ）は、理想変化量ｄＷＬｉｄ（ｋ）と符号が同じで絶対値が小さい値として設定されているものとする。

Ａ８．調光制御処理：
調光制御部６００は、図１０のステップＳ１０００Ｌ〜ステップＳ２２５８０Ｌにより調光係数導出部５００が出力した調光係数Ｌｒ（ｎ）から以下の（１）式で示す光量率Ａ１を求め、その値に基づき、調光素子７００を制御する。光量率Ａ１は、最大光量に対する割合を示しており、Ａ１≦１である。
Ａ１＝Ｌｒ（ｎ）／２５５ ・・・（１８）

ところで、（１８）の光量率Ａ１と、上述した（１７ｄ）式で求めた伸張率Ｋ１が、以下の（１９）式の関係であれば、伸張係数出力モードと調光係数出力モードが共にシーンチェンジモードである場合における輝度範囲伸張処理と調光制御後の画像の最大輝度は、輝度範囲伸張処理と調光制御前の画像の最大輝度と同じとなる。
Ａ１＝Ｋ１^-γ ・・・（１９）
ここで、γはライトバルブ４００のγ値であり、例えばγ＝２．２である。図１７の調光係数ＬＵＴ５２０は、関係式（１９）が成立するように図１５の伸張係数ＬＵＴ２２０から求められたものである。すなわち、調光係数ＬＵＴ５２０の理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）は、（２０）式が成立するように設定されている。
Ｌｉｄ（ｎ）／２５５＝（１＋Ｇｉｄ（ｎ）／２５５）^-γ ・・・（２０）

なお、ここでは、画像の最大輝度が輝度範囲伸張処理と調光制御の前後で変化しないように伸張係数ＬＵＴ２２０と、調光係数ＬＵＴ５２０を設定するものとしたが、他の関係式を用いてこれらを設定するものとしても良い。例えば、輝度範囲伸張処理により画像データの輝度の範囲を比較的大きく広げて、画像データを明るくした場合は、更に調光制御により光量を増加させ、画像をより明るくするものとしても良い。逆に、画像データの輝度の範囲を比較的小さく広げた場合には、調光制御により光量を減少させるものとしても良い。

伸張係数の場合と同様に、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）を用いると、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を用いるより、前フレームの調光係数Ｌｒ（ｎ−１）から調光係数が急激に変化することを抑制することができる。つまり、通常モード時は通常調光係数Ｌｎ（ｎ）を用いることが望ましい。同様に、黒画面モード時は通常調光係数Ｌｎ（ｎ）よりも小さい黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）を用いることが好ましい。一方、シーンチェンジの際にはフレーム間の画像データが急激に変化するので、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）より急激な変化に対応しうる理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を用いる方が望ましい。

Ａ９．実施例の効果：
以上の第１実施例における動画像表示装置１０００によれば、伸張係数導出部２００は、シーンチェンジが検出された場合は、シーンチェンジに適した理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力するので、シーンチェンジの際にはシーンチェンジに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。そして、伸張係数導出部２００は、シーンチェンジが検出された後であって終了条件を満たすまでは理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力するので、シーンチェンジが検出された後であって終了条件を満たすまでシーンチェンジに適した輝度範囲伸張処理を行なうことが可能である。

また、伸張係数導出部２００は、シーンチェンジが検出されず、かつ、暗画面状態への変化のみが検出された場合あるいは暗画面状態への変化および黒画面状態への変化のいずれも検出されない場合は、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を出力するので、シーンチェンジのない通常の状態において、伸張係数が前フレームから急激に変化してちらつき等が発生し、画質が劣化することを抑制することができる。

さらに、伸張係数導出部２００は、シーンチェンジが検出されず、かつ、黒画面状態への変化が検出された場合は、終了条件を満たすまで通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも小さい黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を出力するので、黒画面状態が継続する場合において、伸張係数が前フレームから急激に変化することを抑制することができる。

図１８は、伸張係数導出部２００が出力する伸張係数の具体例を示す説明図である。図１８（ａ）は、各フレームの動画像データに基づいて画像特徴量算出部１００で算出される白ピーク値ＷＰおよびＡＰＬ値の変化を時系列に示している。なお、この白ピーク値ＷＰおよびＡＰＬ値は、図示を簡単化するために、画像全体が一定のある輝度値を有する第１の画像（以下、「ベタ画像」と呼ぶ）からフェードアウトして黒画像に変化し、黒画像から他の輝度値を有する第２のベタ画像にフェードインする場合を例に示している。ベタ画像の場合、白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値は等しくなる。また、白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧとＡＰＬ暗画面閾値ＴｈａｄＧは等しく、白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧとＡＰＬ黒画面閾値ＴｈａｂＧとは等しく設定される。従って、白ピーク値ＷＰおよびＡＰＬ値による暗画面状態への変化および黒画面状態への変化の検出は全く同じとなるので、以下では、白ピーク値ＷＰの変化に応じて説明することとする。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の白ピーク値およびＡＰＬに対して伸張係数出力モード判定部２５０が判定する伸張係数出力モードおよび伸張係数出力モードに応じて伸張係数導出部２００から出力される伸張係数の種類を示している。図１８（ｃ）は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と伸張係数Ｇｒ（ｎ）の変化を示している。

図１８（ａ）に示すように、第１のベタ画像からフェードアウトを開始すると白ピーク値ＷＰはだんだん小さくなっていくが、伸張係数出力モードは、図１８（ｂ）に示すように、白ピーク値ＷＰが白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧ以下になるまでは、通常モードに維持され、伸張係数Ｇｒ（ｎ）として通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）が選択される。従って、伸張係数Ｇｒ（ｎ）は、図１８（ｃ）の一点鎖線に示すように、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の変化に応じて変化する。

そして、白ピーク値が白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧよりも小さくなると暗画面状態への変化が検出される。しかしながら、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも非常に大きくなるため、上記したシーンチェンジモード開始条件１の後半の開始閾値ＴｈｓｔｒＧを越えることはなく、伸張係数出力モードは、このまま、通常モードに維持される。

さらに、白ピーク値ＷＰが小さくなって、白ピーク黒画面閾値ＴｈｗｂＧ以下になると、黒画面状態への変化が検出される。このとき、伸張係数出力モードは黒画面モードとなり、伸張係数Ｇｒ（ｎ）として黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）が選択されて、伸張係数Ｇｒ（ｎ）は、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の変化に応じて変化する。ここで、黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）は通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも小さいので、黒画面モードにおける伸張係数Ｇｒ（ｎ）の変化は、通常モードの場合よりも小さくなる。そして、黒画面状態が継続している間、伸張係数出力モードは、黒画面モードに維持される。

次に、黒画面からフェードインを開始して、白ピーク値が黒画面状態における最低の白ピーク値よりも大きくなり、上記した黒画面モード終了条件（Ｇｉｄ（ｎ）＜Ｇｉｄ（ｎ−１））が成立すると、伸張係数出力モードは通常モードとなり、伸張係数Ｇｒ（ｎ）として通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）が選択されて、伸張係数Ｇｒ（ｎ）は、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の変化に応じて変化する。

なお、黒画面モードが終了して通常モードとなっても、白ピーク値ＷＰが白ピーク暗画面閾値ＴｈｗｄＧ以下の間は、暗画面状態への変化が検出されるが、上記したように、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも大きくなるため、シーンチェンジモード開始条件１の後半の開始閾値ＴｈｓｔｒＧを越えることはないので、伸張係数出力モードは、このまま、通常モードに維持される。

ここで、仮に、フェードアウトの途中で黒画面状態への変化を検出せず、伸張係数出力モードがそのまま通常モードに維持された場合を想定すると、図１８（ｃ）の破線で示す比較例のように、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）は黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）よりも大きいため、伸張係数Ｇｒ（ｎ）の変化は実施例の場合に比べてその傾きが大きくなり、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）よりも伸張係数Ｇｒ（ｎ）（通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）に等しい）の方が大きくなって、過剰な伸張がなされる場合が発生し、シーンチェンジが検出されて、伸張係数Ｇｒ（ｎ）として理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が選択される状態が発生し得る。そして、この結果、伸張係数Ｇｒ（ｎ）が急激に変化して、画質の劣化が発生し得ることになる。

一方、本実施例の場合には、黒画面モードにおいて、伸張係数Ｇｒ（ｎ）として通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）よりも小さい黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）を選択することにより、伸張係数Ｇｒの傾きを小さくすることができるので、過剰な伸張が成されて、シーンチェンジが検出されることを抑制し、比較例において発生し得る画質劣化を抑制することが可能である。

同様に、調光係数導出部５００は、前のシーンからフェードアウトして黒画面に変化し、黒画面から次のシーンにフェードインすることにより、前のシーンから次のシーンへシーンチェンジする場合において、過剰な調光がなされて、シーンチェンジモードが検出されることを抑制することができるので、画質の劣化が発生し得るのを抑制することが可能である。

ところで、伸張係数ＬＵＴ２１０の理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）は、以下のような基準で設定することができる。図１９は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の設定の考え方を示す説明図である。図１９（ａ）〜（ｃ）の横軸はｉ番目の小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉ（ｉは任意の正の整数）であり、縦軸は小領域ＤＲの数である。つまり、図１９（ａ）〜（ｃ）の輝度ヒストグラムは、小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒｉの度数分布である。また、図１９（ａ）〜（ｃ）において、実線のグラフは、輝度範囲伸張処理前の画像データの輝度ヒストグラムであり、輝度範囲伸張処理前の画像データの白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値が示してある。

図１９（ａ）と（ｂ）の輝度範囲伸張処理前の画像データは、白ピーク値ＷＰが同じであり、ＡＰＬ値が異なる。図１９（ａ）の場合は、図１９（ｂ）と比べるとＡＰＬ値が白ピーク値ＷＰに近いので、画像全体の輝度が白ピーク値ＷＰに近いことになる。よって、画像全体のうち大部分の画素が白くなる白とびが発生することを防ぐために、伸張係数ＬＵＴ２２０における理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を図１９（ｂ）の場合に比べ小さく設定する。図１９（ｂ）の場合は、図１９（ａ）と比べるとＡＰＬ値が小さく、白ピーク値ＷＰ付近の輝度を持つ画素の画像全体に占める割合は少ないので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を大きくして輝度範囲伸張処理を行なったとしても、白とびはほとんど起こらないと考えられる。そこで、画像全体の輝度を大きくするために、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を図１９（ａ）の場合に比べて大きく設定する。図１９（ａ），（ｂ）の点線のグラフは、このように設定した理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を用いた輝度範囲伸張処理後の画像データのヒストグラムである。図１９（ａ）では理想伸張係数Ｇｉｄが小さいので輝度範囲伸張処理後の画像データで白とびが起こる可能性を小さくできており、図１９（ｂ）では、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が大きいので図１９（ａ）の場合より画像データの輝度の範囲を広くすることができている。

一方、図１９（ａ）と（ｃ）の輝度範囲伸張処理前の画像データは、ＡＰＬ値が同じであり、白ピーク値ＷＰが異なる。図１９（ｃ）の場合は、図１９（ａ）と比べると白ピーク値ＷＰが大きいので、白とびが発生することを防ぐために、伸張係数ＬＵＴ２１０における理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を図１９（ａ）の場合に比べ小さく設定する。図１９（ｃ）の点線のグラフは、このように設定した理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を用いた輝度範囲伸張処理後の画像データのヒストグラムである。図１９（ｃ）では理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が小さいので輝度範囲伸張処理後の画像データで白とびが起こる可能性を小さくできている。このように、伸張係数ＬＵＴ２２０は、ＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰ及び両者の関係を考慮して設定されたものである。なお、図１９（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合にも、輝度範囲伸張処理後の画像データは、輝度範囲伸張処理前の画像データに比べ、画像データの輝度の範囲が広くなっている。

よって、以上の第一実施例の動画像表示装置１０００によれば、伸張係数出力モードと調光係数出力モードが共にシーンチェンジモードである場合、画像データの輝度ヒストグラムに関して得られる白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値に応じた輝度範囲伸張処理と調光制御を実行しているので、画像データの輝度ヒストグラムに適した輝度範囲伸張処理と調光制御を行なうことができる。これにより、画像のコントラスト感も向上できる。更に、（２０）式を用いて調光係数ＬＵＴ５２０を設定することによって、伸張係数出力モードと調光係数出力モードが共にシーンチェンジモードである場合における画像の最大輝度が輝度範囲伸張処理と調光制御の前後で変化しないようにすることが可能である。

また、画像特徴量算出部１００は、１フレームを小領域に分割し、小領域の輝度を求めて、そこからＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰを算出しているので、画像のノイズの影響を低減することができる。但し、画像の所定の中央部分内に存在する小領域の最大輝度と平均輝度を、それぞれＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰとするものとしても良い。このようにすれば、字幕や画像の端に生じる黒い帯の影響を低減することが可能である。あるいは、画像特徴量算出部１００は、１フレームを小領域に分割することなく、画像データの全画素の輝度の最大値を白ピーク値とし、全画素の輝度の平均値をＡＰＬ値とするものとしても良い。すなわち、図５，図８，図１９の輝度ヒストグラムは、画像データの画素毎の輝度ヒストグラムであっても良い。

上記実施例では画像特徴量としてＡＰＬ値を用いたが、ＡＰＬ値の代わりに、小領域ＤＲｉの代表輝度Ｙｄｒ１〜Ｙｄｒ４０の最小値である黒ピーク値を使用するものとしても良い。あるいは、本実施例では、複数の画像特徴量として白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値の２つを用いたが、白ピーク値ＷＰとＡＰＬ値と黒ピーク値の３つを用いるものとしても良い。その場合、伸張係数ＬＵＴ２１０や調光係数ＬＵＴ５１０は、３Ｄ−ＬＵＴとなる。更に多くの画像特徴量を用いるものとしても良い。複数の画像特徴量は、白ピーク値やＡＰＬ値や黒ピーク値に限らず、様々に設定可能である。なお、黒ピーク値は、全画素の輝度の最小値であるものとしても良い。

本実施例では、伸張修正ＬＵＴ２３０の入出力特性は原点対称であるので、伸張修正ＬＵＴ２３０の正の領域のみまたは負の領域のみを記憶しておくものとしても良い。または、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）が整数である場合の修正変化量ｄＷＧ（ｋ）のみ記憶しておくものとしても良い。この場合には、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が整数ではない場合には、補間計算により修正変化量ｄＷＧ（ｎ）を求める。

本実施例では、簡単のために伸張修正ＬＵＴ２３０を直線Ｌ６で示したが、直線である必要はなく、曲線や折れ線など様々に設定可能である。あるいは、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）は理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）と符号が同じで絶対値が小さくなるようにすれば良く、伸張修正ＬＵＴ２３０を用いる方法以外にも、様々に導出可能である。例えば、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）を１より大きい定数で割って、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を求めるものとしても良い。

本実施例では、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）に関する通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｎ）を通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）に関する通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）とは別に求めているが、互いに絶対値が同じで符号が異なる値を用いるものとしても良い。通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）と通常調光係数Ｌｎ（ｎ）のうち片方が増加するならば片方を同じ量で減少させる関係とすると、画像の見た目の急激な変化を抑制することができるからである。

Ｂ．第２実施例：
第２実施例は、第１実施例と、図１１のステップＳ１３００における通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）の求め方が異なり、他の構成は第１実施例と同じである。第２実施例の通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）は、以下の（２１），（２２）式のように、変化量ｄＷＧｎ１（ｎ），ｄＷＧｓ１（ｎ）と修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を乗算して求める。
ｄＷＧｎ（ｎ）＝ｄＷＧｎ１（ｎ）＊ＳｃａｌｅＧ（ｎ） ・・・（２１）
ｄＷＧｓ（ｎ）＝ｄＷＧｓ１（ｎ）＊ＳｃａｌｅＧ（ｎ） ・・・（２２）

図２０は、第２実施例における通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。伸張係数計算部２１０は、まず、第１実施例の図１１のフローチャートに示した手順で、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を求める。この通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を、以下では通常変化量ｄＷＧｎ１（ｎ）および黒画面変化量ｄＷＧｓ１（ｎ）と呼ぶ（ステップＳ１３００Ａ）。

伸張係数計算部２１０は、（２１），（２２）式から分かるように、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を求めれば良い。伸張係数計算部２１０は、以下の（２３）式と（２４）式が共に成立する場合は（ステップＳ１３７２：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を０とする（ステップＳ１３７４）。
Ｇｉｄ（ｎ）＝Ｇｉｄ（ｎ−２） ・・・（２３）
Ｇｉｄ（ｎ）≠Ｇｉｄ（ｎ−１） ・・・（２４）

次に、伸張係数計算部２１０は、（２３）式または（２４）式が成立しない場合は（ステップＳ１３７２：ＮＯ）、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と前フレームの実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差である修正量ｄＧ（ｎ−１）を（２５）式により求める（ステップＳ１３７６）。
ｄＧ（ｎ−１）＝Ｇｉｄ（ｎ−１）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（２５）

前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が閾値ＴｈｗＧ（自然数）以上であり、現フレームの理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が０より大きい場合は（ステップＳ１３７８：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を所定の黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋとする（ステップＳ１３８０）。一方、前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が−ＴｈｗＧ以下であり、現フレームの理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が０より小さい場合は（ステップＳ１３８２：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を所定の白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈとする（ステップＳ１３８４）。それ以外の場合は（ステップＳ１３８２：ＮＯ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を１とする（ステップＳ１３８６）。そして、（２１），（２２）式により通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を計算する（ステップＳ１３８８）。なお、各修正係数値については、以下の不等式（２６）が成立する。
１＜ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋ＜ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅ ・・・（２６）

図２１は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）の設定の考え方を示す説明図である。図２１の直線Ｌ６Ａは図１５の直線Ｌ６と同じものであり、これに直線Ｌ９と直線Ｌ１０が加えられている。直線Ｌ９は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋである場合の通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｋ）に相当する修正変化量ｄＷＧ（ｋ）を示す直線であり、直線Ｌ１０は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅである場合の通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｋ）に相当する修正変化量ｄＷＧ（ｋ）を示す直線である。また、直線Ｌ６Ａは、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が１である場合の理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）に相当する修正変化量ｄＷＧ（ｋ）を示す直線である。直線の関係から、黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋを用いるより、白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈを用いたほうが、修正変化量ｄＷＧ（ｋ）は理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）に近くなり、（９）式と（１０）式から分かるように、通常伸張係数Ｇｎ（ｋ）も理想伸張係数Ｇｉｄ（ｋ）に近くなることがわかる。同様に、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）＝１を用いるより、黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋを用いたほうが、修正変化量ｄＷＧ（ｋ）は理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）に近くなり、通常伸張係数Ｇｎ（ｋ）も理想伸張係数Ｇｉｄ（ｋ）に近くなることがわかる。なお、修正係数ＳｃａｌｅＧｂｋ，ＳｃａｌｅＧｗｈは、修正変化量ｄＷＧ（ｋ）が理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｋ）を超えないように設定されている。

図２２は、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）の通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）の黒画面修正変化量Ｌｓ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。記号の記載には、第１実施例と同様、調光係数に関してはＬを用いている。図２２のフローチャートは、図２０のフローチャートで伸張係数に関するＧを調光係数に関するＬに置き換えたものに等しく、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）の通常修正変化量ｄＷＬｎ（ｎ）と黒画面調光係数Ｌｓ（ｎ）の黒画面修正変化量ｄＷＬｓ（ｎ）を導出する手順は、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）と黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）を導出する手順と同じなので、説明を省略する。

第２実施例の動画像表示装置１０００によれば、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ），ＳｃａｌｅＬ（ｎ）を設定することにより、状況に応じて通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）および黒画面修正変化量ｄＷＧｓ（ｎ）の大きさを調整し、現フレームの通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）の前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）からの変化量および現フレームの黒画面伸張係数Ｇｓ（ｎ）の前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）からの変化量を調整することが可能である。

例えば、図２０のステップＳ１３７２において、前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が閾値ＴｈｗＧ以上であるということは、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と前フレームの実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差が広がりすぎているということである。ここで、修正量ｄＧ（ｎ−１）は、（９）式と（１０）式を用いた以下の計算式からも分かるように、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ−１）と通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ−１）の差であるから、図２１に示した範囲ｄＧ（ｎ−１）に相当する（但し、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ−１）は１であったものとする）。
ｄＧ（ｎ−１）＝Ｇｉｄ（ｎ−１）−Ｇｒ（ｎ−１）
＝｛ｄＷＧｉｄ（ｎ−１）＋Ｇｒ（ｎ−２）｝−｛ｄＷＧ（ｎ−１）＋Ｇｒ（ｎ−２）｝
＝ｄＷＧｉｄ（ｎ−１）−ｄＷＧ（ｎ−１） ・・・（２７）
よって、現フレーム（ｎフレーム目）においては、１より大きい黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋを用いて通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を求めることで、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）＝１を用いるより、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づける。このことは、例えば図２１における修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）＝１を用いる場合の座標Ｃ１から黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋを用いる場合の座標Ｄ１への変化に相当する。なお、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と前フレームの実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差が広がりすぎているということは、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）が非常に大きくなっているということを意味しており、輝度範囲伸張処理前の画像が非常に暗くなっているということを意味している。ここでは、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づけた通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）により輝度範囲伸張処理をすることで、画像を明るくすることができる。

一方、図２０のステップＳ１３８２の条件は、ステップＳ１３７８の条件と逆の関係であり、以下の不等式（２８）が成立するということであるから、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）が非常に小さくなっているということを意味している。つまり、画像が非常に明るくなっているということを意味している。
Ｇｒ（ｎ−１）−Ｇｉｄ（ｎ−１）≧ＴｈｗＧ ・・・（２８）
よって、白とびを防ぐために、ステップＳ１３７８，Ｓ１３８２の画像が非常に暗くなっている場合よりも、更に通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づけることが望ましい。本実施例によれば、ステップＳ１３８２，Ｓ１３８４で黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋより更に大きい白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈを用いて通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を計算するので、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）をより理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づけることができ、白とびを防ぐことができる。このことは、例えば図２１における修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）＝１を用いる場合の座標Ｃ２から白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈを用いる場合の座標Ｄ２への変化に相当する。

また、伸張係数計算部２１０は、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が負の値である場合は、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）が絶対値の同じ正の値である場合より、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）の絶対値が大きくなるように、通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を求めている。

なお、本実施例では、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を用いて通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）の絶対値の大きさを調整しているが、これに限らず、例えば、理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ）を各々ステップＳ１３８０，Ｓ１３８４，Ｓ１３８６のケースに適した１より大きい定数で割って、通常修正変化量ｄＷＧｎ（ｎ）を求めるものとしても良い。

ステップＳ１３７４において、ｎ−２フレーム目の理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−２）とｎフレーム目の理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が等しく、これらがｎ−１フレーム目の理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と等しくないときは、これらの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−２），Ｇｉｄ（ｎ−１），Ｇｉｄ（ｎ）に関する理想変化量ｄＷＧｉｄ（ｎ−２），ｄＷＧｉｄ（ｎ−１），ｄＷＧｉｄ（ｎ）の値は、それぞれ例えば図２１の座標Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３における値に相当する。つまり、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｋ）が振動しているということである。このような場合に、現フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に基づいて、その通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を決定するとちらつきが発生する可能性がある。そこで、本実施例では、この場合はステップＳ１３７４で修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を０として、現フレームの通常伸張係数Ｇｎ（ｎ）を前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）と同じ値にすることで、ちらつきの発生を抑制している。

なお、ステップＳ１３７４の処理は省略することも可能である。

ステップＳ１３７２，Ｓ１３７８，Ｓ１３８２のいずれの条件にも該当しない場合は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を１とすることで、第１実施例と同様の効果が得られる。

第２実施例では、通常調光係数Ｌｎ（ｎ）に関する修正係数ＳｃａｌｅＬ（ｎ）を修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）とは別に求めているが、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）と修正係数ＳｃａｌｅＬ（ｎ）は同じ値を用いるものとしても良い。また、黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｋと白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈも、同じ値を用いるものとしても良い。

Ｃ．その他の実施例：
（１）上記各実施例では、輝度範囲伸張処理と調光制御を共に行なうものとしたが、どちらか一方のみを行なうものとしても良い。

（２）本発明の動画像表示装置１０００は、プロジェクタの他にも液晶テレビなど種々の動画像表示装置に適用可能である。調光制御を行なわずに輝度範囲伸張処理のみを行なう場合は、光源装置７１０を備える必要もない。

（３）シーンチェンジの判定は、上記実施例で示した方法に限らず、種々の方法で行なうことが可能である。例えば、フレーム間での画像特徴量の変動が大きい場合にシーンチェンジであると判定するものとしても良い。

以上、実施例に基づき本発明に係る動画像表示装置、動画像表示方法、動画像表示装置および動画像表示方法の機能を実現させるためのプログラムを説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

１０００…動画像表示装置
１００…画像特徴量算出部
１１０…輝度ヒストグラム
２００…伸張係数導出部
２１０…伸張係数計算部
２２０…伸張係数ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
２３０…伸張修正ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
２４０…伸張係数セレクト部
２５０…伸張係数出力モード判定部
２６０…ヒストグラム解析部
２７０…画面変化検出部
２８０…モード判定実行部
３００…輝度範囲伸張処理部
４００…ライトバルブ
５００…調光係数導出部
５１０…調光係数計算部
５４０…調光係数セレクト部
５５０…調光係数出力モード判定部
５６０…ヒストグラム解析部
５７０…画面変化検出部
５８０…モード判定実行部
６００…調光制御部
７００…調光素子
７１０…光源装置
８００…投写光学系
９００…スクリーン

Claims (5)

1. 動画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示装置であって、
   前記動画像データの１フレームの画像データの輝度の範囲を広げる輝度範囲伸張処理に使用する伸張係数を、前記動画像データの輝度に関する画像特徴量に基づいて、前記画像データの前記動画像データの１フレーム毎に導出し、出力する伸張係数導出部と、
   前記伸張係数導出部が出力した伸張係数に基づいて、前記輝度範囲伸張処理を前記画像データに施す輝度範囲伸張処理部と、
   前記動画像データに基づいて、現フレームの画面状態が黒画面状態へ変化したことを検出する検出部と、
   を備え、
   前記伸張係数導出部は、前記黒画面状態への変化が検出されない場合は第１の現フレーム修正伸張係数を出力するとともに、前記黒画面状態への変化が検出された場合は第２の現フレーム修正伸張係数を出力し、
   前記第１の現フレーム修正伸張係数は、前記画像データの輝度に応じた理想伸張係数と、前記輝度範囲伸張処理部において前フレームの輝度範囲伸張処理に使用された伸張係数である前フレーム実伸張係数と、の差で表される理想伸張係数差に基づいて決定される前記理想伸張係数差よりも小さな第１の修正伸張係数差を、前フレーム実伸張係数に加算することにより求められる伸張係数であり、
   前記第２の現フレーム修正伸張係数は、前記理想伸張係数差に基づいて決定される前記第１の修正伸張係数差よりも小さな第２の修正伸張係数差を、前フレーム実伸張係数に加算することにより求められる伸張係数である、
   動画像表示装置。
2. 請求項１記載の動画像表示装置であって、
   前記伸張係数導出部は、前記黒画面状態が検出された後は、前記画像データの表す画像が明るくなる方向に変化するまで前記第２の現フレーム修正伸張係数を出力し、前記画像データの表す画像が明るくなる方向に変化した後は、前記第１の現フレーム修正伸張係数を出力する、
   動画像表示装置。
3. 請求項１記載の動画像表示装置であって、
   前記検出部は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値、又は前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値に基づいて前記黒画面状態への変化を検出する、
   動画像表示装置。
4. 請求項１記載の動画像表示装置であって、
   前記画像特徴量は、前記画像データの輝度の最大値である白ピーク値、及び前記画像データの輝度の平均レベルである平均レベル値であって、
   前記伸張係数導出部は、前記白ピーク値及び前記平均レベル値を用いて前記理想伸張係数を導出する、
   動画像表示装置。
5. 動画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示方法であって、
   （ａ）前記動画像データの１フレームの画像データの輝度の範囲を広げる輝度範囲伸張処理に使用する伸張係数を、前記動画像データの輝度に関する画像特徴量に基づいて、前記動画像データの１フレーム毎に導出し、出力する工程と、
   （ｂ）前記出力する工程で出力した伸張係数に基づいて、前記輝度範囲伸張処理を前記画像データに施す工程と、
   （ｃ）前記動画像データに基づいて、現フレームの画面状態が黒画面状態へ変化したことを検出する工程と、
   を備え、
   前記工程（ａ）では、前記黒画面状態への変化が検出されない場合は、第１の現フレーム修正伸張係数を求め、求めた前記第１の現フレーム修正伸張係数を出力するとともに、
   前記黒画面状態が検出された場合は、第２の現フレーム修正伸張係数を求め、求めた前記第２の現フレーム修正伸張係数を出力し、
   前記第１の現フレーム修正伸張係数は、前記画像データの輝度に応じた理想伸張係数と、前記工程（ｂ）において前フレームの輝度範囲伸張処理に使用された伸張係数である前フレーム実伸張係数と、の差で表される理想伸張係数差に基づいて決定される前記理想伸張係数差よりも小さな第１の修正伸張係数差を、前フレーム実伸張係数に加算することにより求められる伸張係数であり、
   前記第２の現フレーム修正伸張係数は、前記理想伸張係数差に基づいて決定される前記第１の修正伸張係数差よりも小さな第２の修正伸張係数差を、前フレーム実伸張係数に加算することにより求められる伸張係数である、
   動画像表示方法。

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