JP5206731B2 - プロジェクターおよび画像投写方法 - 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

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。画像がフレーム間で急激に変化することを、以下ではシーンチェンジと呼び、シーンチェンジが起きてから次にシーンチェンジが起きるまでの間を１シーンと呼ぶ。シーンチェンジが起きる一例としては、動画像の場面（シーン）変更が挙げられる。

また、従来の調光制御においても、一般に、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、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規則に従って修正した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するので、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、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、前記終了条件を満たした後は、前記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。

前記終了条件は、前記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しても良い。

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閾値以下であるという条件１を含む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。

前記開始条件は、前記条件１が成立し、かつ、前記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が予め設定された閾値より大きいという条件２が成立する場合に成立するものとしても良い。

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。

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の調整に使用される調光係数を、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規則に従って修正した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するので、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の調整に使用される調光係数を、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、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規則に従って修正した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するので、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、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、前記終了条件を満たした後は、前記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。

前記終了条件は、前記現フレーム修正調光係数と前記現フレーム理想調光係数の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しても良い。

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閾値以下であるという条件１を含む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。

前記開始条件は、前記条件１が成立し、かつ、前記現フレーム修正調光張係数と前記現フレーム理想調光係数の差が予め設定された閾値より大きいという条件２が成立する場合に成立するものとしても良い。

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。

本発明の第一実施例としての動画像表示装置１０００のブロック図である。 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。 伸張係数出力モードと伸張係数導出部２００が出力する伸張係数の関係を示す説明図である。 伸張係数の変化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。 シーンチェンジ検出準備処理を示すフローチャートである。 シーンチェンジ検出準備処理の内容を示す説明図である。 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）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）の導出処理を示すフローチャートである。 伸張係数ＬＵＴ２１０の入力格子点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。 修正変化量ｄＷ（ｎ）を導出する処理を示すフローチャートである。 １Ｄ−ＬＵＴ２２０の入出力関係を示したものであり横軸が理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）であり縦軸が修正変化量ｄＷ（ｋ）である。 図９のステップＳ１０００Ｌである理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と修正調光係数Ｌ（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ＬＵＴ５１０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。 第二実施例における修正変化量ｄＷ（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。 修正調光係数Ｌ（ｎ）の修正変化量ｄＷ（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．第一実施例：
Ａ−１.装置構成および処理の概要：
Ａ−２．伸張係数の算出：
Ａ−３．調光係数の算出：
Ｂ．第二実施例：

Ａ．第一実施例：
Ａ−１．装置構成および処理の概要：
図１は、本発明の第一実施例としての動画像表示装置１０００のブロック図である。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、該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。更に、動画像表示装置１０００は、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、シーンチェンジが検出されたか否か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。以下では、シーンチェンジが起きてから次にシーンチェンジが起きるまでの間を１シーンとする。

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、スクリーン９００に画像を投写表示するプロジェクタである。光源装置７１０は、例えばスイッチングトランジスタを含む液晶パネルなどの調光素子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。

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。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と調光係数導出部５００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は、ＡＰＬ値と白ピーク値を用いて、伸張係数ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと示す）２１０を参照することにより、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を求め、更に理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を予め設定された規則に従って修正して修正伸張係数Ｇ（ｎ）を導出する。以下では、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。修正伸張係数についても同様の規則で記載する。理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と、修正伸張係数Ｇ（ｎ）の導出について詳しくは後述する。伸張係数出力モード判定部２５０は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と、修正伸張係数Ｇ（ｎ）と、輝度ヒストグラムに基づいてシーンチェンジを検出し、伸張係数出力モードを判定する。伸張係数出力モードについて、詳しくは後述する。伸張係数導出部２００は、伸張係数出力モードに応じて、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）のいずれかを出力する。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を用いて決定される伸張率に基づいて、輝度範囲伸張処理を画像データに施し、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は、ＡＰＬ値と白ピーク値を用いて、予め設定された調光係数ＬＵＴ５１０を参照することにより、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を求め、更に理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）を予め設定された規則に従って修正して修正調光係数Ｌ（ｎ）を導出する。調光係数出力モード判定部５５０は、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と、修正調光係数Ｌ（ｎ）と、輝度ヒストグラムに基づいてシーンチェンジを検出し、調光係数出力モードを判定する。調光係数出力モードについて、詳しくは後述する。調光係数導出部５００は、調光係数出力モードに応じて、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と修正調光係数Ｌ（ｎ）のいずれかを出力する。調光制御部６００は、調光係数導出部５００が出力した調光係数に基づいて、放電ランプの調光素子７００を制御する。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。

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。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２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画素で構成される複数の小領域ＤＲに分割する。なお、図２では、小領域ＤＲｉ内の画素数は２５個であるように示されているが、実際には２５６個である。また、図２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。
Ｙｄｒｉ＝（Ｙｉ１＋Ｙｉ２＋・・・＋Ｙｉ２５６）/２５６ ・・・（３）
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。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３に示す画像データの輝度ヒストグラム１１０を生成する。図３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。

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ＬＵＴ２１０を参照し、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と、修正伸張係数Ｇ（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、修正伸張係数Ｇ（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、該終了条件が成立してから所定の開始条件が成立するまで継続する通常モードの２種類のモードが存在する。開始条件と終了条件について詳しくは後述する。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通常モードの場合は、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する。

図４は、伸張係数出力モードと伸張係数導出部２００が出力する伸張係数の関係を示す説明図である。図４（ａ）には、動画像データに基づくフレーム毎の画像が時系列で示されている。図４（ａ）の画像では、シーンチェンジラインＣｈ１〜Ｃｈ４で画像が大幅に変更されている。図４（ｂ）は、図４（ａ）の画像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を示している。動画像がシーンチェンジすると、開始条件が成立する。伸張係数出力モード判定部２５０は、該開始条件が成立すると、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードとする。更に、伸張係数出力モード判定部２５０は、伸張係数出力モードがシーンチェンジモードである場合に終了条件が成立すると、伸張係数出力モードを通常モードとする。

図４（ｃ）は、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４（ｃ）のグラフにおいて、Ｇｉｄは理想伸張係数が出力されていることを示し、Ｇは修正伸張係数が出力されていることを示している。つまり、図４（ｃ）では、伸張係数出力モードがシーンチェンジモードである期間は理想伸張係数Ｇｉｄが出力され、伸張係数出力モードが通常モードである期間は修正伸張係数Ｇが出力されていることが示されている。

図５は、伸張係数の変化を示す説明図である。図５には、画像の輝度（白ピーク値ＷＰ）と、理想伸張係数Ｇｉｄと、修正伸張係数Ｇと、２つの伸張係数の差Ｇ−Ｇｉｄとの変化が示されている。また、伸張係数導出部２００から出力される実伸張係数Ｇｒの変化が示されている。実伸張係数Ｇｒは、２つの伸張係数Ｇ，Ｇｉｄのうちの一方に付されたハッチングによって示されており、通常モード期間において、修正伸張係数Ｇと一致しており、シーンチェンジモード期間において、理想伸張係数Ｇｉｄと一致している。なお、ＷＰは、図中右方の縦軸に基づいて描かれており、Ｇｉｄ，Ｇ，Ｇ−Ｇｉｄ，Ｇｒは、図中左方の縦軸に基づいて描かれている。

図５では、各フレームの画像の輝度は、白ピーク値ＷＰで表されており、白ピーク値ＷＰはＡＰＬ値と一致している。すなわち、各フレームの画像が一様なベタ画像である場合を想定している。２つの伸張係数Ｇｉｄ，Ｇは、画像の輝度の変化に応じて変化する。ただし、図５に示すように、理想伸張係数Ｇｉｄは、画像の輝度の変化と同時に変化し、修正伸張係数Ｇは、画像の輝度の変化に遅れて変化する。換言すれば、理想伸張係数Ｇｉｄが用いられる場合には、輝度範囲伸張処理で使用される伸張率を、画像の輝度の急な変化に対応して変更することができる。一方、修正伸張係数Ｇが用いられる場合には、伸張率は画像の輝度の急な変化に対応して変更されないが、伸張率の急な変更を抑制することができる。なお、以下では、図５を参照しつつ、本実施例の処理を説明する。

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。伸張係数導出部２００は、まず、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）を導出する（ステップＳ１０００）。理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（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は、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ではない場合は（ステップＳ２１００：ＮＯ）、シーンチェンジ検出準備処理を実行する（ステップＳ２２００）。

図７は、シーンチェンジ検出準備処理を示すフローチャートである。伸張係数出力モード判定部２５０は、まず、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が所定の白ピーク閾値Ｔｈｗｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ２２０１）。図８は、シーンチェンジ検出準備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３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は、点線で示す白ピーク閾値Ｔｈｗｈより大きいので、ステップＳ２２０１ではＮＯと判定される。白ピーク値ＷＰが白ピーク閾値Ｔｈｗｈより小さい場合は、伸張係数出力モード判定部２５０は、白ピークフラグＦｗｈの値を初期値のＦａｌｓｅから値Ｔｒｕｅに変更する（ステップＳ２２０２）。

次に、伸張係数出力モード判定部２５０は、以下の（４），（５）式で示される輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔを計算する（ステップＳ２２０３）。（５）式のＫ１は伸張率である。
Ｉｌｉｍｉｔ＝１０２３／Ｋ１ ・・・（４）
Ｋ１＝１＋Ｇ（ｎ）／２５５ ・・・（５）
輝度限界値Ｉｌｉｍｉｔは、修正伸張係数Ｇ（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に対して修正伸張係数Ｇ（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の画像が白くなる白飛びという現象が起きる。以下のステップＳ２２０４〜Ｓ２２０８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、仮に修正伸張係数Ｇ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を行なうと白飛びする小領域数ＤＲｗｎ（以下、白側小領域数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、白側小領域数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Ｓ２２０４）、白側小領域数ＤＲｗｎを初期化するため白側小領域数ＤＲｗｎに０を代入する（ステップＳ２２０５）。変数Ｉ１が１０２２以下である場合は（ステップＳ２２０６：ＹＥＳ）、代表輝度Ｙｄｒｉが変数Ｉ１と一致する小領域ＤＲｉの数を白側小領域数ＤＲｗｎに加える（ステップＳ２２０７）。そして、変数Ｉ１をインクリメントし（ステップＳ２２０８）、ステップＳ２２０６，Ｓ２２０７の処理を繰り返す。ステップＳ２２０８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Ｓ２２０６：ＮＯ）、その時点の白側小領域数ＤＲｗｎを最終的な白側小領域数ＤＲｗｎとして決定する。そして、伸張係数出力モード判定部２５０は、白側小領域数ＤＲｗｎの全小領域数ＤＲａｌｌに占める割合が、白側閾値Ｎｗより大きいか否か判定する（ステップＳ２２０９）。大きい場合は（ステップＳ２２０９：ＹＥＳ）、白側小領域フラグＦＮｗの値を初期値のＦａｌｓｅから値Ｔｒｕｅに変更する（ステップＳ２２１０）。なお、本実施例において、代表輝度Ｙｄｒｉが１０２３の小領域ＤＲｉの数を白側小領域数ＤＲｗｎに加えないのは、該小領域は、仮に修正伸張係数Ｇ（ｎ）を用いて輝度範囲伸張処理を行なうと白飛びする領域ではなく、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を用いて輝度範囲伸張処理を行わなくても白飛びを生じた領域であるためである。ただし、これに代えて、代表輝度Ｙｄｒｉが１０２３の小領域ＤＲｉの数を白側小領域数ＤＲｗｎに加えるものとしても良い。

次に、伸張係数出力モード判定部２５０は、以下の開始条件１，２のいずれかが成立するか否か判定する（図６のステップＳ２３００）。
開始条件１：白ピークフラグＦｗｈが値ＴｒｕｅかつＧ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が開始閾値Ｔｈｓｔｒを超える
開始条件２：白側小領域フラグＦＮｗが値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、白ピークフラグＦｗｈは、特定のフレームの白ピーク値ＷＰが白ピーク閾値Ｔｈｗｈより小さいときに値Ｔｒｕｅに設定される（図７のステップＳ２２０２）。そして、白ピークフラグＦｗｈは、後述する図７のステップＳ２３６０が実行されるまで維持される。白ピーク閾値Ｔｈｗｈは十分小さい値であるので、白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅであるということは、該特定のフレームの画像が非常に暗いことを意味する。シーンチェンジの際には、黒画像が挿入されることが多いので、現フレームより前のフレームにおいて白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅであるという条件が成立した場合は、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ことができる。なお、図５では、フレーム＃Ａにおいて、白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅに設定されている。但し、図５から分かるように、Ｇ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が開始閾値Ｔｈｓｔｒ以下である場合は、修正伸張係数Ｇ（ｎ）が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）よりも僅かに大きく白飛びが発生し難いか、修正伸張係数Ｇ（ｎ）が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）よりも小さく白飛びが発生しないため、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する通常モードであると判定しても差支えが無い。よって、本実施例では、白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅであり、かつＧ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が開始閾値Ｔｈｓｔｒ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。この代わりに、白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅであればシーンチェンジモードに移行するものとしても良い。

開始条件２で使用される白側小領域フラグＦＮｗは、白側小領域数ＤＲｗｎの全小領域数ＤＲａｌｌに占める割合が、白側閾値Ｎｗより大きいときに値Ｔｒｕｅに設定される。白側小領域フラグＦＮｗが値Ｔｒｕｅであるということは、仮に修正伸張係数Ｇ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を実行すると白飛びが発生しやすいということを意味する。図５から分かるように、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）は画像の輝度の変化と同時に変化するが、修正伸張係数Ｇ（ｎ）は画像の輝度の変化に遅れて変化する。このため、仮に修正伸張係数Ｇ（ｎ）で輝度範囲伸張処理を実行すると、やや暗い画像から明るい画像への急な変化に対応できずに、現フレームで白飛びが発生する可能性がある。より具体的には、仮に、現フレームより前のフレームのやや暗い画像によって白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅに変更されず、現フレームの明るい画像に対して修正伸張係数Ｇ（ｎ）を用いて輝度範囲伸張処理が実行されると、現フレームで白飛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。開始条件２は、前フレームの黒画像で開始条件１が成立しない場合であっても成立することがある。

伸張係数出力モード判定部２５０は、開始条件１，２のいずれかが成立する場合は、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードとし、該モードを伸張係数導出部２００に出力する（ステップＳ２３１０）。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であるので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力する（ステップＳ２３２０）。開始条件１，２が共に成立しない場合は、伸張係数出力モード判定部２５０は、伸張係数出力モードを通常モードとし、該モードを伸張係数導出部２００に出力する（ステップＳ２３３０）。伸張係数導出部２００は、伸張係数出力モードが通常モードであるので、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する（ステップＳ２３４０）。

一方、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：ＹＥＳ）、以下の終了条件が成立するか否か判定し（ステップＳ２３５０）、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。
終了条件１：Ｇ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が終了閾値Ｔｈｓｔｏｐ未満
終了条件２：Ｇｉｄ（ｎ）＞Ｇｉｄ（ｎ−１）

終了条件１において、Ｇ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が終了閾値Ｔｈｓｔｏｐ未満であるということは、図５から分かるように、修正伸張係数Ｇ（ｎ）と理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と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）ではなく修正伸張係数Ｇ（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、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する通常モードに移行するものとする。

終了条件２において、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）より現フレームの理想伸張係数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ということを意味する。シーンチェンジの際には一旦画像が暗くなり、その後画像は次第に明るくなる場合が多いので、前フレームの画像より現フレームの画像の方が暗くなっているときには、画像の明るさが標準的な明るさになっているものと予想することができる。また、現フレームの画像が暗くなっているということは、白飛びが発生する可能性も低いということを意味するので、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力しても不具合が発生する可能性が小さい。よって、上記終了条件２が成立したときには、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）ではなく修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する通常モードに移行するものとする。なお、図５において、理想伸張係数Ｇｉｄはシーンチェンジの際一旦大きくなり、その後次第に小さくなっている。つまり、シーンチェンジの際に一旦画像が暗くなり、その後画像が次第に明るくなっていることを示している。

終了条件１，２のいずれか一方が成立する場合は、伸張係数出力モード判定部２５０は、白ピークフラグＦｗｈを値Ｆａｌｓｅとし（ステップＳ２３６０）、白側小領域フラグＦＮｗを値Ｆａｌｓｅとし（ステップＳ２３７０）、伸張係数出力モードを通常モードとし、該モードを伸張係数導出部２００に出力する（ステップＳ２３８０）。伸張係数導出部２００は、伸張係数出力モードが通常モードであるので、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力する（ステップＳ２３９０）。終了条件１，２のいずれも成立しない場合は、伸張係数出力モード判定部２５０は、伸張係数出力モードをシーンチェンジモードとし、該モードを伸張係数導出部２００に出力する（ステップＳ２４００）。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であるので、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を出力する（ステップＳ２４１０）。なお、図５では、終了条件１が成立し、フレーム＃Ｂにおいて、白ピークフラグＦｗｈが値Ｆａｌｓｅに設定されている。

図９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９を比較すれば分かるように、図９のフローチャートは図６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、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、調光の場合の開始条件と終了条件は以下の通りである。
調光のシーンチェンジ開始条件１：白ピークフラグＦｗｈが値Ｔｒｕｅ
調光のシーンチェンジ終了条件１：Ｌ（ｎ）−Ｌｉｄ（ｎ）が終了閾値Ｔｈｓｔｏｐ未満
調光のシーンチェンジ終了条件２：Ｌｉｄ（ｎ）＜Ｌｉｄ（ｎ−１）
なお、調光の場合は、白側小領域フラグＦＮｗに関する開始条件が存在しないので、図７のシーンチェンジ検出準備処理におけるステップＳ２２０３〜Ｓ２２１０の処理は省略可能である。

以上の開始条件と終了条件は、様々に設定可能であり、例えば、調光のシーンチェンジ終了条件２は、次式で与えられるものであるものとしても良い。
調光のシーンチェンジ終了条件２：Ｌｉｄ（ｎ）＞Ｌｉｄ（ｎ−１）

また、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つである場合の終了条件を以下の通りとし、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。
終了条件１：Ｇ（ｎ）−Ｇｉｄ（ｎ）が閾値Ｔｈｓｔｏｐ未満
終了条件２：Ｇｉｄ（ｎ）＞Ｇｉｄ（ｎ−１）
終了条件３：Ｌ（ｎ）−Ｌｉｄ（ｎ）が閾値Ｔｈｓｔｏｐ未満
終了条件４：Ｌｉｄ（ｎ）＜Ｌｉｄ（ｎ−１）

Ａ−２．伸張係数の算出：
以下では、伸張係数導出部２００が理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）を求める手順（図６のステップＳ１０００）について説明する。図１０は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）の導出処理を示すフローチャートである。まず、伸張係数導出部２００は、伸張係数ＬＵＴ２１０から理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）を取得する（ステップＳ１００）。

図１１は、伸張係数ＬＵＴ２１０の入力格子点の一例を示す説明図である。図１１の横軸はＡＰＬ値であり、縦軸は白ピーク値ＷＰである。図１１の黒丸で示した入力格子点の箇所に、各々理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が格納されている。特定の白ピーク値ＷＰを有し比較的高いＡＰＬ値を有する格子点（例えばＧ６）には、特定の白ピーク値ＷＰを有し比較的低いＡＰＬ値を有する格子点（例えばＧ３）よりも、低い理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が格納されている。ただし、白ピーク値ＷＰ＝１０２３を有する各格子点には、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝０が格納されている。また、特定のＡＰＬ値を有し比較的高い白ピーク値ＷＰを有する格子点（例えばＧ８）には、特定のＡＰＬ値を有し比較的低い白ピーク値ＷＰを有する格子点（例えばＧ７）よりも、低い理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が格納されている。例えば、入力格子点Ｇ１には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝０が格納されており、入力格子点Ｇ２には理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）＝１４８が格納されている。また、白ピーク値ＷＰおよびＡＰＬ値が０である格子点には、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）の最大値（例えば２５５）が格納されている。ＡＰＬ値が白ピーク値ＷＰを越えることはないので、伸張係数ＬＵＴ２１０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。

伸張係数導出部２００は、画像データのＡＰＬ値と白ピーク値ＷＰの組が図１１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１２は、補間計算について示す説明図である。図１２（ａ）は４点補間計算について示しており、図１２（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１２（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（６）式で算出する。
Ｇｐ１＝（Ｇｖ３＊Ｓ１＋Ｇｖ４＊Ｓ２＋Ｇｖ５＊Ｓ３＋Ｇｖ６＊Ｓ４）／Ｓ ・・・（６）
一方、図１２（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（７）式で算出する。
Ｇｐ２＝（Ｇｖ７＊Ｓ５＋Ｇｖ８＊Ｓ６＋Ｇｖ９＊Ｓ７）／Ｓａ ・・・（７）
以上により、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が求められる（図１０のステップＳ１００）。

伸張係数導出部２００は、次に、以下の（８）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ｄＷｉｄ（ｎ）を求める（ステップＳ２００）。
ｄＷｉｄ（ｎ）＝Ｇｉｄ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（８）
理想変化量ｄＷｉｄ（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ｄＷｉｄ（ｎ）は、本発明の理想伸張係数差に相当する。

次に、伸張係数導出部２００は、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）から修正変化量ｄＷ（ｎ）を求める（ステップＳ３００）。修正変化量ｄＷ（ｎ）とは、修正伸張係数Ｇ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）の差である。すなわち、（９）式の関係が成り立つ。
ｄＷ（ｎ）＝Ｇ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１） ・・・（９）
この修正変化量ｄＷ（ｎ）が求まると修正伸張係数Ｇ（ｎ）が求まる。修正変化量ｄＷ（ｎ）は、本発明の修正伸張係数差に相当する。

図１３は、修正変化量ｄＷ（ｎ）を導出する処理を示すフローチャートである。伸張係数導出部２００は、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が３２以上である場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）を３２に置換する（ステップＳ３０２）。また、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が−３２以下である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）を−３２に置換する（ステップＳ３０４）。このように理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）をクリッピングするのは、修正変化量ｄＷ（ｎ）の導出に用いる１次元（dimensional；以下、Ｄ−と示す。）ＬＵＴ２２０の入力レンジに合わせるためである。１Ｄ−ＬＵＴ２２０は、クリッピング後の理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）に応じて修正変化量ｄＷ（ｎ）を出力する（ステップＳ３０５）。

図１４は、１Ｄ−ＬＵＴ２２０の入出力関係を示したものであり、横軸が理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）であり、縦軸が修正変化量ｄＷ（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ｄＷｉｄ（ｋ）と修正変化量ｄＷ（ｋ）の関係を示している。伸張係数導出部２００は、直線ｌ６を用いて理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）から修正変化量ｄＷ（ｎ）を導出する。

そして、伸張係数導出部２００は、（９）式を変形した（１０）式により、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を求める（図１０のステップＳ４００）。
Ｇ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ−１）＋ｄＷ（ｎ） ・・・（１０）
なお、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が０の場合は直線ｌ６より修正変化量ｄＷ（ｎ）も０であり、現フレームの修正伸張係数Ｇ（ｎ）は前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）と一致する。直線ｌ６は、修正伸張係数Ｇ（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（Ｇ（ｋ））と示した。

ところで、図１４の直線ｌ７は、修正変化量ｄＷ（ｋ）と理想変化量ｄＷｉｄ（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ｄＷ（ｋ）を求めると、修正変化量ｄＷ（ｋ）が理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）と一致するので、（８）式と（９）式から分かるように、修正伸張係数Ｇ（ｋ）は理想伸張係数Ｇｉｄ（ｋ）と一致する。図１４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、修正変化量ｄＷ（ｋ）は、理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）と符号が同じで絶対値が小さい値として１Ｄ−ＬＵＴ２２０に設定されていることが分かる。

このように、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）と符号が同じで絶対値が小さい修正変化量ｄＷ（ｎ）を用いて修正伸張係数Ｇ（ｎ）を求めるので、（８）式と（９）式から分かるように、修正伸張係数Ｇ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）との差は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と前フレーム実伸張係数Ｇｒ（ｎ−１）との差よりも小さい。つまり、この修正伸張係数Ｇ（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（１１），（１２）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、修正後の修正伸張係数Ｇ（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） ・・・（１１）
Ｇｉｄ（ｎ−１）＜Ｇｒ（ｎ−１）＜Ｇｉｄ（ｎ） ・・・（１２）

つまり、通常モード時は修正伸張係数Ｇ（ｎ）を用いることが望ましい。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、修正伸張係数Ｇ（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ＬＵＴ２１０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ＬＵＴ２１０の設定について詳しくは後述する。

輝度範囲伸張処理部３００は、図６のステップＳ１０００〜ステップＳ２４１０により伸張係数導出部２００が出力した理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）または修正伸張係数Ｇ（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（１３ａ）〜（１３ｅ）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（１３ｄ）または（１３ｅ）式で与えられる。
Ｒ１＝Ｋ１＊Ｒ０ ・・・（１３ａ）
Ｇ１＝Ｋ１＊Ｇ０ ・・・（１３ｂ）
Ｂ１＝Ｋ１＊Ｂ０ ・・・（１３ｃ）
Ｋ１＝１＋Ｇｉｄ（ｎ）／２５５ ・・・（１３ｄ）
Ｋ１＝１＋Ｇ（ｎ）／２５５ ・・・（１３ｅ）
理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（ｎ）は共に０以上である。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。

Ａ−３．調光係数の算出：
図１５は、図９のステップＳ１０００Ｌである理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）と修正調光係数Ｌ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。図１０と図１５を比較すれば分かるように、図１５のフローチャートは図１０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）と修正調光係数Ｌ（ｎ）を導出する手順は、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）と修正伸張係数Ｇ（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１６の調光係数ＬＵＴ５１０から求めた理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）である。

図１６は、調光係数ＬＵＴ５１０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１１と図１６を比較すれば分かるように、調光係数ＬＵＴ５１０は伸張係数ＬＵＴ２１０と同じ構成を有している。また、調光係数ＬＵＴ５１０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、ステップＳ３００Ｌの修正変化量ｄＷ（ｎ）の導出の際に用いる１Ｄ−ＬＵＴは、図１４の１Ｄ−ＬＵＴ２２０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、１Ｄ−ＬＵＴにおいて、修正変化量ｄＷ（ｋ）は、理想変化量ｄＷｉｄ（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。

調光制御部６００は、図９のステップＳ１０００Ｌ〜ステップＳ２４１０Ｌにより調光係数導出部５００が出力した理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）または修正調光係数Ｌ（ｎ）から以下の（１４ａ）または（１４ｂ）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＝Ｌｉｄ（ｎ）／２５５ ・・・（１４ａ）
Ａ１＝Ｌ（ｎ）／２５５ ・・・（１４ｂ）

ところで、（１４ａ）の光量率Ａ１と、上述した（１３ｄ）式で求めた伸張率Ｋ１が、以下の（１５）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 ・・・（１５）
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１６の調光係数ＬＵＴ５１０は、関係式（１５）が成立するように図１１の伸張係数ＬＵＴ２１０から求められたものである。すなわち、調光係数ＬＵＴ５１０の理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）は、（１６）式が成立するように設定されている。
Ｌｉｄ（ｎ）／２５５＝（１＋Ｇｉｄ（ｎ）／２５５）^-γ ・・・（１６）

（１６）式から分かるように、図１６の調光係数ＬＵＴ５１０では、特定の白ピーク値ＷＰを有し比較的高いＡＰＬ値を有する格子点には、特定の白ピーク値ＷＰを有し比較的低いＡＰＬ値を有する格子点よりも、高い理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）が格納されている。ただし、白ピーク値ＷＰ＝１０２３を有する各格子点には、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）＝２５５が格納されている。また、特定のＡＰＬ値を有し比較的高い白ピーク値ＷＰを有する格子点には、特定のＡＰＬ値を有し比較的低い白ピーク値ＷＰを有する格子点よりも、高い理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）が格納されている。なお、白ピーク値ＷＰおよびＡＰＬ値が０である格子点には、理想調光係数Ｌｉｄ（ｎ）の最小値（例えば５６）が格納されている。

なお、本実施例では、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ＬＵＴ２１０と、調光係数ＬＵＴ５１０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、修正調光係数Ｌ（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Ｌ（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、通常モード時は修正調光係数Ｌ（ｎ）を用いることが望ましい。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、修正調光係数Ｌ（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。

以上の第一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。シーンチェンジが検出されない場合は、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を出力するので、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。

更に、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。

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１７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１７（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１７（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１３（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１７（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１７（ａ）の場合は、図１７（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飛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１７（ｂ）の場合に比べ小さく設定する。図１７（ｂ）の場合は、図１７（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、白飛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１７（ａ）の場合に比べて大きく設定する。図１７（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１７（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飛びが起こる可能性を小さくできており、図１７（ｂ）では、理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）が大きいので図１７（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１７（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１７（ｃ）の場合は、図１７（ａ）と比べると白ピーク値ＷＰが大きいので、白飛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１７（ａ）の場合に比べ小さく設定する。図１７（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１７（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飛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ＬＵＴ２１０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１７（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、（１６）式を用いて調光係数ＬＵＴ５１０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３,図８,図１７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、１Ｄ−ＬＵＴ２２０（図１４）の入出力特性は原点対称であるので、１Ｄ−ＬＵＴ２２０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ｄＷｉｄ（ｋ）が整数である場合の修正変化量ｄＷ（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ｄＷｉｄ（ｎ）が整数ではない場合には、補間計算により修正変化量ｄＷ（ｎ）を求める。

本実施例では、簡単のために１Ｄ−ＬＵＴ２２０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、修正変化量ｄＷ（ｎ）は理想変化量ｄＷｉｄ（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、１Ｄ−ＬＵＴ２２０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ｄＷｉｄ（ｎ）を１より大きい定数で割って、修正変化量ｄＷ（ｎ）を求めるものとしても良い。

本実施例では、修正調光係数Ｌ（ｎ）に関する修正変化量ｄＷ（ｎ）を修正伸張係数Ｇ（ｎ）に関する修正変化量ｄＷ（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。修正伸張係数Ｇ（ｎ）と修正調光係数Ｌ（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．第二実施例：
第二実施例は、第一実施例と、図１０のステップＳ３００における修正変化量ｄＷ（ｎ）の求め方が異なり、他の構成は第一実施例と同じである。第二実施例の修正変化量ｄＷ（ｎ）は、以下の（１７）式のように、変化量ｄＷ１（ｎ）と修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を乗算して求める。
ｄＷ（ｎ）＝ｄＷ１（ｎ）＊ＳｃａｌｅＧ（ｎ） ・・・（１７）

図１８は、第二実施例における修正変化量ｄＷ（ｎ）の導出処理の手順を示すフローチャートである。伸張係数導出部２００は、まず、第一実施例の図１０のフローチャートに示した手順で、図１４の１Ｄ−ＬＵＴ２２０から修正変化量ｄＷ（ｎ）を求める。この修正変化量ｄＷ（ｎ）を、以下では変化量ｄＷ１（ｎ）と呼ぶ（ステップＳ３０１Ａ）。

伸張係数導出部２００は、（１７）式から分かるように、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を求めれば良い。伸張係数導出部２００は、以下の（１８）式と（１９）式が共に成立する場合は（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を０とする（ステップＳ３０７）。
Ｇｉｄ（ｎ）＝Ｇｉｄ（ｎ−２） ・・・（１８）
Ｇｉｄ（ｎ）≠Ｇｉｄ（ｎ−１） ・・・（１９）

一方、伸張係数導出部２００は、（１８）式と（１９）式との少なくとも一方が成立しない場合は（ステップＳ３０６：ＮＯ）、前フレームの理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ−１）と前フレームの修正伸張係数Ｇ（ｎ−１）の差である修正量ｄＧ（ｎ−１）を（２０）式により求める（ステップＳ３０８）。
ｄＧ（ｎ−１）＝Ｇｉｄ（ｎ−１）−Ｇ（ｎ−１） ・・・（２０）

前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が閾値Ｔｈｗ以上であり、現フレームの理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が０より大きい場合は（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を所定の黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋとする（ステップＳ３１０）。一方、前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が−Ｔｈｗ以下であり、現フレームの理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が０より小さい場合は（ステップＳ３１１：ＹＥＳ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を所定の白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅとする（ステップＳ３１２）。それ以外の場合は（ステップＳ３１１：ＮＯ）、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を１とする（ステップＳ３１３）。そして、（１５）式により修正変化量ｄＷ（ｎ）を計算する（ステップＳ３１４）。なお、各修正係数値については、以下の不等式（２１）が成立する。
１＜ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋ＜ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅ ・・・（２１）

図１９は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）の設定の考え方を示す説明図である。図１９の直線ｌ６Ａは図１０の直線ｌ６と同じものであり、これに直線ｌ８と直線ｌ９が加えられている。直線ｌ８は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋである場合の修正変化量ｄＷ（ｋ）を示す直線であり、直線ｌ９は、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅである場合の修正変化量ｄＷ（ｋ）を示す直線である。また、直線ｌ６Ａは、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｋ）が１である場合の修正変化量ｄＷ（ｋ）を示す直線である。直線の関係から、黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋを用いるより、白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅを用いたほうが、修正変化量ｄＷ（ｋ）は理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）に近くなり、（８）式と（９）式から分かるように、修正伸張係数Ｇ（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ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋを用いたほうが、修正変化量ｄＷ（ｋ）は理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）に近くなり、修正伸張係数Ｇ（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ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋ，ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅは、修正変化量ｄＷ（ｋ）が理想変化量ｄＷｉｄ（ｋ）を超えないように設定されている。

図２０は、修正調光係数Ｌ（ｎ）の修正変化量ｄＷ（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、第二実施例と同様、調光係数に関してはＬを用いている。図２０のフローチャートは、図１８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、修正調光係数Ｌ（ｎ）の修正変化量ｄＷ（ｎ）を導出する手順は、修正伸張係数Ｇ（ｎ）の修正変化量ｄＷ（ｎ）を導出する手順と同じなので、説明を省略する。

第二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、状況に応じて修正変化量ｄＷ（ｎ）の大きさを調整し、現フレームの修正伸張係数Ｇ（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、ステップＳ３０９において、前フレームの修正量ｄＧ（ｎ−１）が閾値Ｔｈｗ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）と前フレームの修正伸張係数Ｇ（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、（８）式と（９）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Ｗｉｄ（ｎ−１）と修正変化量ｄＷ（ｎ−１）の差であるから、図１９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）−Ｇ（ｎ−１）
＝｛ｄＷｉｄ（ｎ−１）＋Ｇｒ（ｎ−２）｝−｛ｄＷ（ｎ−１）＋Ｇｒ（ｎ−２）｝
＝ｄＷｉｄ（ｎ−１）−ｄＷ（ｎ−１） ・・・（２２）
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を用いて修正変化量ｄＷ（ｎ）を求めることで、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）＝１を用いるより、修正伸張係数Ｇ（ｎ）を理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づける。このことは、例えば図１９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ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋ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）と前フレームの修正伸張係数Ｇ（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）に近づけた修正伸張係数Ｇ（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、ステップＳ３１１の条件は、ステップＳ３０９の条件と逆の関係であり、以下の不等式（２３）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。
Ｇ（ｎ−１）−Ｇｉｄ（ｎ−１）≧Ｔｈｗ ・・・（２３）
よって、白飛びを防ぐために、ステップＳ３０９，Ｓ３１０の画像が非常に暗くなっている場合よりも、更に修正伸張係数Ｇ（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Ｓ３１１，Ｓ３１２で黒修正係数値ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋより更に大きい白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅを用いて修正変化量ｄＷ（ｎ）を計算するので、修正伸張係数Ｇ（ｎ）をより理想伸張係数Ｇｉｄ（ｎ）に近づけることができ、白飛びを防ぐことができる。このことは、例えば図１９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ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅを用いる場合の座標Ｄ２への変化に相当する。

伸張係数導出部２００は、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が負の値である場合は、理想変化量ｄＷｉｄ（ｎ）が絶対値の同じ正の値である場合より、絶対値の大きな修正変化量ｄＷ（ｎ）を用いて、伸張係数Ｇ（ｎ）を求めている。本実施例では、修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を用いて修正変化量ｄＷ（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ｄＷｉｄ（ｎ）を各々ステップＳ３１０,Ｓ３１２,Ｓ３１３のケースに適した１より大きい定数で割って、修正変化量ｄＷ（ｎ）を求めるものとしても良い。

ステップＳ３０７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ｄＷｉｄ（ｎ−２），ｄＷｉｄ（ｎ−１），ｄＷｉｄ（ｎ）の値は、それぞれ例えば図１９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、その修正伸張係数Ｇ（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Ｓ３０７で修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を０として、現フレームの修正伸張係数Ｇ（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。伸張係数導出部２００は、本発明の置換部に相当する。なお、ステップＳ３０７の処理は省略することも可能である。

ステップＳ３０６，Ｓ３０９，Ｓ３１１のいずれの条件にも該当しない場合は、ステップＳ３１３において修正係数ＳｃａｌｅＧ（ｎ）を１とすることで、第一実施例と同様の効果が得られる。

第二実施例では、修正調光係数Ｌ（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ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋと白修正係数値ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅも、同じ値を用いるものとしても良い。

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、調光素子７００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ＬＵＴ
２５０・・・伸張係数出力モード判定部
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ＬＵＴ
５５０・・・調光係数出力モード判定部
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
Ｃｈ１〜Ｃｈ４・・・シーンチェンジライン
ＤＲ,ＤＲｉ,ＤＲ１・・・小領域
ＤＲｗｎ・・・白側小領域数
ＤＲａｌｌ・・・全小領域数
Ｆｗｈ・・・白ピークフラグ
Ｇ,Ｇ（ｎ）,Ｇ（ｋ）・・・修正伸張係数
Ｇｉｄ,Ｇｉｄ（ｎ）,Ｇｉｄ（ｋ）・・・理想伸張係数
Ｇｒ（ｎ−１）・・・前フレーム実伸張係数
Ｉ１・・・変数
Ｉｌｉｍｉｔ・・・輝度限界値
Ｌ（ｎ）・・・修正調光係数
Ｌｉｄ（ｎ）・・・理想調光係数
Lｒ（ｎ−１）・・・前フレーム実調光係数
Ｔｈｗｈ・・・白ピーク閾値
ＷＰ・・・白ピーク値
Ｙ・・・輝度
Ｙｄｒｉ,Ｙｄｒ１・・・代表輝度
Ｔｈｗｎ・・・白側閾値
Ｆｗｎ・・・白側小領域フラグ
ＤＲｗｎ・・・側領域数
Ｇ１〜Ｇ７・・・入力格子点
Ｇ２・・・入力格子点
Ｐ１,Ｐ２・・・座標
Ｓ１・・・面積
ｌ１，ｌ２,ｌ３・・・線分
Ｓ・・・面積
Ｓ５・・・面積
Ｓａ・・・面積
ｄＷｉｄ（ｎ）,ｄＷｉｄ（ｋ）・・・理想変化量
ｄＷ（ｎ）,ｄＷ（ｋ）・・・修正変化量
ｌ６〜ｌ９,ｌ６Ａ・・・直線
ｌ７・・・直線
Ｋ１・・・伸張率
Ａ１・・・光量率
ｄＷ１（ｎ）・・・変化量
ＳｃａｌｅＧ（ｎ）・・・修正係数
Ｔｈｗ・・・閾値
ＳｃａｌｅＧｂｌａｃｋ・・・黒修正係数値
ＳｃａｌｅＧｗｈｉｔｅ・・・白修正係数値
ＳｃａｌｅＧ（ｎ），ＳｃａｌｅＬ（ｎ）,ＳｃａｌｅＧ（ｋ）・・・修正係数
Ｃ１,Ｃ２,Ｄ１,Ｄ２,Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３・・・座標
ｄＧ（ｎ−１）・・・範囲

Claims (6)

1. 複数のフレームを有する動画データに基づく画像を投写するプロジェクターであって、
   前記フレーム毎に、輝度の最大値である白ピーク値と平均輝度値とを算出する画像特徴量算出部と、
   前記動画データ中においてシーンが切り替わっ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、
   前記フレームを構成する画像データの輝度伸張処理に用いる伸張係数を導出する伸張係数導出部と、
   導出された前記伸張係数を用いて前記輝度伸張処理を行う輝度範囲伸張処理部と、
   白ピーク値と平均輝度値との組み合わせを表す組のそれぞれに、対応する係数が格納されたルックアップテーブルと、を備え、
   前記ルックアップテーブルには、
   特定の白ピーク値と第１の平均輝度値との組に対応する係数として、前記特定の白ピーク値と前記第１の平均輝度値よりも小さな第２の平均輝度値との組に対応する係数の値よりも低い値が格納され、
   特定の平均輝度値と第１の白ピーク値との組に対応する係数として、前記特定の平均輝度値と前記第１の白ピーク値よりも小さな第２の白ピーク値との組に対応する係数の値よりも低い値が格納されており、
   前記伸張係数導出部は、
   前記シーンチェンジ検出部によってシーンチェンジが検出された場合には、前記画像特徴量算出部によって算出された白ピーク値と平均輝度値とに対応する第１の係数を前記ルックアップテーブルから前記伸張係数として導出し、
   前記シーンチェンジ検出部によってシーンチェンジが検出されない場合には、前記第１の係数と、前フレームに対する輝度伸張処理に用いられた伸張係数である前フレーム伸張係数とから、予め設定された規則に基づき算出される第２の係数を前記伸張係数として導出し、
   前記予め設定された規則とは、前記第１の係数から前記前フレーム伸張係数を引いて第１係数差を求め、前記第２の係数から前記前フレーム伸張係数を引いて求められる第２係数差の絶対値が前記第１係数差の絶対値より小さく、かつ、前記第２係数差の符号が前記第１係数差の符号と一致するように前記第２の係数を求めるという規則である、
   プロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記シーンチェンジ検出部は、前記白ピーク値が、黒画像が挿入されていることを検出可能に予め設定された白ピーク閾値以下である、という条件１を含む第１の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、プロジェクター。
3. 請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記第１の開始条件は、前記条件１が成立し、かつ、前記第２の係数と前記第１の係数との差が予め設定された開始閾値より大きいという条件２が成立する場合に成立し、
   前記開始閾値は、前記第２の係数と前記第１の係数との差が当該開始閾値以下であれば、前記輝度範囲伸張処理において白飛びが発生しない値に設定されている、プロジェクター。
4. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   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２の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、予め設定された白側閾値以上である、という第２の開始条件が成立する場合に、前記シーンチェンジを検出し、
   前記白側閾値は、前記割合が当該白側閾値以上である場合に、前記輝度範囲伸張処理において白飛びが発生する値に設定されている、プロジェクター。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記シーンチェンジ検出部は、前記第１の開始条件または前記第２の開始条件が成立してから、予め設定された終了条件を満たすまで、前記シーンチェンジを検出するものであり、
   前記終了条件は、前記第２の係数と前記第１の係数との差が予め設定された終了閾値未満であること、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第１の係数より現在の第１の係数が大きいことの少なくとも一方を含み、
   前記終了閾値は、前記第２の係数と前記第１の係数との差が、当該終了閾値未満であれば、前記輝度範囲伸張処理において白飛びが発生しない値に設定されている、プロジェクター。
6. プロジェクターが複数のフレームを有する動画データに基づく画像を投写する画像投写方法であって、
   （ａ）前記フレーム毎に、輝度の最大値である白ピーク値と平均輝度値とを算出する工程と、
   （ｂ）前記動画データ中においてシーンが切り替わったことを示すシーンチェンジを検出する工程と、
   （ｃ）前記フレームを構成する画像データの輝度伸張処理に用いる伸張係数を導出する工程と、
   （ｄ）導出された前記伸張係数を用いて前記輝度伸張処理を行う工程と、
   （ｅ）前記輝度伸張処理が行われたフレームを投写する工程と、を備え、
   前記プロジェクターは、白ピーク値と平均輝度値との組み合わせを表す組のそれぞれに、対応する係数が格納されたルックアップテーブルを備えており、
   前記ルックアップテーブルには、
   特定の白ピーク値と第１の平均輝度値との組に対応する係数として、前記特定の白ピーク値と前記第１の平均輝度値よりも小さな第２の平均輝度値との組に対応する係数の値よりも低い値が格納され、
   特定の平均輝度値と第１の白ピーク値との組に対応する係数として、前記特定の平均輝度値と前記第１の白ピーク値よりも小さな第２の白ピーク値との組に対応する係数の値よりも低い値が格納されており、
   前記工程（ｃ）では、
   前記工程（ｂ）によってシーンチェンジが検出された場合には、前記工程（ａ）によって算出された白ピーク値と平均輝度値とに対応する第１の係数を前記ルックアップテーブルから前記伸張係数として導出し、
   前記工程（ｂ）によってシーンチェンジが検出されない場合には、前記第１の係数と、前フレームに対する輝度伸張処理に用いられた伸張係数である前フレーム伸張係数とから、予め設定された規則に基づき算出される第２の係数を前記伸張係数として導出し、
   前記予め設定された規則とは、前記第１の係数から前記前フレーム伸張係数を引いて第１係数差を求め、前記第２の係数から前記前フレーム伸張係数を引いて求められる第２係数差の絶対値が前記第１係数差の絶対値より小さく、かつ、前記第２係数差の符号が前記第１係数差の符号と一致するように前記第２の係数を求めるという規則である、
   画像投写方法。

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