JP5509608B2 - 画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法等に関する。

近年、映像コンテンツの階調数やダイナミックレンジが増加し、表示された映像の低彩度部や高彩度部が、表示機器のコントラスト不足によって表現できず、低彩度部や高彩度部のディテールを完全に再現できないことが多くなっている。このような低彩度部や高彩度部のディテールではなく、暗部や明部のディテールを表現するために、例えば白黒伸張と呼ばれる画像適応型の階調補正処理が行われる。

図３２に、上記の階調補正処理の説明図を示す。図３２では、階調補正処理中の各画像信号により表される画像の特性として、横軸に画像の水平方向の位置、縦軸に輝度レベルを模式的に表している。

入力画像ＩＭＧ１は、左側が低輝度（低階調）で、右側が高輝度（高階調）の画像であり、輝度が低い領域においても微小な階調変化を有し、輝度が高い領域においても微小な階調変化を有する。このような入力画像ＩＭＧ１に対して上記の階調補正処理を行う場合、図３２に示すように、全体的に輝度を上げるように上に凸のガンマ補正曲線に従って階調補正が行われる。その結果、階調補正後の出力画像ＩＭＧ２では、画面全体の輝度が上がり、左側の低輝度の領域では輝度が伸張されるものの、低輝度の領域において平均的な輝度も上昇してしまう。

このように、従来の階調補正処理では、例えば画像に暗部が含まれるときには低階調側の輝度が上がるように全体的に輝度を上げることで、暗部の微小な階調変化を表現できるようにする。その一方、例えば画像に明部が含まれるときには高階調側の輝度が下がるように全体的に輝度を下げることで、明部の微小な階調変化を表現できるようにする。

このような階調補正処理に関する技術については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、入力画像の平均輝度に応じたガンマ補正曲線を算出し、該ガンマ補正曲線に従って入力画像の輝度補正を行う技術が開示されている。この特許文献１に開示された技術では、入力画像の平均輝度が低いほど、補正後の輝度の増幅率が上昇する。また、入力画像が動画のとき、画面の平均輝度を前フレームの平均輝度との線形和に基づいてガンマ補正曲線を求めることで、補正後の動画のちらつきを抑える。

特開２００４−２６６７５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、画面全体に対して一律の輝度補正を行うため、たとえ彩度方向の補正に適用したとしても、低彩度部のディテールだけでなく、低彩度部全体や補正対象外の彩度領域も鮮やかに表現されてしまうという問題がある。そのため、低彩度部と高彩度部とが混在している場合には、例えば低彩度部のディテールを表現できるようになる一方で、高彩度部のディテールを表現できなくなることがある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法等を提供することにある。

（１）本発明の一態様は、画像表示部に供給される画像信号を補正する画像処理装置が、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分の補正量を算出する彩度成分補正量算出部と、前記彩度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記画像信号の彩度成分を補正する彩度成分補正部とを含む。

本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、高彩度部と低彩度部とが混在している場合であっても、高彩度部と低彩度部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。

（２）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の彩度成分から前記空間周波数帯域の信号を抽出する信号抽出回路を含み、前記彩度成分補正量算出部は、前記画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出回路を含み、前記信号抽出回路によって抽出された前記空間周波数帯域の信号と前記彩度ゲイン算出回路によって算出された前記彩度ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出する。

本態様によれば、信号抽出回路により所与の空間周波数帯域の信号を抽出し、彩度ゲイン算出回路により所与の彩度成分のレベル範囲の信号を特定することができるので、簡素な構成により、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正することができるようになる。

（３）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の彩度成分から前記空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路を含み、前記彩度成分補正量算出部は、前記多段フィルター回路の出力ごとに設けられ補正前の前記彩度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、前記多段フィルター回路の出力ごとに設けられ、前記多段フィルター回路の出力と前記複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器を構成する各乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、前記加算器の出力を前記彩度成分の補正量として算出する。

本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正する場合に、多段フィルター回路の出力ごとに設けられた複数のテーブルによりゲインを出力するようにしたので、乗算器の数を減らすことができ、低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

（４）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の彩度成分から前記空間周波数帯域の信号を抽出する信号抽出回路を含み、前記彩度成分補正量算出部は、前記信号抽出回路の出力と補正前の前記彩度成分のレベルに対応した前記彩度成分の補正量を出力するテーブルを含む。

本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正する場合に、テーブルにより彩度成分の補正量を出力するようにしたので、乗算器を無くすことができ、大幅な低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

（５）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の彩度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、前記彩度成分補正量算出部が、前記画像信号の彩度成分の補正量を、前記周波数解析部の解析結果に応じて算出する。

本態様によれば、彩度成分の空間周波数を解析し、その解析結果に応じて彩度成分の補正量を算出するようにしたので、簡素な処理で、低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別して、低彩度部のディテールと一緒に彩度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。

（６）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記画像信号の彩度成分の所与の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部を含み、前記彩度成分補正量算出部は、前記高周波成分抽出部によって抽出された前記高周波成分に対応した周波数ゲインを算出する周波数ゲイン算出部を含み、前記空間周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分と前記周波数ゲイン算出部によって算出された前記周波数ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出する。

本態様によれば、彩度成分の高周波成分を抽出し、該高周波成分に対応した周波数ゲインと、所与の空間周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分とに基づいて補正量を算出するようにしたので、簡素な処理で、低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別して、低彩度部のディテールと一緒に彩度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。

（７）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記彩度成分補正量算出部は、前記画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出部を含み、前記空間周波数帯域の信号と、前記周波数ゲインと、前記彩度ゲイン算出部によって算出された前記彩度ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出する。

本態様によれば、所与の空間周波数帯域の信号に対して、彩度ゲインにより所与の彩度成分のレベル範囲の信号を特定することができるので、簡素な構成により、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の彩度成分に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正することができるようになる。

（８）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の彩度成分から前記空間周波数帯域の信号を抽出する信号抽出部を含む。

本態様によれば、簡素な構成で、所与の彩度レベル範囲の彩度成分のうち、所与の空間周波数帯域の成分を抽出できるようになる。

（９）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記画像信号の彩度成分から所与の彩度ノイズ成分を除去する彩度ノイズ除去部を含み、前記彩度成分補正部は、前記補正量を用いて、前記彩度ノイズ除去部によって前記彩度ノイズ成分が除去された前記画像信号の彩度成分を補正する。

本態様によれば、彩度ノイズが除去された彩度成分に対して、彩度成分補正部により算出された補正量を用いて補正するようにしたので、低彩度部と高彩度部の両方のディテールを表現し、且つ、画像の低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別する画像信号の補正を高精度に行うことができるようになる。

（１０）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号を構成する色差成分を、該色差成分に対応する彩度成分及び色相成分に変換する変換回路を含み、前記変換回路によって変換された前記彩度成分を補正する。

本態様によれば、敷佐成分を彩度成分及び色相成分に変換してから彩度成分を補正するようにしたので、上記の彩度成分の補正を高精度に行うことができるようになる。

（１１）本発明の他の態様は、画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置が、前記画像信号を補正する上記のいずれか記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含む。

本態様によれば、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像表示装置を提供できるようになる。

（１２）また本発明の他の態様は、画像表示部に供給される画像信号を補正する画像処理方法が、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分の補正量を算出する彩度成分補正量算出ステップと、前記彩度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記画像信号の彩度成分を補正する彩度成分補正ステップとを含む。

本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の彩度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、高彩度部と低彩度部とが混在している場合であっても、高彩度部と低彩度部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。

（１３）また本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記画像信号の彩度成分の空間周波数を解析する周波数解析ステップを含み、前記彩度成分補正量算出ステップが、前記画像信号の彩度成分の補正量を、前記周波数解析ステップの解析結果に応じて算出する。

本態様によれば、彩度成分の空間周波数を解析し、その解析結果に応じて彩度成分の補正量を算出するようにしたので、簡素な処理で、低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別して、低彩度部のディテールと一緒に彩度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。

（１４）また本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記周波数解析ステップは、前記画像信号の彩度成分の所与の高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップを含み、前記彩度成分補正量算出ステップは、前記高周波成分抽出ステップにおいて抽出された前記高周波成分に対応した周波数ゲインを算出する周波数ゲイン算出ステップを含み、前記空間周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分と前記周波数ゲイン算出ステップにおいて算出された前記周波数ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出する。

本態様によれば、彩度成分の高周波成分を抽出し、該高周波成分に対応した周波数ゲインと、所与の空間周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分とに基づいて補正量を算出するようにしたので、簡素な処理で、低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別して、低彩度部のディテールと一緒に彩度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。

（１５）また本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記周波数解析ステップは、前記画像信号の彩度成分から所与の彩度ノイズ成分を除去する彩度ノイズ除去ステップを含み、前記彩度成分補正ステップは、前記補正量を用いて、前記彩度ノイズ除去ステップにおいて前記彩度ノイズ成分が除去された前記画像信号の彩度成分を補正する。

本態様によれば、彩度ノイズが除去された彩度成分に対して、彩度成分補正ステップにおいて算出された補正量を用いて補正するようにしたので、低彩度部と高彩度部の両方のディテールを表現し、且つ、画像の低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別する画像信号の補正を高精度に行うことができるようになる。

実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図。 図１の画像処理部において行われる補正処理の説明図。 図１の画像処理部の動作説明図。 図１の画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。 図４の多段フィルター回路の構成例のブロック図。 図４の彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図６の重み付け算出回路の動作説明図。 図６の彩度ゲイン算出回路の動作説明図。 図８の彩度ゲイン算出回路によって算出される彩度ゲイン係数の説明図。 実施形態１における画像処理部の彩度信号の補正処理例のフロー図。 図１の投射部の構成例の図。 実施形態１の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は図１２の第１〜第３のＬＵＴの動作説明図。 実施形態１の第２の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図１４のＬＵＴの動作説明図。 実施形態２における画像処理部の動作説明図。 実施形態２における画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。 図１７の周波数解析回路の構成例のブロック図。 図１８のＨＰＦ回路、ＬＰＦ回路のフィルター特性の一例を示す図。 重み付け算出回路の動作説明図。 重み付け算出回路が出力する重み付け係数の説明図。 図１７の彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図２２の周波数ゲイン算出回路の動作説明図。 実施形態２における画像処理部の彩度信号の補正処理例のフロー図。 実施形態２の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図２５の重み付け算出回路の動作説明図。 実施形態２の第１の変形例における画像処理部の動作説明図。 実施形態２の第２の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）、図２９（Ｃ）は図２８の第１〜第３のＬＵＴの動作説明図。 実施形態２の第３の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。 図３０のＬＵＴの動作説明図。 従来の階調補正処理の説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

以下では、本発明に係る画像表示装置としてプロジェクターを例に説明するが、本発明に係る画像表示装置がプロジェクターに限定されるものではない。

〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。

画像表示システム１０は、プロジェクター（広義には画像表示装置）２０と、スクリーンＳＣＲとを含む。プロジェクター２０は、入力画像信号に基づいて図示しない光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像を表示する。

このプロジェクター２０は、画像処理部３０（広義には画像処理装置）と、投射部１００（広義には画像表示部）とを含む。画像処理部３０は、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく表示画像の低彩度部や高彩度部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正し、補正後の画像信号を投射部１００に出力する。投射部１００は、画像処理部３０からの画像信号に基づいて変調した光をスクリーンＳＣＲに投射する。

図２に、図１の画像処理部３０において行われる補正処理の説明図を示す。図２では、補正処理中の各画像信号により表される画像の特性として、横軸に画像の水平方向の位置、縦軸に彩度レベルを模式的に表している。

入力画像ＩＭＧｉｎは、例えば左側が低彩度で、右側が高彩度の画像であり、彩度が低い領域においても微小な変化を有し、彩度が高い領域においても微小な変化を有する。信号抽出手段Ｌ１は、この入力画像ＩＭＧｉｎの画像信号の彩度成分のうち所与の空間周波数帯域の彩度成分の信号Ｃ_Ｈを抽出する。図２では、空間周波数に対応してゲインが設定されており、信号抽出手段Ｌ１はこのゲインが大きい空間周波数帯域の彩度成分の信号Ｃ_Ｈを抽出している。

また、彩度ゲイン算出手段Ｇ１は、該入力画像の画像信号の彩度成分のレベルに対応したゲイン係数ｇ（彩度ゲイン係数。広義には彩度ゲイン。以下同様）を算出する。図２では、彩度ゲイン算出手段Ｇ１が、彩度成分のレベルが低い領域で大きくなり、彩度成分のレベルが高い領域でほぼ０となるゲイン係数ｇを算出する。

この結果、乗算器Ｍ１は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された信号Ｃ_Ｈに彩度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出されたゲイン係数ｇを掛け合わせた信号ｇＣ_Ｈを生成する。信号ｇＣ_Ｈが、入力画像信号の彩度成分の補正量に対応した信号である。加算器Ａ１は、入力画像信号の彩度信号Ｃｉｎと信号ｇＣ_Ｈとを加算して、補正後の画像信号を構成する彩度信号Ｃｏｕｔを出力する。

図３に、図１の画像処理部３０の動作説明図を示す。図３では、縦軸に入力画像信号の彩度成分、横軸に該彩度成分の空間周波数を表している。

図１の画像処理部３０は、空間周波数帯域Ｆａｒ（所与の空間周波数帯域）においてのみ画像信号の彩度成分の補正量を算出し、該補正量を用いて画像信号の彩度成分を補正する。より具体的には、画像処理部３０は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された空間周波数帯域Ｆａｒにおいて、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号の彩度成分Ｃｉｎの所与のレベル範囲Ｃａｒの信号（図３では、範囲Ｓａｒ）に対して補正を行う。これにより、全体的な彩度の傾向を変化させることなく、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された空間周波数帯域Ｆａｒであって、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号の彩度成分Ｃｉｎの所与のレベル範囲Ｃａｒのみ、彩度成分を変化させることができるようになる。

信号抽出手段Ｌ１によって抽出される空間周波数帯域や、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によってゲイン係数ｇが算出される彩度成分のレベル範囲は、それぞれ指定可能であるため、指定した空間周波数帯域の指定した彩度成分のレベル範囲のみ、入力画像信号の彩度変化を増幅させることができる。このため、例えば彩度ゲイン算出手段Ｇ１において、高彩度部の彩度成分に対して彩度ゲイン係数を小さくすることで、他の階調の彩度レンジを縮めることなく低彩度部のディテールを表現できるようになる。しかも、画面全体に対して一律の補正を行わないので、低彩度部と高彩度部とが混在している場合であっても、例えば一律に低彩度部の彩度も上げたり、或いは一律に高彩度部の彩度も下げたりすることもなく、低彩度部と高彩度部の両方のディテールを表現できるようになる。

以下、このような補正を実現する実施形態１におけるプロジェクター２０の構成例について詳細に説明する。以下では、画像信号が、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｕ、Ｖにより構成され、色差信号Ｕ、Ｖから彩度信号Ｃ及び色相信号Ｈに変換する例について説明するが、本発明に係る画像信号は、これに限定されるものではない。

図４に、図１の画像処理部３０のハードウェア構成例のブロック図を示す。

画像処理部３０は、ラインメモリー３２、３４、多段フィルター回路（信号抽出回路）４０、彩度信号補正量算出回路（彩度成分補正量算出部）５０、彩度信号補正回路（彩度成分補正部）６０、ＵＶ−ＣＨ変換回路（広義には変換回路）８０、ＣＨ−ＵＶ変換回路９０を含む。

ラインメモリー３２は、入力画像信号を構成する輝度信号Ｙ（入力画像信号の輝度成分）を格納する。ラインメモリー３２に格納された輝度信号Ｙは、そのまま輝度信号Ｙ１として出力される。

また、ラインメモリー３４には、ラインメモリー３２に輝度信号Ｙが格納されるタイミングに同期して、該輝度信号に対応した色差信号Ｕ、Ｖ（入力画像信号の色差成分）に対応した彩度信号Ｃｉｎ及び色相信号Ｈｉｎが格納される。この彩度信号Ｃｉｎ及び色相信号Ｈｉｎは、色差信号Ｕ、ＶをＵＶ−ＣＨ変換回路８０により変換することで得られる。

ＵＶ−ＣＨ変換回路８０は、例えば以下の式に従って、色差信号Ｕ、Ｖを彩度信号Ｃｉｎ及び色相信号Ｈｉｎに変換し、ラインメモリー３４に格納する。ラインメモリー３４には、多段フィルター回路４０で必要なライン数分の彩度信号Ｃｉｎを格納する。

ラインメモリー３４に格納された色相信号Ｈｉｎは、そのまま色相信号Ｈｏｕｔとして出力される。一方、ラインメモリー３４に格納された彩度信号Ｃｉｎは、下記のディテール強調処理に供される。

多段フィルター回路４０は、ラインメモリー３４に格納された彩度信号Ｃｉｎ（画像信号の彩度成分）から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する。この多段フィルター回路４０は、図２の信号抽出手段Ｌ１の機能を実現することができる。

彩度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３４に格納されている彩度信号とに基づいて、彩度信号の補正量を算出する。この彩度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０によって抽出された所与の空間周波数帯域の彩度信号のうち所与の彩度レベル範囲の彩度信号に対する補正量を算出することができる。この彩度信号補正量算出回路５０は、図２の彩度ゲイン算出手段Ｇ１の機能を実現することができる。

彩度信号補正回路６０は、彩度信号補正量算出回路５０によって算出された補正量を用いて、ラインメモリー３４に格納された彩度信号を補正し、補正後の彩度信号Ｃｏｕｔとして出力する。

ＣＨ−ＵＶ変換回路９０は、彩度信号補正回路６０からの彩度信号Ｃｏｕｔと、ラインメモリー３４からの色相信号Ｈｏｕｔとを、色差信号Ｕ１、Ｖ１に変換する。ＣＨ−ＵＶ変換回路９０は、例えば以下の式に従って、彩度信号Ｃｏｕｔ及び色相信号Ｈｏｕｔを色差信号Ｕ１、Ｖ１に変換する。

こうして画像処理部３０は、輝度信号Ｙ１、及び色相信号Ｈｏｕｔとディテール強調処理された彩度信号Ｃｏｕｔとから変換された色差信号Ｕ１、Ｖ１からなる画像信号を投射部１００に出力する。

このように画像処理部３０は、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベルの彩度信号に対してのみ、彩度信号を補正することができる。この際、画像処理部３０は、ＵＶ−ＣＨ変換回路８０を含み、入力画像信号を構成する色差信号（色差成分）を、該色差信号に対応する彩度信号Ｃｉｎ及び色相信号Ｈｉｎに変換し、該彩度信号Ｃｉｎに対してディテール強調処理を行うようにしている。これにより、色相を変化させることなく、高彩度部及び低彩度部が混在していた場合であってもこれらのディテールを表現できるようになる。

次に、画像処理部３０を構成する各ブロックについて説明する。

図５に、図４の多段フィルター回路４０の構成例のブロック図を示す。図５において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

多段フィルター回路４０は、互いにフィルターサイズが異なる第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６を含む。図５では、多段フィルター回路４０が、３種類のフィルター回路でフィルター処理を行う例を説明するが、フィルター回路の数に本発明が限定されるものではない。

多段フィルター回路４０は、それぞれが抽出する信号の周波数帯域が異なる複数のフィルター回路を有し、各フィルター回路は、画像の水平方向及び垂直方向に並ぶ画素の画素値と、フィルター係数行列との畳み込み演算結果を出力する。

第１のフィルター回路４２は、次の式に従ってフィルター処理された結果を出力することができる。

上式において、第１のフィルター回路４２の出力をＦＯ１、座標（ｘ，ｙ）の彩度信号をＣ（ｘ，ｙ）、フィルター係数をａ、（ｉ，ｊ）は対象画素を中心とした相対座標で上式の範囲をとり、フィルターサイズをｓとする。各フィルター回路には、フィルターサイズに対応したライン数（垂直走査ライン数）の彩度信号が入力される。

上式では、第１のフィルター回路４２の出力について示したが、第２及び第３のフィルター回路４４、４６も、上式と同様のフィルター処理結果を出力することができる（出力ＦＯ２、ＦＯ３）。

図５では、第１のフィルター回路４２のフィルターサイズを「３」、第２のフィルター回路４４のフィルターサイズを「５」、第３のフィルター回路４６のフィルターサイズを「７」とするが、フィルターサイズに本発明が限定されるものではない。

図６に、図４の彩度信号補正量算出回路５０の構成例のブロック図を示す。図６において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図７に、図６の重み付け算出回路５２の動作説明図を示す。
図８に、図６の彩度ゲイン算出回路５６の動作説明図を示す。
図９に、図８の彩度ゲイン算出回路５６によって算出される彩度ゲイン係数ｈの説明図を示す。図９は、横軸に彩度、縦軸に彩度ゲイン係数ｈを表す。

彩度信号補正量算出回路５０は、重み付け算出回路５２、乗算器５３_１〜５３_３、加算器５４、彩度ゲイン算出回路５６、乗算器５５を含む。

重み付け算出回路５２には、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２〜４６の各フィルター回路の出力が入力される。そして、重み付け算出回路５２は、図７に示すように、第１〜第３のフィルター回路４２〜４６の各フィルター回路の出力の組み合わせに応じて、重み付け係数ｇ_１〜ｇ_３を算出する。

このような重み付け算出回路５２は、入力を第１〜第３のフィルター回路４２〜４６の各フィルター回路の出力とし、出力を重み付け係数ｇ_１〜ｇ_３とするＬＵＴにより実現される。そのため、重み付け算出回路５２には、予め第１〜第３のフィルター回路４２〜４６の各フィルター回路の出力の組み合わせに対応した重み付け係数（ｇ_１ａ，ｇ_２ａ，ｇ_３ａ）、（ｇ_１ｂ，ｇ_２ｂ，ｇ_３ｂ）、（ｇ_１ｃ，ｇ_２ｃ，ｇ_３ｃ）、・・・が記憶されており、第１〜第３のフィルター回路４２〜４６の各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３が入力されたとき、これらの組み合わせに対応した重み付け係数を出力するようになっている。

重み付け係数ｇ_１は、第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１が入力される乗算器５３_１に入力される。乗算器５３_１は、第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１に重み付け係数ｇ_１を乗算した結果を加算器５４に出力する。

重み付け係数ｇ_２は、第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２が入力される乗算器５３_２に入力される。乗算器５３_２は、第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２に重み付け係数ｇ_２を乗算した結果を加算器５４に出力する。

重み付け係数ｇ_３は、第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３が入力される乗算器５３_３に入力される。乗算器５３_３は、第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３に重み付け係数ｇ_３を乗算した結果を加算器５４に出力する。

加算器５４は、乗算器５３_１〜５３_３の各乗算結果を加算し、その加算結果を乗算器５５に出力する。乗算器５５には、彩度ゲイン算出回路５６によって算出された彩度ゲイン係数ｈが入力されている。

彩度ゲイン算出回路５６には、入力画像信号を構成する彩度信号が入力される。そして、彩度ゲイン算出回路５６は、図８に示すように、彩度信号のレベル（画像信号の彩度成分のレベル）に対応した彩度ゲイン係数ｈ（彩度ゲイン）を算出する。

このような彩度ゲイン算出回路５６は、入力を彩度信号（画像信号の彩度成分）とし、出力を彩度ゲイン係数ｈとするＬＵＴにより実現される。そのため、彩度ゲイン算出回路５６には、予め入力画像信号を構成する彩度信号（入力彩度信号）に対応した彩度ゲイン係数ｈａ、ｈｂ、ｈｃ、・・・が記憶されており、入力画像信号を構成する彩度信号が入力されたとき、該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数を出力するようになっている。この彩度ゲイン算出回路５６では、所望の彩度信号に対応した彩度ゲイン係数を指定できるので、指定した彩度に対してのみ補正量を生成することができる。

彩度ゲイン算出回路５６は、例えば図９に示すように低彩度領域において大きくなり、高彩度領域ではほぼ０となる彩度ゲイン係数ｈを出力することが望ましい。こうすることで、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく表示画像の低彩度部や高彩度部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正できるようになる。

乗算器５５は、加算器５４の加算結果に、彩度ゲイン算出回路５６からの彩度ゲイン係数ｈを乗算する。乗算器５５の乗算結果は、彩度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして出力される。この補正信号ＶＡは、彩度信号補正回路６０に入力される。

このように、彩度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域の信号と、彩度ゲイン算出回路５６によって算出された彩度ゲイン係数とに基づいて、彩度信号の補正量を算出することができる。そして、彩度信号補正回路６０は、例えば入力画像信号を構成する彩度信号に、彩度信号補正量算出回路５０からの補正信号ＶＡを加算することで、補正後の彩度信号Ｃｏｕｔを出力する。

実施形態１における画像処理部３０の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部３０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵと略す）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭと略す）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭと略す）を有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の彩度成分の補正処理を行う。

図１０に、実施形態１における画像処理部３０の彩度信号の補正処理例のフロー図を示す。図１０の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図１０に示す処理を実現するプログラムが格納される。

まず、画像処理部３０は、入力彩度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する彩度信号（入力彩度信号）を蓄積する（ステップＳ１０）。この場合、彩度信号は、ラインメモリー３４、又はラインメモリー３４の機能を実現するＲＡＭに格納される。

次に、画像処理部３０は、信号抽出ステップとして、彩度信号の特定の空間周波数帯域を抽出する（ステップＳ１２）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の彩度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の彩度信号を抽出する。

その後、画像処理部３０は、彩度成分補正量算出ステップとして、彩度信号の補正量を算出する（ステップＳ１４）。即ち、彩度信号補正量算出回路５０が、多段フィルター回路４０で抽出された信号に応じて重み付けされた後、入力画像信号を構成する彩度信号の彩度レベルに応じた係数で乗算された補正信号ＶＡを出力する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した信号に応じて重み付けした後、入力画像信号を構成する彩度信号の彩度レベルに応じた係数で乗算した補正信号ＶＡを生成する。即ち、ステップＳ１４では、彩度ゲイン算出ステップとして、画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインが算出される。そして、ステップＳ１２において抽出された空間周波数帯域の信号と、ステップＳ１４において算出された彩度ゲインとに基づいて、彩度成分の補正量が算出される。

そして、画像処理部３０は、彩度成分補正ステップとして、ステップＳ１４で算出された補正量を用いて、入力画像信号を構成する彩度信号を補正し（ステップＳ１６）、補正後の彩度信号を出力して（ステップＳ１８）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ１６では、彩度信号補正回路６０が、入力画像信号を構成する彩度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の彩度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、入力画像信号を構成する彩度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の彩度信号を生成する。

このように画像処理部３０によってディテール強調処理が行われた彩度信号は、上述のように色相信号を用いて色差信号Ｕ１、Ｖ１に変換され、該色差信号に対応した輝度信号Ｙ１と共に、投射部１００に出力される。投射部１００は、輝度信号Ｙ１及び色差信号Ｕ１、Ｖ１に基づいて、光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することができる。

図１１に、図１の投射部１００の構成例の図を示す。図１１では、実施形態１における投射部１００が、いわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものとして説明するが、本発明に係る画像表示装置の投射部がいわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものに限定されるものではない。即ち、以下では、１画素がＲ成分のサブ画素、Ｇ成分のサブ画素、及びＢ成分のサブ画素により構成されるものとして説明するが、１画素を構成するサブ画素数（色成分数）に限定されるものではない。

また、図１１では、画像処理部３０から入力される輝度信号Ｙ１、色差信号Ｕ１、Ｖ１が、ＲＧＢの各色成分の画像信号に変換された後、色成分毎に光源からの光を変調するものとする。この場合、ＲＧＢ信号への変換回路は、画像処理部３０が備えていてもよいし、投射部１００が備えていてもよい。

実施形態１における投射部１００は、光源１１０、インテグレーターレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調素子）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調素子）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調素子）、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０を含む。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。

光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光、Ｂ成分の光を含む光を射出する。インテグレーターレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレーターレンズ１１４は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を液晶パネル上で重畳する。

また偏光変換素子１１６は、偏光ビームスプリッタアレイとλ／２板とを有し、光源１１０からの光を略一種類の偏光光に変換する。偏光ビームスプリッタアレイは、インテグレーターレンズ１１２により分割された部分光をｐ偏光とｓ偏光に分離する偏光分離膜と、偏光分離膜からの光の向きを変える反射膜とを、交互に配列した構造を有する。偏光分離膜で分離された２種類の偏光光は、λ／２板によって偏光方向が揃えられる。この偏光変換素子１１６によって略一種類の偏光光に変換された光が、重畳レンズ１１８に照射される。

重畳レンズ１１８からの光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。

Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。

リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくするために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。

Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、Ｒ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、Ｇ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、Ｂ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ同様の構成を有している。各液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコン薄膜トランジスタをスイッチング素子として、各サブ画素の画像信号に対応して各色光の通過率を変調する。

実施形態１では、１画素を構成する色成分毎に光変調素子としての液晶パネルが設けられ、各液晶パネルの透過率がサブ画素に対応した画像信号により制御される。即ち、Ｒ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒの透過率（通過率、変調率）の制御に用いられ、Ｇ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇの透過率の制御に用いられ、Ｂ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂの透過率の制御に用いられる。

クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズである。

実施形態１における補正処理を行った後に、画像表示ステップとしてこのような投射部１００を制御して、上記の補正処理において補正された画像信号に基づいて画像を表示することで、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像表示方法を提供できる。

以上のように、実施形態１では、彩度信号の補正対象が所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の彩度信号のみに限定される。

〔実施形態１の第１の変形例〕
実施形態１における画像処理部３０では、彩度信号補正量算出回路５０が、図６に示すように、重み付け算出回路５２と彩度ゲイン算出回路５６とを有し、重み付け係数や彩度ゲイン係数を乗算する乗算器により補正信号ＶＡを生成する構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１２に、実施形態１の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における彩度信号補正量算出回路５０に代えて、図１２に示す彩度信号補正量算出回路が図４の画像処理部３０に内蔵される。

彩度信号補正量算出回路２００は、第１〜第３のＬＵＴ２０２_１〜２０２_３、乗算器２０４_１〜２０４_３、加算器２０６を含む。この彩度信号補正量算出回路２００は、第１〜第３のＬＵＴ２０２_１〜２０２_３の各ＬＵＴからの彩度ゲイン係数を、多段フィルター回路４０の各出力に乗算した後、各乗算結果を加算して補正信号ＶＡとして出力する。

図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に、図１２の第１〜第３のＬＵＴ２０２_１〜２０２_３の動作説明図を示す。

第１のＬＵＴ２０２_１には、入力画像信号を構成する彩度信号が入力され、該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_１を出力する。そのため、第１のＬＵＴ２０２_１には、予め彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_１ａ、ｊ_１ｂ、ｊ_１ｃ・・・が記憶されており、彩度信号が入力されたとき該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_１として出力するようになっている。

第２のＬＵＴ２０２_２には、入力画像信号を構成する彩度信号が入力され、該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_２を出力する。そのため、第２のＬＵＴ２０２_２には、予め彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_２ａ、ｊ_２ｂ、ｊ_２ｃ・・・が記憶されており、彩度信号が入力されたとき該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_２として出力するようになっている。

第３のＬＵＴ２０２_３には、入力画像信号を構成する彩度信号が入力され、該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_３を出力する。そのため、第３のＬＵＴ２０２_３には、予め彩度信号に対応した彩度ゲイン係数ｊ_３ａ、ｊ_３ｂ、ｊ_３ｃ・・・が記憶されており、彩度信号が入力されたとき該彩度信号に対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_３として出力するようになっている。

図１２において、乗算器２０４_１は、多段フィルター回路４０を構成する第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１と第１のＬＵＴ２０２_１からの彩度ゲイン係数ｊ_１とを乗算し、乗算結果を加算器２０６に出力する。乗算器２０４_２は、多段フィルター回路４０を構成する第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２と第２のＬＵＴ２０２_２からの彩度ゲイン係数ｊ_２とを乗算し、乗算結果を加算器２０６に出力する。乗算器２０４_３は、多段フィルター回路４０を構成する第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３と第３のＬＵＴ２０２_３からの彩度ゲイン係数ｊ_３とを乗算し、乗算結果を加算器２０６に出力する。

加算器２０６は、乗算器２０４_１〜２０４_３の各乗算結果を加算し、加算結果を補正信号ＶＡとして出力する。

以上のように、実施形態１の第１の変形例における画像処理部は、画像信号の彩度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路４０を含み、彩度信号補正量算出回路２００は、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ、補正前の彩度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ多段フィルター回路４０の出力と上記の複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、加算器の出力を彩度成分の補正量として算出することができる。

このような実施形態１の第１の変形例では、実施形態１と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の彩度信号のみを補正できる。

また、実施形態１の第１の変形例によれば、実施形態１と比較して、彩度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器の数を減らすことができるので、低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

〔実施形態１の第２の変形例〕
実施形態１の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路２００は、図１２に示すように、第１〜第３のＬＵＴ２０２_１〜２０２_３と、乗算器２０４_１〜２０４_３と、加算器２０６とを有し、第１〜第３のＬＵＴ２０２_１〜２０２_３からの彩度ゲイン係数を用いた乗算器の乗算結果を加算する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１４に、実施形態１の第２の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における彩度信号補正量算出回路５０に代えて、図１４に示す彩度信号補正量算出回路２５０が図４の画像処理部３０に内蔵される。

彩度信号補正量算出回路２５０は、ＬＵＴ２５２を含む。この彩度信号補正量算出回路２５０は、ＬＵＴ２５２からの出力を補正信号ＶＡとして出力する。

図１５に、図１４のＬＵＴ２５２の動作説明図を示す。

ＬＵＴ２５２には、入力画像信号を構成する彩度信号と、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２〜４４の各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３が入力され、彩度信号及び各フィルター回路の出力の組み合わせに対応した補正量を出力する。この補正量が、補正信号ＶＡとして出力される。そのため、ＬＵＴ２５２には、予め彩度信号及び各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３の組み合わせに対応した補正量ＶＡａ、ＶＡｂ、・・・、ＶＡｃ、ＶＡｄ、ＶＡｅ、・・・が記憶されており、彩度信号及び各フィルター回路の出力が入力されたとき、これらの組み合わせに対応した補正量を出力するようになっている。

以上のように、実施形態１の第２の変形例における画像処理部は、画像信号の彩度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路（広義には信号抽出回路）４０を含み、彩度信号補正量算出回路２５０は、多段フィルター回路４０の出力と補正前の彩度成分のレベルとに対応した彩度成分の補正量を出力するテーブルを含むことができる。そして、このテーブルが出力する補正量を補正信号ＶＡとして出力する。

実施形態１の第２の変形例では、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の彩度信号のみを補正できる。

また、実施形態１の第２の変形例によれば、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と比較して、彩度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器及び加算器を無くすことができるので、大幅な低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

〔実施形態２〕
実施形態１又はその変形例では、画像のディテールと彩度ノイズとを区別することなく、入力彩度信号に対して補正処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態２では、入力画像信号の彩度成分の高周波成分に応じて、補正強度を異ならせることで、画像のディテールと彩度ノイズとを区別して入力彩度信号に対する補正処理を行う。

このような実施形態２における画像処理部４００は、図１の画像処理部３０に代えてプロジェクター２０に搭載される。この画像処理部４００は、図２に示すように実施形態１と同様の補正処理を行う際に、入力画像ＩＭＧｉｎの画像信号の彩度成分に含まれる彩度ノイズ量を考慮して、図示しない周波数ゲイン算出手段によってゲイン係数ｆ（周波数ゲイン係数。広義には周波数ゲイン。以下同様）を算出し、このゲイン係数ｆを、信号ｇＣ_Ｈに掛け合わせることで、低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別して、表示画像の低彩度部のディテールのみが強調されるようにしている。

図１６に、実施形態２における画像処理部４００の動作説明図を示す。図１６では、３次元の座標系において、入力画像信号の彩度成分、該彩度成分の空間周波数、該彩度成分の高周波成分の信号Ｃ_ＨＰＦを模式的に表している。

実施形態２における画像処理部４００は、画像信号の彩度成分の空間周波数を解析し、空間周波数帯域Ｆａｒ（所与の空間周波数帯域）のみにおいて画像信号の彩度成分の補正量を、画像信号の彩度成分の空間周波数の解析結果に応じて算出し、該補正量を用いて画像信号の彩度成分を補正する。より具体的には、画像処理部４００は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された画像信号の彩度成分の空間周波数帯域Ｆａｒにおいて、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号の彩度信号Ｃｉｎの所与のレベル範囲Ｃａｒの信号（図１６では、範囲Ｓａｒ）に対して補正を行う。このとき、入力画像信号の彩度成分の高周波成分に応じて、補正強度を異ならせる。例えば、彩度成分の高周波成分が多いとき、所望の信号成分が多く彩度ノイズが少ないと判断して補正強度を強くし、彩度成分の高周波成分が少ないとき、所望の信号成分が少なく彩度成分ノイズが多いと判断して、補正強度を弱くする。これにより、画像の彩度ノイズを強調してしまうことなく全体的な彩度の傾向を変化させずに、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された空間周波数帯域Ｆａｒであって、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号を構成する彩度信号Ｃｉｎの所与のレベル範囲Ｃａｒのみ、彩度成分を変化させることができるようになる。

信号抽出手段Ｌ１によって抽出される空間周波数帯域、彩度ゲイン算出手段Ｇ１によってゲイン係数ｇが算出される彩度成分のレベル範囲、彩度成分の高周波帯域は、それぞれ指定可能であるため、指定した空間周波数帯域の指定した彩度成分のレベル範囲のみ、入力画像信号の彩度変化を、彩度ノイズ量に合わせて増幅させることができる。このため、例えば彩度ゲイン算出手段Ｇ１において、低彩度部の彩度成分に対して彩度ゲイン係数を大きくすることで、他の階調の彩度レンジを縮めることなく低彩度部のディテールを表現できるようになる。

しかも、画面全体に対して一律の補正を行わないので、低彩度部と高彩度部とが混在している場合であっても、例えば一律に低彩度部の彩度も上げたり、或いは一律に高彩度部の彩度も下げたりすることもなく、低彩度部と高彩度部の両方のディテールを表現できるようになる。例えば、図１６に示す場合には、入力画像信号の彩度の中周波数帯域から高周波数帯域に対して補正するため、入力画像の全体的な鮮やかさを変化させずに、ディテールのみを強調できるようになる。更に、画像の低彩度部のディテールと彩度ノイズとを区別することができるので、低彩度部のディテールと一緒に彩度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。

以下、このような補正を実現する実施形態２におけるプロジェクターの構成例及び処理例について説明するが、実施形態１におけるプロジェクター２０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

図１７に、実施形態２における画像処理部４００のハードウェア構成例のブロック図を示す。図１７において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

図１７の画像処理部４００が図４の画像処理部３０と異なる点は、画像処理部４００が、高周波成分抽出回路や彩度ノイズ除去回路として機能する周波数解析回路（周波数解析部）７０が追加され、彩度信号補正量算出回路５０に代えて彩度信号補正量算出回路４５０が設けられている点である。

周波数解析回路７０は、ラインメモリー３４に格納されている彩度信号の空間周波数を解析する。より具体的には、周波数解析回路７０は、彩度信号の高周波成分を抽出すると共に、ラインメモリー３４からの彩度信号から彩度ノイズを除去することができる。周波数解析回路７０によって抽出された彩度信号の高周波成分の絶対値である出力ｈｉｇｈＣは、周波数解析回路７０の解析結果として彩度信号補正量算出回路４５０に供給される。周波数解析回路７０によって彩度ノイズが除去された彩度信号は、彩度信号ＮＲとして彩度信号補正回路６０に供給される。

彩度信号補正量算出回路４５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３４に格納されている彩度信号と、周波数解析回路７０の解析結果とに基づいて、彩度信号の補正量に対応する補正信号ＶＡを算出する。この彩度信号補正量算出回路４５０は、出力ｈｉｇｈＣに応じて、多段フィルター回路４０によって抽出された所与の空間周波数帯域の彩度信号のうち所与の彩度レベル範囲の彩度信号に対する補正量を算出することができる。

ここで、出力ｈｉｇｈＣは、入力画像の低彩度部のディテールや彩度ノイズに対応した信号である。即ち、彩度信号補正量算出回路４５０は、出力ｈｉｇｈＣのレベルに応じて、彩度ノイズが小さいと判断されるときには補正強度が強くなるように補正量を生成し、彩度ノイズが大きいと判断されるときには補正強度が弱くなるように補正量を生成することができる。この彩度信号補正量算出回路４５０は、図２の彩度ゲイン算出手段Ｇ１や図示しない周波数ゲイン算出手段の機能を実現することができる。

彩度信号補正回路６０は、彩度信号補正量算出回路４５０によって算出された補正信号ＶＡを用いて、周波数解析回路７０によって彩度ノイズが除去された彩度信号ＮＲを補正し、補正後の彩度信号Ｃｏｕｔとして出力する。

このように画像処理部４００は、所与の空間周波数帯域において所与の彩度レベルの彩度信号に対してのみ、入力画像の彩度信号の空間周波数の解析結果に応じて彩度信号を補正することができる。

次に、その他のブロックについては、画像処理部３０の対応するブロックと同様であるため、画像処理部４００特有のブロックである周波数解析回路７０及び彩度信号補正量算出回路４５０について説明する。

図１８に、図１７の周波数解析回路７０の構成例のブロック図を示す。図１８において、図１７と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

周波数解析回路７０は、高周波成分抽出回路（高周波成分抽出部）７２と、彩度ノイズ除去回路（彩度ノイズ除去部）７４とを含む。高周波成分抽出回路７２は、ラインメモリー３４に蓄積された彩度信号から、画像の低彩度部のディテールと彩度ノイズが含まれる所与の高周波成分を抽出して、その絶対値を出力ｈｉｇｈＣとして出力する。彩度ノイズ除去回路７４は、ラインメモリー３４に蓄積された彩度信号から、彩度ノイズを除去した彩度信号ＮＲを生成する。ここで、彩度ノイズ除去回路７４は、高周波成分抽出回路７２によって抽出された高周波成分を用いて、彩度信号ＮＲを生成する。

高周波成分抽出回路７２は、ＨＰＦ（High Pass Filter)回路７３を含む。ＨＰＦ回路７３には、ラインメモリー３４から彩度信号が入力され、該彩度信号の高周波成分の絶対値を出力ｈｉｇｈＣとして、彩度信号補正量算出回路５０や彩度ノイズ除去回路７４に出力する。このようなＨＰＦ回路７３は、公知のＨＰＦ処理により、次式に従って出力ｈｉｇｈＣを、高周波成分の絶対値として出力する。

ここで、ｈｉｇｈＣはＨＰＦ回路７３の出力、Ｃは入力彩度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａ_ＨＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「３」とすることができるが、「３」以外であってもよい。

彩度ノイズ除去回路７４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）回路７５、重み付け算出回路７６、乗算器７７、７８、加算器７９を含む。ＬＰＦ回路７５には、ラインメモリー３４から彩度信号が入力され、該彩度信号の低周波成分を通す。このようなＬＰＦ回路７５は、公知のＬＰＦ処理により、次式に従って出力ｌｏｗＣを出力する。

ここで、ｌｏｗＣはＬＰＦ回路７５の出力、Ｃは入力彩度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａ_ＬＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「５」とすることができるが、「５」以外であってもよく、ＨＰＦ回路７３のフィルターサイズより大きいことが望ましい。

図１９に、図１８のＨＰＦ回路７３、ＬＰＦ回路７５のフィルター特性の一例を示す。図１９は、横軸に彩度信号の周波数、縦軸にゲインを表す。

ＨＰＦ回路７３の出力は、彩度信号の空間周波数が低い領域では小さくなり、彩度信号の空間周波数が高い領域では大きくなる（図１９のＴ１）。このＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数は、ω_ＨＰＦである。一方、ＬＰＦ回路７５の出力は、彩度信号の空間周波数が低い領域では大きくなり、彩度信号の空間周波数が高い領域では小さくなる（図１９のＴ２）。このＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数は、ω_ＬＰＦである。ここで、ＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数とＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数とは等しいことが望ましい（ω_ＨＰＦ＝ω_ＬＰＦ＝ω_ｃｕｔ）。これにより、元の彩度信号の情報を欠落させることなく、彩度信号を補正することができるようになる。

図１８において、重み付け算出回路７６は、高周波成分抽出回路７２からの出力に応じて、重み付け量を算出する。重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣに対応した重み付け量をＬＵＴ形式で保存しており、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した値を読み出したり、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した複数の値を補間して出力したりできるようになっている。

図２０に、重み付け算出回路７６の動作説明図を示す。

重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力に応じて、乗算器７７に対して重み付け係数α_ＬＰＦを出力すると共に、乗算器７８に対して重み付け係数α_ＨＰＦを出力する。より具体的には、重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦを予めＬＵＴ形式により記憶されている。すなわち、重み付け算出回路７６には、予めＨＰＦ回路７３の出力に対応した重み付け係数（α_ＨＰＦａ，α_ＬＰＦａ）、（α_ＨＰＦｂ，α_ＬＰＦｂ）、（α_ＨＰＦｃ，α_ＬＰＦｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき、これに対応した重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦを出力するようになっている。

図２１に、重み付け算出回路７６が出力する重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦの説明図を示す。図２１は、横軸にＨＰＦ回路７３の出力、縦軸に重み付け算出回路７６が出力する重み付け量としての重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦを表す。

重み付け算出回路７６には、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣが大きくなるに従って、値が大きくなる重み付け係数α_ＨＰＦを記憶する（図２１のＴ１０）と共に、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣが大きくなるに従って、値が小さくなる重み付け係数α_ＬＰＦを記憶する（図２１のＴ１１）。なお、図２１では、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣに応じて重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦがリニアに増加又は減少しているが、所与の関数に従って重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦが増加又は減少していてもよい。

図１８において、乗算器７７は、ＬＰＦ回路７５の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数α_ＬＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。乗算器７８は、ＨＰＦ回路７３の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数α_ＨＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。加算器７９は、乗算器７７の乗算結果と乗算器７８の乗算結果とを加算し、彩度ノイズを除去した後の彩度信号ＮＲとして出力する。即ち、彩度ノイズ除去回路７４は、次の式に従って彩度信号ＮＲを出力する。

上式において、ｈｉｇｈＣはＨＰＦ回路７３の出力であり、ｌｏｗＣはＬＰＦ回路７５の出力である。

重み付け算出回路７６が、図２１に示したように重み付け係数α_ＨＰＦ、α_ＬＰＦを出力するため、彩度信号ＮＲは、高周波の彩度ノイズが除去された信号となる。即ち、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣが小さい領域は、主として低周波数帯域に分布する彩度信号に対応しており、重み付け係数α_ＨＰＦを小さくし、重み付け係数α_ＬＰＦを大きくすることで、彩度ノイズを強調させることなく、所望の彩度信号ＮＲを得ることができる。一方、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣが大きい領域は、主として高周波数帯域に分布する彩度信号に対応しており、重み付け係数α_ＨＰＦを大きくし、重み付け係数α_ＬＰＦを小さくすることで、所望の彩度信号ＮＲを得ることができる。

なお、図１８では、周波数解析回路７０が、高周波成分抽出回路７２及び彩度ノイズ除去回路７４を含む構成を有しているものとして説明したが、周波数解析回路７０が高周波成分抽出回路７２のみを含む構成を有し、ラインメモリー３４に蓄積された彩度信号がそのまま彩度信号ＮＲとして彩度信号補正回路６０に供給されてもよい。

図２２に、図１７の彩度信号補正量算出回路４５０の構成例のブロック図を示す。図２２において、図６又は図１７と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図２３に、図２２の周波数ゲイン算出回路の動作説明図を示す。

彩度信号補正量算出回路４５０は、重み付け係数記憶回路４５２、乗算器５３_１〜５３_３、加算器５４、乗算器５５、彩度ゲイン算出回路（彩度ゲイン算出部）５６、周波数ゲイン算出回路（周波数ゲイン算出部）４５８、乗算器５９を含む。彩度信号補正量算出回路４５０が、図６に示す彩度信号補正量算出回路５０と異なる点は、重み付け算出回路５２に代えて重み付け係数記憶回路４５２が設けられると共に、周波数ゲイン算出回路４５８と乗算器５９とが追加され、周波数ゲイン係数ｆを加味した補正信号ＶＡが生成される点である。

このような彩度信号補正量算出回路４５０において、重み付け係数記憶回路４５２は、予め決められた定数値である重み付け係数ｇ_１〜ｇ_３を記憶する。重み付け係数ｇ_１は、第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１が入力される乗算器５３_１に入力される。乗算器５３_１は、第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１に重み付け係数ｇ_１を乗算した結果を加算器５４に出力する。

重み付け係数ｇ_２は、第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２が入力される乗算器５３_２に入力される。乗算器５３_２は、第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２に重み付け係数ｇ_２を乗算した結果を加算器５４に出力する。

重み付け係数ｇ_３は、第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３が入力される乗算器５３_３に入力される。乗算器５３_３は、第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３に重み付け係数ｇ_３を乗算した結果を加算器５４に出力する。

加算器５４は、乗算器５３_１〜５３_３の各乗算結果を加算し、その加算結果を乗算器５５に出力する。乗算器５５には、彩度ゲイン算出回路５６によって算出された彩度ゲイン係数ｈが入力されている。

このような乗算器５５の乗算結果が入力される乗算器５９には、周波数ゲイン算出回路４５８によって算出された周波数ゲイン係数ｆが入力されている。周波数ゲイン算出回路４５８には、図１８のＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣが入力される。そして、周波数ゲイン算出回路４５８は、図２３に示すように、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣのレベルに対応した周波数ゲイン係数ｆ（周波数ゲイン）を算出する。

このような周波数ゲイン算出回路４５８は、入力をＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣとし、出力を周波数ゲイン係数ｆとするＬＵＴにより実現される。そのため、周波数ゲイン算出回路４５８には、予め出力ｈｉｇｈＣに対応した周波数ゲイン係数ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき、出力ｈｉｇｈＣに対応した周波数ゲイン係数を出力するようになっている。この周波数ゲイン算出回路４５８では、所望の出力ｈｉｇｈＣに対応した周波数ゲイン係数を指定できるので、指定した高周波数帯域に対してのみ補正量を生成することができる。

乗算器５９は、乗算器５５の乗算結果に周波数ゲイン算出回路４５８からの周波数ゲイン係数ｆを乗算する。乗算器５９の乗算結果は、彩度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして出力される。この補正信号ＶＡは、彩度信号補正回路６０に入力される。

このように、彩度信号補正量算出回路４５０は、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域の信号と、彩度ゲイン算出回路５６によって算出された彩度ゲイン係数と、周波数ゲイン算出回路５８によって算出された周波数ゲイン係数とに基づいて、彩度信号の補正量を算出することができる。そして、彩度信号補正回路６０は、例えば入力画像信号を構成する彩度信号又は彩度ノイズ成分が除去された彩度信号に、彩度信号補正量算出回路４５０からの補正信号ＶＡを加算することで、補正後の彩度信号Ｃｏｕｔを出力する。これにより、彩度ノイズが少ない場合にのみ補正を行うことができるので、補正によって彩度ノイズが増幅されるのを防ぐことができるようになる。

なお、彩度ゲイン係数を算出するまでもなく、彩度信号補正量算出回路４５０は、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分と、周波数ゲイン算出回路５８によって算出された周波数ゲイン係数とに基づいて、彩度信号の補正量を算出するようにしてもよい。

実施形態２における画像処理部４００の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部４００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の彩度成分及び色差成分の補正処理を行う。

図２４に、実施形態２における画像処理部４００の彩度信号の補正処理例のフロー図を示す。図２４の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部４００が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図２６に示す処理を実現するプログラムが格納される。

まず、画像処理部４００は、入力彩度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する彩度信号（入力彩度信号）を蓄積する（ステップＳ４０）。この場合、彩度信号は、ラインメモリー３４、又はラインメモリー３４の機能を実現するＲＡＭに格納される。

次に、画像処理部４００は、信号抽出ステップとして、ラインメモリー３４等に蓄積された彩度信号から特定の空間周波数帯域の彩度信号を抽出する（ステップＳ４２）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の彩度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の彩度信号を抽出する。

その後、画像処理部４００は、周波数解析ステップとして、ステップＳ４４で抽出された特定の空間周波数帯域の彩度信号の空間周波数を解析する（ステップＳ４４、ステップＳ４６）。より具体的には、ステップＳ４４では、高周波成分抽出ステップとして、ステップＳ４２で抽出された特定の空間周波数帯域のうち所与の高周波成分の彩度信号が抽出される。そして、ステップＳ４６では、彩度ノイズ除去ステップとして、ラインメモリー等３２に蓄積された彩度信号から彩度ノイズ成分が除去される。

そして、画像処理部４００は、彩度成分補正量算出ステップとして、彩度信号の補正量を算出する（ステップＳ４８、ステップＳ５０、ステップＳ５２）。より具体的には、ステップＳ４８において、彩度ゲイン算出ステップとして、ステップＳ４２で抽出された彩度信号に対して重み付けを行い、入力画像信号を構成する彩度信号の彩度レベルに応じた係数で乗算される。そして、ステップＳ５０において、周波数ゲイン算出ステップとして、ステップＳ４４で抽出された高周波成分の彩度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣ）に応じた係数で、ステップＳ４８で彩度レベルに対応した係数を乗算された彩度信号に乗算される。この結果、ステップＳ５４では、彩度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡが生成される。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した彩度信号に対して重み付けを行った後に、入力画像信号を構成する彩度信号の彩度レベルに応じた係数と、ステップＳ４４で抽出された高周波成分の彩度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣ）に応じた係数とを用いて乗算した結果を、彩度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして生成する。このように、ステップＳ５２では、ステップＳ４４において抽出された空間周波数帯域の信号と、ステップＳ４８において算出された彩度ゲインと、ステップＳ５０において算出された周波数ゲインとに基づいて、彩度成分の補正量が算出される。

そして、画像処理部４００は、彩度成分補正ステップとして、ステップＳ５２で算出された補正量を用いて、ステップＳ４６において彩度ノイズが除去された彩度信号を補正し（ステップＳ５４）、補正後の彩度信号を出力して（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ５４では、彩度信号補正回路６０が、ステップＳ４６において彩度ノイズが除去された彩度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の彩度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、ステップＳ４６において彩度ノイズが除去された彩度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の彩度信号を生成する。

なお、実施形態２では、図２４のステップＳ４４とステップＳ４６の順序を入れ替えたり、図２４のステップＳ４８とステップＳ５０の順序を入れ替えたりしてもよく、図２４に示す処理順序に限定されるものではない。

実施形態２においても、上記の補正処理を行った後に、画像表示ステップとしてこのような投射部１００を制御して、上記の補正処理において補正された画像信号に基づいて画像を表示することで、補正対象外の彩度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像表示方法を提供できる。

〔実施形態２の第１の変形例〕
実施形態２では、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６の出力ＦＯ１〜ＦＯ３の比率を変更できなかったが、本発明はこれに限定されるものではない。実施形態２の第１の変形例では、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６の出力ＦＯ１〜ＦＯ３の比率を、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＣに応じて変更可能に構成される。

このような実施形態２の第１の変形例における画像処理部が、実施形態２における画像処理部４００と異なる点は、彩度信号補正量算出回路の構成である。そこで、以下では、実施形態２と共通する点については図示及び説明を省略し、実施形態２の第１の変形例における画像処理部の彩度信号補正量算出回路について説明する。

図２５に、実施形態２の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。図２５において、図２２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図２６に、図２５の重み付け算出回路の動作説明図を示す。

実施形態２の第１の変形例における彩度信号補正量算出回路４９０は、重み付け算出回路４９２、乗算器５３_１〜５３_３、加算器５４、乗算器５５、彩度ゲイン算出回路５６を含む。

重み付け算出回路４９２には、周波数解析回路７０の高周波成分抽出回路７２のＨＰＦ回路７３によって生成された出力ｈｉｇｈＣが入力される。そして、重み付け算出回路４９２は、図２６に示すように、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣに応じて、重み付け係数ｇ_１〜ｇ_３を算出する。

このような重み付け算出回路４９２は、入力をＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとし、出力を重み付け係数ｇ_１〜ｇ_３とするＬＵＴにより実現される。そのため、重み付け算出回路４９２には、予めＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣに対応した重み付け係数（ｇ_１ａ，ｇ_２ａ，ｇ_３ａ）、（ｇ_１ｂ，ｇ_２ｂ，ｇ_３ｂ）、（ｇ_１ｃ，ｇ_２ｃ，ｇ_３ｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３から出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき、これに対応した重み付け係数を出力するようになっている。

加算器５４は、乗算器５３_１〜５３_３の各乗算結果を加算し、その加算結果を乗算器５５に出力する。乗算器５５には、彩度ゲイン算出回路５６によって算出された彩度ゲイン係数ｈが入力されている。乗算器５５の乗算結果は、彩度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして出力される。この補正信号ＶＡは、彩度信号補正回路６０に入力される。

このように、彩度信号補正量算出回路４９０は、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣと、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域の信号と、彩度ゲイン係数とに基づいて、彩度信号の補正量を算出することができる。そして、彩度信号補正回路６０は、例えば入力画像信号を構成する彩度信号又は彩度ノイズ成分が除去された彩度信号に、彩度信号補正量算出回路４９０からの補正信号ＶＡを加算することで、補正後の彩度信号Ｃｏｕｔを出力する。

図２７に、実施形態２の第１の変形例における画像処理部の動作説明図を示す。図２７において、図１６と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

実施形態２の第１の変形例では、実施形態２と同様に、画像信号の彩度成分の空間周波数を解析し、空間周波数帯域Ｆａｒ（所与の空間周波数帯域）のみにおいて画像信号の彩度成分の補正量を、画像信号の彩度成分の空間周波数の解析結果に応じて算出し、該補正量を用いて画像信号の彩度成分を補正する。このとき、入力画像信号の彩度成分の高周波成分に応じて、補正強度を異ならせる。更に、実施形態２の第１の変形例では、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６の出力ＦＯ１〜ＦＯ３の比率を変更できるため、図２７に示すように、高周波成分のレベルが小さくなって彩度ノイズが多くなるに従って空間周波数帯域が狭くなるように彩度信号を抽出することができる。そして、低彩度でゲインが大きくなるように彩度ゲインを与えることで、低彩度部のディテールのみを増幅することができるようになる。

このように、実施形態２の第１の変形例によれば、実施形態２の効果に加えて、彩度ノイズ量に応じて抽出される空間周波数帯域を狭くできるので、高周波数帯域に存在する彩度ノイズが増幅されるのを防ぐことができるようになる。

〔実施形態２の第２の変形例〕
実施形態２又は実施形態２の第１の変形例における画像処理部では、彩度信号補正量算出回路が、重み付け係数記憶回路４５２や重み付け算出回路４９２と彩度ゲイン算出回路５６とを有し、重み付け係数や彩度ゲイン係数を乗算する乗算器により補正信号ＶＡを生成する構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。

図２８に、実施形態２の第２の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態２における彩度信号補正量算出回路４５０に代えて、図２８に示す彩度信号補正量算出回路が図１７の画像処理部４００に内蔵される。

彩度信号補正量算出回路５００は、第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３、乗算器５０４_１〜５０４_３、加算器５０６を含む。第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３の各ＬＵＴには、入力画像信号を構成する彩度信号とＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとが入力される。各ＬＵＴには、入力画像信号を構成する彩度信号とＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとの組み合わせに対応して、彩度ゲイン係数が記憶されている。この彩度信号補正量算出回路５００は、第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３の各ＬＵＴからの彩度ゲイン係数を、多段フィルター回路４０の各出力に乗算した後、各乗算結果を加算して補正信号ＶＡとして出力する。

図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）、図２９（Ｃ）に、図２８の第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３の動作説明図を示す。

図２９（Ａ）に示すように、第１のＬＵＴ５０２_１には、入力画像信号を構成する彩度信号とＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとが入力され、該彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_１を出力する。そのため、第１のＬＵＴ５０２_１には、予め彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_１ａ、ｊ_１ｂ、ｊ_１ｃ・・・が記憶されており、彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき該彩度信号及びＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_１として出力するようになっている。

図２９（Ｂ）に示すように、第２のＬＵＴ５０２_２には、入力画像信号を構成する彩度信号とＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとが入力され、該彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_２を出力する。そのため、第２のＬＵＴ５０２_２には、予め彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_２ａ、ｊ_２ｂ、ｊ_２ｃ・・・が記憶されており、彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき該彩度信号及びＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_２として出力するようになっている。

図２９（Ｃ）に示すように、第３のＬＵＴ５０２_３には、入力画像信号を構成する彩度信号とＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣとが入力され、該彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_３を出力する。そのため、第３のＬＵＴ５０２_３には、予め彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数ｊ_３ａ、ｊ_３ｂ、ｊ_３ｃ・・・が記憶されており、彩度信号及び出力ｈｉｇｈＣが入力されたとき該彩度信号及びＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣの組み合わせに対応した彩度ゲイン係数を彩度ゲイン係数ｊ_３として出力するようになっている。

図２８において、乗算器５０４_１は、多段フィルター回路４０を構成する第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１と第１のＬＵＴ５０２_１からの彩度ゲイン係数ｊ_１とを乗算し、乗算結果を加算器５０６に出力する。乗算器５０４_２は、多段フィルター回路４０を構成する第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２と第２のＬＵＴ５０２_２からの彩度ゲイン係数ｊ_２とを乗算し、乗算結果を加算器５０６に出力する。乗算器５０４_３は、多段フィルター回路４０を構成する第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３と第３のＬＵＴ５０２_３からの彩度ゲイン係数ｊ_３とを乗算し、乗算結果を加算器５０６に出力する。

加算器５０６は、乗算器５０４_１〜５０４_３の各乗算結果を加算し、加算結果を補正信号ＶＡとして出力する。

以上のように、実施形態２の第２の変形例における画像処理部は、画像信号の彩度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路４０を含み、彩度信号補正量算出回路５００は、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ補正前の彩度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ多段フィルター回路４０の出力と上記の複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、加算器の出力を彩度成分の補正量として算出することができる。

このような実施形態２の第２の変形例によれば、実施形態２又は実施形態２の第１の変形例と比較して、彩度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器の数を減らすことができるので、低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

〔実施形態２の第３の変形例〕
実施形態２の第２の変形例における彩度信号補正量算出回路５００が、図２８に示すように、第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３と、乗算器５０４_１〜５０４_３と、加算器５０６とを有し、第１〜第３のＬＵＴ５０２_１〜５０２_３からの彩度ゲイン係数を用いた乗算器の乗算結果を加算する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。

図３０に、実施形態２の第３の変形例における彩度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態２における彩度信号補正量算出回路５０に代えて、図３０に示す彩度信号補正量算出回路が図１７の画像処理部４００に内蔵される。

彩度信号補正量算出回路５５０は、ＬＵＴ５５２を含む。この彩度信号補正量算出回路５５０は、ＬＵＴ５５２からの出力を補正信号ＶＡとして出力する。

図３１に、図３０のＬＵＴ５５２の動作説明図を示す。

ＬＵＴ５５２には、入力画像信号を構成する彩度信号、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＣ、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２〜４４の各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３が入力され、彩度信号、出力ｈｉｇｈＣ、及び各フィルター回路の出力の組み合わせに対応した補正量を出力する。この補正量が、補正信号ＶＡとして出力される。そのため、ＬＵＴ５５２には、予め彩度信号、出力ｈｉｇｈＣ、及び各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３の組み合わせに対応した補正量（補正信号）ＶＡａ、ＶＡｂ、・・・、ＶＡｃ、ＶＡｄ、ＶＡｅ、・・・が記憶されており、彩度信号、出力ｈｉｇｈＣ、及び各フィルター回路の出力が入力されたとき、これらの組み合わせに対応した補正量を出力するようになっている。

このような実施形態２の第３の変形例によれば、実施形態２又はその変形例と比較して、彩度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器及び加算器を無くすことができるので、大幅な低消費電力化及び低コスト化が可能となる。

以上、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記の各実施形態又はその変形例では、画像表示装置としてプロジェクターを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る画像表示装置は、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。

（２）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調素子として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon)等を採用してもよい。

（３）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、単板式の液晶パネルや２板又は４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。

（４）上記の各実施形態又はその変形例では、１画素を３つの色成分のサブ画素で構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１画素を構成する色成分数が２、又は４以上であってもよい。

（５）上記の各実施形態又はその変形例では、彩度ゲイン及び周波数ゲインを算出するようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、入力彩度信号を補正する際に、彩度ゲイン及び周波数ゲインの少なくとも１つを算出し、その算出結果を用いて入力彩度信号を補正するようにしてもよい。

（６）上記の各実施形態又はその変形例において、本発明を、画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法等として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の画像処理装置や画像表示装置を含む画像表示システムであってもよい。或いは、例えば、本発明を実現するための画像処理装置の処理方法（画像処理方法）、又は本発明を実現するための画像表示装置の処理方法（画像表示方法）の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。

１０…画像表示システム、 ２０…プロジェクター、 ３０，４００…画像処理部、
３２，３４…ラインメモリー、 ４０…多段フィルター回路、
４２…第１のフィルター回路、 ４４…第２のフィルター回路、
４６…第３のフィルター回路、
５０，２００，２５０，４５０，４９０，５００，５５０…彩度信号補正量算出回路、
５２，７６，４９２…重み付け算出回路、
５３_１〜５３_３，５５，５９，７７，７８，２０４_１〜２０４_３，５０４_１〜５０４_３…乗算器、
５４，７９，２０６，５０６…加算器、 ５６…彩度ゲイン算出回路、
６０…彩度信号補正回路、 ７０…周波数解析回路、 ７２…高周波成分抽出回路、
７３…ＨＰＦ回路、 ７４…彩度ノイズ除去回路、 ７５…ＬＰＦ回路、
８０…ＵＶ−ＣＨ変換回路、 ９０…ＣＨ−ＵＶ変換回路、 １００…投射部、
１１０…光源、 １１２，１１４…インテグレーターレンズ、 １１６…偏光変換素子、
１１８…重畳レンズ、 １２０Ｒ…Ｒ用ダイクロイックミラー、
１２０Ｇ…Ｇ用ダイクロイックミラー、 １２２，１４８，１５０…反射ミラー、
１２４Ｒ…Ｒ用フィールドレンズ、 １２４Ｇ…Ｇ用フィールドレンズ、
１３０Ｒ…Ｒ用液晶パネル、 １３０Ｇ…Ｇ用液晶パネル、
１３０Ｂ…Ｂ用液晶パネル、 １４０…リレー光学系、
１４２，１４４，１４６…リレーレンズ、 １６０…クロスダイクロイックプリズム、
１７０…投射レンズ、 ２０２_１，５０２_１…第１のＬＵＴ、
２０２_２，５０２_２…第２のＬＵＴ、 ２０２_３，５０２_３…第３のＬＵＴ、
２５２，５５２…ＬＵＴ、 ４５２…重み付け係数記憶回路、
４５８…周波数ゲイン算出回路、 ＳＣＲ…スクリーン

Claims (11)

1. 画像表示部に供給される画像信号を補正する画像処理装置であって、
   高周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対して該画像信号の彩度成分の補正量を算出する彩度成分補正量算出部と、
   前記彩度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記画像信号の彩度成分を補正する彩度成分補正部と、
   前記画像信号の彩度成分から前記高周波数帯域の信号を抽出する信号抽出回路とを含み、
   前記彩度成分補正量算出部は、
   前記画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出回路を含み、
   前記信号抽出回路によって抽出された前記高周波数帯域の信号と前記彩度ゲイン算出回路によって算出された前記彩度ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１において、
   前記画像信号の彩度成分から前記高周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路を含み、
   前記彩度成分補正量算出部は、
   前記多段フィルター回路の出力ごとに設けられ補正前の前記彩度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、
   前記多段フィルター回路の出力ごとに設けられ、前記多段フィルター回路の出力と前記複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、
   前記複数の乗算器を構成する各乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、
   前記加算器の出力を前記彩度成分の補正量として算出することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１において、
   前記画像信号の彩度成分から前記高周波数帯域の信号を抽出する信号抽出回路を含み、
   前記彩度成分補正量算出部は、
   前記信号抽出回路の出力と補正前の前記彩度成分のレベルに対応した前記彩度成分の補正量を出力するテーブルを含むことを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１において、
   前記画像信号の彩度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、
   前記彩度成分補正量算出部が、
   前記画像信号の彩度成分の補正量を、前記周波数解析部の解析結果に応じて算出することを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項４において、
   前記周波数解析部は、
   前記画像信号の彩度成分の所与の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部を含み、
   前記彩度成分補正量算出部は、
   前記高周波成分抽出部によって抽出された前記高周波成分に対応した周波数ゲインを算出する周波数ゲイン算出部を含み、
   前記高周波数帯域における所与の彩度レベル範囲の彩度成分と前記周波数ゲイン算出部によって算出された前記周波数ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項５において、
   前記彩度成分補正量算出部は、
   前記画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出部を含み、
   前記高周波数帯域の信号と、前記周波数ゲインと、前記彩度ゲイン算出部によって算出された前記彩度ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項４乃至６のいずれかにおいて、
   前記画像信号の彩度成分から前記高周波数帯域の信号を抽出する信号抽出部を含むことを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項４乃至７のいずれかにおいて、
   前記周波数解析部は、
   前記画像信号の彩度成分から所与の彩度ノイズ成分を除去する彩度ノイズ除去部を含み、
   前記彩度成分補正部は、
   前記補正量を用いて、前記彩度ノイズ除去部によって前記彩度ノイズ成分が除去された前記画像信号の彩度成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
   前記画像信号を構成する色差成分を、該色差成分に対応する彩度成分及び色相成分に変換する変換回路を含み、
   前記変換回路によって変換された前記彩度成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
10. 画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
    前記画像信号を補正する請求項１乃至９のいずれか記載の画像処理装置と、
    前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含むことを特徴とする画像表示装置。
11. 画像表示部に供給される画像信号を補正する画像処理方法であって、
    高周波数帯域において所与の彩度レベル範囲の画像信号に対して該画像信号の彩度成分の補正量を算出する彩度成分補正量算出ステップと、
    前記彩度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記画像信号の彩度成分を補正する彩度成分補正ステップと、
    前記画像信号の彩度成分から前記高周波数帯域の信号を抽出する信号抽出ステップとを含み、
    前記彩度成分補正量算出ステップは、
    前記画像信号の彩度成分のレベルに対応した彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出ステップを含み、
    前記信号抽出ステップによって抽出された前記高周波数帯域の信号と前記彩度ゲイン算出ステップによって算出された前記彩度ゲインとに基づいて、前記彩度成分の補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。