JP5594055B2 - 画像処理装置、電子機器及び画像処理方法 - Google Patents

Description

画像処理装置、電子機器及び画像処理方法に関するものである。

従来、デジタルカメラ等の電子機器は、撮像した画像のデータについて、補正カーブを用いてトーン補正を行う機能を有している（例えば、特許文献１参照）。例えば逆光撮影環境下では、撮像した画像が周囲に比べて中央に位置する人物像が暗くなってしまう。このため、補正カーブを適用する、又は複数の補正カーブから選択した１つの補正カーブを用いてトーン補正を行うことで、見やすい画像データを生成することができる。なお、このような補正テーブルは、暗い画像を明るく補正するためのものだけでなく、明るい画像の輝度を抑えるための補正カーブを格納した補正テーブルもある。補正カーブは、テーブルの切替えやテーブルの補正データを書き換えることにより、使い分けられる。

特開２００９−２１２９６０号公報

ところで、電子機器では、補正データの切替えや書き換えは、連続する画像間で急激な変化を生じさせる。例えば、電子機器にて静止画の連続撮影や動画撮影中に、外部の明るさや、撮影位置が頻繁に変わる場合、入力される画像の輝度は、それに伴って頻繁に変わる。このとき、補正カーブを切替えると、切替が終了したときに外部の明るさが更に変化するため、再度補正カーブを切替えることになる。この結果、画像の明暗が複数回繰り返される、つまり画像にちらつきが生じる場合がある。

本発明の一観点によれば、第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を複数の段階に対して段階的に設定して出力する制御回路と、前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路とを有し、前記制御回路は、前記複数の段階の各段階に対する前記割合と、前記各段階に対する前記割合が設定される前記入力画像のフレーム数とを格納するテーブルを有し、前記フレーム数の前記入力画像に対して同じ前記割合を設定して出力し、前記合成回路の出力に応じて前記入力画像の画素値を補正して補正画素値を出力する。

本発明の一観点によれば、適切な補正を行うことができる。

電子機器のブロック回路図。 第１実施形態のトーンコントロール回路のブロック回路図。 （ａ）はトーンカーブの説明図、（ｂ）は補正係数曲線の説明図。 （ａ）〜（ｃ）は補正係数値の合成割合を示す説明図。 トーンコントロール回路の動作を示すタイミングチャート。 （ａ）（ｂ）はトーン補正の説明図。 第２実施形態のトーンコントロール回路のブロック回路図。 （ａ）〜（ｃ）は遷移段数決定処理の説明図。 段数算出テーブルの説明図。 段数算出テーブルの変形例を示す説明図。 段数算出テーブルの変形例を示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）はパラメータテーブルの説明図。 特性値差算出処理の変形例を示す説明図。 特性値差算出処理の変形例を示す説明図。 （ａ）（ｂ）はトーン補正の変形例を示す説明図。 補正テーブルへの書き込みの変形例を示すブロック回路図。 第３実施形態のトーンコントロール回路のブロック回路図。 ゲイン係数テーブルの説明図。 補正係数値の特性図。 折れ線テーブルの説明図。 トーンコントロール回路の変形例を示すブロック回路図。 トーンコントロール回路の変形例を示すブロック回路図。 トーンコントロール回路の変形例を示すブロック回路図。

以下、実施形態を図面に従って説明する。
（システム構成）
図１に示す電子機器１は、例えば、携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器である。

電子機器１は、撮像装置２、画像処理装置３、表示装置４、外部メモリ５、記録媒体６、操作入力装置７を有する。撮像装置２は、例えば、ＣＭＯＳセンサモジュール、ＣＣＤイメージセンサモジュール等の撮像装置である。表示装置４は、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置である。外部メモリ５は、複数フレームの画像データを記憶可能なメモリ、例えば、同期型半導体記憶装置（ＳＤＲＡＭ：Synchronous Dynamic Random Access Memory）である。記録媒体６は、例えば、メモリカード、ＵＳＢメモリ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体である。操作入力装置７は、例えば操作スイッチ、ボリュームスイッチ、ダイヤルスイッチ、タッチパネル等の入力装置である。

撮像装置２は、撮像素子２ａを含む。撮像素子２ａは、入射光に応じた撮像信号（アナログ信号）を出力する。撮像装置２は、撮像素子２ａの出力信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を出力する。この撮像装置２から出力されるデジタル信号は、撮像素子２ａにて撮像された１画面分の画像データ（１フレームのフレーム画像）である。

画像処理装置３は、撮像装置２から出力される画像データＧＤを入力し、外部メモリ５に格納する。画像処理装置３は、操作入力装置７からの入力信号に基づいて設定される各種のモードに応じて、外部メモリ５に記憶された画像データＧＤに対して、トーン補正、γ補正、圧縮伸張処理等の各種の画像処理を行い、処理後の画像データを外部メモリ５に格納する。

画像処理装置３は、画像処理した画像データＧＤを表示装置４に出力する。表示装置４は、画像処理装置３から出力される１フレームの画像データＧＤに基づいて、表示部４ａに画像を表示する。また、画像処理装置３は、例えば操作入力装置７からの入力信号に基づいて、外部メモリ５から読み出した画像データを記録媒体６に格納する。

画像処理装置３は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、撮像装置インタフェース１１、表示装置インタフェース１２、外部メモリインタフェース１３、記録媒体インタフェース１４、操作入力装置インタフェース１５を有している。また、画像処理装置３は、圧縮伸張処理部１７、画像信号処理部１８を有している。図１において、インタフェースを「Ｉ／Ｆ」と表記した。以下の説明において、「Ｉ／Ｆ」を用いる。

ＣＰＵ１０、各Ｉ／Ｆ１１〜１５、圧縮伸張処理部１７、画像信号処理部１８は、バス１９を介して互いに電気的に接続されている。ＣＰＵ１０は、各Ｉ／Ｆ１１〜１５、圧縮伸張処理部１７、画像信号処理部１８を統括制御する制御回路である。

ＣＰＵ１０は、操作入力装置Ｉ／Ｆ１５を介して操作入力装置７からの入力信号、ＣＰＵ１０が実行するプログラム、Ｉ／Ｆ１１〜１５，各処理部１７，１８の出力信号（例えば割り込み信号）、等に基づいて、各Ｉ／Ｆ１１〜１５、圧縮伸張処理部１７、画像信号処理部１８に対して、制御信号の出力、動作状態に応じた情報の設定（レジスタ設定）、等を実行する。

例えば、ＣＰＵ１０は、操作入力装置７の出力信号に応答して各種動作状態を設定するための設定画面を表示する。そして、ＣＰＵ１０は、その設定画面の表示において、操作入力装置７の出力信号に応答して、撮影モード（静止画，動画）や補正の種類・有無などを受け付け、撮影情報、等を設定するため制御信号を出力する。また、ＣＰＵ１０は、設定画面における操作入力装置７の出力信号に応答して、各Ｉ／Ｆ１１〜１５，各処理部１７，１８に対して制御信号を出力する。

例えば、撮像装置Ｉ／Ｆ１１は、制御信号に応答して、撮像装置２に対して画像データＧＤを出力するように指令信号を出力する。そして、撮像装置Ｉ／Ｆ１１は、撮像装置２から出力される画像データＧＤを受け取り、その画像データＧＤを外部メモリＩ／Ｆ１３を介して外部メモリ５に格納する。表示装置Ｉ／Ｆ１２は、制御信号に応答して、外部メモリＩ／Ｆ１３を介して外部メモリ５から読み出した画像データＧＤを表示装置４に出力する。記録媒体Ｉ／Ｆ１４は、制御信号に応答して、外部メモリＩ／Ｆ１３を介して外部メモリ５から読み出した画像データＧＤを記録媒体６に格納する。

圧縮伸張処理部１７は、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、外部メモリ５から読み出した画像データを例えばＪＰＥＧ方式にて圧縮処理し、処理後のデータを外部メモリ５に格納する。また、圧縮伸張処理部１７は、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、外部メモリ５から読み出したデータを対応する方式に従って伸張処理し、処理後のデータを外部メモリ５に格納する。

画像信号処理部１８は、画像信号（画像データ）を処理する複数の処理部を含む。画像信号処理部１８は、ＣＰＵ１０からの制御信号に基づいて、外部メモリＩ／Ｆ１３を介して外部メモリ５から読み出した画像データを処理し、処理後のデータを外部メモリＩ／Ｆ１３を介して外部メモリ５に格納する。画像信号処理部１８に含まれる処理部は、例えば、プリプロセス部、色空間変換部、解像度変換部、等を含む。プリプロセス部は、撮像装置２から出力されるベイヤ配列のデータの並び替えや、ホワイトバランス等の処理を行う。色空間変換部は、データの形式を変換する。例えば、色空間変換部は、ＲＧＢ形式の画像データをＹＣｂＣｒ形式の画像データに変換する。ＹＣｂＣｒ形式は、輝度情報（Ｙ）と色差（Ｃｂ，Ｃｒ）とにより、画素の色を表現する形式である。解像度変換部は、画像データの画像サイズ（縦横の画素数）を拡大又は縮小する処理を行う。

また、画像信号処理部１８は、トーンカーブにより画像データを補正するトーンコントロール回路２０（図２参照）を含む。トーンカーブは、入力値に対応する出力値の特性を示すもの（特性曲線）であり、テーブルデータや計算式として管理される。トーンコントロール回路２０は、画像データの各画素データに含まれる所定の画素情報（例えば輝度情報）の値を、トーンカーブに応じた値に変換するトーン補正を行う。例えば、トーンコントロール回路２０は、外部メモリ５から読み出した画像データに対してトーン補正処理を行い、その処理後の画像データを外部メモリ５に格納する。

以下、トーンコントロール回路の実施形態を説明する。
尚、各実施形態において互いに同じ構成部材については同じ符号を付して説明の一部を省略する。

（第１実施形態）
図２に示すように、トーンコントロール回路２０は、第１補正回路２１、第２補正回路２２、合成回路２３、補正演算回路２４、フレームカウンタ２５、合成制御回路２６、第１フリップフロップ回路２７、第２フリップフロップ回路２８を有している。

画素データＰａ（入力画像）は、第１補正回路２１と第２補正回路２２とフレームカウンタ２５に供給される。第１補正回路２１は、第１補正テーブル２１ａを有している。第１補正テーブル２１ａは、画素データＰａの輝度値Ｘａに対する第１補正係数値Ｋ１を求めるテーブルであって、例えば、ＲＡＭである。第１補正テーブル２１ａには、所定形状の補正係数曲線に基づく補正係数値が格納されている。第１補正回路２１は、画素データＰａの輝度値Ｘａに応じて第１補正テーブル２１ａから読み出した第１補正係数値Ｋ１を出力する。この第１補正係数値Ｋ１は、第１の補正値の一例である。

第２補正回路２２は、第１補正回路２１と同様に、第２補正テーブル２２ａを有している。第２補正テーブル２２ａは、画素データＰａの輝度値Ｘａに対する第２補正係数値Ｋ２を求めるテーブルであって、例えば、ＲＡＭである。第２補正テーブル２２ａには、所定形状の補正係数曲線に基づく補正係数値が格納されている。第２補正回路２２は、画素データＰａの輝度値Ｘａに応じて第２補正テーブル２２ａから読み出した第２補正係数値Ｋ２を出力する。この第２補正係数値Ｋ２は、第２の補正値の一例である。

合成回路２３は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２を入力する。また、合成回路２３は、合成制御回路２６から出力される制御信号を入力する。この制御信号は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の何れか一方に基づいて第３補正係数値Ｋ３を生成するための制御信号を含む。つまり、合成回路２３は、合成制御回路２６から出力される制御信号に応答して、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の何れか一方を選択する機能を有する。そして、合成回路２３は、選択した補正係数値と等しい第３補正係数値Ｋ３を出力する。なお、選択しなかった補正係数値を出力する補正回路に対するアクセスを停止する、つまり、画素データＰａに応答しないようにすることで、その補正回路が含む補正テーブルの値（補正データ）を例えばＣＰＵ１０が変更することが可能となる。

また、合成制御回路２６から出力される制御信号は合成割合（ブレインド比）を含む。合成回路２３は、合成割合に基づいて、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２とから第３補正係数値Ｋ３を算出する。合成割合は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２とを合成するそれぞれの割合（比）である。合成回路２３は、この比に従って第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２とを合成（ブレンド）して第３補正係数値Ｋ３を生成する。例えば、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の比を７：３とすると、合成回路２３は、第３補正係数値Ｋ３を、
Ｋ３＝（Ｋ１×７／（７＋３）＋Ｋ２×３／（７＋３））
により算出する。

画素データＰａは、第１フリップフロップ回路２７に供給され、第１フリップフロップ回路２７の出力信号は第２フリップフロップ回路２８に供給され、第２フリップフロップ回路２８は画素データＰｂを出力する。この画素データＰｂは補正演算回路２４に供給される。即ち、補正演算回路２４は、第１及び第２フリップフロップ回路２７，２８を介して画素データＰａを受け取る。

補正演算回路２４は、合成回路２３から出力される第３補正係数値Ｋ３を受け取る。補正演算回路２４は、画素データＰｂと第３補正係数値Ｋ３に基づいて算出した画素データＰｃ（出力画像）を出力する。詳しくは、補正演算回路２４は、画素データＰｂに第３補正係数値Ｋ３を乗算し、その乗算結果の画素データＰｃを出力する。

各フリップフロップ回路２７，２８は、供給されるクロック信号（図示略）に応答して、入力信号を保持し、その保持した信号レベルと等しいレベルの信号を出力する。従って、補正演算回路２４に供給される画素データＰｂは、画素データＰａに対して、クロック信号の２サイクル遅延する。フリップフロップ回路２７，２８は遅延回路の一例である。

このフリップフロップ回路２７，２８の段数は、第１及び第２補正回路２１，２２において画素データＰａに対応する補正係数値Ｋ１，Ｋ２を出力するまでの時間と、合成回路２３において第１及び第２補正係数値Ｋ１，Ｋ２を合成して生成した第３補正係数値Ｋ３を出力するまでの時間との合計値に応じて設定される。

例えば、第１補正回路２１及び第２補正回路２２と、合成回路２３において、入力データに対する出力データの遅延時間（レイテンシ）を「１」（クロック信号の１周期分）とする。図５は、トーンコントロール回路２０の動作を示すタイミング図である。図５において、４つの画素データＰａ（「１」〜「４」と表記）に対する処理を説明する。なお、説明において、値に各画素の番号を括弧を付して説明する。例えば、１つめの画素データをＰａ（１）と表す。

この場合、図５に示すように、１つめの画素データＰａ（１）に基づき、図２に示す第１及び第２補正回路２１，２２は、画素データＰａ（１）から１サイクル遅れて、補正係数値Ｋ１（１），Ｋ２（１）をそれぞれ出力する。合成回路２３は、補正係数値Ｋ１（１），Ｋ２（１）の出力タイミングから１サイクル遅れて補正係数値Ｋ３（１）を出力する。

図２に示すフリップフロップ回路２８は、画素データＰａ（１）から２サイクル遅れて画素データＰｂ（１）を出力する。従って、補正演算回路２４には、画素データＰｂ（１）と補正係数値Ｋ３（１）が同時に入力される。そして、補正演算回路２４は、この画素データＰｂ（１）と補正係数値Ｋ３（１）に基づいて画素データＰｃ（１）を算出する。このように、トーンコントロール回路２０は、各画素データＰａに対応する第３補正係数値Ｋ３により、画素データＰａを画素データＰｃにそれぞれ補正することができる。

第１補正テーブル２１ａに格納された補正係数値と第２補正テーブル２２ａに格納された補正係数値は互いに異なる値である。つまり、第１補正回路２１の補正曲線と第２補正回路２２の補正係数曲線は、互いに異なる形状（特性）である。各補正テーブル２１ａ，２２ａの補正係数曲線は、画素データの輝度値を補正するトーンカーブに対応する。

図３（ａ）に実線で示すトーンカーブＴ１は、入力画像に対して出力画像を明るくするためのものであり、図３（ａ）に一点鎖線で示すトーンカーブＴ２は、入力画像に対して出力画像を暗くするためのものである。

第１補正テーブル２１ａには、図３（ｂ）に実線で示す補正係数曲線Ｌ１の補正係数値が格納されている。この補正係数曲線Ｌ１の形状、つまり補正係数値は、図３（ａ）に実線で示す第１のトーンカーブＴ１に対応して設定されている。合成回路２３は、補正係数値Ｋ１，Ｋ２の合成比を１０：０とすると、補正係数値Ｋ１と等しい補正係数値Ｋ３を出力する。つまり、トーンコントロール回路２０は、画素データＰａの輝度値Ｘａと、第１補正係数曲線Ｌ１により輝度値Ｘａに対応して得られた補正係数値Ｋ３（＝Ｋ１）により画素データＰｃの輝度値Ｘｃを算出する。この輝度値Ｘｃは、トーンカーブＴ１により画素データＰａの輝度値Ｘａを補正した輝度値と等しい。

同様に、第２補正テーブル２２ａには、図３（ｂ）に一点鎖線で示す補正係数曲線Ｌ２の補正係数値が格納されている。この補正係数曲線Ｌ２の形状、つまり補正係数値は、図３（ａ）に一点鎖線で示す第２のトーンカーブＴ２に対応して設定されている。合成回路２３は、補正係数値Ｋ１，Ｋ２の合成比を０：１０とすると、補正係数値Ｋ２と等しい補正係数値Ｋ３を出力する。つまり、トーンコントロール回路２０は、画素データＰａの輝度値Ｘａと、第２補正係数曲線Ｌ２により輝度値Ｘａに対応して得られた補正係数値Ｋ３（＝Ｋ２）により画素データＰｃの輝度値Ｘｃを算出する。この輝度値Ｘｃは、トーンカーブＴ２により画素データＰａの輝度値Ｘａを補正した輝度値と等しい。

つまり、トーンコントロール回路２０は、補正係数値Ｋ１，Ｋ２の合成比が１０：０のとき、図３（ａ）に示す第１のトーンカーブＴ１によるトーン補正と同様に、画素データＰａの輝度値Ｘａを補正した輝度値Ｘｃを出力する。また、トーンコントロール回路２０は、補正係数値Ｋ１，Ｋ２の合成比が０：１０のとき、図３（ａ）に示す第２のトーンカーブＴ２によるトーン補正と同様に、画素データＰａの輝度値Ｘａを補正した輝度値Ｘｃを出力する。

更に、トーンコントロール回路２０の合成回路２３は、合成比に応じて第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２を合成して第３補正係数値Ｋ３を算出する。例えば、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の合成割合を「７：３」とすると、図４（ａ）に示すように、輝度値Ｘａに対応する第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の間であって合成割合（７：３）に対応する値が第３補正係数値Ｋ３となる。また、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の合成割合を「５：５」とすると、図４（ｂ）に示すように、輝度値Ｘａに対応する第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の間であって合成割合（５：５）に対応する値が第３補正係数値Ｋ３となる。また、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の合成割合を「３：７」とすると、図４（ｃ）に示すように、輝度値Ｘａに対応する第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の間であって合成割合（３：７）に対応する値が第３補正係数値Ｋ３となる。

そして、補正演算回路２４は、画素データＰｂ（Ｐａ）の輝度値Ｘａに第３補正係数値Ｋ３を乗算して画素データＰｃの輝度値Ｘｃを算出する。従って、トーンコントロール回路２０は、合成比の設定に応じて、第１及び第２のトーンカーブＴ１，Ｔ２と異なるカーブに応じて画素データＰａ（Ｐｂ）を補正処理した画素データＰｃを出力する。

第１補正テーブル２１ａにおける補正係数曲線Ｌ１の係数データと、第２補正テーブル２２ａにおける補正係数曲線Ｌ２の係数データは、ＣＰＵ１０にて適宜所定のタイミングで格納される。例えば、ＣＰＵ１０は、電子機器１の初期設定時に、各係数データを対応する補正テーブル２１ａ，２２ａに格納する。例えば、ＣＰＵ１０が実行するプログラムは、計算式によって各補正係数曲線Ｌ１，Ｌ２の係数データを算出し、算出した係数データを対応する補正テーブル２１ａ，２２ａに格納するためのプログラムを含む。

合成回路２３における合成割合（合成比）は、合成制御回路２６により設定される。
合成制御回路２６は、パラメータテーブルＰＴを含む。このテーブルＰＴには、遷移情報がＣＰＵ１０により格納される。

遷移情報は、遷移段数を含む。また、遷移情報は、遷移段数に対応し、遷移の段階に対して関連付けられた合成割合とフレーム数を含む。遷移段数（遷移の段階の数）は、合成割合を段階的に変更する回数（段数）である。合成割合は、変更する各段において設定する合成割合であり、遷移情報は、遷移段数に応じた数の合成割合を含む。フレーム数は、変更する各段の合成割合により処理するフレームの数である。

ＣＰＵ１０は、補正値の変更が必要と判定すると、補正の種類に応じて選択信号を出力する。例えば、画像を明るくする補正の場合、図３（ａ）に示すトーンカーブＴ１が用いられる。従って、ＣＰＵ１０は、このトーンカーブＴ１に対応する補正係数曲線Ｌ１（図３（ｂ）参照）選択するための選択信号を出力する。また、画像を暗くする補正の場合、図３（ａ）に示すトーンカーブＴ２が用いられる。従って、ＣＰＵ１０は、このトーンカーブＴ２に対応する補正係数曲線Ｌ２（図３（ｂ）参照）を選択するための選択信号を出力する。

また、ＣＰＵ１０は、補正値の変更が必要と判定すると、合成制御回路２６のテーブルＰＴに遷移情報を格納する。
ＣＰＵ１０は、例えば、各フレームにおける輝度値の変化量に基づいて、補正値変更が必要か否かを判定する。図１において、例えば撮像装置Ｉ／Ｆ１１に含まれる算出回路は、撮像装置２から順次入力される画像データＧＤについて、連続する２つのフレーム間の輝度値の差を算出する。フレームにおける輝度は、例えば、フレームに含まれる画像データＧＤの輝度値の平均値、フレームに含まれる画像データＧＤの全ての画素の輝度値の合計値、ヒストグラム（同じ輝度値を持つ画素の数）において最大値となる輝度値、等を用いることができる。なお、輝度値の差を算出する回路は、画像信号処理部１８に含まれても良い。また、ＣＰＵ１０が各フレームの輝度値及びフレーム間の輝度値の差の少なくとも一方を算出する構成としてもよい。

ＣＰＵ１０は、例えば輝度値の差がしきい値で設定される範囲を超える（範囲内に含まれる値と異なる）場合に補正値の変更が必要と判定する。そして、ＣＰＵ１０は、例えば輝度値の差に基づいて、上記の遷移情報を合成制御回路２６のテーブルＰＴに設定する。例えば、ＣＰＵ１０は、輝度値の差に応じて、第１及び第２補正係数値Ｋ１，Ｋ２の何れか一方の割合を増加させ、何れか他方割合を減少させるように合成割合を設定する。

合成割合の増加・減少は、上記の選択する補正係数曲線に対応する。例えば、第１補正係数曲線Ｌ１、つまり第１補正係数値Ｋ１を選択する場合、ＣＰＵ１０は、第１補正係数値Ｋ１の割合を増加させ、第２補正係数値Ｋ２の割合を減少させるように、合成割合を設定する。また、第２補正係数曲線Ｌ２、つまり第２補正係数値Ｋ２を選択する場合、ＣＰＵ１０は、第１補正係数値Ｋ１の割合を減少させ、第２補正係数値Ｋ２の割合を増加させるように、合成割合を設定する。

合成制御回路２６は、ＣＰＵ１０により遷移情報がテーブルＰＴに書き込まれると、各フレームに対する補正値の変更処理（補正値遷移処理）のための制御を開始する。尚、合成制御回路２６は、ＣＰＵ１０が出力する他の制御信号に応答して制御を開始するようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１０が出力する開始信号に応答して制御を開始するようにしてもよい。

合成制御回路２６は、フレームカウンタ２５から出力される信号に基づいて、合成割合を合成回路２３に出力するタイミングを判定する。例えば、合成制御回路２６は、フレームカウンタ２５にフレーム数と等しいカウントアップ値を設定し、スタート信号を出力する。フレームカウンタ２５は、入力画像のフレームをカウントする。このカウントには、入力画像に含まれる画素数、入力画像のフレームを制御する信号（例えば垂直同期信号）などが用いられる。フレームカウンタ２５は、カウント値がカウントアップ値と等しくなるとカウントアップ信号を出力する。合成制御回路２６は、カウントアップ信号に応答して、合成回路２３に合成割合を設定する。

一例として、合成制御回路２６のテーブルＰＴに格納されている遷移情報を、
遷移段数＝３、
１段目に対する合成割合「７：３」、フレーム数「２」、
２段目に対する合成割合「５：５」、フレーム数「２」、
３段目に対する合成割合「３：７」、フレーム数「２」、
とする。

今、合成回路２３は、合成制御回路２６から出力される制御信号に応答して選択した第１補正回路２１を使用してトーン補正を行っている。従って、図６（ａ）に示すように、第１のフレーム画像Ｆ１は、第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１を用いてトーン補正される。詳しくは、トーンコントロール回路２０は、第１のフレーム画像Ｆ１に含まれる各画素データＰａに、それぞれの画素データＰａに対応して算出された第３補正係数値Ｋ３を乗算して画素データＰｃを出力する。

そして、第２のフレーム画像Ｆ２に対する処理を開始する前にＣＰＵ１０から遷移情報がテーブルＰＴに書き込まれると、合成制御回路２６はそのテーブルＰＴに格納された遷移情報に従って制御を開始する。

先ず、合成制御回路２６はフレームカウンタ２５に１段目のフレーム数に応じたカウントアップ値と開始信号を出力する。フレームカウンタ２５は、カウントアップ値を入力するとカウント値をクリアし、開始信号に応答してカウントを開始する。また、合成制御回路２６は、合成回路２３に、１段目の合成割合（７：３）を出力する。

合成回路２３は、合成割合に応じて、第１補正回路２１から出力される第１補正係数値Ｋ１と第２補正回路２２から出力される第２補正係数値Ｋ２とを合成して第３補正係数値Ｋ３を生成する。補正演算回路２４は、この第３補正係数値Ｋ３に基づいて、画素データＰｂ（Ｐａ）から画素データＰｃを生成する。従って、図６（ａ）に示すように、第２のフレーム画像Ｆ２は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（７：３）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

フレームカウンタ２５は、第２のフレーム画像Ｆ２に対する処理が終了する（実際には第２のフレーム画像Ｆ２に含まれる全ての画素データＰａが入力される）と、カウント値をカウントアップする。この時のカウント値は「１」であるため、フレームカウンタ２５はカウントアップ信号を出力しない。このため、合成制御回路２６は合成割合を出力しない。従って、合成回路２３は、先に設定された合成割合（７：３）に従って第３補正係数値Ｋ３を算出する。これにより、図６（ａ）に示すように、第３のフレーム画像Ｆ３は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（７：３）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

フレームカウンタ２５は、第３のフレーム画像Ｆ３に対する処理が終了すると、カウント値をカウントアップする。この時のカウント値は「２」であるため、フレームカウンタ２５はカウントアップ信号を出力する。合成制御回路２６はカウントアップ信号に応答して、次の遷移段（２段目）に対応するフレーム数（＝２）をフレームカウンタ２５に出力する。フレームカウンタ２５は、カウントアップ値を入力するとカウント値をクリアし、合成制御回路２６からの開始信号に応答してカウントを開始する。また、合成制御回路２６は、次の遷移段（２段目）に対応する合成割合（５：５）を出力する。

合成回路２３は、合成割合に応じて、第１補正回路２１から出力される第１補正係数値Ｋ１と第２補正回路２２から出力される第２補正係数値Ｋ２とを合成して第３補正係数値Ｋ３を生成する。補正演算回路２４は、この第３補正係数値Ｋ３に基づいて、画素データＰｂ（Ｐａ）から画素データＰｃを生成する。従って、図６（ａ）に示すように、第４のフレーム画像Ｆ４は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（５：５）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

同様に、第５のフレーム画像Ｆ５は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（５：５）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。更に、第６及び第７のフレーム画像Ｆ６，Ｆ７は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（３：７）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

フレームカウンタ２５は、第７のフレーム画像Ｆ７に対する処理が終了すると、カウント値をカウントアップする。この時のカウント値は「２」であるため、フレームカウンタ２５はカウントアップ信号を出力する。合成制御回路２６はカウントアップ信号を入力し、このカウントアップ信号の入力回数と遷移段数とを比較する。合成制御回路２６は、入力回数が遷移段数と等しいため、補正値の変更処理（補正値遷移処理）が終了したと判定する。そして、合成制御回路２６は、ＣＰＵ１０から出力される選択信号に基づいて、第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２を選択するように制御信号を出力する。合成回路２３は、その制御信号に応答して第２補正係数値Ｋ２を選択し、選択した第２補正係数値Ｋ２と等しい第３補正係数値Ｋ３を出力する。

補正演算回路２４は、この第３補正係数値Ｋ３に基づいて、画素データＰｂ（Ｐａ）から画素データＰｃを生成する。従って、図６（ａ）に示すように、第８のフレーム画像Ｆ８は、第２補正係数値Ｋ２と等しい第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

別の例として、合成制御回路２６のテーブルＰＴに格納されている遷移情報を、
遷移段数＝２、
１段目に対する合成割合「７：３」、フレーム数「３」、
２段目に対する合成割合「３：７」、フレーム数「２」、
とする。

また、第１補正回路２１を使用してトーン補正を行うように設定されている。この場合、図６（ａ）に示すフレーム遷移と同様に、図６（ｂ）に示すように、第２〜第４のフレーム画像Ｆ２〜Ｆ４は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（７：３）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。第５及び第６のフレーム画像Ｆ５，Ｆ６は、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２が合成割合（３：７）にて合成された第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。そして、第７のフレーム画像Ｆ７は、選択された第２補正係数値Ｋ２と等しい第３補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）トーンコントロール回路２０は、第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１によるトーン補正から第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２によるトーン補正が移行する時、３段階にトーン補正を遷移させて第２補正回路２２の補正係数値Ｋ２によるトーン補正に移行するようにした。

従って、第１補正テーブル２１ａに格納した補正係数値特性曲線と第２補正テーブル２２ａに格納した補正係数値特性曲線に大きな違いがあっても、連続する複数のフレーム画像の輝度は段階的に変化する。そのため、見る人にとって、画像の輝度が段階的に変化する、即ち急激な変化を抑制することができるため、見る人にとって違和感の少ないフレーム画像を生成することができる。

（２）トーンコントロール回路２０は、補正係数値を変更する各段階において、設定されたフレーム数のフレーム画像について同じ補正係数値Ｋ３を用いてトーン補正を行った後に、次の段階に移行するようにした。従って、連続するフレーム画像における輝度の変化量（短時間当りの輝度の変化量、遷移に要するフレーム数に対する輝度の変化量（平均値））を設定することが可能となり、見る人にとって違和感の少ないフレーム画像を生成することができる。

（３）トーンコントロール回路２０は、ＣＰＵ１０による遷移情報の設定に応答して各フレーム画像に対する補正係数値Ｋ３を算出してフレーム画像に対するトーン補正を段階的に変更し、連続する複数のフレーム画像の輝度を段階的に変化させるようにした。従って、ＣＰＵ１０がトーンカーブを書き換える等の処理を行う必要がないため、ＣＰＵ１０の負荷増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
図７に示すように、トーンコントロール回路２０ａは、第１補正回路２１、第２補正回路２２、合成回路２３、補正演算回路２４、フレームカウンタ２５、合成制御回路２６ａ、第１フリップフロップ回路２７、第２フリップフロップ回路２８を有している。また、トーンコントロール回路２０ａは、第１特性値算出回路３１、第２特性値算出回路３２、特性値差算出回路３３、段数算出回路３４を有している。

第１特性値算出回路３１は、第１補正回路２１の第１補正テーブル２１ａに格納された補正係数値の特性値を算出する回路である。特性値は、例えば、補正係数曲線を表す補正係数値の所定範囲における総和値である。所定範囲は、第１補正回路２１の入力値、即ち輝度値Ｘａにおける第１の値から第２の値までの間の各補正係数値の合計値である。例えば、所定範囲を入力値の全域（入力値が８ビットの場合は０〜２５５）とする。補正係数値の総和は、その範囲における補正特性曲線の面積である。曲線の面積は、図８（ａ）に示すように、曲線と入力値の軸とに挟まれた領域の面積である。第１特性値算出回路３１は、例えばＣＰＵ１０（図１参照）が第１補正回路２１の第１補正テーブル２１ａに補正係数値Ｋを格納する際に、各輝度値Ｘａに対する補正係数値Ｋを積算し、その積算結果を第１特性値Ｓ１とする。

第２特性値算出回路３２は、第２補正回路２２の第２補正テーブル２２ａに格納された補正係数値の特性値を算出する回路である。この特性値は、図８（ｂ）に示すように、第２補正テーブル２２ａに格納された補正係数値を示す曲線Ｌ２の面積である。第２特性値算出回路３２は、第１特性値算出回路３１と同様に、各輝度値Ｘａに対する補正係数値Ｋを積算し、その積算値を第２特性値Ｓ２とする。

特性値差算出回路３３は、第１特性値算出回路３１から出力される第１特性値Ｓ１と、第２特性値算出回路３２から出力される第２特性値Ｓ２とに基づいて特性差分値Ｓ３を算出する。例えば、特性値差算出回路３３は、第１特性値Ｓ１と第２特性値Ｓ２の差を算出し、その絶対値を特性差分値Ｓ３とする。

段数算出回路３４は、特性値差算出回路３３が算出した特性差分値Ｓ３を入力する。段数算出回路３４は、遷移段数を求めるための段数算出テーブルＳＴを有している。段数算出テーブルＳＴは、特性差分値Ｓ３に応じて段数値Ａが段階的に変化するように値が格納されたテーブルである。このテーブルＳＴの値は、例えば、図１に示すＣＰＵ１０により格納される。ＣＰＵ１０は、例えば入力値の範囲を複数に区分した各区分の境界値と、各区分の値（オフセット値）をテーブルＳＴに格納する。

例えば、区分値をＢＤ１〜ＢＤ３、オフセット値をＯＦ０〜ＯＦ３とする。入力値（特性差分値Ｓ３）が０以上ＢＤ１未満の場合にはオフセット値ＯＦ０とする。入力値（特性差分値Ｓ３）がＢＤ１以上ＢＤ２未満の場合にはオフセット値ＯＦ１とする。入力値（特性差分値Ｓ３）がＢＤ２以上ＢＤ３未満の場合にはオフセット値ＯＦ２とする。入力値（特性差分値Ｓ３）がＢＤ３以上（上限は最大値）の場合にはオフセット値ＯＦ３とする。オフセット値ＯＦ０〜ＯＦ３は、入力値（特性差分値Ｓ３）に対応する段数値Ａである。

輝度値Ｘａと補正係数値Ｋをそれぞれ８ビットのデジタル値で表すと、それらは「０」〜「２５５」の値をとる。従って、第１特性値Ｓ１、第２特性値Ｓ２、特性差分値Ｓ３は、「０」〜「６５５３６」の間の値をとる。図９は段数算出テーブルＳＴの第１の例を示す。この例では、境界値ＢＤ１〜ＢＤ３を「１６３８４」「３２７６８」「４９１５２」とし、オフセット値ＯＦ０〜ＯＦ３を「１」〜「４」としている。図１０は、段数算出テーブルＳＴの第２の例を示す。この例では、境界値ＢＤ１〜ＢＤ２を「３００００」「５００００」とし、オフセット値ＯＦ０〜ＯＦ２を「１」〜「３」としている。図１１は、段数算出テーブルＳＴの第３の例を示す。この例では、境界値ＢＤ１〜ＢＤ３を「１６３８４」「３２７６８」「４９１５２」とし、オフセット値ＯＦ０〜ＯＦ３を「４」〜「１」としている。

段数算出回路３４は、入力する特性差分値Ｓ３に対応する段数値Ａ（オフセット値）を出力する。
合成制御回路２６ａは、段数算出回路３４から出力される段数値Ａを入力する。

合成制御回路２６ａは、パラメータテーブルＰＴ１〜ＰＴ４を含む。各パラメータテーブルＰＴ１〜ＰＴ４には、遷移段数に応じた遷移情報がそれぞれ格納されている。遷移情報は、遷移の段階値ｍと、各段階における合成割合と、各段階においてトーン補正するフレーム数ｎが関連付けて格納されている。

例えば、図１２（ａ）に示すパラメータテーブルＰＴ１は、遷移段数「４」に対応するテーブルである。図１２（ｂ）に示すパラメータテーブルＰＴ２は、遷移段数「３」に対応するテーブルである。図１２（ｃ）に示すパラメータテーブルＰＴ３は、遷移段数「２」に対応するテーブルである。図１２（ｄ）に示すパラメータテーブルＰＴ４は、遷移段数「１」に対応するテーブルである。

パラメータテーブルＰＴ１には、遷移段数（＝４）に応じて、１段目〜４段目における合成割合とフレーム数とが格納されている。例えば、パラメータテーブルＰＴ１には、段階「１」に対し、合成割合「８：２」、フレーム数「２」が関連付けて記憶され、段階「２」に対し、合成割合「６：４」、フレーム数「３」が関連付けて記憶されている。また、パラメータテーブルＰＴ１には、段階「３」に対し、合成割合「４：６」、フレーム数「３」が関連付けて記憶され、段階「４」に対し、合成割合「２：８」、フレーム数「２」が関連付けて記憶されている。

合成制御回路２６ａは、段数算出回路３４から出力される選択信号に応答して、その選択信号に対応するパラメータテーブルを選択する。そして、合成制御回路２６ａは、選択したパラメータテーブルに格納された遷移情報に従って、合成回路２３とフレームカウンタ２５とを制御する。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
（４）第１特性値算出回路３１は第１補正テーブル２１ａの補正係数曲線Ｌ１に応じた特性値Ｓ１を算出する。第２特性値算出回路３２は第２補正テーブル２２ａの補正係数曲線Ｌ２に応じた特性値Ｓ２を算出する。特性値差算出回路３３は、第１特性値Ｓ１と第２特性値Ｓ２の特性差分値Ｓ３（差分絶対値）を算出し、段数算出回路３４は、段数算出テーブルＳＴを含み、特性差分値Ｓ３に応じた段数値Ａを出力する。そして、合成制御回路２６ａは、段数値Ａに対応するパラメータテーブルを選択し、そのパラメータテーブルに格納された遷移情報に従って合成回路２３等を制御するようにした。

従って、第１補正テーブル２１ａの補正係数曲線と第２補正テーブル２２ａの補正係数曲線の違いに応じて、自動的に遷移段数や合成割合等が決定される。このため、ＣＰＵ１０が合成制御回路２６ａに対してトーン補正の係数を変更するときに遷移情報を格納する必要がなく、ＣＰＵ１０の負荷を低減することができる。

（５）段数算出テーブルＳＴに格納する値について、特性差分値Ｓ３が大きいほど遷移段数が多くなるように設定することで、連続する２つのフレーム画像における輝度の差が小さくなる。その結果、見る人にとってより連続的に輝度が変化する画像を見ることができる。

以上説明した実施形態について、以下のように変更しても良い。
・上記第２実施形態では、特性差分値Ｓ３を、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、テーブルにおける全ての輝度値Ｘａに使って求めた。これに対し、所定の範囲における輝度値Ｘａとその輝度値Ｘａに対応する補正係数値Ｋを用いて特性差分値Ｓ３を算出するようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、輝度値Ｘａが大きい領域における特性差分値Ｓ３を求めてもよい。また、図１４に示すように、輝度値Ｘａが小さい領域における特性差分値Ｓ３を求めてもよい。

・補正係数曲線の特性値として、所定範囲における補正係数値の総和を用いたが、所定の輝度値における補正係数値、所定の輝度値における補正係数曲線の傾き、最大値及び最小値、等を用いるようにしてもよい。

・第１補正テーブル２１ａの補正係数値Ｋ１，第２補正テーブル２２ａの補正係数値Ｋ２を変更する（書き換える）ようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１０は、操作入力装置の操作によって指定された補正係数値により、第１補正テーブル２１ａと第２補正テーブル２２ａの少なくとも一方の補正データを書き換える。第２実施形態の場合、特性値算出回路３１，３２は、対応する補正テーブル２１ａ，２２ａの特性値Ｓ１，Ｓ２を算出し、その算出結果によって生成される特性差分値Ｓ３によりパラメータテーブルＰＴ１〜ＰＴ４のうちの１つが自動的に選択される。従って、補正テーブル２１ａ，２２ａの補正係数値Ｋ１，Ｋ２を変更した場合に、その値に応じて遷移情報をＣＰＵ１０が設定する必要が無いため、ＣＰＵ１０の負荷を低減することができる。

また、段階的に、合成割合を変更して遷移している途中において、ＣＰＵ１０は、強制的に遷移を完了させる機能を持たせてもよい。例えば、第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１から第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２に段階的に合成割合を変更して遷移しているとする。この遷移途中において、例えば、第１補正テーブル２１ａに対して補正係数曲線（第１補正係数値Ｋ１ａ）を書き替えるイベントが生じる場合がある。この場合、図１５（ａ）に示すように、第１補正テーブル２１ａの補正係数値Ｋ１を利用したトーン補正、つまり第４のフレーム画像Ｆ４のトーン補正が完了するまで、第１補正テーブル２１ａの補正係数曲線を異なる補正係数曲線（第１補正係数値Ｋ１ａ）に書き替えることができない。

これに対し、図１５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０は、強制的に遷移を完了させ、直ちに第２補正テーブル２２ａの第２補正係数値Ｋ２を使っての第３のフレーム画像Ｆ３のトーン補正を実行させる。そして、ＣＰＵ１０は、第２補正テーブル２２ａの第２補正係数値Ｋ２を使ってのトーン補正を実行している間に、第１補正テーブル２１ａに補正係数曲線（第１補正係数値Ｋ１ａ）の格納を完了させるようにする。これによって、第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２から第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１ａへの段階的なトーン補正が第４のフレーム画像Ｆ４から速やかに実行させることができる。

・トーンコントロール回路において、補正テーブル２１ａ，２２ａの補正係数値の変更を可能に構成してもよい。例えば、図１６に示すように、合成回路２３から出力される補正係数値Ｋ３を例えば第１補正回路２１に供給する。そして、第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１と、第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２とを、例えば、合成割合Ｋ１：Ｋ２＝７：３で生成した第３補正係数値Ｋ３を第１補正回路２１に入力する。

これによって、遷移途中で、第２補正回路２２の第２補正テーブル２２ａの補正係数曲線を書き替えるイベントが生じた場合、まず、遷移途中の合成割合Ｋ１：Ｋ２＝７：３で得た第３補正係数値Ｋ３を第１補正テーブル２１ａに書き込む。一方、ＣＰＵ１０は、第２補正テーブル２２ａに異なる補正係数曲線の補正係数値を格納する。そして、以後、第１補正回路２１の第１補正係数値Ｋ１と第２補正回路２２の第２補正係数値Ｋ２を合成して各段階をトーン補正する。

従って、遷移途中での補正係数値の変更を容易に行うことができるようになる。しかも、合成回路２３が所定の合成割合で得た第３補正係数値Ｋ３に基づいて第１補正テーブル２１ａに補正係数曲線の補正係数値を格納するようにしたので、ＣＰＵ１０の負荷が軽減される。

・上記実施形態では、合成回路２３に対して選択信号を供給して第１及び第２補正係数値Ｋ１，Ｋ２の何れか一方を選択するようにした。これに対し、一方の補正係数値の合成割合を０（ゼロ）に設定した合成割合を含む制御信号を供給するようにしてもよい。そして、合成割合を０に設定した補正係数値を出力する補正回路に対するアクセスを停止する、つまり、画素データＰａに応答しないようにすることで、その補正回路が含む補正テーブルの値（補正データ）を例えばＣＰＵ１０が変更することが可能となる。

（第３実施形態）
図１７に示すように、トーンコントロール回路２０ｂは、第１補正回路２１、第２補正回路２２、合成回路２３ｂ、補正演算回路２４、第１フリップフロップ回路２７、第２フリップフロップ回路２８を有している。また、トーンコントロール回路２０ｂは、第１ゲイン係数算出回路４１、第２ゲイン係数算出回路４２、第１乗算回路４３、第２乗算回路４４、α値算出回路４５を有している。

第１ゲイン係数算出回路４１は、折れ線テーブル４１ａを有している。折れ線テーブル４１ａは、画素データＰａの輝度値Ｘａに対するゲイン係数Ｇ（第１ゲイン係数Ｇ１）を求めるテーブルであって、例えばパラメータと入力値から出力値を求める演算回路である。第１ゲイン係数算出回路４１は、画素データＰａ（輝度値Ｘａ）を入力し、その輝度値Ｘａに応じて折れ線テーブル４１ａから第１ゲイン係数Ｇ１を求め、その第１ゲイン係数Ｇ１を出力する。第１乗算回路４３は、第１補正回路２１から出力される第１補正係数値Ｋ１に、第１ゲイン係数算出回路４１から出力される第１ゲイン係数Ｇ１を乗算し、その乗算結果である第１補正係数値Ｋ１ａを出力する。

第２ゲイン係数算出回路４２は、折れ線テーブル４２ａを有している。折れ線テーブル４２ａは、画素データＰａの輝度値Ｘａに対するゲイン係数Ｇ（第２ゲイン係数Ｇ２）を求めるテーブルであって、例えばパラメータと入力値から出力値を求める演算回路である。第２ゲイン係数算出回路４２は、画素データＰａ（輝度値Ｘａ）を入力し、その輝度値Ｘａに応じて折れ線テーブル４２ａから第２ゲイン係数Ｇ２を求め、その第２ゲイン係数Ｇ２を出力する。第２乗算回路４４は、第２補正回路２２から出力される第２補正係数値Ｋ２に、第２ゲイン係数算出回路４２から出力される第２ゲイン係数Ｇ２を乗算し、その乗算結果である第２補正係数値Ｋ２ａを出力する。

α値算出回路４５は、折れ線テーブル４５ａを有している。折れ線テーブル４５ａは、画素データＰａの輝度値Ｘａに対するα値を求めるテーブルであって、例えばパラメータと入力値から出力値を求める演算回路である。α値は、２つの画像を合成する際の係数である。α値算出回路４５は、画素データＰａ（輝度値Ｘａ）を入力し、その輝度値Ｘａに応じて折れ線テーブル４５ａから求めたα値を出力する。

図１８は、第１ゲイン係数算出回路４１の折れ線テーブル４１ａを示す特性図である。第１折れ線テーブル４１ａは、入力値である輝度値Ｘａが複数に区分されて、各区分の最小値（０，ＢＤ１〜ＢＤ３）におけるオフセット値ＯＦ（ＯＦ１〜ＯＦ４）と、そのオフセット値ＯＦを通る直線の傾きＧＡ（ＧＡ１〜ＧＡ４）により特定される折れ線テーブルで、以下の演算式、
Ｇ１＝Ｘａ × Ｇａ ＋ ＯＦ
により出力値Ｇ１を算出する。第２折れ線テーブル４２ａと折れ線テーブル４５ａは、第１折れ線テーブル４１ａと同様の演算式により出力値を算出する。ＣＰＵ１０は、各折れ線テーブル４１ａ，４２ａ，４５ａのパラメータを、それぞれ所定のタイミングで個々に書き替え、テーブルの特性を変更する。また、各折れ線テーブルは、演算により出力値を算出する回路以外に、例えばＲＡＭなどの方式により出力値を出力する構成としてもよい。

合成回路２３ｂは、第１乗算回路４３から第１補正係数値Ｋ１ａを入力し、第２乗算回路４４から第２補正係数値Ｋ２ａを入力する。また、合成回路２３ｂは、α値算出回路４５からα値を入力する。合成回路２３ｂは、α値に基づいて、第１補正係数値Ｋ１ａ及び第２補正係数値Ｋ２ａを合成し第３補正係数値Ｋ３を算出する。例えば、合成回路２３ｂは、アルファブレンドして第３補正係数値Ｋ３を算出する。アルファブレンドは、α値と、第１補正係数値Ｋ１ａ及び第２補正係数値Ｋ２ａに基づいて、以下の演算式、
Ｋ３＝Ｋ１ａ×α＋Ｋ２ａ×（１−α）
により第３補正係数値Ｋ３を算出する。このように算出された第３補正係数値Ｋ３は、α値が大きければ、第１補正回路２１に基づく第１補正係数値Ｋ１ａに近い値となり、α値が小さければ第２補正回路２２に基づく第２補正係数値Ｋ２ａに近い値となる。

例えば、図１９に示すように、第１補正テーブル２１ａに第１補正係数曲線Ｌ１が格納され、第２補正テーブル２２ａに第２補正係数曲線Ｌ２が格納されている。第１ゲイン係数算出回路４１及び第２ゲイン係数算出回路４２からそれぞれ「１」の第１及び第２ゲイン係数Ｇ１，Ｇ２が出力される。

一例として、α値を算出する折れ線テーブル４５ａの折れ線を、図２０に示す実線とすると、合成回路２３ｂから出力される第３補正係数値Ｋ３は、図１９に破線Ｌａで示す特性曲線を描く。別の例として、α値を算出する折れ線テーブル４５ａの折れ線を、図２０に示す破線とすると、合成回路２３ｂから出力される第３補正係数値Ｋ３は、図１９に破線Ｌｂで示す値曲線を描く。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記各実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
（６）α値算出回路４５の折れ線テーブル４５ａの形状をパラメータによって変化させるだけで第３補正係数値Ｋ３を変更させることができる。即ち、第１補正テーブル２１ａ及び第２補正テーブル２２ａの補正係数曲線を書き替えることなく、実際に使用される第３補正係数値Ｋ３を高速に変更させることができる。

つまり、ＣＰＵ１０が、α値算出回路４５に対して、α値算出回路４５の折れ線テーブル４５ａの形状を変化させるためのパラメータ、区間数、各区間のオフセット等の制御信号を出力するだけで、第３補正係数値Ｋ３を高速に変更させることができる。

（７）各折れ線テーブル４１ａ，４２ａ，４５ａの折れ線の形状を変更することで、第３補正係数値Ｋ３が描く特性曲線の形状を適宜変更することができる。従って、トーンコントロール回路２０ｂに入力される画素データＰａに対して、トーンコントロール回路２０ｂが出力する画素データＰｃの値、つまり、画素データＰａに対して適用するトーンカーブの形状を容易に変更することができる。また、各区間の値（オフセット値ＯＦ，傾きＧＡ）を適宜設定することで、例えば３次曲線のように、複雑な形状のトーンカーブによるトーン補正を行うことができる。

尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記第１及び第２実施形態について記載した変形例を第３実施形態に適宜適用してもよい。

・上記各実施形態のトーンコントロール回路の構成を適宜変更してもよい。
例えば、図２１に示すように、トーンコントロール回路２０ｃを構成してもよい。このトーンコントロール回路２０ｃは、第１補正回路２１、第２補正回路２２、合成回路２３ｂ、フリップフロップ回路２７，２８、補正演算回路２４、α値算出回路４５を含む。

また、図２２に示すように、トーンコントロール回路２０ｄを構成してもよい。このトーンコントロール回路２０ｄは、補正回路２１，２２、合成回路２３ｂ、補正演算回路２４、フリップフロップ回路２７，２８、ゲイン係数算出回路４１，４２、乗算回路４３，４４を有している。そして、ＣＰＵ１０は、合成回路２３ｂにα値を設定する。

・上記各実施形態では、第１補正回路２１と第２補正回路２２に、トーンカーブＴ１，Ｔ２に応じた補正係数曲線Ｌ１，Ｌ２の補正係数値Ｋ１，Ｋ２をテーブル形式にて格納したが、トーンカーブＴ１，Ｔ１のデータを格納するようにしてもよい。図２３は、このようなトーンコントロール回路２０ｅの一例を示す。

第１補正回路２１の第１補正テーブル２１ａには、画素データＰａの輝度値Ｘａに対する出力画素（画素データＰｃ）の輝度値Ｘｃを求めるための補正カーブ（例えば、図３（ａ）に示すトーンカーブＴ１）の補正データが格納されている。また、第２補正回路２２の第２補正テーブル２２ａには、画素データＰａの輝度値Ｘａに対する出力画素Ｐｃの輝度値Ｘｃを求めるための補正カーブ（例えば、図３（ａ）に示すトーンカーブＴ２）の補正データが格納されている。

第１補正回路２１は、画素データＰａを入力し、第１補正テーブル２１ａを使って補正した画素データＰｂ１の輝度値を合成回路２３に出力する。同様に、第２補正回路２２は、画素データＰａを入力し、第２補正テーブル２２ａを用いて補正した画素データＰｂ２の輝度値を合成回路２３に出力する。各補正回路２１，２２から出力される画素データの輝度値は、補正値の一例である。

合成制御回路２６は、第１のトーンカーブＴ１によるトーン補正から第２のトーンカーブＴ２によるトーン補正に切替えるとき、合成回路２３に合成割合を出力する。合成回路２３は、合成制御回路２６から与えられた合成割合にて第１補正回路２１の第１補正画素Ｐｂ１と第２補正回路２２の第２補正画素Ｐｂ２を合成して出力画素Ｐｃとして出力する。この場合でも、第１のトーンカーブＴ１を用いたトーン補正から第２のトーンカーブＴ２を用いたトーン補正に切替えるときに、各フレーム画像の輝度が段階的に変更されるため、見る人にとって連続性のある高品質な画像を得ることができる。

・第１実施形態では、例えば「１：３」や「２：５」のように、合成割合を適宜変更してもよい。
・上記各実施形態におけるトーンコントロール回路の動作を、設定、例えば動作モードに応じて実行するようにしてもよい。例えば、電子機器（画像処理装置）は、第１実施形態のトーンコントロール回路２０と第２実施形態のトーンコントロール回路２０ａを含む。例えば、ＣＰＵ１０は、設定される動作モードに応じて処理を切替えるようにトーンコントロール回路を制御する。

・上記各実施形態において、各トーンコントロール回路が行う処理の一部を、例えばＣＰＵ１０が実行するようにしてもよい。例えば、第１実施形態において、ＣＰＵ１０は、フレーム画像の切り替わりを例えば垂直同期信号により検出し、合成回路２３に合成割合を設定するための制御信号を出力する。このようにすると、合成制御回路２６とフレームカウンタ２５を省略することができ、ＣＰＵ１０が任意のタイミング（任意の数のフレーム画像が経過する毎）で合成割合を変更することができる。また、α値をＣＰＵ１０が合成回路２３ｂに設定する構成としてもよい。

また、第２実施形態では、第１特性値算出回路３１、第２特性値算出回路３２、特性値差算出回路３３、段数算出回路３４の機能のうちの少なくとも一部をＣＰＵ１０が実行するようにする。例えば、ＣＰＵ１０が各補正テーブル２１ａ，２２ａの特性値を算出するようにしてもよく、特性値として利用する値（輝度値の範囲、総和、傾き、最大値、等）を容易に変更することが可能となる。

・上記各実施形態では、段階的なトーン補正の終了後に、第１及び第２補正回路２１，２２の何れか一方の出力値、即ち第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２の何れか一方を選択し、その選択した補正係数値にてフレーム画像のトーン補正を行うようにした。これに対し、第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２を合成した第３補正係数値Ｋ３によりフレーム画像のトーン補正を行うようにしてもよい。例えば、図６（ａ）における第８のフレーム画像Ｆ８を、例えば１：９の合成割合にて第１補正係数値Ｋ１と第２補正係数値Ｋ２とを合成した第３補正係数値Ｋ３にてトーン補正する。合成割合は、例えば合成制御回路２６やＣＰＵ１０により、設定画面にて設定される。このようにすると、任意の輝度値に補正した連続的なフレーム画像を得ることができる。

上記各実施形態に関し、以下の付記を開示する。
（付記１）
第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、
第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、
前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を制御する制御回路と、
前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路と
を有し、
前記合成回路の出力に応じて前記入力画像の画素値に対応する補正後の画素値とすることを特徴とする画像処理装置。
（付記２）
前記制御回路は、前記割合を所定の割合まで段階的に変更する、ことを特徴とする付記１記載の画像処理装置。
（付記３）
前記合成回路の出力値と前記入力画像の画素値とを演算する演算回路を含み、
前記演算回路の出力を前記補正後の画素値とする、
ことを特徴とする付記１又は２記載の画像処理装置。
（付記４）
前記制御回路は、前記割合を変更する各段に対して前記割合が格納されるテーブルを有することを特徴とする付記１〜３のうちの何れか一つに記載の画像処理装置。
（付記５）
前記テーブルには、前記割合に対してフレーム数が格納され、
前記制御回路は、前記フレーム数の前記入力画像に対して同じ割合とする、ことを特徴とする付記４記載の画像処理装置。
（付記６）
前記制御回路はそれぞれ互いに段数が異なる複数の前記テーブルを有し、前記複数のテーブルのうちの１つを選択し、その選択したテーブルに含まれる前記割合を前記合成回路に出力する、ことを特徴とする付記４又は５記載の画像処理装置。
（付記７）
前記第１の補正特性と前記第２の補正特性の特性差に応じた遷移段数を算出する算出回路を有し、
前記制御回路は、前記算出回路にて算出された遷移段数に応じて前記複数のテーブルのうちの１つを選択する、
ことを特徴とする付記６記載の画像処理装置。
（付記８）
前記算出回路は、
前記第１の補正特性の第１の特性値を算出する第１特性値算出回路と、
前記第２の補正特性の第２の特性値を算出する第２特性値算出回路と、
前記第１の特性値と前記第２の特性値との差を算出する特性値差算出回路と、
前記特性値差算出回路にて算出された差に応じて前記遷移段数を算出する段数算出回路と、
を有することを特徴とする付記７記載の画像処理装置。
（付記９）
第１のゲイン特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第１のゲイン係数を出力する第１の係数算出回路と、
前記第１の補正値に前記第１のゲイン係数を乗算する第１の乗算回路と、
第２のゲイン特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２のゲイン係数を出力する第２の係数算出回路と、
前記第２の補正値に前記第２のゲイン係数を乗算する第２の乗算回路と、
を含み、前記合成回路は、前記第１の乗算回路の出力値と前記第２の乗算回路の出力値とを前記割合に基づいて合成する、
ことを特徴とする付記１〜８のうちの何れか一つに記載の画像処理装置。
（付記１０）
前記入力画像の画素値に応じたα値を出力するα値算出回路を有し、
前記合成回路は前記α値に基づいて２つの入力値を合成する、
ことを特徴とする付記１〜９のうちの何れか一つに記載の画像処理装置。
（付記１１）
入力画像の画素値を補正し、補正後の画素値を出力する画像処理装置を有し、
前記画像処理装置は、
第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、
第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、
前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を制御する制御回路と、
前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路と
を含む、ことを特徴とする電子機器。
（付記１２）
第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を生成し、第２の補正特性に基づいて前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を生成し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を制御し、前記合成された値を前記入力画像の画素値に対応する補正後の画素値とする、ことを特徴とする画像処理方法。

１ 電子機器
１０ 中央処理装置（ＣＰＵ）
２０ トーンコントロール回路
２１ 第１補正回路
２２ 第２補正回路
２３ 合成回路
２４ 補正演算回路（演算回路）
２６ 合成制御回路（制御回路）
３１ 第１特性値算出回路
３２ 第２特性値算出回路
３３ 特性値差算出回路
３４ 段数算出回路
４１ 第１ゲイン係数算出回路
４２ 第２ゲイン係数算出回路
４５ α値算出回路
ＧＤ 画像データ
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ 画素データ
Ｐｂ１ 第１補正画素（第１の出力、第１補正値）
Ｐｂ２ 第２補正画素（第２の出力、第２補正値）
ＳＴ 段数算出テーブル
ＰＴ１〜ＰＴ４ パラメータテーブル
Ｘａ 輝度値（画素値）
Ｘｃ 輝度値（画素値）
Ｋ１，Ｋ１ａ 第１補正係数値（第１の補正値）
Ｋ２，Ｋ２ａ 第２補正係数値（第２の補正値）
Ｋ３ 第３補正係数値（第３の補正値）

Claims (8)

1. 第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、
   第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、
   前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を複数の段階に対して段階的に設定して出力する制御回路と、
   前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路と
   を有し、
   前記制御回路は、前記複数の段階の各段階に対する前記割合と、前記各段階に対する前記割合が設定される前記入力画像のフレーム数とを格納するテーブルを有し、前記フレーム数の前記入力画像に対して同じ前記割合を設定して出力し、
   前記合成回路の出力に応じて前記入力画像の画素値を補正して補正画素値を出力することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記合成回路の出力と前記入力画像の画素値とを演算する演算回路を含み、
   前記演算回路の出力を前記補正画素値とする、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記制御回路はそれぞれ互いに前記複数の段階の段数が異なる複数の前記テーブルを有し、前記複数のテーブルのうちの１つを選択し、前記選択したテーブルに含まれる前記割合を前記合成回路に出力する、ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、
   第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、
   前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を複数の段階に対して段階的に設定して出力する制御回路と、
   前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路と
   を有し、
   前記制御回路は、前記複数の段階の各段階に対する前記割合が格納され、それぞれ互いに前記複数の段階の段数が異なる複数のテーブルを有し、前記複数のテーブルのうちの１つを選択し、前記選択したテーブルに含まれる前記割合を前記合成回路に出力し、
   前記合成回路の出力に応じて前記入力画像の画素値を補正して補正画素値を出力することを特徴とする画像処理装置。
5. 前記第１の補正特性と前記第２の補正特性の特性差に応じた遷移段数を算出する算出回路を有し、
   前記制御回路は、前記算出回路にて算出された遷移段数に応じて前記複数のテーブルのうちの１つを選択する、
   ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
6. 前記入力画像の画素値に応じたα値を出力するα値算出回路を有し、
   前記合成回路は前記α値に基づいて前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のうちの何れか一項に記載の画像処理装置。
7. 入力画像の画素値を補正した補正画素値を出力する画像処理装置を有し、
   前記画像処理装置は、
   第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を出力する第１補正回路と、
   第２の補正特性に基づいて、前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を出力する第２補正回路と、
   前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を複数の段階に対して段階的に設定して出力する制御回路と、
   前記割合に基づいて、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する合成回路と
   を含み、
   前記制御回路は、前記複数の段階の各段階に対する前記割合と、前記各段階に対する前記割合が設定される前記入力画像のフレーム数とを格納するテーブルを有し、前記フレーム数の前記入力画像に対して同じ前記割合を設定して出力することを特徴とする電子機器。
8. 第１の補正特性に基づいて、入力画像の画素値に対応する第１の補正値を生成し、
   第２の補正特性に基づいて前記入力画像の画素値に対応する第２の補正値を生成し、
   前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とを合成する割合を複数の段階に対して段階的に設定して出力し、前記合成された値を前記入力画像の画素値に対応する補正画素値とする画像処理方法において、
   前記合成する割合を設定するにあたっては、前記複数の段階の各段階に対する割合と、前記各段階に対する前記割合が設定される前記入力画像のフレーム数とを格納するテーブルに基づいて、前記フレーム数の前記入力画像に対して同じ前記割合を設定することを特徴とする画像処理方法。