JP6543442B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Description
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
本願において開示される代表的な実施の形態に係る画像処理装置(100)は、映像入力信号が入力され、接続される表示パネル(90)に供給する映像出力信号を算出する輝度変調部(1)と、前記表示パネルに設けられたバックライト制御部(91)に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整部(10)とを備える。前記画像処理装置はさらに、前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出部(3)と、前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出部(2)とを備える。
項1において、前記画像処理装置は、ピークACL制御ゲイン算出部(4)と、絵柄適応ガンマ特性算出部(8、9)と、トータル制御ゲイン算出部(5)とを備える。
項2において、前記絵柄適応ガンマ特性算出部は、第1関数(81)、第2関数(82)、及び第3関数(83)のうちの少なくとも1個の関数と前記ピーク値とに基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出する。
項3において、前記画像処理装置は、頻度分布率算出部(7)をさらに備える。
項3において、前記頻度分布率算出部は、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数とを並行して求め(80)、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数を重み付け加算してさらに第4関数を求め(84)、前記第1乃至第3関数に代えて前記第4関数を前記絵柄適応ガンマ特性算出部に供給する。
項5において、前記頻度分布率算出部は、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数の前記重み付けを、前記頻度分布に基づいて調整する。
項4または項6において、前記頻度分布率算出部は、前記頻度分布に対して、前記映像入力信号の輝度値に対応する重み付けが規定された、前処理関数を乗じることによって得られる、重み付け処理された頻度分布に基づいて、前記頻度分布に基づいて前記映像入力信号の特徴を評価する。
項1において、前記画像処理装置は、前記映像入力信号の所定領域内での最小輝度値であるボトム値を求めるボトム値検出部(12)をさらに備える。前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記ボトム値に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する。
項1において、前記画像処理装置は、前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調部での、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価し(15)、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御ゲイン調整部で生成される前記バックライト制御信号を、前記向上分に基づいて再調整する(16、17)。
項1において、前記画像処理装置は、前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調部での、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価する(15)。前記バックライト制御信号を前記向上分に基づいて再調整する(16、17)。前記再調整に代えてまたは前記再調整と合せて、前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記向上分に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する。
項1から項10のうちのいずれか1項において、前記バックライト制御部(91)は、前記所定領域に対応する領域ごとにバックライト輝度を調整可能であり、前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記所定領域に対応する領域のバックライト輝度を調整可能な、バックライト制御信号を算出する。
項1から項11のうちのいずれか1項において、前記画像処理装置は、ソフトウェアを実行可能なプロセッサ(30)を備え、前記プロセッサは、所定のソフトウェアを実行することによって、前記輝度変調部と前記バックライト制御ゲイン調整部の前記動作を行う。
本願において開示される代表的な実施の形態に係る画像処理方法は、映像入力信号が入力され、接続される表示パネル(90)に供給する映像出力信号を算出する輝度変調ステップ(1)と、前記表示パネルに設けられたバックライト制御部(91)に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整ステップ(10)とを含む。前記画像処理方法はさらに、前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出ステップ(3)と、前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出ステップ(2)とを含む。
項13において、前記画像処理方法は、ピークACL制御ゲイン算出ステップ(4)と、絵柄適応ガンマ特性算出ステップ(8、9)とを備える。
項13において、前記画像処理方法は、前記映像入力信号の所定領域内での最小輝度値であるボトム値を求めるボトム値検出ステップ(12)をさらに含む。前記輝度変調ステップは、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記ボトム値に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する。
項13において、前記画像処理方法は、前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調ステップでの、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価する(15)。前記画像処理方法は、前記ピーク値に基づいて、前記バックライト制御ゲイン調整ステップで生成される、前記バックライト制御信号を前記向上分に基づいて再調整する、バックライト制御ゲイン減算量算出ステップ(16、17)をさらに含む。
項13から項16のうちのいずれか1項において、前記バックライト制御部(91)は、前記所定領域に対応する領域ごとにバックライト輝度を調整可能であり、前記バックライト制御ゲイン調整ステップは、前記所定領域に対応する領域のバックライト輝度を調整可能な、バックライト制御信号を算出する。
本願において開示される代表的な実施の形態に係る画像処理装置(100)は、映像入力信号が入力され、接続される表示パネル(90)に供給する映像出力信号を算出する輝度変調部(1)と、前記表示パネルに設けられたバックライト制御部(91)に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整部(10)とを備える。前記画像処理装置はまた、前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出部(3)と、前記ピーク値と映像出力信号の取り得る最大値との比に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を増幅する、ピークACL制御ゲインを算出する、ピークACL制御ゲイン算出部(4)とを備える。前記画像処理装置はさらに、前記映像入力信号の各画素の輝度を変調する、輝度変調用ゲインを算出する、ガンマ特性算出部(8、9)と、前記ピークACL制御ゲインと前記輝度変調用ゲインの積を、トータル制御ゲインとして算出する、トータル制御ゲイン算出部(5)とを備える。前記輝度変調部は、前記トータル制御ゲインに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する。前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出する。
項18において、前記画像処理装置は、前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出部(6)をさらに備える。前記ガンマ特性算出部は、前記頻度分布に基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出する。
項19において、前記ガンマ特性算出部は、第1関数(81)、第2関数(82)、及び第3関数(83)のうちの少なくとも1個の関数に基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出する。
実施の形態について更に詳述する。
図1は、実施形態1に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図であり、図2と図3は、それぞれ比較例1と比較例2の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
図2に示される比較例1の画像処理装置について説明する。比較例1の画像処理装置には、映像信号が入力され、接続される表示パネル90に供給する映像出力信号と、表示パネル90に付属するバックライト制御部91に供給するバックライト制御信号とを、それぞれ算出して出力する。比較例1の画像処理装置は、ピーク値検出部3、ピークACL制御ゲイン算出部4、輝度変調部1、バックライト制御ゲイン算出部10及びゲイン変換部11を備える。
図1は、実施形態1に係る画像処理装置100の構成例を示すブロック図である。
図1に示した本実施形態1の画像処理装置100は、ハードウェアによって実装されても良いし、搭載される画像処理方法の一部がソフトウェアによって実装された、ミドルウェアによって実装されても良い。
図15は、実施形態2に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
図18は、実施形態3に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
図20は、実施形態4に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
2 ヒストグラム検出部
3 ピーク値検出部
4 ピークACLゲイン算出部
5 トータル制御ゲイン算出部
6 ヒストグラム変調部
7 頻度分布率算出部
8 絵柄適応ガンマ特性算出部
9 輝度変調用ゲイン算出部
10 バックライト制御ゲイン算出部
11 ゲイン変換部
12 ボトム値検出部
13 黒レベル補正制御ゲイン算出部
14、17 乗算部
15 視感度上の明るさ向上分評価部
16 バックライト制御ゲイン減算量算出部
18 固定ガンマ補正部
19 固定ガンマ特性設定部
20 映像表示ユニット
30 CPU
31 ROM
32 RAM
33 バックライト制御インターフェース(I/F)ユニット
34 通信インターフェース(I/F)ユニット
35 周辺ユニット
36 バス
80 個別輝度変調ゲイン算出部
81 小ガンマ補正関数算出部
82 Sカーブ補正ゲイン制御関数算出部
83 ヒストグラム平坦化関数算出部
84 輝度変調ゲインMIX部
85 重み係数セレクタ
86 重み付け乗算部
87 加算部
90 液晶パネル
91 バックライト制御部
92 外光センサ
93 映像機器
100 画像処理装置
Claims (15)
- 映像入力信号が入力され、接続される表示パネルに供給する映像出力信号を算出する輝度変調部と、
前記表示パネルに設けられたバックライト制御部に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整部と、
前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出部と、
前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出部とを備え、
前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換し、
前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出し、
ピークACL制御ゲイン算出部と、絵柄適応ガンマ特性算出部と、トータル制御ゲイン算出部とを備え、
前記ピークACL制御ゲイン算出部は、前記ピーク値と前記映像出力信号の取り得る最大値との比に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を増幅する、ピークACL制御ゲインを算出し、
前記絵柄適応ガンマ特性算出部は、前記頻度分布に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を変調する、輝度変調用ゲインを算出し、
前記トータル制御ゲイン算出部は、前記ピークACL制御ゲインと前記輝度変調用ゲインの積を、トータル制御ゲインとして算出し、
前記輝度変調部は、前記トータル制御ゲインに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換し、
前記絵柄適応ガンマ特性算出部は、第1関数、第2関数、及び第3関数のうちの少なくとも1個の関数に基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出し、
前記第1関数は、前記映像入力信号の画素毎の輝度をより高める、変曲点を持たない関数であり、
前記第2関数は、前記映像入力信号のうち、前記頻度分布の重心より高輝度の画素についてはより輝度を高め、前記重心より低輝度の画素についてはより輝度を低める、1個の変曲点を持つ関数であり、
前記第3関数は、前記頻度分布の輝度値に対する頻度の累積度数の関係を直線に近付ける関数である、
画像処理装置。 - 請求項1において、頻度分布率算出部をさらに備え、
前記頻度分布率算出部は、
前記頻度分布に遍在が認められないときには、前記第1関数を求めて、前記絵柄適応ガンマ特性算出部に供給し、
前記頻度分布が1ヵ所に遍在するときには、前記第2関数を求めて、前記絵柄適応ガンマ特性算出部に供給し、
前記頻度分布が複数の領域に遍在するときには、前記頻度分布における頻度の累積度数に基づいてガンマ値が規定される、前記第3関数を求めて、前記絵柄適応ガンマ特性算出部に供給する、
画像処理装置。 - 請求項2において、
前記頻度分布率算出部は、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数とを並行して求め、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数を重み付け加算してさらに第4関数を求め、前記第1乃至第3関数に代えて前記第4関数を前記絵柄適応ガンマ特性算出部に供給する、
画像処理装置。 - 請求項3において、
前記頻度分布率算出部は、前記第1関数と前記第2関数と前記第3関数の前記重み付けを、前記頻度分布に基づいて調整する、
画像処理装置。 - 請求項2において、前記頻度分布率算出部は、前記頻度分布に対して、前記映像入力信号の輝度値に対応する重み付けが規定された、前処理関数を乗じることによって得られる、重み付け処理された頻度分布に基づいて、前記頻度分布に基づいて前記映像入力信号の特徴を評価する、
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調部での、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価し、
前記ピーク値に基づいて、前記バックライト制御ゲイン調整部で生成される、前記バックライト制御信号を前記向上分に基づいて再調整する、
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調部での、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価し、
前記バックライト制御信号を前記向上分に基づいて再調整し、
前記再調整に代えて、または、前記再調整と合せて、前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記向上分に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する、
画像処理装置。 - 請求項1において、
前記バックライト制御部は、前記所定領域に対応する領域ごとにバックライト輝度を調整可能であり、
前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記所定領域に対応する領域のバックライト輝度を調整可能な、バックライト制御信号を算出する、
画像処理装置。 - 請求項1において、ソフトウェアを実行可能なプロセッサを備え、
前記プロセッサは、所定のソフトウェアを実行することによって、前記輝度変調部と前記バックライト制御ゲイン調整部の前記動作を行う、
画像処理装置。 - 映像入力信号が入力され、接続される表示パネルに供給する映像出力信号を算出する輝度変調部と、
前記表示パネルに設けられたバックライト制御部に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整部と、
前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出部と、
前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出部とを備え、
前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換し、
前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出し、
前記映像入力信号の前記所定領域内での最小輝度値であるボトム値を求めるボトム値検出部をさらに備え、
前記輝度変調部は、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記ボトム値に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する、
画像処理装置。 - 映像入力信号が入力され、接続される表示パネルに供給する映像出力信号を算出する輝度変調ステップと、
前記表示パネルに設けられたバックライト制御部に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整ステップと、
前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出ステップと、
前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出ステップとを含み、
前記輝度変調ステップは、前記ピーク値と前記頻度分布とに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換し、
前記バックライト制御ゲイン調整ステップは、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出し、
ピークACL制御ゲイン算出ステップと、絵柄適応ガンマ特性算出ステップとを備え、
前記ピークACL制御ゲイン算出ステップは、前記ピーク値と前記映像出力信号の取り得る最大値との比に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を増幅する、ピークACL制御ゲインを算出し、
前記絵柄適応ガンマ特性算出ステップは、前記頻度分布に基づいて算出される、第1関数、第2関数、及び第3関数のうちの少なくとも1個の関数に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を変調する、輝度変調用ゲインを算出し、
前記第1関数は、前記映像入力信号の画素毎の輝度をより高める、変曲点を持たない関数であり、
前記第2関数は、前記映像入力信号のうち、前記頻度分布の重心より高輝度の画素についてはより輝度を高め、前記重心より低輝度の画素についてはより輝度を低める、1個の変曲点を持つ関数であり、
前記第3関数は、前記頻度分布の輝度値に対する頻度の累積度数の関係を直線に近付ける関数であり、
前記ピークACL制御ゲインと前記輝度変調用ゲインの積を、トータル制御ゲインとして算出する、トータル制御ゲイン算出ステップと、
前記輝度変調ステップは、前記トータル制御ゲインに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する、
画像処理方法。 - 請求項11において、
前記頻度分布に基づいて行われる、前記輝度変調ステップでの、前記映像入力信号の輝度値に対する前記映像出力信号の輝度値の向上分を評価し、前記ピーク値に基づいて、前記バックライト制御ゲイン調整ステップで生成される、前記バックライト制御信号を前記向上分に基づいて再調整する、バックライト制御ゲイン減算量算出ステップをさらに含む、
画像処理方法。 - 請求項11において、
前記バックライト制御部は、前記所定領域に対応する領域ごとにバックライト輝度を調整可能であり、
前記バックライト制御ゲイン調整ステップは、前記所定領域に対応する領域のバックライト輝度を調整可能な、バックライト制御信号を算出する、
画像処理方法。 - 映像入力信号が入力され、接続される表示パネルに供給する映像出力信号を算出する輝度変調ステップと、
前記表示パネルに設けられたバックライト制御部に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整ステップと、
前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出ステップと、
前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出ステップとを含み、
前記輝度変調ステップは、前記ピーク値と前記頻度分布とに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換し、
前記バックライト制御ゲイン調整ステップは、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出し、
前記映像入力信号の前記所定領域内での最小輝度値であるボトム値を求めるボトム値検出ステップをさらに含み、
前記輝度変調ステップは、前記ピーク値と前記頻度分布とさらに前記ボトム値に基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する、
画像処理方法。 - 映像入力信号が入力され、接続される表示パネルに供給する映像出力信号を算出する輝度変調部と、
前記表示パネルに設けられたバックライト制御部に供給するバックライト制御信号を算出するバックライト制御ゲイン調整部と、
前記映像入力信号の所定領域内での最大輝度値であるピーク値を求めるピーク値検出部と、
前記ピーク値と映像出力信号の取り得る最大値との比に基づいて、前記映像入力信号の各画素の輝度を増幅する、ピークACL制御ゲインを算出する、ピークACL制御ゲイン算出部と、
前記映像入力信号の各画素の輝度を変調する、輝度変調用ゲインを算出する、ガンマ特性算出部と、
前記ピークACL制御ゲインと前記輝度変調用ゲインの積を、トータル制御ゲインとして算出する、トータル制御ゲイン算出部とを備え、
前記輝度変調部は、前記トータル制御ゲインに基づいて、画素毎に、前記映像入力信号の輝度値を前記映像出力信号の輝度値に変換する、
前記バックライト制御ゲイン調整部は、前記ピーク値に基づいて前記バックライト制御信号を算出し、
前記所定領域内での前記映像入力信号の輝度値についての頻度分布を求めるヒストグラム検出部をさらに備え、
前記ガンマ特性算出部は、前記頻度分布に基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出し、
前記ガンマ特性算出部は、第1関数、第2関数、及び第3関数のうちの少なくとも1個の関数に基づいて、前記輝度変調用ゲインを算出し、
前記第1関数は、前記映像入力信号の画素毎の輝度をより高める、変曲点を有さない関数であり、
前記第2関数は、前記映像入力信号のうち、前記頻度分布の重心より高輝度の画素についてはより輝度を高め、前記重心より低輝度の画素についてはより輝度を低める、1個の変曲点を有する関数であり、
前記第3関数は、前記頻度分布の輝度値に対する頻度の累積度数の関係を直線に近付ける関数である、
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