JPWO2006103835A1

JPWO2006103835A1 - 画像処理装置、及び画像表示装置

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Publication number: JPWO2006103835A1
Application number: JP2007510332A
Authority: JP
Inventors: 秀樹吉井; 染谷　潤; 潤染谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: US20090052774A1; JP4073477B2; JP2008154251A; US8090198B2; JP4447035B2; TWI328214B; WO2006103835A1; TW200641786A

Abstract

画像装置が入力画像信号の色情報として、色信号の最大階調または最大階調に準ずる値（ＣＭＡＸ）及び色信号の最小階調または最小階調に準ずる値（ＣＭＩＮ）を検出する最大・最小色情報検出手段（３、５１，５２）と、入力画像信号の色情報（ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮ）に基づいて、補正パラメータ（Ｐａ）を設定する補正パラメータ生成手段（５３）と、補正パラメータ（Ｐａ）に基づいて入力画像信号の各色成分の階調を補正する階調補正手段（６）とを備える。色つぶれを抑制しつつコントラストを向上することができる。

Description

この発明は、画像信号を受信して表示する画像表示装置及び画像表示方法に関するものである。この発明はまた、画像表示装置で利用可能な画像処理装置に関する。

従来の画像表示装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の画像表示装置では、コントラストを上げるために、特徴検出部を備えており、この特徴検出部は、最大輝度レベル、最小輝度レベル、平均輝度レベルを検出している。また、輝度レベルをダイナミックレンジ幅まで増幅している。また、光源と光源制御部を備え、輝度レベル増幅時に変化した平均輝度を、光源制御により見た目の輝度（視覚上の輝度）が輝度レベル増幅前と同じになるよう制御している（特許文献１参照）。

さらに、画像の前後のつながりを自然に表現するために、前回処理時の最大輝度レベル、最小輝度レベル、平均輝度レベルを保持し、今回入力された平均輝度レベルと比較して変化の差を判断する。この変化の差が小さい場合には、制御データを通過させるロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ）の時定数を大きく、変化の差が大きい場合にはＬＰＦの時定数を小さくする。

特許第３，２１５，３８８号明細書（段落００１１〜００１３、図１、図２）

一般的に、彩度が高い画像に対応した画像信号では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色信号の間に階調分布のばらつきがあり、これらの色信号には、輝度信号の最大階調値よりも大きな階調値を有する色信号や、輝度信号の最小階調値よりも小さい階調値を有する色信号が含まれることがある。この場合には、特許文献１の技術では、ある色信号において、階調値が大きい成分の間、あるいは階調値が小さい成分の間では、階調差が無くなる色つぶれ現象が発生することがある。

また、従来の画像表示装置は、画像データのコントラストを上げるために画像データのダイナミックレンジを超えるような階調補正を行うと明るい部分の画像データが全て最大階調（８ビットデータでは２５５）になり階調差が失われる白つぶれや、逆に暗い部分の画像データが全て０になってしまうような黒つぶれが発生するので、輝度レベルを検出し、その輝度レベルの最大値や最小値等の検出値により、白つぶれや黒つぶれが発生しないようにコントラスト補正を行い、コントラスト補正により変化した平均輝度を、視覚上変化しないように光源制御を行っている。このように従来の画像表示装置は、原画像の平均輝度を維持するように光源制御を行っているだけなので、時間軸方向に対する平均輝度のコントラストおよび時間軸方向を含めた画像のコントラストを高めることができなかった。

また、検出した輝度レベルの最大値や最小値や平均値が小さく変動するとき、ＬＰＦの時定数を大きくし、コントラスト補正後の画像の輝度のふらつきを抑え、検出した輝度レベルの最大値や最小値や平均値が大きく変動するとき、ＬＰＦの時定数を小さくし、コントラスト補正後の画像の輝度の追従を早くするように制御される。しかしながら、変動が大きい場合と小さい場合の相対的定性的制御が開示されているに過ぎず、例えば、変動の大きさに閾値を設ければ、その閾値の前後で、不連続な輝度変化が起き、ちらつきの大きい見づらい画像になる。また、フェードインやフェードアウトなど、ゆっくりと画像の輝度が変化するような場合、画面の輝度の追従が遅れる。また、前回処理時の輝度情報しか保持していないため、輝度レベル値が細かく変化する画像に対して、ちらつきが発生する原因となる。

そこで、本発明は上述の問題に鑑みて成されたものであり、表示画像における色つぶれを抑制しつつコントラストを向上させることを目的とする。

また、この発明は、画面内のコントラストを上げるだけでなく、時間軸方向に対する平均輝度のコントラストも上げるとともに時間軸方向を含めた画像のコントラストを上げることを目的とする。

さらに、この発明は、ちらつきを抑え、シーンチェンジ等の大きな画像の変化にも素早く追従し、フェードインやフェードアウトなど、ゆっくりと画像の輝度が変化する場合にも、素早く追従するコントラスト補正制御信号を得て、自然に画像のコントラストを上げることを目的とする。

この発明は、
入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号の最大階調または最大階調に準ずる値及び前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小色情報検出手段と、
前記入力画像信号の前記最大・最小色情報に基づいて、補正パラメータを設定する補正パラメータ生成手段と、
前記補正パラメータに基づいて前記入力画像信号の各色成分の階調を補正する階調補正手段と
を備える画像処理装置を提供する。

この発明によれば、色つぶれを抑制しつつコントラストを向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る色情報検出部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係るヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムを示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る補正実行部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る画像表示方法を示すフローチャートである。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置が生じる効果を示す図である。本発明の実施の形態１に係る色情報検出部の変形例の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る色情報検出部の変形例の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る輝度情報検出部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る補正制御部の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態２に係る補正制御部の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態２に係る補正制御部の変形例の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態２に係る補正実行部の変形例の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る補正制御部の変形例の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３に係る補正実行部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態４に係る平均階調値検出部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態４に係る光源制御部の構成を示すブロック図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置で生じる効果を示す図である。（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置で生じる効果を示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る色情報検出部の変形例の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例のヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムを示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例のヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムを示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態１に係る色情報検出部の変形例の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例のヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムを示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正制御部の変形例のヒストグラム生成部で生成されるヒストグラムを示す図である。本発明の実施の形態１に係る補正実行部の変形例の構成を示すブロック図である。（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施の形態１〜４に係る色情報検出部の変形例の動作を説明するための図である。この発明の実施の形態５の画像表示装置を示すブロック図である。実施の形態５による補正制御部の構成例を示すブロック図である。実施の形態５による補正後最大階調値生成部の構成例を示す図である。実施の形態５による補正後最小階調値生成部の構成例を示す図である。実施の形態５によるパラメータ生成部の構成例を示す図である。実施の形態５によるパラメータ生成部の構成例を示す図である。実施の形態５による光源制御部の構成例を示す図である。実施の形態５による表示部の構成例を示す図である。実施の形態５による光源制御信号Ｌｃを説明するための図である。実施の形態５による光源制御信号Ｌｃを説明するための図である。（ａ）乃至（ｃ）は、実施の形態５の効果を説明するための図である。（ａ）乃至（ｃ）は、実施の形態５の効果を説明するための図である。実施の形態５による画像表示方法を説明するための図である。実施の形態５による表示部の他の構成例を示す図である。実施の形態６による画像表示装置を説明するための図である。実施の形態６による平均色情報検出部の構成例を示す図である。実施の形態６による光源制御部の構成例を示す図である。実施の形態６による画像表示方法を説明するための図である。実施の形態７による画像表示装置を説明するための図である。実施の形態７による光源制御部の構成例を示す図である。実施の形態７による画像表示方法を説明するための図である。本発明の実施の形態８に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。実施の形態８で用いられる補正前平均輝度情報検出部４Ｂの一例を示すブロック図である。実施の形態８で用いられる補正制御部５の一例を示すブロック図である。図５８の平均化手段２１７の一例を示すブロック図である。図５９の平均算出手段２１９の一例を示すブロック図である。図５９の変化係数生成手段２２０の一例を示すブロック図である。図５９の混合手段２２１の一例を示すブロック図である。（ａ）乃至（ｆ）は、実施の形態８の効果を説明するための図である。

符号の説明

１入力端子、２受信部、３色情報検出部、４輝度情報検出部、５補正制御部、６，１６，２６階調補正部、７，１７，２７画像処理装置、８表示部、８ａ光源、１３平均輝度情報検出部、１４光源制御部、１５平均色情報検出部、３１ｒ，３１ｇ，３１ｂヒストグラム生成部、３２ｒ，３２ｇ，３２ｂ最大レベル値検出部、３３ｒ，３３ｇ，３３ｂ最小レベル値検出部、６１ｒ，６１ｇ，６１ｂ減算器、６２ｒ，６２ｇ，６２ｂ乗算器、６３ｒ，６３ｇ，６３ｂ比較器、６４ｒ，６４ｇ，６４ｂ条件判断部、６５ｒ，６５ｇ，６５ｂリミッタ、２１５マトリクス回路、２１６平均算出器、２１７平均化手段、２１８パラメータ算出手段、２１９平均算出手段、２２０変化係数生成手段、２２１混合手段、２２２ｒ，２２２ｇ，２２２ｂ積算手段、２２３ｒ，２２３ｇ，２２３ｂ積算手段、２２８最大最小平均検出手段、２２９変化係数算出手段、２３０ｒ，２３０ｇ，２３０ｂ混合手段、２３１ｒ，２３１ｇ，２３１ｂ混合手段、ＢＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＲＭＡＸ最大階調情報値、ＢＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＲＭＩＮ最小階調情報値、Ｃｉ色情報値、Ｄｂ，Ｄｃ画像信号、ＤｂＢ，ＤｂＧ，ＤｂＲ色信号、ＨＲｂ，ＨＲｗ累積度数、ＣＭＡＸ全色最大階調情報値、ＣＭＩＮ全色最小階調情報値、ＲＡ，ＲＢしきい値、ＲＧＢＭＡＸ最大階調値、ＲＧＢＭＩＮ最小階調値、Ｙｉ輝度情報値、ＹＭＡＸ輝度最大階調情報値、ＹＭＩＮ輝度最小階調情報値。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る画像表示装置は、入力端子１と、受信部２と、画像処理装置７と、表示部８とを備えている。入力端子１には、テレビやコンピュータ等で用いられている所定の形式の画像信号Ｄａが入力される。受信部２は、入力端子１に入力された画像信号Ｄａを受信して、当該画像信号Ｄａを画像処理装置７で処理可能な形式に変換して画像信号Ｄｂとして出力する。例えば受信部２は、画像信号Ｄａを、ＲＧＢの３つの色信号を含むデジタル形式の画像信号に変換して画像信号Ｄｂとして出力する。受信部２は、入力された画像信号Ｄａがアナログ形式の信号の場合にはＡ／Ｄ変換器などで構成され、入力された画像信号Ｄａがデジタル形式の信号の場合にはその形式に適合した所定の復調器などで構成される。

画像処理装置７は、色情報検出部３、補正制御部５及び階調補正部６を備えている。受信部２から出力された画像信号Ｄｂは、画像処理装置７の色情報検出部３及び階調補正部６に入力される。色情報検出部３は、入力された画像信号Ｄｂに含まれるＲＧＢの３つの色信号から、階調補正に用いるための色情報値Ｃｉ、例えば、１画像（１フィールド又は１フレーム）毎の各色信号の最大値及び最小値、あるいはこれらに準ずるものを検出して補正制御部５に出力する。補正制御部５は、階調補正部６が画像信号Ｄｂに対する階調補正を行う際に使用する補正パラメータＰａを色情報値Ｃｉに基づいて算出し、階調補正部６に出力する。

階調補正部６は、入力された補正パラメータＰａを用いて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行い、それを画像信号Ｄｃとして表示部８に出力する。表示部８は、入力された画像信号Ｄｃに基づいて画像を表示する。表示部８は、例えば、液晶ディスプレイ、ＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイであって、反射型、透過型、あるいは自発光デバイスなどのあらゆる表示手段を適応できる。

図２は色情報検出部３の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示されるように、本実施の形態１に係る色情報検出部３は、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂと、最大階調検出部３２ｒ，３２ｇ，３２ｂと、最小階調検出部３３ｒ，３３ｇ，３３ｂとを備えている。

受信部２より入力された画像データＤｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂの成分を表す色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢで構成されるが、色信号ＤｂＲがヒストグラム生成部３１ｒに、色信号ＤｂＧがヒストグラム生成部３１ｇに、色信号ＤｂＢがヒストグラム生成部３１ｂに入力される。Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢは、同様の処理を受ける。そこで、以下そのうち１つの色信号ＤｂＲの処理について説明する。

ヒストグラム生成部３１ｒは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける階調値のヒストグラムを生成する。最大階調検出部３２ｒは、ヒストグラム生成部３１ｒで生成されたヒストグラムから、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最大階調情報値ＲＭＡＸを検出して補正制御部５に出力する。最小階調検出部３３ｒは、ヒストグラム生成部３１ｒで生成されたヒストグラムから、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最小階調情報値ＲＭＩＮを検出して補正制御部５に出力する。

ここで、「最大階調情報値」とは、最大階調値あるいは後述の所定方法で検出される当該最大階調値に準ずる値を意味している。また「最小階調情報値」とは、最小階調値あるいは後述の所定方法で検出される当該最小階調値に準ずる値を意味している。

図３は、ヒストグラム生成部３１ｒが生成するヒストグラムの一例を示す図である。図中の横軸は階調値（階級）を示し、縦軸は度数、つまり１画像中の画素数を示している。なお以下の説明では、色信号ＤｂＲは８ビットのデータで構成されており、その階調値が“０”から“２５５”までの値を採り、その階調数は“２５６”とする。

本実施の形態１に係るヒストグラム生成部３１ｒは、２５６の階調数を８階調ごとに３２の領域に分割し、当該３２の領域をヒストグラムの階級としている。そして、各階級での中心値付近の値、本例では、当該中心値に最も近くそれよりも大きい整数値を当該階級の代表値としている。例えば、階調値“０”から“７”までで構成される階級では、中心値は“３．５”となるため、当該階級の代表値は“４”となる。図３の横軸の数字は各階級の代表値を示している。

なお、階級の中心値が整数であれば、当該中心値を当該階級の代表値としても良い。また、本例のように階級の中心値が整数でなく小数の場合であっても、階級の代表値として当該階級の中心値を採用しても良い。階級の中心値が小数の場合には、本例のように、階級の代表値として当該階級の中心値付近の整数を採用することによって、演算量を低減できる。

このように、本実施の形態１に係るヒストグラム生成部３１ｒでは、８つの連続する階調値からなる領域を一つの階級としているため、図３に示されるヒストグラムの各度数は、８階調分の信号の総和となる。例えば、横軸の数値４に示された度数は、１フレーム分の色信号ＤｂＲに含まれる、階調値０から階調値７までの信号の総和に相当する。

なお、図３のヒストグラムとは異なり、各階調値ごとに度数を計数してヒストグラムを生成してもよい。つまり、各階級を一つの階調値で構成するようにしても良い。この場合には、各階級の代表値は当該階級を構成する階調値そのものとなる。また、階調数を分割する場合には、その分割数は３２以外でも良く、当該分割数を減らすことによって、ヒストグラム生成部３１ｒでの演算量を低減することができる。分割数は、処理可能な演算量と、階調補正部６で必要とされる階調補正精度とに基づいて決定される。

最大階調検出部３２ｒは、以上のようにして生成されたヒストグラムにおいて、階級の最大から最小に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数（明るい側の累積度数）ＨＲｗが所定のしきい値ＲＡよりも初めて大きくなる階級の代表値を抽出する。そして最大階調検出部３２ｒは、抽出した代表値を最大階調情報値ＲＭＡＸとして出力する。

一方、最小階調検出部３３ｒは、ヒストグラム生成部３１ｒで生成されたヒストグラムにおいて、階級の最小から最大に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数（暗い側の累積度数）ＨＲｂが所定のしきい値ＲＢよりも初めて大きくなる階級の代表値を抽出する。そして最小階調検出部３３ｒは、抽出した代表値を最小階調情報値ＲＭＩＮとして出力する。

図３に示されるヒストグラムでは、累積度数ＨＲｗがしきい値ＲＡよりも初めて大きくなる階級の代表値は“２１２”であるため、この“２１２”が最大階調情報値ＲＭＡＸとなる。この最大階調情報値ＲＭＡＸは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最大階調値ではなく、累積度数ＨＲｗ及びしきい値ＲＡを用いて検出された、最大階調値に準ずる値である。

また図３の例では、累積度数ＨＲｂがしきい値ＲＢよりも初めて大きくなる階級の代表値は“１２”であるため、この“１２”が最小階調情報値ＲＭＩＮとなる。この最小階調情報値ＲＭＩＮは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最小階調値ではなく、累積度数ＨＲｂ及びしきい値ＲＢを用いて検出された、最小階調値に準ずる値となる。

なお、累積度数ＨＲｗを計算することなく、度数が計数されている階級のうち最も大きい階級の代表値を最大階調情報値ＲＭＡＸとして出力しても良い。この場合には、各階級が一つの階調値で構成されているヒストグラムが使用されると、最大階調情報値ＲＭＡＸは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最大階調値となり、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムが使用されると、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最大階調値に準ずる値となる。図３の例では、階調値“２３６”が最大階調情報値ＲＭＡＸとなる。

また、累積度数ＨＲｂを計算することなく、度数が計数されている階級のうち最も小さい階級の代表値を最小階調情報値ＲＭＩＮとして出力しても良い。この場合には、各階級が一つの階調値で構成されているヒストグラムが使用されると、最小階調情報値ＲＭＩＮは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最小階調値となり、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムが使用されると、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最小階調値に準ずる値となる。図３の例では、階調値“４”が最小階調情報値ＲＭＩＮとなる。

このように、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる色信号ＤｂＲにおける最大階調値に準ずる値は、累積度数ＨＲｗ及びしきい値ＲＡを用いて検出されるか、あるいは各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムにおいて、度数が計数されている階級のうち最も大きい階級の代表値となる。同様に、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる色信号ＤｂＲにおける最小階調値に準ずる値は、累積度数ＨＲｂ及びしきい値ＲＢを用いて検出されるか、あるいは各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムにおいて、度数が計数されている階級のうち最も小さい階級の代表値となる。

なお、最大階調値に準ずる値は最大階調値と偶然に一致することもあるし、最小階調値に準ずる値は最小階調値と偶然に一致することもある。

色信号ＤｂＧ及び色信号ＤｂＢに関しても色信号ＤｂＲと同様に処理され、１フレーム分の色信号ＤｂＧにおける最大階調情報値ＧＭＡＸと最小階調情報値ＧＭＩＮが、１フレーム分の色信号ＤｂＢにおける最大階調情報値ＢＭＡＸと最小階調情報値ＢＭＩＮが検出
され、補正制御部５に出力される。

なお本例では、累積度数ＨＲｗ，ＨＲｂ等は、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂで生成していたが、最大階調検出部３２ｒ，３２ｇ，３２ｂ及び最小階調検出部３３ｒ，３３ｇ，３３ｂで生成しても良い。

図４は補正制御部５の詳細な構成を示すブロック図である。図４に示されるように、本実施の形態１に係る補正制御部５は、最大値選択部５１、最小値選択部５２及びパラメータ生成部５３を備えている。

最大値選択部５１は、最大階調情報値ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸから、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最大階調情報値を検出してこれを色信号最大階調情報値ＣＭＡＸとして出力する。具体的には、最大値選択部５１は、最大階調情報値ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸうち最も大きい値を色信号最大階調情報値（最大色情報値）ＣＭＡＸとして出力する。

一方、最小値選択部５２は、最小階調情報値ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮから、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最小階調情報値を検出してこれを色信号最小階調情報値ＣＭＩＮとして出力する。具体的には、最小値選択部５２は、最小階調情報値ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮうち最も小さい値を色信号最小階調情報値（最小色情報値）ＣＭＩＮとして出力する。そして、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは、最大・最小色情報としてパラメータ生成部５３に入力される。

色信号最大階調情報値ＣＭＡＸは、最大階調情報値ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸのそれぞれが１フレーム分の単色の色信号における最大階調値である場合には、１フレーム分の複数種類の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ全体における最大階調値となり、最大階調情報値ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸのそれぞれが１フレーム分の単色の色信号における最大階調値に準ずる値である場合には、１フレーム分の複数種類の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ全体における最大階調値に準ずる値となる。

同様に、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは、最小階調情報値ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮのそれぞれが１フレーム分の単色の色信号における最小階調値である場合には、１フレーム分の複数種類の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ全体における最小階調値となり、最小階調情報値ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮのそれぞれが１フレーム分の単色の色信号における最小階調値に準ずる値である場合には、１フレーム分の複数種類の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ全体における最小階調値に準ずる値となる。

上記の構成では、色情報検出部３と、最大値選択部５１と、最小値選択部５２とで、入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号の最大階調または最大階調に準ずる値ＣＭＡＸ及び前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値ＣＭＩＮを検出する最大・最小色情報検出手段が構成される。

図５は補正制御部５における補正パラメータＰａの算出動作を説明するための図である。図５において、ｘ軸のＣＭＡＸは最大階調情報値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸの最大値、ＣＭＩＮは最小階調情報値ＧＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＧＭＩＮの最小値であり、ｙ軸のＣＭＡＸｔとＣＭＩＮｔは階調補正後の最大階調情報値及び最小階調情報値、即ち、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び最小階調情報値ＣＭＩＮの階調補正後の目標値である。

目標値ＣＭＡＸｔ，ＣＭＩＮｔは、補正制御部５内に予め記憶されているが、目標値ＣＭＡＸｔは色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ以上に設定され、目標値ＣＭＩＮｔは色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ以下に設定される。目標値ＣＭＡＸｔ，ＣＭＩＮｔは、コントラストの補正が極端にならない範囲の値から選定され、例えば、設定可能な階調値の範囲（ダイナミックレンジ）の上限値及び下限値にそれぞれ設定される。例えば階調値が８ビットのデータで表される場合には、目標値ＣＭＡＸｔは“２５５”に、目標値ＣＭＩＮｔは“０”に設定される。

そしてこのｘｙ座標（ＣＭＡＸ，ＣＭＡＸｔ）とｘｙ座標（ＣＭＩＮ，ＣＭＩＮｔ）とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾きＫと、当該直線とｘ軸との交点におけるｘ座標の値ＢＫとを、それぞれパラメータＫ，ＢＫとして以下の式（１），式（２）で求める。
Ｋ＝（ＣＭＡＸｔ−ＣＭＩＮｔ）／（ＣＭＡＸ−ＣＭＩＮ） …（１）
ＢＫ＝ＣＭＩＮ−ＣＭＩＮｔ／Ｋ …（２）

以上のように、補正制御部５は、入力された色情報値Ｃｉ（最大階調情報値ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸ及び最小階調情報値ＧＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＧＭＩＮ）に基づいて補正パラメータＫ，ＢＫを算出し、補正パラメータＰａとして階調補正部６に出力する。

階調補正部６は、補正パラメータＰａが求められる際に使用された１フレーム分の画像信号Ｄｂに対して、当該補正パラメータＰａに基づいて階調補正を行う。

この補正パラメータＰａの算出は、１フレームごとに行っても良いし、数フレームに１回の割合で行っても良い。

図６は階調補正部６の詳細な構成を示すブロック図である。図６に示されるように、階調補正部６は、減算器６１ｒ，６１ｇ，６１ｂと、乗算器６２ｒ，６２ｇ，６２ｂと、比較器６３ｒ，６３ｇ，６３ｂと、条件判断部６４ｒ，６４ｇ，６４ｂと、リミッタ６５ｒ，６５ｇ，６５ｂとを備えている。

受信部２から出力された画像信号Ｄｂに含まれる色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢは、比較器６３ｒ，６３ｇ，６３ｂにそれぞれ入力されるとともに、減算器６１ｒ，６１ｇ，６１ｂにそれぞれ入力される。

補正制御部５で算出されたパラメータＢＫは、比較器６３ｒ，６３ｇ，６３ｂ及び減算器６１ｒ，６１ｇ，６１ｂに入力される。補正制御部５で算出されたパラメータＫは、乗算器６２ｒ，６２ｇ，６２ｂに入力される。

階調補正部６における色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢに対する処理動作は同様であるので、以下、色信号ＤｂＲについて説明する。

減算器６１ｒは、１画素分のデータごとに、色信号ＤｂＲの階調値からパラメータＢＫを差し引いて、その結果を乗算器６２ｒに出力する。乗算器６２ｒは、減算器６１ｒでの演算結果にパラメータＫを乗算して条件判断部６４ｒに出力する。

比較器６３ｒは、１画素分のデータごとに、色信号ＤｂＲの階調値とパラメータＢＫとの比較を行い、その比較結果を条件判断部６４ｒに出力する。

条件判断部６４ｒは、比較器６３ｒにおいて、色信号ＤｂＲの階調値がパラメータＢＫよりも大きいと判断された場合には、乗算器６２ｒでの演算結果を選択し、それ以外のときには“０”を選択してリミッタ６５ｒに出力する。

リミッタ６５ｒは、入力された値が設定可能な階調値の範囲を超えている場合には、当該範囲内に入るようにその値を制限して、それを色信号ＤｃＲとして出力する。

色信号ＤｂＧと色信号ＤｂＢについても色信号ＤｂＲと同様の処理がなされ、リミッタ６５ｒ，６５ｇ，６５ｂから出力される階調補正後の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ、つまり色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢは画像信号Ｄｃとして表示部８に入力される。

ここで、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれの階調補正前の階調値をＡ０、階調補正後の階調値をＡ１とすると、本実施の形態１に係る階調補正部６は、Ａ０≦ＢＫのときにはＡ１＝０とし、Ａ０＞ＢＫのときには、Ａ１＝（Ａ０−ＢＫ）×Ｋとしている。Ｋは１よりも大きい値に設定されることから、各色信号においては、階調値が比較的小さい成分では更に階調値が小さくなり、階調値が比較的大きい成分では更に階調値が大きくなる。
従って、各色信号の最大階調値と最小階調値との差が大きくなり、コントラストが向上する。ただし、設定可能な階調値の範囲の上限値が“２５５”の場合において、（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ＞２５５のときには、Ａ１は“２５５”に制限される。

画面全体が黒っぽい映像に対応する画像信号Ｄｂでは、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸが小さくなり、逆に画面全体が白っぽい映像に対応する画像信号Ｄｂでは、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮが大きくなる。このような画像信号Ｄｂに対して極端なコントラスト補正を行うと、「階調とび」などの画質劣化が発生することがある。ここで「階調とび」とは、ある画面において階調値が連続的に変化している領域が、コントラストを向上することにより、階調値が不連続に変化するようになることをいい、この階調とびは、画面における画像の暗い領域では視覚的に検知されやすい。

そこで、階調とびを抑制するために、例えば以下の式（３Ａ）及び式（３Ｂ）により目標値ＣＭＡＸｔ，ＣＭＩＮｔを動的に変更することによって、コントラストが極端に大きくなることを抑制しても良い。

ＣＭＡＸｔ＝ＣＭＡＸ＋（ＣＭＡＸ−ＣＭＩＮ）×Ｋｍａｘ
…（３Ａ）
ＣＭＩＮｔ＝ＣＭＩＮ−（ＣＭＡＸ−ＣＭＩＮ）×Ｋｍｉｎ
…（３Ｂ）
ただし、Ｋｍａｘ，Ｋｍｉｎは、０から１程度の数で、あまり大きな数に設定すると、コントラストが高くなり過ぎて、見にくい映像になることがある。

図７は、本実施の形態１に係る画像表示方法を示すフローチャートである。図７を参照して、上述の実施の形態１に係る画像表示装置の動作を画像表示方法として説明する。
図７に示されるように、ステップｓ１において、テレビやコンピュータ等で用いられている所定の画像信号Ｄａを受信する。そしてステップｓ２において、画像信号Ｄａを、ＲＧＢの３種類の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢを含むデジタル画像信号Ｄｂに変換し、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢから色情報値Ｃｉを検出し、さらに最大・最小色情報ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮを算出する。

次にステップｓ３において、算出した最大・最小色情報ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮから補正パラメータＰａを算出する。そしてステップｓ４において、算出された補正パラメータＰａに基づいて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行う。そしてステップｓ５において、階調補正が行われた画像信号Ｄｂ、つまり画像信号Ｄｃに基づいて画像表示を行う。

以上のように、本実施の形態１に係る画像表示装置では、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ、言い換えれば、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最大階調情報値及び最小階調情報値に基づいて、画像信号Ｄｂに対して階調補正を行っているため、当該画像信号Ｄｂから得られる各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおいて、階調値が大きい成分での色つぶれや、階調値が小さい成分での色つぶれを抑制しつつ、コントラストを向上することができる。図８（ａ）及び（ｂ）は、この効果を示す図である。

図８（ａ）は、階調補正前の１フレーム分の画像信号Ｄｂの各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの階調分布と、当該画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの階調分布とを示している。図８（ｂ）は、階調補正後の画像信号Ｄｃの各色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢの階調分布と、当該画像信号Ｄｃから得られる輝度信号ＤｃＹの階調分布とを示している。

図８（ａ）及び（ｂ）に示される例では、階調補正前の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのうち、青（Ｂ）の色信号ＤｂＢにおける最大階調値が最も大きく、これが色信号最大階調情報値ＣＭＡＸとなっている。また色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは“０”である。そして、目標値ＣＭＡＸｔを“２５５”、目標値ＣＭＩＮｔを“０”としている。

本例において、上述の特許文献１に記載の技術を用いて階調補正を行うと、輝度信号ＤｂＹの最大階調値が“２５５”まで拡大されてコントラストは向上するものの、色信号ＤｂＢには、輝度信号ＤｂＹの最大階調値よりも大きい階調値を有する成分が含まれているため、輝度信号ＤｂＹの最大階調値を“２５５”まで拡大すると、階調補正後の色信号ＤｂＢにおいては、階調値が比較的大きい成分はすべて“２５５”となり、色つぶれが生じる。

これに対し、本実施の形態１に係る画像処理装置では、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最大階調情報値及び最小階調情報値に基づいて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行っているため、図８（ｂ）に示されるように、階調補正後の色信号ＤｂＢにおいて色つぶれを生じることなくコントラストを向上させることができる。

また本実施の形態１では、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれについて、生成した階調値のヒストグラムから得られる所定の累積度数がしきい値よりも初めて大きくなる階級の代表値を、その色信号についての最大階調情報値あるいは最小階調情報値としている。

閾値を小さくすれば色つぶれを小さく抑えることができる。また、閾値を大きくすれば色つぶれの範囲は大きくなるが、より大きなコントラストの向上が期待できる。そのため、色つぶれの許容範囲、即ち当該しきい値を用途に合わせて設定することにより、細やかな階調補正が可能となる。

各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの最大階調情報値として、その色信号における最大階調値を採用した場合には、ある画面において極端に明るい画素が存在すると、当該画素の明るさを基準として階調補正が行われる。そのため、十分な階調補正を行うことができず、期待する階調補正効果が得られなくなり、全体としての明るさのバランスが悪化することがある。同様に、各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの最小階調情報値として、その色信号における最小階調値を採用した場合には、ある画面において極端に暗い画素が存在すると、当該画素の明るさを基準として階調補正が行われるため、十分な階調補正を行うことができず、期待する階調補正効果が得られなくなり、全体としての明るさのバランスが悪化することがある。

本実施の形態１では、上記しきい値を調整することにより、色信号における最大階調値を使用せずに階調補正を実行できるため、画面中に極端に明るい画素が存在する場合であっても、期待する階調補正効果を得ることができ、全体としての明るさのバランスを維持できる。

また、上記しきい値を調整することにより、色信号における最小階調値を使用せずに階調補正を実行できるため、画面中に極端に暗い画素が存在する場合であっても、期待する階調補正効果を得ることができ、全体としての明るさのバランスを維持できる。

本実施の形態１に係る色情報検出部３としては、上述の図２に示される構成の替わりに、図９に示される構成を採用しても良い。図９に示される色情報検出部３は、比較器３４ｒ，３４ｇ，３４ｂと、最大階調記憶部３５ｒ，３５ｇ，３５ｂと、最小階調記憶部３６ｒ，３６ｇ，３６ｂとを備えている。

受信部２から出力された画像信号Ｄｂに含まれる色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢは、比較器３４ｒ，３４ｇ，３４ｂにそれぞれ入力される。比較器３４ｒは、１画素分のデータごとに、色信号ＤｂＲの階調値と、最大階調記憶部３５ｒが記憶している最大階調情報値ＲＭＡＸとを比較し、色信号ＤｂＲの階調値の方が大きければ当該階調値を最大階調記憶部３５ｒに出力し、小さければ何も出力しない。最大階調記憶部３５ｒは、比較器３４ｒから出力された色信号ＤｂＲの階調値を、新たな最大階調情報値ＲＭＡＸとして記憶し、当該最大階調情報値ＲＭＡＸを更新する。そして最大階調記憶部３５ｒは、比較器３４ｒにおいて１フレーム分の色信号ＤｂＲに対する処理が完了すると、その時点で記憶する最大階調情報値ＲＭＡＸを補正制御部５に出力し、最大階調情報値ＲＭＡＸの値をリセットして、以後同様の動作を行う。従って、本例では、補正制御部５で取り扱われる最大階調情報値ＲＭＡＸは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最大階調値となる。

また比較器３４ｒは、１画素分のデータごとに、色信号ＤｂＲの階調値と、最小階調記憶部３６ｒが記憶している最小階調情報値ＲＭＩＮとを比較し、色信号ＤｂＲの階調値の方が小さければ当該階調値を最小階調記憶部３６ｒに出力し、大きければ何も出力しない。最小階調記憶部３６ｒは、比較器３４ｒから出力された色信号ＤｂＲの階調値を、新たな最小階調情報値ＲＭＩＮとして記憶し、当該最小階調情報値ＲＭＩＮを更新する。そして最小階調記憶部３６ｒは、比較器３４ｒにおいて１フレーム分の色信号ＤｂＲに対する処理が完了すると、その時点で記憶する最小階調情報値ＲＭＩＮを補正制御部５に出力し、最小階調情報値ＲＭＩＮの値をリセットして、以後同様の動作を行う。従って、本例では、補正制御部５で取り扱われる最小階調情報値ＲＭＩＮは、１フレーム分の色信号ＤｂＲにおける最小階調値となる。

色信号ＤｂＧ及び色信号ＤｂＢに関しても、色信号ＤｂＲと同様に処理される。比較器３４ｇでは、比較器３４ｒと同様に、色信号ＤｂＧの階調値と最大階調情報値ＧＭＡＸとの比較が行われ、その比較結果によって色信号ＤｂＲの階調値が最大階調記憶部３５ｇに出力される。また比較器３４ｇでは、色信号ＤｂＧの階調値と、最小階調情報値ＧＭＩＮとの比較が行われ、その比較結果によって色信号ＤｂＲの階調値が最小階調記憶部３６ｇに出力される。最大階調記憶部３５ｇ及び最小階調記憶部３６ｇは、入力される色信号ＤｂＧの階調値を、それぞれ新たな最大階調情報値ＧＭＡＸ及び最小階調情報値ＧＭＩＮとして記憶し、比較器３４ｒにおいて１フレーム分の色信号ＤｂＧに対する処理が完了すると、その時点で記憶する最大階調情報値ＧＭＡＸ及び最小階調情報値ＧＭＩＮを補正制御部５に出力する。

同様に、比較器３４ｂでは、色信号ＤｂＢの階調値と最大階調情報値ＢＭＡＸとの比較が行われ、その比較結果によって色信号ＤｂＢの階調値が最大階調記憶部３５ｂに出力される。また比較器３４ｂでは、色信号ＤｂＢの階調値と最小階調情報値ＢＭＩＮとの比較が行われ、その比較結果によって色信号ＤｂＢの階調値が最小階調記憶部３６ｂに出力される。最大階調記憶部３５ｂ及び最小階調記憶部３６ｂは、入力される色信号ＤｂＢの階調値を、それぞれ新たな最大階調情報値ＢＭＡＸ及び最小階調情報値ＢＭＩＮとして記憶し、比較器３４ｂにおいて１フレーム分の色信号ＤｂＢに対する処理が完了すると、その時点で記憶する最大階調情報値ＢＭＡＸ及び最小階調情報値ＢＭＩＮを補正制御部５に出力する。

このように、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸとして、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最大階調値を採用し、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮとして、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最小階調値を採用する場合には、図９に示されるように色情報検出部３を構成することにより、各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの階調値のヒストグラムを生成する必要が無いため、当該色情報検出部３の構成を簡素化できる。

図１０は、色情報検出部３の他の構成を示すブロック図である。図１０に示される色情報検出部３は、最大最小比較部３７と、最大階調ヒストグラム生成部３８ａと、最小階調ヒストグラム生成部３８ｂと、最大階調検出部３９ａと、最小階調検出部３９ｂとを備えている。

受信部２から出力された画像信号Ｄｂに含まれる色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢはすべて最大最小比較部３７に入力される。最大最小比較部３７は、入力された色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの階調値のうち最大のものを画素単位で抽出し、最大階調値ＲＧＢＭＡＸとして最大階調ヒストグラム生成部３８ａに出力する。また最大最小比較部３９は、入力された色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの階調値のうち最小のものを画素単位で抽出し、最小階調値ＲＧＢＭＩＮとして最小階調ヒストグラム生成部３８ｂに出力する。

最大階調ヒストグラム生成部３８ａは、１フレーム分の最大階調値ＲＧＢＭＡＸを受け取ると、それらの最大階調値ＲＧＢＭＡＸについて階調値ごとに度数を計数して、各階級を一つの階調値で構成するヒストグラムを生成する。同様にして、最小階調ヒストグラム生成部３８ｂは、１フレーム分の最小階調値ＲＧＢＭＩＮを受け取ると、それらの最小階調値ＲＧＢＭＩＮについて階調値ごとに度数を計数して、各階級を一つの階調値で構成するヒストグラムを生成する。

最大階調検出部３９ａは、図２に示される最大階調検出部３２ｒ，３２ｇ，３２ｂと同様に、最大階調ヒストグラム生成部３８ａで生成されたヒストグラムにおいて、階級の最大から最小に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数が所定のしきい値ＲＧＢＡよりも初めて大きくなる階級の代表値、つまりその階級を構成する階調値を検出する。そして最大階調検出部３９ａは、検出した代表値を色信号最大階調情報値ＣＭＡＸとして出力する。

最小階調検出部３９ｂは、図２に示される最小階調検出部３３ｒ，３３ｇ，３３ｂと同様に、最小階調ヒストグラム生成部３８ｂで生成されたヒストグラムにおいて、階級の最小から最大に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数が所定のしきい値ＲＧＢＢよりも初めて大きくなる階級の代表値を検出する。そして最小階調検出部３９ｂは、検出した代表値を色信号最小階調情報値ＣＭＩＮとして出力する。

なお、本例での色信号最大階調情報値ＣＭＡＸは、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最大階調値に準ずる値となり、本例での色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにおける最小階調値に準ずる値となる。

また、色情報検出部３が、図１０に示されるように、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮを出力する構成のものである場合、色情報検出部３のみにより、入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号の最大階調または最大階調に準ずる値ＣＭＡＸ及び前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値ＣＭＩＮを検出する最大・最小色情報検出手段が構成され、補正制御部５としては、図４に示す構成のうち、最大値選択部５１及び最小値選択部５２を除いたものが用いられ、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮがパラメータ生成部５３に入力される。

色情報検出部３をこのように構成することにより、色信号ごとにヒストグラムを生成して最大階調情報値あるいは最小階調情報値を検出する必要がないため、図２に示される構成より簡素化できる。

更に、階調値のヒストグラムから得られる所定の累積度数がしきい値よりも初めて大きくなる階級の代表値を色信号最大階調情報値ＣＭＡＸあるいは色信号最小階調情報値ＣＭＩＮとしているため、当該しきい値を調整することによって、図９に示される構成よりも細かな階調補正が行える。

なお、最大階調ヒストグラム生成部３８ａや最小階調ヒストグラム生成部は、ヒストグラムを生成する際には、上述のように階調数を複数に分割して、各階級を複数の階調値で構成しても良い。これによって演算量を低減できる。

また、最大階調ヒストグラム生成部３８ａや最小階調ヒストグラム生成部３８ｂは、処理の対象、つまり度数を計数する対象となる階調値の範囲を自由に設定できるように構成しても良い。例えば、階調数が“２５６”の場合、最大階調ヒストグラム生成部３８ａでは、階調値“１９２”から階調値“２５５”までの範囲を処理の対象とし、その範囲を８分割しても良い。また最小階調ヒストグラム生成部３８ｂでは、例えば、階調値“０”から階調値“６３”までの範囲を処理対象とし、その範囲を８分割しても良い。これにより、演算量を低減できる。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２に係る画像表示装置は、上述の実施の形態１に係る画像処理装置において、画像処理装置７が更に輝度情報検出部４を備えるものである。

本実施の形態２に係る画像処理装置７は、色情報検出部３と、輝度情報検出部４と、補正制御部５と、階調補正部６とを備えている。輝度情報検出部４は、受信部２から出力される画像信号Ｄｂに含まれる色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢから輝度信号ＤｂＹを算出し、当該輝度信号ＤｂＹから各画像における輝度情報値Ｙｉを検出して出力する。

本実施の形態２に係る補正制御部５は、色情報検出部３から出力される色情報値Ｃｉだけではなく、輝度情報検出部４から出力される輝度情報値Ｙｉにも基づいて、階調補正部６が画像信号Ｄｂに対する階調補正を行う際に使用する補正パラメータＰａを算出し、階調補正部６に出力する。階調補正部６は、入力された補正パラメータＰａを用いて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行い、それを画像信号Ｄｃとして表示部８に出力する。表示部８は、入力された画像信号Ｄｃに基づいて映像を表示する。

なお、色情報検出部３、階調補正部６及び表示部８は、実施の形態１で説明した動作と全く同じ動作を行うため、それらの詳細な動作説明は省略する。

図１２は輝度情報検出部４の詳細な構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、輝度情報検出部４は、マトリクス回路４１と、ヒストグラム生成部４２と、最大階調検出部４３と、最小階調検出部４４とを備えている。

マトリクス回路４１には画像信号Ｄｂが入力される。マトリクス回路４１は、以下の式（４）を用いて画素単位で輝度信号ＤｂＹを算出して、ヒストグラム生成部４２に出力する。

Ｙ＝０．３０Ｒ×０．５９Ｇ×０．１１Ｂ …（４）
ただし、式（４）中のＹ，Ｒ，Ｇ，Ｂは、輝度信号ＤｂＹ及び色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの値をそれぞれ示している。

なお、輝度信号ＤｂＹの算出式（４）は、画像信号Ｄａの形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

ヒストグラム生成部４２は、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹを受け取ると、当該輝度信号ＤｂＹにおいて階調値ごとに度数を計数して、各階級を一つの階調値で構成するヒストグラムを生成する。

最大階調検出部４３は、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムから、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最大階調情報値を検出して、それを輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸとして出力する。本実施の形態２に係る最大階調検出部４３は、図２に示される最大階調検出部３２ｒ，３２ｇ，３２ｂと同様に、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムにおいて、階級の最大から最小に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数が所定のしきい値ＹＡよりも初めて大きくなる階級の代表値、本例ではその階級を構成する階調値を検出する。そして最大階調検出部４３は、検出した代表値を輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸとして出力する。なお、この場合の輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸは、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最大階調値に準ずる値である。

最小階調検出部４４は、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムから、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最小階調情報値を検出して、それを輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとして出力する。本実施の形態２に係る最小階調検出部４４は、図２に示される最小階調検出部３３ｒ，３３ｇ，３３ｂと同様に、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムにおいて、階級の最小から最大に向かって度数を累積し、それによって得られる累積度数が所定のしきい値ＹＢよりも初めて大きくなる階級の代表値を検出する。そして最小階調検出部４４は、検出した代表値を輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとして出力する。なお、この場合の輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮは、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最小階調値に準ずる値である。

以上のように、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮは、最大・最小輝度情報とも呼ばれ、輝度情報検出部４は、最大・最小輝度情報を検出するものであるので、後述の平均輝度情報検出部との区別のため、最大・最小輝度情報検出部と呼ばれることもある。

輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸおよび輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮは、輝度情報値Ｙｉとして補正制御部５に入力される。

ヒストグラム生成部４２においては、演算量を低減するために、図２のヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂなどと同様に、階調数を複数に分割して、各階級が複数の階調値で構成されたヒストグラムを生成しても良い。

また、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸとして、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最大階調値に準ずる値を採用する場合には、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムをヒストグラム生成部４２で生成し、当該ヒストグラムにおいて、度数が計数されている階級のうち最も大きい階級の代表値を輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸとして出力しても良い。同様に、輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとして、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最小階調値に準ずる値を採用する場合には、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムをヒストグラム生成部４２で生成し、当該ヒストグラムにおいて、度数が計数されている階級のうち最も小さい階級の代表値を輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとして出力しても良い。

このように、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹにおける最大階調値に準ずる値は、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの場合と同様に、階調値のヒストグラムから得られる所定の累積度数及び所定のしきい値を用いて求められるか、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムにおいて、度数を計数する最も大きい階級の代表値となる。一方、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹにおける最小階調値に準ずる値は、階調値のヒストグラムから得られる所定の累積度数及び所定のしきい値を用いて求められるか、各階級が複数の階調値で構成されているヒストグラムにおいて、度数を計数する最も小さい階級の代表値となる。そして、輝度信号ＤｂＹに関しても、最大階調値に準ずる値は最大階調値と偶然に一致することもあるし、最小階調値に準ずる値は最小階調値と偶然に一致することもある。

最大階調検出部４３は、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムから、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最大階調値を抽出して、それを輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸとして出力しても良いし、最小階調検出部４４は、ヒストグラム生成部４２で生成されたヒストグラムから、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおける最小階調値を抽出して、それを輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとして出力しても良い。

補正制御部５は、図１３に示すように構成され、入力された色情報値Ｃｉと輝度情報値Ｙｉに基づいて補正パラメータＰａを算出して、階調補正部６に出力する。図１３に示される最大値選択部５１及び最小値選択部５２は、図４について説明したのと同様であり、補正パラメータ生成部５３は、最大値選択部５１及び最小値選択部５２から出力される最大・最小色情報（ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮ）と、輝度情報検出部４から出力される最大・最小輝度情報Ｙｉとに基づいて補正パラメータＰａを設定する。

図１４は補正制御部５の動作を説明するための図である。図１４に示されるように、補正制御部５は、ｘ軸及びｙ軸がともに階調値を示すｘｙ座標系において、輝度情報値Ｙｉに含まれる輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮをｘ軸に示し、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮにおける階調補正を行う際のそれぞれの目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔをｙ軸に示す。ＹＭＡＸｔ及びＹＭＩＮｔは階調補正後の最大階調情報値及び最小階調情報値、即ち、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び最小階調情報値ＹＭＩＮの階調補正後の目標値である。そして補正制御部５は、ｘｙ座標（ＹＭＩＮ，ＹＭＩＮｔ）とｘｙ座標（ＹＭＡＸ，ＹＭＡＸｔ）とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾きＫと、当該直線とｘ軸との交点におけるｘ座標の値ＢＫとを、それぞれパラメータＫ，ＢＫとして以下の式（５），式（６）で求める。

Ｋ＝（ＹＭＡＸｔ−ＹＭＩＮｔ）／（ＹＭＡＸ−ＹＭＩＮ） …（５）
ＢＫ＝ＹＭＩＮ−ＹＭＩＮｔ／Ｋ …（６）
補正制御部５は、求めたパラメータＫ，ＢＫを補正パラメータＰａとして階調補正部６に出力する。階調補正部６は、パラメータＫ，ＢＫを用いて、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれの階調値を補正する。これにより、実施の形態１と同様にコントラストが向上する。

ここで、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔをそれぞれ“２５５”及び“０”に設定すると、最もコントラストの高い映像が得られる。しかしながら、上述のように、明るい色の画像では、画像信号Ｄｂ中に階調値が輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸよりも大きい値を持つ色信号が存在することがあり（上述図８（ａ）及び（ｂ）参照）、また、暗い色の画像では、画像信号Ｄｂ中に階調値が輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮよりも小さい値を持つ色信号が存在することがあり、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔをそれぞれ“２５５”及び“０”に設定すると、色つぶれが生じることがある。

そこで、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔを以下の式（７），式（８）を用いて設定する。

ＹＭＩＮｔ＝ＹＭＩＮ−ＣＭＩＮ＋α（αは０または正数）
…（７）
ＹＭＡＸｔ＝２５５−ＣＭＡＸ＋ＹＭＡＸ−β（βは０または正数）
…（８）
ただし、α及びβは以下の式（９），式（１０）で表される。

α＝ＣＭＩＮｔ …（９）
β＝２５５−ＣＭＡＸｔ …（１０）
式（７）〜式（１０）に含まれるＣＭＡＸ、ＣＭＡＸｔ、ＣＭＩＮ及びＣＭＩＮｔは、実施の形態１で説明した色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ、その目標値ＣＭＡＸｔ、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及びその目標値ＣＭＩＮｔをそれぞれ示している。

このように、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔを、色情報値Ｃｉを用いて設定することにより、画像信号Ｄｂ中に階調値が輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸよりも大きい値を持つ色信号が存在する場合であっても、当該色信号において色つぶれが発生することを抑制できる。また、画像信号Ｄｂ中に階調値が輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮよりも小さい値を持つ色信号が存在する場合であっても、当該色信号において色つぶれが発生することを抑制できる。

なお上記αは、階調値“０”に対して目標値ＣＭＩＮｔにどの程度余裕を持たせるかを表す数値であって、βは階調値“２５５”に対して目標値ＣＭＡＸｔにどの程度余裕を持たせるかを表す数値である。

また、画面全体が黒っぽい映像に対応した画像信号Ｄｂでは、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸが小さくなり、逆に画面全体が白っぽい映像に対応した画像信号Ｄｂでは、輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮが大きくなることがある。このような画像信号Ｄｂに対して極端なコントラスト補正を行うと、階調とびなどの画質劣化が発生することがある。

そこで、実施の形態１と同様に、常に以下の式（１１）を満足するように目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔを動的に変更することによって、コントラストが極端に大きくなることを抑制でき、階調とびを抑制できる。

（ＹＭＡＸｔ−ＹＭＩＮｔ）＝γ×（ＹＭＡＸ−ＹＭＩＮ） …（１１）
ただし、γ＞１である。

目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔの変更は、目標値ＣＭＡＸｔ，ＣＭＩＮｔを変更することにより可能である。

以上のように、本実施の形態２に係る画像表示装置では、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮと、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮとに基づいて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行っているため、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれにおける色つぶれを抑制しつつコントラストを向上することができる。

また本実施の形態２では、輝度信号ＤｂＹの階調値のヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムから得られる所定の累積度数がしきい値よりも初めて大きくなる階級の代表値を、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸあるいは輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮとしている。そのため、当該しきい値を調整することにより、細やかな階調補正が可能となる。

なお、本実施の形態２に係る階調補正部６では、パラメータＫ，ＢＫに基づいて階調補正を行っていたが、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫに基づいて階調補正を行っても良い。以下にこの場合について説明する。

図１５は、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫに基づいて階調補正を行う場合の補正制御部５の動作を説明するための図である。
図１５に示されるように、補正制御部５は、ｘ軸及びｙ軸がともに階調値を示すｘｙ座標系において、輝度情報値Ｙｉに含まれる輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮをｘ軸に示し、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔをｙ軸に示す。更に補正制御部５は、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹの平均階調値ＹＡＶＧを値ＳＨとしてｘ軸に示し、その目標値ＹＡＶＧｔを値ＤＩＳＴとしてｙ軸に示す。

ここで平均階調値ＹＡＶＧは、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹの階調値の平均値であって、輝度情報検出部４で求められる。輝度情報検出部４は、１画素分の輝度信号ＤｂＹの階調値を１フレーム分足し合わせて、それによって得られる値を１フレーム分の画素数で除算することによって、平均階調値ＹＡＶＧを求める。

補正制御部５は、ｘｙ座標（ＹＭＩＮ，ＹＭＩＮｔ）とｘｙ座標（ＳＨ，ＤＩＳＴ）とを結ぶ直線Ｌ１と、ｘｙ座標（ＳＨ，ＤＩＳＴ）とｘｙ座標（ＹＭＡＸ，ＹＭＡＸｔ）とを結ぶ直線Ｌ２とを考える。そして補正制御部５は、直線Ｌ１の傾きＫ１と、直線Ｌ２の傾きＫ２と、ｘ軸と直線Ｌ１の交点におけるｘ座標の値ＢＫとを以下の式（１２）〜式（１４）で求める。

Ｋ１＝（ＤＩＳＴ−ＹＭＩＮｔ）／（ＳＨ−ＹＭＩＮ） …（１２）
Ｋ２＝（ＹＭＡＸｔ−ＤＩＳＴ）／（ＹＭＡＸ−ＳＨ） …（１３）
ＢＫ＝ＹＭＩＮ−ＹＭＩＮｔ／Ｋ１ …（１４）
補正制御部５は、求めた傾きＫ１，Ｋ２及び値ＢＫを、それぞれパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫとして、また値ＳＨ，ＤＩＳＴをそれぞれパラメータＳＨ，ＤＩＳＴとして、補正パラメータＰａに含めて階調補正部６に出力する。階調補正部６は、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを求める際に使用した色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれに対して、当該パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを用いて階調補正を行う。

なお本例において、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢでの色つぶれを抑制するために、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔは上記式（７），式（８）を用いて設定される。

図１６は、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫを用いて階調補正を行う場合の階調補正部６の詳細な構成を示すブロック図である。図１６に示されるように、階調補正部６は、比較条件判断部６０１ｒ，６０１ｇ，６０１ｂと、減算器６０２ｒ，６０２ｇ，６０２ｂと、乗算器６０３ｒ，６０３ｇ，６０３ｂと、加算器６０４ｒ，６０４ｇ，６０４ｂと、リミッタ６０５ｒ，６０５ｇ，６０５ｂとを備えている。

比較条件判断部６０１ｒ，６０１ｇ，６０１ｂには、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢがそれぞれ入力される。また比較条件判断部６０１ｒ，６０１ｇ，６０１ｂのそれぞれには、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴが入力される。

比較条件判断部６０１ｒは、入力された色信号ＤｂＲを減算器６０２ｒに出力する。また比較条件判断部６０１ｒは、パラメータＳＨをしきい値として用いて、色信号ＤｂＲの階調値とパラメータＳＨとを画素単位で比較し、色信号ＤｂＲの階調値がパラメータＳＨより小さいときには、パラメータＢＫを値ｓｕｂＲとして減算器６０２ｒに出力し、パラメータＫ１を値ｍｕｌＲとして乗算器６０３ｒに出力し、“０”を値ａｄｄＲとして加算器６０４ｒに出力する。

一方、比較条件判断部６０１ｒは、色信号ＤｂＲの階調値がパラメータＳＨ以上のときには、パラメータＳＨを値ｓｕｂＲとして減算器６０２ｒに出力し、パラメータＫ２を値ｍｕｌＲとして乗算器６０３ｒに出力し、パラメータＤＩＳＴを値ａｄｄＲとして加算器６０４ｒに出力する。

減算器６０２ｒは、色信号ＤｂＲの階調値から値ｓｕｂＲを減算し、その減算結果を乗算器６０３ｒに出力する。乗算器６０３ｒは、入力された減算結果と値ｍｕｌＲを乗算し、その乗算結果を加算器６０４ｒに出力する。加算器６０４ｒは、入力された乗算結果と値ａｄｄＲを加算し、その加算結果をリミッタ６０５ｒに出力する。リミッタ６０５ｒは、加算器６０４ｒでの演算結果の値が、設定可能な階調値の範囲（ダイナミックレンジ）を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器６０４ｒでの演算結果の値を制限して色信号ＤｃＲとして出力する。

同様に、比較条件判断部６０１ｇは、色信号ＤｂＧを減算器６０２ｇに出力するとともに、色信号ＤｂＧの階調値がパラメータＳＨより小さいときには、パラメータＢＫを値ｓｕｂＧとして減算器６０２ｇに出力し、パラメータＫ１を値ｍｕｌＧとして乗算器６０３ｇに出力し、“０”を値ａｄｄＧとして加算器６０４ｇに出力する。比較条件判断部６０１ｇは、色信号ＤｂＧの階調値がパラメータＳＨ以上のときには、パラメータＳＨを値ｓｕｂＧとして減算器６０２ｇに出力し、パラメータＫ２を値ｍｕｌＧとして乗算器６０３ｇに出力し、パラメータＤＩＳＴを値ａｄｄＧとして加算器６０４ｇに出力する。

減算器１５２ｇは、色信号ＤｂＧの階調値から値ｓｕｂＧを減算し、乗算器１５３ｇは、減算器１５２ｇでの減算結果と値ｍｕｌＧを乗算し、加算器１５４ｇは、乗算器１５３ｇでの乗算結果と値ａｄｄＧを加算する。リミッタ１５５ｇは、加算器１５４ｒでの演算結果が、設定可能な階調値の範囲を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器１５４ｇでの演算結果を制限して色信号ＤｃＧとして出力する。

同様に、比較条件判断部６０１ｂは、色信号ＤｂＢを減算器６０２ｂに出力するとともに、色信号ＤｂＢの階調値がパラメータＳＨより小さいときには、パラメータＢＫを値ｓｕｂＢとして減算器６０２ｂに出力し、パラメータＫ１を値ｍｕｌＢとして乗算器６０３ｂに出力し、“０”を値ａｄｄＢとして加算器６０４ｂに出力する。比較条件判断部６０１ｂは、色信号ＤｂＢの階調値がパラメータＳＨ以上のときには、パラメータＳＨを値ｓｕｂＢとして減算器６０２ｂに出力し、パラメータＫ２を値ｍｕｌＢとして乗算器６０３ｂに出力し、パラメータＤＩＳＴを値ａｄｄＢとして加算器６０４ｂに出力する。

減算器６０２ｂは、色信号ＤｂＧの階調値から値ｓｕｂＢを減算し、乗算器６０３ｂは、減算器６０２ｂでの減算結果と値ｍｕｌＢを乗算し、加算器６０４ｂは、乗算器６０３ｂでの乗算結果と値ａｄｄＢを加算する。リミッタ６０５ｂは、加算器６０４ｂでの演算結果が、設定可能な階調値の範囲を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器６０４ｂでの演算結果を制限して色信号ＤｃＢとして出力する。

階調補正部６が以上のように構成されることにより、各色信号の階調補正前の階調値をＡ０、階調補正後の階調値をＡ１とすると、Ａ０＜ＳＨのときにはＡ１＝（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ１となり、Ａ０≧ＳＨのときには、Ａ１＝（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴとなる。ただし、設定可能な階調値の範囲の上限値が“２５５”の場合において、（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ１＞２５５、あるいは（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＞２５５のときには、Ａ１は“２５５”に制限される。また、設定可能な階調値の範囲の下限値が“０”の場合において、（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ１＜０、あるいは（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＜０のときには、Ａ１は“０”に制限される。

このように、本例での階調補正部６では、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれにおいて、階調値がパラメータＳＨよりも小さい成分に対しては、Ａ１＝（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ１という階調補正が行われ、階調値がパラメータＳＨよりも大きい成分に対して、Ａ１＝（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴという階調補正が行われている。つまり、階調値がパラメータＳＨよりも小さい成分と大きい成分とでは、異なった階調補正が行われている。言い換えると、画像信号の輝度信号について、その階調値が所定のしきい値よりも大きい成分と小さい成分とで異なる階調補正パラメータが設定（変更）可能に構成されている。また、輝度信号ではなく、各色信号について、その階調値が所定のしきい値よりも大きい成分と小さい成分とで異なる階調補正パラメータが設定（変更）可能に構成しても良い。

また、パラメータＫ１は目標値ＹＭＩＮｔ及びパラメータＤＩＳＴを調整することにより変更することが可能であるため、補正制御部５がパラメータＫ１を変更することによって、階調値がパラメータＳＨよりも小さい成分に対して行われる階調補正の内容を変更することができる。そして、パラメータＫ２は目標値ＹＭＡＸｔ及びパラメータＤＩＳＴを調整することにより変更することが可能であるため、補正制御部５がパラメータＫ２を変更することによって、階調値がパラメータＳＨよりも大きい成分に対して行われる階調補正の内容についても変更することができる。従って、階調値がパラメータＳＨよりも小さい成分に対する階調補正と、大きい成分に対する階調補正とは、それぞれ個別にその内容を変更することができる。従って、より細やかな階調補正を行うことができ、様々な階調特性を実現できる。

例えば、パラメータＫ２よりもパラメータＫ１を小さくして、階調値が比較的小さい成分に対してはあまり階調補正を行わないようにする。そして、色情報検出部３で生成されるヒストグラムにおいて、階調値が比較的小さい成分がどのような階調分布をしているかによって、パラメータＫ１，Ｋ２を変更する。これにより、画像信号Ｄｂに対応する映像の内容に依存することなく、人間の目に敏感な階調値が小さい成分での階調とびを抑制することができる。

また、パラメータＫ１，Ｋ２については別の方法で算出したものを使用しても良い。以下に別の方法で算出したパラメータＫ１，Ｋ２を用いて階調補正を行う場合について説明する。図１７は、この場合の補正制御部５の動作を説明するための図である。図１７に示されるように、補正制御部５は、ｘ軸及びｙ軸がともに階調値を示すｘｙ座標系において、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮをｘ軸に示し、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔをｙ軸に示す。なお、この例では、輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮは値ＳＨとしてｘ軸に示され、その目標値ＹＭＩＮｔは値ＤＩＳＴとしてｙ軸に示される。

補正制御部５は、ｘｙ座標（０，０）とｘｙ座標（ＳＨ，ＤＩＳＴ）とを結ぶ直線Ｌ１１と、ｘｙ座標（ＳＨ，ＤＩＳＴ）とｘｙ座標（ＹＭＡＸ，ＹＭＡＸｔ）とを結ぶ直線Ｌ１２とを考える。そして補正制御部５は、直線Ｌ１１の傾きＫ１と、直線Ｌ１２の傾きＫ２とを以下の式（１５），式（１６）で求める。

Ｋ１＝ＤＩＳＴ／ＳＨ …（１５）
Ｋ２＝（ＹＭＡＸｔ−ＤＩＳＴ）／（ＹＭＡＸ−ＳＨ） …（１６）
補正制御部５は、求めた傾きＫ１，Ｋ２をそれぞれパラメータＫ１，Ｋ２として、値ＳＨ，ＤＩＳＴをそれぞれパラメータＳＨ，ＤＩＳＴとして、補正パラメータＰａに含めて階調補正部６に出力する。なお、本例の補正パラメータＰａには、値が“０”のパラメータＢＫが含まれている。

本例の階調補正部６は、図１６に示される構成と同じ構成であり、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを求める際に使用した色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれに対して、当該パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを用いて階調補正を行う。その結果、各色信号の階調補正前の階調値をＡ０、階調補正後の階調値をＡ１とすると、Ａ０＜ＳＨ（＝ＹＭＩＮ）のときにはＡ１＝Ａ０×Ｋ１となり、Ａ０≧ＳＨ（＝ＹＭＩＮ）のときには、Ａ１＝（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＝（Ａ０−ＹＭＩＮ）×Ｋ２＋ＹＭＩＮｔとなる。ただし、設定可能な階調値の範囲の上限値が“２５５”の場合において、Ａ０×Ｋ１＞２５５、あるいは（Ａ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＞２５５のときには、Ａ１は“２５５”に制限される。

なお本例においても、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢでの色つぶれを抑制するために、目標値ＹＭＡＸｔ，ＹＭＩＮｔは上記式（７），式（８）を用いて設定される。

パラメータＫ１，Ｋ２をこのように算出した場合でも、階調値がパラメータＳＨよりも大きい成分と小さい成分とで異なる階調補正が行われ、更にそれらの階調補正の内容は個別に変更することができるため、より細かな階調補正が可能となる。

また、パラメータＢＫを“０”に固定することにより、Ａ０＜ＳＨではＡ１＝Ａ０×Ｋ１という階調補正が行われるため、Ａ１＝（Ａ０−ＢＫ）×Ｋ１という階調補正と比較して、人間の目に敏感な暗い部分の階調変化が少なくなる。その結果、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ等が変化することによる階調補正内容の時間的な変化に伴う画像のちらつきなどを感じにくくすることができる。

なお、ＹＭＩＮｔ＝ＹＭＩＮに設定すると、Ｋ１＝１となる。この場合には、階調値がパラメータＳＨよりも小さい成分、つまり階調値が輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮよりも小さい成分に対しては階調補正がまったく行われなくなる。これにより、人間の目に敏感な階調値が小さい成分での階調とびを確実に抑制することができる。

また、パラメータＫ１，Ｋ２を用いて行う階調補正については、実施の形態１に係る画像処理装置７においても行うことができる。例えば、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢ全体における平均階調値を求めて、これを図５のｘ軸に示し、この平均階調値の目標値を図５のｙ軸に示す。そして、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸを輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸに、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮを輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮに、求めた平均階調値を平均階調値ＹＡＶＧに、目標値ＣＭＡＸｔを目標値ＹＭＡＸｔに、目標値ＣＭＩＮｔを目標値ＹＭＩＮｔに、求めた平均階調値の目標値を目標値ＹＡＶＧｔにそれぞれ見立てると、図１５を参照して説明した方法でパラメータＫ１，Ｋ２を求めることができる。

そして、実施の形態１に係る階調補正部６を図１６のように構成することによって、実施の形態１に係る階調補正部６においてもパラメータＫ１，Ｋ２を用いた階調補正が可能となる。これにより、階調値がパラメータＳＨよりも大きい成分と小さい成分とで異なる階調補正が行われ、更にそれらの階調補正の内容は個別に変更することができるため、より細かな階調補正が可能となる。

また、実施の形態１に係る画像処理装置７において、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸを輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸに、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮをパラメータＳＨに、目標値ＣＭＡＸｔを目標値ＹＭＡＸｔに、目標値ＣＭＩＮｔをパラメータＤＩＳＴにそれぞれ見立てると、図１７を参照して説明した方法を用いてパラメータＫ１，Ｋ２を求めることができる。この場合には、Ｋ１＝１とすることにより、階調値が色信号最小階調情報値ＣＭＩＮよりも小さい成分に対しては階調補正がまったく行われなくなり、その結果、人間の目に敏感な階調値が小さい成分での階調とびを抑制することができる。

実施の形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。

本実施の形態３に係る画像処理装置７は、マトリクス回路１１、実施の形態２と同様の色情報検出部３、輝度情報検出部４、補正制御部５、階調補正部６、マトリクス回路１２を備えている。受信部２が出力した画像信号Ｄｂは、色情報検出部３及びマトリクス回路１１に入力される。マトリクス回路１１は、以下の式（１７）〜式（１９）を使用して、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢで構成される画像信号Ｄｂを、輝度信号ＤｂＹ及び色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹで構成される画像信号ＤｂＹＢＲに変換する。

Ｙ＝０．３０Ｒ×０．５９Ｇ×０．１１Ｂ …（１７）
ＢＹ＝Ｂ−Ｙ …（１８）
ＲＹ＝Ｒ−Ｙ …（１９）
ただし、式（１７）〜式（１９）中のＲ，Ｇ，Ｂは、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの値をそれぞれ示している。またＹ，ＢＹ，ＲＹは、輝度信号ＤｂＹ及び色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹの値をそれぞれ示している。

なお、式（１７）〜式（１９）は、画像信号Ｄａの形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

マトリクス回路１１で生成された画像信号ＤｂＹＢＲは階調補正部６に入力される。また画像信号ＤｂＹＢＲに含まれる輝度信号ＤｂＹは輝度情報検出部４に入力される。輝度情報検出部４は、実施の形態２に係る輝度情報検出部４において、マトリクス回路４１を削除したものであり、入力された輝度信号ＤｂＹはヒストグラム生成部４２に入力される。輝度情報検出部４は、実施の形態２に係る輝度情報検出部４と同様に、輝度信号ＤｂＹから各画素における輝度情報値Ｙｉを検出して出力する。

補正制御部５は、実施の形態２において、図１５を参照して説明した補正制御部５と基本的には同じ動作を行う。異なる点は、それぞれの値が“０”であるパラメータＢＫＢＹ，ＢＫＲＹ，ＳＨＢＹ，ＳＨＲＹ，ＤＩＳＴＢＹ，ＤＩＳＴＲＹ，Ｋ１ＢＹ，Ｋ１ＲＹ（それぞれＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴ，Ｋ１に対応する）と、後述するパラメータＫ２ＢＹ，Ｋ２ＲＹ（Ｋ２に対応する）とを、パラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴとともに補正パラメータＰａに含めて出力する点である。

階調補正部６は、補正制御部５が出力する補正パラメータＰａを用いて画像信号ＤｂＹＢＲに対して階調補正を行い、それを画像信号ＤｃＹＢＲとしてマトリクス回路１２に出力する。マトリクス回路１２は、以下の式（２０）〜式（２２）を用いて、画像信号ＤｃＹＢＲを、色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢで構成される画像信号Ｄｃに変換する。

Ｇ＝Ｙ−０．１１／０．５９×ＢＹ−０．３０／０．５９×ＲＹ …（２０）
Ｂ＝ＢＹ＋Ｙ …（２１）
Ｒ＝ＲＹ＋Ｙ …（２２）
ただし、式（２０）〜式（２２）中のＲ，Ｇ，Ｂは、色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢをそれぞれ示している。またＹ，ＢＹ，ＲＹは、画像信号ＤｃＹＢＲに含まれる輝度信号ＤｃＹ及び色差信号ＤｃＢＹ，ＤｃＲＹをそれぞれ示している。

色信号ＤｃＧの算出式（２０）は、マトリクス回路１１で輝度信号ＤｂＹを計算する際に使用される式（１７）から導かれる。従って、マトリクス回路１１で輝度信号ＤｂＹの算出に別の式が用いられる場合は、式（２０）の替わりに当該別の式に応じた算出式が用いられる。

表示部８は、マトリクス回路１２で生成された画像信号Ｄｃに基づいて映像を表示する。色情報検出部３及び表示部８は実施の形態１で説明した動作と全く同じ動作を行うため、それらの詳細な動作説明は省略する。

図１９は、本実施の形態３に係る階調補正部６の詳細な構成を示すブロック図である。階調補正部６は、補正制御部５から出力されるパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを用いて輝度信号ＤｂＹの階調値を補正して、それを輝度信号ＤｃＹとして出力する。また補正実行部２５は、補正制御部２４から出力されるパラメータＫ１ＢＹ，Ｋ２ＢＹ，ＢＫＢＹ，ＳＨＢＹ，ＤＩＳＴＢＹを用いて色差信号ＤｂＢＹを補正して色差信号ＤｃＢＹとして出力し、補正制御部２４から出力されるパラメータＫ１ＲＹ，Ｋ２ＲＹ，ＢＫＲＹ，ＳＨＲＹ，ＤＩＳＴＲＹを用いて色差信号ＤｂＲＹを補正して色差信号ＤｃＲＹとして出力する。

図１９に示されるように、階調補正部６は、比較条件判断部６０１ｙ，６０１ｂｙ，６０１ｒｙと、減算器６０２ｙ，６０２ｂｙ，６０２ｒｙと、乗算器６０３ｙ，６０３ｂｙ，６０３ｒｙと、加算器６０４ｙ，６０４ｂｙ，６０４ｒｙと、リミッタ６０５ｙ，６０５ｂｙ，６０５ｒｙとを備えている。

比較条件判断部６０１ｙ，６０１ｂｙ，６０１ｒｙには、画像信号ＤｂＹＢＲに含まれる輝度信号ＤｂＹ、色差信号ＤｂＢＹ及び色差信号ＤｂＲＹがそれぞれ入力される。また比較条件判断部６０１ｙには、補正制御部５が出力するパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴが入力される。そして比較条件判断部６０１ｂｙには、補正制御部５が出力するパラメータＫ１ＢＹ，Ｋ２ＢＹ，ＢＫＢＹ，ＳＨＢＹ，ＤＩＳＴＢＹが入力され、比較条件判断部６０１ｒｙには、補正制御部５が出力するパラメータＫ１ＲＹ，Ｋ２ＲＹ，ＢＫＲＹ，ＳＨＲＹ，ＤＩＳＴＲＹが入力される。

比較条件判断部６０１ｙは、図１６に示される比較条件判断部６０１ｒと同様の動作を行う。比較条件判断部６０１ｙは、入力された輝度信号ＤｂＹを減算器６０２ｙに出力する。また比較条件判断部６０１ｙは、輝度信号ＤｂＹの階調値とパラメータＳＨとを画素単位で比較し、輝度信号ＤｂＹの階調値がパラメータＳＨより小さいときには、パラメータＢＫを値ｓｕｂＹとして減算器６０２ｙに出力し、パラメータＫ１を値ｍｕｌＹとして乗算器６０３ｙに出力し、“０”を値ａｄｄＹとして加算器６０４ｙに出力する。

一方、比較条件判断部６０１ｙは、輝度信号ＤｂＹの階調値がパラメータＳＨ以上のときには、パラメータＳＨを値ｓｕｂＹとして減算器６０２ｙに出力し、パラメータＫ２を値ｍｕｌＹとして乗算器６０３ｙに出力し、パラメータＤＩＳＴを値ａｄｄＹとして加算器６０４ｙに出力する。

減算器６０２ｙは、輝度信号ＤｂＹの階調値から値ｓｕｂＹを減算し、その減算結果を乗算器６０３ｙに出力する。乗算器６０３ｙは、入力された減算結果と値ｍｕｌＹを乗算し、その乗算結果を加算器６０４ｙに出力する。加算器６０４ｙは、入力された乗算結果と値ａｄｄＹを加算し、その加算結果をリミッタ６０５ｙに出力する。リミッタ６０５ｙは、加算器６０４ｙでの演算結果が、設定可能な階調値の範囲（ダイナミックレンジ）を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器６０４ｙでの演算結果を制限して輝度信号ＤｃＹとして出力する。

比較条件判断部６０１ｂｙは、比較条件判断部６０１ｙと少し異なった動作を行う。比較条件判断部６０１ｂｙは、色差信号ＤｂＢＹを減算器６０２ｂｙに出力するとともに、色差信号ＤｂＢＹの値がパラメータＳＨＢＹより小さいときには、パラメータＢＫＢＹを値ｓｕｂＢＹとして減算器６０２ｂｙに出力し、“０”を値ａｄｄＢＹとして加算器６０４ｂｙに出力する。比較条件判断部６０１ｂｙは、色差信号ＤｂＢＹの階調値がパラメータＳＨＢＹ以上のときには、パラメータＳＨＢＹを値ｓｕｂＢＹとして減算器６０２ｂｙに出力し、パラメータＤＩＳＴＢＹを値ａｄｄＢＹとして加算器６０４ｂｙに出力する。比較条件判断部６０１ｂｙは、色差信号ＤｂＢＹの値とパラメータＳＨＢＹとの大小関係によらず、値ｍｕｌＢＹとしてパラメータＫ２ＢＹを乗算器６０３ｂｙに出力する。

減算器６０２ｂｙは、色差信号ＤｂＢＹの値から値ｓｕｂＢＹを減算し、乗算器６０３ｂｙは、減算器６０２ｂｙでの減算結果と値ｍｕｌＢＹを乗算し、加算器６０４ｂｙは、乗算器６０３ｂｙでの乗算結果と値ａｄｄＢＹを加算する。リミッタ６０５ｂｙは、加算器６０４ｂｙでの演算結果が、許容範囲を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器６０４ｂｙでの演算結果を制限して色差信号ＤｃＢＹとして出力する。

比較条件判断部６０１ｒｙは、比較条件判断部６０１ｂｙと同様に、色差信号ＤｂＲＹを減算器６０２ｒｙに出力するとともに、色差信号ＤｂＲＹの値がパラメータＳＨＲＹより小さいときには、パラメータＢＫＲＹを値ｓｕｂＲＹとして減算器６０２ｒｙに出力し、“０”を値ａｄｄＲＹとして加算器６０４ｒｙに出力する。比較条件判断部６０１ｒｙは、色差信号ＤｂＲＹの値がパラメータＳＨＲＹ以上のときには、パラメータＳＨＲＹを値ｓｕｂＲＹとして減算器６０２ｒｙに出力し、パラメータＤＩＳＴＲＹを値ａｄｄＲＹとして加算器６０４ｒｙに出力する。比較条件判断部６０１ｒｙは、色差信号ＤｂＲＹの値とパラメータＳＨＲＹとの大小関係によらず、値ｍｕｌＲＹとしてパラメータＫ２ＲＹを乗算器６０３ｒｙに出力する。

減算器６０２ｒｙは、色差信号ＤｂＲＹの値から値ｓｕｂＲＹを減算し、乗算器６０３ｒｙは、減算器６０２ｒｙでの減算結果と値ｍｕｌＲＹを乗算し、加算器６０４ｒｙは、乗算器６０３ｒｙでの乗算結果と値ａｄｄＲＹを加算する。リミッタ６０５ｒｙは、加算器６０４ｒｙでの演算結果が、許容範囲を超えている場合には、その範囲内に入るように加算器６０４ｒｙでの演算結果を制限して色差信号ＤｃＲＹとして出力する。

階調補正部６が以上のように構成されることにより、輝度信号ＤｂＹの階調補正前の階調値をＹ０、階調補正後の階調値をＹ１とすると、Ｙ０＜ＳＨのときにはＹ１＝（Ｙ０−ＢＫ）×Ｋ１となり、Ｙ０≧ＳＨのときには、Ｙ１＝（Ｙ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴとなる。ただし、設定可能な階調値の範囲の上限値が“２５５”の場合において、（Ｙ０−ＢＫ）×Ｋ１＞２５５、あるいは（Ｙ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＞２５５のときには、Ｙ１は“２５５”に制限される。また、設定可能な階調値の範囲の下限値が“０”の場合において、（Ｙ０−ＢＫ）×Ｋ１＜０、あるいは（Ｙ０−ＳＨ）×Ｋ２＋ＤＩＳＴ＜０のときには、Ｙ１は“０”に制限される。

また、階調補正部６が以上のように構成されることにより、色差信号ＤｂＢＹの補正前の値をＢＹ０、補正後の値をＢＹ１とすると、ＢＹ０＜ＳＨＢＹのときにはＢＹ１＝（ＢＹ０−ＢＫＢＹ）×Ｋ２ＢＹとなり、ＢＹ０≧ＳＨＢＹのときには、ＢＹ１＝（ＢＹ０−ＳＨＢＹ）×Ｋ２ＢＹ＋ＤＩＳＴＢＹとなる。

ここで、パラメータＢＫＢＹ，ＳＨＢＹ，ＤＩＳＴＢＹはそれぞれ“０”である。従って、色差信号ＤｂＢＹの値に関わらず、ＢＹ１＝ＢＹ０×Ｋ２ＢＹとなる。

同様に、色差信号ＤｂＲＹの補正前の値をＲＹ０、補正後の値をＲＹ１とすると、色差信号ＤｃＲＹの値に関わらず、ＲＹ１＝ＲＹ０×Ｋ２ＢＹとなり、色差信号ＤｂＲＹはＫ２ＲＹ倍されて出力される。

以上のように、輝度信号ＤｂＹに対しては、実施の形態２での各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢに対する階調補正と同様の階調補正が行われる。これにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

一方、色差信号ＤｂＢＹに対してはその値がＫ２ＢＹ倍される補正が行われ、色差信号ＤｂＲＹに対してはその値がＫ２ＲＹ倍される補正が行われる。このように、色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹに対して個別に補正を行うことによって、画像信号Ｄｃが示す画像の彩度を調整することができる。従って、輝度信号ＤｂＹに対する階調補正が彩度に影響を与える場合であっても、色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹを適切に制御することによって当該影響を緩和できる。

なお、パラメータＫ２ＢＹ，Ｋ２ＲＹは以下の式（２３），式（２４）で表される。

Ｋ２ＢＹ＝Ｋ２×Ｋｂｙ …（２３）
Ｋ２ＲＹ＝Ｋ２×Ｋｒｙ …（２４）
ただし、Ｋｂｙ、Ｋｒｙは実数であって、輝度信号ＤｃＹに対する階調補正の内容によって決定される。

本実施の形態３に係る階調補正部６は、図１６に示される階調補正部６と似た構成を成しているため、階調補正部６の構成を多少変更し、比較条件判断部６０１ｙ，６０１ｂｙ，６０１ｒｙに入力する信号を選択的に切り換えることによって、当該階調補正部６において、輝度信号ＤｂＹ及び色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹで構成される画像信号ＤｂＹＢＲに対して階調補正を行うことも、色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢで構成される画像信号Ｄｂに対して階調補正を行うことも可能となる。

比較条件判断部６０１ｙに関しては、図１６に示される比較条件判断部６０１ｒと同様の動作を行うため、また比較条件判断部６０１ｒと同様にパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴが入力されるため、輝度信号ＤｂＹを入力するか、色信号ＤｂＲを入力するかを切り換えるだけで良い。

比較条件判断部６０１ｂｙに関しては、図１６に示される比較条件判断部６０１ｇと比較して、後段の乗算器に出力する信号の内容が異なるため、色差信号ＤｂＢＹを処理する場合の動作と、色信号ＤｂＧを処理する場合の動作とを切り換える必要がある。従って、処理対象の画像信号の種類を示す情報が書き込まれるレジスタ（図示せず）を階調補正部６に新たに設けて、当該レジスタの値が画像信号ＤｂＹＢＲを示す場合には、比較条件判断部６０１ｂｙは色差信号ＤｂＢＹを処理する際の動作を行い、当該レジスタの値が画像信号Ｄｂを示す場合には、比較条件判断部６０１ｂｙは色信号ＤｂＧを処理する際の動作を行うように構成する。そして、比較条件判断部６０１ｂｙに入力されるパラメータも比較条件判断部６０１ｇと異なるため、色差信号ＤｂＢＹを処理するか、色信号ＤｂＧを処理するかで、当該パラメータを切り換える必要がある。

比較条件判断部６０１ｒｙに関しては、比較条件判断部６０１ｂｙと同様に、図１６に示される比較条件判断部６０１ｂと比較して、後段の乗算器に出力する信号の内容が異なるため、色差信号ＤｂＲＹを処理する場合の動作と、色信号ＤｂＢを処理する場合の動作とを切り換える必要がある。従って、階調補正部６に新たに設けた上記レジスタの値が画像信号ＤｂＹＢＲを示す場合には、比較条件判断部６０１ｒｙは色差信号ＤｂＲＹを処理する際の動作を行い、当該レジスタの値が画像信号Ｄｂを示す場合には、比較条件判断部６０１ｒｙは色信号ＤｂＢを処理する際の動作を行うように構成する。そして、比較条件判断部６０１ｒｙに入力されるパラメータも比較条件判断部６０１ｂと異なるため、色差信号ＤｂＲＹを処理するか、色信号ＤｂＢを処理するかで、当該パラメータを切り換える必要がある。

また上述の実施の形態１では、補正パラメータＰａを用いて各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢに対して階調補正を行ったが、本実施の形態３に係る画像表示装置のように、マトリクス回路を用いて色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢを輝度信号ＤｃＹ及び色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹに変換し、輝度信号ＤｂＹに対して階調補正を行うとともに、色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹに対して補正を行うことも可能である。輝度信号ＤｂＹに対する階調補正は、図６に示される階調補正部６において、色信号ＤｂＲの替わりに輝度信号ＤｂＹを比較器６３ｒに入力することによって実現でき、階調補正部６での色信号ＤｂＧ，ＤｂＢを処理する構成は不要となる。また、色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹに対する補正には、階調補正部６に乗算器を新たに設けて、色差信号ＤｂＢＹ，ＤｂＲＹのそれぞれに適当なパラメータを乗算することによって実現できる。

実施の形態４．
図２０は本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態４に係る画像表示装置は、上述の実施の形態２に係る画像表示装置において、平均輝度情報検出部１３及び光源制御部１４を更に備えるものである。なお、本実施の形態４に係る表示部８は明るさ（発光輝度）が調整可能な光源８ａを備えており、当該光源８ａから発する光を画像信号Ｄｃに基づいて変調することによって画像を表示する。本表示部８は、例えば、液晶表示装置や、液晶パネルあるいはＤＭＤをライトバルブとして使用したプロジェクタ等である。

平均輝度情報検出部１３には、受信部２から出力される画像信号Ｄｂと、階調補正部６から出力される画像信号Ｄｃとが入力される。平均輝度情報検出部１３は、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの平均階調値Ｙｂａｖを検出するとともに、当該画像信号Ｄｂに対応する１フレーム分の画像信号Ｄｃから得られる輝度信号ＤｃＹの平均階調値Ｙｃａｖを検出する。そして平均輝度情報検出部１３は、平均階調値Ｙｂａｖから平均階調値Ｙｃａｖを差し引いた値を輝度変化情報値Ｙｓｉとして光源制御部１４に出力する。光源制御部１４は、入力された輝度変化情報値Ｙｓｉに基づいて光源制御信号Ｌｃを生成して表示部８に出力する。表示部８は、入力された光源制御信号Ｌｃに基づいて光源８ａの明るさを決定する。その他の構成については実施の形態２に係る画像表示装置と同様であるため、その説明は省略する。

図２1は平均輝度情報検出部１３の詳細な構成を示すブロック図である。図２1に示されるように、平均輝度情報検出部１３は、マトリクス回路１３１ａ，１３１ｂと、平均算出器１３２ａ，１３２ｂとを備えている。

マトリクス回路１３１ａは、上記の式（１７）を用いて画像信号Ｄｂから輝度信号ＤｂＹを生成して出力する。マトリクス回路１３１ｂは、上記の式（１７）を用いて画像信号Ｄｃから輝度信号ＤｃＹを生成して出力する。

なお、輝度信号ＤｂＹ，ＤｃＹの算出式は、画像信号Ｄｂ，Ｄｃの形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよいが、マトリクス回路１３１ａ，１３１ｂは、互いに同じ式により輝度信号ＤｂＹ，ＤｃＹを算出する。

平均算出器１３２ａは、輝度信号ＤｂＹの階調値を１フレーム分足し合わせて、それを１フレーム分の画素数で除算することにより、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹの平均階調値Ｙｂａｖを求めて減算器１３３に出力する。平均算出器１３２ｂは、輝度信号ＤｃＹの階調値を１フレーム分足し合わせて、それを１フレーム分の画素数で除算することにより、１フレーム分の輝度信号ＤｃＹの平均階調値Ｙｃａｖを求めて減算器１３３光源制御部１４に出力する。

図２２は光源制御部１４の詳細な構成を示すブロック図である。図２２に示されるように、光源制御部１４は、減算器１４１と光源制御信号生成部１４２とを備えている。
減算器１４１は、以下の式（２５）を用いて輝度変化情報値Ｙｓｉを算出して光源制御部１４に出力する。
Ｙｓｉ＝Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ …（２５）

光源制御信号生成部１４２は、以下の式（２６）を用いて、表示部８が光源８ａの明るさを決定するために使用する光源制御信号Ｌｃを生成して出力する。
Ｌｃ＝ＯＲＧ＋Ｙｓｉ×Ｋｓｃ …（２６）

表示部８は、光源制御信号Ｌｃの値が大きいほど光源８ａを明るく、小さいほど光源８ａを暗くするようにする。

なお式（２６）中のＯＲＧは、輝度変化情報値Ｙｓｉが０の場合、すなわち階調補正前後において平均輝度が変化しない場合において設定すべき光源８ａの明るさに基づいて決定される値である。また式（２６）中のＫｓｃは光源制御係数で、Ｋｓｃが大きいほど光源８ａの明るさは大きく変化する。

式（２５），式（２６）からも理解できるように、本実施の形態４に係る画像表示装置では、輝度変化情報値Ｙｓｉが正の方向に大きくなると、光源制御信号Ｌｃが大きくなり、表示部８の光源８ａは明るくなる。一方、輝度変化情報値Ｙｓｉが負の方向に大きくなると、光源制御信号Ｌｃが小さくなり、表示部８の光源８ａは暗くなる。

このように、光源制御部１４の働きによって、輝度変化情報値Ｙｓｉが負の方向に大きくなると、つまり、画像信号Ｄｂにおける階調補正後の平均階調値が階調補正前のそれよりも大きくなると、光源８ａの明るさは暗くなる。

ここで、一般的に、表示部８の画面における輝度が低い領域では光源８ａの漏れ光が（明るさは）視聴者に目に付きやすい。これを防止するためには、光源８ａの明るさを低減することが有効であるが、単に光源８ａの明るさを低減しただけでは、画面中における輝度が高い領域での明るさが低下するだけである。

本実施の形態４に係る画像表示装置では、画像信号Ｄｂにおける階調補正後の平均階調値が階調補正前のそれよりも大きくなると、光源８ａの明るさを低減するように制御しているため、表示部８での画面における輝度が高い領域での明るさを向上しつつ、輝度が暗い領域での光源８ａの明るさが視聴者に目に付かないように光源８ａの明るさを低減できる。図２３（ａ）及び（ｂ）、並びに図２４（ａ）〜（ｃ）は、この効果を示す図である。

図２３（ａ）及び図２４（ａ）は、階調補正前の１フレーム分の画像信号Ｄｂの各色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの階調分布と、当該画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの階調及び明るさの分布とを示している。図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）は、階調補正後の画像信号Ｄｃの各色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢの階調分布と、当該画像信号Ｄｃから得られる輝度信号ＤｃＹの階調の分布とを示している。図２４（ｃ）は、本実施の形態４に係る光源制御を行った場合において、表示部８の画面に実際に映る映像に対応する色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢ及び輝度信号ＤｃＹの明るさの分布を示している。

図２４（ｂ）に示されるように、画像信号Ｄｂに対する階調補正によってコントラストが向上し、画面における輝度が比較的高い領域の明るさが向上している。従って、平均階調値Ｙｃａｖが平均階調値Ｙｂａｖよりも大きくなる。そうすると、輝度変化情報値Ｙｓｉは負の数となるため、光源制御信号Ｌｃは小さくなり、表示部８の光源８ａは暗くなる。よって、輝度が低い領域での光源８ａの明るさは目に付きにくくなる。一方で、光源８ａは暗くなるものの、階調補正によって十分にコントラストを上げているため、図２４（ａ）と図２４（ｃ）とを比較して理解できるように、輝度が高い領域での明るさを向上することができる。

なお実施の形態４では、実施の形態２に係る画像表示装置をベースにして光源制御について説明したが、実施の形態１に係る画像表示装置や、実施の形態３に係る画像表示装置に対しても、平均輝度情報検出部１３及び光源制御部１４を新たに設けることによって、本実施の形態４に係る光源制御技術を適用することができ、同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態４に係る平均輝度情報検出部１３では、平均階調値Ｙｂａｖ，Ｙｃａｖを検出して、それらの差を輝度変化情報値Ｙｓｉとして出力していたが、１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの階調値の総和と、１フレーム分の画像信号Ｄｃから得られる輝度信号ＤｃＹの階調値の総和とを検出して、それらの差を輝度変化情報値Ｙｓｉとして光源制御部１４に出力しても良い。この場合には、平均算出器１３２ａでは、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹの階調値の総和が求められて、１フレーム分の画素数で除算されずにそのまま減算器１８５に出力される。平均算出器１３２ａでは、１フレーム分の輝度信号ＤｃＹの階調値の総和が求められて、１フレーム分の画素数で除算されずにそのまま減算器１３３に出力される。減算器１３３は、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹの階調値の総和から１フレーム分の輝度信号ＤｃＹの階調値の総和を差し引いて、その結果を輝度変化情報値Ｙｓｉとして光源制御部１４に出力する。なお、光源制御部１４及び表示部８は上述と同様に動作する。

このように、階調補正前の１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの階調値の総和から階調補正後の当該総和を差し引いた値を、輝度変化情報値Ｙｓｉとして採用した場合には、階調補正後の１フレーム分の画像信号Ｄｂから得られる輝度信号ＤｂＹの階調値の総和が階調補正前のそれよりも大きくなると、光源８ａの明るさは暗くなる。この場合にも、上述と同様の効果を得ることができ、表示部８での画面における輝度が高い領域での明るさを向上しつつ、輝度が暗い領域での光源８ａの明るさが視聴者に目に付かないように光源８ａの明るさを低減できる。更に、平均算出器１３２ａ，１３２ｂでは、除算演算を行う必要がないため、それらの構成を簡素化できる。

上述の実施の形態１〜４では、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮの両方に基づいて画像信号Ｄｂに対して階調補正を行っていたが、どちらか一方に基づいても階調補正を行うことができる。また実施の形態２，３では、輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮの両方に基づいて画像信号Ｄｂあるいは画像信号ＤｂＹＢＲに対して階調補正を行っていたが、どちらか一方に基づいても階調補正を行うことができる。

図２５は、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸを用いることなく、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮに基づいて階調補正を行う場合の実施の形態１に係る補正制御部５の動作を説明するための図である。なお以下の説明では、階調値の設定可能範囲の最大値は“２５５”とする。

図２５に示されるように、補正制御部５は、ｘ軸及びｙ軸がともに階調値を示すｘｙ座標系において、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮをｘ軸に示し、その目標値ＣＭＩＮｔをｙ軸に示す。そして補正制御部５は、ｘｙ座標（２５５，２５５）とｘｙ座標（ＣＭＩＮ，ＣＭＩＮｔ）とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾きＫと、当該直線とｘ軸との交点におけるｘ座標の値ＢＫとを求める。この動作は、実施の形態１において説明した補正制御部４の動作において、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ＝２５５、目標値ＣＭＡＸｔ＝２５５に設定した場合と同じ動作である。

このように、パラメータＫ，ＢＫを色信号最小階調情報値ＣＭＩＮだけを用いて求めることによって、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸを用いることなく色信号最小階調情報値ＣＭＩＮに基づいて階調補正を行うことができる。

この場合には、色情報検出部３において色信号最大階調情報値ＣＭＡＸを検出する必要が無いため、図２６に示されるように、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂと、最小階調検出部３３ｒ，３３ｇ，３３ｂとで、色情報検出部３を構成することができる。

図２７は、図２６に示される色情報検出部３におけるヒストグラム生成部３１ｒが生成するヒストグラムの一例を示す図である。図中の横軸は階調値（階級）を示し、縦軸は度数を示している。なお、図２７に示されるヒストグラムの階級の決定方法などは、図３に示されるヒストグラムと同様である。図２７に示されるように、色情報検出部３では、ヒストグラム生成部３１ｒが生成するヒストグラムにおいて、階級の最小から最大に向かって度数が累積される。これにより、累積度数ＨＲｂが取得され、明るい側の累積度数ＨＲｗは取得されない。

本例では、最大階調情報値ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸを検出する必要がないため、図２８に示されるように、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂにおいて、所定の階級（図２８の例では、代表値が“１２４”の階級）以下の成分だけでヒストグラムを生成するようにしても良い。これにより、１フレーム分の色信号に含まれる階調値のすべてについて度数を計数する必要がなくなるため、演算量を低減することができ、色情報検出部３の構成を簡素化できる。

なお、図２８に示されるようなヒストグラムを生成した場合には、累積度数ＨＲｂがしきい値ＲＢを超えない場合も発生するが、そのときには、最小階調情報値ＲＭＩＮを“１３２”などに固定して、予め上限を設定することによって、最小階調情報値ＲＭＩＮが検出できないという不具合は回避できる。

図２９は、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは用いることなく、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸに基づいて階調補正を行う場合の実施の形態１に係る補正制御部５の動作を説明するための図である。なお以下の説明でも、階調値の設定可能範囲の最大値は“２５５”とする。

図２９に示されるように、補正制御部５は、ｘ軸及びｙ軸がともに階調値を示すｘｙ座標系において、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸをｘ軸に示し、その目標値ＣＭＡＸｔをｙ軸に示す。そして補正制御部５は、ｘｙ座標（ＣＭＡＸ，ＣＭＡＸｔ）とｘｙ座標（０，０）とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾きＫを求める。この動作は、実施の形態１において説明した補正制御部５の動作において、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ＝０、目標値ＣＭＩＮｔ＝０に設定した場合と同じ動作である。なお、この場合のパラメータＢＫ＝０である。

このように、パラメータＫを色信号最大階調情報値ＣＭＡＸだけで求め、パラメータＢＫ＝０に設定することによって、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮを用いることなく色信号最大階調情報値ＣＭＡＸに基づいて階調補正を行うことができる。

この場合には、色情報検出部３において色信号最小階調情報値ＣＭＩＮを検出する必要が無いため、図３０に示されるように、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂと、最大階調検出部３２ｒ，３２ｇ，３２ｂと、色信号最大階調検出部３４とで、色情報検出部３を構成することができる。

図３１は、図３０に示される色情報検出部３におけるヒストグラム生成部３１ｒが生成するヒストグラムの一例を示す図である。図中の横軸は階調値（階級）を示し、縦軸は度数を示している。なお、図３１に示されるヒストグラムの階級の決定方法などは、図３に示されるヒストグラムと同様である。図３１に示されるように、色情報検出部３では、ヒストグラム生成部３１ｒで生成されたヒスグラムにおいて、階級の最大から最小に向かって度数が累積される。これにより、累積度数ＨＲｗが取得され、暗い側の累積度数ＨＲｂは取得されない。

本例では、最小階調情報値ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮを検出する必要がないため、図３２に示されるように、ヒストグラム生成部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂにおいて、所定の階級（図３２の例では代表値“１３２”の階級）以上の成分だけでヒストグラムを生成するようにしても良い。これにより、１フレーム分の色信号に含まれる階調値のすべてについて度数を計数する必要がなくなるため、演算量を低減することができ、色情報検出部３の構成を簡素化できる。

なお、図３２に示されるようなヒストグラムを生成した場合には、累積度数ＨＲｗがしきい値ＲＡを超えない場合も発生するが、そのときには、最大階調情報値ＲＭＡＸを“１２４”などに設定し、当該最大階調情報値ＲＭＡＸに下限値を設けることによって、最大階調情報値ＲＭＡＸが検出できないという不具合は回避できる。

図３３は、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮは用いることなく、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸに基づいて階調補正を行う場合の実施の形態１に係る階調補正部６の詳細な構成を示すブロック図である。図３３に示されるように、パラメータＢＫ＝０であるため、減算器６１ｒ，６１ｇ，６１ｂ、比較器６３ｒ，６３ｇ，６３ｂ及び条件判断部６４ｒ，６４ｇ，６４ｂを設ける必要がなく、階調補正部６を、乗算器６２ｒ，６２ｇ，６２ｂ及びリミッタ６５ｒ，６５ｇ，６５ｂで構成することができる。

乗算器６２ｒは色信号ＤｂＲの階調値にパラメータＫを乗算してリミッタ６５ｒに出力する。乗算器６２ｇは色信号ＤｂＧの階調値にパラメータＫを乗算してリミッタ６５ｇに出力する。乗算器６２ｂは色信号ＤｂＢの階調値にパラメータＫを乗算してリミッタ６５ｂに出力する。リミッタ６５ｒ，６５ｇ，６５ｂは、図６に示されるものと同じ動作を行う。

このように、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮのどちらか一方を検出して、それに基づいて階調補正を行うことによって、画像処理装置７の構成を簡素化できる。

以上では、実施の形態１に係る画像処理装置に関して、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び色信号最小階調情報値ＣＭＩＮのどちらか一方に基づいて階調補正を行う場合について説明したが、その他の実施の形態２〜４に係る画像処理装置でも同様のことが可能である。

実施の形態２に係る画像処理装置において、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮだけを用いる場合について図１４を参照して説明する。図１４において、ＹＭＡＸ＝ＹＭＡＸｔ＝２５５に設定することによって、上述の式（５），式（６）は、以下の式（２７），式（２８）でそれぞれ表される。

Ｋ＝（２５５−ＹＭＩＮｔ）／（２５５−ＹＭＩＮ） …（２７）
ＢＫ＝ＹＭＩＮ−ＹＭＩＮｔ／Ｋ …（２８）
上記式（２７），式（２８）で表されるパラメータＫ，ＢＫを用いて実施の形態２と同様に階調補正を行うことによって、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸを用いることなく、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮに基づいて階調補正を実行できる。

また、実施の形態２に係る画像処理装置において色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸだけを用いる場合には、図１４において、ＹＭＩＮ＝ＹＭＩＮｔ＝０に設定する。そうすると、上述の式（５），式（６）は、以下の式（２９），式（３０）でそれぞれ表される。

Ｋ＝ＹＭＡＸｔ／ＹＭＡＸ …（２９）
ＢＫ＝０ …（３０）
上記式（２９），式（３０）で表されるパラメータＫ，ＢＫを用いて実施の形態２と同様に階調補正を行うことによって、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮを用いることなく、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸに基づいて階調補正を実行できる。

また、実施の形態２において図１５を参照して説明した、パラメータＫ１，Ｋ２を用いて階調補正を行う場合において、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮだけを用いる際には、図１５において、ＹＭＡＸ＝ＹＭＡＸｔ＝２５５に設定する。そうすると、上述の式（１２）〜式（１４）は、以下の式（３１）〜式（３３）でそれぞれ表される。

Ｋ１＝（ＤＩＳＴ−ＹＭＩＮｔ）／（ＳＨ−ＹＭＩＮ） …（３１）
Ｋ２＝（２５５−ＤＩＳＴ）／（２５５−ＳＨ） …（３２）
ＢＫ＝ＹＭＩＮ−ＹＭＩＮｔ／Ｋ１ …（３３）
上記式（３１）〜式（３３）で表されるパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫと、パラメータＳＨ，ＤＩＳＴを用いて階調補正を行うことによって、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸを用いることなく、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮに基づいて階調補正を実行できる。

また、図１５を参照して説明したパラメータＫ１，Ｋ２を用いて階調補正を行う場合において、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸだけを用いる際には、図１５において、ＹＭＩＮ＝ＹＭＩＮｔ＝０に設定する。そうすると、上述の式（１２）〜式（１４）は、以下の式（３４）〜式（３６）でそれぞれ表される。

Ｋ１＝ＤＩＳＴ／ＳＨ …（３４）
Ｋ２＝（ＹＭＡＸｔ−ＤＩＳＴ）／（ＹＭＡＸ−ＳＨ） …（３５）
ＢＫ＝０ …（３６）
上記式（３４）〜式（３６）で表されるパラメータＫ１，Ｋ２，ＢＫと、パラメータＳＨ，ＤＩＳＴを用いて階調補正を行うことによって、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮを用いることなく、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸに基づいて階調補正を実行できる。

実施の形態２において図１７を参照して説明した、パラメータＫ１，Ｋ２を用いて階調補正を行う場合において、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮだけを用いる際には、図１７において、ＹＭＡＸ＝ＹＭＡＸｔ＝２５５に設定する。そうすると、上述の式（１５），式（１６）は、以下の式（３７），式（３８）でそれぞれ表される。

Ｋ１＝ＤＩＳＴ／ＳＨ …（３７）
Ｋ２＝（２５５−ＤＩＳＴ）／（２５５−ＳＨ） …（３８）
上記式（３７），式（３８）で表されるパラメータＫ１，Ｋ２と、パラメータＳＨ，ＤＩＳＴと、値が０であるパラメータＢＫとを用いて階調補正を行うことによって、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸを用いることなく、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮに基づいて階調補正を実行できる。

また、図１７を参照して説明したパラメータＫ１，Ｋ２を用いて階調補正を行う場合において、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸだけを用いる際には、図１７において、ＹＭＩＮ＝ＳＨ＝０、ＹＭＩＮｔ＝ＤＩＳＴ＝０に設定する。そうすると、上述の式（１５），式（１６）は、以下の式（３９），式（４０）でそれぞれ表される。

Ｋ１＝０ …（３９）
Ｋ２＝ＹＭＡＸｔ／ＹＭＡＸ …（４０）
上記式（３９），式（４０）で表されるパラメータＫ１，Ｋ２と、各値が“０”であるパラメータＢＫ，ＳＨ，ＤＩＳＴを用いて階調補正を行うことによって、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮ及び輝度信号最小階調情報値ＹＭＩＮを用いることなく、色信号最大階調情報値ＣＭＡＸ及び輝度信号最大階調情報値ＹＭＡＸに基づいて階調補正を実行できる。

また実施の形態１〜４では、色情報検出部３は、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの全成分を使用して色情報値Ｃｉを検出していたが、当該色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢを部分的に使用して（特定の部分を使用して）色情報値Ｃｉを検出しても良い。図３４（ａ）〜３４（ｃ）はこの場合の色情報検出部３の動作を説明するための図である。図３４（ａ）〜３４（ｃ）のそれぞれは、１フレーム分の画像信号Ｄｂに対応する１フレーム分の映像を示している。

図３４（ａ）に示されるように、一般的には、１フレーム分の映像には、実際に表示部８で表示される有効映像領域８１と、ブランキング期間における画像信号Ｄｂに対応し、表示部８では表示されない無効映像領域８２とが存在する。色情報検出部３において、有効映像領域８１に対応する色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのみを色情報値Ｃｉの検出対象とすることによって、映像表示に寄与しないブランキング期間における色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢの情報を使用することなく、画像信号Ｄｂに対して適切な階調補正を行うことができる。また、ブランキング期間における色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢに、画像信号以外の制御信号やノイズ信号等が重畳されている場合であっても、これらの信号の影響を受けることなく画像信号Ｄｂに対して階調補正を行うことができる。

なお、画像信号Ｄｂにおいて、有効映像領域８１に対応する信号か、無効映像領域８２に対応する信号かの切り分けについては、画像信号Ｄｂとともに送られている領域指定信号を参照することによって実行できる。この領域指定信号は、１フレーム分の画像信号Ｄｂにおいて、有効映像領域８１に対応する信号及び無効映像領域８２に対応する信号がそれぞれどの部分であるかを示す信号である。

また図３４（ｂ）に示されるように、有効映像領域８１が、レターボックス表示等を行う無映像領域８１ａを含む場合には、当該無映像領域８１ａを除いた有効映像領域８１に対応する色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのみを色情報値Ｃｉの検出対象としても良い。これにより、無映像領域８１ａに字幕などの文字が表示される場合や、無映像領域８１ａに対応する色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢにノイズ信号が重畳されている場合において、字幕などの文字が変化したり、ノイズ信号が変化したときであっても、これらの影響を受けることなく画像信号Ｄｂに対して適切な階調補正を実行できる。また、無映像領域８１ａが黒色を示す場合には、色信号最小階調情報値ＣＭＩＮが、無映像領域８１ａにおける黒色の階調値となることを防止できる。なお、有効映像領域８１における、無映像領域８１ａとそれ以外の領域との切り分けについても、１フレーム分の画像信号Ｄｂにおいて無映像領域８１ａがどの部分であるかを示す領域指定信号を参照することによって実行できる。

また図３４（ｃ）に示されるように、有効映像領域８１が、ＯＳＤ（ＯｎＳｃｒｅｅｎＤｉｓｐｌａｙ）画面が表示される領域８１ｂを含む場合には、当該領域８１ｂを除いた有効映像領域８１に対応する色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのみを色情報値Ｃｉの検出対象としても良い。これにより、ＯＳＤ画面の表示／非表示の影響を受けることなく画像信号Ｄｂに対して適切な階調補正を実行できる。なお、有効映像領域８１における、領域８１ｂとそれ以外の領域との切り分けについては、１フレーム分の画像信号Ｄｂにおいて領域８１ｂがどの部分であるかを示す領域指定信号を参照することによって実行できる。

以上のように、色情報検出部３において、１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれを部分的に色情報値Ｃｉの検出対象とすることによって、当該１フレーム分の色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢのそれぞれにおいて、必要な成分だけの情報を用いて階調補正を行うことができ、適切な階調補正が実行できる。

なお、上述の輝度情報検出部４においても同様に、１フレーム分の輝度信号ＤｂＹを部分的に輝度情報値Ｙｉの検出対象とすることによって、当該１フレーム分の輝度信号ＤｂＹにおいて、必要な成分だけの情報を用いて階調補正を行うことができ、適切な階調補正が実行できる。

また、上述の階調補正部６において、１フレーム分の画像信号Ｄｂのうち、有効映像領域８１に対応する成分のみに対して階調補正を行ったり、無映像領域８１ａを除く有効映像領域８１に対応する成分のみに対して階調補正を行ったり、ＯＳＤ画面が表示される領域８１ｂを除く有効映像領域８１に対応する成分のみに対して階調補正を行っても良い。これらの場合には、無効映像領域８２や無映像領域８１ａ、あるいはＯＳＤ画面が表示される領域８１ｂに対応する画像信号Ｄｂにノイズ信号が重畳されている場合であっても、当該ノイズ信号を増幅することが無い。また、無映像領域８１ａやＯＳＤ画面が表示される領域８１ｂに示される文字等の階調がシーンにより変化することを防止できる。

このように、１フレーム分の画像信号Ｄｂに対して部分的に階調補正を行うことによって、階調補正が必要な成分だけに対して階調補正を行うことができ、適切な階調補正が実行できる。

実施の形態５．
図３５は、この発明の実施の形態５の画像表示装置を示す。
入力端子１には、テレビやコンピュータ等で用いられている所定の形式の画像信号Ｄａが入力され、受信部２が入力端子１に入力された画像信号Ｄａを受信する。
受信部２は、受信した画像信号Ｄａを画像信号処理部７で用いる形式の画像データ、例えばそれぞれが光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表すデジタル画像データＤｂに変換して出力する受信部２は、入力された画像信号Ｄａがアナログ形式の信号の場合にはＡ／Ｄ変換器などで構成され、入力された画像信号Ｄａがデジタル形式の信号の場合にはその形式に適合した所定の復調器などで構成される。

受信部２から出力された画像データＤｂは、画像信号処理部７の階調補正部６と、色情報検出部３と、輝度情報検出部４と、平均輝度情報検出部１３に入力される。
色情報検出部３は、各画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂのデータから、各画素における色情報Ｃｉを検出する。輝度情報検出部４は、各画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂのデータから輝度Ｙを算出し、輝度情報Ｙｉを検出する。
検出された色情報Ｃｉと輝度情報Ｙｉは、補正制御部５に出力され、補正制御部５は、色情報検出部３から入力された色情報Ｃｉと輝度情報検出部４から入力された輝度情報Ｙｉに基づいて、階調補正部６で画像データの階調を補正するためのパラメータＰａを算出し、階調補正部６に出力する。
階調補正部６は、補正制御部５から入力されたパラメータＰａにより、画像データＤｂの階調を補正し、階調が補正された画像データＤｃを表示部８に出力する。表示部８は階調補正部６から入力された画像データＤｃに基づいて映像を表示する。

平均輝度情報検出部１３は、受信部２から出力された画像信号Ｄｂから、画像信号Ｄｂの１フレーム当たりの階調補正前平均輝度Ｙｂａｖを検出し、階調補正部６から出力された画像信号Ｄｃから、画像信号Ｄｃの１フレーム当たりの階調補正後平均輝度Ｙｃａｖを検出し、光源制御部１４に出力する。
光源制御部１４は、平均輝度情報検出部８から出力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖと平均輝度情報検出部９から出力された階調補正後平均輝度Ｙｃａｖから、光源制御信号Ｌｃを算出し、光源制御信号Ｌｃを出力する。光源制御部１４から出力された光源制御信号Ｌｃは、表示部１１のバックライト等の光源の光量の制御に用いられる。

色情報検出部３は、図２に示すように構成され、ヒストグラム生成部３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ、最大階調検出部３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ、及び最小階調検出部３３ｒ、３３ｇ、３３ｂを備える。

ヒストグラム生成部３１ｒは、入力された色信号ＤｂＲの１フレームに相当する画像データの階調区分ごとの度数を計数し、１フレーム分のヒストグラムを生成する。最大階調検出部３２ｒは、生成されたヒストグラムの最も明るい（大きい）階調区分から順次より低い区分に累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＲＡを超える階調区分を検出し、その区分の代表値を最大階調情報値ＲＭＡＸとして出力する。同様にして、最小階調検出部３３ｒは、生成されたヒストグラムの最も暗い（小さい）階調区分から順次より高い区分に累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＲＢを超える階調区分を検出し、その区分の代表値を最小階調情報値ＲＭＩＮとして出力する。代表値は例えばその区分の中間値である。

ヒストグラム生成部３１ｒが生成したヒストグラムの一例は、図３に示す通りである。図３で、横軸が階調で、縦軸が度数を表す。

図３に示す例では、画像データＤｂＲの０から２５６階調を３２個の区分に分割し、各区分が８個の階調値から成る。即ち、ヒストグラム生成部３１ｒは、８階調ごと、すなわち２５６階調分を３２個の区分に分割して度数を計数した場合のヒストグラムを生成している。
２５６階調を３２個の区分に分割した場合、１区分あたりの階調値の数は上記のように、８になる。図３の横軸に示された数字は、その区分内の中心付近の階調値を代表値として示したものである。例えば、横軸の数値「４」は、階調値０〜７から成る区分の代表値であり、「４」の位置に示された度数は、１フレームの画像データＤｂに含まれる、階調値０〜７の画素の数を表す。
なお、各区分が１個の階調値から成り、画像データＤｂＲの階調値の数、例えば画像データが８ビットの場合は、０から２５５階調のように２５６個の階調値の各々について生成するようにしても良い。

図３のように各区分が複数の階調値を含むようした場合、区分の数を減らすことで、演算を簡略化する効果がある。区分の数は、演算量と必要とする検出精度に応じて任意に設定できるものとする。

以上のように生成されたヒストグラムに対して、階調値が低い区分から順に度数を累積することで、暗い側の累積度数ＨＲｂが得られ、同様に階調値が高い区分から順に度数を累積することで明るい側の累積度数ＨＲｗを得ることができる。累積度数ＨＲｂが、あらかじめ設定された閾値ＲＢを超えたところを最小階調ＲＭＩＮ（図３の場合１２）とし、累積度数ＨＲｗが設定値ＲＡを超えたところを最大階調ＲＭＡＸ（図３の場合２１２）として出力する。

ヒストグラム生成部３１ｇ、３１ｂはヒストグラム生成部３１ｒと同様に構成され、色信号ＤｂＧ、ＤｂＢは色信号ＤｂＲについても上記と同様に、ヒストグラムの生成と、それぞれの色信号の最大階調および最小階調が検出され、ＧＭＡＸ、ＧＭＩＮ、ＢＭＡＸ、ＢＭＩＮが出力される。

なお、上記の例では上記累積度数を、ヒストグラム生成部３１ｒ、３１ｇ、３１ｂで生成しているが、代わりに、最大階調検出部３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと最小階調検出部３３ｒ、３３ｇ、３３ｂで生成しても良い。最大階調検出部３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと最小階調検出部３３ｒ、３３ｇ、３３ｂで累積度数を生成する場合には、ヒストグラム生成器３１ｒ、３１ｇ、３１ｂを別個に設ける必要がなくなる。

これらの色信号の最大階調ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸ、および最小階調ＲＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＢＭＩＮは、色情報Ｃｉとして色情報検出部３から補正制御部５に出力される。

図３５の輝度情報検出部４は、図１２に示されるように、マトリクス回路４１と、ヒストグラム生成部４２と、最大階調検出部４３と、最小階調検出部４４とを備える。

受信部２より入力されたＲ、Ｇ、Ｂの成分を表す色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢで構成される画像データＤｂは、マトリクス回路４１に入力される。マトリクス回路４１は、入力された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂから、上記の式（４）により、Ｙを算出し、算出された輝度信号Ｙをヒストグラム生成部４２に出力する。輝度信号Ｙの算出式は、入力信号の形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

ヒストグラム生成部４２は、入力された輝度信号Ｙの１フレームに相当する画像データの階調ごとの度数を計数し、１フレーム分のヒストグラムを生成する。
最大階調検出部４３は、生成されたヒストグラムの最も明るい（大きい）階調区分から順次より低い階調区分に向けて累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＹＡ（図３の閾値ＲＡに相当）を超える階調区分を検出し、その階調区分の代表値を最大階調ＹＭＡＸとして出力する。同様にして、最小階調検出部４４は、生成されたヒストグラムの最も暗い（小さい）階調区分から順次より高い階調区分に向けて累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＹＢ（図３の閾値ＲＢに相当）を超える階調区分を検出し、その階調区分の代表値を最小階調ＹＭＩＮとして出力する。これは、色情報検出部３と同様である。

これらの輝度信号の最大階調ＹＭＡＸおよび最小階調ＹＭＩＮは、輝度情報Ｙｉとして輝度情報検出部４から補正制御部５に出力される。

補正制御部５は、入力された色情報Ｃｉと輝度情報Ｙｉに基づいて、後述する所定の計算式により画像データの階調を補正するためのパラメータＰａを算出し、階調補正部６に出力する。
パラメータＰａには、以下に説明するように、パラメータＢＫ、ＳＨ、ＤＩＳＴ、Ｋ１、Ｋ２が含まれる。

階調補正部６には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色成分を表す色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから成る画像データＤｂが入力される。階調補正された画像データＤｃを出力する。画像データＤｃも、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色成分を表す色信号ＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢから成る。
図１７は、横軸が画像データＤｂのいずれか、例えばＤｂＲの階調を表し、縦軸が画像データＤｃのうちのＤｂＲに対応するもの、即ちＤｃＲの階調を表す。ＤｂＧとＤｃＧ、ＤｂＢとＤｃＢの関係も同様である。以下ＤｂＲについて説明する。
図１７に基づいて、補正制御部５のパラメータＰａの算出法について説明する。

色情報検出部３から入力されたＲ、Ｇ、Ｂの最大階調ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸのうち最も大きいものを全色最大階調データＣＭＡＸとし、最小階調ＲＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＢＭＩＮのうち最も小さいものを全色最小階調データＣＭＩＮとする。

輝度情報検出部４から入力されたＹＭＡＸとＹＭＩＮに対応する階調補正後の目標値をそれぞれＹＭＡＸｔとＹＭＩＮｔとすると、Ｋ１、Ｋ２は図１７のグラフの傾き、ＢＫは横軸上の接点を示し、以下の式で表すことができる。
Ｋ１＝（ＹＭＩＮｔ）／（ＹＭＩＮ） …（４１）
Ｋ２＝（ＹＭＡＸｔ−ＹＭＩＮｔ）／（ＹＭＡＸ−ＹＭＩＮ） …（４２）
ＢＫ＝０ …（４３）

上記の式において、ＳＨ、ＤＩＳＴは、図１７に示したとおり
ＳＨ＝ＹＭＩＮ …（４４）
ＤＩＳＴ＝ＹＭＩＮｔ …（４５）
とする。

ここで、階調補正後の目標値ＹＭＡＸｔとＹＭＩＮｔをそれぞれ２５５と０にすれば、最もコントラストの高い映像が得られるが、輝度信号Ｙは、上記の式（４）により求められているので、明るい色の画像では、ＹＭＡＸより大きい値を持つＲ、Ｇ、Ｂの画像データＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢの階調が失われる。また、同様に暗い色の画像では、ＹＭＩＮより小さい値を持つＲ、Ｇ、Ｂの画像データＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢの階調が失われる。そこで、以下に示す式（４６）および式（４７）を用いて、ＹＭＩＮｔとＹＭＡＸｔを求めることで、明るい色の画像、および暗い色の画像における階調の喪失を防ぐことができる。
ＹＭＩＮｔ＝ＹＭＩＮ−ＣＭＩＮ＋α （αは０または正数） …（４６）
ＹＭＡＸｔ＝２５５−ＣＭＡＸ＋ＹＭＡＸ−β （βは０または正数） …（４７）

ここで、αおよびβは、階調０と階調２５５に対して、階調補正後の目標値にどの程度余裕を持たせるかを表す数値（余裕度）である。

また、画像全体が黒っぽく輝度信号の最大階調ＹＭＡＸが小さい場合や、逆に画像全体が白っぽく輝度信号の最小階調ＹＭＩＮが大きい場合は、極端なコントラスト補正による数値的に不連続な変化になるような階調飛びなどの画質劣化が発生しないように、検出された輝度信号の最大階調ＹＭＡＸ、輝度信号の最小階調ＹＭＩＮと階調補正により変換されたＹＭＡＸｔ、ＹＭＩＮｔとの差が一定の値を超えないよう制御することも可能である。

またここで、ＹＭＩＮｔ＝ＹＭＩＮとするとＫ１＝１と固定となり、ＹＭＩＮ以下の輝度では階調補正されなくなるので、さらに画像の階調飛びや階調のつぶれなどを感じにくくすることができる。

上記の式（４１）〜式（４７）の演算により、パラメータＢＫ、ＳＨ、ＤＩＳＴ、Ｋ１、Ｋ２を生成する補正制御部５は例えば図３６に示すように構成される。図３６に示される補正制御部５は、最大値選択部５１、最小値選択部５２、補正後最大階調値生成部５０３、補正後最小階調値生成部５０４、及びパラメータ生成部５０５〜５０９を有する。

最大値選択部５１は、色情報検出部３から出力される最大階調ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸを受けて、そのうちの値が最大のものを選択して全色最大階調ＣＭＡＸとして出力し、最小値選択部５２は、色情報検出部３から出力される最小階調ＲＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＢＭＩＮを受けて、そのうちの値が最小のものを選択して全色最小階調ＣＭＩＮとして出力する。

図３５及び図３６に示す構成では、色情報検出部３と、最大値選択部５１と、最小値選択部５２とで、入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号の最大階調または最大階調に準ずる値ＣＭＡＸ及び前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値ＣＭＩＮを検出する最大・最小色情報検出手段が構成され、補正後最大階調値生成部５０３、補正後最小階調値生成部５０４、及びパラメータ生成部５０６〜５０９により、補正パラメータ生成手段５３Ｂが構成される。

図３７乃至図４０は、それぞれ式（４１）、式（４２）、式（４６）、式（４７）の演算を行うパラメータ生成部５０５、パラメータ生成部５０６、補正後最小階調値生成部５０４、補正後最大階調値生成部５０３の具体例を示す。

補正後最大階調値生成部５０３は、図３７に示すように、固定値２５５から全色最大階調データＣＭＡＸを減算する減算手段５０３ａと、階調補正前の最大階調ＹＭＡＸから余裕度βを減算する減算手段５０３ｂと、減算手段５０３ａの出力と減算手段５０３ｂの出力を加算する加算手段５０３ｃとを備え、最大値選択部５１から出力される全色最大階調ＣＭＡＸと、輝度情報検出部４から出力される最大階調ＹＭＡＸと、予め定められた定数βを受けて、式（４７）の演算によりＹＭＡＸｔ（階調補正後の最大階調）を算出して、出力する。

補正後最小階調値生成部５０４は、図３８に示すように、階調補正前の最小階調ＹＭＩＮから全色最小階調データＣＭＩＮを減算する減算手段５０４ａと、減算手段５０４ａの出力と余裕度αとを加算する加算手段５０４ｂとを備え、最小値選択部５２から出力される全色最小階調ＣＭＩＮと、輝度情報検出部４から出力される最小階調ＹＭＩＮと、予め定められた定数αを受けて、式（４６）の演算によりＹＭＩＮｔ（階調補正後の最小階調）を算出して、出力する。

パラメータ生成部５０５は、図３９に示すように、階調補正後の最小階調ＹＭＩＮｔを階調補正前の最小階調ＹＭＩＮで割る除算手段５０５ａを備え、補正後最小階調値生成部５０４から出力される階調補正後の最小階調ＹＭＩＮｔと輝度情報検出部４から出力される最小階調ＹＭＩＮとを受けて、式（４１）の演算によりパラメータＫ１を算出して、出力する。

パラメータ生成部５０６は、図４０に示すように、階調補正後の最大階調ＹＭＡＸｔから階調補正後の最小階調ＹＭＩＮｔを減算する減算手段５０６ａと、階調補正前の最大階調ＹＭＡＸから階調補正前の最小階調ＹＭＩＮを減算する減算手段５０６ｂと、減算手段５０６ａの出力を減算手段５０６ｂの出力で割る減算手段５０６ｃとを備え、補正後最大階調値生成部５０３から出力される階調補正後の最大階調ＹＭＡＸｔと、補正後最小階調値生成部５０４から出力される階調補正後の最小階調ＹＭＩＮｔと、輝度情報検出部４から出力される最大階調ＹＭＡＸ及び最小階調ＹＭＩＮとを受け、式（４２）の演算により、パラメータＫ２を算出して、出力する。

パラメータ生成部５０７は、輝度情報検出部４から出力される最小階調ＹＭＩＮを受け、式（４４）の演算により、パラメータＳＨを算出して、出力する。

パラメータ生成部５０８は、補正後最小階調値生成部５０４から出力される階調補正後の最小階調ＹＭＩＮｔを受け、式（４５）の演算によりパラメータＤＩＳＴを算出して、出力する。

パラメータ生成部５０９は、「０」を受け、式（４３）の演算によりパラメータＢＫを算出して、出力する。

階調補正部６は、図１６に示すように、比較条件判断部６０１ｒ、６０１ｇ、６０１ｂ、減算器６０２ｒ、６０２ｇ、６０２ｂ、乗算器６０３ｒ、６０３ｇ、６０３ｂ、加算器６０４ｒ、６０４ｇ、６０４ｂ、及びリミッタ６０５ｒ、６０５ｇ、６０５ｂを備える。

受信部２より入力された画像データＤｂのＲ、Ｇ、Ｂの成分を表す色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢは、それぞれ、比較条件判断部６０１ｒ、６０１ｇ、６０１ｂに入力される。

補正制御部５で算出されたパラメータＢＫ、ＳＨ、ＤＩＳＴ、Ｋ１、Ｋ２は、比較条件判断部６０１ｒ、６０１ｇ、６０１ｂに入力される。

画像データＤｂを構成するＲ、Ｇ、Ｂの３つの色のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢは、同様の処理を受ける。そこで、以下Ｒについて説明する。
比較条件判断部１９ｒは、入力された画像データＤｂＲと、パラメータＢＫ、ＳＨ、ＤＩＳＴ、Ｋ１、Ｋ２に基づいて、減算値ｓｕｂＲと、係数ｍｕｌＲと、加算値ａｄｄＲとを生成して、画像データＤｂＲとともに出力する。
比較条件判断部６０１ｒは、減算値ｓｕｂＲ、係数ｍｕｌＲ、加算値ａｄｄＲを以下のようにして定める。

まず、比較条件判断部６０１ｒは、画像データＤｂＲを閾値ＳＨと比較し、画像データＤｂＲが閾値ＳＨより小さい時、ＢＫをｓｕｂＲの値とする。即ち、ｓｕｂＲ＝ＢＫとする。一方、画像データＤｂＲが閾値ＳＨ以上のとき、ｓｕｂＲ＝ＳＨとする。
比較条件判断部６０１ｒはまた、画像データＤｂＲを閾値ＳＨと比較し、画像データＤｂＲが閾値ＳＨより小さい時は、ｍｕｌＲ＝Ｋ１とする。一方、画像データＤｂＲが閾値ＳＨ以上のときは、ｍｕｌＲ＝Ｋ２とする。
比較条件判断部６０１ｒはさらに、入力された画像データＤｂＲを閾値ＳＨと比較し、画像データＤｂＲが閾値ＳＨより小さい時は、ａｄｄＲ＝「０」とする。一方、画像データＤｂＲが閾値ＳＨ以上のときは、ａｄｄＲ＝ＤＩＳＴとする。

減算器６０２ｒは、画像データＤｂＲと減算値ｓｕｂＲとを受け、ＤｂＲからｓｕｂＲを減算し、減算結果を乗算器６０３ｒに出力する。乗算器６０３ｒは、入力された減算結果とｍｕｌＲを乗算し、乗算結果を加算器６０４ｒ出力する。加算器６０４ｒは、入力された乗算結果と加算値ａｄｄＲを加算し、加算結果をリミッタ６０５ｒに出力する。リミッタ６０５ｒは、加算器６０４ｒから入力された値が規定の範囲（２５５）を超えている場合、規定の範囲に入るようにクリップして階調補正後の画像データＤｃＲを出力する。

平均輝度情報検出部１３は図２1に示すように、マトリクス回路１３１ａ、１３１ｂと、平均算出器１３２ａ、１３２ｂとを備える。

平均輝度情報検出部１３において、受信部２より入力されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分を表す色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢで構成される画像データＤｂは、マトリクス回路１３１ａに入力される。マトリクス回路１３１ａは、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号ＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢを輝度信号Ｙｂに変換し、輝度信号Ｙｂを平均算出器１３２ａに出力する。たとえば、ＮＴＳＣ方式などのテレビ信号の場合は、以下の式（４８Ａ）が用いられる。
Ｙｂ＝０．３０×ＤｂＲ＋０．５９×ＤｂＧ＋０．１１×ＤｂＢ …（４８Ａ）

輝度信号Ｙｂの算出式としては、入力信号の形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

平均算出器１３２ａは、入力された輝度信号Ｙｂを１フレームに当たる期間累積加算し、１フレームに当たる画素数で除算することにより１フレーム間の平均輝度を算出し、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖを出力する。

また、階調補正部６より入力されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号ＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢで構成される画像データＤｃから、１フレーム間の平均輝度を算出し、階調補正後平均輝度Ｙｃａｖを出力する。

ここで、マトリクス回路１３１ｂは、マトリクス回路１３１ａと同様のマトリクス演算を行って輝度信号Ｙｃを求める。即ち、階調補正されたＲ、Ｇ、Ｂの色成分を表す色信号ＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢに対し、例えば下記の式（４８Ｂ）
Ｙｃ＝０．３０×ＤｃＲ＋０．５９×ＤｃＧ＋０．１１×ＤｃＢ …（４８Ｂ）
により輝度信号Ｙｃを求める。
輝度信号Ｙｃの算出式としては、入力信号の形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

平均算出器１３２ｂは、入力された輝度信号Ｙｃを１フレームに当たる期間累積加算し、１フレームに当たる画素数で除算することにより１フレーム間の平均輝度を算出し、階調補正前平均輝度Ｙｃａｖを出力する。
なお、平均算出部１３２ａ及び１３２ｂにおいて平均を求めるために除算をしているが、平均算出部１３２ａ及び１３２ｂの双方において、除算をせずに累積加算値をそのまま用いても良い。その場合、除算器の回路を省略することができる。

光源制御部１４は、図４１に示すように、減算器１４１、減算器１４３、乗算器１４４、乗算器１４５、加算器１４６、加算器１４７、及びリミッタ１４８を備える。

平均輝度情報検出部１３より出力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖは減算器１４１と減算器１４３に入力される。平均輝度情報検出部１３より出力された階調補正後平均輝度Ｙｃａｖは減算器１４１に入力される。減算器１４１は、次式で与えられる階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃを乗算器１４５に出力する。
Ｙｓｃ＝Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ …（４９）

乗算器１４５は、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃとあらかじめ設定された階調補正前後平均輝度差係数Ｋｓとを乗算し、加算器１４６に出力する。

減算器１４３は、入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖとあらかじめ設定された階調補正前平均輝度定数Ｃとの差、Ｙｂａｖ−Ｃを算出して乗算器１４４に出力する。乗算器１４４は減算器１４３から出力された減算結果とあらかじめ設定された階調補正前平均輝度係数Ｋｂとを乗算し、加算器１４６に出力する。加算器１４６は、乗算器１４４の乗算結果と乗算器１４５の乗算結果を加算し、加算器１４７に出力する。加算器１４７は、加算器１４６の加算結果とあらかじめ設定された非光源制御時定数ＢＳを加算して、リミッタ１４８に出力する。リミッタ１４８は、加算器１４７から入力された値が規定の範囲を超えている場合、規定の範囲に入るようにクリップして、光源制御信号Ｌｃとして出力する。なお、ここでは、光源制御信号Ｌｃは数値が大きい程、光源を明るくし、数値が小さい程、光源を暗くするように作用するものとしている。

光源制御部１４における以上の処理は、以下に示した式（５０）による光源制御信号Ｌｃの算出であるとも言える。
Ｌｃ＝ＢＳ＋（Ｙｂａｖ−Ｃ）×Ｋｂ＋（Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）×Ｋｓ …（５０）
ただし、Ｌｃが規定の範囲に入るようにクリップする。

以上のように、例えば、階調補正前平均輝度定数Ｃを光源制御を行わない場合の光源制御信号の数値定数ＢＳに対応する平均輝度値に設定し、階調補正前後の輝度差（Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）だけではなく、定数Ｃと信号処理前の平均輝度Ｙｂａｖの差（とＹｂａｖ−Ｃ）を光源制御の要素に加えることにより、平均輝度の低いシーンでは、光源を暗めに、平均輝度の高いシーンでは、光源を明るめに設定することができる。

なお、定数Ｋｂが大きければ、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの影響を大きく受けるし、定数Ｋｓが大きければ、階調補正前後の平均輝度差の影響を大きく受ける。

これが、時間軸方向のコントラストアップである。

なお、光源制御信号Ｌｃの数値が大きい程、光源が暗くなり、数値が小さい程、光源を明るくするのであれば、上記の式（５０）の代わりに、以下に示した式（５１）により、光源制御信号Ｌｃを算出すればよい。言換えると、光源制御部１４として、式（５１）の演算を実現する構成のものを用いれば良い。
Ｌｃ＝（Ｃ−Ｙｂａｖ）×Ｋｂ＋（Ｙｃａｖ−Ｙｂａｖ）×Ｋｓ＋ＢＳ …（５１）
但し、Ｌｃが規定の範囲に入るようにクリップする。

なお、平均算出器１３２ａ、１３２ｂで、除算を省略した場合は、光源制御信号Ｌｃを算出する時点で、下位ビットを削除するなどすればよい。

表示部８は、図４２に示すように、光源８ａ、及び光変調部８ｂを備える。

光源制御部１４より出力された光源制御信号Ｌｃは、光源８ａに入力され、光源制御信号Ｌｃの値に従い、光源の明るさ（発光輝度）を変化させる。階調補正部６より出力されたＲ、Ｇ、Ｂで構成される画像データＤｃは、光変調部８ｂに入力され、画像データＤｃの各データに従い反射率、あるいは透過率が変わることで、各画素の光を変調する。

図４３及び図４４は、光源制御部１４が発生する光源制御信号Ｌｃを説明するための図で、図面で左から右へ延びる座標軸が階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃを表し、図面で手前から奥に向かう座標軸が階調補正前平均輝度Ｙｂａｖを表し、図面で下から上に向かう座標軸が光源制御信号Ｌｃを表す。
図４３は、Ｋｂ＝１、Ｋｓ＝１、Ｃ＝１２８、ＢＳ＝２００に設定した場合を示し、図４４は、Ｋｂ＝２、Ｋｓ＝１、Ｃ＝１１０、ＢＳ＝２２０に設定した場合を示す。

図４３及び図４４は、光源制御信号Ｌｃが８ビット（２５６階調）の場合の例を示し、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃは、−２５５から２５５の値を取り得、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖは、０から２５５の値を取り得るが、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃが−１００から６０、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが０から１６０の範囲について示している。

図４３及び図４４において、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃが大きいとき（図の右側）、すなわち階調補正により平均輝度が下がった時、光源制御信号Ｌｃは大きな値となる。
また、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが大きいときも（図の奥側）、光源制御信号Ｌｃは大きな値になる。光源制御信号Ｌｃは、値が大きいときに表示部１１の光源３４を明るくするように作用し、値が小さいときに表示部８の光源８ａを暗くするように作用する。

図４３では、階調補正前平均輝度係数Ｋｂと階調補正前後平均輝度差係数Ｋｓを同じ値にしているため、図４３に示したとおり、Ｙｓｃを表す軸とＹｂａＶを表す軸に対して４５度の線上の光源制御信号Ｌｃが等しい値となる。これは、光源制御信号Ｌｃは、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃと階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの影響を同程度受けることを示している。

一方、図４４では、階調補正前平均輝度係数Ｋｂ＝２、階調補正前後平均輝度差係数Ｋｓ＝１の設定により、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃより階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの影響を強く受けるようになっている。

図４３や図４４に示すような光源制御信号Ｌｃを用いた制御を行うことにより、階調補正および光源の制御による平均輝度が画像に応じて変化するので、画面内のコントラストの向上とともに、時間軸方向の平均輝度のコントラストも高めることができる。
また、図４４に示すように、階調補正前後平均輝度差係数Ｋｂを大きくすると、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの影響をより強く受けるので、階調補正による平均輝度の変化より、階調補正前の平均輝度に応じて、光源を制御し、画面内のコントラストの向上とともに、より時間軸方向のコントラストも高めることができる。

同様に階調補正前後平均輝度差係数Ｋｓを小さくすると、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃの影響を受けにくくなるので、階調補正による平均輝度の変化応じて、当該平均輝度の変化が残るように光源を制御するので、画面内のコントラスト向上とともに、時間軸方向のコントラストも高めることができる。

なお、図４３は、階調補正前平均輝度定数Ｃを２５６階調の中心である１２８に設定した例を示し、図４４は、階調補正前平均輝度定数Ｃを１１０に設定した例を示したが、階調補正前平均輝度定数Ｃを大きくすることで、光源制御信号Ｌｃが小さくなるので、平均輝度が低いシーンでより暗くし、階調補正前平均輝度定数Ｃを小さくすることで、光源制御信号Ｌｃが大きくなるので、平均輝度が高いシーンでより明るくすることができる。

非光源制御時定数ＢＳは、光源制御を行わない時の光源の明るさ、すなわち光源の標準状態の明るさを表している。非光源制御時定数ＢＳを式（５０）により説明する。階調補正前平均輝度Ｙｂａｖと階調補正後平均輝度Ｙｃａｖが等しく、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが階調補正前平均輝度定数Ｃと等しい時、光源制御信号Ｌｃは非光源制御時定数ＢＳになる。つまり、階調補正前後の平均輝度が等しく、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが階調補正前平均輝度定数Ｃ（図４３では、Ｃ＝１２８）と等しい時には、階調補正と光源制御を行っていない時と、同じ光源の明るさであることを意味する。

光源の標準状態の明るさを最大値より暗く設定した場合、光源の制御によって、平均輝度が低いシーンでは、標準状態より暗くするとともに、平均輝度が高いシーンでは、標準状態より明るくすることができるので、視聴者に対して時間軸方向のダイナミックレンジが広がった画像を提供することができるとともに、標準状態の光源の明るさが、最大値ではないので、消費電力を低減させる効果もある。

一方、光源の標準状態の明るさを最大値に設定した場合、比較的明るいシーンでは、常に光源が最大の明るさになるので、画像表示装置の周囲が明るい環境でも、輝度の不足を感じることなく画像を視聴することができる。なお、平均輝度が暗いシーンでは、光源も暗くなるように制御されることは、光源の標準状態の明るさを最大値より暗く設定した場合と同様であるので、視聴者に対して時間軸方向のダイナミックレンジが広がった画像を提供することができるとともに、消費電力を低減させる効果もある。

このように、階調補正前平均輝度係数Ｋｂ、階調補正前後平均輝度差係数Ｋｓ、階調補正前平均輝度定数Ｃ、および非光源制御時定数ＢＳの設定により、時間軸方向のコントラストの制御や消費電力の低減効果を任意に設定することができる。

図４５（ａ）〜（ｃ）及び図４６（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態５の効果を説明するための図で、図４５（ａ）及び図４６（ａ）は入力された画像データＤｂの階調分布を示し、図４５（ｂ）及び図４６（ｂ）は階調補正された画像データＤｃの階調分布を示し、図４５（ｃ）及び図４６（ｃ）は光源を備えた表示部８に表示された画像の明るさ分布を示す。図４５（ａ）〜（ｃ）は画像データＤｂの平均輝度が比較的低い（暗い）場合の例であり、図４６（ａ）〜（ｃ）は画像データＤｂの平均輝度が比較的高い（明るい）場合の例である。

図４５（ｂ）に示したように、階調補正された画像データＤｃの階調分布は、図４５（ａ）に示した階調補正前の画像データＤｂの階調分布に比べて、ダイナミックレンジが広がるとともに、平均輝度が高くなっている。その結果、階調補正後平均輝度Ｙｃａｖは、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖより大きいので、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃ（＝Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）は負数となる。また、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖも階調補正前平均輝度定数Ｃより小さい。従って、光源制御信号Ｌｃは、式（５０）に従って小さくなる。したがって、図４５（ｃ）に示したように、図４５（ａ）のＣＭＡＸにあたる明るい部分は、より明るく、図４５（ａ）のＣＭＩＮにあたる暗い部分は、より暗くなる。また、表示部８に表示される画像の平均輝度は、元の画像の平均輝度よりも低くなる。

図４６（ａ）〜（ｃ）の場合も同様であり、図４６（ｂ）に示したように、階調補正された画像データＤｃの階調分布は、図４６（ａ）に示した階調補正前の画像データＤｂの階調分布に比べて、ダイナミックレンジが広がるとともに、平均輝度が高くなっている。その結果、階調補正後平均輝度Ｙｃａｖは、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖより大きく、階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃ（＝Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）は負数となり、光源制御信号Ｌｃは、式（５０）に従って小さくなる。従って、図４６（ｃ）に示したように、図４６（ａ）のＣＭＡＸにあたる明るい部分は、より明るく、図４６（ａ）のＣＭＩＮにあたる暗い部分は、より暗くなる。
しかし、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖは、図４５（ａ）〜（ｃ）に示した場合より高いので、光源制御信号Ｌｃも図４５（ａ）〜（ｃ）に示した場合より大きくなる。また、表示部８に表示される画像の平均輝度は、元の画像の平均輝度よりも高くなる。

ここで、図４５（ａ）〜（ｃ）と図４６（ａ）〜（ｃ）の違いを説明する。図４５（ａ）〜（ｃ）は、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが小さい場合、図４６（ａ）〜（ｃ）は、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが大きい場合を示しており、光源制御信号Ｌｃは、式（５０）に従って図４５（ａ）〜（ｃ）の場合の方が小さくなる。これは、図４５（ａ）〜（ｃ）のように階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが低い、すなわち、暗いシーンでは、明るい部分を暗くすることなく、黒い部分をより黒く表示し、図４６（ａ）〜（ｃ）の場合のように階調補正前平均輝度Ｙｂａｖが高い、すなわち、明るいシーンでは、黒い部分を明るくすることなく、明るい部分を明るく表示していることを表している。つまり、画面内のコントラストを高めるとともに、時間軸方向を含めた画像のコントラストを高めることができる。

図３５の装置はソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することができる。その場合の動作を図４７を参照して説明する。
ステップＳ１では、入力されたテレビやコンピュータ等で用いられている所定の画像信号（図３５のＤａに相当）を受信し、ステップＳ２およびステップＳ３で用いる形式、例えばそれぞれが光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表すデジタル画像（図３５のＤｂに相当）に変換する。
ステップＳ２では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢの１フレーム分から最大階調と最小階調等の色情報（図３５のＣｉに相当）を検出する。
ステップＳ３では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から最大階調と最小階調等の最大・最小輝度情報（図３５のＹｉに相当）を検出する。
ステップＳ４では、検出された色情報と輝度情報から、色つぶれが起きない、もしくは、色つぶれが目立たない階調補正に必要なパラメータ（図３５のＰａに相当）を算出する。

ステップＳ５では、算出されたパラメータにより階調補正を行う。
ステップＳ６では、階調補正前のデジタル画像（図３５のＤｂに相当）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の輝度情報（図３５のＹｂａｖに相当）を検出し、また、階調補正後のデジタル画像（図３５のＤｃに相当）のデータＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の平均輝度情報（図３５のＹｃａｖに相当）を検出する。
ステップＳ７では、検出された輝度情報から、時間軸方向のコントラストを高める光源制御信号（図３５のＬｃに相当）を算出する。
ステップＳ８では、階調補正された画像データ（図３５のＤｃに相当）を、光源制御信号（図３５のＬｃに相当）により制御される光源により、画像表示する。

上記のうち、ステップＳ１の処理は、図３５の受信部２の処理に対応し、ステップＳ２の処理は、色情報検出部３、並びに最大値選択部５１及び最小値選択部５２の処理に対応し、ステップＳ３の処理は、補正パラメータ生成手段５３Ｂの処理に対応し、ステップＳ４の処理は、補正制御部５における処理に対応し、ステップＳ５の処理は階調補正部６の処理に対応し、ステップＳ６の処理は、平均輝度情報検出部１３の処理に対応し、ステップＳ７の処理は、光源制御部１４の処理に対応し、ステップＳ８の処理は、表示部８の処理に対応する。

図４８は、表示部８の他の構成例を示す。図示の表示部８は、光源８ａ、光量調整部８ｃ、及び光変調部８ｂを備える。

光源８ａは、通常の光源であり、ある一定の光を発する。光源制御部１４より出力された光源制御信号Ｌｃは、光量調整部８ｃに入力され、光源制御信号Ｌｃの値に従い、光源８ａからの光を変調し、光変調部８ｂに達する光の量（明るさ）を変化させる。階調補正部６より出力されたＲ、Ｇ、Ｂで構成される画像データＤｃは、光変調部８ｂに入力され、画像データＤｃの各データに従い、各画素の光の透過率を変調する。なお、光量調整部８ｃおよび光変調部８ｂは、透過率の変化によって光を変調する素子であっても反射率によって光を変調する素子であってもよく、任意の組み合わせを用いることができる。

実施の形態６．
図４９は、この発明の実施の形態６の画像表示装置を示す。図４９において、入力端子１、受信部２、画像信号処理部７（色情報検出部３、輝度情報検出部４、補正制御部５、及び階調補正部６を備える）、平均輝度情報検出部１３、光源制御部１４及び表示部８の動作は、図３５に示す実施の形態５と同様であり、その説明を省略する。図４９の画像表示装置は図３５の画像表示装置との違いは、入力された画像データＤｂより平均色情報Ｃａｖを出力する平均色情報検出部１５が追加され、平均色情報Ｃａｖが光源制御部１４に入力されることにある。

平均色情報検出部１５と光源制御部１４の動作について説明する。
受信部２より出力された画像データＤｂは、階調補正部６、色情報検出部３、輝度情報検出部４、平均輝度情報検出部１３及び平均色情報検出部１５に入力される。
光源制御部１４は、平均輝度情報検出部１３から出力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖと階調補正後平均輝度Ｙｃａｖ及び平均色情報検出部１５から出力された平均色情報Ｃａｖを受けて、これらから、光源制御信号Ｌｃを算出して出力する。

平均色情報検出部１５は、図５０に示すように、平均算出器１５ｒ、１５ｇ、及び１５ｂを備える。

受信部２より出力された画像データＤｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色に対応するＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢからなり、ＤｂＲは平均算出器１５ｒに、ＤｂＧは平均算出器１５ｇに、ＤｂＢは平均算出器１５ｂに入力される。Ｒ、Ｇ、Ｂの色データＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢは同様の処理を受ける。以下、ＤｂＲについて説明する。平均算出器１５ｒは、入力された色信号ＤｂＲを１フレームに当たる期間累積加算し、１フレームに当たる画素数で除算することにより１フレーム間の平均輝度を算出し、平均赤色情報Ｒａｖを出力する。同様にして、平均緑色情報Ｇａｖ、平均青色情報Ｂａｖを出力する。図４９では、これらをまとめて、平均色情報Ｃａｖと示している。

なお、平均算出器１５ｒは、除算をせずに累積加算値をそのまま出力しても良い。その場合、除算器の回路を省略することができる。ただし、そのときは、平均算出器１５ｇ、１５ｂでも、同様に除算をせずに累積加算値をそのまま出力する。

光源制御部１４は、図５１に示すように、最大値選択器１４９、減算器１４３、乗算器１４４、減算器１４１、乗算器１４５、加算器１４６、加算器１４７、及びリミッタ１４８を備える。

平均輝度情報検出部１３より出力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖと階調補正後平均輝度Ｙｃａｖは減算器１４１に入力される。減算器１４１は、実施の形態５の図４１と同様、式（４９）で与えられる階調補正前後平均輝度差Ｙｓｃを乗算器１４５に出力する。

一方、平均色情報検出部１５より出力された平均色情報Ｃａｖ（Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖから成る）は、最大値選択器１４９に入力される。平均色情報Ｃａｖは、平均赤色信号Ｒａｖ、平均緑色信号Ｇａｖ、平均青色信号Ｂａｖで構成されており、図５１では、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖと表示している。最大値選択器４１は、入力された平均赤色信号Ｒａｖ、平均緑色信号Ｇａｖ、平均青色信号Ｂａｖの中から最大のもの、最大平均色信号Ｃａｖｍａｘを減算器１４３に出力する。

減算器１４３は、入力された最大平均色信号Ｃａｖｍａｘとあらかじめ設定された最大平均色信号定数Ｃｃとの差、Ｃａｖｍａｘ−Ｃｃを乗算器１４４に出力する。乗算器１４４は減算器１４３から出力された減算結果とあらかじめ設定された最大平均色情報係数Ｋｃとを乗算し、加算器１４６に出力する。加算器１４６は、乗算器１４４の乗算結果と乗算器１４５の乗算結果を加算し、加算器１４７に出力する。加算器１４７は、加算器１４６の加算結果とあらかじめ設定された非光源制御時定数ＢＳを加算して、リミッタ１４８に出力する。リミッタ１４８は、加算器１４７から入力された値が規定の範囲を超えている場合、規定の範囲に入るようにクリップして、光源制御信号Ｌｃとして出力する。
なお、実施の形態５と同じく、光源制御信号Ｌｃは数値が大きい程、光源を明るくし、数値が小さい程、光源を暗くするように作用するものとしている。

光源制御部１４における以上の処理は、以下に示した式（５２）による光源制御信号Ｌｃの算出であるとも言え、光源制御部１４は、以下の式（５２）により光源制御信号Ｌｃを生成する。
Ｌｃ＝（Ｃａｖｍａｘ−Ｃｃ）×Ｋｃ＋（Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）×Ｋｓ＋ＢＳ
但し、Ｃａｖｍａｘは、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖの最大値
…（５２）
但し、Ｌｃが規定の範囲を超えた場合は、規定の範囲の最大値あるいは最小値が用いられる。

なお、光源制御信号Ｌｃの数値が大きい程、光源が暗くなり、数値が小さい程、光源が明るくなるのであれば、上記の式（５２）の代わりに、以下に示した式（５３）により、光源制御信号Ｌｃを算出すればよい。言換えると、光源制御部４４として、式（５３）の演算を実現する構成のものを用いれば良い。
Ｌｃ＝（Ｃｃ−Ｃａｖｍａｘ）×Ｋｃ＋（Ｙｃａｖ−Ｙｂａｖ）×Ｋｓ＋ＢＳ
但し、Ｃａｖｍａｘは、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖの最大値
…（５３）
但し、Ｌｃが規定の範囲を超えた場合は、規定の範囲の最大値あるいは最小値が用いられる。

以上のように構成することで、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちどれか一色でも、単色の平均輝度（平均赤色信号Ｒａｖ、平均緑色信号Ｇａｖ、平均青色信号Ｂａｖ）が大きい時に、その最大値である最大平均色信号Ｃａｖｍａｘが大きくなり、光源制御信号Ｌｃが大きくなる。すなわち光源を明るくするよう制御する。したがって、彩度の高い映像の時、より光源を明るく制御し、色鮮やかに表示することができる。

なお、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖ、Ｙｂａｖ、Ｙｃａｖで、除算を省略した場合は、光源制御信号Ｌｃを算出する時点で、下位ビットを削除するなどすればよい。

図４９の装置は、ソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することができる。その場合の動作を、図５２を参照して説明する。図５２において、図４７と同一の符号は同一乃至対応するステップを示す。図４７に対する図５２の違いはステップＳ９が加わっている点である。
ステップＳ１では、入力されたテレビやコンピュータ等で用いられている所定の画像信号（図４９のＤａに相当）を受信し、ステップＳ２およびステップＳ３で用いる形式、例えばそれぞれが光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表すデジタル画像（図４９のＤｂに相当）に変換する。
ステップＳ２では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢの１フレーム分から最大階調と最小階調等の色情報（図４９のＣｉに相当）を検出し、さらに最大・最小色情報ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮを算出する。
ステップＳ３では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から最大階調と最小階調等の最大・最小輝度情報（図４９のＹｉに相当）を検出する。
ステップＳ４では、検出された最大・最小色情報ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮと輝度情報Ｙｉから、色つぶれが起きない、もしくは、色つぶれが目立たない階調補正に必要なパラメータ（図４９のＰａに相当）を算出する。
ステップＳ５では、算出されたパラメータにより階調補正を行う。
ステップＳ９では、１画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータの１フレーム分から、各色の平均階調などの平均色情報（図４９のＣａｖに相当）を検出する。
ステップＳ６では、階調補正前のデジタル画像（図４９のＤｂに相当）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の平均輝度情報（図４９のＹｂａｖに相当）を検出し、また、階調補正後のデジタル画像（図４９のＤｃに相当）のデータＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の平均輝度情報（図４９のＹｃａｖに相当）を検出する。
ステップＳ７では、検出された平均色情報と平均輝度情報から、時間軸方向のコントラストを高める光源制御信号（図４９のＬｃに相当）を算出する。
ステップＳ８では、階調補正された画像データ（図４９のＤｃに相当）を、光源制御信号（図４９のＬｃに相当）により制御される光源により、画像表示する。
ステップＳ９の処理は、平均色情報検出部１５における処理に対応する。

実施の形態７．
図５３は、この発明の実施の形態７の画像表示装置を示す。図５３において、入力端子１、受信部２、画像信号処理部７（色情報検出部３、輝度情報検出部４、補正制御部５、及び階調補正部６を備える）、平均輝度情報検出部１３及び表示部８は、図３５に示す実施の形態５のものと同様であり、その説明を省略する。図５３の装置が図３５の装置と異なるのは、光源制御部１４が、色情報検出部３、輝度情報検出部４、平均輝度情報検出部１３の出力Ｃｉ、Ｙｉ、Ｙｃａｖ、Ｙｂａｖを入力として光源制御信号Ｌｃを算出し、光源制御信号Ｌｃを出力することである。

光源制御部１４は、図５４に示すように、最大値選択器１４９ｂ、減算器１４３ｂ、乗算器１４４ｂ、減算器１４１、乗算器１４５、加算器１４６、加算器１４７、及びリミッタ１４８を備える。

一方、色情報検出部３より出力された各色の最大色情報ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸは最大値選択器１４９ｂに入力される。最大値選択器１４９ｂは、入力されたＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸの中から最大のものを選択し、最大色信号ＣＭＡＸとして減算器１４３ｂに出力する。

減算器１４３ｂは、入力された最大色信号ＣＭＡＸと輝度情報検出部４から出力された最大階調ＹＭＡＸとの差、ＣＭＡＸ−ＹＭＡＸを乗算器１４４ｂに出力する。乗算器１４４ｂは減算器１４３ｂから出力された減算結果とあらかじめ設定された最大色信号係数Ｋｍとを乗算し、加算器１４６に出力する。加算器１４６は、乗算器１４４ｂの乗算結果と乗算器１４５の乗算結果を加算し、加算器１４７に出力する。
加算器１４７は、加算器１４６の加算結果とあらかじめ設定された非光源制御時定数ＢＳを加算して、リミッタ１４８に出力する。リミッタ１４８は、加算器１４７から入力された値が規定の範囲を超えている場合は、規定の範囲の最大値あるいは最小値を用いて、規定の範囲内の値の光源制御信号Ｌｃを出力する。
なお、実施の形態５と同じく、光源制御信号Ｌｃは数値が大きい程、光源を明るくし、数値が小さい程、光源を暗くするように作用するものとしている。

光源制御部１４における以上の処理は、以下に示した式（５４）による光源制御信号Ｌｃの算出であるとも言える。
Ｌｃ＝（ＣＭＡＸ−ＹＭＡＸ）×Ｋｍ＋（Ｙｂａｖ−Ｙｃａｖ）×Ｋｓ＋ＢＳ
但し、ＣＭＡＸは、ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸの最大値
…（５４）
但し、Ｌｃが規定の範囲を超えた場合は、規定の範囲の最大値あるいは最小値が用いられる。

なお、光源制御信号Ｌｃの数値が大きい程、光源が暗くなり、数値が小さい程、光源が明るくなるのであれば、上記の式（５４）の代わりに、以下に示した式（５５）により、光源制御信号Ｌｃを算出すればよい。言換えると、光源制御部４９として、式（５５）の演算を実現する構成のものを用いれば良い。
Ｌｃ＝（ＹＭＡＸ−ＣＭＡＸ）×Ｋｍ＋（Ｙｃａｖ−Ｙｂａｖ）×Ｋｓ＋ＢＳ
但し、ＣＭＡＸは、ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸの最大値
…（５５）
但し、Ｌｃが規定の範囲を超えた場合は、規定の範囲の最大値あるいは最小値が用いられる。

このように構成することにより、単色の最大階調（ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸ）の最大値である最大色信号ＣＭＡＸが、輝度の最大階調ＹＭＡＸより大きい時に、光源制御信号Ｌｃが大きくなる。すなわち光源を明るくするよう制御する。したがって、彩度の高い映像の時、より光源を明るく制御し、色鮮やかに表示することができる。

さらに、色情報検出部３から出力される色情報Ｃｉの一部と輝度情報検出部４から出力される輝度情報Ｙｉの一部を用いて光源制御を行うため、回路規模を小さく抑えることができる。

図５４の装置は、ソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することができる。その場合の動作を、図５５を参照して説明する。図５５において、図４７と同一の符号は同一乃至対応するステップを示す。図４７に対する図５５の違いはステップＳ７がステップＳ１７に置き換わっている点である。

ステップＳ１では、入力されたテレビやコンピュータ等で用いられている所定の画像信号（図５３のＤａに相当）を受信し、ステップＳ２およびステップＳ３で用いる形式、例えばそれぞれが光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表すデジタル画像（図５３のＤｂに相当）に変換する。
ステップＳ２では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢの１フレーム分から最大階調と最小階調等の色情報（図５３のＣｉに相当）を検出し、さらに最大・最小色情報ＣＭＡＸ，ＣＭＩＮを算出する。
ステップＳ３では、各画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から最大階調と最小階調等の最大・最小輝度情報（図５３のＹｉに相当）を検出する。
ステップＳ４では、検出された色情報と輝度情報から、色つぶれが起きない、もしくは、色つぶれが目立たない階調補正に必要なパラメータ（図５３のＰａに相当）を算出する。

ステップＳ５では、算出されたパラメータにより階調補正を行う。
ステップＳ６では、階調補正前のデジタル画像（図５３のＤｂに相当）のデータＤｂＲ、ＤｂＧ、ＤｂＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の平均輝度情報（図５３のＹｂａｖに相当）を検出し、また、階調補正後のデジタル画像（図５３のＤｃに相当）のデータＤｃＲ、ＤｃＧ、ＤｃＢから輝度（Ｙ）データを算出し、輝度（Ｙ）データの１フレーム分から平均輝度等の輝度情報（図５３のＹｃａｖに相当）を検出する。

ステップＳ１７では、検出された輝度情報（図５３のＹｂａｖとＹｃａｖに相当）と、ステップＳ２で検出した色情報の一部である最大階調等（図３０のＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸに相当）と、ステップＳ３で検出した輝度情報の一部である最大階調等（図３０のＹＭＡＸに相当）から、時間軸方向のコントラストを高める光源制御信号（図５３のＬｃに相当）を算出する。
ステップＳ８では、階調補正された画像データ（図５３のＤｃに相当）を、光源制御信号（図５３のＬｃに相当）により制御される光源により、画像表示する。
ステップＳ１７の処理は、光源制御部１４における処理に対応する。

実施の形態８．
図５６は、この発明の実施の形態８の画像表示装置を示す。図５６に示すように、実施の形態８の画像表示装置は、受信部２と、画像信号処理部７と、表示部８とを有する。受信部２と、画像信号処理部７とで、画像処理装置が構成されている。
画像信号処理部７は、色情報検出部３と、補正前平均輝度情報検出部４Ｂと、補正制御部５と、階調補正部６とを有する。

入力端子１には、テレビやコンピュータ等で用いられている所定の形式の画像信号Ｄａが入力され、受信部２が入力端子１に入力された画像信号Ｄａを受信する。
受信部２は、受信した画像信号Ｄａを画像信号処理部７で用いる形式の画像データ、例えばそれぞれが光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表すデジタル画像データＤｂとして出力する。受信部２は、入力された画像信号Ｄａがアナログ形式の信号の場合にはＡ／Ｄ変換器などで構成され、入力された画像信号Ｄａがデジタル形式の信号の場合にはその形式に適合した所定の復調器などで構成される。

受信部２から出力された画像データＤｂは、画像信号処理部７の色情報検出部３、補正前平均輝度情報検出部４Ｂ及び階調補正部６に入力される。
色情報検出部３は、受信した画像データＤｂの各画素を構成する赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のデータＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢから、各画素における色情報Ｃｉを検出する。
色情報検出部３は、色情報Ｃｉとして、画像信号を構成する各色成分の最大階調情報値、即ち、最大レベル値（最大階調又は最大階調に準ずる値）、及び各色成分の最小色情報値、即ち最小レベル値（最小階調又は最小階調に準ずる値）を検出する。
補正前平均輝度情報検出部４Ｂは、受信した画像データＤｂの各画素を構成するＲ，Ｇ，ＢのデータＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢから、輝度Ｙを算出し、算出された輝度Ｙから輝度情報Ｙｉを検出する。補正前平均輝度情報検出部４Ｂは、輝度情報として、輝度成分の平均レベル値（平均階調又は平均階調に準ずる値）を検出する。

検出された色情報Ｃｉと輝度情報Ｙｉは、補正制御部５に出力され、補正制御部５は、色情報検出部３から入力された色情報Ｃｉと補正前平均輝度情報検出部４Ｂから入力された輝度情報Ｙｉに基づいて、階調補正部６で画像データの階調を補正するための階調補正信号（パラメータ）Ｐａを算出し、階調補正部６に出力する。

階調補正部６は、補正制御部５から入力されたパラメータＰａにより、画像データＤｂの階調を補正し、階調が補正された画像データＤｃを表示部８に出力する。表示部８は階調補正部６から入力された画像データＤｃに基づいて映像を表示する。

色情報検出部３は、例えば図２に示すように構成され、ヒストグラム生成部３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ、最大階調検出部３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ、及び最小階調検出部３３ｒ、３３ｇ、３３ｂを備える。

受信部２より入力された画像データＤｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの成分を表す色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢで構成され、階調補正部６から表示部８に出力される画像データＤｃもＲ，Ｇ，Ｂの成分を表す色信号ＤｃＲ，ＤｃＧ，ＤｃＢで構成される。Ｄｂｒ，ＤｂＧ，ＤｂＢのうちの任意のものを表すために符号Ｄｂｊ（ｊ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）を用い，Ｄｃｒ，ＤｃＧ，ＤｃＢのうちの任意のものを表すために符号Ｄｃｊ（ｊ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）を用いることがある。
色信号ＤｂＲがヒストグラム生成部３１ｒに、色信号ＤｂＧがヒストグラム生成部３１ｇに、色信号ＤｂＢがヒストグラム生成部３１ｂに入力される。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢは、同様の処理を受ける。そこで、以下では、そのうち１つの色信号ＤｂＲの処理について説明する。

ヒストグラム生成部３１ｒは、入力された色信号ＤｂＲの所定の期間、例えば１フレームに相当する画像データの階調区分ごとの度数を計数し、１フレーム分のヒストグラムを生成する。最大階調検出部３２ｒは、生成されたヒストグラムの最も明るい（大きい）階調区分から順次より低い区分に累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＲＡを超える階調区分を検出し、その区分の代表値を最大レベル値（赤最大階調情報値）ＲＭＡＸとして出力する。同様にして、最小階調検出部３３ｒは、生成されたヒストグラムの最も暗い（小さい）階調区分から順次より高い区分に累積した度数が、あらかじめ設定された閾値ＲＢを超える階調区分を検出し、その区分の代表値を最小レベル値（最小色情報値）ＲＭＩＮとして出力する。ここで言う「代表値」は例えばその区分の中間値である。

ヒストグラム生成部３１ｒが生成したヒストグラムの一例は図３に示す通りである。横軸が階調で、縦軸が度数を表す。

図３に示す例では、画像データＤｂＲの、０から２５５までの２５６階調を３２個の区分に分割し、各区分が８個の階調値から成る。即ち、ヒストグラム生成部３１ｒは、８階調ごと、すなわち２５６階調分を３２個の区分に分割して度数を計数した場合のヒストグラムを生成している。
２５６階調を３２個の区分に分割した場合、１区分あたりの階調値の数は上記のように、８になる。図３の横軸に示された数字は、その区分内の中心付近の階調値を代表値として示したものである。例えば、横軸の数値「４」は、階調値０〜７から成る区分の代表値であり、「４」の位置に示された度数は、１フレームの画像データＤｂＲに含まれる、階調値０〜７の画素の数を表す。

なお、各区分が１個の階調値から成り、画像データＤｂＲの階調値の数、例えば画像データが８ビットの場合は、０から２５５階調のように２５６個の階調値の各々について生成するようにしても良い。

以上のように生成されたヒストグラムに対して、階調値が低い区分から順に度数を累積することで、暗い側の累積度数ＨＲｂが得られ、同様に階調値が高い区分から順に度数を累積することで明るい側の累積度数ＨＲｗを得ることができる。累積度数ＨＲｂが、あらかじめ設定された閾値ＲＢを超えたところを最小階調ＲＭＩＮ（図３の場合１２）、累積度数ＨＲｗが設定値ＲＡを超えたところを最大階調ＲＭＡＸ（図３の場合２１２）として出力する。

ヒストグラム生成部３１ｇ、３１ｂは、ヒストグラム生成部３１ｒと同様に構成され、色信号ＤｂＧ，ＤｂＢは色信号ＤｂＲについても上記と同様に、ヒストグラムの生成と、それぞれの色信号の最大階調よび最小階調が検出され、ＧＭＡＸ、ＧＭＩＮ、ＢＭＡＸ、ＢＭＩＮが出力される。

これらの色信号の最大階調ＲＭＡＸ，ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸ、及び最小階調ＲＭＩＮ，ＧＭＩＮ，ＢＭＩＮは、色情報Ｃｉとして色情報検出部３から補正制御部５に出力される。

補正前平均輝度情報検出部４Ｂは、図５７に示されるように、マトリクス回路２１５と平均算出器２１６とを備える。

受信部２より入力されたＲ，Ｇ，Ｂの成分を表す色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢで構成される画像データＤｂは、マトリクス回路２１５に入力される。マトリクス回路２１５は、入力された色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢを輝度信号Ｙｂに変換し、輝度信号Ｙｂを平均算出器２１６に出力する。たとえば、ＮＴＳＣのようなＴＶ信号の場合は、輝度信号Ｙｂへの変換には上記の式（４８Ａ）が用いられる。

輝度信号Ｙｂの算出式は、入力信号の形式に応じて異なる式を用いてもよく、また、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

平均算出器２１６は、入力された輝度信号Ｙｂを所定期間、例えば１フレームに当たる期間累積加算し、１フレームに当たる画素数で除算することにより１フレーム間の平均輝度を算出し、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖを出力する。
なお、除算をせずに累積加算値をそのまま用いても良い。その場合、除算器の回路を省略することができる。

この階調補正前平均輝度Ｙｂａｖは、輝度情報Ｙｉとして補正前平均輝度情報検出部４Ｂから補正制御部５に出力される。

補正制御部５は例えば図５８に示すように、平均化手段２１７とパラメータ算出手段２１８とを備える。

色情報検出部３から入力された色情報Ｃｉは、平均化手段２１７により平均化され、平均化色情報（時間平均色情報）Ｃｉｂとして、パラメータ算出手段２１８に出力される。補正前平均輝度情報検出部４Ｂから入力された輝度情報Ｙｉは、平均化手段２１７における色情報Ｃｉの平均化の制御に用いられる。色情報Ｃｉの平均化制御の詳細は後述する。パラメータ算出手段２１８は、平均化手段２１７から入力された平均化色情報Ｃｉｂに基づいて、所定の計算式（後述）により画像データの階調を補正するためのパラメータＰａを算出する。

平均化手段２１７は例えば図５９に示すように、平均算出手段２１９と、変化係数生成手段２２０と、混合手段２２１とを備える。

平均算出手段２１９は、色情報Ｃｉを第一の期間に期間にわたって平均化した第一の平均化データ（第一の時間平均データ）ＣｉＬを出力するとともに、第一の期間よりも短い第二の期間にわたって平均化した第二の平均化データ（第二の時間平均データ）ＣｉＳを出力する。例えば、第一の期間として、過去３２回入力された色情報Ｃｉを積算し、平均を算出して色情報長時間平均ＣｉＬを出力するとともに、第二の期間として過去８回入力された色情報Ｃｉ乃至Ｃｉを積算し、平均を算出して、色情報短時間平均ＣｉＳを出力する。

平均算出手段２１９が色情報長時間平均ＣｉＬを算出するにあたって、過去３２回入力された色情報Ｃｉの平均とし、色情報短時間平均ＣｉＳを算出するにあたって、過去８回入力された色情報Ｃｉの平均としたが、色情報短時間平均ＣｉＳよりも、色情報長時間平均ＣｉＬの方が長い期間の平均であれば良く、３２回、８回に限定されるものではない。

変化係数生成手段２２０は、補正前平均輝度情報検出部４Ｂから入力された輝度情報Ｙｉから、変化係数ＨＫを生成し、混合手段２２１に出力する。詳細は後述する。

混合手段２２１は、平均算出手段２１９から入力された色情報長時間平均ＣｉＬと色情報短時間平均ＣｉＳを、変化係数生成手段２２０から入力された変化係数ＨＫより、混合割合を変えて混合し、平均化色情報Ｃｉｂとして出力する。

平均化色情報Ｃｉｂは、例えば次式（５６）により算出される。
Ｃｉｂ＝（ＨＫ＊ＣｉＳ＋（１２８−ＨＫ）＊ＣｉＬ）／１２８ …（５６）
なお、上式（５６）は、変化係数ＨＫの階調数が１２８である場合を想定しているが、一般的に変化係数ＨＫの階調数ＨＫｍａｘであれば、上式（５６）の代わりに、下記の式（５７）を用いる。
Ｃｉｂ＝（ＨＫ＊ＣｉＳ＋（ＨＫｍａｘ−ＨＫ）＊ＣｉＬ）／ＨＫｍａｘ
…（５７）

上式（５６）或いは式（５７）による平均化色情報Ｃｉｂの算出は、変化係数ＨＫが小さい時、つまり静止画に近い時は、色情報長時間平均ＣｉＬの混合割合を高くし、変化係数ＨＫが大きいとき、つまり画像変化が大きいときは、色情報短時間平均ＣｉＳの混合割合を高くして、平均化色情報Ｃｉｂとして出力することを意味している。

平均算出手段２１９は例えば図６０に示すように、積算手段２２２ｒ、２２２ｇ、２２２ｂ、２２３ｒ、２２３ｇ、２２３ｂを備える。
色情報Ｃｉは、上記のように最大レベル値（最大階調情報値）ＲＭＡＸ、ＧＭＡＸ、ＢＭＡＸ、最小レベル値（最小色情報値）ＲＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＢＭＩＮから構成されており、
積算手段２２２ｒは、赤最大レベル値（最大階調情報値）長時間平均ＲＭＡＸＬ、赤最大レベル値（最大階調情報値）短時間平均ＲＭＡＸＳを求め、積算手段２２２ｇは、緑最大レベル値（最大階調情報値）長時間平均ＧＭＡＸＬ、緑最大レベル値（最大階調情報値）短時間平均ＧＭＡＸＳを求め、積算手段２２２ｂは、青最大レベル値（最大階調情報値）長時間平均ＢＭＡＸＬ、青最大レベル値（最大階調情報値）短時間平均ＢＭＡＸＳを求め、積算手段２２３ｒは、赤最小レベル値（最小色情報値）長時間平均ＲＭＩＮＬ、赤最小レベル値（最小色情報値）短時間平均ＲＭＩＮＳ、を求め、積算手段２２３ｇは、緑最小レベル値（最小色情報値）長時間平均ＧＭＩＮＬ、緑最小レベル値（最小色情報値）短時間平均ＧＭＩＮＳを求め、積算手段２２３ｂは、青最小レベル値（最小色情報値）長時間平均ＢＭＩＮＬ、青最小レベル値（最小色情報値）短時間平均ＢＭＩＮＳを求める。

図６１は、変化係数生成手段２２０の詳細な構成を示す図で、最大最小平均検出手段２２８と、変化係数算出手段２２９とを有する。輝度情報Ｙｉは、ここでは、階調補正前平均輝度Ｙｂａｖである。

最大最小平均検出手段２２８は、過去３２回入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖを積算し、平均ＹｖＡＶＥを算出する。また、過去３２回入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの最大値ＹｖＭＡＸと最小値ＹｖＭＩＮを算出する。変化係数算出手段２２９は、入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの最新の値をＹｂａｖＮとして、次式（５８）で与えられる変化係数ＨＫ（ｉ）を生成し、出力する。
ＨＫ（ｉ）＝ＨＫ（ｉ−１）＋［｛ＡＢＳ（ＹｂａｖＮ−ＹｖＡＶＥ）＊ＨＫ１＋（ＹｖＭＡＸ−ＹｖＭＩＮ）＊ＨＫ２｝−ＨＫ（ｉ−１）］／ＨＫｄ
…（５８）
ただし、ＡＢＳ（）は、（）内の値の絶対値で、ＨＫ１，ＨＫ２，ＨＫｄは、任意の定数である。
また、ＨＫ（ｉ−１）は、前回までの処理で求められている変化係数、
ＨＫ（ｉ）は、新たに算出される変化係数である。

入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの最新の値ＹｂａｖＮと、過去３２回入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの平均ＹｖＡＶＥの差は、シーンチェンジの時などに大きな値となり、過去３２回入力された階調補正前平均輝度Ｙｂａｖの最大値ＹｖＭＡＸと最小値ＹｖＭＩＮの差は、フェードインやフェードアウトの時などに大きな値となる。定数ＨＫ１を大きく設定すれば、シーンチェンジの時に変化係数ＨＫの変化の速度が大きくなり、定数ＨＫ２を大きく設定すれば、フェードインやフェードインの時に変化係数ＨＫの変化の速度が大きくなる。定数ＨＫｄを大きく設定すれば、変化係数ＨＫの変化の速度が小さくなり、シーンチェンジやフェードインやフェードアウトの時に、徐々に変化係数ＨＫが大きくなり、画像の変化が少なくなった時に、徐々に変化係数ＨＫが小さくなる。

定数の決定は、輝度情報Ｙｉや色情報Ｃｉの入力データが更新される時間間隔と、人の感覚によって決められるが、通常、ＨＫ１、ＨＫ２は２程度に設定し、ＨＫｄは２０程度に設定される。もちろん、マイコンなどの計算負荷を低減するために、ＨＫｄを１６や３２など２のｎ条（ｎは自然数）に設定しても良い。

このように、ＨＫ１、ＨＫ２、及びＨＫｄを調整することで、任意の時定数に設定することが可能で、好みの制御時定数を得ることができる。

輝度情報Ｙｉや色情報Ｃｉが入力データが更新される時間間隔は、例えば入力画像の垂直周期（フレーム）に１回であっても良いし、垂直周期数回に１回であっても構わない。

また、例えば、輝度情報Ｙｉや色情報Ｃｉが８ｂｉｔ信号であれば、ＹｂａｖＮ、ＹｖＡＶＥ、ＹｖＭＡＸ、ＹｖＭＩＮは、０から２５５の値をとるので、乗数ＨＫ１、ＨＫ２を２に設定した場合、変化係数ＨＫのとり得る値は、０から５１０程度となる。しかし、通常の画像の変化は、変化係数ＨＫが１２８程度以上になれば、十分変化が大きいとしてよく、変化係数ＨＫを１２８を上限として、クリップする。

つまり、変化係数ＨＫが０の時、静止画であり、変化係数ＨＫが１２８の時、動画とする。変化係数ＨＫの上限を１２８としたのは、式（５６）において除算があり、除数を１２８として、マイコンなどの計算負荷を低減するためである。

混合手段２２１は、例えば図６２に示すように、混合手段２３０ｒ、２３１ｒ、２３０ｇ、２３１ｇ、２３０ｂ、２３１ｂを備える。
図６２に示すように、色情報長時間平均ＣｉＬは、ＲＭＡＸＬ、ＲＭＩＮＬ、ＧＭＡＸＬ、ＧＭＩＮＬ、ＢＭＡＸＬ、ＢＭＩＮＬから構成され、色情報短時間平均ＣｉＳは、ＲＭＡＸＳ、ＲＭＩＮＳ、ＧＭＡＸＳ、ＧＭＩＮＳ、ＢＭＡＸＳ、ＢＭＩＮＳから構成される。
混合手段２３０ｒは、赤最大レベル値長時間平均ＲＭＡＸＬと赤最大レベル値短時間平均ＲＭＡＸＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＲＭＡＸｂ，ＲＭＡＸＬ，ＲＭＡＸＳを代入した式、即ち下記の式（５６ｒ）により混合して、赤最大レベル値平均化色情報（赤最大レベル値時間平均）ＲＭＡＸｂを生成する。

ＲＭＡＸｂは、ＲＭＡＸＳ、ＲＭＡＸＬとＨＫから次式により算出される。
ＲＭＡＸｂ＝（ＨＫ＊ＲＭＡＸＳ＋（１２８−ＨＫ）＊ＲＭＡＸＬ）／１２８
…（５６ｒ）

同様に、混合手段２３０ｇは、緑最大レベル値長時間平均ＧＭＡＸＬと緑最大レベル値短時間平均ＧＭＡＸＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＲＭＡＸｂ，ＧＭＡＸＬ，ＧＭＡＸＳを代入した式により混合して、緑最大レベル値平均化色情報（緑最大レベル値時間平均）ＧＭＡＸｂを生成する。
同様に、混合手段２３０ｂは、青最大レベル値長時間平均ＢＭＡＸＬと青最大レベル値ＢＭＡＸＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＢＭＡＸｂ，ＢＭＡＸＬ，ＢＭＡＸＳを代入した式により混合して、青最大レベル値平均化色情報（青最大レベル値時間平均）ＢＭＡＸｂを生成する。
同様に、混合手段２３１ｒは、赤最小レベル値長時間平均ＲＭＩＮＬと赤最小レベル値短時間平均ＲＭＩＮＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＲＭＩＮｂ，ＲＭＩＮＬ，ＲＭＩＮＳを代入した式により混合して、赤最小レベル値平均化色情報（赤最小レベル値時間平均）ＲＭＩＮｂを生成する。
同様に、混合手段２３１ｇは、緑最小レベル値長時間平均ＧＭＩＮＬと緑最小レベル値短時間平均（緑最小レベル値時間平均）ＧＭＩＮＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＧＭＩＮｂ，ＧＭＩＮＬ，ＧＭＩＮＳを代入した式により混合して、緑最小レベル値平均化色情報ＧＭＩＮｂを生成する。
同様に、混合手段２３１ｂは、青最小レベル値長時間平均ＢＭＩＮＬと青最小レベル値短時間平均ＢＭＩＮＳとを、式（５６）のＣｉｂ，ＣｉＬ，ＣｉＳにそれぞれＢＭＩＮｂ，ＢＭＩＮＬ，ＢＭＩＮＳを代入した式により混合して、青最小レベル値平均化色情報（青最小レベル値時間平均）ＢＭＩＮｂを生成する。

パラメータ算出手段２１８は、以下に詳しくの述べるように、色情報Ｃｉｂ（ＲＭＡＸｂ，ＧＭＡＸｂ，ＢＭＡＸｂ，ＲＭＩＮｂ，ＧＭＩＮｂ，ＢＭＩＮｂで構成されている）に基づいてパラメータＰａを算出する。パラメータＰａは、以下に説明するように、パラメータＢＫ及びＫを含む。

階調補正部６の入力映像信号と出力映像信号の関係は、例えば図５に示したのと同様である。階調補正部６には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の画像データＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢが入力されるが、横軸が画像データＤｂｊ（ｊはＲ、Ｇ又はＢ）の階調、縦軸が画像データＤｃｊ（ｊはＲ、Ｇ又はＢのうちの対応するもの）の階調である。図５に基づいて、パラメータ算出手段２１８におけるパラメータＰａの算出法について説明する。

平均化手段２１７から入力された、平均化されたＲ，Ｇ，Ｂの最大レベル値（最大レベル値時間平均）ＲＭＡＸｂ，ＧＭＡＸｂ，ＢＭＡＸｂのうち最も大きいものを全色最大レベル値（最大階調情報値）データＣＭＡＸ、平均化された最小レベル値（最小レベル値時間平均）ＲＭＩＮｂ，ＧＭＩＮｂ，ＢＭＩＮｂのうち最も小さいものを全色最小レベル値（最小色情報値）データＣＭＩＮ、全色最大レベル値データＣＭＡＸに対応する階調補正後の目標値をＣＭＡＸｔ、全色最小レベル値データＣＭＩＮに対応する階調補正後の目標値をＣＭＩＮｔとすると、Ｋは、図５のグラフの傾き、ＢＫは、横軸上の接点を示し、これらの関係は上記の式（１）及び式（２）で表すことができる。

図５に示す階調補正部６の階調変換特性においては、
Ｄｂｊ≦ＢＫの時、Ｄｃｊ＝０ …（５９）
Ｄｂｊ＞ＢＫの時、Ｄｃｊ＝（Ｄｂｊ−ＢＫ）＊Ｋ …（６０）
但し、Ｄｃｊ＞Ｄｃｊｍａｘのときは、Ｄｃ＝Ｄｃｊｍａｘ …（６１）
式（６１）は、Ｄｃｊが階調範囲の最大値（ビット数で決まる最大値）Ｄｃｊｍａｘを超えないこと、即ち、画像データＤｃｊの範囲が例えば０から２５５までの階調の場合に、Ｄｃｊが２５５を超える場合は、２５５にクリップされる。なお、例えば、ＤｃＲｍａｘ＝ＤｃＧｍａｘ＝ＤｃＢｍａｘであり、これをＤｃｍａｘと表す。

上記の式を色別に書き直すと、
ＤｂＲ≦ＢＫの時、ＤｃＲ＝０ …（５９ｒ）
ＤｂＲ＞ＢＫの時、ＤｃＲ＝（ＤｂＲ−ＢＫ）＊Ｋ …（６０ｒ）
但し、ＤｃＲ＞Ｄｃｍａｘのときは、ＤｃＲ＝Ｄｃｍａｘ …（６１ｒ）
ＤｂＧ≦ＢＫの時、ＤｃＧ＝０ …（５９ｇ）
ＤｂＧ＞ＢＫの時、ＤｃＧ＝（ＤｂＧ−ＢＫ）＊Ｋ …（６０ｇ）
但し、ＤｃＧ＞Ｄｃｍａｘのときは、ＤｃＧ＝Ｄｃｍａｘ …（６１ｇ）
ＤｂＢ≦ＢＫの時、ＤｃＢ＝０ …（５９ｂ）
ＤｂＢ＞ＢＫの時、ＤｃＢ＝（ＤｂＢ−ＢＫ）＊Ｋ …（６０ｂ）
但し、ＤｃＢ＞Ｄｃｍａｘのときは、ＤｃＢ＝Ｄｃｍａｘ …（６１ｂ）

このように階調補正を行うことで、色つぶれを起こすことなく、又は色つぶれを目立たせることなく、コントラストを上げることができる。

また、画像全体が黒っぽく全色最大レベル値データＣＭＡＸが小さい場合や、逆に画像全体が白っぽく全色最小レベル値データＣＭＩＮが大きい場合は、極端なコントラスト補正による階調とびなどの画質劣化が発生しないように、検出された全色最大レベル値データＣＭＡＸ、全色最小レベル値データＣＭＩＮと階調補正により変換された全色最大レベル値データＣＭＡＸｔ、全色最小レベル値データ（ＣＭＩＮｔ）との差が一定の値を超えないよう制御することも可能である。

パラメータ算出手段２１８は、図４に示す補正制御部５と同様に構成される。但し、入力として平均化手段２１７の出力を受ける。即ち、最大値選択部５１は、平均化手段２１７内の混合手段２３０ｒ、２３０ｇ、２３０ｂから、赤、緑、青の最大レベル値平均化色情報ＲＭＡＸｂ、ＧＭＡＸｂ、ＢＭＡＸｂを受けてそれらの最大値を選択して、ＣＭＡＸとして出力する。
最小値選択部５２は、平均化手段２１７内の混合手段２３１ｒ、２３１ｇ、２３１ｂから、赤、緑、青の最小レベル値平均化色情報ＲＭＩＮｂ、ＧＭＩＮｂ、ＢＭＩＮｂを受けてそれらの最小値を選択して、ＣＭＩＮとして出力する。
パラメータ生成部５３は、ＣＭＡＸ、ＣＭＩＮ、ＣＭＡＸｔ、ＣＭＩＮｔを受けて、これらに対して、式（１）及び式（２）の演算を行って、Ｋ、ＢＫを求める。
最大値選択部５１と最小値選択部５２とで、最大値・最小値選択手段が構成されている。

階調補正部６は例えば図６に示すのと同様に構成され、減算器６１ｒ、６１ｇ、６１ｂ、乗算器６２ｒ、６２ｇ、６２ｂ、比較器６３ｒ、６３ｇ、６３ｂ、条件判断部６４ｒ、６４ｇ、６４ｂ、及びリミッタ６５ｒ、６５ｇ、６５ｂを備える。

受信部２より入力された画像データＤｂは、上記のようにＲ，Ｇ，Ｂの色成分を表す色信号ＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢで構成されている。色信号ＤｂＲは、比較器６３ｒと減算器６１ｒに入力される。色信号ＤｂＧは、比較器６３ｇと減算器６１ｇに入力され、色信号ＤｂＢは、比較器６３ｂと減算器６１ｂに入力される。

補正制御部５で算出されたパラメータＢＫは、比較器６３ｒ、６３ｇ、６３ｂと減算器６１ｒ、６１ｇ、６１ｂに入力される。補正制御部５で算出されたパラメータＫは、乗算器６２ｒ、６２ｇ、６２ｂに入力される。

画像データＤｂを構成するＲ，Ｇ，Ｂの３つの色のデータＤｂＲ，ＤｂＧ，ＤｂＢは、同様の処理を受けるため、以下ＤｂＲについて説明する。減算器６１ｒは、画像データＤｂＲからパラメータＢＫを減算した結果を乗算器６２ｒに出力する。乗算器６２ｒは、減算器６１ｒの減算結果とパラメータＫの乗算結果を条件判断部６４ｒに出力する。

一方、比較器６３ｒは、ＤｂＲとＢＫの比較結果を条件判断部６４ｒに出力する。条件判断部６４ｒは、比較器６３ｒから入力された比較結果により、ＤｂＲ＞ＢＫのとき、乗算器６２ｒから入力された乗算結果を選択し、それ以外のとき’０’を選択して、リミッタ６５ｒに出力する。リミッタ６５ｒは、条件判断部６４ｒから入力された値が規定の範囲（例えば、０〜２５５）を超えている場合、規定の範囲に入るようにクリップして階調補正後の画像データＤｃＲを出力する。

図６３（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態８の効果を説明するための図で、図６３（ａ）は赤の最大レベル値ＲＭＡＸの階調値の時間変化を曲線２４１で表している。図６３（ｂ）は（ａ）と同じく曲線２４１で表されるＲＭＡＸの階調値の時間変化に対して、従来の平均化処理を行った結果を曲線２４２で表している。図６３（ｃ）はＲＭＡＸの階調値が曲線２４３で示すように急激に変化する場合、いわゆるシーンチェンジなどの場合に、一般的な平均化処理を行った結果を曲線２４４で表している。図６３（ｄ）は図６３（ｃ）と同様ＲＭＡＸの階調値が曲線２４３で示すように急激に変化する場合、いわゆるシーンチェンジなどの場合に、実施の形態８による平均化処理を行った結果ＲＭＡＸｂを曲線２４５で表している。図６３（ｅ）はＲＭＡＸの階調値が曲線２４６で示すように徐々に変化する場合、いわゆるフェードインなどの場合に、一般的な平均化処理を行った結果を曲線２４７で表している。図６３（ｆ）は図６３（ｅ）と同じくＲＭＡＸの階調値が曲線２４６で示すように徐々に変化する場合、いわゆるフェードインなどの場合に、実施の形態８による平均化処理を行った結果ＲＭＡＸｂを曲線２４７で表している。

図６３（ａ）のように、検出された赤の最大レベル値ＲＭＡＸは、時間的に変化をしており、この数値を用いて階調補正を行うと、ちらつきの原因になる。図６３（ｂ）のように平均化処理を行えば、曲線２４２で示す結果となり、ちらつきは抑制される。しかし、図６３（ｃ）に曲線２４３で示すようにＲＭＡＸの階調値が急激に変化する場合、いわゆるシーンチェンジなどの場合、一般的な平均化処理では曲線２４４で示すように追従が遅れ、このような平均化処理を行なった結果得られるデータを用いて階調補正を行うと、シーンチェンジ後に徐々に階調補正後の輝度が変化し、不自然な階調補正となる。図６３（ｄ）のように実施の形態８による平均化処理を行えば、追従の遅れは抑制され、このような平均化処理を行なった結果得られるデータＲＭＡＸｂを用いて階調補正を行うと、シーンチェンジ後に速やかに階調補正後の輝度が変化し、自然な階調補正となる。図６３（ｅ）のようにＲＭＡＸの階調値が徐々に変化する場合、いわゆるフェードインなどの場合、一般的な平均化処理では追従が遅れ、このような平均化処理を行なった結果得られるデータを用いて階調補正を行うと、フェードイン時とフェードイン後に遅れて階調補正後の輝度が変化し、不自然な階調補正となる。図６３（ｆ）のように実施の形態８による平均化処理を行えば、追従の遅れは抑制され、このような平均化処理を行なった結果得られるデータＲＭＡＸｂを行うと、フェードイン時もフェードイン後も、速やかに階調補正後の輝度が変化し、自然な階調補正となる。

以上赤の最大レベル値ＲＭＡＸについて本発明の効果を説明したが、緑、青の最大レベル値ＧＭＡＸ，ＢＭＡＸ，赤、緑、青の最小レベル値ＲＭＩＮ、ＧＭＩＮ、ＢＭＩＮについても同様である。

上記の実施の形態８の色情報検出部、輝度情報検出部、補正制御部、及び階調補正部は少なくともその一部をソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することができる。また、以上本発明に係る画像表示装置について説明したが、画像表示装置に関する説明により明らかにした色情報検出、輝度情報検出、補正制御、及び階調補正の方法もまた本発明の一部を成す。

本発明の活用例として、液晶テレビやプロジェクションテレビなど、様々な画像表示装置に適用できる。

この発明は、画像信号を受信して表示する画像表示装置に関するものである。この発明はまた、画像表示装置で利用可能な画像処理装置に関する。

この発明は、
画像信号を受信して階調を補正する画像処理装置であって、
前記受信した画像信号の色情報として、画像信号を構成する各色成分の最大レベル値、及び前記各色成分の最小レベル値を検出する色情報検出手段と、
前記受信した画像信号の平均輝度情報として、前記画像信号の輝度成分の平均レベル値を検出する平均輝度情報検出手段と、
前記色情報検出手段が検出した前記最大レベル値及び最小レベル値と前記平均輝度情報検出手段が検出した前記平均輝度情報を基に階調補正信号を出力する補正制御手段と、
前記補正制御手段が出力する階調補正信号に基づいて、前記画像信号の階調を補正する階調補正手段とを備え、
前記補正制御手段は、前記色情報検出手段が出力した前記最大レベル値及び最小レベル値を第一の期間にわたって平均化した第一の平均化データと、前記第一の期間よりも短い第二の期間にわたって平均化した第二の平均化データとを求め、
前記第一の平均化データと第二の平均化データを、前記平均輝度情報検出手段が検出した前記平均輝度情報に基づいて加重平均することで平均化色情報を求め、該平均化色情報に基づき、階調補正信号を求める
ことを特徴とする画像処理装置を提供する。

この発明によれば、色つぶれを抑制しつつコントラストを向上させることができる。また、シーチェンジやフェードイン時、フェードアウト時も速やかに階調補正後の輝度が変化し、自然な階調補正となる。

Claims

入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号の最大階調または最大階調に準ずる値及び前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小色情報検出手段と、
前記入力画像信号の前記最大・最小色情報に基づいて、補正パラメータを設定する補正パラメータ生成手段と、
前記補正パラメータに基づいて前記入力画像信号の各色成分の階調を補正する階調補正手段と
を備える画像処理装置。
前記入力画像信号の最大・最小輝度情報として、前記入力画像信号を構成する輝度信号成分の最大階調または最大階調に準ずる値及び最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小輝度情報検出手段をさらに備え、
前記補正パラメータ生成手段は、前記最大・最小色情報のみならず、前記最大・最小輝度情報にも基づいて、前記補正パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記最大・最小色情報検出手段が、
前記画像信号を構成する各色信号成分の１フレーム内の最大階調または最大階調に準ずる値を求め、これらのうちの最大値を求めることにより、前記色信号の最大階調または最大階調に準ずる値を検出し、
前記画像信号を構成する各色信号成分の１フレーム内の最小階調または最小階調に準ずる値を求め、これらのうちの最小値を求めることにより、前記色信号の最小調または最小階調に準ずる値を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記最大・最小色情報検出手段が、
前記画像信号を構成する各画素の信号の複数の色信号成分のうちの最大値及び最小値を求め、
該最大値のうちの１フレーム内の最大階調または最大階調に準ずる値を前記色信号の最大階調または最大階調に準ずる値として検出し、
該最小値のうちの１フレーム内の最小階調または最小階調に準ずる値を前記色信号の最小階調または最小階調に準ずる値として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段が、前記入力画像信号の前記最大・最小色情報に基づいて、階調補正後の色最大階調情報値及び色最小階調情報値を設定し、さらに前記入力画像信号の前記最大・最小色情報、並びに前記階調補正後の色最大階調情報値及び色最小階調情報値に基づいて、前記補正パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記最大・最小色情報検出手段が、前記各色信号成分のそれぞれについて、その色信号に含まれる成分の階調値を少なくとも部分的に使用して当該階調値のヒストグラムを生成し、それぞれのヒストグラム毎に度数を階級の最大から最小に向かって累積して得られる累積度数が所定のしきい値よりも初めて大きくなる階調値を前記各色信号成分のそれぞれについての前記最大階調または最大階調に準ずる値とし、それぞれのヒストグラム毎に度数を階級の最小から最大に向かって累積して得られる累積度数が所定のしきい値よりも初めて大きくなる階調値を前記各色信号成分のそれぞれについての前記最小階調または最小階調に準ずる値とすることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
前記最大・最小輝度情報検出手段が、前記輝度信号成分について、その輝度信号成分の階調値を少なくとも部分的に使用して階調値のヒストグラムを生成し、そのヒストグラム毎に度数を階級の最大から最小に向かって累積して得られる累積度数が所定のしきい値よりも初めて大きくなる階調値を前記最大階調または最大階調に準ずる値とし、それぞれのヒストグラム毎に度数を階級の最小から最大に向かって累積して得られる累積度数が所定のしきい値よりも初めて大きくなる階調値を前記最小階調または最小階調に準ずる値とすることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段は、前記画像信号の色信号について、その階調値が所定のしきい値よりも大きい成分と小さい成分とで前記補正パラメータを異なる値に設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段は、前記画像信号の輝度信号成分について、その階調値が所定のしきい値よりも大きい成分と小さい成分とで前記補正パラメータを異なる値に設定可能であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
入力画像信号の最大・最小輝度情報として、前記入力画像信号を構成する輝度信号成分の最大階調または最大階調に準ずる値、及び前記輝度信号成分の最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小輝度情報検出手段と、
前記最大・最小輝度情報に基づいて補正パラメータを設定する補正パラメータ生成手段と、
前記補正パラメータに基づいて前記画像信号から得られる輝度信号と色差信号の階調値を補正する階調補正手段と
を備える画像処理装置。
入力画像信号を構成する色信号成分について、最大・最小色情報として、最大階調または最大階調に準ずる値、及び最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小色情報検出手段をさらに備え、
前記補正パラメータ生成手段は、前記入力画像信号の前記最大・最小輝度情報のみならず、前記最大・最小色情報にも基づいて、前記補正パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記最大・最小輝度情報検出手段は、前記画像信号の特定の部分を前記最大・最小輝度情報の検出対象とすることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記最大・最小色情報検出手段は、前記画像信号の特定の部分を前記最大・最小色情報の検出対象とすることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段は、前記画像信号の特定の部分に対して前記補正パラメータの設定を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段は、前記入力画像信号の前記最大・最小輝度情報に基づいて階調補正後の最大輝度情報値及び最小輝度情報値を設定し、さらに前記入力画像信号の前記最大・最小輝度情報、並びに前記階調補正後の最大輝度情報値及び最小輝度情報値に基づいて、前記補正パラメータの設定を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記補正パラメータ生成手段は、前記入力画像信号の前記最大・最小輝度情報のみならず、前記最大・最小色情報にも基づいて、前記階調補正後の最大輝度情報値及び最小輝度情報値を設定し、さらに前記入力画像信号の最大・最小輝度情報及び最大・最小色情報、並びに前記階調補正後の最大輝度情報値及び最小輝度情報値に基づいて前記補正パラメータの設定を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置と、
明るさの制御が可能な光源と画像信号に基づいて光の透過率若しくは反射率を変化させる光変調手段とを有する画像表示手段とを備え、
前記画像処理装置で階調補正された前記画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置。
請求項２に記載の画像処理装置と、
明るさの制御が可能な光源と画像信号に基づいて光の透過率若しくは反射率を変化させる光変調手段とを有する画像表示手段とを備え、
前記画像処理装置で階調補正された前記画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置。
前記階調補正手段における階調補正前及び階調補正後の画像信号から得られる輝度信号の階調値の平均値あるいは当該輝度信号の階調値の総和により平均輝度階調値を検出する平均輝度情報検出手段と、
前記階調補正後の平均輝度階調値及び前記階調補正前の平均輝度階調値に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と
を更に備える請求項１７に記載の画像表示装置。
前記階調補正手段における階調補正前及び階調補正後の画像信号から得られる輝度信号の階調値の平均値あるいは当該輝度信号の階調値の総和により平均輝度階調値を検出する平均輝度情報検出手段と、
前記階調補正後の平均輝度階調値が前記階調補正前の平均輝度階調値に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と
を更に備える請求項１８に記載の画像表示装置。
前記階調補正手段における階調補正前の画像信号から得られる色成分の平均値または平均値に準ずる値を平均色情報として検出する平均色情報検出手段をさらに備え、
前記光源制御手段が、前記平均輝度情報検出手段が検出した階調補正の前後の平均輝度情報と、前記平均色情報検出手段が検出した平均色情報とに基づいて前記画像表示手段の光源の明るさを制御することを特徴とする請求項１９に記載の画像表示装置。
前記光源制御手段が、前記平均輝度情報検出手段が検出した階調補正の前後の平均輝度情報と、前記最大・最小輝度情報検出手段が検出した前記最大・最小輝度情報と、前記最大・最小色情報検出手段が検出した前記最大・最小色情報に基づいて、前記画像表示手段の光源の明るさを制御することを特徴とする請求項２０に記載の画像表示装置。
画像信号を受信して階調を補正する画像処理装置であって、
前記受信した画像信号の色情報として、画像信号を構成する各色成分の最大レベル値、及び前記各色成分の最小レベル値を検出する色情報検出手段と、
前記受信した画像信号の平均輝度情報として、前記画像信号の輝度成分の平均レベル値を検出する平均輝度情報検出手段と、
前記色情報検出手段が検出した前記最大レベル値及び最小レベル値と前記平均輝度情報検出手段が検出した前記平均輝度情報を基に階調補正信号を出力する補正制御手段と、
前記補正制御手段が出力する階調補正信号に基づいて、前記画像信号の階調を補正する階調補正手段とを備え、
前記補正制御手段は、前記色情報検出手段が出力した前記最大レベル値及び最小レベル値を第一の期間にわたって平均化した第一の平均化データと、前記第一の期間よりも短い第二の期間にわたって平均化した第二の平均化データとを求め、
前記第一の平均化データと第二の平均化データを、前記平均輝度情報検出手段が検出した前記平均輝度情報に基づいて加重平均することで平均化色情報を求め、該平均化色情報に基づき、階調補正信号を求める
ことを特徴とする画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記輝度検出手段が検出した輝度成分の平均レベル値に基づき変化係数を求め、該変化係数により、前記加重平均を求めることを特徴とする請求項２３に記載の画像処理装置。
前記補正制御手段は、下記の式
Ｃｉｂ＝（ＨＫ＊ＣｉＳ＋（ＨＫｍａｘ−ＨＫ）＊ＣｉＬ）／ＨＫｍａｘ）
（ここで、ＣｉＬは前記第一の平均化データ、
ＣｉＳは前記第二の平均化データ、
ＨＫは変化係数、
ＨＫｍａｘは、変化係数ＨＫの階調数）
により、前記平均化色情報Ｃｉｂを求めることを特徴とする請求項２４に記載の画像処理装置。
前記補正制御手段は、前記第一の平均化データを求める際使用する、前記輝度成分の平均レベル値のうち、最大のものをＹｖＭＡＸ、最小のものをＹｖＭＩＮ、平均値をＹｖＡＶＥ、最新値をＹｂａｖＮとした時に、
ＨＫ（ｉ）＝ＨＫ（ｉ−１）＋［｛ＡＢＳ（ＹｂａｖＮ−ＹｖＡＶＥ）＊ＨＫ１＋（ＹｖＭＡＸ−ＹｖＭＩＮ）＊ＨＫ２｝−ＨＫ（ｉ−１）］／ＨＫｄ
（ただしＡＢＳ（）は、（）内の値の絶対値で、ＨＫ１，ＨＫ２，ＨＫｄは、任意の定数
また、ＨＫ（ｉ−１）は、前回までの処理で求められている変化係数、
ＨＫ（ｉ）は、新たに算出される変化係数である）
で与えられる変化係数ＨＫに応じて、前記第一の平均化データと、前記第二の平均化データを加重平均する割合を変化させる
ことを特徴とする請求項２３に記載の画像処理装置。
前記画像信号が赤、緑、青の３色の色成分を有するものであり、
階調補正部における階調変換特性が、前記画像信号の３色の色成分の各々Ｄｂｊ（ｊはＲ、Ｇ又はＢ）に対して、
Ｄｂｉ≦ＢＫの時、Ｄｃｊ＝０
Ｄｂｊ＞ＢＫの時、Ｄｃｊ＝（Ｄｂｊ−ＢＫ）＊Ｋ
但しＤｃｊ＞Ｄｃｊｍａｘのときは、Ｄｃｊ＝Ｄｃｊｍａｘ
（Ｄｃｊ（ｊはＲ、Ｇ又はＢ）は階調変換後の画像信号、
Ｄｃｊｍａｘ（ｊはＲ、Ｇ又はＢ）は階調変換後の画像信号Ｄｃｊのビット数で決まる最大値、
Ｋ，ＢＫはパラメータである）
で表され、
前記補正制御手段は、前記平均化色情報Ｃｉｂのうちの、平均化された赤、緑、青の最大レベル値のうち最も大きいものを全色最大レベル値データＣＭＡＸとして検出するとともに、前記平均化色情報のうちの、平均化された赤、緑、青の最小レベル値のうち最も小さいものを全色最小レベル値データＣＭＩＮとして検出する最大値・最小値選択手段と、
前記全色最大レベル値データＣＭＡＸ及び前記全色最小レベル値データＣＭＩＮに基づいて、下記の式
Ｋ＝（ＣＭＡＸｔ−ＣＭＩＮｔ）／（ＣＭＡＸ−ＣＭＩＮ）
ＢＫ＝ＣＭＩＮ−ＣＭＩＮｔ／Ｋ
（但し、ＣＭＡＸｔは、全色最大レベル値データＣＭＡＸに対応する階調補正後の目標値、
ＣＭＩＮｔは全色最小レベル値データＣＭＩＮに対応する階調補正後の目標値である）
により、前記パラメータＫ，ＢＫを求めるパラメータ演算手段を有する
ことを特徴とする請求項２６に記載の画像処理装置。
請求項２３に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置が出力する画像データを受信して画像を表示する表示手段とを有する画像表示装置。
入力画像信号の階調を階調補正手段により補正し、この階調が補正された画像信号を、明るさの制御が可能な光源と、画像信号に基づいて光の透過率若しくは反射率を変化させる光変調手段とを有する画像表示手段に供給して表示を行わせる画像表示装置の画像表示方法であって、
前記入力画像信号の最大・最小色情報として、前記入力画像信号を構成する色信号成分の最大階調または最大階調に準ずる値、及び前記色信号成分の最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小色情報検出工程と、
前記入力画像信号の最大・最小輝度情報として、前記入力画像信号を構成する輝度信号成分の最大階調または最大階調に準ずる値及び前記輝度信号成分の最小階調または最小階調に準ずる値を検出する最大・最小輝度情報検出工程と、
前記最大・最小色情報検出工程と最大・最小輝度情報検出工程により得られた最大・最小色情報及び最大・最小輝度情報に基づいて補正パラメータを設定する補正制御工程と、
前記補正制御工程により得られた前記補正パラメータに基づいて、前記入力画像信号の色成分の階調を補正する階調補正工程と、
前記階調補正工程における階調補正前及び階調補正後の画像信号から得られる輝度信号の階調値の平均値あるいは当該輝度信号の階調値の総和により、階調補正前及び階調補正後の平均輝度階調値を各々検出する平均輝度情報検出工程と、
前記階調補正前の平均輝度階調値及び前記階調補正後の平均輝度階調値に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御工程と
を含むことを特徴とする画像表示方法。
前記補正制御工程が、前記最大・最小色情報検出工程と最大・最小輝度情報検出工程により得られた最大・最小色情報、及び最大・最小輝度情報に基づいて、階調補正後の最大色情報値と最小色情報値を設定し、さらに前記最大・最小色情報検出工程及びと最大・最小輝度情報検出工程により得られた前記入力画像信号の最大・最小色情報及び最大・最小輝度情報、並びに前記階調補正後の最大色情報値及び最小色情報値に基づいて、前記補正パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項２９に記載の画像表示方法。
前記光源制御工程が、
前記平均輝度情報検出工程により検出された階調補正の前後の平均輝度情報と、
前記最大・最小輝度情報検出工程により検出された最大・最小輝度情報と、
前記最大・最小色情報検出工程により検出された最大・最小色情報とに基づいて、前記光源の明るさを制御することを特徴とする請求項２９に記載の画像表示方法。
前記階調補正工程における階調補正前の画像信号から得られる色成分の平均値または平均値に準ずる値を平均色情報として検出する平均色情報検出工程をさらに備え、
前記光源制御工程が、前記平均輝度情報検出工程により検出された階調補正の前後の平均輝度情報と、前記平均色情報検出工程により検出された平均色情報とに基づいて、前記光源の明るさを制御する
ことを特徴とする請求項２９に記載の画像表示方法。