WO2006103862A1 - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

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WO2006103862A1
WO2006103862A1 PCT/JP2006/303802 JP2006303802W WO2006103862A1 WO 2006103862 A1 WO2006103862 A1 WO 2006103862A1 JP 2006303802 W JP2006303802 W JP 2006303802W WO 2006103862 A1 WO2006103862 A1 WO 2006103862A1
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brightness
image display
correction
image
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PCT/JP2006/303802
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English (en)
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Akihiro Kuwabara
Takayuki Kimoto
Yoshio Seki
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04N5/57—Control of contrast or brightness
    • H04N5/58—Control of contrast or brightness in dependence upon ambient light

Definitions

  • the present invention relates to an image display device and an image display method, and more particularly to a technique for correcting gradation so as to improve visibility by eliminating the influence of external light.
  • the histogram conversion method is a technique for correcting the gradation of an image, but it is useful for improving the contrast of an image projected by a projector device, and further improvements are being made in view of the characteristics of the projector device field. ing.
  • the histogram conversion that was originally performed for all luminance ranges is a level corresponding to the difference between the maximum value and the minimum value for the range up to the minimum value force maximum value during the effective image period of the image luminance signal. This is performed using a key correction coefficient.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to the related art.
  • the image processing apparatus 20 includes a minimum value detection circuit 2001, a maximum value detection circuit 2002, a differentiator 2003, a correction coefficient calculation circuit 2004, and a correction circuit 2005.
  • the image processing device 20 receives the input video luminance signal, the minimum value during the effective video period is detected by the minimum value detection circuit 2001 and the maximum value is detected by the maximum value detection circuit 2002. Then, the difference between the maximum value and the minimum value is obtained by the differentiator 2003, and the correction coefficient calculation circuit 2004 determines the correction coefficient according to the difference.
  • the correction circuit 2005 corrects the input video luminance signal and outputs it as an output video luminance signal. This further improves the contrast of the image.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3549356
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is easy to see regardless of changes in the visual environment! /
  • An object of the present invention is to provide an image display device and an image display method for displaying an image.
  • an image display device is an image display device that displays a multi-tone image, and is a photometric means for detecting the intensity of external light (eg, FIG. 2). External light detector 304.) and correction means (for example, the luminance level adjustment circuit 303 in FIG. 2) that corrects the gradation so that the luminance is distributed within a narrow luminance range as the external light is stronger.
  • the luminance range includes the highest luminance (for example, the offset level adjustment circuit 305 in FIG. 4).
  • the luminance is increased according to the intensity of external light, so that an image can be easily displayed regardless of changes in the viewing environment.
  • the correction means performs gradation correction that increases the correction coefficient as the luminance distribution is larger in the luminance range (for example, the coefficient calculation circuit 302 in FIG. 4).
  • the correction means performs gradation correction that increases the correction coefficient as the luminance distribution is larger in the luminance range (for example, the coefficient calculation circuit 302 in FIG. 4).
  • the image display device includes means for detecting the luminance or hue of a flesh-colored pixel (for example, the flesh-color detection circuit 806 in FIG. 9), and the correcting means has a luminance for the flesh-colored pixel. It is characterized by not adjusting. In this way, the luminance is not corrected for the flesh-colored part! Therefore, it is possible to display a natural image while suppressing the change in color tone.
  • the correcting means increases the brightness as the brightness and hue of each pixel is closer to the skin color. It is more preferable to adjust so that the change in the degree is small. Further, the correction means may not adjust the brightness of the flesh color pixels when there are flesh color pixels around the flesh color pixels.
  • the image display apparatus has an average luminance M over all pixels constituting the image.
  • this difference is Predetermined
  • Means for changing the value of the correction coefficient so as to be equal to or less than the value for example, the luminance level adjustment circuit 1103 in FIG. 11. In this way, large fluctuations in average luminance can be suppressed, so that a natural image can be displayed while suppressing excessive changes in gradation.
  • the image display device is a means for lowering the luminance within the predetermined range when the luminance within the predetermined luminance range including the lowest luminance after adjustment by the correcting unit is higher than the predetermined luminance.
  • a black level correction circuit 1706 in FIG. 17 is provided. In this way, it is possible to prevent the low-brightness part from floating brightly and display a tightened image.
  • the image display device is a means for obtaining the maximum value and the minimum value of the luminance over all the pixels constituting the image (for example, the maximum value detection circuit 1406 and the minimum value detection circuit 1407 in FIG. 14). )) And means for distributing the luminance frequency distributed in the range from the minimum value to the maximum value in proportion to the range from 0 to the maximum number of gradations (for example, luminance distribution detection). Circuit 1401.), and the correction means adjusts the luminance of the proportionally distributed luminance distribution. In this way, it is possible to enhance visibility by enhancing the contrast of the image.
  • An image display method is an image display method executed by an image display device that displays a multi-tone image, and is a photometric step for detecting the intensity of external light (for example, FIG. S60 4.) and a correction step (for example, S606 in FIG. 7) for correcting the gradation so that the luminance is distributed within a narrow luminance range as the outside light is strong, and the luminance range is the highest It is characterized by including brightness (eg S607 in Fig. 7). In this way, since the luminance is increased according to the intensity of external light, an easy-to-view image can be displayed regardless of changes in the viewing environment.
  • the luminance distribution is within the luminance range. It is characterized by gradation correction that increases the correction coefficient as the number increases (for example, S603 in Fig. 7). In this way, it is possible to improve visibility by suppressing a decrease in contrast caused by increasing the lower limit of luminance.
  • the image display method includes a step (for example, S902 in FIG. 10) of detecting the luminance or hue of a flesh-colored pixel, and the correction step does not adjust the luminance for the flesh-colored pixel. To do. In this way, since the brightness is not corrected for the flesh-colored portion, a natural image can be displayed while suppressing the change in color tone.
  • the correction step is adjusted so that the change in luminance becomes smaller as the luminance and hue of each pixel are closer to skin color. Further, the correction step may not adjust the brightness of the skin color pixel when there is a skin color pixel around the skin color pixel.
  • the image display method according to the present invention includes an average luminance M over all pixels constituting an image.
  • the difference between the average luminance M after adjustment in the step of obtaining 0 (for example, S1202 in FIG. 12) and the average luminance M after adjustment in the correction step exceeds a predetermined value, the difference becomes less than the predetermined value.
  • the image display method according to the present invention is a step of reducing the luminance in the range when the luminance in the predetermined range including the lowest luminance is higher than the predetermined luminance after the adjustment in the correction step. (For example, S 1807 in FIG. 18). In this way, it is possible to prevent the low brightness portion from being brightly lifted and display a tightened image.
  • the image display method according to the present invention includes a step (for example, S1502 and S1503 in FIG. 15) of obtaining a maximum value and a minimum value of luminance over all pixels constituting an image, and the minimum value to the maximum value.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a conventional technique.
  • FIG. 2 is a diagram showing a usage pattern of the projector device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an external view of projector device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a main functional configuration of projector device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph illustrating a luminance distribution in an effective video period of a video luminance signal.
  • FIG. 6 is a graph showing how the projector apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention adjusts the correction coefficient.
  • FIG. 7 is a flowchart showing tone correction processing executed by the projector device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the correction coefficient of the gradation correction method according to the prior art and the correction coefficient of the gradation correction method according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a main configuration of a projector apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the projector device 8 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a main configuration of a projector apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the projector device 11 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph illustrating the manner in which the correction coefficient is adjusted by projector device 11 according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a main configuration of a projector apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the projector device 14 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the correction coefficient is adjusted by the projector device 14 according to the fourth embodiment of the present invention. It is a graph which shows a mode that it is arranged.
  • FIG. 17 is a block diagram showing the main configuration of the projector apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the projector device 17 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a usage form of the projector apparatus according to the present embodiment.
  • the projector apparatus 1 receives a video luminance signal from a personal computer 101, processes the signal, develops it on a built-in liquid crystal panel, and projects it onto a screen 102.
  • FIG. 3 is an external view of the projector device 1.
  • the projector 1 includes a video input terminal 201, an S video input terminal 202, an RGBZYPbPr input terminal 203, a remote control light receiving unit 204, a lens 205, a direction key 206, a decision button 207, and an external light sensor 208.
  • the video input terminal 201, the S video input terminal 202, and the RGBZYPbPr input terminal 203 are arranged on the side surface of the housing, and the remote control light receiving unit 204 and the lens 205 are arranged on the entire surface of the housing.
  • the direction key 206, the enter button 207, and the outside light sensor 208 are arranged on the upper surface of the casing.
  • the external light sensor 208 is a sensor that detects the brightness around the projector device 1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a main functional configuration of projector apparatus 1.
  • the projector apparatus 1 includes a luminance distribution detection circuit 301, a coefficient calculation circuit 302, a luminance level adjustment circuit 303, an external light detector 304, and an offset level adjustment circuit 305.
  • the luminance distribution detection circuit 301 is a luminance in the effective video period of the input video luminance signal. Detect distribution.
  • Fig. 5 is a graph illustrating the luminance distribution in the effective video period of the video luminance signal.
  • Fig. 5 (a) shows the luminance distribution in the effective video period of the video luminance signal, and
  • Fig. 5 (b) shows the gain.
  • the luminance distribution detected by the luminance distribution detection circuit 301 when a video luminance signal having a luminance distribution is input is shown.
  • the luminance distribution detection circuit 301 receives a video luminance signal having a luminance distribution of 8 bits: 256 gradations.
  • the luminance distribution is divided into four levels from 0 to 63, 64 to 127, 128 to 191 and 192 to 255 (Fig. 5 (b)).
  • P is the number of all pixels in the image
  • the correction coefficient C is calculated using the luminance distribution.
  • the correction factor C represents the slope of each part of the graph shown in Fig. 6 (a)! /
  • the external light detector 304 detects the brightness around the projector device 1 using the external light sensor 208 described above, and inputs a brightness signal indicating the detected brightness to the brightness level adjustment circuit 303.
  • the brightness level adjustment circuit 303 adjusts the correction coefficient C received from the coefficient calculation circuit 302 based on the brightness signal received from the outside light detector 304. That is, the brightness level The adjustment circuit 303 adjusts the correction coefficient C by the following formula using the correction coefficient Q indicated by the brightness signal.
  • the corrected luminance is obtained by the following equation.
  • D is the brightness after correction. This is the pixel with the lowest input luminance.
  • the offset level adjustment circuit 305 adjusts the luminance of each pixel belonging to the effective video period of the video luminance signal using the correction coefficient C ′ obtained by the luminance level adjustment circuit 303.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the tone correction processing executed by the projector device 1.
  • the luminance distribution detection circuit 301 detects the luminance distribution in the effective video period of the video luminance signal (S602), and the coefficient calculation circuit At 302, the correction coefficient C for each of the four levels of luminance distribution is calculated (S603).
  • the projector device 1 generates a brightness signal indicating the ambient brightness by the external light detector 304 (S604), and the brightness level adjustment circuit 303 corrects the brightness signal using the brightness signal.
  • the coefficient C force correction coefficient C ′ is obtained (S605), and the gradation of the image is corrected (S606).
  • the projector device 1 adjusts the offset level by the offset level adjustment circuit 305 (S607).
  • FIG. 8 is a graph showing the correction coefficient of the gradation correction method according to the prior art and the correction coefficient of the gradation correction method according to the present embodiment.
  • the minimum luminance value is raised to Q according to the viewing environment, and the correction coefficient is proportionally distributed within the range from Q to 255. Therefore, the visibility of both the low-luminance part and the high-luminance part can be improved at the same time.
  • the projector device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the projector device according to the first embodiment, but differs in that skin color pixels in the image are detected and correction is prohibited. . Only the differences will be explained below.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the main configuration of the projector apparatus according to the present embodiment.
  • the projector device 8 includes a luminance distribution detection circuit 801, coefficient calculation A circuit 802, a luminance level adjustment circuit 803, an external light detector 804, an offset level adjustment circuit 800, and a skin color detection circuit 806 are provided.
  • the flesh color detection circuit 806 detects flesh color pixels during the effective video period of the video luminance signal and notifies the luminance level adjustment circuit 803 and the offset level adjustment circuit 805.
  • the brightness level adjustment circuit 803 does not perform gradation correction for flesh-colored pixels, and the offset level adjustment circuit 805 does not adjust flesh-colored pixels!
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the projector device 8.
  • the skin color detection circuit 806 detects the skin color pixels (S902), and the brightness distribution detection circuit 801 shines.
  • the degree distribution is detected (S903), and the correction coefficient C is calculated by the coefficient calculation circuit 802 (S904).
  • the projector device 8 generates a brightness signal by the external light detector 804 (S905), and the brightness level adjustment circuit 803 obtains a correction coefficient C ′ using the brightness signal (S906). Then, correct the gradation of the image (S907). Finally, the projector device 8 adjusts the offset level by the offset level adjustment circuit 805 (S908).
  • the tone of the flesh color portion may be corrected within a range that does not impair the color tone.
  • the surrounding pixels are pixels other than the skin color and the luminance correction amount is large, the skin color part will be raised if the brightness of the skin color pixel is not changed at all. In such a case, the luminance of the skin color pixels may be corrected.
  • the surrounding pixels are skin color
  • the brightness of the skin color pixels may not be corrected. good. Changes in skin color are perceived sensitively in the skin area of a person, so whether the surrounding pixels are skin color or not is discriminated whether it is a person's skin area, and if the surrounding pixels are skin color, the brightness is not corrected. By doing so, it is possible to display a natural person image by avoiding color modulation of the person's skin.
  • RGB Red 255, green 232, and blue 192.
  • red 105, green 52, and blue 44 For black people, for example, red 105, green 52, and blue 44. However, brightness 0 is the darkest and 225 is the brightest.
  • the projector device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the projector device according to the first embodiment, but differs in that the average luminance of the image is detected and the correction coefficient is adjusted. do it! / Only the differences will be described below.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the main configuration of the projector apparatus according to the present embodiment.
  • the projector device 11 includes a luminance distribution detection circuit 1101, a coefficient calculation circuit 1102, a luminance level adjustment circuit 1103, an external light detector 1104, an offset level adjustment circuit 1105, and an average luminance calculation circuit 1106. Yes.
  • the average luminance calculation circuit 1106 calculates the average luminance of the video luminance signal during the effective video period and notifies the luminance level adjustment circuit 1103 of the average luminance.
  • the luminance level adjustment circuit 1103 corrects based on the result of the average luminance calculation circuit 1106 so that the correction coefficient power ⁇ , gradation level, brightness, and gradation level obtained by the coefficient calculation circuit 1102 are not excessively overcorrected. Adjust the correction coefficient so that the value is less than or equal to the specified value.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the projector device 11. As shown in FIG. 12, when the projector device 11 receives the video luminance signal (S1201), The luminance calculation circuit 1106 calculates the average luminance (S1202), the luminance distribution detection circuit 1101 detects the luminance distribution (S1203), and the coefficient calculation circuit 1102 calculates the correction coefficient ⁇ (S 1204).
  • the projector device 11 generates a brightness signal by the external light detector 1104 (S
  • the luminance level adjustment circuit 1103 obtains the correction coefficient C ′ using the brightness signal. In this case, a correction coefficient is obtained so that an extreme overcorrection does not occur in an image whose frequency is biased (S 1206). Then, the gradation of the image is corrected (S 1207). Finally, the projector device 11 adjusts the offset level by the offset level adjustment circuit 1105 (S1208).
  • the tone is simply corrected based on the histogram for an image in which the background is black and the black object is represented like a crow
  • the foreground is overcorrected.
  • the crow's brightness may be too bright.
  • the average luminance of the image is detected in advance, and the gradation is corrected so as not to deviate significantly from the average luminance.
  • FIG. 13 is a graph illustrating how the correction coefficient is adjusted by the projector device 11.
  • the coefficient calculation circuit 1102 calculates a correction coefficient (FIG. 13 (a)).
  • M is the average brightness obtained from the brightness distribution before correction. In contrast, when there is external light
  • FIG. 14 is a block diagram showing the main configuration of the projector apparatus according to the present embodiment.
  • the projector device 14 includes a luminance distribution detection circuit 1401, a coefficient calculation circuit 1402, a luminance level adjustment circuit 1403, an external light detector 1404, an offset level adjustment circuit 1405, a maximum value detection circuit 1406, and a minimum value.
  • a detection circuit 1407 is provided.
  • Maximum value detection circuit 1406 detects the maximum value of luminance during the effective video period of the video luminance signal.
  • the minimum value detection circuit 1407 detects the minimum value. These maximum and minimum values are notified to the luminance distribution detection circuit 1401.
  • the luminance distribution detection circuit 1401 generates a luminance distribution by proportionally distributing the luminance frequencies distributed in the range from the minimum value to the maximum value in the range from 0 to 255.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the projector device 14.
  • the maximum value detection circuit 1406 calculates the maximum luminance value (S1502)
  • the minimum value detection circuit 1407 The minimum luminance value is calculated (S1503).
  • the luminance distribution detection circuit 1401 detects the luminance distribution (S1504)
  • the coefficient calculation circuit 1402 calculates the correction coefficient C (S 1505).
  • the projector device 14 generates a brightness signal by the external light detector 1404 (S1506), and the brightness level adjustment circuit 1403 adjusts the correction coefficient using the brightness signal.
  • the correction coefficient C ′ is determined so that the luminance frequency distributed within the range up to the minimum value force and maximum value is proportionally distributed between 0 force and 255 (S1507), and the gradation of the image is adjusted. Correction is performed (S 1508).
  • the projector device 14 adjusts the offset level by the offset level adjustment circuit 1405 (S 1509).
  • FIG. 16 is a graph showing how the correction coefficient is adjusted by the projector device 14. As shown in FIG. 16, first, the input luminance within the range up to the minimum value and the maximum value of the luminance during the effective video period of the video luminance signal is higher than the minimum value. The correction coefficient is adjusted so that the gradation is corrected to the output luminance. Next, the correction coefficient is adjusted so that the maximum value of the input luminance is converted to 255. Like this For example, the contrast of the image can be further enhanced to improve the visibility.
  • the projector device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the projector device according to the first embodiment, but differs in that the black level of the image is further corrected after correcting the gradation. .
  • FIG. 17 is a block diagram showing the main configuration of the projector apparatus according to the present embodiment.
  • the projector device 17 includes a luminance distribution detection circuit 1701, a coefficient calculation circuit 1702, a luminance level adjustment circuit 1703, an external light detector 1704, an offset level adjustment circuit 1705, and a black level correction circuit 1706. Yes.
  • the black level correction circuit 1706 reduces the luminance of the low luminance part.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the projector device 17. As shown in FIG. 18, when the projector device 17 receives the video luminance signal (S 1801), the luminance distribution detection circuit 1701 detects the luminance distribution (S 1802), and the coefficient calculation circuit 1702 corrects the correction coefficient C. Is calculated (S1803).
  • the projector device 17 generates a brightness signal by the external light detector 1704 (S1804), obtains a correction coefficient C "by the brightness level adjustment circuit 1703 (S1805), and corrects the gradation of the image. Then, the projector device 17 adjusts the offset level by the offset level adjustment circuit 1705 (S 1807). Finally, the projector device 17 adjusts the luminance of the low-brightness portion by the black level correction circuit 1706. Reduce (S1808).
  • FIG. 19 is a graph showing how the black level correction circuit 1706 reduces the luminance of the low luminance part. As shown in FIG. 19, the black level correction circuit 1706 adjusts the output brightness Q corresponding to the input brightness 0 to the output brightness Q.
  • the projector device has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an image display device other than the projector device.
  • the present invention is preferably applied to an image display device in which the screen is difficult to see due to the influence of outside light or the like.
  • an external light sensor may be attached to the front of the screen to measure the intensity of external light incident on the screen.
  • the external light sensor may be removed from the projector device so that the brightness can be measured at an appropriate position according to the environment in which the projector device is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • the correction coefficient may be determined in a plurality of stages other than. Further, the effect of the present invention is not changed even when a gradation number other than 8 bits: 256 gradations such as 10 bits: 1024 gradations is used.
  • the image processing apparatus is a program that accepts a signal indicating the intensity of external light and executes the above-described gradation correction.
  • the power described in the case where the correction coefficient C ′ is obtained by adjusting all the correction coefficients C (i 1 to 4).
  • the correction coefficient C may be adjusted only for the low luminance part.
  • the coefficient to be adjusted may be only the correction coefficient of the portion with the lowest luminance, or ⁇ and C, or C force may be adjusted.
  • the value of the positive coefficient Q may be up to 80 at 256 gradations. In the case of 512 floors, it may be up to about 160. In this way, problems such as a decrease in contrast due to the narrowing of the output luminance range can be minimized.
  • An image display device and an image display method according to the present invention are provided in an image display device! It is useful as a technique for correcting gradation so as to improve the visibility by eliminating the influence of external light.

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Abstract

　プロジェクタ装置１は、入力された映像輝度信号の有効映像期間における輝度分布を検出し、係数算出回路３０２は、階調を補正するために補正係数Ｃｉを算出する（図６（ａ））。そして、周囲の明るさを検出し、これに基づいて補正係数Ｃｉを調整し、調整後の補正係数Ｃｉ´を得る。（図６（ｂ））。さらに図６（c）に示されるように、補正係数を調整することによって、最も入力輝度が低い画素であっても、明るさ信号に応じて輝度が輝度Ｑに引き上げられる。また、他の補正係数は調整前には０から２５５までの範囲内にあったのを０から２５５－Ｑまでの範囲内に比例配分した後、補正係数Ｑを加えた値となっている。調整後の補正係数を用いて映像輝度信号の有効映像期間に属する各画素の輝度を調整する。

Description

明 細 書
画像表示装置及び画像表示方法
技術分野
[0001] 本発明は、画像表示装置及び画像表示方法に関し、特に、外光の影響を排して視 認性を高めるように階調を補正する技術に関する。
背景技術
[0002] 従来、ディジタル信号処理技術が幅広!/ヽ分野に適用されており、プロジェクタ装置 等の画像表示装置もその例外ではない。例えば、ヒストグラム変換法は、画像の階調 を補正する技術であるが、プロジェクタ装置が投影する画像のコントラストを改善する のに役立っており、プロジェクタ装置分野の特質に鑑みて更なる改良が進められてい る。
特許文献 1においては、力かる技術改良の一例を見ることができる。すなわち、元 来、すべての輝度範囲について行なわれていたヒストグラム変換が、映像輝度信号 の有効映像期間中の最小値力 最大値までの範囲について、この最大値と最小値と の差に応じた階調補正の係数を用いて行なわれる。
[0003] 図 1は、当該従来技術に係る画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。図 1に示されるように、画像処理装置 20は、最小値検出回路 2001、最大値検出回路 2 002、差分器 2003、補正係数算出回路 2004及び補正回路 2005を備えている。画 像処理装置 20は入力映像輝度信号を受け付けると、その有効映像期間中の最小値 を最小値検出回路 2001にて検出し、その最大値を最大値検出回路 2002にて検出 する。そして、これら最大値と最小値との差分を差分器 2003にて求め、当該差分に 応じて補正係数算出回路 2004が補正係数を決定する。当該補正係数に応じて補 正回路 2005は入力映像輝度信号を補正し、出力映像輝度信号として出力する。こ れによって、画像のコントラストが更に改善される。
特許文献 1：特許第 3549356号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0004] し力しながら、プロジェクタ装置の使用環境を省みれば、映画館のように遮光が行き 届 、て 、るとは限らな 、ので、上記従来技術のように映像輝度信号の特性のみを考 慮して階調補正を行っても、投影された映像の見易さが必ずしも最適にはならない。 例えば、部屋の照明や日光等が視環境に影響を与えることは珍しくなぐそのような 場合に映像が見難くなるのは誰しも知るところである。
[0005] 本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、視環境の変化に関わ らず見易！/ヽ画像を表示する画像表示装置及び画像表示方法を提供することを目的 とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、多階調の画像を表示 する画像表示装置であって、外光の強さを検出する測光手段 (例えば、図 2の外光 検出器 304。）と、外光が強いほど、狭い輝度範囲内に輝度が分布するように階調補 正する補正手段 (例えば、図 2の輝度レベル調整回路 303。）と、を備え、前記輝度 範囲は最も高い輝度を含む (例えば、図 4のオフセットレベル調整回路 305。）ことを 特徴とする。
発明の効果
[0007] このようにすれば、外光の強さに応じて輝度を高めるので、視環境の変化に関わら ず見易 、画像を表示することができる。
本発明に係る画像表示装置は、補正手段は、前記輝度範囲内で輝度の分布が多 いところ程、補正係数を上げる階調補正をする (例えば、図 4の係数算出回路 302。 ) ことを特徴とする。このようにすれば、輝度の下限を高めたことに起因するコントラスト の低下を抑えて視認性を高めることができる。なお、輝度の分布が多いところとは度 数が高い輝度をいう。
[0008] 本発明に係る画像表示装置は、肌色の画素の輝度又は色相を検出する手段 (例え ば、図 9の肌色検出回路 806。）を備え、補正手段は、肌色の画素については輝度を 調整しないことを特徴とする。このようにすれば、肌色部分については輝度を補正し な!、ので色調の変化を抑えて自然な画像を表示することができる。
この場合において、補正手段は、画素ごとの輝度及び色相が肌色に近いほど、輝 度の変化が小さくなるように調整すればなお好適である。また、補正手段が肌色画素 の輝度を調整しないのは、肌色画素の周辺に肌色画素があるときとしても良い。
[0009] 本発明に係る画像表示装置は、画像を構成するすべての画素に亘る平均輝度 M
0 を求める手段 (例えば、図 11の平均輝度算出回路 1106。）と、補正手段にて調整し た後の平均輝度 Mと平均輝度 Mとの差が所定値を超える場合には、この差が所定
1 0
値以下となるように、補正係数の値を変更する手段 (例えば、図 11の輝度レベル調 整回路 1103。）と、を備えることを特徴とする。このようにすれば、平均輝度の大変動 を抑えることができるので、階調の過剰な変化を抑えて自然な画像を表示することが できる。
[0010] 本発明に係る画像表示装置は、補正手段にて調整した後に最も低 ヽ輝度を含む 所定の輝度範囲内の輝度が所定輝度よりも高いときに、当該範囲内の輝度を下げる 手段 (例えば、図 17の黒レベル補正回路 1706。）を備えることを特徴とする。このよう にすれば、低輝度部分が明るく浮き上がるのを防止して、引き締まった画像を表示す ることがでさる。
[0011] 本発明に係る画像表示装置は、画像を構成するすべての画素に亘る輝度の最大 値と最小値とを求める手段 (例えば、図 14の最大値検出回路 1406と最小値検出回 路 1407。）と、前記最小値から最大値までの範囲内に分布している輝度の度数を 0 カゝら最大階調数までの範囲に比例配分して輝度分布とする手段 (例えば、輝度分布 検出回路 1401。）と、を備え、補正手段は、比例配分された輝度分布について輝度 を調整することを特徴とする。このようにすれば、画像のコントラストを強調して、視認 性を向上させることができる。
[0012] 本発明に係る画像表示方法は、多階調の画像を表示する画像表示装置が実行す る画像表示方法であって、外光の強さを検出する測光ステップ (例えば、図 7の S60 4。）と、外光が強いほど、狭い輝度範囲内に輝度が分布するように階調補正する補 正ステップ (例えば、図 7の S606。）と、を含み、前記輝度範囲は最も高い輝度を含 むこと（例えば、図 7の S607。）を特徴とする。このようにすれば、外光の強さに応じて 輝度を高めるので、視環境の変化に関わらず見易い画像を表示することができる。
[0013] 本発明に係る画像表示方法は、補正ステップは、前記輝度範囲内で輝度の分布が 多いところ程補正係数を上げる階調補正をすること (例えば、図 7の S603。）を特徴と する。このようにすれば、輝度の下限を高めたことに起因するコントラストの低下を抑 えて視認性を高めることができる。
本発明に係る画像表示方法は、肌色の画素の輝度又は色相を検出するステップ（ 例えば、図 10の S902。）を備え、補正ステップは、肌色の画素については輝度を調 整しないことを特徴とする。このようにすれば、肌色部分については輝度を補正しな V、ので色調の変化を抑えて自然な画像を表示することができる。
[0014] この場合において、補正ステップは、画素ごとの輝度及び色相が肌色に近いほど、 輝度の変化が小さくなるように調整すればなお好適である。また、補正ステップが肌 色画素の輝度を調整しないのは、肌色画素の周辺に肌色画素があるときであるとし ても良い。
本発明に係る画像表示方法は、画像を構成するすべての画素に亘る平均輝度 M
0 を求めるステップ (例えば、図 12の S1202。）と、補正ステップにて調整した後の平均 輝度 Mと平均輝度 Mとの差が所定値を超える場合には、この差が所定値以下とな
1 0
るように、補正係数の値を変更するステップ (例えば、図 12の S1206。）と、を含むこ とを特徴とする。このようにすれば、平均輝度の大変動を抑えることができるので、階 調の過剰な変化を抑えて自然な画像を表示することができる。
[0015] 本発明に係る画像表示方法は、補正ステップにて調整した後に最も低 ヽ輝度を含 む所定の範囲内の輝度が所定輝度よりも高いときに、当該範囲内の輝度を下げるス テツプ (例えば、図 18の S 1807。）を含むことを特徴とする。このようにすれば、低輝 度部分が明るく浮き上がるのを防止して、引き締まった画像を表示することができる。 本発明に係る画像表示方法は、画像を構成するすべての画素に亘る輝度の最大 値と最小値とを求めるステップ (例えば、図 15の S1502、 S1503)と、前記最小値か ら最大値までの範囲内に分布して 、る輝度の度数を 0力 最大階調数までの範囲に 比例配分して輝度分布とするステップ (例えば、図 15の S1504。）と、を備え、補正ス テツプは、比例配分された輝度分布について輝度を調整することを特徴とする。この ようにすれば、画像のコントラストを強調して、視認性を向上させることができる。 図面の簡単な説明 [図 1]従来技術に係る画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
[図 2]本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置の利用形態を示す図である
[図 3]本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置 1の外観図である。
[図 4]本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置 1の主要な機能構成を示す ブロック図である。
[図 5]映像輝度信号の有効映像期間における輝度分布を例示するグラフである。
[図 6]本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置 1が補正係数を調整する様 子を示すグラフである。
[図 7]本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置 1が実行する階調補正処理 を示すフローチャートである。
[図 8]従来技術に係る階調補正方法の補正係数と本実施の形態に係る階調補正方 法の補正係数とを示すグラフである。
[図 9]本発明の第 2の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すブロッ ク図である。
[図 10]本発明の第 2の実施の形態に係るプロジェクタ装置 8の動作を示すフローチヤ ートである。
[図 11]本発明の第 3の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すプロ ック図である。
[図 12]本発明の第 3の実施の形態に係るプロジェクタ装置 11の動作を示すフローチ ヤートである。
[図 13]本発明の第 3の実施の形態に係るプロジェクタ装置 11によって補正係数が調 整される様子を例示するグラフである。
[図 14]本発明の第 4の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すプロ ック図である。
[図 15]本発明の第 4の実施の形態に係るプロジェクタ装置 14の動作を示すフローチ ヤートである。
[図 16]本発明の第 4の実施の形態に係るプロジェクタ装置 14によって補正係数が調 整される様子を示すグラフである。
圆 17]本発明の第 5の実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すプロ ック図である。
[図 18]本発明の第 5の実施の形態に係るプロジェクタ装置 17の動作を示すフローチ ヤートである。
圆 19]本発明の第 5の実施の形態に係る黒レベル補正回路 1706が低輝度部分の 輝度を低下させる様子を示すグラフである。
符号の説明
1、 8、 -プロジェクタ装置
20
101 'パーソナルコンピュータ 102 'スクリーン
201 'ビデオ入力端子
202 •Sビデオ入力端子
203 •RGBZYPbPr入力端子 204 -リモコン受光部
205 'レンズ
206 -方向キー
207 '決定ボタン
208 '外光センサ
301、 801、 1101、 1401、 1701· ··輝度分布検出回路
302、 802、 1102、 1402、 1702· ··係数算出回路
303、 803、 1103、 1403、 1703· ··輝度レベル調整回路
304、 804、 1104、 1404、 1704· ··外光検出器
305、 805、 1105、 1405、 1705· · ·オフセットレベル調整回路
806 肌色検出回路
1106 ……平均輝度算回路
1406、 2001· -最大値検出回路 最小値検出回路
黒レベル補正回路
差分器
補正係数算出回路
補正回路
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明に係る画像表示装置及び画像表示方法の実施の形態につ!ヽて、プ ロジェクタ装置を例にとり、図面を参照しながら説明する。
[1] 第 1の実施の形態
先ず、本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置について説明する。 (1) プロジェクタ装置の構成
図 2は、本実施の形態に係るプロジェクタ装置の利用形態を示す図である。図 2に 示されるように、プロジェクタ装置 1はパーソナルコンピュータ 101から映像輝度信号 を受け付けて、これを信号処理し、内蔵する液晶パネルに展開して、スクリーン 102 に投影する。
[0019] 図 3は、プロジェクタ装置 1の外観図である。図 3に示されるように、プロジェクタ 1は 、ビデオ入力端子 201、 Sビデオ入力端子 202、 RGBZYPbPr入力端子 203、リモ コン受光部 204、レンズ 205、方向キー 206、決定ボタン 207及び外光センサ 208を 備えている。ビデオ入力端子 201、 Sビデオ入力端子 202及び RGBZYPbPr入力 端子 203は筐体の側面に配され、リモコン受光部 204とレンズ 205とは筐体の全面に 配されている。方向キー 206、決定ボタン 207及び外光センサ 208は筐体の上面に 配されている。この外光センサ 208はプロジェクタ装置 1の周囲の明るさを検出するセ ンサである。
[0020] 図 4は、プロジェクタ装置 1の主要な機能構成を示すブロック図である。図 4に示さ れるように、プロジェクタ装置 1は輝度分布検出回路 301、係数算出回路 302、輝度 レベル調整回路 303、外光検出器 304及びオフセットレベル調整回路 305を備えて いる。
輝度分布検出回路 301は入力された映像輝度信号の有効映像期間における輝度 分布を検出する。図 5は、映像輝度信号の有効映像期間における輝度分布を例示 するグラフであって、図 5 (a)は映像輝度信号の有効映像期間における輝度分布を 示し、図 5 (b)はカゝかる輝度分布を有する映像輝度信号が入力された場合に輝度分 布検出回路 301が検出する輝度分布を示して 、る。
[0021] すなわち、図 5 (a)に示されるように、輝度分布検出回路 301には 8bit: 256階調の 輝度分布を有する映像輝度信号が入力されるのだが、輝度分布検出回路 301はこ の 256階調を 0力ら 63まで、 64力ら 127まで、 128力ら 191まで、及び 192力ら 255 までの 4段階に分けた輝度分布を検出する（図 5 (b) )。
係数算出回路 302は、輝度分布検出回路 301から 4段階の輝度分布を受け付ける と、次式を用いて階調を補正するために 4段階の輝度分布の段階毎の補正係数 C (i = 1〜4)を算出する（図 6 (a) )。
[0022] [数 1]
ここで、 Pは画像中のすべての画素数であり、 F (i= l〜4)は 4段階の輝度分布の段 階毎の度数を表わす。すなわち、
[0023] [数 2]
P = y Ft … ( 2 ) である。このように、補正係数 Cは輝度分布を用いて算出される。なお、補正係数 C は図 6 (a)に示されるグラフの各部分の傾きを表わして！/、る。
外光検出器 304は、前述の外光センサ 208を用いてプロジェクタ装置 1の周囲の明 るさを検出し、検出した明るさを指標する明るさ信号を輝度レベル調整回路 303に入 力する。
[0024] 輝度レベル調整回路 303は、外光検出器 304から受け付けた明るさ信号に基づい て、係数算出回路 302から受け付けた補正係数 Cを調整する。すなわち、輝度レべ ル調整回路 303は明るさ信号にて示される補正係数 Qを用いて、次式により補正係 数 Cを調整する。
[0025] [数 3]
( 3 )
256 図 6 (b)は調整中の補正係数 C ' (i= 1〜4)を示すグラフである。図 6 (b)に示され るように、輝度レベル調整回路 303が補正係数を調整することによって、補正係数は 調整前には 0から 255までの範囲内にあつたのが 0から 255— Qまでの範囲内に比 例配分される。
[0026] 次に、すべての画素の輝度が補正係数 Qだけ引き上げられる。すなわち、次式によ つて補正後の輝度が求められる。
[0027] [数 4]
V
Figure imgf000011_0001
ここで、 Dは補正前の輝度であって、 4段階の輝度分布の n段階目（n= 1〜4)に属 する。また、 Dは補正後の輝度である。これによつて、最も入力輝度が低い画素であ
O
つても、明るさ信号に応じて輝度が輝度 Qに引き上げられる。このように、オフセットレ ベル調整回路 305は、輝度レベル調整回路 303にて求められた補正係数 C 'を用い て映像輝度信号の有効映像期間に属する各画素の輝度を調整する。
[0028] (2) プロジェクタ装置の動作
次に、プロジェクタ装置 1の動作、特に階調を補正するための処理について説明す る。図 7は、プロジェクタ装置 1が実行する階調補正処理を示すフローチャートである 。図 7に示されるように、プロジェクタ装置 1は、映像輝度信号を受け付けると（S601) 、輝度分布検出回路 301にて映像輝度信号の有効映像期間における輝度分布を検 出し (S602)、係数算出回路 302にて 4段階の輝度分布の段階毎の補正係数 Cを算 出する（S603)。 [0029] 次に、プロジェクタ装置 1は外光検出器 304にて周囲の明るさを指標する明るさ信 号を生成し (S604)、輝度レベル調整回路 303にて当該明るさ信号を用いて補正係 数 C力 補正係数 C 'を求め（S605)、画像の階調を補正する（S606)。最後に、プ ロジェクタ装置 1はオフセットレベル調整回路 305にてオフセットレベルを調整する（S 607)。
[0030] (3) 従来の階調補正方法との比較
次に、従来技術に係る階調補正方法と本実施の形態に係る階調補正方法とを比 較する。図 8は、従来技術に係る階調補正方法の補正係数と本実施の形態に係る階 調補正方法の補正係数とを示すグラフである。
先ず、図 8 (a)に示されるように、単純にヒストグラムカゝら求められた補正係数を用い ると、映像輝度信号の有効映像期間中の最も高い輝度が輝度 255に補正され、最も 低い輝度が輝度ゼロに補正されるので、画像全体のコントラストは向上するものの、 低輝度部分にっ 、ては視認性が低下する。
[0031] また、この視認性を補うために単に輝度を増加させると、図 8 (b)に示されるように、 輝度を 255よりも大きくすることができないので、高輝度部分において輝度が飽和し、 所謂白あたりが発生して、やはり視認性が低下する。
これに対して、本実施の形態では図 8 (c)に示されるように、視環境に応じて輝度の 最小値を Qにまで引き上げると共に、 Qから 255までの範囲内に補正係数を比例配 分するので、低輝度部分と高輝度部分との双方について同時に視認性を向上させる ことができる。
[0032] [2] 第 2の実施の形態
次に、本発明の第 2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプロジ ェクタ装置は前記第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様の構成を備え る一方、画像中の肌色の画素を検出し補正を禁止する点において相違している。以 下、専ら相違点について説明する。
[0033] (1) プロジェクタ装置の構成
図 9は、本実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すブロック図であ る。図 9に示されるように、プロジェクタ装置 8は、輝度分布検出回路 801、係数算出 回路 802、輝度レベル調整回路 803、外光検出器 804、オフセットレベル調整回路 8 05及び肌色検出回路 806を備えている。
[0034] 肌色検出回路 806は映像輝度信号の有効映像期間中の肌色の画素を検出して、 輝度レベル調整回路 803とオフセットレベル調整回路 805とに通知する。輝度レべ ル調整回路 803は肌色の画素にっ ヽては階調補正を行わな 、ようにし、オフセットレ ベル調整回路 805は肌色の画素につ!、てはオフセットを調整しな!、。
(2) プロジェクタ装置の動作
図 10は、プロジェクタ装置 8の動作を示すフローチャートである。図 10に示されるよ うに、プロジェクタ装置 8は、映像輝度信号を受け付けると (S901)、先ず、肌色検出 回路 806にて肌色の画素を検出すると共に（S902)、輝度分布検出回路 801にて輝 度分布を検出し (S903)、係数算出回路 802にて補正係数 Cを算出する (S904)。
[0035] 次に、プロジェクタ装置 8は外光検出器 804にて明るさ信号を生成し (S905)、輝度 レベル調整回路 803にて当該明るさ信号を用いて補正係数 C 'を求め（S906)、画 像の階調を補正する（S 907)。最後に、プロジェクタ装置 8はオフセットレベル調整回 路 805にてオフセットレベルを調整する（S908)。
一般的に、中間の色相である肌色等は人間の記憶に残り易ぐ色調の微妙な違い が認識され易い。これに対して、本実施の形態においては肌色部分については階調 補正を行わないように画素毎に補正を禁止する。すなわち、肌色の画素については 輝度を補正せず、そのまま出力する。従って、画像中の肌色部分の色調を損なうこと なく階調を補正することができる。
[0036] なお、上述に代えて、色調を損なわない範囲内で肌色部分の階調を補正しても良 い。すなわち、周辺の画素が肌色以外の色の画素であって、輝度の補正量が大きい 場合には、肌色の画素の輝度をまったく変化させないと、肌色部分が浮き上がつてし まうので、そのような場合には、肌色の画素の輝度を補正しても良い。
ただし、この場合においても、周辺の画素よりも補正量が小さくなるように肌色の画 素の輝度を補正するのが望ましい。このようにすれば、肌色部分が浮き上がることの な ヽ自然な画像表示を実現することができる。
[0037] また、周辺の画素が肌色である場合には肌色の画素の輝度を補正しないとしても 良い。肌色の変化は人物の肌部分において敏感に認識されるので、周辺の画素が 肌色であるか否かで人物の肌部分か否かを判別し、周辺の画素が肌色ならば輝度 の補正をしないことにすれば、人物の肌部分の色の変調を避けて自然な人物像を表 示することができる。
なお、黄色人では、肌色とは赤色と黄色の中間の色であって、その輝度力もっと明 る 、輝度である最大輝度の 50%から 60%ぐら!/、の範囲内にある色を!、う。 RGBの 3 原色を 0から 255までの 256階調で混合して肌色を表現すると、例えば、赤色 255、 緑色 232、青色 192である。また、白人では、例えば、赤色 255、緑色 208、青色 19 2である。黒人では、例えば、赤色 105、緑色 52、青色 44である。ただし、輝度 0が最 も暗ぐ 225が最も明るいものとする。
[0038] [3] 第 3の実施の形態
次に、本発明の第 3の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプロジ ェクタ装置は前記第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様の構成を備え る一方、画像の平均輝度を検出して補正係数を調整する点にぉ 、て相違して！/、る。 以下、専ら相違点について説明する。
[0039] (1) プロジェクタ装置の構成
図 11は、本実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すブロック図であ る。図 11に示されるように、プロジェクタ装置 11は、輝度分布検出回路 1101、係数 算出回路 1102、輝度レベル調整回路 1103、外光検出器 1104、オフセットレベル 調整回路 1105及び平均輝度算出回路 1106を備えている。
[0040] 平均輝度算出回路 1106は映像輝度信号の有効映像期間中の平均輝度を算出し て、輝度レベル調整回路 1103に通知する。輝度レベル調整回路 1103は、係数算 出回路 1102で求めた補正係数力 喑 、階調レベルや明る 、階調レベルにぉ 、て、 極端に過補正されないよう平均輝度算出回路 1106の結果に基づき補正値が所定 値以下となるように、補正係数を調整する。
[0041] (2) プロジェクタ装置 11の動作
図 12は、プロジェクタ装置 11の動作を示すフローチャートである。図 12に示される ように、プロジェクタ装置 11は、映像輝度信号を受け付けると (S1201)、先ず、平均 輝度算出回路 1106にて平均輝度を算出すると共に (S1202)、輝度分布検出回路 1101にて輝度分布を検出し (S1203)、係数算出回路 1102にて補正係数 ^を算出 する（S 1204)。
[0042] 次に、プロジェクタ装置 11は外光検出器 1104にて明るさ信号を生成し (S
1205)、輝度レベル調整回路 1103にて当該明るさ信号を用いて補正係数 C 'を求 める。この場合において、度数が偏ったような画像で極端な過補正が生じないように 補正係数を求める（S 1206)。そして、画像の階調を補正する（S 1207)。最後に、プ ロジェクタ装置 11はオフセットレベル調整回路 1105にてオフセットレベルを調整する (S1208)。
[0043] このようにすれば、例えば、背景が黒ぐ前景もカラスのように黒い物体が表わされ た画像について、単純にヒストグラムに基づいて階調を補正すると、補正過剰となつ て、前景のカラスの輝度が明るくなり過ぎる場合がある。これに対して、本実施の形態 によれば、予め画像の平均輝度を検出しておいて、当該平均輝度から大きく逸脱し ないように階調を補正する。
[0044] 図 13は、プロジェクタ装置 11によって補正係数が調整される様子を例示するグラフ である。まず、係数算出回路 1102が補正係数を算出する（図 13 (a) )。図 13 (a)中、 Mは補正前の輝度分布カゝら得られる平均輝度である。これに対して、外光がある場
0
合に前記第 1の実施の形態に従って補正係数を調整しても、例えば、平均輝度 M
0 力 、さ 、場合 (喑 、映像シーン)でありながら、入力輝度レベルが低 、ところの補正 係数が非常に大きくなり、わずかに入力輝度レベルの高い信号が入力されても明るく 表示されてしまう。これに対し、平均輝度 Mが小さい場合（暗い映像シーン）は、所
0
定の補正係数より大きくならないよう補正を行って画像が不自然になる弊害を無くす ことができる（図 13 (b) )。
[0045] [4] 第 4の実施の形態
次に、本発明の第 4の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプロジ ェクタ装置は前記第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様の構成を備え る一方、映像輝度信号の有効映像期間中の輝度の最小値と最大値とを検出して輝 度分布を補正する点において相違している。以下、専ら相違点について説明する。 [0046] (1) プロジェクタ装置の構成
図 14は、本実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すブロック図であ る。図 14に示されるように、プロジェクタ装置 14は、輝度分布検出回路 1401、係数 算出回路 1402、輝度レベル調整回路 1403、外光検出器 1404、オフセットレベル 調整回路 1405、最大値検出回路 1406及び最小値検出回路 1407を備えている。
[0047] 最大値検出回路 1406は映像輝度信号の有効映像期間中の輝度の最大値を検出 する。また、最小値検出回路 1407は同最小値を検出する。これら最大値と最小値は 輝度分布検出回路 1401に通知される。輝度分布検出回路 1401は前記最小値から 最大値までの範囲内に分布している輝度の度数を 0から 255までの範囲に比例配分 して輝度分布とする。
[0048] (2) プロジェクタ装置 14の動作
図 15は、プロジェクタ装置 14の動作を示すフローチャートである。図 15に示される ように、プロジェクタ装置 14は、映像輝度信号を受け付けると（S1501)、先ず、最大 値検出回路 1406にて輝度の最大値を算出すると共に（S1502)、最小値検出回路 1407にて輝度の最小値を算出する（S1503)。そして、輝度分布検出回路 1401に て輝度分布を検出し (S1504)、係数算出回路 1402にて補正係数 Cを算出する（S 1505)。
[0049] 次に、プロジェクタ装置 14は外光検出器 1404にて明るさ信号を生成し (S1506)、 輝度レベル調整回路 1403にて当該明るさ信号を用いて補正係数を調整する。この 場合において、前記最小値力 最大値までの範囲内に分布している輝度の度数を 0 力も 255までの範囲に比例配分するように補正係数 C 'を求め（S1507)、画像の階 調を補正する（S 1508)。最後に、プロジェクタ装置 14はオフセットレベル調整回路 1 405にてオフセッ卜レベルを調整する（S 1509)。
[0050] 図 16は、プロジェクタ装置 14によって補正係数が調整される様子を示すグラフであ る。図 16に示されるように、先ず、映像輝度信号の有効映像期間中の輝度の最小値 力 最大値までの範囲内の入力輝度を前記最小値よりも高い輝度 Q力 最大値まで の範囲内の出力輝度に階調補正するように、補正係数が調整される。次に、入力輝 度の最大値が輝度 255に変換されるように、補正係数が調整される。このようにすれ ば、画像のコントラストを更に強調して、視認性を向上させることができる。
[0051] [5] 第 5の実施の形態
次に、本発明の第 5の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプロジ ェクタ装置は前記第 1の実施の形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様の構成を備え る一方、階調を補正した後、更に画像の黒レベルを補正する点において相違する。
(1) プロジェクタ装置の構成
図 17は、本実施の形態に係るプロジェクタ装置の主要な構成を示すブロック図であ る。図 17に示されるように、プロジェクタ装置 17は、輝度分布検出回路 1701、係数 算出回路 1702、輝度レベル調整回路 1703、外光検出器 1704、オフセットレベル 調整回路 1705及び黒レベル補正回路 1706を備えている。黒レベル補正回路 170 6は低輝度部分の輝度を低下させる。
[0052] (2) プロジェクタ装置 17の動作
図 18は、プロジェクタ装置 17の動作を示すフローチャートである。図 18に示される ように、プロジェクタ装置 17は、映像輝度信号を受け付けると（S 1801)、輝度分布検 出回路 1701にて輝度分布を検出し (S1802)、係数算出回路 1702にて補正係数 C を算出する（S1803)。
[0053] 次に、プロジェクタ装置 17は外光検出器 1704にて明るさ信号を生成し (S1804)、 輝度レベル調整回路 1703にて補正係数 C「を求め（S1805)、画像の階調を補正 する（S1806)。そして、プロジェクタ装置 17はオフセットレベル調整回路 1705にて オフセットレベルを調整する（S 1807)。最後に、プロジェクタ装置 17は、黒レベル補 正回路 1706にて低輝度部分の輝度を低下させる（S1808)。
[0054] 第 5の実施の形態によれば、外光が強い等に起因して補正係数 Qが大きい場合に は、補正後に最も輝度が低い部分の輝度が高くなり過ぎる場合がある。これに対して 、黒レベル補正回路 1706は低輝度部分の輝度を下げるので、黒さをくつきりとさせ、 映像を引き締めることができる。図 19は、黒レベル補正回路 1706が低輝度部分の 輝度を低下させる様子を示すグラフである。図 19に示されるように、黒レベル補正回 路 1706は入力輝度 0に対応する出力輝度 Qを出力輝度 Qに調整することによって
0 1
、低輝度部分の出力輝度を低下させる。 [0055] [6] 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきた力 本発明が上述の実施の形 態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(1) 上記実施の形態においては、専らプロジェクタ装置を例にとって説明したが、 本発明がこれに限定されないのは言うまでもなぐプロジェクタ装置以外の画像表示 装置に本発明を適用しても良い。特に、外光等の影響を受けて画面が見難くなるよう な画像表示装置に適用すると好適である。
[0056] (2) 上記実施の形態においては、専ら外光センサをプロジェクタ装置本体に一体 として取り付ける場合について説明した力 本発明がこれに限定されないのは言うま でもなぐ外光センサをプロジェクタ装置本体と一体としなくても本発明の効果を得る ことができる。例えば、スクリーンに入射する外光の強さを測るベぐスクリーン前面に 外光センサを取り付けても良 、。プロジェクタ装置が使用される環境に応じた適当な 位置で明るさを測ることができるように、外光センサをプロジェクタ装置から取り外して 使用できるようにしても良い。
[0057] (3) 上記実施の形態においては、専ら 256階調の輝度を 4段階に分けて補正係 数を決定する場合について説明した力 本発明がこれに限定されないのは言うまで もなぐ 4以外の複数段階に分けて補正係数を決定しても良い。また、 10bit: 1024 階調など 8bit: 256階調以外の階調数を用いても本発明の効果に変わりは無い。
(4) 上記実施の形態においては特に言及しなかった力 本発明に係る画像処理 装置は、外光の強さを指標する信号を受け付けて、上述のような階調補正を実行す るプログラムであっても良いし、専用の LSI (Large Scale Integration)であるとしても良 い。
[0058] (5) 上記実施の形態にお!、ては、すべての補正係数 C (i= 1〜4)を調整して補 正係数 C 'を求める場合について説明した力 本発明がこれに限定されないのは言う までもなぐ低輝度部分についてのみ補正係数 Cを調整しても良い。この場合におい て、調整する係数は最も低輝度である部分の補正係数 のみとしても良いし、 ^と C 、或いは C力も Cを調整しても良い。
2 1 3
[0059] (6) 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、第 1の実施の形態の補 正係数 Qの値は 256階調の場合には高々 80ぐらいまでとしても良い。また、 512階 調の場合には高々 160ぐらいまでとしても良い。このようにすれば、出力輝度の範囲 が狭まることに起因するコントラストの低下等の問題を最小限に留めることができる。
(7) 上記実施の形態において画像の平均輝度レベルを求めるに際し画像の全画 素をサンプリングしているが、 2画素置きや 4画素置きなど間引きサンプリングしてもよ V、。このようにすれば回路規模を小さくすることができる。
産業上の利用可能性
本発明に係る画像表示装置及び画像表示方法は、画像表示装置にお！ヽて外光の 影響を排して視認性を高めるように階調を補正する技術として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 多階調の画像を表示する画像表示装置であって、
外光の強さを検出する測光手段と、
外光が強 、ほど、狭 、輝度範囲内に輝度が分布するように階調補正する補正手段 と、を備え、
前記輝度範囲は最も高!ヽ輝度を含む
ことを特徴とする画像表示装置。
[2] 補正手段は、前記輝度範囲内で輝度の分布が多いところ程、補正係数 Cを上げる 階調補正する
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[3] 輝度及び色相が肌色の画素である肌色画素を検出する手段を備え、
補正手段は、肌色画素については輝度を調整しない
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[4] 補正手段は、画素ごとの輝度及び色相が肌色に近いほど、輝度の変化が小さくな るように調整する
ことを特徴とする請求項 3に記載の画像表示装置。
[5] 補正手段が肌色画素の輝度を調整しないのは、肌色画素の周辺に肌色画素があ るときである
ことを特徴とする請求項 3に記載の画像表示装置。
[6] 画像を構成するすべての画素に亘る平均輝度 Mを求める手段と、
0
補正手段にて調整した後の平均輝度 Mと平均輝度 Mとの差が所定値を超える場
1 0
合には、この差が所定値以下となるように、補正係数 の値を変更する手段と、 を備えることを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[7] 補正手段にて調整した後に最も低い輝度を含む所定の輝度範囲内の輝度が所定 輝度よりも高いときに、当該範囲内の輝度を下げる手段
を備えることを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[8] 画像を構成するすべての画素に亘る輝度の最大値と最小値とを求める手段と、 前記最小値力も最大値までの範囲内に分布して 、る輝度の度数を 0から最大階調 数までの範囲に比例配分して輝度分布とする手段と、を備え、
補正手段は、比例配分された輝度分布にっ 、て輝度を調整する
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[9] 多階調の画像を表示する画像表示装置が実行する画像表示方法であって、
外光の強さを検出する測光ステップと、
外光が強 、ほど、狭 、輝度範囲内に輝度が分布するように階調補正する補正ステ ップと、を含み、
前記輝度範囲は最も高!ヽ輝度を含む
ことを特徴とする画像表示方法。
[10] 補正ステップは、前記輝度範囲内で輝度の分布が多いところ程、補正係数 Cを平 坦化するように階調補正する
ことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[11] 肌色の画素の輝度又は色相を検出するステップを備え、
補正ステップは、肌色の画素にっ 、ては輝度を調整しな ヽ
ことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[12] 補正ステップは、画素ごとの輝度及び色相が肌色に近いほど、輝度の変化が小さく なるように調整する
ことを特徴とする請求項 11に記載の画像表示方法。
[13] 補正ステップが肌色画素の輝度を調整しないのは、肌色画素の周辺に肌色画素が あるときである
ことを特徴とする請求項 11に記載の画像表示方法。
[14] 画像を構成するすべての画素に亘る平均輝度 Mを求めるステップと、
0
補正ステップにて調整した後の平均輝度 Mと平均輝度 Mとの差が所定値を超え
1 0
る場合には、この差が所定値以下となるように、補正係数 の値を変更するステップ と、
を含むことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[15] 補正ステップにて調整した後に最も低い輝度を含む所定の範囲内の輝度が所定輝 度よりも高いときに、当該範囲内の輝度を下げるステップ を含むことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
画像を構成するすべての画素に亘る輝度の最大値と最小値とを求めるステップと、 前記最小値力も最大値までの範囲内に分布して 、る輝度の度数を 0から最大階調 数までの範囲に比例配分して輝度分布とするステップと、を備え、
補正ステップは、比例配分された輝度分布にっ ヽて輝度を調整する
ことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
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