WO2007069478A1 - 画像処理装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

　輝度情報検出部（３）は、１フレーム分の画像信号（Ｄｂ）から得られる輝度信号における輝度信号最大階調情報値と１フレーム分の画像信号（Ｄｂ）から得られる輝度信号最小階調情報値とを検出して輝度情報値（Ｙｉ）として出力する。色情報検出部（２０）は、１フレーム分の画像信号（Ｄｂ）から得られるＲＧＢの３種類の色信号における色信号最大階調情報値と１フレーム分の画像信号（Ｄｂ）から得られるＲＧＢの３種類の色信号における色信号最小階調情報値とを検出して色情報値（Ｃｉ）として出力する。補正制御部（４５）は、輝度情報値（Ｙｉ）と色情報値（Ｃｉ）に基づいてパラメータ（Ｐａ）を算出し、階調補正部（５）は、パラメータ（Ｐａ）を基に、画像信号（Ｄｂ）に対して、正の色信号に対する処理を、原点を中心に点対称に負の色信号に対しても同様に行う。表示部（６）は、階調補正後の画像信号（Ｄｂ）である画像信号（Ｄｃ）に基づいて画像表示を行う。負の色信号を含む画像信号に対して、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

明 細 書

画像処理装置及び画像表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、画像処理装置及び画像表示装置に関する。

背景技術

[0002] 従来の画像表示装置の一例が特許文献 1に開示されて!ヽる。特許文献 1に記載の 画像表示装置では、最大輝度レベル、最小輝度レベル及び平均輝度レベルを検出 し、検出したこれらの情報を用いて、画像信号の輝度レベルをダイナミックレンジ幅ま で増幅してコントラストを向上させている。

特許文献 1 :特許第 3, 215, 388号明細書

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 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 (差異)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、特許文献 1の技術では、負の色信号については記載されていない。 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、負の色信号を含んだ画 像信号に対してコントラストを向上することと、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技術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

[0004] この発明は、

複数の色信号からなる入力画像信号に画像処理を行う画像処理装置において、 前記入力画像信号から得られる輝度信号に対し、フレーム毎の最大階調値ある ヽ はそれに準ずる値である輝度信号最大階調情報値と、最小階調値あるいはそれに 準ずる値である輝度信号最小階調情報値とを検出して輝度情報値として出力する輝 度情報検出部と、

前記輝度情報値に基づいて、補正パラメータを算出する補正制御部と、 前記補正パラメータに基づ!ヽて、前記画像信号を構成する複数の色信号に対して 階調補正を行う階調補正部とを備え、

前記複数の色信号は負の値をも取り得る

ことを特徴とする画像処理装置を提供する。

発明の効果

[0005] 上記の発明によれば、輝度信号における最大階調値ある!/、はそれに準ずる値と輝 度信号における最小階調値あるいはそれに準ずる値とに基づいて、負の色信号を含 む画像信号に対して階調補正を行うので、負の色信号を含む画像信号に対しても、 コントラストを向上することができる。

図面の簡単な説明

[0006] [図 1]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。

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る輝度情報検出部の構成を示すブロック図である。

[図 3]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。

[図 4]本発明の実施の形態 1の画像表示装置の補正制御部における補正パラメータ の算出法の一例を示す図である。

[図 5]本発明の実施の形態 1の画像表示装置の補正制御部における補正パラメータ の算出法の他の例を示す図である。

[図 6]本発明の実施の形態 1に係る階調補正部の構成を示すブロック図である。

[図 7]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。

[図 8]本発明の実施の形態 2に係る色情報検出部の構成を示すブロック図である。

[図 9]本発明の実施の形態 2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。

[図 10]本発明の実施の形態 2の画像表示装置の補正制御部における補正パラメータ の算出法を示す図である。 [図 11]本発明の実施の形態 2に係る階調補正部の構成を示すブロック図である。

[図 12] (a)及び (b)は、本発明の実施の形態 2に係る画像表示装置が生じる効果を 示す図である。

[図 13]本発明の実施の形態 2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。

[図 14]本発明の実施の形態 2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。

[図 15]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。

[図 16]本発明の実施の形態 3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。

[図 17]本発明の実施の形態 3の画像表示装置の補正制御部における補正パラメータ の算出法を示す図である。

[図 18]本発明の実施の形態 3の画像表示装置の補正制御部における補正パラメータ の算出法を示す図である。

[図 19] (a)及び (b)は、本発明の実施の形態 3に係る画像表示装置が生じる効果を 示す図である。

[図 20]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。

[図 21]本発明の実施の形態 4に係る輝度情報検出部の構成を示すブロック図である 符号の説明

1 入力端子、 2 受信部、 3 輝度情報検出部、 4, 27, 45 補正制御部、 5 , 28 階調補正部、 6 表示部、 6a 光源、 7, 21, 47 画像信号処理部、 YM AX 輝度信号最大階調情報値、 YMIN 輝度信号最小階調情報値、 Yi 輝度 情報値、 BMAX, GMAX, RMAX 最大階調情報値、 BMIN, GMIN, RMIN 最小階調情報値、 MAX 色信号最大階調情報値、 MIN 色信号最小階調情 報値、 Ci 色情報値、 Db, Dc 画像信号、 DbB, DbG, DbR 色信号、 HYb , HYw, HRb, HRw 累積度数、 YA, YB, RA, RB しきい値。

発明を実施するための最良の形態 [0008] 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 6とを備えている。入力端子 1には、テレビやコンピュータ一等で用いられ 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、 R (赤） 、 G (緑)、 B (青)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 AZD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等などで構成される。

[0009] 画像処理装置 7は、輝度情報検出部 3と、補正制御部 4と、階調補正部 5とを備えて 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の輝度情報検出部 3 及び階調補正部 5に入力される。輝度情報検出部 3は、入力された画像信号 Dbに 含まれる RGBの 3つの色信号から輝度信号 Yiを算出し、輝度情報値 Yiを検出して 補正制御部 4に出力する。補正制御部 4は、階調補正部 5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を輝度情報値 Yiに基づいて算出し、 階調補正部 5に出力する。

[0010] 階調補正部 5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 6に出力する。表示部 6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 6は、例えば、液晶ディスプレイ、 D MD (Digital Micromirror Deviceノアイスフレイ、 EL (.electro― luminescence )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用できる。

[0011] 図 2は、輝度情報検出部 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、輝度情報検出部 3は、マトリクス回路 8と、ヒストグラム生成部 9と、最大階調検出 部 10と、最小階調検出部 11と、平均階調検出部 12とを備えている。

[0012] 受信部 2から入力された画像信号 Dbに含まれる、赤の色信号 DbR、緑の色信号 D bG及び青の色信号 DbBは、マトリクス回路 8に入力される。マトリクス回路 8は、入力 された DbR、 DbG、 DbB力ら、

DbY=0. 30 X DbR + 0. 59 X DbG + 0. H X DbB

…式 (1)

により輝度信号 DbYを算出し、算出した輝度信号 DbYをヒストグラム生成部 9および 平均階調検出部 12に出力する。輝度信号 DbYの算出式は、入力信号の形式に応 じて異なる式あるいは異なる係数を用いてもよぐまた、演算を簡素化するため、より 簡易的な式を用いてもよい。

[0013] ヒストグラム生成部 9は、 1フレーム分の輝度信号 DbY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 10は、ヒストグラム生成部 9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における輝度信号最大階調情報値 YMAXを検出 して出力する。最小階調検出部 11は、ヒストグラム生成部 9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における輝度信号最小階調情報値 YMINを検 出して出力する。平均階調検出部 12は、 1フレーム分の輝度信号 DbYにおける階調 値の平均階調を算出し、輝度信号平均階調 YAVGとして出力する。

[0014] ここで、「最大階調情報値」とは、最大階調値あるいは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 るいは所定の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。これら については後で詳細に説明する。

[0015] 図 3は、ヒストグラム生成部 9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フレーム分の輝度信号 DbYに含 まれる各階調の画素数を示している。なお以下の説明では、 1画素分の輝度信号 Db Yは例えば 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。

[0016] 本実施の形態 1に係るヒストグラム生成部 9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、当該中心値よりも大きくかつ最も中心値に近い整数値を当 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 、る。

[0017] 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。

[0018] このように、本実施の形態 1に係るヒストグラム生成部 9では、 8つの連続する階調値 力も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 の輝度信号 DbY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。

[0019] なお、図 3のヒストグラムとは異なり、各階調値ごとに画素の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以外でも良ぐ当該分割数を減らすこ とによって、ヒストグラム生成部 9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 5で必要とされる階調補正精度とに基づいて決定され る。

[0020] 最大階調検出部 10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 最大力 最小に向かって度数を累積し、それによつて得られる累積度数 HYw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を抽出する。そして最大階調検 出部 10は、抽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。

[0021] 一方、最小階調検出部 11は、ヒストグラム生成部 9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力つて度数を累積し、それによつて得られる累積度数 HYb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抽出する。そして 最小階調検出部 11は、抽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。

[0022] 図 3に示されるヒストグラムでは、累積度数 HYwがしきい値 YA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"が輝度信号最大階調情報値 YMA Xとなる。この輝度信号最大階調情報値 YMAXは、 1フレーム分の色信号 DbYにお ける最大階調値ではなぐ累積度数 HYw及びしきい値 YAを用いて検出された、最 大階調値に準ずる値である。

[0023] また図 3の例では、累積度数 HYbがしきい値 YB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"が輝度信号最小階調情報値 YMINとなる。この輝 度信号最小階調情報値 YMINは、 1フレーム分の色信号 DbYにおける最小階調値 ではなぐ累積度数 HYb及びしきい値 YBを用いて検出された、最小階調値に準ず る値となる。

[0024] なお、累積度数 HYwを計算することなぐ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。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、輝 度信号最大階調情報値 YMAXは、 1フレーム分の色信号 DbY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" 2 36"が輝度信号最大階調情報値 YMAXとなる。

[0025] また、累積度数 HYbを計算することなぐ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、輝度信 号最小階調情報値 YMINは、 1フレーム分の色信号 DbY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 DbY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 輝度信号最小階調情報値 YMINとなる。

[0026] 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、累積度数 HYw及びしきい値 YAを用いて検出される力 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 カゝ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、累積度数 HYb及び しき 、値 YBを用いて検出される力 ある 、は各階級が複数の階調値で構成されて!ヽ 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。

[0027] 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。

[0028] なお本例では、累積度数 HYw、 HYbは、ヒストグラム生成部 9で生成して 、たが、 最大階調検出部 10及び最小階調検出部 11で生成しても良い。

[0029] これらの輝度信号最大階調情報値 YMAX、輝度信号最小階調情報値 YMIN、お よび輝度信号平均階調 YAVGは、輝度情報値 Yiとして輝度情報検出部 3から補正 制御部 4に出力される。

[0030] 補正制御部 4は、入力された輝度情報値 Yiに基づいて補正パラメータ Paを算出し 、階調補正部 5に出力する。補正パラメータ Paは例えば以下に説明するパラメータ K 1、 K2、 BK、 SH、 DISTの集合である。図 4及び図 5は補正制御部 4におけるパラメ ータの算出法の互いに異なる例を示す。

図 4に示す例においては、横軸 (X軸)及び縦軸 (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、輝度 信号最小階調情報値 YMIN及び輝度信号平均階調 YAVGを X軸に示し、輝度信号 最大階調情報値 YMAX、輝度信号最小階調情報値 YMIN及び輝度信号平均階調 YAVGにおける階調補正を行う際のそれぞれの目標値 YMAXt、 YMINt、 YAVG 軸に示す。

補正制御部 4は、 xy座標（YAVG、 YAVGt)と xy座標（YMIN、 YMINt)とを結ぶ 直線を考え、当該直線の傾き K1と、 xy座標（YMAX、 YMAXt)と xy座標（YAVG、 YAVGt)とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾き K2と、上記傾き K1の直線と 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 Kl、 Κ2、 ΒΚとして以下の式（ 2)、（3)、（4)で求める。

[0031] Kl = (YAVGt- YMINt) / (YAVG- YMIN) …式（2)

K2 = (YMAXt YAVGt) / (YMAX YAVG) …式（ 3)

BK = YMIN - YMINt/K 1 …式（4) SH、 DISTは、図中に示したとおり

SH=YAVG …式（5)

DIST=YAVGt …式（6)

とする。

[0032] この時、図に示したように、正の色信号に対する処理を、原点を中心に点対称に負 の色信号に対して同様に行うことにより、負の色信号に対しても、正の色信号に対す る効果と同様の効果を得ることができる。

[0033] ここで、各色信号 R、 G、 Bの上限値を CLIM1、下限値を CLIM2 (負の数）として、 図 4に示している。輝度信号最大階調情報値 YMAX、輝度信号最小階調情報値 Y MIN、および輝度信号平均階調 YAVG力も算出したパラメータ Paを用いて、各色 信号 G、 Bの上限値 CLIM1、負の数である下限値 CLIM2までの範囲の色信号 の階調補正をすることができる。

[0034] このように K1および K2の 2つの傾きにより階調補正を行うことで、輝度信号最小階 調情報値 YMIN、輝度信号最大階調情報値 YMAX、および輝度信号平均階調 Y AVGの 3つの輝度情報値に対して、目標値を設定することができ、コントラストを向上 させると同時に任意の階調特性に変換することができる。

[0035] 図 5に示される例では、 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。

補正制御部 4は、 xy座標 (YMIN, YMINt)と xy座標（0, 0)とを結ぶ直線を考え、 当該直線の傾き K1と、 xy座標（YMAX, YMAXt)と xy座標（YMIN, YMINt)とを 結ぶ直線を考え、当該直線の傾き K2と、上記傾き K1の直線と 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 Kl、 Κ2、 ΒΚとして以下の式（7)、（8)、 (9) で求める。

[0036] Kl = (YMINt) / (YMIN) …式（7)

K2= (YMAXt- YMINt) / (YMAX -YMIN) …式（8) BK = 0 …式 (9)

SH、 DISTは、図中に示したとおり

SH=YMIN …式（10)

DIST=YMINt …式 (11)

[0037] このように BK=0に固定して階調補正することで、人間の目に敏感な暗い部分の 階調変化が少なくなり、階調補正特性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。

[0038] またここで、 YMINt=YMINとすると Kl = l固定となり、 ΥΜΙΝ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《す ることがでさる。

[0039] そして補正制御部 4は、求めたパラメータ Kl、 K2、 BK、 SH、 DISTを補正パラメ ータ Paとして階調補正部 5に出力する。

[0040] 補正実行部 5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。この階調補 正は、 1フレームごとに行っても良いし、数フレーム（2乃至 9フレーム）に 1回の割合 で行っても良い。また、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より、 1フレーム力 数フレーム（2乃至 9フレーム）遅れた画像信号に 対して、当該補正パラメータ Paに基づいて階調補正を行っても良い。

[0041] 図 6は、パラメータ Kl、 K2、 BK、 SH、 DISTを用いて階調補正を行う場合の階調 補正部 5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 5 は、絶対値算出部 13r、 13g、 13bと、比較条件判断部 14r、 14g、 14bと、減算器 15 r、 15g、 15bと、乗算器 16r、 16g、 16bと、加算器 17r、 17g、 17bと、符号調整部 18 r、 18g、 18bと、リミッタ 19r、 19g、 19bとを備えて! /、る。

[0042] 絶対値算出部 13r、 13g、 13bには、色信号 DbR、 DbG、 DbBがそれぞれ入力さ れる。絶対値算出部 13r、 13g、 13bは、色信号 DbR、 DbG、 DbBの符号に応じて 符号信号 sDbR、 sDbG、 sDbBを符号調整部 18r、 18g、 18bに出力し、また、色信 号 DbR、 DbG、 DbBの絶対値を算出し、絶対値信号 DbRa、 DbGa、 DbBaとして、 比較条件判断部 14r、 14g、 14bに出力する。また、比較条件判断部 14r、 14g、 14 bのそれぞれには、パラメータ Kl、 K2、 BK、 SH、 DISTが入力される。

[0043] 比較条件判断部 14rは、入力された絶対値信号 DbRaをそのまま減算器 15rに出 力する。比較条件判断部 14rはまた、パラメータ SHをしきい値として用いて、絶対値 信号 DbRaの階調値とパラメータ SHとを画素単位で比較し、絶対値信号 DbRa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 15rに 出力し、ノ メータ K1を値 mulRとして乗算器 16rに出力し、 "0"を値 addRとしてカロ 算器 17rに出力する。

[0044] 一方、比較条件判断部 14rは、絶対値信号 DbRa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 15rに出力し、パラメータ K2を値 mul Rとして乗算器 16rに出力し、パラメータ DISTを値 addRとして加算器 17rに出力す る。

[0045] ただし、図 4の場合のように、 BK力^でな 、場合は、比較条件判断部 14rは、絶対 値信号 DbRaの階調値とパラメータ BKとを画素単位で比較し、絶対値信号 DbRaの 階調値がパラメータ BKより小さいときには、 "0"を値 subRとして減算器 15rに出力し 、 "0"を値 mulRとして乗算器 16rに出力し、 "0"を値 addRとして加算器 17rに出力す る。

[0046] 減算器 15rは、絶対値信号 DbRaの階調値力も値 subRを減算し、その減算結果を 乗算器 16rに出力する。乗算器 16r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 17rに出力する。加算器 17rは、入力された乗算結果と値 addR を加算し、その加算結果を符号調整部 18rに出力する。符号調整部 18rは、符号信 号 sDbRが正を表す場合は、入力された加算器 17rの加算結果をそのまま出力し、 符号信号 sDbRが負を表す場合は、入力された加算器 17rの加算結果を負数にして リミッタ 19rに出力する。リミッタ 19rは、符号調整部 18rの出力の値が、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符 号調整部 18rの出力の値を制限して色信号 DcRとして出力する。

[0047] 同様に、比較条件判断部 14gは、絶対値信号 DbGaを減算器 15gに出力するとと もに、絶対値信号 DbGa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 15gに出力し、パラメータ K1を値 mulGとして乗算器 16gに 出力し、 "0"を値 addGとして加算器 17gに出力する。比較条件判断部 14gは、絶対 値信号 DbGa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 15gに出力し、パラメータ K2を値 mulGとして乗算器 16gに出力し、パラメ ータ DISTを値 addGとして加算器 17gに出力する。

[0048] また、図 4の場合のように、 BKが 0でない場合は、比較条件判断部 14gは、絶対値 信号 DbGaの階調値とパラメータ BKとを画素単位で比較し、絶対値信号 DbGaの階 調値がパラメータ BKより小さいときには、 "0"を値 subGとして減算器 15gに出力し、 " 0"を値 mulGとして乗算器 16gに出力し、 "0"を値 addGとして加算器 17gに出力す る。

[0049] 減算器 15gは、絶対値信号 DbGaの階調値力も値 subGを減算し、乗算器 16gは、 減算器 15gでの減算結果と値 mulGを乗算し、加算器 17gは、乗算器 16gでの乗算 結果と値 addGを加算する。符号調整部 18gは、符号信号 sDbGが正を表す場合は 、入力された加算器 17gの加算結果をそのまま出力し、符号信号 sDbGが負を表す 場合は、入力された加算器 17gの加算結果を負数にしてリミッタ 19gに出力する。リミ ッタ 19gは、符号調整部 18gの出力の値力 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符号調整部 18gの出力の値を制限して色信号 D cGとして出力する。

[0050] 同様に、比較条件判断部 14bは、絶対値信号 DbBaを減算器 15bに出力するととも に、絶対値信号 DbBa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 15bに出力し、ノ ラメータ K1を値 mulBとして乗算器 16bに出 力し、 "0"を値 addBとして加算器 17bに出力する。比較条件判断部 14bは、絶対値 信号 DbBa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 15bに出力し、パラメータ K2を値 mulBとして乗算器 16bに出力し、パラメ一 タ DISTを値 addBとして加算器 17bに出力する。

[0051] また、図 4の場合のように、 BK力 SOでない場合は、比較条件判断部 14bは、絶対値 信号 DbBaの階調値とパラメータ BKとを画素単位で比較し、絶対値信号 DbBaの階 調値がパラメータ BKより小さいときには、 "0"を値 subBとして減算器 15bに出力し、 " 0"を値 mulBとして乗算器 16bに出力し、 "0"を値 addBとして加算器 17bに出力する [0052] 減算器 15bは、絶対値信号 DbBaの階調値力も値 subBを減算し、乗算器 16bは、 減算器 15bでの減算結果と値 mulBを乗算し、加算器 17bは、乗算器 16bでの乗算 結果と値 addBを加算する。符号調整部 18bは、符号信号 sDbBが正を表す場合は、 入力された加算器 17bの加算結果をそのまま出力し、符号信号 sDbBが負を表す場 合は、入力された加算器 17bの加算結果を負数にしてリミッタ 19bに出力する。リミツ タ 19bは、符号調整部 18bの出力の値が、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符号調整部 18bの出力の値を制限して色信号 DcB として出力する。

[0053] 階調補正部 5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 AO、階調補正後の階調値を A1とすると、（AOの絶対値）く SHのときには Al = (AOの符号）（（AOの絶対値） BK) XK1となり、（AOの絶対値）≥SHのときには、 Al = (AOの符号）（(AOの絶対値） -SH) XK2 + DISTとなる。ただし、設定可能 な階調値の範囲の上限値が" CLIM1"の場合において、（AOの符号）（（AOの絶対 値）—BK) XK1 >CLIM1、あるいは（AOの符号）（（AOの絶対値）—SH) XK2 + DIST>CLIM1のときには、 A1は" CLIM1"に制限される。また、設定可能な階調 値の範囲の下限値が" CLIM2"の場合において、（AOの符号）（（AOの絶対値） B K) XK1 < CLIM2、あるいは（AOの符号）（（AOの絶対値） SH) XK2 + DISTく CLIM2のときには、 A1は" CLIM2"に制限される。

[0054] このように、輝度信号 DbYから検出した輝度情報 Yiにより算出したパラメータ Paを 正の色信号だけではなぐ負の色信号に対して、図 4及び図 5のように正の色信号と 点対称に階調補正を行うことにより、回路規模を抑えながら、負の色信号にも正の色 信号と同様の効果を得ることができる。

[0055] 以上のように、実施の形態 1の画像処理装置によれば、輝度信号における最大階 調値あるいはそれに準ずる値と輝度信号における最小階調値あるいはそれに準ずる 値とに基づいて、負の色信号を含む画像信号に対して階調補正を行うので、負の色 信号を含む画像信号に対しても、コントラストを向上することができる。

[0056] 実施の形態 2. 図 7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の替わりに画像処理装置 21を備えるものである。

[0057] 本実施の形態 2に係る画像処理装置 21は、色情報検出部 20と、補正制御部 27と 、階調補正部 28とを備えている。受信部 2から出力された画像信号 Dbは、画像処理 装置 21の色情報検出部 20及び階調補正部 28に入力される。色情報検出部 20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、色情報値 Ciを検出し て補正制御部 27に出力する。補正制御部 27は、階調補正部 28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 28に出力する。

[0058] 図 8は色情報検出部 20の詳細な構成を示すブロック図である。図 8に示されるよう に、本実施の形態 2に係る色情報検出部 20は、ヒストグラム生成部 22r、 22g、 22bと 、最大階調検出部 23r、 23g、 23bと、最小階調検出部 24r、 24g、 24bと、色信号最 大階調検出部 25と、色信号最小階調検出部 26とを備えている。

[0059] 受信部 2から出力された画像信号 Dbに含まれる、赤の色信号 DbR、緑の色信号 D bG及び青の色信号 DbBは、ヒストグラム生成部 22r、 22g、 22bにそれぞれ入力され る。

[0060] ヒストグラム生成部 22r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 23rは、ヒストグラム生成部 22r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を検出して色信 号最大階調検出部 25に出力する。最小階調検出部 24rは、ヒストグラム生成部 22r 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を検出して色信号最小階調検出部 26に出力する。

[0061] ここで、「最大階調情報値」とは、最大階調値あるいは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。これらに ついては後で詳細に説明する。

[0062] 図 9は、ヒストグラム生成部 22r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フレーム分の色信号 DbRの画 素数を示している。なお以下の説明では、 1画素分の色信号 DbRは例えば 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。

[0063] 本実施の形態 2に係るヒストグラム生成部 22r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、当該中心値よりも大きくかつ最も中心値に近い整数値を 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 9の横軸の数字 は各階級の代表値を示して 、る。

[0064] 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。

[0065] このように、本実施の形態 2に係るヒストグラム生成部 22rでは、 8つの連続する階調 値力もなる領域を一つの階級としているため、図 9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までの画素数の総和に相当する

[0066] なお、図 9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以外でも良ぐ当該分割数を減らすことによ つて、ヒストグラム生成部 22r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 5で必要とされる階調補正精度とに基づいて決定される。

[0067] 最大階調検出部 23r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 最大力 最小に向かって度数を累積し、それによつて得られる累積度数 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 23rは、抽出した代表値を最大階調情報値 RMAXとして出力する。

[0068] 一方、最小階調検出部 24rは、ヒストグラム生成部 22r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力つて度数を累積し、それによつて得られる累積度 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 24rは、抽出した代表値を最小階調情報値 RMINとして出力する

[0069] なお、図 9には負の値を有する階調値が示されている力 実施の形態 2では、負の 値を有する階調値は無視して、正の値を有する階調値の中の最小値を求めて 、る。

[0070] 図 9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 はなぐ累積度数 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。

[0071] また図 9の例では、正の範囲で累積度数 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ぐ 累積度数 HRb及びしき 、値 RBを用いて検出された、最小階調値に準ずる値となる。

[0072] なお、累積度数 HRwを計算することなぐ度数が計数されている階級のうち最も大 き 、階級の代表値を最大階調情報値 RMAXとして出力しても良 ヽ。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 9の例では、階調値" 236"が最大階調情報 値 RMAXとなる。

[0073] また、累積度数 HRbを計算することなぐ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 9の例では、階調値" 4"が最小階調情報値 RM INとなる。

[0074] 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カゝ、あるいは 各階級が複数の階調値で構成されて 、るヒストグラムにお 、て、度数が計数されて!ヽ 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 V、値 RBを用いて検出される力 ある 、は各階級が複数の階調値で構成されて 、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。他の色信号 DbG、 DbBについても同様である。

[0075] 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。

[0076] 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。ヒストグ ラム生成部 22gでは 1フレーム分の色信号 DbGにおける階調値のヒストグラムが生成 され、最大階調検出部 23gは、当該ヒストグラムから、 1フレーム分の色信号 DbGに おける最大階調情報値 GMAXを検出して色信号最大階調検出部 25に出力する。 最小階調検出部 24gは、ヒストグラム生成部 22gで生成されたヒストグラムから、 1フレ ーム分の色信号 DbGにおける最小階調情報値 GMINを検出して色信号最小階調 検出部 26に出力する。同様に、ヒストグラム生成部 22bで 1フレーム分の色信号 DbB における階調値のヒストグラムが生成され、最大階調検出部 23bは、当該ヒストグラム から、 1フレーム分の色信号 DbBにおける最大階調情報値 BMAXを検出して色信 号最大階調検出部 25に出力する。最小階調検出部 24bは、ヒストグラム生成部 22b で生成されたヒストグラムから、 1フレーム分の色信号 DbBにおける最小階調情報値 BMINを検出して色信号最小階調検出部 26に出力する。

[0077] 色信号最大階調検出部 25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 MAXとして出力する。具体的には、色信号最大階調検出部 25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 MAXとして出力する。

[0078] 一方、色信号最小階調検出部 26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 MINとして出力する。具体的には、色信号最小階調検 出部 26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 MINとして出力する。そして、色信号最大階調情報値 MAX及び色信号 最小階調情報値 MINは、色情報値 Ciとして補正制御部 27に入力される。

[0079] 色信号最大階調情報値 MAX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。

[0080] 同様に、色信号最小階調情報値 MINは、最小階調情報値 RMIN、 GMIN、 BMI N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。

[0081] なお本例では、累積度数 HRw、 HRb等は、ヒストグラム生成部 22r、 22g、 22bで 生成していたが、最大階調検出部 23r、 23g、 23b及び最小階調検出部 24r、 24g、 24bで生成しても良い。

[0082] 補正制御部 27は、入力された色情報値 Ciに基づいて補正パラメータ Paを算出し、 階調補正部 28に出力する。補正パラメータ Paは例えば以下に説明するパラメータ K 及び BKの集合である。図 10は補正制御部 27における補正パラメータ Paの算出法 を示す図である。図 10において、 X軸及び y軸がともに階調値を示す xy座標系にお ヽて、色情報値 Ciに含まれる色信号最大階調情報値 MAX及び色信号最小階調情 報値 MINを X軸に示し、色信号最大階調情報値 MAX及び色信号最小階調情報値 MINにおける階調補正を行う際のそれぞれの目標値 MAXt, MINtを y軸に示す。 補正制御部 27は、 xy座標（MAX, MAXt)と xy座標（MIN, MINt)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（12)、（13)で求める。

[0083] K= (MAXt-MINt) / (MAX-MIN) …式（12)

BK = MIN - MINt/K …式（13)

そして補正制御部 27は、求めたパラメータ K、 BKを補正パラメータ Paとして補正実 行部 28に出力する。

[0084] 目標値 MAXt、 MINtは、補正制御部 27内において、例えば以下の式（14)、 (15

)で簡単に求めることが出来る。

[0085] MAXt = MAX+ (MAX-MIN) XKmax …式（14)

MINt = MIN- (MAX-MIN) XKmin …式（15)

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。

[0086] 目標値 MAXt、 MINtは、設定可能な階調値の範囲（ダイナミックレンジ）の上限値 及び下限値を超えて設定できないため、 MAXtは、 MAXt≤CLIMlを満たすように 設定される。ここで CLIM1は正の上限である。 MINtは、 MINt≥0を満たすように設 定される。

[0087] 階調補正部 28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。この階調 補正は、 1フレームごとに行っても良いし、数フレーム（2乃至 9フレーム）に 1回の割 合で行っても良い。また、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より、 1フレーム力も数フレーム（2乃至 9フレーム)遅れた画像信号 に対して、当該補正パラメータ Paに基づ 、て階調補正を行っても良 、。

[0088] 図 11は階調補正部 28の詳細な構成を示すブロック図である。図 11に示されるよう に、階調補正部 28は、絶対値算出部 34r、 34g、 34b、減算器 29r、 29g、 29bと、乗 算器 30r、 30g、 30bと、 it較器 31r、 31g、 3 lbと、条件半 lj断咅 32r、 32g、 32bと、リ ミッタ 33r、 33g、 33bとを備えて! /、る。

[0089] 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、絶対 値算出部 34r、 34g、 34bにそれぞれ入力される。絶対値算出部 34r、 34g、 34bは、 色信号 DbR、 DbG、 DbBの符号に応じて符号信号 sDbR、 sDbG、 sDbBを条件判 断部 32r、 32g、 32bにそれぞれ出力し、また、色信号 DbR、 DbG、 DbBの絶対値を それぞれ算出し、色信号の絶対値信号 DbRa、 DbGa、 DbBaとして出力し、比較器 31r、 31g、 31bにそれぞれ人力されるとともに、減算器 29r、 29g、 29bにそれぞれ 入力される。

[0090] 補正制御部 27で算出されたパラメータ BKは、比較器 31r、 31g、 3 lb及び減算器 29r、 29g、 29bに入力される。補正制御部 27で算出されたパラメータ Kは、乗算器 3 Or、 30g、 30bに入力される。

[0091] 減算器 29rは、 1画素分のデータごとに、絶対値信号 DbRaの階調値力 パラメ一 タ BKを差し引いて、その結果を乗算器 30rに出力する。同様に、減算器 29gは、 1画 素分のデータごとに、絶対値信号 DbGaの階調値力 パラメータ BKを差し引いて、 その結果を乗算器 30gに出力し、減算器 29bは、 1画素分のデータごとに、絶対値信 号 DbBaの階調値力もパラメータ BKを差し引 、て、その結果を乗算器 30bに出力す る。

[0092] 乗算器 30rは、減算器 29rでの演算結果にパラメータ Kを乗算して条件判断部 32r に出力する。同様に、乗算器 30gは、減算器 29gでの演算結果にパラメータ Kを乗算 して条件判断部 32gに出力し、乗算器 30bは、減算器 29bでの演算結果にパラメ一 タ Kを乗算して条件判断部 32bに出力する。

[0093] 比較器 31rは、 1画素分のデータごとに、絶対値信号 DbRaの階調値とパラメータ B Kとの比較を行い、その比較結果を条件判断部 32rに出力する。同様に、比較器 31 gは、 1画素分のデータごとに、絶対値信号 DbGa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 32gに出力し、比較器 31bは、 1画素分のデー タごとに、絶対値信号 DbBa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 32bに出力する。 [0094] 条件判断部 32rは、比較器 3 lrにお 、て、絶対値信号 DbRa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 30r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、符号信号 sDbRが正のときはそのまま、符号信号 sDbR が負のときは負数に変換して、乗算器 30rでの演算結果をリミッタ 33rに出力する。同 様に、条件判断部 32gは、比較器 31gにおいて、絶対値信号 DbGa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 30g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、符号信号 sDbGが正のときはそのまま、符号信号 s DbGが負のときは負数に変換して、乗算器 30gでの演算結果をリミッタ 33gに出力し 、条件判断部 32bは、比較器 3 lbにおいて、絶対値信号 DbBaの階調値がパラメ一 タ BKよりも大きいと判断された場合には、乗算器 30b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、符号信号 sDbBが正のときはそのまま、符号信号 sD bBが負のときは負数に変換して、乗算器 30bでの演算結果をリミッタ 33bに出力する

[0095] リミッタ 33rは、入力された値が設定可能な階調値の範囲（図 10における CLIM1と CLIM2、以下同じ)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。同様に、リミッタ 33g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 DcGとして出力し、リミッタ 33b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 DcBとして出力する。

[0096] リミッタ 33r、 33g、 33b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 6に入力される。

[0097] 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 AO、階調 補正後の階調値を A1とすると、本実施の形態 2に係る階調補正部 28は、

(AOの絶対値）≤BKのときには

A1 = 0

とし、

(AOの絶対値） >BKのときには、 Al = (AOの符号）（（AOの絶対値） BK) XK

としている。

[0098] 図 12 (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、 D bB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 12 (b)は、階調補正後の画像信号 Db、つまり画像信号 Dcの各色信号 Dc R、 DcG、 DcBの階調分布と、以下の式（1 ' )により当該画像信号 Dcから得られる輝 度信号 DcYの階調分布とを示して 、る。

[0099] DcY=0. 30 X DcR+0. 59 X DcG + 0. 11 X DcB

…式 (1 ' )

式（1)と同様、輝度信号 DcYの算出式は、入力信号の形式に応じて異なる式を用 いてもよぐまた、演算を簡素化するため、より簡易的な式を用いてもよい。

[0100] 図 12 (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ぐこれが色信号最大階調 情報値 MAXとなっている。そして、目標値 MAXtを CLIM1としている。また、色信 号最小階調情報値 MINと目標値 MINtを同じ値として 、る。

[0101] このように、正の色信号力 得た色情報値 Ciにより算出したパラメータ Paを正の色 信号だけではなぐ負の色信号に対して、図 10のように正の色信号と点対称に階調 補正を行うことにより、回路規模を抑えながら、負の色信号にも正の色信号と同様の 効果を得ることができる。

[0102] 本実施の形態 2に係る色情報検出部 20としては、上述の図 8に示される構成の替 わりに、図 13に示される構成を採用しても良い。図 13に示される色情報検出部 20は 、比較器 35r、 35g、 35bと、最大階調記憶部 36r、 36g、 36bと、最小階調記憶部 37 r、 37g、 37bと、上述の色信号最大階調検出部 25及び色信号最小階調検出部 26と を備えている。

[0103] 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 35r、 35g、 35bにそれぞれ入力される。比較器 35r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 36rが記憶して 、る最大階調情報値 RM AX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 36rに出力し、小さければ何も出力しない。最大階調記憶部 36rは、比較器 35r 力も出力された色信号 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 36rは、比較器 35r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を色信号最大階調検出部 25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、色信号 最大階調検出部 25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。

[0104] また比較器 35r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 37rが記憶して 、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 37rに出力し、大きければ何も出力し ない。最小階調記憶部 37rは、比較器 35r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 37rは、比較器 35r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を色信号 最小階調検出部 26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、色信号最小階調検出部 26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。

[0105] 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 35gでは、比較器 35r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 DbGの階調値が最大階調記憶部 3 6gに出力される。また比較器 35gでは、色信号 DbGの階調値と、最小階調情報値 G MINとの比較が行われ、その比較結果によって色信号 DbGの階調値が最小階調記 憶部 37gに出力される。最大階調記憶部 36g及び最小階調記憶部 37g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 35g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を色信号最大階調検出部 25及び色信号最小階調検出部 26にそれぞ れ出力する。

[0106] 同様に、比較器 35b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 36bに 出力される。また比較器 35b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 3 7bに出力される。最大階調記憶部 36b及び最小階調記憶部 37b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 35b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を色信号最大階調検出部 25及び色信号最小階調検出部 26にそれぞれ出 力する。

[0107] 色信号最大階調検出部 25は、上述のように、最大階調情報値 RMAX、 GMAX、 BMAXうち最も大き ヽ値を色信号最大階調情報値 MAXとして出力し、色信号最小 階調検出部 26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 MINとして出力する。なお本例では、色信号最大階調情報値 M AXは、 1フレーム分の色信号 DbR、 DbG、 DbBにおける最大階調値となり、色信号 最小階調情報値 MINは、 1フレーム分の色信号 DbR、 DbG、 DbBにおける最小階 調値となる。

[0108] このように、色信号最大階調情報値 MAXとして、 1フレーム分の色信号 DbR、 Db G、 DbBにおける最大階調値を採用し、色信号最小階調情報値 MIN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 13 に示されるように色情報検出部 20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 20の構成を 簡素化できる。

[0109] 図 14は、色情報検出部 20の他の構成を示すブロック図である。図 14に示される色 情報検出部 20は、最大最小比較部 40と、最大階調ヒストグラム生成部 41と、最小階 調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。 [0110] 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は全て 最大最小比較部 40に入力される。最大最小比較部 40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 RGBMA Xとして最大階調ヒストグラム生成部 41に出力する。また最大最小比較部 40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 42に出力する。

[0111] 最大階調ヒストグラム生成部 41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 42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 ヽ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。

[0112] 最大階調検出部 43は、図 8に示される最大階調検出部 23r、 23g、 23bと同様に、 最大階調ヒストグラム生成部 41で生成されたヒストグラムにおいて、階級の最大から 最小に向力つて度数を累積し、それによつて得られる累積度数が所定のしきい値 RG BA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 43は、検出した代表値を色信号最大階調情報値 MA Xとして出力する。

[0113] 最小階調検出部 44は、図 8に示される最小階調検出部 24r、 24g、 24bと同様に、 最小階調ヒストグラム生成部 42で生成されたヒストグラムにお 、て、階級の最小から 最大に向力つて度数を累積し、それによつて得られる累積度数が所定のしきい値 RG BB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、 検出した代表値を色信号最小階調情報値 MINとして出力する。

[0114] なお、本例での色信号最大階調情報値 MAXは、 1フレーム分の色信号 DbR、 Db G、 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 M IN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。

[0115] 色情報検出部 20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 8に示さ れる構成より簡素化できる。

[0116] 更に、階調値のヒストグラム力 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 MAXあるいは色信号最小階調情 報値 MIN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 13に示される構 成よりも細力な階調補正が行える。

[0117] なお、最大階調ヒストグラム生成部 41や最小階調ヒストグラム生成部 42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 ヽ。これによつて演算量を低減できる。

[0118] また、最大階調ヒストグラム生成部 41や最小階調ヒストグラム生成部 42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。例えば処理の対象を階調値範囲の最大値に近い領域及び階調値範囲 の最小値に近い領域に限定しても良い。例えば、階調数が" 256"の場合、最大階調 ヒストグラム生成部 41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 42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。

[0119] 以上のように、実施の形態 2の画像処理装置によれば、複数種類の色信号におけ る最大階調値あるいはそれに準ずる値と複数種類の色信号における最小階調値あ るいはそれに準ずる値とに基づいて、負の色信号を含む画像信号に対して階調補 正を行っているため、負の色信号を含む画像信号に対しても、各色信号における色 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。

[0120] 実施の形態 3.

図 15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の替わりに画像処理装置 47を備えるものである。

[0121] 本実施の形態 3に係る画像処理装置 47は、実施の形態 1に係る輝度情報検出部 3 と、階調補正部 5と、実施の形態 2に係る色情報検出部 20と、補正制御部 45とを備 えている。輝度情報検出部 3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カゝら輝度信号 DbYを算出し、当該輝度信号 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。

[0122] 本実施の形態 3に係る補正制御部 45は、色情報検出部 20から出力される色情報 値 Ciと、輝度情報検出部 3から出力される輝度情報値 Yiとに基づいて、階調補正部 5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 5に出力する。階調補正部 5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 6に出力す る。表示部 6は、入力された画像信号 Dcに基づいて映像を表示する。

[0123] なお、輝度情報検出部 3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、詳細な動作説明は省略する。

[0124] また、色情報検出 20は、実施の形態 2で説明した動作とほぼ同じ動作を行う。実施 の形態 2と異なる動作について、以下に説明する。

[0125] 図 16は、ヒストグラム生成部 22rが生成するヒストグラムの一例を示す図である。図 中に示された記号、数値などは、図 9のものと同様である。最小階調を検出する際に 、負の数についても検出範囲に入れることが図 9の場合と異なる。これは、色情報検 出部 20が実施の形態 2で説明したものと全く同じであっても、画像信号 Dbのデジタ ル信号における負の数の表現方法により、検出される最小階調は異なるためで、以 下に負の数の表現方法に関して述べる。

[0126] 画像信号 Dbのデジタル信号における負の数の表現方法について説明する。例え ば、 8ビットのデジタル信号の場合、 0力 255階調までの 256階調力 Sある。さらに負 の数を表現するには、 8ビットのデジタル信号に 1ビットの符号ビットを加え、合計 9ビ ットのデジタル信号とし、例えば一 256から 255までを表現することができる。さらに符 号ビットを含めた負の数の表現方法には、 1の補数、 2の補数、オフセット表現などが あり、 f列免ば、、 2のネ甫数であれば、、，，100000000，，力 S— 256、，，000000000，，力0、 "0 11111111 "力 255を表す。 f列免ば、 256の才フセッ卜表現で ίま、 "000000000 "力ー 256、 "100000000 "力 0、 "111111111 "力 255を表す。

[0127] オフセット表現で負の数を表現し、それが正の数だけを表現して 、るものとして、色 情報検出部 20により最小階調を検出すると、負の数を検出範囲に入れることになる。

[0128] 補正制御部 45は、入力された色情報値 Ciと輝度情報値 Yiに基づ 、て補正パラメ ータ Paを算出して、階調補正部 5に出力する。図 17は補正制御部 45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 45は、 X軸及び y軸がとも に階調値を示す xy座標系にお 、て、輝度情報値 Yiに含まれる輝度信号最小階調 情報値 YMINと、色情報値 Ciに含まれる色信号最小階調情報値 MINと色信号最大 階調情報値 MAXを X軸に示し、輝度信号最小階調情報値 YMINにおける階調補 正を行う際の目標値 YMINtと、色信号最小階調情報値 MINと色信号最大階調情 報値 MAXにおける階調補正を行う際の目標値 MINtと MAXtを y軸に示す。

[0129] 補正制御部 45は、 xy座標（YMIN, YMINt)と xy座標（YMAX, YMAXt)とを結 ぶ直線の傾き Ky、 xy座標（YMIN, YMINt)と xy座標（MAX, MAXt)とを結ぶ直 線の傾き Kcl、 xy座標（一 YMIN, — YMINt)と xy座標（MIN, MINt)とを結ぶ直 線の傾き Kc2のうち、最小のものを K2とする。また、 BK=0に設定し、 xy座標（YMI N, YMINt)と xy座標（0, 0)とを結ぶ直線を考え、当該直線の傾き K1としている。こ のように、 Ky、 Kcl、 Kc2のうち最小のものを K2とし、負の領域も原点に対して点対 称に階調補正を行うよう制御することにより、色つぶれ、白つぶれ、黒つぶれを抑える ことができる。

[0130] また、正の色信号と負の色信号に対して、異なるパラメータにより階調補正を行うと 、同一画素に正の色信号と負の色信号を含んでいる場合、当該画素では色信号に よって階調補正の度合いが異なり、色相の変化が起こるが、上述のように、負の領域 も原点に対して点対称に階調補正を行うよう制御することにより、意図しない色相の 変化を抑えることができる。

[0131] 図 18を用いて、さらに具体的な例について説明する。各色信号 R、 G、 Bの上限値 CLIM1を 1535、下限値 CLIM2を— 512とし、輝度 Yの上限値 YLIMを 1023とす る。輝度情報検出部 3により検出された、輝度信号最大階調情報値 YMAXと輝度信 号最小階調情報値 YMINと、色情報検出部 20により検出された、色信号最大階調 情報値 MAXと色信号最小階調情報値 MINから、次式（16)、（17)、（18)により、 Y MAXt, MAXt, MINtが算出される。 YMAXt=YMAX+ (YMAX-YMIN) XKYmax …式（16) MAXt = MAX+ (MAX— YMIN) XKmax …式（17)

MINt=MIN- (MIN+YMIN) XKmin …式（18)

YMAXt≤YLIM、 MAXt≤CLIMl、 MINt≥CLIM2を満たすように設定されるが 、若干の余裕を考慮し、 YMAXtは YLIMよりも少し小さい値、 MAXtは CLIM1より 少し小さい値、 MINtは CLIM2より少し大きな値 (負の数のため）に設定される。

[0132] このようにして算出された、 YMAXt、 MAXt, MINtから、上述のように Ky、 Kcl、 Kc2が求められ、もっとも小さい (傾きが小さい) Kclが K2として採用される。

[0133] ただし、 ΜΙΝ≥ΥΜΙΝの場合は、 MINtは設定せず、 Kc2は採用されない。

[0134] また、 YMINtは輝度信号最小階調情報値 YMINと同じにすることにより、 Kl = 1と なり、輝度信号最小階調情報値 YMIN以下の階調の低 、部分 (喑 、部分)の階調補 正が行われなくなる。暗い部分の階調に対して、人の目は敏感であり、暗い部分の階 調補正を行うと、却って画質が低下することがあるため、このように YMINtを輝度信 号最小階調情報値 YMINと同じにし Kl = 1と設定する方法がある。

[0135] パラメータ Pa、すなわち、 BK、 SH、 DIST、 Kl、 Κ2が決まると、実施の形態 1にお いて説明した階調補正部 5と同様に、画像データ Dbの階調補正を行い、階調補正 後の画像データ DcRを表示部 6に出力する。

[0136] 図 19 (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、 D bB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 19 (b)は、階調補正後の画像信号 Db、つまり画像信号 Dcの各色信号 Dc R、 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。

[0137] 図 19 (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ぐこれが色信号最大階調 情報値 MAXとなっている。そして、目標値 MAXtを CLIM1よりも少し小さい値として いる。また階調補正前の色信号 DbR、 DbG、 DbBのうち、青（B)の色信号 DbBにお ける最小階調値が最も小さぐこれが色信号最小階調情報値 MINとなっている。そし て、目標値 MINtを CLIM2よりも少し大きい値としている。また、輝度信号最大階調 情報値 YMAXに対する目標値 YMAXtは、 YLIMより少し小さい値とし、輝度信号 最小階調情報値 YMINに対する目標値 YMINtは、輝度信号最小階調情報値 YMI Nと同じ値としている。

[0138] 上述のように、これらの YMAXt、 MAXt、 MINtから、 Ky、 Kcl、 Kc2が求められ 、これらのうち最も小さい Kclが K2として採用される。この場合の階調補正は、点線 TC1A, TC1B、TC1Cで示すようになる。図示のように、 K2として Kclを採用するこ とにより、階調補正後の各色 DcR、 DcG、 DcBが各色信号の上限値 CLIM1、各色 信号の下限値 CLIM2を超えず（上限値 CLM1よりも大きい値にはならず、また下限 値 CLM2よりも小さい値にはならず）、階調補正後の各色 DcR、 DcG、 DcB力 得ら れる輝度信号 DcYが輝度の上限値 YLIMを超えないことがわかる。

[0139] 仮に、 K2として Kc2を採用した場合の階調補正は点線 TC2A, TC2Bで示すよう になる。図示のように、階調補正後の画像信号 Db、つまり画像信号 Dcの各色信号 D cR、 DcG、 DcBのうち、 DcBが図 19 (a)及び（b)の右端に点線 TC2Aで示すように 、各色信号の上限値 CLIM1を超え、色つぶれが発生する。

[0140] 以上のように、実施の形態 3の画像処理装置によれば、輝度信号における最大階 調値あるいはそれに準ずる値と、輝度信号における最小階調値あるいはそれに準ず る値と、複数種類の色信号における最大階調値あるいはそれに準ずる値と、複数種 類の色信号における最小階調値あるいはそれに準ずる値とに基づいて、負の色信 号を含む画像信号に対して階調補正を行っているため、負の色信号を含む画像信 号に対しても、各色信号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。

[0141] 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 3に係る画像表示装置 において、階調値検出部 48及び光源制御部 49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 6は光源 6aを備えており、当該光源 6a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 6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。

[0142] 階調値検出部 48には、受信部 2から出力される画像信号 Dbと、階調補正部 5から 出力される画像信号 Dcとが入力される。階調値検出部 48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。そして階調値検出部 48は、平均階調値 Ybavから平均階調 値 Ycavを差し引 、た値を輝度変化情報値 Ysiとして光源制御部 49に出力する。光 源制御部 49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 6に出力する。表示部 6は、入力された光源制御信号 Lcに基づいて光源 6a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 3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。

[0143] 図 21は階調値検出部 48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、階調値検出部 48は、マトリクス回路 50、 51と、平均算出器 52、 53と、減算器 5 4とを備えている。

[0144] マトリクス回路 50は、上記の式（1)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 51は、上記の式（1 ' )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。

[0145] 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 式を用いてもよぐまた、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 50、 51は、互いに同じ式により輝度信号 DbY、 DcYを算出する。

[0146] 平均算出器 52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 54に出力する。平均算出器 54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 54に出力する。

[0147] 減算器 54は、以下の式（19)を用いて輝度変化情報値 Ysiを算出して光源制御部 49に出力する。

[0148] Ysi = Ybav -Ycav …式（19) 光源制御部 49は、以下の式（20)を用いて、表示部 6が光源 6a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。

[0149] Lc = ORG+Ysi X Ksc …式（20)

表示部 6は、光源制御信号 Lcの値が大きいほど光源 6aを明るぐ小さいほど光源 6 aを暗くするようにする。

[0150] なお式 (20)中の ORGは、輝度変化情報値 Ysi力^の場合、すなわち階調補正前 後にお 、て平均輝度が変化しな 、場合にぉ 、て設定すべき光源 6aの明るさに基づ いて決定される値である。また式（20)中の Kscは光源制御係数で、 Kscが大きいほ ど光源 6aの明るさは大きく変化する。

[0151] 式（19)、（20)力 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 6の光源 6a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 6の光源 6aは暗くなる。

[0152] このように、光源制御部 49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 6aの明るさは暗くなる。

[0153] ここで、一般的に、表示部 6の画面における輝度が低い領域での光源 6aの明るさ 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 6aの明るさを低減する ことが有効である力 単に光源 6a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。

[0154] 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 6aの明るさを低減するように 制御されているため、表示部 6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 6aの明るさが視聴者に目に付力ないように光源 6 aの明るさを低減できる。

[0155] なお実施の形態 4では、実施の形態 3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 2に係る 画像表示装置に対しても、階調値検出部 48及び光源制御部 49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。

[0156] また、本実施の形態 4に係る階調値検出部 48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力 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 49に出力しても良い。この場合には、平均算出器 52 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 54に出力される。平均算出器 53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 54に出力される。減算器 54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 49に出力する。なお、光源制 御部 49及び表示部 6は上述と同様に動作する。

[0157] このように、階調補正前の 1フレーム分の画像信号 Dbカゝ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 Ys i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 6a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 6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 6aの 明るさが視聴者に目に付力ないように光源 6aの明るさを低減できる。更に、平均算出 器 52、 53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。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の色信号からなる入力画像信号に画像処理を行う画像処理装置にお ヽて、 前記入力画像信号から得られる輝度信号に対し、フレーム毎の最大階調値ある ヽ はそれに準ずる値である輝度信号最大階調情報値と、最小階調値あるいはそれに 準ずる値である輝度信号最小階調情報値とを検出して輝度情報値として出力する輝 度情報検出部と、

前記輝度情報値に基づいて、補正パラメータを算出する補正制御部と、 前記補正パラメータに基づ!/ヽて、前記画像信号を構成する複数の色信号に対して 階調補正を行う階調補正部とを備え、

前記複数の色信号は負の値をも取り得る

ことを特徴とする画像処理装置。

[2] 請求項 1に記載の画像処理装置と、

前記入力画像信号を前記画像処理装置により階調補正した補正後画像信号に基 づ ヽて画像を表示する表示部と

を備える画像表示装置。

[3] 前記表示部は、明るさが制御可能な光源を有し、当該光源力 発する光を前記補 正後画像信号に基づいて変調することによって画像を表示することを特徴とする請 求項 2に記載の画像表示装置。

[4] 前記入力画像信号及び前記補正後画像信号から得られる輝度信号の平均階調値 あるいは当該輝度信号の階調値の総和を検出する階調値検出部と、

前記補正後画像信号から得られる検出値が前記入力画像信号からえられる検出 値よりも大きくなると、暗くなるように前記光源の明るさを制御する光源制御部とを更 に備えることを特徴とする請求項 3に記載の画像表示装置。

[5] 複数の色信号からなる入力画像信号に画像処理を行う画像処理装置にお！ヽて、 前記複数の色信号の各々に対し、フレーム毎の最大階調値あるいはそれに準ずる 値である色信号最大階調情報値と、最小階調値あるいはそれに準ずる値である色信 号最小階調情報値とを検出して色情報値として出力する色情報検出部と、

前記色情報値に基づいて、補正パラメータを算出する補正制御部と、 前記補正パラメータに基づ!ヽて、前記画像信号を構成する複数の色信号に対して 階調補正を行う階調補正部とを備え、

前記複数の色信号は負の値も取り得る

ことを特徴とする画像処理装置。

[6] 請求項 5に記載の画像処理装置と、

前記入力画像信号を前記画像処理装置により階調補正した補正後画像信号に基 づ ヽて画像を表示する表示部と

を備える画像表示装置。

[7] 前記表示部は、明るさが制御可能な光源を有し、当該光源力 発する光を前記補 正後画像信号に基づいて変調することによって画像を表示することを特徴とする請 求項 6に記載の画像表示装置。

[8] 前記入力画像信号及び前記補正後画像信号から得られる輝度信号の平均階調値 あるいは当該輝度信号の階調値の総和を検出する階調値検出部と、

前記補正後画像信号から得られる検出値が前記入力画像信号からえられる検出 値よりも大きくなると、暗くなるように前記光源の明るさを制御する光源制御部とを更 に備えることを特徴とする請求項 5に記載の画像表示装置。

[9] 複数の色信号からなる入力画像信号に画像処理を行う画像処理装置にお！ヽて、 前記入力画像信号から得られる輝度信号に対し、フレーム毎の最大階調値ある ヽ はそれに準ずる値である輝度信号最大階調情報値と、最小階調値あるいはそれに 準ずる値である輝度信号最小階調情報値とを検出して輝度情報値として出力する輝 度情報検出部と、

前記複数の色信号の各々に対し、フレーム毎の最大階調値あるいはそれに準ずる 値である色信号最大階調情報値と、最小階調値あるいはそれに準ずる値である色信 号最小階調情報値とを検出して色情報値として出力する色情報検出部と、

前記輝度情報値と、前記色情報値とに基づいて、補正パラメータを算出する補正 制御部と、

前記補正パラメータに基づいて、前記複数の色信号に対して階調補正を行う階調 補正部とを備え、 前記複数の色信号は負の値も取り得る

ことを特徴とする画像処理装置。

[10] 請求項 9に記載の画像処理装置と、

前記入力画像信号を前記画像処理装置により階調補正した補正後画像信号に基 づ ヽて画像を表示する表示部と

を備える画像表示装置。

[11] 前記表示部は、明るさが制御可能な光源を有し、当該光源力 発する光を前記補 正後画像信号に基づいて変調することによって画像を表示することを特徴とする請 求項 10に記載の画像表示装置。

[12] 前記入力画像信号及び前記補正後画像信号から得られる輝度信号の平均階調値 あるいは当該輝度信号の階調値の総和を検出する階調値検出部と、

前記補正後画像信号から得られる検出値が前記入力画像信号からえられる検出 値よりも大きくなると、暗くなるように前記光源の明るさを制御する光源制御部とを更 に備えることを特徴とする請求項 11に記載の画像表示装置。