WO2007094156A1 - 動画像再生装置および階調補正装置 - Google Patents

Abstract

　フィルタ処理部（２０）は、画像復号部（１０）により復号された動画像にフィルタ処理を施してノイズ成分を低減する。階調補正部（４０）は、動画像の階調の特性を利用し、表示制御部（５０）が行なう明るさ設定に応じて階調の補正を行なう。表示制御部（５０）は、操作部（６０）からの信号を検知して、表示部（３０）における画面の明るさを制御する。さらに、表示制御部（５０）は、フィルタ処理部（２０）と階調補正部（４０）の出力のいずれかが表示部（３０）に入力されるようにスイッチ（７０）を切り替える制御を行なう。

Description

明 細 書

動画像再生装置および階調補正装置

技術分野

[0001] 本発明は、動画像を再生するための動画像再生装置および階調補正装置に関す る。特に、表示部の明るさを暗くしても動画像を見やすく表示することのできる動画像 再生装置およびその動画像の階調を補正するための階調補正装置に関する。 背景技術

[0002] 近年、移動中などに動画像等のコンテンツを視聴する動画像再生装置が普及して きている。このような携帯型機器においては、連続して使用可能な時間をのばすこと が大きな課題の 1つとなっている。大容量のバッテリーを搭載すれば、使用可能な時 間をのばすことができるが、機器の重量が増加するという欠点がある。一方、表示部 に用いられる LCD (Liquid Crystal Display)などのディスプレイの明るさを暗くすれ ば、使用可能な時間をのばすことができる。しかし、この場合には、画面が暗くなるた めに表示している画像が認識しに《なるという欠点がある。このような欠点を解決す るための技術が提案されており、たとえば、特開 2004— 233441号公報 (特許文献 1)には、予めディスプレイの照度レベルと画像の濃度補正値とを対応付けたテープ ルを用いて、ディスプレイ画面が所定レベルよりも暗くなつたときに、画像の色の濃さ を高める方向に補正することで表示画像を見やすくする技術が開示されている。 特許文献 1：特開 2004— 233441号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、昨今では、自然画や CG、アニメーションなど様々な種類の動画像デ ータが流通している。それらは、同種の動画像であってもシーンによって、画像の持 つ階調に関する特性が異なっているのが普通である。特許文献 1にあるような従来技 術では、ディスプレイの明るさに応じて予め調整した濃度補正値を用いる構成をとる 。そして、入力される動画像に関係なく明るさに対して一律に補正を行っている。画 面が所定のレベルより暗くなつた場合は、画像の色の濃さを高める方向に補正する ため、表示すべき動画像の特性によっては、補正によって濃度の高い部分が飽和し てしまう。このため、画像の主観的な画質が損なわれ、かえって画像が見にくくなると いう問題がある。

[0004] 本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、表 示すべき動画像の特徴に応じて適応的に階調の補正を行なう動画像再生装置およ び階調補正装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の 1つの局面に従うと、動画像再生装置であって、画像を表示するための表 示部と、表示部における画面の明るさを制御する表示制御部と、入力された画像の 階調を、表示制御部から与えられた画面の明るさに対応するように調整する階調調 整部とを備え、表示制御部は、画面の明るさを所定の明るさよりも暗くなる制御をした 場合は、階調調整部で調整された画像を表示部に表示させるように、階調調整部を 制御する。

[0006] 好ましくは、入力された画像の階調に関する特性を画像の特徴として抽出する画像 特徴抽出部と、画面の明るさの変化と画像の特徴に基づいて画像の階調値に対する 補正値を算出する補正値算出部と、補正値を用いて入力された画像の階調を補正 する補正処理部とを含む。

[0007] 好ましくは、補正値算出部は、画像の階調に関する特性において、画像の画素強 度の度数が所定の範囲内に分布するならば、入力された画像の画素のうち、補正に よって階調が飽和する画素の数が所定の値を超えないような補正値を算出し、画像 の階調に関する特性において、画像の画素強度の度数が所定の範囲を超えて分布 するならば、所定の条件を満たす範囲の階調を圧縮するような補正値を算出する。

[0008] 好ましくは、階調調整部は、補正処理部で補正された画像、または入力された画像 のどちらかを選択して表示部に与えるスィッチ手段を含み、表示制御部は、画面の 明るさを所定の明るさよりも暗くなる制御をした場合は、補正処理部で補正された画 像を表示部に与えるようにスィッチ手段を制御する。

[0009] 好ましくは、補正値算出部は、入力された動画像の連続する前後のフレーム間での 相関値を算出し、ヒストグラムの相関が高い場合には、前のフレームに対する補正値 を出力する手段を含む。

[0010] 好ましくは、入力された画像が輝度成分と色差成分からなる画像であり、補正値算 出部は、色差成分のヒストグラム分布に応じて輝度成分に対する補正値を変化させる 手段を含む。

[0011] 好ましくは、表示制御部力も与えられた画面の明るさが暗いほど、入力された画像 の先鋭感を強調するためのフィルタ処理部をさらに備える。

[0012] 本発明の他の局面にしたがうと、表示装置に表示する動画像の階調を補正するた めの階調補正装置であって、動画像の 1フレームである画像の階調に関する特性を 画像の特徴として抽出する画像特徴抽出部と、時間的に前後するフレームの相関度 を算出するフレーム相関演算部と、フレームの相関度と表示装置における画面の明 るさの変化と画像の特徴とに基づいて画像の階調値に対する補正値を算出する補 正値算出部と、補正値を用いて画像の階調を補正する補正処理部とを備える。

[0013] 好ましくは、画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、補正値算出部は、 画像の特徴に基づき補正対象となる第 1のフレームの輝度成分に対する第 1の輝度 補正値を、画面の明るさの変化に応じて算出する輝度補正値算出部と、第 1のフレ 一ムの色差成分に対する色差補正値を画面の明るさの変化に応じて算出する色差 補正値算出部と、第 1のフレームよりも時間的に前の第 2のフレームの輝度成分に対 する第 2の補正値を記憶するためのメモリ部と、第 1のフレームと第 2のフレームの相 関度に応じ、第 1の輝度補正値、第 2の輝度補正値または第 1の輝度補正値と第 2の 輝度補正値を加重平均して算出した加重平均補正値のいずれか 1つを選択して補 正処理部に与える補正値選択部とを含む。

[0014] 好ましくは、補正値選択部は、相関度が所定の範囲にあるとの判断に応じて、加重 平均補正値を選択し、相関度が所定の範囲よりも大きいとの判断に応じて、第 1の補 正値を選択し、相関度が所定の範囲よりも小さいとの判断に応じて、第 2の補正値を 選択する。

[0015] 好ましくは、画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、補正処理部は、輝 度成分に対する輝度補正値を用いて画像の輝度成分を補正する輝度補正部と、色 差成分に対する色差補正値を用いて画像の色差成分を補正する色差補正部と、補 正された後の、輝度成分および色差成分により算出される三原色信号の各値が所定 の値を超えな 、ように輝度補正値を修正し、補正前と修正後の画像の彩度に基づ ヽ て色差補正値を修正する補正値修正部とを含む。

[0016] 好ましくは、画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、補正処理部は、輝 度成分に対する輝度補正値を用いて画像の輝度成分を補正する輝度補正部と、色 差成分に対する色差補正値を用いて画像の色差成分を補正する色差補正部と、補 正された後の輝度成分および補正前の色差成分により算出される第 1の彩度が、補 正前の、輝度成分および色差成分力 算出される第 2の彩度に近づくように色差成 分を修正する色差修正部とを含む。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、表示部の明るさを暗くした際に、動画像の内容によって変化する 階調の特性に応じ、適応的に画像の階調を補正する。従って、階調値の高い部分が 飽和することで元の画像が持っていた表現力が損なわれるといった画質劣化を防止 することができる。これにより、主観的な画質を維持したまま明るさを補正して画像の 見易さを向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]透過型液晶ディスプレイの構成を示す図である。

[図 2]画像の階調と画面の見た目の明るさの関係のグラフを示す図である。

[図 3]実施の形態 1に係る動画像再生装置の構成例を示すブロック図である。

[図 4]動画像再生装置 100の処理の流れを示すフローチャートである。

[図 5]階調補正部 40の構成例を示すブロック図である。

[図 6]変換テーブルと、対応する入出力関係のグラフを示す図である。

[図 7]階調補正部 40の処理の流れを示すフローチャートである。

[図 8]ヒストグラムの例を示す図である。

[図 9]ヒストグラム解析部 41Bによる処理結果の例を示す図である。

[図 10]階調補正の前後における階調値の対応関係の例を示す図である。

[図 11]ヒストグラムの度数の変化に応じて補正値を算出する処理の流れを示す図で ある。 [図 12]極小点を含む範囲の補正値算出にかかる階調値を圧縮した例を示す図であ る。

[図 13]図 12 (A)を入力、図 12 (B)を出力としたときの入出力関係を示す図である。

[図 14]階調補正部 40'の構成例を示すブロック図である。

[図 15]実施の形態 3に係る動画像再生装置の構成例を示すブロック図である。

[図 16]実施の形態 4に係る階調補正装置の構成例を示すブロック図である。

[図 17]階調補正装置 1600の処理の流れを示すフローチャートである。

[図 18]補正値算出部 1602の構成例を示すブロック図である。

[図 19]パラメータの一例を示す図である。

[図 20]ヒストグラムの一例を示す図である。

[図 21]輝度補正値算出部 1801が行なう処理の流れを示すフローチャートである。

[図 22]輝度補正値算出部 1801の処理例を示す図である

[図 23]色差変換テーブルに対応する入出力関係を示す図である。

[図 24]相関係数と選択される輝度変換テーブルの対応関係について示した図である

[図 25]補正処理部 1603の構成例を示すブロック図である。

[図 26]階調補正装置 2600の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

10 画像復号部、 20, 80 フィルタ処理部、 30 表示部、 40, 40' 階調補正部、 41, 1601 画像特徴抽出部、 41A ヒストグラム算出部、 41B ヒストグラム解析部、 42, 46, 1602 補正値算出部、 43, 47, 1603, 2603 補正処理部、 44 輝度成 分特徴抽出部、 45 色差成分特徴抽出部、 50 表示制御部、 60 操作部、 70 スィ ツチ、 90 記録用デバイス、 100, 200 動画像再生装置、 1600, 2600 階調補正 装置、 1604 フレーム相関演算部、 1801, 2601 輝度補正値算出部、 1802, 26 02 色差補正値算出部、 1803 現フレームの変換テーブル用メモリ、 1804 テープ ル選択部、 1805 前フレームの変換テーブル用メモリ、 2501 色差拡大部、 2502 輝度補正部、 2503 色差補正部、 2504 補正値修正部。

発明を実施するための最良の形態 [0020] 以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明で は、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである 。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。

[0021] 本発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について簡単に説明する。

図 1は、透過型液晶ディスプレイの構成を示す図である。

[0022] 図 1を参照して、本発明の概要について説明する。

透過型液晶ディスプレイは、油状の透明な液晶組成物 (液晶層）が 2枚の透明な基 板に挟まれた構造を有している。そして、透明な基板の内面には、液晶に電圧を印 加する電極が設けられて！/ヽる。

[0023] 透過型液晶ディスプレイでは、ノ ックライトから放出された光が液晶層に入射すると 、液晶層に交流電圧が印加される。電圧を印加することにより液晶分子の配列を変え 、入射した光が透過する度合いを制御している。したがって、透過型液晶ディスプレ ィの表示輝度（以下、「画面の明るさ」と呼ぶ）は、ディスプレイに表示される画像とは 独立にバックライトの出力によって決定される力 「画面の見た目の明るさ」は、ノ ック ライトの出力と液晶層の透過率により決定される。液晶層の透過率は、たとえば、表 示される画像の階調により変化する。

[0024] 図 2は、画像の階調と画面の見た目の明るさの関係のグラフを示す図である。

図 2を参照して、画像の階調と画面の見た目の明るさの関係について説明する。

[0025] 図 2において、 L11は、ある画面の明るさ設定における画像の階調と見た目の明る さの関係を示し、 L12は、 L11よりも暗い明るさ設定における場合の両者の関係を示 している。バックライトの出力を抑えて画面の明るさを暗くしたとき、画面の見た目の明 るさは暗くなり画像が認識しに《なってしまう。し力しながら、画面の見た目の明るさ は、上記のように表示される画像の階調により変化させることができる。

[0026] 本発明は、上記のようにバックライトの出力を抑えて画面の明るさを暗くしたときに、 画像の画素が持つ階調を上げて画像の見易さを向上させる技術に関するものである

[0027] なお、表示装置は、上記説明のような透過型液晶ディスプレイに限られな 、。本発 明は、表示される画像と独立して画面の表示輝度が決定されるような表示装置に対 して用いられる。

[0028] [実施の形態 1]

図 3は、実施の形態 1に係る動画像再生装置の構成例を示すブロック図である。

[0029] 図 3を参照して、実施の形態 1に係る動画像再生装置 100の構成を説明する。動画 像再生装置 100は、画像復号部 10と、フィルタ処理部 20と、表示部 30と、階調補正 部 40と、表示制御部 50と、操作部 60と、スィッチ 70とから構成される。なお、記録用 デバイス 90が、画像復号部 10に接続されている。

[0030] 画像復号部 10は、符号ィ匕により圧縮された動画像データのビット列を入力として記 録用デバイス 90から与えられる。そして、入力されたビット列を復号して動画像の 1フ レームを再構成し、フィルタ処理部 20に出力する。

[0031] フィルタ処理部 20は、復号された画像データにフィルタ処理を施し、符号化された 画像を復号する過程でできたノイズ成分を低減する。たとえば、高周波成分を除去す るローパスフィルタなどを用いる。

[0032] 表示部 30は、画像のほか、文字や図形などを表示するためのものであって、液晶 や有機 EL (Electro Luminescence)ディスプレイなどで実現される。

[0033] 表示制御部 50は、操作部 60からの信号を検知して、表示部 30における画面の明 るさの設定を制御し、現在の明るさの設定を記憶する。なお、明るさの設定とは、所定 の数だけ明るさが変更できる場合であれば、その明るさの度合いを示す情報のことを 言う。たとえば、明るさが 5段階で切り替えられるとすれば、 1〜5の数値で明るさの設 定を表わすことができる。明るさは、予め初期値が設定されている力 ユーザによって 変更することも出来る。また、表示制御部 50は、フィルタ処理部 20、または階調補正 部 40の出力のいずれかが表示部 30に入力されるように、スィッチ 70を制御する。さ らに、表示制御部 50は、表示部 30の明るさの設定を階調補正部 40に対して出力す る。

[0034] 階調補正部 40は、表示制御部 50から与えられた明るさの設定により、画面が暗く なる方に変更されていると判断すれば、動画像の 1フレームごとにおける階調の特性 を利用して、その度合いに応じて階調の補正を行なう。

[0035] 操作部 60は、ユーザの操作に応じて信号を発生するものであって、キーボードゃタ ツチパネルなどにより実現される。

[0036] 記録用デバイス 90は、ハードディスクドライブやメモリカードなどである。画像復号 部 10に画像データを与える。

[0037] なお、本発明の構成要素である各部は、たとえば、マイクロプロセッサ、メモリ、ノ ス 、インターフェイス、周辺装置など力 構成されるハードウェアと、これらのハードゥエ ァ上にて実行可能なソフトウェアにより実現することができる。たとえば、画像復号部 1 0を DSP (Digital Signal Processor)により、フィルタ処理部 20および階調補正部 40 を FPGA (Field Programmable Gate Array)により、表示制御部 50をマイクロプロ セッサにより実現することもできる。また、メモリ上に展開されたプログラムを順次実行 することで、メモリ上のデータや、インターフェイスを介して入力されるデータの加工、 蓄積、出力などにより各部の機能を実現することもできる。

[0038] 図 4は、動画像再生装置 100の処理の流れを示すフローチャートである。

図 4を参照して、上記のように構成された動画像再生装置 100の動作において、入 力された動画像を再生するときの動作を説明する。

[0039] 動画像の再生処理は、記録用デバイス 90から画像復号部 10に符号ィ匕により圧縮 された動画像データのビット列が入力されることで開始される (ステップ S200)。なお 、動画像データは、有線、無線を問わず通信手段により受信するようにしてもよい。あ るいは、デジタル放送を受信するようにしてもよい。一般には、音声データと共に 1系 統のビット列に多重化されたデータ力 動画像データが取り出される。

[0040] 画像復号部 10は、入力された圧縮動画像のビット列から動画像 1フレームを復号し 、復号した画像データをフィルタ処理部 20に対して出力する (ステップ S202)。

[0041] 次に、フィルタ処理部 20は入力された動画像 1フレームに対してフィルタ処理を施 し、ノイズ成分を低減する（ステップ S204)。フィルタ処理においては、一般にノイズ 成分の低減の度合いを制御することが可能であり、本発明ではフィルタ強度と呼ぶ。

[0042] ステップ S206において、表示制御部 50は、操作部 60からの信号により表示制御 部 50が設定した表示部 30の明るさが、初期の設定力も暗くなる方向に変更されたか どうを判定する。

[0043] この判定により、明るさが初期の設定から暗くなる方向に変更されていなければ (ス テツプ S206にて、 NO)、表示制御部 50は、スィッチ 70をフィルタ処理部 20側に接 続する（ステップ S 208)。

[0044] また、明るさが初期の設定から暗くなる方向に変更されていれば (ステップ S206に て、 YES)、画像の持つ階調の特徴に応じて、その画像に適した補正を行なう（ステツ プ S210)。なお、ステップ S210で行なう補正の方法については後述する。そして、 表示制御部 50は、スィッチ 70を階調補正部 40側に接続する (ステップ S212)。

[0045] ステップ S214は表示処理であり、フィルタ処理部 20または階調補正部 40から出力 された画像データが、表示部 30に表示される。表示の際には、表示部 30は必要に 応じて画像データを表示可能なフォーマットに変換する（たとえば、 YUVから RGBに 変換する)。

[0046] 以上のように、明るさが設定より暗くなる方向に変更された場合には、階調補正部 4

0により暗い画面でも見やすくなるように変更された画像が表示部 30に表示される。

[0047] 次に、階調補正部 40の構成、および階調補正部 40における処理 (ステップ S210 の処理)を説明する。

[0048] 図 5は、階調補正部 40の構成例を示すブロック図である。

まず、図 5を参照して階調補正部 40の構成を説明する。

[0049] 階調補正部 40は、画像特徴抽出部 41と、補正値算出部 42と、補正処理部 43とか ら構成される。なお、画像データは、画像特徴抽出部 41、および補正処理部 43に入 力される。

[0050] 画像特徴抽出部 41は、画像データ力もヒストグラムを算出するヒストグラム算出部 4 1 Aと、ヒストグラムを解析して画像の特徴を表すパラメータを算出するヒストグラム解 析部 41Bとを含む。画像特徴抽出部 41は、入力された画像データを解析して、画像 の階調に関する特性を画像の特徴として抽出する。

[0051] 補正値算出部 42は、画像特徴抽出部 41により入力された画像の特徴に基づいて 、階調の補正に適用される補正値を算出する。ここで、補正値とは、入力された階調 値に対する出力を示す。たとえば、画像を明るくすることを考える。この場合であれば 、画像の輝度成分を強くすればよい。輝度成分を強くするには、輝度成分の階調値 に一定の値を加える方法がある。これにより、画像全体の輝度成分を一様に強くする ことができる。以上のような場合では、入力した階調値に一定の値を加えた出力値が 補正値である。

[0052] なお、画像データの階調値をどれだけ強くするかの度合 、を補正値としてもよ!、。こ の場合、上記の例においては、輝度成分に加えた一定の値が補正値となる。

[0053] 補正値算出部 42は、補正処理における、入力の階調値に対応する補正値を変換 テーブルとして記憶する。

[0054] ここで、変換テーブルについて説明する。

図 6は、変換テーブルと、対応する入出力関係のグラフを示す図である。図 6 (A)は 、 8階調における変換テーブルの例、図 6 (B)は、図 6 (A)に対応する入出力の関係 を表わしたグラフである。

[0055] この変換テーブルでは、それぞれの入力の値に対して、出力の値が割り当てられる 。図 6 (A)では、出力 1は入力をそのまま出力としており、出力 2は 0〜5までの入力に 対しては + 2した値を割り当て、入力 6, 7に対しては 7を割り当てている。図 6 (B)で は、横軸が入力の値、縦軸が出力の値を示している。ここでは、上述の図 6 (A)の出 力 1が P1に、出力 2が P2に対応している。

[0056] 図 7は、階調補正部 40の処理の流れを示すフローチャートである。

図 7を参照して、階調補正部 40における処理の流れ (ステップ S210の処理)を説 明する。

[0057] ステップ S210の処理が開始すると、ヒストグラム算出部 41Aにおいて、入力画像の ヒストグラムが算出される (ステップ S500)。デジタル化された画像データは水平方向 および垂直方向に並んだ画素の集まりであり、各画素は階調値を持っている。階調 値は、画素の持つ明るさの強度 (画素強度）を示している。また、色の濃さの度合い（ 濃度）を示すとしてもよい。ヒストグラム算出部 41Aには、入力画像の画素データが逐 次入力される。入力された画素データのうち同じ階調値を持つものの個数をカウント することで、ヒストグラムを算出する。階調値の幅 N (Nは、正の整数)の中に含まれる 画素の個数を、幅 Nごとにカウントしてもよい（幅 Nを 1とすると、画素ごとにカウントす るのと同じである）。たとえば、 N=4の場合には、階調値が 0〜3、 4〜7、 8〜： L 1とい う範囲ごとに度数をカウントする。 [0058] 図 8は、ヒストグラムの例を示す図である。

図 8に示すように、ヒストグラムは横軸に階調値 x、縦軸に度数 (画素数) H (x)をとる グラフで表現することができる。

[0059] 次に、ヒストグラム解析部 41Bにおいて、ヒストグラムが解析される (ステップ S502)。

ここでは、度数が極大、または極小となる階調値が導出され、補正値算出部 42に画 像の特徴を示すパラメータとして出力される。なお、以下の説明では、ヒストグラムの 極大となる階調値を極大点、極小となる位置を極小点と呼ぶ。

[0060] 図 9は、ヒストグラム解析部 41Bによる処理結果の例を示す図である。

図 9は、図 8に示したヒストグラムに対してヒストグラム解析部 41Bが極大 ·極小を導 出した結果に対応している。なお、図 9では、上向きの矢印は極大値を、下向きの矢 印は極小値を表わしており、 A〜Eが極大点、 a〜dが極小点である。

[0061] このような極大'極小の導出にあたっては、ヒストグラムの細かな変ィ匕に影響されな いようにする。たとえば、ヒストグラム算出部 41Aで、ヒストグラム算出時の階調値の幅 Nを変化させた複数のヒストグラムを算出し、階層的に極大 ·極小を導出してもよい。 たとえば、異なる幅 Nl、 N2 (ただし、 N1 >N2)を用い、最初に幅 N1のヒストグラム 全体力も極大 ·極小を導出し、次に幅 N2のヒストグラムにおいて先に導出した極大 · 極小の周辺力 新たに極大 ·極小を導出するようにしてもょ 、。

[0062] また、ヒストグラム解析部 41Bでは、入力されたヒストグラムにおける相隣り合う複数 の度数を用いて、移動平均を計算した後のヒストグラムについて、極大'極小を導出 するようにしてもょ 、。移動平均をとることでヒストグラムにおける度数の変化が滑らか になり、ピークを検出しやすくなる。

[0063] さらに、移動平均をとる度数の個数は、図 3で示したフィルタ処理部 20におけるフィ ルタ処理のフィルタ強度に応じて変更してもよい。強いフィルタ強度（つまり、ノイズ成 分がより低減される）が適用された場合は、度数の分布のばらつきが少なくなるため、 移動平均をとる度数の数を少なくすることができる。反対に弱 、フィルタ強度が適用 された場合は、度数の分布のばらつきが多くなるため、移動平均をとる度数の数を多 くする。

[0064] 図 7に戻って、続くステップ S504〜S510では、補正値算出部 42により補正処理に 使用する補正値が算出される。補正値算出部 42では、ヒストグラム算出部 41Aにより 算出されたヒストグラムに基づいて補正値を算出する。

[0065] ステップ S504では、補正値算出部 42は、ヒストグラムが平坦 (ヒストグラムの各度数 がほぼ均一である状態を示す)か否かをヒストグラム解析部 41B力も入力されたパラメ ータによって判定する。たとえば、極大 ·極小となる度数の大きさ力 予め設定してお いた、所定の値の範囲内にあるときに平坦と判定してもよいし、さらに極大となる度数 と極小となる度数の差が所定の値よりも小さいときに平坦と判定してもよい。または、ヒ ストグラムが平坦か否かの判定は、ヒストグラム解析部 41Bによって行ない、その判定 結果を補正値算出部 42に対して出力してもよい。ヒストグラム解析部 41Bは、たとえ ば、各度数が所定の値の範囲内であればヒストグラムは平坦であると判定し、そうで なければ平坦でな 、と判定する。

[0066] ヒストグラムが平坦ならば (ステップ S504にて、 YES)、ヒストグラムの度数に基づい て補正値を決定する (ステップ S506)。つまり、階調補正を施した後のヒストグラムを 計算し、階調の高い範囲 (以下、高階調領域と呼ぶ）内に設定した所定範囲内の度 数の合計が所定の閾値を超えないようにして階調値ごとの補正値を決定する。ここで の階調補正の方法は限定されない。以下に、その例を示す。

[0067] 図 10は、階調補正の前後における階調値の対応関係の例を示す図である。

図 10において、横軸は入力の値、縦軸は出力の値を示す。なお、 L21は補正され ていないときの入出力関係、 L22は補正したときの入出力関係である。図 10に示し た関係では、低い階調値の補正は弱くなり、階調が高くなるほど強く補正されるように 変換している。

[0068] 補正値算出部 42は、図 10における L22に示すような対応関係を持つ初期変換テ 一ブルを保持している。まず、この初期変換テーブルに基づき、ヒストグラムを補正す る。そして、補正後に階調値が最大レベル Xmaxになる度数を計算する。これは補正 前のヒストグラムにおいて、 Xmax力 幅 cの範囲内にある階調値の度数を合計したも のに相当する。幅 cを大きくしていくと度数の合計も大きくなるので、この度数の合計 が所定の閾値を超えたときを補正値の限界とする。なお、補正によって階調が飽和し ない（つまり、不自然な画像にならない）ように、画面の明るさに対して、最大レベルの 階調値を持つ画素の数を、所定の閾値として予め設定しておく。幅 Cの範囲内にある 階調値の度数の合計が、所定の閾値を超えなければ、補正値算出部 42は、初期変 換テーブルを変換テーブルとして記憶する。一方、計算した度数の合計が、所定の 閾値を越えれば、幅 cを小さくし、最大レベル Xmaxとなる階調値の度数が所定の閾 値内になるように変換テーブルを計算しなおす。補正値算出部 42は、計算しなおし た変換テーブルを、変換テーブルとして記憶する。

[0069] 以上が、ヒストグラムが平坦な場合における階調補正の一例の説明である。これ以 外にも、画素ごとに一定値を加算してもよいし、ガンマ補正を施してもよい。いずれに しても図 10に示したような階調値の入出力関係が定まるので、補正値算出部 42は、 この関係を変換テーブルとして記憶する。

[0070] なお、閾値は固定値に限らず補正前のヒストグラムにおける所定範囲の度数を合計 した値を用いて適応的に決定してもよい。閾値を τ、度数の合計を Sとして T=f (S)と して決定する。ここで関数 fは線形または非線形の関数である。

[0071] 図 7に戻って、ヒストグラムが平坦でなければ (ステップ S504にて、 NO)、ヒストグラ ムの度数の変化に応じて補正値を決定する (ステップ S508)。まず、階調値の範囲を 、極大点を 1つ含む範囲と極小点を 1つ含む範囲とに分割する。このとき極大点の付 近では度数が大きぐ反対に極小点の付近では度数が小さいために、それぞれの範 囲に含まれる度数の平均は、極小点を含む範囲の方が小さくなる。したがって、極小 点を含む範囲の度数の総数を変えずに、階調の幅を狭く（階調を圧縮)しても主観的 な画質を損なうことがない。極小点を含む範囲の階調を圧縮した分、空いた階調値を 、極大点を含む範囲に使用することができるので、たとえば、この範囲の階調を高く することが可能である。極小点を含む範囲については、階調値を階調の高い側に向 力つて範囲が狭くなるように補正値を算出する。

[0072] 図 11は、ヒストグラムの度数の変化に応じて補正値を算出する処理の流れを示す 図である。

[0073] 図 11を参照して、ステップ S508での補正値の算出方法について説明する。

ステップ S900では、ステップ S502において導出された極大点から 1つの極大点を 選択する。たとえば、一番大きな極大値をとる極大点を選択する。続くステップ S 902 では、選択した極大点よりも階調の高い側に極小点が存在する力否かを判定する。 極小点が存在すれば (ステップ S902にて、 YES)、極小点を含む範囲の階調を圧縮 する（ステップ S 904)。

[0074] 図 12は、極小点を含む範囲の補正値算出にかかる階調値を圧縮した例を示す図 である。図 12 (A)は、階調補正前のヒストグラムのうち極小点を 1つだけ含む範囲を 示したヒストグラムであり、図 12 (B)は、これから決める補正値を用いて階調補正を行 つた場合の補正後のヒストグラムである。

[0075] 図 12を参照して、ステップ S904で行なう階調の圧縮について説明する。

図 12 (A)において、 mは極小点を含む範囲の幅、 Xは左端の階調値、 Xは右端

a c の階調値を示す。ここで、 X X

a、 cはたとえば隣接する極大点と極小点を所定の比率（ たとえば 1Z2)で内分する点である。図 12 (B)に示すように、圧縮後の範囲は、右端 の階調値は X

cで変わらず、左端の階調値が X

bになり、範囲の幅は n (ただし、 n<m である）となる。つまり、 m=X—X + l、n=X—X + 1という関係になり、 Xを決める

c a c b c と nが決定する。

[0076] この階調の範囲の変換は、たとえば、一次式 x， =a'x+bを用いて行なうことができ る（ここで、 Xは入力となる階調値、 x'は出力となる階調値、 a, bは定数である）。

[0077] 図 13は、図 12 (A)を入力、図 12 (B)を出力としたときの入出力関係を示す図であ る。

[0078] 図 13において、 L31は補正を行なっていない入出力関係、 L32は上述の一次式 の関係を表している。図 13からわ力るように a=nZm、 b= (1 -n/m) ·Χの関係が 成り立つ。

[0079] 補正値算出部 42は、極小点を含む範囲の階調値を上記のような対応関係に基づ いて圧縮する。極小点を含む範囲の変更により、この範囲よりも階調が低い側に使わ れなくなった階調値が（m—n)だけ発生するため、この範囲よりも低い階調値につい ては (m—n)だけ階調を高めることができる。なお、 mと nの関係は、どの程度階調を 高めるかとヒストグラムの特性とによって決定する。たとえば、より階調の変化を大きく する場合には nを小さくすればよい。しかし、 nが小さくなるほど極小点を含む範囲の 平均度数は大きくなり、少ない階調で多くの画素を表現しなければならなくなり、主観 的な画質が損なわれることになる。これを防ぐためには、たとえば、極小点を含む範 囲内の平均度数力 極大点における度数を越えないように nの幅に制限をカ卩える（つ まり、 Xを制限する)。

[0080] 図 11に戻って、ステップ S906では、補正値算出部 42は、低階調側の階調値に (m —n)を加える補正を行なう。ステップ S908において、補正値算出部 42は、上記の補 正を行なった画像全体における階調値の平均値を算出する。ステップ S910では、補 正値算出部 42は、変換テーブルを記憶する。なお、極小点を含む範囲に関しては、 ステップ S904で説明したような入出力関係を、極小点を含む範囲よりも低い階調側 に関しては、ステップ S906で説明したような入出力関係を、変換テーブルとして記憶 する (ステップ S910)。また、ステップ S908で算出した平均値と、補正前の階調値の 平均値との差を変化量とする。この変化量と変換テーブルとを関連付けておく。

[0081] ステップ S902にて、極大点よりも階調が高い側に極小点がなければ (ステップ S90 2にて、 NO)ステップ S912に進む。

[0082] ステップ S912では、さらに補正値を算出するかの判定を行なう。さらに算出するの であれば (ステップ S912にて、 YES)、ステップ S900に戻る。そうでなければ (ステツ プ S912にて、 NO)、終了する。

[0083] たとえば、次のような基準で判定する。表示制御部 50が画面の明るさをどの程度変 ィ匕させるかによつて、階調補正部 40が行なう適切な補正の度合いも変わってくる。そ こで、画面の明るさに対する変化の度合いに応じて、どの程度、画像全体の階調値 を高くするかを目標値として、予め設定しておく。この目標値とステップ S908で変換 テーブルと関連付けた変化量とを比較する。たとえば、変化量と目標値との差が予め 決められた範囲内でなければ、さらに変換テーブルを求める。この場合、ステップ S9 00で選択する極大点は、たとえば、未だ選択していない極大点のなかで一番大きな 極大値をとるものにする。変化量と目標値との差が決められた範囲内にならないとき は、変化量と目標値との差が最小になるような変換テーブルを出力する。

[0084] なお、ステップ S900における処理の対象とする極大点の選び方には自由度がある 。上記の説明では、極大値が最大となる極大点（図 9で示した極大点 Dを含む範囲） を処理の対象とした。この他にも、たとえば、極大値が最大となる極大点と、次に大き な極大値となる極大点とを含む範囲と 、うように、複数の極大点を含む範囲を処理の 対象としてもよい。

[0085] また、目標値が得られるように、ステップ S904にお 、て極小点を含む範囲の幅 nを 適宜変更して、複数の幅 nを用いて算出した複数の補正値に対する変換テーブルを 得るようにしてちょい。

[0086] 図 7に戻って、最後に、補正処理部 43は、画像の補正処理を実行する (ステップ S5 10)。ここでは、補正処理部 43は、ステップ S506、およびステップ S508において補 正値算出部 42に記憶された変換テーブルに基づき、入力された画像データの補正 処理を行なう。たとえば、表示制御部 50から表示部 30の明るさの設定が入力された 場合、その明るさの設定に見合った階調の変化量 (またはそれと最も近い値）に関連 付けて補正値算出部 42に記憶された変換テーブルを読み出し、入力画像データの 階調値を変換する。

[0087] 以上のようにして、動画像の階調に関する特性を画像の特徴として抽出し、その特 徴に基づいて補正処理に使用する補正値を算出するため、適応的な階調の補正処 理を行なうことができる。そのため、画面の明るさを暗くした場合でも、不自然な補正 をすることなく画面の見易さを改善することができる。

[0088] なお、階調補正部 40は、動画像のフレーム間でヒストグラム分布に大きな違いがな ければ、同じ補正値を出力するようにしてもよい。一般に、動画像においてはシーン の変わり目でなければ連続するフレームの相関性が高いため、フレームごとに補正 値を算出するとすれば同じ計算になりやすい。補正値の計算を省略することで処理 量を軽減させるとともに、動画像のフレーム間で不自然に階調が変化することを防ぐ ことができる。フレーム間の相関性は、たとえば、ヒストグラム算出部 41Aにおいて算 出されたヒストグラムを一種の時系列データとみなし、前フレームと現フレームのヒスト グラム間の相関係数を演算することで判定することができる。たとえば、相関係数が 1 のときは前フレームの補正値をそのまま使用し、相関係数が 0. 2以下の場合には現 フレームについて補正値を算出する。それ以外の場合には、相関係数の値に応じて 現フレームについて算出した補正値を前フレームの補正値で修正するようにしてもよ い。 [0089] [実施の形態 2]

実施の形態 2では、動画像再生装置 100は、階調補正部 40に代わって、階調補正 部 40'を備える。なお、動画像再生装置 100の他の構成要素は同じである。

[0090] 図 14は、階調補正部 40'の構成例を示すブロック図である。

図 14を参照して、階調補正部 40'の説明をする。階調補正部 40'に入力された、 カラーフォーマットが YUVの画像データのうち、輝度 (Y)成分は輝度成分特徴抽出 部 44に、色差成分 (U、 V)は色差成分特徴抽出部 45に入力される。

[0091] 輝度成分特徴抽出部 44は、前述の画像特徴抽出部 41と同様にして、輝度成分の 階調に関する特性から輝度成分の特徴を抽出する。

[0092] 色差成分特徴抽出部 45は、たとえば、色差成分のダイナミックレンジ (ヒストグラム において度数が 0でない階調値の最大と最小の間隔)を色差成分の特徴として導出 する。

[0093] 補正値算出部 46は、図 5に示した補正値算出部 42と同様にして、画像の輝度成 分に対する補正値を算出する。すなわち、図 7に示したステップ S500〜S510を実 行する。このとき、ステップ S506においては、輝度成分のヒストグラムの度数に基づ いて補正値を決定する。

[0094] 補正値算出部 46は、使用する補正値決定のための閾値を、色差成分特徴抽出部 45から入力された色差成分のダイナミックレンジの幅に応じて変更する。ダイナミック レンジの幅が大き ヽと 、うことは、色差成分のコントラストが高 、ことを意味して 、るた め、ダイナミックレンジの幅が小さいときと比べると、画像の見た目は、くっきりとした印 象となる。補正値決定のための閾値を小さくしても、画像の見易さを改善することがで きる。したがって、補正値算出部 45では色差成分のダイナミックレンジの幅が大きい ときには補正値決定の閾値が小さくなるようにし、反対にダイナミックレンジの幅が小 έ 、ときには閾値を大きくなるように調整する。

[0095] なお、色差成分の特徴としては、ダイナミックレンジの幅だけでなく、ヒストグラムに おける度数の最大値の大きさであってもよ 、し、度数が最大となる階調値の大きさで あってもよい。

[0096] 以上のようにして、動画像の階調に関する特性を画像の特徴として抽出し、その特 徴に基づいて補正処理に使用する補正値を算出するため、適応的な階調の補正処 理を行なうことができる。色差成分のヒストグラム分布に応じて輝度成分の補正値を調 節することで、より細力べ画面の見易さを改善することができる。

[0097] [実施の形態 3]

図 15は、実施の形態 3に係る動画像再生装置の構成例を示すブロック図である。

[0098] 図 15を参照して、実施の形態 3に係る動画像再生装置 200の構成を説明する。動 画像再生装置 200は、画像復号部 10と、フィルタ処理部 80と、表示部 30と、階調補 正部 40と、表示制御部 50と、操作部 60とを含んで構成される。実施の形態 3では、 実施の形態 1の動画像再生装置 100のスィッチ 70を除き、フィルタ処理部 20の代わ りにフィルタ処理部 80を備える。

[0099] フィルタ処理部 80は、画像復号部 10から出力される復号画像に対してノイズを低 減するためのフィルタ処理を行なうほかに、階調補正部 40から出力された補正処理 後の画像に対して先のフィルタ処理とは異なるフィルタ処理を施し、画像を先鋭化さ せる。表示制御部 50からの制御信号に応じて、フィルタ処理後の画像データを出力 する。先鋭ィ匕のためのフィルタ処理は、ノイズを低減するフィルタ処理と同様に局所 オペレータを使用した所定サイズの近傍演算により実現することができる。たとえば、 局所オペレータを使って空間 2次微分 (ラプラシアン)画像を算出し、元の画像から減 算することで先鋭ィ匕を実現することができる。フィルタ処理の出力 、入力を Xとする と、 y= x— w'Lとなる（ここで Lはラプラシアン画像における Xに相当する画素の階調 値、 wは重み付けのための係数である）。画面の明るさが暗くなると人の目に入ってく る光の量が少なくなるので、表示部 30に表示された画像にぼけ感が生じる。画像を 先鋭化することで、このぼけ感を解消することができる。このとき、画面の明るさが暗く なるほど、ぼけ感が強くなるので、画面の明るさが暗くなるほど画像のエッジ部分での 先鋭感が強くなるように係数 wを調節して、フィルタ処理部 80における先鋭ィ匕の度合 V、を制御するようにしてもょ 、。

[0100] 以上のようにして、動画像の階調に関する特性を画像の特徴として抽出し、その特 徴に基づいて補正処理に使用する補正値を算出するため、適応的な階調の補正処 理を行なうことができる。画面の明るさを暗くした場合でも、不自然な補正をすることな く画像の鮮鋭感を向上して画面の見易さを改善することができる。

[0101] [実施の形態 4]

実施の形態 4では、動画像再生装置に組み込んで階調補正を行なう階調補正装 置についての実施例を提示する。以下では、本実施の形態の階調補正装置は、実 施の形態 1の階調補正部 40に代わって組み込まれているものとして説明する。

[0102] 図 16は、実施の形態 4に係る階調補正装置の構成例を示すブロック図である。

図 16を参照して、実施の形態 4に係る階調補正装置 1600の構成を説明する。階 調補正装置 1600は、画像特徴抽出部 1601と、補正値算出部 1602と、補正処理部 1603と、フレーム相関演算部 1604とから構成される。なお、本実施の形態において は、画像特徴抽出部 1601および補正処理部 1603には、 YUVフォーマットである動 画像の 1フレームごとの画像データが入力される。

[0103] 画像特徴抽出部 1601は、図 5に示した画像特徴抽出部 41と機能的に同じもので あり、入力された動画像のフレームごとのヒストグラムおよびヒストグラムにおいて画像 の特徴を表わすパラメータを算出する。フレームごとのヒストグラムは、フレーム相関 演算部 1604および補正値算出部 1602に与えられ、画像の特徴を表わすパラメ一 タは補正値算出部 1602に与えられる。

[0104] フレーム相関演算部 1604は、フレームのヒストグラムを内部メモリに保持している。

階調補正を行なう対象のフレーム（以下、「現フレーム」と呼ぶ）のヒストグラムが与えら れたとき、現フレームとこれよりも時間的に前のフレーム（以下、「前フレーム」と呼ぶ） との相関度を演算する。

[0105] ここで、相関度を示す指標として、たとえば、相関係数を算出する。現フレームと前 フレームにおける画像データの画素の階調値を 2つの標本列 {x I i= l〜N (Nはフ レームの画素数） }、 {y I i= l〜N}としたときの相関係数 Rは式（1)のように定義さ れる。

[0106] [数 1] （ ^ ) (ァ, —《V)

R =」 •d )

σχ^σν [0107] ただし、 m、 mは標本列 x、 yの平均値、 σ 、 σ は標本列 χ、 yの標準偏差である。 式（ 1)のように定義された相関係数 Rは、— 1〜 1の範囲にある値である。

[0108] 補正値算出部 1602は、画像特徴抽出部 1601から与えられる現フレームのヒストグ ラムとこれに対応するパラメータ、外部から入力される画面の明るさの設定およびフレ ーム相関演算部 1604から与えられる相関度から、輝度成分に対する補正値と色差 成分に対する補正値とを算出して変換テーブルを構成し、補正処理部 1603に与え る。変換テーブルの構成方法の詳細については後述する。なお、補正値算出部 160 2は、変換テーブルを記憶する内部メモリを保持する。

[0109] 補正処理部 1603は、補正値算出部 1602から与えられた輝度成分および色差成 分の補正値を用いて現フレームの補正を行ない、さらに補正によって視覚的な違和 感が発生しな 、ように補正後の画像データを修正する機能を持つ。補正および修正 方法の詳細については後述する。

[0110] なお、補正処理部 1603から出力された画像データは、たとえば、動画像再生装置 が備える表示部にて表示されるようにしてもよいし、外部の表示装置に表示されるよう にしてもよい。

[0111] 図 17は、階調補正装置 1600の処理の流れを示すフローチャートである。

図 17を参照して、階調補正装置 1600における処理の流れの概略を説明する。な お、図 17には図 7に示したフローチャートと同じ処理がある。これらについては説明を 省略し、対応する処理を示す。

[0112] 処理が開始すると、画像特徴抽出部 1601は、与えられた現フレームのヒストグラム を算出する（ステップ S1700、ステップ S500に相当）。

[0113] そして、画像特徴抽出部 1601は、現フレームが動画像シーケンスの最初のフレー ムカ否かの判定を行なう（ステップ S1702)。ここで、最初のフレームであると判断す れば (ステップ S1702〖こて、 YES)、ステップ S 1704の処理を行なう。一方、最初のフ レームでないと判断すれば (ステップ S1702にて、 NO)、ステップ S1710の処理を 行なう。なお、最初のフレームとは、階調補正装置 1600に入力される動画像の一連 のフレーム列における 1番目のフレームを指すだけでなぐ動画像シーケンスに含ま れる特定シーンの始まりのフレームであってもよい。 [0114] ステップ S1704において、画像特徴抽出部 1601は、ヒストグラムを解析 (ステップ S 1704、ステップ S502に相当）する。そして、この結果得られたパラメータを補正値算 出部 1602に与える。

[0115] 次いで、ステップ S1706において、補正値算出部 1602は、輝度成分の補正値を 算出し、輝度成分の変換テーブルを記憶する (ステップ S504〜S508に相当）。

[0116] さらに、補正値算出部 1602は、色差成分の補正値を算出し、色差成分の変換テ 一ブルを記憶する（ステップ S 1708)。なお、ステップ S1706, S1708で算出した変 換テーブルは補正処理部 1603に与えられる。

[0117] 一方、ステップ S1710〖こおいて、フレーム相関演算部 1604は、前フレームと現フレ 一ムの相関係数 Rを演算し、補正値算出部 1602に与える。

[0118] ステップ S1712において、補正値算出部 1602は、相関係数 Rが第 1の閾値より小 さいかどうかを判定する。相関係数 Rが第 1の閾値より小さいと判断すれば (ステップ S1712にて、 YES)、ステップ S1714の処理に進む。一方、相関係数 Rが第 1の閾 値以上であると判断すれば (ステップ S1712にて、 NO)、ステップ S1722の処理に 進む。

[0119] ステップ S1714において、補正値算出部 1602は、ステップ S1704と同様に、現フ レームのヒストグラムを解析する。

[0120] 次いで、ステップ S1716において、補正値算出部 1602は、ステップ S1706と同様 に、輝度成分の補正値を算出し、輝度成分の変換テーブルを記憶する。

[0121] さらに、ステップ S1718において、補正値算出部 1602は、相関係数 Rが第 2の閾 値より小さいかどうかを判定する。なお、第 2の閾値は、第 1の閾値よりも小さい値とす る。

[0122] 相関係数 Rが第 2の閾値よりも小さいと判断すれば (ステップ S1718にて、 YES)、 補正値算出部 1602は、 S 1716にて記憶した輝度成分の変換テーブルを補正処理 部 1603に与える。これは、現フレームと前フレームとの相関がないとして、現フレー ムにつ 、ての輝度成分の変換テーブルを補正処理部 1603に与えて 、る。

[0123] 相関係数 Rが第 2の閾値以上であると判断すれば (ステップ S1718にて、 NO)、補 正値算出部 1602は、ステップ S 1716にお 、て構成された現フレームの輝度成分に 対する変換テーブルの補正値を、前フレームの輝度成分に対する変換テーブルに 基づ ヽて補間し、色差成分に対する変換テーブルおよび補間した輝度成分に対す る変換テーブルを補正処理部 1603に与える。これは、現フレームと前フレームとは ある程度の相関があるとして、現フレームについての輝度成分の変換テーブルを補 間したものを補正処理部 1603に与えている。

[0124] 一方、ステップ S1722において、補正値算出部 1602は、前フレームの階調補正に 使用された変換テーブルを補正処理部 1603に与える。これは、現フレームと前フレ ームとの相関があるとして、前フレームについての輝度成分の変換テーブルを現フレ ームの輝度成分の変換テーブルとして補正処理部 1603に与えて ヽる。

[0125] 最後に、ステップ S1724において、補正処理部 1603は、与えられた変換テーブル を使用して現フレームの階調補正処理を実行する。

[0126] 図 18は、補正値算出部 1602の構成例を示すブロック図である。

図 18を参照して、補正値算出部 1602の構成について説明する。

[0127] 輝度成分 (Y)の補正値を算出する輝度補正値算出部 1801と、色差成分 (U, V) の補正値を算出する色差補正値算出部 1802と、相関関数に応じて変換テーブルを 選択するテーブル選択部 1804と、現フレームの変換テーブルを記憶するための変 換テーブル用メモリ 1803と、前フレームの変換テーブルを記憶するための前フレー ムの変換テーブル用メモリ 1805とから構成される。

[0128] なお、本実施の形態では、相関度を示す指標として相関係数を用いているが、相 関度の指標としてヒストグラムデータの差分の絶対値 (たとえば、現フレームのヒストグ ラムにおける階調値ごとの度数 X、前フレームのヒストグラムにおける階調値ごとの度 数 Vとすれば、差分の絶対値は I X— Iとなる）の総和を用いてもよいし、他の指標 であってもよい。

[0129] 以下に、輝度補正値算出部 1801、色差補正値算出部 1802およびテーブル選択 部 1804の動作についてそれぞれ説明する。

[0130] (輝度補正値算出部 1801の動作）

輝度補正値算出部 1801では、画像特徴抽出部 1601から与えられるヒストグラム G

1と、これに対応するパラメータ PR1に基づき、画面の明るさ B1に応じて画素の持つ 明るさの度合い (画素強度)を補正するための輝度変換テーブルを算出する。画素 強度は、 YUVフォーマットの輝度成分 (Y)に相当する。画面の明るさは、上述したよ うに、表示部に表示される画像とは独立に設定されるものである。本実施の形態では

、表示部 30の画面の明るさを制御する表示制御部 50から与えられる。

[0131] ここで、輝度補正値算出部 1801の動作の説明に先立って、まず、パラメータにつ いて説明する。

[0132] 図 19は、パラメータの一例を示す図である。

図 19を参照して、パラメータについて説明する。パラメータは、画像の特徴を示す 値である。本実施の形態では、ノ ラメータとして、ヒストグラムにおける極大点の数 N1 (ただし、 N1は正の整数）、極大点 P (ただし、 l≤i≤Nl)、極小点の数 N2 (ただし、 N2は正の整数）、極小点 Q (ただし、 l≤j≤N2)、階調の最大値 X 、階調の最小値 j H

Xを扱う。なお、ここでは、ヒストグラムの度数が極大となる点の階調値を極大点、極 し

小となる点の階調値を極小点とする。また、ヒストグラムの度数が非ゼロでかつ最も高

Vヽ階調値のことを階調の最大値、ヒストグラムの度数が非ゼロでかつ最も低 、階調値 のことを階調の最小値とする。画像の階調に関するヒストグラムにおいて、上記のよう な値により、ヒストグラムが平坦であるか等の画像の特徴が分かる。

[0133] 図 20は、ヒストグラムの一例を示す図である。

図 20を参照して、パラメータについて具体的に説明する。

[0134] 図 20に示すヒストグラムにおいて、極大点 P , P , P、極小点 Q , Q、階調の最大

1 2 3 1 2

値 X 、階調の最小値 Xを示す。したがって、このヒストグラムに対して、画像特徴抽

H L

出部 1601がパラメータとして輝度補正値算出部 1801に与える値は、極大点数 N1 = 3、極大点 P , P , P、極小点数 N2 = 2、極小点 Q , Q、階調の最大値 X、階調

1 2 3 1 2 H の最小値 Xである。

し

[0135] 上記のようなパラメータを用いて、輝度補正値算出部 1801は輝度成分に対する補 正値を算出する。

[0136] 輝度補正値算出部 1801の動作は、図 7に示したステップ S504〜S508と同じであ る。ここではステップ S508の処理について、図 11で示した処理とは別の処理例につ いて説明する。 [0137] 図 21は、輝度補正値算出部 1801が行なう処理の流れを示すフローチャートである

[0138] 図 22は、輝度補正値算出部 1801の処理例を示す図である。

図 21および 22を参照して、輝度補正値 1801の行なう処理について説明する。な お、図 22において、（A) , (C) , (E) , (G)は変換テーブルに対応する入出力関係を 示すグラフであり、 (B) , (D) , (F) , (H)は変換テーブルにしたがってヒストグラムを 補正したときの様子を示す。また、図 22 (A)は、初期の変換テーブルに対応する入 出力関係を示すグラフであり、図 22 (B)は、図 20に示すヒストグラムを入力としたとき に、図 22 (A)に示す入出力関係にしたがって出力されたヒストグラムである。

[0139] ステップ S2100において、輝度補正値算出部 1801は、画面の明るさ B1の変化の 度合いに応じて、どの程度、画像全体の輝度を高くするかを輝度の目標変化量 Lとし て設定する。輝度補正値算出部 1801は、与えられる画面の明るさ B1を記憶しており 、どの程度画面の明るさが変化したかを判断する。なお、明るさの変化の度合いに対 して、どの程度画像全体の輝度を変化させるかの目標変化量 Lについては、予め輝 度補正値算出部 1801に与えられているものとする。また、ここで、輝度補正値算出 部 1801は、画像全体の階調値の平均値を算出する。

[0140] 続いて、ステップ S2102において、輝度補正値算出部 1801は、画像特徴抽出部 1 601から与えられたパラメータ PR1に基づき、最大値の極大点 Pを選択する。

[0141] たとえば、図 20に示すヒストグラムでは、 Pが選択される。

3

次に、ステップ S2104において、輝度補正値算出部 1801は、ステップ S2102で選 択した極大点よりも階調の高い側の階調の範囲を圧縮するように、その範囲を決定 する。ここで、圧縮する範囲の左端の階調値を X、範囲の右端の階調値を Xとする。

a c なお、 Pく X、 Xく P とする。ただし、 P が存在しない場合には、代わりに X力 i a c i + 1 i+ 1 H 用いられる。または、輝度の取り得る範囲での最大値 Xmaxが用いられる。

[0142] Xは、たとえば X〜X間に極小値 Qが存在するならば、極大点 Pと極小点 Qの中

a a c ]

点（または任意の内分点）としてもよい (X〜X間に極小値が存在しなければ、 X〜

a c a

X

c間の度数が最小となる階調を極小値の代わりに使用する)。あるいは、 X

aの度数 H

(X )が Pの度数 H (P )と Qの度数 H (Q )の中点（または任意の内分点）となるように a Xを決定してもよい。これは Xについても同様である。

a c

[0143] 図 20に示すヒストグラムに対して、図 22 (B)を参照し、 X , Xについて具体的に説 a c

明する。このヒストグラムでは、ステップ S2102において、極大点 Pが選択される。図

3

22 (B)では、 Pの右側に極小点が存在しないために、 X =Xmaxとなる。また、 Xは

3 c a

、度数 H (X )が度数 H (P H (Xmax)の中点となるように決められる。

a 3

[0144] 図 21に戻って、ステップ S2106において、輝度補正値算出部 1801は、ステップ S 904で説明したように、 X〜X間の階調を圧縮して補正値を算出する。ここで、 X〜 a c a

X間の幅 mを圧縮した後の幅 nを決定するに当たり、ステップ S904で説明した方法 に代わって、たとえば次のようにしてもよい。

[0145] 階調の幅 m=X—Xと輝度の目標変化量 Lを比較して、 m< LZ4ならば n=m、 L c a

Z4≤m<LZ2ならば n=m— LZ4、 LZ2≤m<Lならば n=m— LZ2、 L<mな らば n=m—Lとする。

[0146] 図 12に示したように階調圧縮によって階調の幅 X〜Xが X〜Xに圧縮され、（m a c b c

—n)だけ使用されない階調ができる。このようにして階調圧縮したときの入出力関係 は図 22(C)のようになる。ここで、図 22(B)に示すヒストグラムを入力とし、図 22(C) に示す入出力関係にしたがうと、図 22(D)に示すようなヒストグラムが出力される。

[0147] 図 21に戻って、ステップ S2108において、輝度補正値算出部 1801は、ステップ S 906で説明したように、 Xよりも低階調側の階調値に (m

a —n)を加えて補正値を算出 する。

[0148] 輝度補正値算出部 1801は、ここまでの処理における各階調値に対する補正値を 輝度変換テーブルとして出力する。

[0149] たとえば、ここまでの輝度変換テーブルをグラフ化すると図 22 (E)のようになる。な お、 K=m— nである。

[0150] ここで、図 22 (B)に示すヒストグラムを入力とし、図 22 (E)に示す入出力関係にした 力 Sうと、図 22(F)の実線で示すようなヒストグラムが出力される。なお、図 22(F)の破 線で示されるヒストグラムは図 22 (B)のヒストグラムに対応している。

[0151] ステップ S2110において、輝度補正値算出部 1801は輝度変換テーブルを用いて 輝度成分に対する階調補正を行った場合の画像全体における階調値の平均値を算 出する。ここでは、現フレームに対し、上記のようにして算出した輝度変換テーブルを 用いて階調補正した後のヒストグラム力 階調値の平均値を算出する。

[0152] ステップ S2112において、輝度補正値算出部 1801は、ステップ S2100で算出し た、階調補正が行なわれていない画像の階調の平均値と、ステップ S2110で算出し た、階調補正後における画像の階調の平均値との差が、輝度の目標変化量よりも小 さいかどうかを判定する。

[0153] 平均値の差が輝度の目標変化量を超えていると判断すれば (ステップ S2112にて 、 NO)、ステップ S2114の処理に進む。そうでないと判断すれば (ステップ S2112に て、 YES)、ステップ S2102の処理に戻り、ステップ S2102〜S2112力 S繰り返し実行 される。

[0154] 最後に、ステップ S2114において、輝度補正値算出部 1801は、輝度変換テープ ルの階調の低い部分に対して階調の伸張処理を施す。これは、輝度の階調を補正 する場合に階調 (輝度)の低 、部分の値が大きくなるにつれて画像の喑 、部分が浮 V、て見える現象を防ぐために行なう。

[0155] 前述のステップ S2108では、圧縮される階調の左端 Xよりも低い階調に対しては

a

一律に（m—n)が加えられるので、階調補正の入力が 0のときの出力は（m—n)とな る。し力し、最終的にはステップ S2102〜S2112の処理が繰り返されるので、階調補 正の入力が 0のときの出力は K (ただし、 K≥m— n、 Kは正の整数）となる。

[0156] ここで、たとえば 0〜Χの範囲にある階調値 Xが入力されたときを考える。階調値 Xが

d

0のときの出力が 0となるように、次に示す式（2)を用いてもょ 、。

[0157] [数 2]

[0158] 式（2)によって算出される x 'を 0〜Xの範囲にある階調値 Xの補正値とする。

d

なお、 Xは、輝度変換テーブルを用いて階調補正したときのヒストグラムのうち最も d

小さい極小点の値としてもよいし、階調値の平均値としてもよいし、予め設定された値 としてちよい。

[0159] 図 22 (E)で示される入出力関係に対して、ステップ S2114の階調の伸長処理を行 なうと、図 22 (G)のよう〖こなる。

[0160] ここで、図 22 (F)の実線で示すヒストグラムを入力とし、図 22 (G)に示す入出力関 係にしたがうと、図 22 (H)の実線で示すようなヒストグラムが出力される。なお、図 22 ( H)の破線で示されるヒストグラムは図 22 (F)のヒストグラムに対応して!/、る。図 22 (H) より、図 22 (F)のヒストグラムに対して、 X以下の階調が伸張されていることが分かる

d

[0161] なお、上記の説明では、ステップ S2106における階調圧縮では、 1次式を用いた例 について述べているが、階調圧縮は 2次以上の多項式やそれ以外の曲線により変換 してもよい。以下に、階調値 Xを補正値 x，にするための、 2次曲線による変換式である 式 (3)、コサイン関数による変換式である式 (4)を示す。

[0162] [数 3]

[0163] (色差補正値算出部 1802の動作）

色差補正値算出部 1802は、画面の明るさの変化量に応じて色の濃さの度合い (濃 度）が高くなるように色差成分 (U、 V)を補正するための色差変換テーブルを算出す る。

[0164] 図 23は、色差変換テーブルに対応する入出力関係を示す図である。

図 23を参照して、色差変換テーブルに対応する入出力関係について説明する。 L 41は階調補正を行なわないときの入出力関係で、 L42は階調補正を行なうときの入 出力関係である。 L42は、入力が 0から δ— 1の間のときは出力が 0、入力が（256— δ )から 255の間のときは出力が 255となる（256階調の場合)。 [0165] 色差補正値算出部 1802は、画面の明るさ B1の変化量が大きいほど δが大きくな るようにして補正値を決定する。色差補正値算出部 1802は、与えられる画面の明る さ B1を記憶しており、どの程度画面の明るさが変化したかを判断する。なお、明るさ の変化の度合いに対して、どれほど δを大きくするかについては予め設定されている ものとする。または、ステップ S2100にて設定された輝度の目標変化量 Lの値が大き いほど δが大きくなるようしてもよいし、ステップ S2112にて算出された階調補正の前 後における輝度の階調の平均値の差が大きいほど δが大きくなるようにしてもよい。 たとえば、輝度の目標変化量 Lに応じて δを決める場合、 δ =LZ2として δと Lを対 応付けてもよい。

[0166] (テーブル選択部 1804の動作）

テーブル選択部 ₁₈₀4は、階調補正処理で使用する輝度変換テーブルを相関度 に応じて選択する。テーブル選択部 1804には、予め第 1の閾値 TH— CORR1と第 2の閾値 TH— CORR2が設定されて 、る。これらの閾値との関係に応じて輝度変換 テーブルを選択する。なお、本実施の形態では、第 2の閾値は第 1の閾値よりも小さ いとする。

[0167] 以下に示すように、テーブル選択部 1804は、現フレームと前フレームとの相関度が 高ければ、現フレームに対する変換テーブルとして、前フレームに対する変換テープ ルを選択する。相関度が低ければ、現フレームに対する変換テーブルを選択する。 相関度が所定の範囲内 (本実施の形態では、第 1の閾値と第 2の閾値の間)であれ ば、それらの変換テーブルを加重平均したものを変換テーブルとして選択する。

[0168] 図 24は、相関係数と選択される輝度変換テーブルの対応関係について示した図 である。

[0169] 図 24を参照して、相関係数と選択される輝度変換テーブルの対応関係について説 明する。

[0170] テーブル選択部 1804は、相関係数 Rが区間 2400にある（TH— CORRl≤R≤l )と判断すれば、前フレームの輝度変換テーブルを前フレームの変換テーブル用メモ リ 1805から読み込む。

[0171] また、テーブル選択部 1804は、相関係数 Rが区間 2402にある（TH CORR2≤ R<TH— CORR1)と判断すれば、現フレームの輝度変換テーブルを現フレームの 変換テーブル用メモリ 1803から、前フレームの輝度変換テーブルを前フレームの変 換テーブル用メモリ 1805からそれぞれ読み込む。そして、これらの加重平均により新 たな輝度変換テーブルが決定される。

[0172] ここで、現フレームの変換テーブルの補正値を Curr [k]、前フレームの変換テープ ルの補正値を Prev[k]とすると、新たな変換テーブルの補正値 New [k]は、 New[k ] =wl 'Prev[k] +w2'Curr[k]として算出される。ただし、 wl, w2は重み付け係 数（0く wl, w2く 1)、 kは自然数である。たとえば、 wl = 10- (R-TH_CORR2) 、 2= 1— 1として 1, w2を決めることができる。

[0173] また、テーブル選択部 1804は、相関係数 Rが区間 2404にある（一 1≤R<TH— CORR2)と判断すれば、現フレームの輝度変換テーブルを現フレームの変換テー ブル用メモリ 1803から読み込む。

[0174] なお、テーブル選択部 1804によって選択された輝度変換テーブルは、前フレーム の変換テーブル用メモリ 1805に与えられ、保存される。

[0175] 次に、補正処理部 1603の動作について説明する。

図 25は、補正処理部 1603の構成例を示すブロック図である。

[0176] 図 25を参照して、補正処理部 1603の構成について説明する。

補正処理部 1603は、画像の色差成分をアップサンプリングする色差拡大部 2501 と、画像の輝度成分の階調を補正する輝度補正部 2502と、画像の色差成分を補正 する色差補正部 2503と、補正後の輝度および色差の階調値を修正する補正値修 正部 2504とから構成される。なお、入力される画像データは、輝度成分 Y1と色差成 分 U1と VI (以下、「UV1」と呼ぶ）に分けられて、それぞれ輝度補正部 2502、色差 拡大部 2501に入力される。

[0177] 色差拡大部 2501は、必要に応じて色差成分 UV1のアップサンプリングを行なう。

一般的に、色差成分は輝度成分と比較して、人間の視覚特性上感度が低いことから 情報量削減のためにダウンサンプリングされていることがある。たとえば、一般的な符 号化処理では 4 : 2 : 0フォーマットが使用されている。 4 : 2 : 0フォーマットでは、色差 成分は水平方向、垂直方向ともにダウンサンプリングされて輝度成分の 1Z2のサイ ズになっている。色差拡大部 2501は、色差成分をアップサンプリングして輝度成分と 同じサイズにする機能を有する。

[0178] 輝度補正部 2502は、補正値算出部 1602によって算出された輝度変換テーブル T

1を参照して、入力された輝度成分 Y1に対する補正値 Y2を出力する。

[0179] 色差補正部 2503は、補正値算出部 1602によって算出された色差変換テーブル T

2を参照して、入力された色差成分 UV1に対する補正値 UV2を出力する。

[0180] 補正値修正部 2504は、輝度の補正値 Y2を修正する。これは、輝度補正部 2502 によって輝度成分 Y1を補正した後、 YUVフォーマットから RGBフォーマットに変換 したときの R, G, Bの値がオーバーフローしないようにすることを目的とする。

[0181] まず、補正値修正部 2504は、輝度の補正値 Y2、アップサンプリング後に補正され た色差の補正値 UV2から R, G, Βを算出する。 R, G, Βの中で最大となる値が、そ の値として取りうる値の上限を超えていれば、上限を超えた分を Υ2から減算して修正 後の補正値 Υ3とする。

[0182] たとえば、 R>G>Bとすると Rが最大となる。 Rの取りうる値の上限を Rmaxとすると 、 R— Rmax>0の場合にのみ、 Y2から R— Rmaxに相当分を減算する。

[0183] 補正値修正部 2504は、さらに色差成分の補正値 UV2を修正する。これは、画素 の色に着目して、色相 ·彩度 '明度で表現した場合で、補正により輝度の階調を上げ たときの彩度の変化による見た目上の色合いの変化を抑えることを目的とする。

[0184] 補正値修正部 2504は、補正前の輝度成分 Yl、色差成分の補正値 UV2とから、 輝度の補正前の画像の彩度 C1を算出する。次に、輝度の修正後の補正値 Υ3、色 差の補正値 UV2とから、輝度の修正後の彩度 C2を算出する。

[0185] 補正値修正部 2504は、輝度成分の補正後の彩度 C2を、輝度成分を補正前の彩 度 C1に近づくように修正する。このようにして彩度 C3が得られる。たとえば、 C2>C 1ならば C3 = C2— A C、 C2く CIならば C3 = C2+ A Cとする。ここで、 A Cは彩度 の修正量で、 C1および C2の値ならびに表色系に応じて決定される。たとえば、 A C = C2— C1としてもよい。そして、彩度 C3から、輝度の修正値 Y4と色差の修正値 UV 3が算出される。

[0186] 補正値修正部 2504は、上記のような補正処理、修正処理を施した YUVフォーマツ トの画像データを表示部 30に出力する。または、修正された彩度 C3を用いて R, G, Bの値が算出できるので、 RGBフォーマットの画像データを表示部 30に出力してもよ い。

[0187] なお、色相 ·彩度 '明度での表現の仕方は特に限定されない。たとえば RGBと HSI の関係を近似して線形に対応付けた 6角錐モデルや双 6角錐モデルを用いてもょ ヽ し、それ以外に、 L * a * b *表色系や L * C * h表色系、 Yxy表色系などの表色形を 用いてもよい。

[0188] また、上記の説明では色差成分の補正後に、補正後の色差成分について修正を 行なう場合について述べている力 彩度に基づいて色差成分の修正をした後に、色 差成分の補正をしてもよい。この場合には、補正前の輝度成分 Y1と色差成分 UV1と 力も補正前の彩度 C1を、輝度の補正値 Y2と色差成分 UV1とから補正後の彩度 C2 を算出する。次いで、上記と同様にして C3を求める。そして、 C3を用いて輝度の修 正値 Y5と色差の修正値 UV4とを算出してもよ 、。

[0189] 以上のようにして、本実施の形態に係る階調補正装置は、動画像の階調に関する 特性を画像の特徴として抽出し、その特徴に基づいて補正処理に使用する補正値を 算出する。これにより、適応的な階調の補正処理を行なうことができる。さらに画素の 色に基づき補正値を色合いの変化を抑える方向に修正する。したがって、画面の明 るさを暗くした場合でも、不自然な補正をすることなく画面の見易さを改善することが できる。

[0190] [実施の形態 5]

実施の形態 5では、動画像再生装置に組み込んで階調補正を行なう階調補正装 置についての実施の形態 4とは異なる実施例を提示する。以下では、本実施の形態 の階調補正装置は、実施の形態 4の階調補正装置に代わって動画像再生装置に組 み込まれているものとして説明する。

[0191] 図 26は、階調補正装置 2600の構成例を示すブロック図である。

図 26を参照して、階調補正装置 2600の構成について説明する。

[0192] 階調補正装置 2600は、輝度補正値算出部 2601と、色差補正値算出部 2602と、 補正処理部 2603とから構成される。 [0193] 輝度補正値算出部 2601は、入力された画像データ D1の輝度成分について、画 面の明るさ B1の変化に応じて補正値を算出する。ここで、輝度の補正値の算出の仕 方は、前述の実施の形態 4で示したように画像の特徴として抽出した輝度成分の階 調に関する特性に基づいて補正値を算出してもよいし、予め定めた、画面の明るさと 補正値との関係式を用いて算出してもよ!/、し、それ以外であってもよ 、。

[0194] 色差補正値算出部 2602は、画像データの色差成分について、前述の実施の形態 4で示したように、画面の明るさ B1の変化に応じて補正値を算出する。

[0195] 補正処理部 2603は、輝度補正値算出部 2601から入力される輝度の補正値、およ び色差補正値算出部 2602から入力される色差の補正値を用いて画像データ (YU Vフォーマット）の補正を行なう。補正処理部 2603の構成および動作は実施の形態 4 にて説明した補正処理部 1603と同じである。

[0196] 以上のようにして、画面の明るさを暗くしたときに明るさの変化に応じて画像の輝度 成分を補正するとともに、色差成分についても補正を行なうことで、不自然な補正を することなく画面の見易さを改善することができる。

[0197] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと 考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって 示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが 意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 画像を表示するための表示部（30)と、

前記表示部における画面の明るさを制御する表示制御部（50)と、

入力された画像の階調を、前記表示制御部から与えられた前記画面の明るさに対 応するように調整する階調調整部 (40, 70)とを備え、

前記表示制御部は、前記画面の明るさを所定の明るさよりも暗くなる制御をした場 合は、前記階調調整部で調整された画像を前記表示部に表示させるように、前記階 調調整部を制御する、動画像再生装置。

[2] 前記階調調整部は、

前記入力された画像の階調に関する特性を画像の特徴として抽出する画像特徴 抽出部 (41)と、

前記画面の明るさの変化と前記画像の特徴に基づいて画像の階調値に対する補 正値を算出する補正値算出部 (42)と、

前記補正値を用いて前記入力された画像の階調を補正する補正処理部 (43)と を含む、請求の範囲 1記載の動画像再生装置。

[3] 前記補正値算出部は、

前記画像の階調に関する特性において、前記画像の画素強度の度数が所定の 範囲内に分布するならば、前記入力された画像の画素のうち、補正によって階調が 飽和する画素の数が所定の値を超えないような補正値を算出し、

前記画像の階調に関する特性において、前記画像の画素強度の度数が所定の 範囲を超えて分布するならば、所定の条件を満たす範囲の階調を圧縮するような補 正値を算出する、請求の範囲 2記載の動画像再生装置。

[4] 前記階調調整部は、前記補正処理部で補正された画像、または前記入力された画 像のどちらかを選択して前記表示部に与えるスィッチ手段（70)を含み、

前記表示制御部は、前記画面の明るさを所定の明るさよりも暗くなる制御をした場 合は、前記補正処理部で補正された画像を前記表示部に与えるように前記スィッチ 手段を制御する、請求の範囲 3記載の動画像再生装置。

[5] 前記補正値算出部は、入力された動画像の連続する前後のフレーム間での相関 値を算出し、ヒストグラムの相関が高い場合には、前記前のフレームに対する補正値 を出力する手段を含む、請求の範囲 2記載の動画像再生装置。

[6] 前記入力された画像が輝度成分と色差成分からなる画像であり、

前記補正値算出部は、前記色差成分のヒストグラム分布に応じて前記輝度成分に 対する補正値を変化させる手段を含む、請求の範囲 2記載の動画像再生装置。

[7] 前記表示制御部力も与えられた前記画面の明るさが暗いほど、入力された画像の 先鋭感を強調するためのフィルタ処理部（20)をさらに備える、請求の範囲 1記載の 動画像再生装置。

[8] 表示装置に表示する動画像の階調を補正するための階調補正装置であって、 前記動画像の 1フレームである画像の階調に関する特性を前記画像の特徴として 抽出する画像特徴抽出部（1601)と、

時間的に前後するフレームの相関度を算出するフレーム相関演算部（1604)と、 前記フレームの相関度と前記表示装置における画面の明るさの変化と前記画像の 特徴とに基づいて前記画像の階調値に対する補正値を算出する補正値算出部（ 16

02)と、

前記補正値を用いて前記画像の階調を補正する補正処理部（1603)とを備える、 階調補正装置。

[9] 前記画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、

前記補正値算出部は、

前記画像の特徴に基づき補正対象となる第 1のフレームの前記輝度成分に対す る第 1の輝度補正値を、前記画面の明るさの変化に応じて算出する輝度補正値算出 部（1801)と、

前記第 1のフレームの前記色差成分に対する色差補正値を前記画面の明るさの 変化に応じて算出する色差補正値算出部（1802)と、

前記第 1のフレームよりも時間的に前の第 2のフレームの前記輝度成分に対する 第 2の補正値を記憶するためのメモリ部（1805)と、

前記第 1のフレームと前記第 2のフレームの相関度に応じ、前記第 1の輝度補正 値、前記第 2の輝度補正値または前記第 1の輝度補正値と前記第 2の輝度補正値を 加重平均して算出した加重平均補正値のいずれか 1つを選択して前記補正処理部 に与える補正値選択部（1804)とを含む、請求の範囲 8記載の階調補正装置。

[10] 前記補正値選択部は、

前記相関度が所定の範囲にあるとの判断に応じて、前記加重平均補正値を選択 し、

前記相関度が前記所定の範囲よりも大きいとの判断に応じて、前記第 1の補正値 を選択し、

前記相関度が前記所定の範囲よりも小さいとの判断に応じて、前記第 2の補正値 を選択する、請求の範囲 9記載の階調補正装置。

[11] 前記画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、

前記補正処理部は、

前記輝度成分に対する輝度補正値を用いて前記画像の前記輝度成分を補正す る輝度補正部（2502)と、

前記色差成分に対する色差補正値を用いて前記画像の前記色差成分を補正す る色差補正部（2503)と、

前記輝度補正値および前記色差補正値により算出される三原色信号の各値が所 定の値を超えな 、ように前記輝度補正値を修正し、前記画像の彩度に基づ 、て前記 色差補正値を修正する補正値修正部（2504)とを含む、請求の範囲 8記載の階調補 正装置。

[12] 前記画像は、輝度成分と色差成分からなる画像であり、

前記補正処理部は、

前記輝度成分に対する輝度補正値を用いて前記画像の前記輝度成分を補正す る輝度補正部（2502)と、

前記色差成分に対する色差補正値を用いて前記画像の前記色差成分を補正す る色差補正部（2503)と、

前記輝度補正値および前記色差成分により算出される第 1の彩度が、前記輝度成 分および前記色差成分力 算出される第 2の彩度に近づくように前記色差成分を修 正する色差修正部とを含む、請求の範囲 8記載の階調補正装置。