WO2009142299A1

WO2009142299A1 - 信号処理装置及び投写型映像表示装置

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Publication number: WO2009142299A1
Application number: PCT/JP2009/059439
Authority: WO
Inventors: 高明安部; 井上　益孝
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2009-11-26
Also published as: US20110084981A1; JP2009284272A; JP5061027B2

Abstract

　信号処理装置２００は、表示装置の色再現範囲に応じて色座標調整処理を行う色座標調整部２１０と、輝度調整処理を行う輝度調整部２２０と、色座標調整処理によって調整された色座標と輝度調整処理によって調整された輝度成分とによって、映像出力信号を生成する表示素子制御部２４０と、映像入力信号の彩度に応じて、色座標調整処理が映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び輝度調整処理が映像出力信号に与える輝度成分寄与度を制御する比率制御部２３０とを備える。比率制御部２３０は、特定色相において映像入力信号の彩度が高いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。

Description

信号処理装置及び投写型映像表示装置

　本発明は、映像入力信号を映像出力信号に変換する信号処理装置及び投写型映像表示装置に関する。

　従来、カメラなどの撮像装置によって撮像された画像を表示する表示装置が知られている。表示装置に光を照射する光源として、色再現範囲が広い固体光源（例えば、ＬＤ；Ｌａｓｅｒ　ＤｉｏｄｅやＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が開発されている。このような表示装置の色再現範囲が撮像装置の色再現範囲と異なるケースが想定される。

　一方で、入力機器（例えば、撮像装置）の色再現範囲が出力機器（例えば、表示装置）の色再現範囲よりも広い場合に、入力機器の色再現範囲を縮小する技術が提案されている（例えば、特開２０００－３２４３５０号公報）。具体的には、色再現範囲を縮小する方向を色相毎に変更することによって、視覚的に自然に見える画像の出力を図っている。

　ここで、出力機器（例えば、表示装置）の色再現範囲が入力機器（例えば、撮像装置）の色再現範囲よりも広いケースについて考える。このようなケースでは、入力機器から入力される映像入力信号に従って出力機器が画像を表示すると、画像の色座標が実物の色座標よりも広がってしまう。なお、色座標は、彩度及び色相によって規定された座標である。

　一方で、画像の色座標を実物の色座標に近づけるために、上述した技術を応用することも考えられる。しかしながら、出力機器の色再現範囲を単に縮小すると、出力機器（表示装置）の色再現範囲が有効に利用されない。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、前記映像出力信号を表示装置に出力する。信号処理装置は、前記表示装置の色再現範囲に応じて、前記映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う色座標調整部（色座標調整部２１０）と、前記映像入力信号の輝度成分を調整する輝度調整処理を行う輝度調整部（輝度調整部２２０）と、前記色座標調整処理によって調整された色座標と前記輝度調整処理によって調整された輝度成分とによって、前記映像出力信号を生成する出力信号生成部（表示素子制御部２４０）と、前記映像入力信号の彩度に応じて、前記色座標調整処理が前記映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び前記輝度調整処理が前記映像出力信号に与える輝度成分寄与度を制御する制御部（比率制御部２３０）とを備える。前記制御部は、特定の色相において前記映像入力信号の彩度が高いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像の輝度を取得する取得部（取得部２５０）をさらに備える。前記制御部は、前記取得部によって取得された輝度が高いほど、前記輝度調整処理における前記映像入力信号の輝度成分の低下量を増大させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部（取得部２５０）をさらに備える。前記特定の色相は、ターゲット色相を含む所定色相幅を有しており、前記制御部は、前記取得部によって取得された色相が前記ターゲット色相に近いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部（取得部２５０）をさらに備える。前記制御部は、前記特定の色相において前記取得部によって取得された色相が分布する幅である色相分布幅が広いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部（取得部２５０）をさらに備える。前記制御部は、前記取得部によって取得された彩度が高いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部（取得部２５０）をさらに備える。前記制御部は、前記特定の色相において前記取得部によって取得された彩度が分布する幅である彩度分布幅が広いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させる。

　第１の特徴に係る信号処理装置において、前記制御部は、前記輝度成分寄与度及び前記色座標調整寄与度を画素毎に制御する。

　第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、第１の特徴に係る信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された映像出力信号に応じて画像を表示する表示装置と、前記表示装置によって表示された画像を投写する投写手段とを備える。

図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。図２は、色相及び彩度を示す一般的な色再現範囲を示す図である。図３は、第１実施形態に係る液晶パネル３０の色再現範囲を示す図である。図４は、第１実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。図５は、第１実施形態に係るパラメータαを示す図である。図６は、第１実施形態に係る信号処理装置２００の動作を示すフロー図である。図７は、第２実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。図８は、第２実施形態に係るパラメータＬｕｍを示す図である。図９は、第３実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。図１０は、第３実施形態に係る色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）を示す図である。図１１は、第３実施形態に係る彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）を示す図である。図１２は、第３実施形態に係るパラメータβを示す図である。図１３は、第４実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。図１４は、第４実施形態に係る色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈを示す図である。図１５は、第４実施形態に係る彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓを示す図である。図１６は、第４実施形態に係る色相利得ＧＡＩＮ_Ｈを示す図である。図１７は、第４実施形態に係る彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓを示す図である。図１８は、第５実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。図１９は、第５実施形態に係る輝度利得ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ，ｎ）}を示す図である。図２０は、第５実施形態に係る色相利得ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ，ｎ）}を示す図である。図２１は、第５実施形態に係る彩度利得ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ，ｎ）}を示す図である。図２２は、第５実施形態に係る信号処理装置２００の動作を示すフロー図である。

　以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

　ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
　以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。

　図１に示すように、投写型映像表示装置は、複数の光源ユニット１０と、複数のフライアイレンズユニット２０と、複数の液晶パネル３０と、クロスダイクロイックプリズム４０と、投写レンズユニット５０とを有する。

　複数の光源ユニット１０は、光源ユニット１０Ｒ、光源ユニット１０Ｇ及び光源ユニット１０Ｂである。各光源ユニット１０は、複数の固体光源によって構成されたユニットである。固体光源は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）である。なお、光源ユニット１０Ｒは、赤成分光を発する複数の固体光源（１０－１Ｒ～１０－６Ｒ）によって構成される。光源ユニット１０Ｇは、緑成分光を発する複数の固体光源（１０－１Ｇ～１０－６Ｇ）によって構成される。光源ユニット１０Ｂは、青成分光を発する複数の固体光源（１０－１Ｂ～１０－６Ｂ）によって構成される。

　複数のフライアイレンズユニット２０は、フライアイレンズユニット２０Ｒ、フライアイレンズユニット２０Ｇ及びフライアイレンズユニット２０Ｂである。各フライアイレンズユニット２０は、フライアイレンズ２１及びフライアイレンズ２２によって構成される。フライアイレンズ２１及びフライアイレンズ２２は、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、各光源ユニット１０が発する光が各液晶パネル３０の全面に照射されるように、各光源ユニット１０が発する光を集光する。

　複数の液晶パネル３０は、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂである。液晶パネル３０Ｒは、赤成分光の偏向方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル３０Ｒの光入射面側には、一の偏向方向（例えば、Ｐ偏向）を有する光を透過して、他の偏向方向（例えば、Ｓ偏向）を有する光を遮光する入射側偏向板３１Ｒが設けられている。液晶パネル３０Ｒの光出射面側には、一の偏向方向（例えば、Ｐ偏向）を有する光を遮光して、他の偏向方向（例えば、Ｓ偏向）を有する光を透過する出射側偏向板３２Ｒが設けられている。

　同様に、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏向方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル３０Ｇの光入射面側には、入射側偏向板３１Ｇが設けられており、液晶パネル３０Ｇの光出射面側には、出射側偏向板３２Ｇが設けられている。液晶パネル３０Ｂの光入射面側には、入射側偏向板３１Ｂが設けられており、液晶パネル３０Ｂの光出射面側には、出射側偏向板３２Ｂが設けられている。

　クロスダイクロイックプリズム４０は、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム４０は、投写レンズユニット５０側に合成光を出射する。

　投写レンズユニット５０は、クロスダイクロイックプリズム４０から出射された合成光（映像光）をスクリーン上などに投写する。

（色相及び彩度）
　以下において、第１実施形態に係る色相及び彩度について、図面を参照しながら説明する。図２は、色相及び彩度を示す一般的な色再現範囲を示す図である。図２では、ポイントＷは、白を示すポイントである。ポイントＲ、ポイントＧ及びポイントＢは、それぞれ、赤、緑及び青を示すポイントである。

　図２に示すように、色相は、ポイントＷと色再現範囲の外周とによって形成される角度によって表される。彩度は、ポイントＷで最も低い値であり、ポイントＷから離れるに従って高い値となる。

　ところで、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００には、入力機器（例えば、撮像装置など）から映像入力信号が入力される。

　液晶パネル３０の色再現範囲は、各光源ユニット１０から出射される光に依存する。すなわち、各光源ユニット１０から出射される光の色純度が高いほど、液晶パネル３０の色再現範囲が広い。一方で、入力機器の色再現範囲は、入力機器に設けられた撮像素子などの精度に依存する。

　第１実施形態では、図３に示すように、液晶パネル３０の色再現範囲（Ｒ_１、Ｇ_１、Ｂ_１）が入力機器の色再現範囲（Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）よりも広いケースについて考える。

（投写型映像表示装置の機能）
　以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。

　信号処理装置２００は、赤入力信号Ｒ_ｉｎ、緑入力信号Ｇ_ｉｎ及び青入力信号Ｂ_ｉｎを含む映像入力信号を取得する。信号処理装置２００は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを含む映像出力信号を出力する。なお、赤入力信号Ｒ_ｉｎ、緑入力信号Ｇ_ｉｎ及び青入力信号Ｂ_ｉｎは、それぞれ、最低輝度（例えば、“０”）～最高輝度（例えば、“２５５”）の範囲の値である。同様に、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔは、それぞれ、最低輝度（例えば、“０”）～最高輝度（例えば、“２５５”）の範囲の値である。

　図４に示すように、信号処理装置２００は、色座標調整部２１０と、輝度調整部２２０と、比率制御部２３０と、表示素子制御部２４０とを有する。

　色座標調整部２１０は、液晶パネル３０の色再現範囲と入力機器の色再現範囲との差異に応じて、映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う。なお、色座標は、図２に示すような色度図において、単色光軌跡（又は、スペクトル軌跡）と純紫軌跡とによって囲まれた閉曲線内の位置を示し、彩度及び色相によって規定された座標である。ここでは、入力機器の色再現範囲が既知であることを前提とする。従って、色座標調整部２１０は、液晶パネル３０の色再現範囲に応じて色座標調整処理を行う。色座標調整処理は、色再現範囲の差異によって生じる色座標のずれを抑制するために、映像入力信号の色座標を縮小する処理である。具体的には、色座標調整処理は、彩度及び色相を調整することによって、上述した閉曲線内の位置を変更する処理である。

　例えば、色座標調整部２１０は、以下の式（１）に従って色座標調整処理を行う。ここで、Ｒ_Ｓ、Ｇ_Ｓ及びＢ_Ｓは、それぞれ、赤、緑及び青に対応する色座標調整信号である。

　なお、パラメータａ～ｉは、液晶パネル３０の色再現範囲に応じて定められる定数である。

　輝度調整部２２０は、映像入力信号の輝度成分を調整する輝度調整処理を行う。輝度調整処理は、彩度（純度）が高い色のぎらつきを抑制するために、映像入力信号の輝度成分を減少させる処理である。

　例えば、輝度調整部２２０は、以下の式（２）に従って輝度調整処理を行う。ここで、Ｒ_Ｌ、Ｇ_Ｌ及びＢ_Ｌは、それぞれ、赤、緑及び青に対応する輝度調整信号である。

　なお、パラメータＬｕｍは、映像入力信号の輝度成分の低下量を定める定数である。パラメータＬｕｍは、最小値～１の範囲の値である。最小値は、０～１の範囲の値である。パラメータＬｕｍが小さいほど、映像入力信号の輝度成分の低下量は増大する。

　比率制御部２３０は、色座標調整寄与度及び輝度成分寄与度を制御する。色座標調整寄与度は、色座標調整処理（色座標調整信号）が映像出力信号に与える寄与度である。輝度成分寄与度は、輝度調整処理（輝度調整信号）が映像出力信号に与える寄与度である。

　ここで、比率制御部２３０は、映像入力信号の色相及び彩度に応じて、色座標調整寄与度（１－α）及び輝度成分寄与度（α）を制御する。なお、αは、０～１の範囲の値である。

　具体的には、比率制御部２３０は、映像入力信号の色相及び彩度を画素毎に取得する。比率制御部２３０は、特定色相（ここでは、青の色相）において彩度が所定閾値を超える画素数を判定カウンタによってカウントする。

　比率制御部２３０は、図５に示すように、判定カウンタのカウント値が閾値Ｔｈ１となるまで、パラメータαの値を増大させる。一方で、比率制御部２３０は、判定カウンタのカウント値が閾値Ｔｈ１を超えると、パラメータαの値を最大値（＝１）で保つ。

　表示素子制御部２４０は、色座標調整部２１０によって調整された色座標（色座標調整信号）と輝度調整部２２０によって調整された輝度成分（輝度調整信号）とによって、映像出力信号を取得する。表示素子制御部２４０は、比率制御部２３０から取得したパラメータαに応じて、色座標調整信号及び輝度調整信号の比率を制御する。

　例えば、表示素子制御部２４０は、以下の式（３）に従って、映像出力信号を取得する。

（投写型映像表示装置の動作）
　以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すフロー図である。

　図６に示すように、ステップ１０において、信号処理装置２００は、画像（フレーム）を構成する複数の画素のうち、いずれかの画素を制御対象画素としてセットする。

　ステップ１１において、信号処理装置２００は、制御対象画素の映像入力信号に応じて、制御対象画素の色相及び彩度を取得する。

　ステップ１２において、信号処理装置２００は、ステップ１１で取得された色相が特定色相（ここでは、青の色相）であるか否かを判定する。信号処理装置２００は、色相が特定色相である場合には、ステップ１３の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、色相が特定色相でない場合には、ステップ１５の処理に移る。

　ステップ１３において、信号処理装置２００は、ステップ１１で取得された彩度が所定閾値を超えるか否かを判定する。信号処理装置２００は、彩度が所定閾値を超える場合には、ステップ１４の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、彩度が所定閾値を超えない場合には、ステップ１５の処理に移る。

　ステップ１４において、信号処理装置２００は、判定カウンタのカウントアップを行う。具体的には、信号処理装置２００は、判定カウンタのカウント値に“１”を加算する。

　ステップ１５において、信号処理装置２００は、画像（フレーム）を構成する全ての画素についてチェック済みであるか否かを判定する。信号処理装置２００は、全ての画素についてチェック済みである場合には、ステップ１７の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、全ての画素のついてチェック済みでない場合には、ステップ１６の処理に移る。

　ステップ１６において、信号処理装置２００は、制御対象画素を更新する。例えば、信号処理装置２００は、水平方向又は垂直方向に制御対象画素をシフトする。

　ステップ１７において、信号処理装置２００は、色座標調整寄与度及び輝度成分寄与度の制御比率（α）を決定する。具体的には、信号処理装置２００は、図５に示すように、判定カウンタのカウント値に応じて、制御比率（α）を決定する。

（作用及び効果）
　第１実施形態では、比率制御部２３０は、特定色相（例えば、青の色相）において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースにおいて、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。

　従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースでは、特定色相（例えば、青の色相）において、彩度（純度）が高い色のぎらつきを抑制することができる。また、色座標の縮小を抑制することによって、液晶パネル３０の色再現範囲を有効に利用することができる。

　一方で、比率制御部２３０は、特定色相（例えば、青の色相）において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも低いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースにおいて、輝度成分寄与度を低下させる。

　従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースでは、画像の輝度の低下を抑制することができる。

［第２実施形態］
　以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

　具体的には、上述した第１実施形態では、輝度調整処理で用いるパラメータＬｕｍは定数である。これに対して、第２実施形態では、輝度調整処理で用いるパラメータＬｕｍは、画像（フレーム）を構成する複数の画素の平均輝度に応じて定められる。

（投写型映像表示装置の機能）
　以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図７では、図４と同様の構成について同様の符号を付している。

　図７に示すように、信号処理装置２００は、図４に示した構成に加えて、取得部２５０を有する。取得部２５０は、映像入力信号に応じて、画像（フレーム）を構成する複数の画素の平均輝度を取得する。

（パラメータＬｕｍ）
　以下において、第２実施形態に係るパラメータＬｕｍについて、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係るパラメータＬｕｍを示す図である。

　図８に示すように、上述した輝度調整部２２０は、画像（フレーム）を構成する複数の画素の平均輝度に応じて、パラメータＬｕｍを決定する。具体的には、輝度調整部２２０は、平均輝度が高いほど、パラメータＬｕｍを小さな値に決定する。すなわち、輝度調整部２２０は、平均輝度が高いほど、映像入力信号の輝度成分の低下量を増大させる。

　なお、パラメータＬｕｍは、第１実施形態と同様に、最小値～１の範囲の値である。最小値は、０～１の範囲の値である。

（作用及び効果）
　第２実施形態では、輝度調整部２２０は、平均輝度が高いほど、パラメータＬｕｍを小さな値に決定する。すなわち、ぎらつきが生じやすい高輝度画像では、映像入力信号の輝度成分の低下量を大きくする。一方で、ぎらつきが生じにくい低輝度画像では、映像入力信号の輝度成分の低下量を小さくする。従って、輝度の向上を或る程度図りながら、ぎらつきを抑制することができる。

［第３実施形態］
　以下において、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

　具体的には、上述した第１実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（α）は、判定カウンタのカウント値に応じて定められる。これに対して、第３実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（β）は、画素毎に取得される色相利得ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}及び彩度利得ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}に応じて画像毎に定められる。

（投写型映像表示装置の機能）
　以下において、第３実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図９は、第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図９では、図４と同様の構成について同様の符号を付している。

　図９に示すように、信号処理装置２００は、図４に示した構成に加えて、取得部２５０を有する。

　取得部２５０は、映像入力信号に応じて、各種情報を取得する。具体的には、取得部２５０は、（１）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の色相、（２）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の彩度を取得する。

　ここで、上述した比率制御部２３０は、色相及び彩度に応じて、画素（ｍ、ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。

　具体的には、比率制御部２３０は、図１０に示すように、画素（ｍ、ｎ）の色相に応じて、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）を取得する。ここで、特定色相（ここでは、青の色相）は、ターゲット色相ＴＧを含む所定の色相幅ωを有する。色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）は、色相がターゲット色相ＴＧに近いほど高い値となる。なお、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）は、０～１の範囲の値である。

　比率制御部２３０は、図１１に示すように、画素（ｍ、ｎ）の彩度に応じて、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）を取得する。彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、彩度が閾値Ｔｈ２となるまで、彩度が高いほど高い値となる。一方、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、彩度が閾値Ｔｈ２を超えると、最大値（＝１）で保たれる。なお、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、０～１の範囲の値である。

　比率制御部２３０は、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）及び彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）に応じて、画素（ｍ、ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。例えば、比率制御部２３０は、以下の式（４）に従って、画素（ｍ，ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。

　続いて、比率制御部２３０は、画像（フレーム）を構成する全ての画素（ｍ，ｎ）のパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を加算することにより加算値（ＴＯＴＡＬ_α）を取得する。すなわち、比率制御部２３０は、以下の式（５）に従って加算値（ＴＯＴＡＬ_α）を取得する。

　比率制御部２３０は、図１２に示すように、加算値（ＴＯＴＡＬ_α）に応じて、画像（フレーム）毎にパラメータβを取得する。パラメータβは、加算値（ＴＯＴＡＬ_α）が大きいほど高い値となる。一方、パラメータβは、彩度が閾値Ｔｈ３を超えると、最大値（＝１）で保たれる。なお、パラメータβは、０～１の範囲の値である。

　従って、比率制御部２３０は、色相がターゲット色相ＴＧ１に近いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。また、比率制御部２３０は、彩度が高いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。

　表示素子制御部２４０は、比率制御部２３０から取得したパラメータβに応じて、画像について色座標調整信号及び輝度調整信号の比率を制御する。

　例えば、表示素子制御部２４０は、以下の式（６）に従って、映像出力信号を取得する。

（作用及び効果）
　第３実施形態では、比率制御部２３０は、色相がターゲット色相ＴＧに近いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。従って、ターゲット色相ＴＧに近い色相の画素におけるぎらつきを抑制するとともに、彩度の高い画素の色座標が収縮されることによって画像が不自然になることを抑制することができる。

　また、比率制御部２３０は、彩度が高いほど、色座標調整寄与度を上昇させるとともに、輝度成分寄与度を低下させる。従って、彩度（純度）の高い画素におけるぎらつきを抑制するとともに、彩度の高い画素の色座標が収縮されることによって画像が不自然になることを抑制することができる。

［第４実施形態］
　以下において、第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。

　具体的には、上述した第１実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（α）は、判定カウンタのカウント値に応じて定められる。これに対して、第４実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（γ）は、画像毎に取得される色相分布幅ＲＡＮＧＥ_H及び彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓに応じて画像毎に定められる。

（投写型映像表示装置の機能）
　以下において、第４実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図１３では、図４と同様の構成について同様の符号を付している。

　図１３に示すように、信号処理装置２００は、図４に示した構成に加えて、取得部２５０を有する。

　取得部２５０は、映像入力信号に応じて、画素（ｍ、ｎ）毎に各種情報を取得する。具体的には、取得部２５０は、（１）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ，ｎ）の色相、（２）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ，ｎ）の彩度を取得する。

　ここで、上述した比率制御部２３０は、特定色相（ここでは、青の色相）における色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈと彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓとに応じて、画像（フレーム）毎にパラメータγを取得する。なお、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈとは、特定色相において取得部２５０によって取得された色相が分布する幅である。彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓとは、特定色相において取得部２５０によって取得された彩度が分布する幅である。

　比率制御部２３０は、例えば、図１４に示すように、取得部２５０によって取得された色相の頻度をヒストグラム化することによって、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈを取得することができる。

　比率制御部２３０は、例えば、図１５に示すように、取得部２５０によって取得された彩度の頻度をヒストグラム化することによって、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓを取得することができる。

　続いて、比率制御部２３０は、図１６に示すように、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈに応じて、色相利得ＧＡＩＮ_Ｈを取得する。色相利得ＧＡＩＮ_Ｈは、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈが閾値Ｔｈ４となるまで、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈが大きいほど高い値となる。一方で、色相利得ＧＡＩＮ_Ｈは、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈが閾値Ｔｈ４を超えると、最大値（＝１）で保たれる。なお、色相利得ＧＡＩＮ_Ｈは、０～１の範囲の値である。

　比率制御部２３０は、図１７に示すように、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓに応じて、彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓを取得する。彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓは、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓが閾値Ｔｈ５となるまで、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓが大きいほど高い値となる。一方で、彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓは、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓが閾値Ｔｈ５を超えると、最大値（＝１）で保たれる。なお、彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓは、０～１の範囲の値である。

　次に、比率制御部２３０は、色相利得ＧＡＩＮ_Ｈ及び彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓに応じて、画像（フレーム）に対応するパラメータγを取得する。例えば、比率制御部２３０は、以下の式（７）に従って、画像に対応するパラメータγを取得する。

　従って、比率制御部２３０は、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈが広いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。また、比率制御部２３０は、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓが広いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。

　表示素子制御部２４０は、比率制御部２３０から取得したパラメータγに応じて、画像（フレーム）について色座標調整信号及び輝度調整信号の比率を制御する。

　例えば、表示素子制御部２４０は、以下の式（８）に従って、映像出力信号を取得する。

（作用及び効果）
　第４実施形態では、比率制御部２３０は、色相分布幅及び彩度分布幅に応じて、画像（フレーム）に対応するパラメータγを取得する。

　具体的には、比率制御部２３０は、特定色相（ここでは、青の色相）における色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈが広いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。そのため、特定色相において各画素の色相差が縮小されることを抑制することができる。従って、画像（フレーム）における色の階調つぶれの発生を抑制することができる。

　また、比率制御部２３０は、特定色相（ここでは、青の色相）における彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓが広いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。従って、特定色相において各画素の彩度差が縮小されることを抑制することができる。従って、画像における色の階調がつぶれの発生を抑制することができる。

［第５実施形態］
　以下において、第５実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第５実施形態との相違点について主として説明する。

　具体的には、上述した第１実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（α）は、判定カウンタのカウント値に応じて定められる。これに対して、第５実施形態に係る輝度成分寄与度の制御比率（α_{（ｍ、ｎ）}）は、画素毎に取得される輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）及び彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）に応じて画素毎に定められる。

（投写型映像表示装置の機能）
　以下において、第５実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図１８は、第５実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。なお、図１８では、図４と同様の構成について同様の符号を付している。

　図１８に示すように、信号処理装置２００は、図４に示した構成に加えて、取得部２５０を有する。

　取得部２５０は、映像入力信号に応じて、画素（ｍ、ｎ）毎に各種情報を取得する。具体的には、取得部２５０は、（１）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の輝度、（２）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の色相、（３）画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の彩度を取得する。　ここで、上述した比率制御部２３０は、輝度、色相及び彩度に応じて、画素（ｍ、ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。

　具体的には、比率制御部２３０は、図１９に示すように、画素（ｍ、ｎ）の輝度に応じて、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）を取得する。輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）は、輝度が高いほど高い値となる。比率制御部２３０は、輝度が閾値Ｔｈ６を超えると、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）の値を最大値（＝１）で保つ。　比率制御部２３０は、図２０に示すように、画素（ｍ、ｎ）の色相に応じて、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）を取得する。ここで、特定色相（ここでは、青の色相）は、ターゲット色相ＴＧを含む所定の色相幅ωを有する。色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）は、色相がターゲット色相ＴＧに近いほど高い値となる。なお、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）は、０～１の範囲の値である。

　比率制御部２３０は、図２１に示すように、画素（ｍ、ｎ）の彩度に応じて、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）を取得する。彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、彩度が閾値Ｔｈ７となるまで、彩度が高いほど高い値となる。一方で、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、彩度が閾値Ｔｈ７を超えると、最大値（＝１）で保たれる。なお、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）は、０～１の範囲の値である。

　続いて、比率制御部２３０は、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）及び彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）に応じて、画素（ｍ、ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。例えば、比率制御部２３０は、以下の式（９）に従って、画素（ｍ，ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。

　このように、比率制御部２３０は、輝度が高いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。また、比率制御部２３０は、色相がターゲット色相ＴＧに近いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。また、比率制御部２３０は、彩度が高いほど、輝度成分寄与度を上昇させるとともに、色座標調整寄与度を低下させる。

　表示素子制御部２４０は、比率制御部２３０から取得したパラメータα_{（ｍ、ｎ）}に応じて、画素（ｍ，ｎ）毎に色座標調整信号及び輝度調整信号の比率を制御する。

（投写型映像表示装置の動作）
　以下において、第５実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図２２は、第５実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すフロー図である。

　図２２に示すように、ステップ２０において、信号処理装置２００は、映像入力信号に応じて、画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の輝度を取得する。

　ステップ２１において、信号処理装置２００は、ステップ２０で取得された輝度に応じて、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ、ｎ）}）を取得する。

　ステップ２２において、信号処理装置２００は、映像入力信号に応じて、画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の色相を取得する。

　ステップ２３において、信号処理装置２００は、ステップ２２で取得された色相に応じて、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）を取得する。

　ステップ２４において、信号処理装置２００は、映像入力信号に応じて、画像（フレーム）を構成する画素（ｍ、ｎ）の彩度を取得する。

　ステップ２５において、信号処理装置２００は、ステップ２４で取得された彩度に応じて、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）を取得する。

　ステップ２６において、信号処理装置２００は、色座標調整寄与度及び輝度成分寄与度の制御比率（α_{（ｍ、ｎ）}）を決定する。具体的には、信号処理装置２００は、ステップ２１、ステップ２３及びステップ２５で取得された各利得に応じて、画素（ｍ，ｎ）に対応するパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を決定する。なお、信号処理装置２００は、画像（フレーム）を構成する全ての画素のついて、ステップ２０～ステップ２６の処理を行うことに留意すべきである。

（作用及び効果）
　第５実施形態では、比率制御部２３０は、輝度、色相及び彩度に応じて、画像（フレーム）を構成する画素毎にパラメータα_{（ｍ、ｎ）}を取得する。表示素子制御部２４０は、色座標調整信号及び輝度調整信号の比率を画素毎に制御する。

　従って、特定色相（例えば、青の色相）において、ぎらつきが生じる画素のみについて輝度を低下させるとともに、色座標の縮小を抑制することができる。その結果、ぎらつきの抑制と液晶パネル３０の色再現範囲の有効利用とを、画像全体として両立させることができる。

［その他の実施形態］
　本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　上述した実施形態では特に触れていないが、輝度成分寄与度の制御比率を、第３実施形態に係るパラメータβと、第５実施形態に係るパラメータα_{（ｍ、ｎ）}とに基づいて定めてもよい。具体的には、両者を乗算させた乗算値を輝度成分寄与度の制御比率として用いる。これによって、特定色相（ここでは、青の色相）が画像（フレーム）のごく一部のみに存在する場合においても、特定色相の画素におけるぎらつきの抑制と液晶パネル３０の色再現範囲の有効利用とを図ることができる。

　上述した第２実施形態では、パラメータＬｕｍの取得において、輝度平均値が用いられるが、これに限定されるものではない。パラメータＬｕｍの取得において、画像（フレーム）を構成する各画素の輝度の合計値が用いられてもよい。

　上述した第３実施形態では、パラメータβは、色相利得ＧＡＩＮ_Ｈ及び彩度利得ＧＡＩＮ_Ｓによって定められるが、これに限定されるものではない。パラメータβは、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）、または、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）のいずれかによって定められればよい。

　上述した第４実施形態では、パラメータγは、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈ及び彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓによって定められるが、これに限定されるものではない。パラメータγは、色相分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｈ、または、彩度分布幅ＲＡＮＧＥ_Ｓのいずれかによって定められればよい。

　上述した第５実施形態では、パラメータα_{（ｍ，ｎ）}の取得において、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ，ｎ）}）が用いられるが、これに限定されるものではない。パラメータα_{（ｍ，ｎ）}の取得において、画像（フレーム）を構成する各画素の輝度の合計値や平均値が用いられてもよい。

　上述した第５実施形態では、パラメータα_{（ｍ，ｎ）}は、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ，ｎ）}）、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）及び彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）によって定められるが、これに限定されるものではない。パラメータα_{（ｍ，ｎ）}は、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ，ｎ）}）、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）及び彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）のいずれかによって定められればよい。例えば、パラメータα_{（ｍ，ｎ）}は、輝度利得（ＧＡＩＮ_{Ｌ（ｍ，ｎ）}）のみによって定められてもよい。パラメータα_{（ｍ，ｎ）}は、色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）のみによって定められてもよい。パラメータα_{（ｍ，ｎ）}は、彩度利得（ＧＡＩＮ_{Ｓ（ｍ、ｎ）}）のみによって定められてもよい。

　上述した第３及び第５実施形態では、色相と色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）との相関関係について図１０及び図２０を用いて説明したが、図１０及び図２０に示すグラフ形状に限定されるものではない。色相と色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）とは、色相がターゲット色相ＴＧに近いほど色相利得（ＧＡＩＮ_{Ｈ（ｍ、ｎ）}）が高い値となる関係にあればよい。

　上述した実施形態では、表示装置として液晶パネル３０が用いられるが、これに限定されるものではない。表示装置としては、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｅｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）などが用いられてもよい。

　上述した実施形態では、光源として固体光源を用いるが、これに限定されるものではない。光源としては、白色光を発するＵＨＰランプが用いられてもよい。

　本発明によれば、画像の色座標と実物の色座標との違いを或る程度抑制しながら、表示装置の色再現範囲を有効に利用することを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。

Claims

　映像入力信号を映像出力信号に変換して、前記映像出力信号を表示装置に出力する信号処理装置であって、
　前記表示装置の色再現範囲に応じて、前記映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う色座標調整部と、
　前記映像入力信号の輝度成分を調整する輝度調整処理を行う輝度調整部と、
　前記色座標調整処理によって調整された色座標と前記輝度調整処理によって調整された輝度成分とによって、前記映像出力信号を生成する出力信号生成部と、
　前記映像入力信号の彩度に応じて、前記色座標調整処理が前記映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び前記輝度調整処理が前記映像出力信号に与える輝度成分寄与度を制御する制御部とを備え、
　前記制御部は、特定の色相において前記映像入力信号の彩度が高いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させることを特徴とする信号処理装置。
　前記映像入力信号に応じて、画像の輝度を取得する取得部をさらに備え、
　前記制御部は、前記取得部によって取得された輝度が高いほど、前記輝度調整処理における前記映像入力信号の輝度成分の低下量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部をさらに備え、
　前記特定の色相は、ターゲット色相を含む所定色相幅を有しており、
　前記制御部は、前記取得部によって取得された色相が前記ターゲット色相に近いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部をさらに備え、
　前記制御部は、前記特定の色相において前記取得部によって取得された色相が分布する幅である色相分布幅が広いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部をさらに備え、
　前記制御部は、前記取得部によって取得された彩度が高いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部をさらに備え、
　前記制御部は、前記特定の色相において前記取得部によって取得された彩度が分布する幅である彩度分布幅が広いほど、前記輝度成分寄与度を上昇させるとともに、前記色座標調整寄与度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　前記制御部は、前記輝度成分寄与度及び前記色座標調整寄与度を画素毎に制御することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
　請求項１に記載された信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された映像出力信号に応じて画像を表示する表示装置と、前記表示装置によって表示された画像を投写する投写手段とを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。