(57)【要約】【課題】第２画像データの画質の低下を抑制する。【解決手段】画像処理装置は、第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する第１伸張率算出部と、第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する第２伸張率算出部と、第１伸張率に基づいて、第１画像データに含まれる階調値を補正し、第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第１伸張部と、第１伸張率および第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、第２画像データに含まれる階調値を補正し、第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第２伸張部と、第１伸張部により階調値が補正された第１画像データと、第２伸張部により階調値が補正された第２画像データとを合成した合成画像データを生成する合成部とを有する。【選択図】図３
2014174191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する第１伸張率算出部と、
第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する第２伸張率算出部と、
前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第１伸張部と、
前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第２伸張部と、
前記第１伸張部により階調値が補正された第１画像データと、前記第２伸張部により階調値が補正された第２画像データとを合成した合成画像データを生成する合成部と
を有する画像処理装置。
【請求項２】
前記第２伸張部は、前記第１伸張率が前記第２伸張率よりも大きい場合、前記第２伸張率に基づいて前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２伸張部は、前記第１伸張率が前記第２伸張率以下である場合、前記第１伸張率に基づいて前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
光源を調光する調光部と、
前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて調光率を算出する調光率算出部と、
前記調光率に基づいて前記調光部を駆動する駆動部と
を有する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記調光率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値が閾値以下である場合、前記第２伸張率に基づいて前記調光率を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記調光率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値が閾値よりも大きい場合、前記第１伸張率に基づいて前記調光率を算出する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
光源を調光する調光部と、
前記第１伸張率に基づいて調光率を算出する調光率算出部と、
前記調光率に基づいて前記調光部を駆動する駆動部と
を有する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１伸張率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値および平均値に基づいて前記第１伸張率を算出し、
前記第２伸張率算出部は、前記第２画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値および平均値に基づいて前記第２伸張率を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する第１伸張率算出部と、
第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する第２伸張率算出部と、
前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第１伸張部と、
前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第２伸張部と、
前記第１伸張部により階調値が補正された第１画像データと、前記第２伸張部により階調値が補正された第２画像データとを合成した合成画像データを生成する合成部と、
入射した光を前記合成画像データに基づいて変調する光変調部と
を有するプロジェクター。
【請求項１０】
第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する工程と、
第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する工程と、
前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する工程と、
前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する工程と、
前記階調値が補正された前記第１画像データと、前記階調値が補正された前記第２画像データとを合成した合成画像データを生成する工程と
を有する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、プロジェクター及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理装置において、画像データの輝度の分布の範囲を伸張することにより画像のコントラストを高める技術が知られている。特許文献１には、輝度の分布の範囲を伸張するための伸張係数を算出するにあたり、字幕またはアスペクト比に応じた黒帯等の影響を低減するために、画像の中央の小領域に含まれる画素の輝度の最大値と平均値とを用いて伸張係数を算出することが記載されている。特許文献２には、ＯＳＤ（On Screen Display）信号を重畳した映像信号を伸張する場合に、ＯＳＤ信号の輝度を映像信号の輝度の最大値より小さな値に予め設定し、ＯＳＤの画質の低下を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４１５３５号公報
【特許文献２】特開２００８−２２５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
映像信号に応じた画像（以下、「主画像」という）の上にＯＳＤが重ねて表示される場合、ＯＳＤは、必ずしも主画像の中央に表示されることが望ましいとは限らない。例えば、主画像が表示する重要な情報が主画像の中央にある場合に、ＯＳＤを主画像の中央以外の領域に表示させる場合がある。この場合、特許文献１に記載された技術においては、伸張係数を算出するときにＯＳＤ信号の輝度が考慮されないため、ＯＳＤに含まれる画素の大部分が白くなる白飛びが生じる可能性がある。また、特許文献２に記載された技術においては、ＯＳＤのデザインに制約が生じるという問題がある。
本発明は、第２画像データに適した伸張率で、第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張し、第２画像データの画質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する第１伸張率算出部と、第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する第２伸張率算出部と、前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第１伸張部と、前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第２伸張部と、前記第１伸張部により階調値が補正された第１画像データと、前記第２伸張部により階調値が補正された第２画像データとを合成した合成画像データを生成する合成部とを有する画像処理装置を提供する。この画像処理装置によれば、第１画像データの輝度の分布の範囲の伸張と第２画像データの輝度の分布の範囲の伸張とが個別に行われない場合に比べて、第２画像データに適した伸張率で、第２画像データの輝度の分布の範囲が伸張される。
【０００６】
別の好ましい態様において、前記第２伸張部は、前記第１伸張率が前記第２伸張率よりも大きい場合、前記第２伸張率に基づいて前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張することを特徴とする。この画像処理装置によれば、第２画像データの輝度の分布の範囲が第１伸張率に基づいて伸張される場合に比べて、第２画像データの輝度の分布の範囲が過度に伸張されることが防止される。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記第２伸張部は、前記第１伸張率が前記第２伸張率以下である場合、前記第１伸張率に基づいて前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張することを特徴とする。この画像処理装置によれば、第１伸張率が第２伸張率以下である場合に、第１画像データの輝度の分布の範囲が伸張される伸張率で、第２画像データの輝度の分布の範囲が伸張される。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、画像処理装置は、光源を調光する調光部と、前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて調光率を算出する調光率算出部と、前記調光率に基づいて前記調光部を駆動する駆動部とを有する。この画像処理装置によれば、階調値を直接用いることなく調光率が算出される。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記調光率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値が閾値以下である場合、前記第２伸張率に基づいて前記調光率を算出することを特徴とする。この画像処理装置によれば、輝度の最大値が閾値以下である場合に、第１伸張率に基づいて調光率が算出されるのに比べて、第２画像データにより示される画像が暗くなることが防止される。
【００１０】
また、別の好ましい態様において、前記調光率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値が閾値よりも大きい場合、前記第１伸張率に基づいて前記調光率を算出することを特徴とする。この画像処理装置によれば、輝度の最大値が閾値よりも大きい場合に、第１画像データに含まれる階調値に応じて光源が調光される。
【００１１】
また、別の好ましい態様において、画像形成装置は、光源を調光する調光部と、前記第１伸張率に基づいて調光率を算出する調光率算出部と、前記調光率に基づいて前記調光部を駆動する駆動部とを有する。この画像処理装置によれば、第２伸張率に基づいて調光率が算出されるのに比べて、第１画像データの階調値に適した調光率で光源が調光される。
【００１２】
また、別の好ましい態様において、前記第１伸張率算出部は、前記第１画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値および平均値に基づいて前記第１伸張率を算出し、前記第２伸張率算出部は、前記第２画像データに含まれる階調値から算出された輝度の最大値および平均値に基づいて前記第２伸張率を算出することを特徴とする。この画像処理装置によれば、輝度の最大値および平均値に応じて、第１画像データおよび第２画像データの輝度の分布の範囲が伸張される。
【００１３】
また、本発明は、第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する第１伸張率算出部と、第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する第２伸張率算出部と、前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第１伸張部と、前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する第２伸張部と、前記第１伸張部により階調値が補正された第１画像データと、前記第２伸張部により階調値が補正された第２画像データとを合成した合成画像データを生成する合成部と、入射した光を前記合成画像データに基づいて変調する光変調部とを有するプロジェクターを提供する。このプロジェクターによれば、第１画像データの輝度の分布の範囲の伸張と第２画像データの輝度の分布の範囲の伸張とが個別に行われない場合に比べて、第２画像データに適した伸張率で、第２画像データの輝度の分布の範囲が伸張される。
【００１４】
また、本発明は、第１画像データに含まれる階調値に基づいて第１伸張率を算出する工程と、第２画像データに含まれる階調値に基づいて第２伸張率を算出する工程と、前記第１伸張率に基づいて、前記第１画像データに含まれる階調値を補正し、前記第１画像データの輝度の分布の範囲を伸張する工程と、前記第１伸張率および前記第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、前記第２画像データに含まれる階調値を補正し、前記第２画像データの輝度の分布の範囲を伸張する工程と、前記階調値が補正された前記第１画像データと、前記階調値が補正された前記第２画像データとを合成した合成画像データを生成する工程とを有する画像処理方法を提供する。この画像処理方法によれば、第１画像データの輝度の分布の範囲の伸張と第２画像データの輝度の分布の範囲の伸張とが個別に行われない場合に比べて、第２画像データに適した伸張率で、第２画像データの輝度の分布の範囲が伸張される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プロジェクターの内部構成を示すブロック図。
【図２】調光部の構成を主として示す図。
【図３】ＣＰＵ１０により実現される機能の一部を主として示すブロック図。
【図４】輝度伸張処理を示すフローチャート。
【図５】主画像データに関する輝度のヒストグラム。
【図６】ルックアップテーブルのモデルを示す図。
【図７】ＯＳＤデータに関する輝度のヒストグラム。
【図８】ある主画像データの輝度伸張処理前後の輝度のヒストグラム。
【図９】あるＯＳＤデータの輝度伸張処理前後の輝度のヒストグラム。
【図１０】調光処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクター１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクター１は、主画像をスクリーンＳＣに投射する装置である。プロジェクター１は、また、主画像の上にＯＳＤ（On Screen Display）を重ねて投射する。プロジェクター１は、スクリーンＳＣに投射される画像の明るさ、位置、ズーム、及び歪み補正などに関する各種パラメーターを調整する機能を有している。ＯＳＤは、これらのパラメーターの調整に用いられるユーザーインターフェースとして機能する。コントローラーＲＣは、赤外線通信等の無線でプロジェクター１を制御するための装置、いわゆるリモートコントローラーである。ユーザーは、スクリーンＳＣに投射されたＯＳＤを見ながらコントローラーＲＣを操作して、各種パラメーターを調整する。スクリーンＳＣは、プロジェクター１から投射される画像を映し出す平面である。
【００１７】
プロジェクター１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０、ＩＦ（インターフェース）部４０、画像処理回路５０、投射ユニット６０、受光部７０、操作パネル８０、および入力処理部９０を有する。ＣＰＵ１０は、制御プログラム２０Ａを実行することによりプロジェクター１の各部を制御する制御装置である。ＲＯＭ２０は、各種プログラムおよびデータを記憶した不揮発性の記憶装置である。ＲＯＭ２０は、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラム２０Ａ、およびＯＳＤを示す画像データ（以下、「ＯＳＤデータ」という）を記憶する。ＲＡＭ３０は、データを記憶する揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ３０は、フレームメモリー３０ａ、３０ｂ、および３０ｃを有する。フレームメモリー３０ａは、映像信号により示される映像のうち、１フレーム分の画像を記憶する領域である。フレームメモリー３０ｂは、表示されるＯＳＤデータを記憶する領域である。フレームメモリー３０ｃは、主画像にＯＳＤを重ねた合成画像データを記憶する領域である。ＩＦ部４０は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤー又はパーソナルコンピューターなどの外部装置から映像信号を取得する。
【００１８】
ＩＦ部４０は、外部装置と接続するための各種端子（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子、ＬＡＮ（Local Area Network）端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、Ｄ−sub（D-subminiature）端子、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）端子など）を備える。ＩＦ部４０は、また、取得した映像信号から、垂直・水平の同期信号を抽出する。画像処理回路５０は、映像信号により示される画像に画像処理を施す。画像処理回路５０は、画像処理後の画像を示す画像データを１フレームごとの主画像データとしてフレームメモリー３０ａに書き込む。
【００１９】
投射ユニット６０は、光源６０１と、調光部６０２と、液晶パネル６０３と、光学系６０４と、光源駆動回路６０５と、調光部駆動回路６０６と、パネル駆動回路６０７と、光学系駆動回路６０８とを有する。光源６０１は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、若しくはメタルハライドランプなどのランプ、又はその他の発光体を有し、液晶パネル６０３に光を照射する。
【００２０】
図２は、調光部６０２の構成を主として示す図である。調光部６０２は、光源６０１を調光する。調光部６０２は、一対のフライアイレンズ６０２１と、遮光板６０２２と、ステッピングモーター６０２３とを有する。フライアイレンズ６０２１は、光源６０１により照射された光を均一にするレンズである。遮光板６０２２は、光源６０１から照射された光を遮光する。図２において、遮光板６０２２は、例えば、一対のフライアイレンズ６０２１の間に配置されている。遮光板６０２２は、回転軸６０２２ａを有する。ステッピングモーター６０２３は、遮光板６０２２を回転させ、その回転角度に応じて光量を調節する。ステッピングモーター６０２３は、回転軸６０２２ａを中心に遮光板６０２２を回転させる。
【００２１】
再び図１を参照する。液晶パネル６０３は、調光部６０２により調光された光を画像データに応じて変調する光変調装置である。この例で液晶パネル６０３は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。液晶パネル６０３は、例えば、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）の解像度を有し、１０２４×７６８個の画素により構成される表示領域を有する。この例で、液晶パネル６０３は透過型の液晶パネルであり、各画素の透過率が画像データに応じて制御される。プロジェクター１は、ＲＧＢの三原色に対応した３枚の液晶パネル６０３を有する。光源６０１からの光はＲＧＢの３色の色光に分離され、各色光は対応する液晶パネル６０３に入射する。各液晶パネル６０３を通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等によって合成され、光学系６０４に射出される。光学系６０４は、液晶パネル６０３により画像光へと変調された光を拡大してスクリーンＳＣに投射するレンズ、投射する画像の拡大・縮小及び焦点の調整を行うズームレンズ、ズームの度合いを調整するズーム調整用のモーター、フォーカスの調整を行うフォーカス調整用のモーター等を有する。光源駆動回路６０５は、ＣＰＵ１０の制御に従って光源６０１を駆動する。調光部駆動回路６０６（駆動部の一例）は、ＣＰＵ１０の制御に従って調光部６０２のステッピングモーター６０２３を駆動する。パネル駆動回路６０７は、ＣＰＵ１０から出力された画像データに応じて液晶パネル６０３を駆動する。光学系駆動回路６０８は、ＣＰＵ１０の制御に従って光学系６０４が有する各モーターを駆動する。
【００２２】
受光部７０は、コントローラーＲＣから送信される赤外線信号を受光し、受光した赤外線信号をデコードして入力処理部９０に出力する。操作パネル８０は、プロジェクター１の電源のオン／オフまたは各種操作を行うためのボタンおよびスイッチを有する。入力処理部９０は、コントローラーＲＣまたは操作パネル８０による操作内容を示す情報を生成し、ＣＰＵ１０に出力する。
【００２３】
図３は、ＣＰＵ１０により実現される機能の一部を主として示すブロック図である。ＣＰＵ１０は、機能要素として、特徴量算出部１０１と、特徴量算出部１０２と、伸張率算出部１０３と、伸張率算出部１０４と、伸張処理部１０５と、伸張処理部１０６と、画像合成部１０７と、調光率算出部１０８とを有する。特徴量算出部１０１は、主画像データの輝度に基づいて特徴量を算出する。特徴量とは、画像データの輝度の分布の特徴を示す値である。この例で、特徴量は、画像データに含まれる輝度の平均値（以下、「ＡＰＬ（Average Picture Level）値」という）、および、画像データに含まれる輝度の最大値（以下、「ＷＰ（White Peak）値」という）である。画像データは、複数の色成分（例えば、ＲＧＢの三原色）の各々の階調値を含んでおり、輝度は、当該階調値から算出される。特徴量算出部１０２は、ＯＳＤデータの輝度に基づいて特徴量を算出する。伸張率算出部１０３（第１伸張率算出部の一例）は、特徴量算出部１０１により算出された特徴量に基づいて、第１伸張率を算出する。伸張率算出部１０４（第２伸張率算出部の一例）は、特徴量算出部１０２により算出された特徴量に基づいて、第２伸張率を算出する。伸張処理部１０５（第１伸張部の一例）は、伸張率算出部１０３により算出された第１伸張率に基づいて、主画像データに含まれる階調値を補正し、主画像データの輝度の分布の範囲（以下、「輝度範囲」という）を伸張する。伸張処理部１０６（第２伸張部の一例）は、第１伸張率および伸張率算出部１０４により算出された第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて、ＯＳＤデータに含まれる階調値を補正し、ＯＳＤデータの輝度範囲を伸張する。画像合成部１０７（合成部の一例）は、伸張処理部１０５により階調値が補正された主画像データと、伸張処理部１０６により階調値が補正されたＯＳＤデータとを合成した合成画像データを生成する。調光率算出部１０８は、第１伸張率および第２伸張率の中から選択された一の伸張率に基づいて調光率を算出する。
【００２４】
図４は、プロジェクター１が輝度範囲を伸張する処理（以下、「輝度伸張処理」という）を示すフローチャートである。以下の処理は、例えば、ユーザーがコントローラーＲＣを操作して、スクリーンＳＣにＯＳＤを投射させるための指示を入力したことを契機として開始される。ＯＳＤを投射させるための指示が入力されると、ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ２０から制御プログラム２０Ａを読み出して以下の処理を実行する。図４において、輝度伸張処理は、主画像およびＯＳＤの１フレームごとに行われる。
【００２５】
ステップＳＡ１において、ＣＰＵ１０は、主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ａから主画像データを読み出して、以下の処理によりＡＰＬ値およびＷＰ値を算出する。まず、ＣＰＵ１０は、主画像データに含まれる階調値に基づいて各画素の輝度Ｙ１を算出する。輝度Ｙ１は、例えば、以下の式（１）により算出される。
【数１】
2014174191.tif 000003
（Ｙ１：ある画素の輝度、Ｒ，Ｇ，Ｂ：その画素のＲＧＢ各成分の階調値）
次に、ＣＰＵ１０は、主画像を所定の数（例えば４８×６４個）の小領域Ｄｉに分割する。この例で、小領域Ｄｉには、２５６（１６×１６）個の画素が含まれている。ＣＰＵ１０は、各小領域Ｄｉについて、２５６個の画素の輝度Ｙ１の平均値（以下、「平均輝度Ｙ２ｉ」という）をそれぞれ算出する。次に、ＣＰＵ１０は、複数の平均輝度Ｙ２ｉの平均値を、ＡＰＬ値として算出する。ＣＰＵ１０は、また、複数の平均輝度Ｙ２ｉの最大値を、ＷＰ値として算出する。ＣＰＵ１０は、算出されたＡＰＬ値およびＷＰ値をＲＡＭ３０に記憶する。
【００２６】
図５は、主画像データに関する輝度のヒストグラムを例示する図である。図５は、平均輝度Ｙ２ｉのヒストグラムを示している。図５において、横軸は、平均輝度Ｙ２ｉを表す。この例で、平均輝度Ｙ２ｉは、１０ビットで表現されている。縦軸は、小領域Ｄｉの度数を表す。図５に示す例では、ＡＰＬ値がＹ２１であり、ＷＰ値がＹ２２である。また、小領域Ｄｉの度数の最大値は、Ｎ１である。定義から明らかなように、ＡＰＬ値は、ＷＰ値以下の値となる。
【００２７】
再び図４を参照する。ステップＳＡ２において、ＣＰＵ１０は、主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて第１伸張率を算出する。第１伸張率は、主画像データの輝度範囲を伸張するための倍率を示す値である。ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から読み出した主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて、第１伸張率を算出する。第１伸張率の算出は、伸張率ルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」という）を参照することにより行われる。ＬＵＴは、ＲＯＭ２０に記憶されている。ＣＰＵ１０は、算出された第１伸張率をＲＡＭ３０に記憶する。
【００２８】
図６は、ＬＵＴのモデルを示す図である。図６に示すモデルにおいて、ＬＵＴは、格子状に示されており、横軸はＡＰＬ値を、縦軸はＷＰ値をそれぞれ表す。なお、図６に示すＡＰＬ値およびＷＰ値は、あくまで一例であり、図６とは異なる任意の値がＬＵＴに記録されていてもよい。各格子が交わる箇所（以下、格子点という）には、第１伸張率ｋｇ１（≧１）が記憶されている。第１伸張率ｋｇ１は、ＡＰＬ値とＷＰ値との組み合わせに基づいて算出される。例えば、ＡＰＬ値が６４９、ＷＰ値が８９４である場合における第１伸張率ｋｇ１はｋｇ１１であり、ＡＰＬ値が５５１、ＷＰ値が６４９である場合における第１伸張率ｋｇ１はｋｇ１２である。ＡＰＬ値とＷＰ値との組み合わせが、格子点上にない場合には、補間法により第１伸張率ｋｇ１が算出される。具体的には、ＡＰＬ値とＷＰ値との組み合わせが示す位置の周囲にある複数の格子点が示す第１伸張率ｋｇ１に基づいて、当該組み合わせにおける第１伸張率ｋｇ１が補間される。なお、上述の通り、ＡＰＬ値はＷＰ値以下であるため、ＬＵＴの右下半分については、第１伸張率ｋｇ１は記録されていない。ＣＰＵ１０は、算出された第１伸張率ｋｇ１をＲＡＭ３０に記憶する。
【００２９】
再び図４を参照する。ステップＳＡ３において、ＣＰＵ１０は、ＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ｂからＯＳＤデータを読み出して、ステップＳＡ１と同様の処理によりＡＰＬ値およびＷＰ値を算出する。なお、小領域Ｄｉの数、または小領域Ｄｉに含まれる画素の数は、ステップＳＡ１と同じである場合に限らない。ＣＰＵ１０は、算出されたＡＰＬ値およびＷＰ値をＲＡＭ３０に記憶する。
【００３０】
図７は、ＯＳＤデータに関する輝度のヒストグラムを例示する図である。この例で、ＯＳＤデータのＡＰＬ値はＹ２３（＞Ｙ２１）であり、ＷＰ値はＹ２４（＞Ｙ２２）である。また、小領域Ｄｉの度数の最大値は、Ｎ２である。図７のＯＳＤデータが示すＯＳＤは、図５の主画像データが示す主画像に比べて明るい画像である。このような場合にＯＳＤデータの輝度範囲が第１伸張率ｋｇ１を用いて伸張されると、輝度範囲が過度に伸張されることになり、ＯＳＤに白飛び（輝度が異なる複数の画素について、当該輝度の差がユーザーに知覚されないほど輝度が飽和する状態）が発生しやすくなる。プロジェクター１は、輝度伸張処理によるＯＳＤの白飛びを防止する。
【００３１】
再び図４を参照する。ステップＳＡ４において、ＣＰＵ１０は、ＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて第２伸張率を算出する。第２伸張率は、ＯＳＤデータの輝度範囲を伸張するための倍率の上限を示す値である。ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から読み出したＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて、ステップＳＡ２と同様の処理により、第２伸張率ｋｇ２（≧１）を算出する。この例で、第２伸張率ｋｇ２は、第１伸張率ｋｇ１を算出するために参照されたＬＵＴを用いて算出される。ＣＰＵ１０は、算出された第２伸張率ｋｇ２をＲＡＭ３０に記憶する。ステップＳＡ４において、第２伸張率ｋｇ２が算出されると、光源６０１から照射される光を調整する処理（以下、「調光処理」という）が開始される。調光処理は、図４に示す輝度伸張処理と並行して行われる。調光処理の詳細については、後述する。
【００３２】
ステップＳＡ５において、ＣＰＵ１０は、第１伸張率ｋｇ１を用いて主画像データの輝度範囲を伸張する。ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ａから主画像データを、ＲＡＭ３０から第１伸張率ｋｇ１をそれぞれ読み出して、以下の式（２）により輝度範囲を伸張する。
【数２】
2014174191.tif 000004
（Ｒnew1，Ｇnew1，Ｂnew1：主画像データのある画素の輝度伸張処理後のＲＧＢ各成分の階調値、Ｒold1，Ｇold1，Ｂold1：その画素の輝度伸張処理前のＲＧＢ各成分の階調値）
ＣＰＵ１０は、輝度範囲が伸張された主画像データをフレームメモリー３０ａに書き込む。輝度範囲が伸張されると、画像のコントラストは向上する。
【００３３】
図８は、ある主画像データについて、輝度伸張処理前後の輝度のヒストグラムの変化を例示する図である。図８は、図５と同様に、平均輝度Ｙ２ｉのヒストグラムを示している。図８において、実線は輝度伸張処理後の主画像データのヒストグラムを表しており、破線は輝度伸張処理前の主画像データのヒストグラムを表している。図８において、輝度伸張処理後の主画像データのＡＰＬ値はＹ２５（＞Ｙ２１）であり、ＷＰ値はＹ２６（＞Ｙ２２）である。図８に示すように、画像データに対して輝度伸張処理が行われると、輝度伸張処理前に比べてＡＰＬ値およびＷＰ値は大きくなる。
【００３４】
再び図４を参照する。ステップＳＡ６において、ＣＰＵ１０は、第１伸張率ｋｇ１が第２伸張率ｋｇ２よりも大きいか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から第１伸張率ｋｇ１および第２伸張率ｋｇ２を読み出して、これらの値を比較する。第１伸張率ｋｇ１が第２伸張率ｋｇ２よりも大きいと判断された場合（ステップＳＡ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、処理をステップＳＡ７に移行する。第１伸張率ｋｇ１が第２伸張率ｋｇ２よりも大きくないと判断された場合（ステップＳＡ６：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、処理をステップＳＡ８に移行する。
【００３５】
ステップＳＡ７において、ＣＰＵ１０は、第２伸張率ｋｇ２を用いてＯＳＤデータの輝度範囲を伸張する。ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ｂからＯＳＤデータを、ＲＡＭ３０から第２伸張率ｋｇ２をそれぞれ読み出して、以下の式（３）により輝度範囲を伸張する。
【数３】
2014174191.tif 000005
（Ｒnew2，Ｇnew2，Ｂnew2：ＯＳＤデータのある画素の輝度伸張処理後のＲＧＢ各成分の階調値、Ｒold2，Ｇold2，Ｂold2：その画素の輝度伸張処理前のＲＧＢ各成分の階調値）
ＣＰＵ１０は、輝度範囲が伸張されたＯＳＤデータをフレームメモリー３０ｂに書き込む。ステップＳＡ８において、ＣＰＵ１０は、第１伸張率ｋｇ１を用いてＯＳＤデータの輝度範囲を伸張する。ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ｂからＯＳＤデータを、ＲＡＭ３０から第１伸張率ｋｇ１をそれぞれ読み出して、上述の式（２）により輝度範囲を伸張する。
【００３６】
図９は、あるＯＳＤデータについて、輝度伸張処理前後の輝度のヒストグラムの変化を例示する図である。図９において、実線は、第２伸張率ｋｇ２を用いて輝度伸張処理をした場合のヒストグラムを表している。また、一点鎖線は、第１伸張率ｋｇ１を用いて輝度伸張処理をした場合のヒストグラムを表している。破線は、輝度伸張処理前のヒストグラムを表している。この例では、ｋｇ１＞ｋｇ２である。したがって、ステップＳＡ６の判断の結果、処理はステップＳＡ７に進み、第２伸張率ｋｇ２を用いて輝度範囲が伸張される。この場合、ＯＳＤデータは、そのＯＳＤデータを用いて算出された第２伸張率ｋｇ２を用いて伸張されるので、ＯＳＤに白飛びが発生することが防止される。なお、第１伸張率ｋｇ１が第２伸張率ｋｇ２を超えない場合には、主画像データとＯＳＤデータの輝度範囲が、第１伸張率ｋｇ１を用いてそれぞれ伸張される。
【００３７】
再び、図４を参照する。ステップＳＡ９において、ＣＰＵ１０は、主画像の上にＯＳＤを重ねた合成画像を生成する。具体的には、ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ａに書き込まれた主画像データと、フレームメモリー３０ｂに書き込まれたＯＳＤデータとを合成して合成画像を生成し、当該合成画像を合成画像データとしてフレームメモリー３０ｃに書き込む。ステップＳＡ１０において、ＣＰＵ１０は、合成画像データに応じて液晶パネル６０３を駆動する。具体的には、ＣＰＵ１０は、フレームメモリー３０ｃから合成画像データを読み出して、パネル駆動回路６０７に出力する。
【００３８】
図１０は、調光処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、ＣＰＵ１０は、主画像データのＷＰ値が決められた閾値以下であるか否かを判断する。閾値は、主画像が所定の明るさよりも暗い画像であるか否かの判断の基準となる値である。閾値は、予めＲＯＭ２０に記憶されている。ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から主画像データのＷＰ値を、ＲＯＭ２０から閾値をそれぞれ読み出して、これらの値を比較する。ＷＰ値が閾値以下であると判断された場合（ステップＳＢ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、処理をステップＳＢ２に移行する。ＷＰ値が閾値以下でないと判断された場合（ステップＳＢ１：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、処理をステップＳＢ３に移行する。
【００３９】
ステップＳＢ２において、ＣＰＵ１０は、第２伸張率ｋｇ２に基づいて、調光率ｋａを算出する。調光率とは、調光部６０２が透過させる光の割合を示す値である。ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から第２伸張率ｋｇ２を読み出して、以下の式（４）により調光率ｋａを算出する。
【数４】
2014174191.tif 000006
ここでγは、液晶パネルのガンマ値であり、例えばγ＝２．２である。
ＣＰＵ１０は、算出された調光率ｋａをＲＡＭ３０に記憶する。
【００４０】
ステップＳＢ３において、ＣＰＵ１０は、第１伸張率ｋｇ１に基づいて、調光率ｋａを算出する。ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から第１伸張率ｋｇ１を読み出して、以下の式（５）により調光率ｋａを算出する。
【数５】
2014174191.tif 000007
【００４１】
ステップＳＢ４において、ＣＰＵ１０は、調光率ｋａに応じて調光部６０２を駆動する。具体的には、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ３０から調光率ｋａを読み出して、当該調光率ｋａを示す信号を調光部駆動回路６０６に出力する。式（４）により算出された調光率ｋａに応じて調光部６０２が駆動されると、主画像が暗い画像であっても、スクリーンＳＣに投射されるＯＳＤがユーザーに知覚されないほど暗くなることが抑制される。また、式（５）により算出された調光率ｋａに応じて調光部６０２が駆動されると、輝度伸張処理と調光処理とが行われた後にスクリーンＳＣに投射される主画像の明るさは、輝度伸張処理と調光処理とが行われない場合と同じになる。
【００４２】
＜変形例＞
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わされて用いられても良い。
【００４３】
（１）変形例１
上述の実施形態では、第２画像データがＯＳＤデータである例を説明した。この点、第２画像データは、主画像の上に重ねて投射される画像であれば、いかなる画像を示すデータであってもよい。
【００４４】
（２）変形例２
特徴量は、ＡＰＬ値およびＷＰ値に限らない。例えば、ＡＰＬ値およびＷＰ値に加えて、画像データに含まれる輝度の最低値が特徴量として用いられてもよい。別の例で、ＡＰＬ値のみが特徴量として用いられてもよい。
【００４５】
（３）変形例３
画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値が算出される方法は、実施形態に示した方法に限らない。例えば、画像を小領域Ｄｉに分割することなく、ＡＰＬ値およびＷＰ値が算出されてもよい。また、上述の実施形態において、ＷＰ値は平均輝度Ｙ２ｉの最大値を求めることにより算出されたが、ＷＰ値は輝度Ｙ１の最大値を求めることにより算出されてもよい。別の例で、画像の一部の領域からＡＰＬ値およびＷＰ値が算出されてもよい。
【００４６】
（４）変形例４
主画像データまたはＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値が算出される頻度は、１フレームごとに限らない。ＣＰＵ１０は、例えば、数フレームごとに、または決められた時間ごとに主画像データまたはＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値を算出してもよい。別の例で、ＣＰＵ１０は、主画像またはＯＳＤが示すシーンが変わるごとに、ＡＰＬ値およびＷＰ値を算出してもよい。この場合、主画像データまたはＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値が新たに算出されると、これらの値に基づいて第１伸張率または第２伸張率が変更される。
【００４７】
（５）変形例５
ステップＳＡ４において、第２伸張率ｋｇ２を算出するために用いられるＬＵＴは、第１伸張率ｋｇ１を算出するために参照されたＬＵＴとは異なるＬＵＴであってもよい。また、ＬＵＴには、伸張率の算出に用いられる係数が記憶されていてもよい。
【００４８】
（６）変形例６
上述の実施形態では、調光率ｋａが、第１伸張率ｋｇ１および第２伸張率ｋｇ２の中から選択された一の伸張率に基づいて算出されたが、調光率ｋａは第１伸張率ｋｇ１に基づいて算出されてもよい。この場合、調光処理において、ステップＳＢ１およびステップＳＢ２の処理は省略される。第１伸張率ｋｇ１に基づいて調光率ｋａが算出されると、主画像データの階調値に適した調光率で調光部６０２が駆動される。
【００４９】
（７）変形例７
調光率ｋａは、第１伸張率ｋｇ１または第２伸張率ｋｇ２に基づいて算出される場合に限らない。調光率ｋａは、例えば、主画像データまたはＯＳＤデータの特徴量に基づいて算出されてもよい。この場合、ステップＳＢ２において、ＣＰＵ１０は、ＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて調光率ｋａを算出する。また、ステップＳＢ３において、ＣＰＵ１０は、主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいて調光率ｋａを算出する。
また、第１伸張率ｋｇ１および第２伸張率ｋｇ２を算出する方法は、主画像データまたはＯＳＤデータの特徴量に基づく方法に限らない。例えば、主画像データおよびＯＳＤデータの特徴量に基づいて２つの調光率ｋａが算出され、当該２つの調光率ｋａに基づいて、第１伸張率ｋｇ１および第２伸張率ｋｇ２がそれぞれ算出されてもよい。この場合、調光処理においては、主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいた調光率ｋａと、ＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいた調光率ｋａとがそれぞれ算出され、２つの調光率ｋａの中から選択された一の調光率に応じて調光部６０２が駆動される。より具体的には、主画像データのＷＰ値が閾値以下である場合には、ＯＳＤデータのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいた調光率ｋａに応じて調光部６０２が駆動され、主画像データのＷＰ値が閾値以下でない場合には、主画像データのＡＰＬ値およびＷＰ値に基づいた調光率ｋａに応じて調光部６０２が駆動さる。また、この場合、図４に示した輝度伸張処理において、ステップＳＡ２と、ステップＳＡ４以降の処理は、調光処理で２つの調光率ｋａが算出された後に行われる。
【００５０】
（８）変形例８
画像データは、階調値に加えて、各画素の透過度を示すアルファ値を含んでいてもよい。この場合、アルファ値に対しては、式（２）または式（３）に相当する計算は行われない。
【００５１】
（９）その他の変形例
上述の式（１）乃至（５）はあくまで一例であり、これらの式とは異なる式により、輝度Ｙ１、第１伸張率ｋｇ１、第２伸張率ｋｇ２、若しくは調光率ｋａが算出され、または輝度範囲が伸張されてもよい。
プロジェクター１の内部構成は、図１で説明したものに限定されない。図４および図１０に示した各ステップの処理を実行できれば、プロジェクター１はどのような内部構成を有していてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…プロジェクター、１０…ＣＰＵ、２０…ＲＯＭ、２０Ａ…制御プログラム、３０…ＲＡＭ、４０…ＩＦ部、５０…画像処理回路、６０…投射ユニット、７０…受光部、８０…操作パネル、９０…入力処理部、ＲＣ…コントローラー、ＳＣ…スクリーン、６０１…光源、６０２…調光部、６０２１…フライアイレンズ、６０２２…遮光板、６０２３…ステッピングモーター、６０３…液晶パネル、６０４…光学系、６０５…光源駆動回路、６０６…調光部駆動回路、６０７…パネル駆動回路、６０８…光学系駆動回路、１０１，１０２…特徴量算出部、１０３，１０４…伸張率算出部、１０５，１０６…伸張処理部、１０７…画像合成部、１０８…調光率算出部
【図１】
2014174191.tif 000008
【図２】
2014174191.tif 000009
【図３】
2014174191.tif 000010
【図４】
2014174191.tif 000011
【図５】
2014174191.tif 000012
【図６】
2014174191.tif 000013
【図７】
2014174191.tif 000014
【図８】
2014174191.tif 000015
【図９】
2014174191.tif 000016
【図１０】
2014174191.tif 000017