(57)【要約】【課題】  入力画像の輝度分布に応じたコントラスト補正を、表示デバイスの全ての階調再現範囲を使い、比較的簡単な方法で、全階調範囲に亘って滑らかな連続性を持ったコントラスト補正特性で行う。【解決手段】  画像における輝度分布度数の検出結果に応じて、輝度補正カーブにおける低階調部分と、輝度補正カーブにおける高階調部分とを演算する。演算した輝度補正カーブの高階調部分における低階調側の端点と低階調部分における高階調側の端点とを結んで得られる中間階調部分を演算する。それら演算した輝度補正カーブの低階調部分、中間階調部分及び高階調部分を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。【選択図】    図３
2006098614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成工程と、
前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成工程と、
前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、
前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正方法。
【請求項２】
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成工程と、
前記高階調範囲情報生成工程及び前記低階調範囲情報生成工程により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、
前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正方法。
【請求項３】
前記低階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算し、
前記高階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算することを特徴とする請求項２に記載のコントラスト補正方法。
【請求項４】
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成工程と、
前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成工程と、
前記高階調範囲情報生成工程による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成工程による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成工程と、
前記低階調範囲情報生成工程、前記高階調範囲情報生成工程及び前記中間階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、
前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正方法。
【請求項５】
前記低階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算し、
前記高階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算することを特徴とする請求項４に記載のコントラスト補正方法。
【請求項６】
前記全階調範囲情報生成工程では、出力の最小値と最大値とを通過する輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のコントラスト補正方法。
【請求項７】
前記全階調範囲情報生成工程では、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のコントラスト補正方法。
【請求項８】
前記コントラスト補正工程による輝度レベル補正に用いられる全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値の更新を、垂直プランキング期間内に行う輝度補正情報更新工程を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のコントラスト補正方法。
【請求項９】
画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成手段と、
前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成手段と、
前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、
前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正回路。
【請求項１０】
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成手段と、
前記高階調範囲情報生成手段及び前記低階調範囲情報生成手段により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、
前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正回路。
【請求項１１】
前記低階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算し、
前記高階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算することを特徴とする請求項１０に記載のコントラスト補正回路。
【請求項１２】
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成手段と、
前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成手段と、
前記高階調範囲情報生成手段による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成手段による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成手段と、
前記低階調範囲情報生成手段、前記高階調範囲情報生成手段及び前記中間階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、
前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、
を備えることを特徴とするコントラスト補正回路。
【請求項１３】
前記低階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの１つ以上の区間の傾きを演算し、
前記高階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの１つ以上の区間の傾きを演算することを特徴とする請求項１２に記載のコントラスト補正回路。
【請求項１４】
前記全階調範囲情報生成手段は、出力の最小値と最大値とを通過する輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一項に記載のコントラスト補正回路。
【請求項１５】
前記全階調範囲情報生成手段は、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することを特徴とする請求項９乃至１４の何れか一項に記載のコントラスト補正回路。
【請求項１６】
前記コントラスト補正手段による輝度レベル補正に用いられる全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値の更新を、垂直プランキング期間内に行う輝度補正情報更新手段を備えることを特徴とする請求項９乃至１５の何れか一項に記載のコントラスト補正回路。
【請求項１７】
請求項９乃至１６の何れか一項に記載のコントラスト補正回路と、
前記コントラスト補正回路による輝度レベル補正後の映像信号に基づき映像表示を行う表示部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
当該表示装置は、前記表示部として液晶表示パネルを備える液晶表示装置であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
当該表示装置は、前記表示部としてプラズマディスプレイパネルを備えるプラズマ表示装置であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２０】
コンピュータが実行可能なプログラムであって、
画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成処理と、
前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成処理と、
前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、
前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、
を実行することを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
コンピュータが実行可能なプログラムであって、
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成処理と、
前記高階調範囲情報生成処理及び前記低階調範囲情報生成処理により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、
前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、
を実行することを特徴とするプログラム。
【請求項２２】
コンピュータが実行可能なプログラムであって、
画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成処理と、
前記輝度分布度数検出処理により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成処理と、
前記高階調範囲情報生成処理による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成処理による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成処理と、
前記低階調範囲情報生成処理、前記高階調範囲情報生成処理及び前記中間階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、
前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、
を実行することを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、請求項２０乃至２２の何れか一項に記載のプログラムを格納したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置において入力画像に応じてコントラスト感や階調再現性を向上する技術に関し、特に、例えば液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと表記する）やプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと表記する）などの比較的コントラストが小さい表示デバイスを用いた表示装置に適用して好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＬＣＤやＰＤＰには、一般的にＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）方式の表示装置に比べてピーク輝度が低い、黒輝度が高いなどの理由によって、コントラストが小さく、表示画像で十分なコントラスト感が得にくいという問題がある。
【０００３】
これを解決するために、入力画像の輝度分布や平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）などの性質に応じて映像信号レベルを変更してコントラスト感を向上する方法が複数提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、低階調範囲と高階調範囲の輝度分布度数を検出し、その度数としきい値との比較結果に応じて、低階調範囲と高階調範囲のガンマ補正特性を変化させて、黒側（低階調範囲）と白側（高階調範囲）の映像信号レベルを変更し、コントラスト感を向上させることを提案している。
【特許文献１】特開平６−３３２３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、低階調及び高階調範囲のみの映像信号レベル補正特性が変化し、中間階調の特性が変化しないことになるため、図９に示すような補正カーブとなる。
【０００６】
このように、中間階調の特性は変化させずに低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化すると、不自然な映像となる可能性がある。
【０００７】
更に、出力において低階調側と高階調側で使用しない階調が生じ、表示デバイスが持つ階調再現範囲を最大限に活用することができないという問題もある。
【０００８】
また、逆ガンマ補正特性の低階調及び高階調範囲のみを変える方法では、補正する階調と補正しない階調の境界部で不連続な部分を生じないようにするために、通常の逆ガンマ補正に比べて複雑な演算が必要になる。
【０００９】
その理由は次のようなものである。
【００１０】
通常の逆ガンマ補正特性を数式で表現すると、例えば、以下の（５３）式となる。
【００１１】
ｙ＝ａ・ｘ2.2  （ａは任意の係数）  ・・・（５３）
従って、一部の入力階調範囲のみの特性を変えようとすると、全階調の範囲の特性を１種類の数式のみで表すことが難しくなる。
【００１２】
そのため、例えば特定の階調範囲のみの補正値の選択候補を、あらかじめルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ）値として複数準備しておき、入力映像信号の検出結果に応じてそれらの候補のうちの何れかを選択的に用いたり、或いは、入力映像信号の検出結果に応じて複雑な補正カーブ演算を行う必要がある。
【００１３】
更に、このように複雑な選択処理或いは演算処理を行うためには、回路が複雑化し、高コストになりやすい問題がある。
【００１４】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、入力画像の輝度分布に応じたコントラスト補正を、全階調範囲に亘って滑らかな連続性を持ったコントラスト補正特性で行うことができ、好ましくは、そのようなコントラスト補正を比較的簡単な方法で、表示デバイスの全ての階調再現範囲を使って行うことができるコントラスト補正方法、コントラスト補正回路及び表示装置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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明のコントラスト補正方法は、画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成工程と、前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成工程と、前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のコントラスト補正方法は、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成工程と、前記高階調範囲情報生成工程及び前記低階調範囲情報生成工程により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、を備えることを特徴としている。
【００１７】
本発明のコントラスト補正方法においては、前記低階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算し、前記高階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算することが好ましい。
【００１８】
また、本発明のコントラスト補正方法は、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成工程と、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成工程と、前記高階調範囲情報生成工程による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成工程による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成工程と、前記低階調範囲情報生成工程、前記高階調範囲情報生成工程及び前記中間階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成工程と、前記全階調範囲情報生成工程により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正工程と、を備えることを特徴としている。
【００１９】
本発明のコントラスト補正方法においては、前記低階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算し、前記高階調範囲情報生成工程では、前記輝度分布度数検出工程により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算することが好ましい。
【００２０】
本発明のコントラスト補正方法においては、前記全階調範囲情報生成工程では、出力の最小値と最大値とを通過する輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することが好ましい。
【００２１】
本発明のコントラスト補正方法においては、前記全階調範囲情報生成工程では、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を用いて映像信号の輝度レベルを補正することが好ましい。
【００２２】
本発明のコントラスト補正方法においては、前記コントラスト補正工程による輝度レベル補正に用いられる全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値の更新を、垂直プランキング期間内に行う輝度補正情報更新工程を備えることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のコントラスト補正回路は、画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成手段と、前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成手段と、前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明のコントラスト補正回路は、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成手段と、前記高階調範囲情報生成手段及び前記低階調範囲情報生成手段により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００２５】
本発明のコントラスト補正回路においては、前記低階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算し、前記高階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算することが好ましい。
【００２６】
また、本発明のコントラスト補正回路は、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成手段と、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成手段と、前記高階調範囲情報生成手段による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成手段による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成手段と、前記低階調範囲情報生成手段、前記高階調範囲情報生成手段及び前記中間階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成手段と、前記全階調範囲情報生成手段により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００２７】
本発明のコントラスト補正回路においては、前記低階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された低階調範囲の輝度分布度数と、第１のしきい値との差に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの１つ以上の区間の傾きを演算し、前記高階調範囲情報生成手段は、前記輝度分布度数検出手段により検出された高階調範囲の輝度分布度数と、第２のしきい値との差に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの１つ以上の区間の傾きを演算することが好ましい。
【００２８】
本発明のコントラスト補正回路においては、前記全階調範囲情報生成手段は、出力の最小値と最大値とを通過する輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することが好ましい。
【００２９】
本発明のコントラスト補正回路においては、前記全階調範囲情報生成手段は、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成することが好ましい。
【００３０】
本発明のコントラスト補正回路においては、前記コントラスト補正手段による輝度レベル補正に用いられる全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値の更新を、垂直プランキング期間内に行う輝度補正情報更新手段を備えることが好ましい。
【００３１】
本発明の表示装置は、本発明のコントラスト補正回路と、前記コントラスト補正回路による輝度レベル補正後の映像信号に基づき映像表示を行う表示部と、を備えることを特徴としている。
【００３２】
本発明の表示装置は、前記表示部として液晶表示パネルを備える液晶表示装置であることを好ましい一例とする。
【００３３】
或いは、表示装置は、前記表示部としてプラズマディスプレイパネルを備えるプラズマ表示装置であることも好ましい。
【００３４】
本発明のプログラムは、コンピュータが実行可能なプログラムであって、画像における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいて検出する輝度分布度数検出処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する低階調範囲情報生成処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する高階調範囲情報生成処理と、前記高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と前記低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成処理と、前記低階調範囲用の輝度補正カーブと、前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと、前記高階調範囲用の輝度補正カーブと、からなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、を実行することを特徴としている。
【００３５】
また、本発明のプログラムは、コンピュータが実行可能なプログラムであって、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する低階調範囲情報生成処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの通過座標を１つ以上演算する高階調範囲情報生成処理と、前記高階調範囲情報生成処理及び前記低階調範囲情報生成処理により演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、を実行することを特徴としている。
【００３６】
また、本発明のプログラムは、コンピュータが実行可能なプログラムであって、画像の低階調範囲及び高階調範囲における輝度分布度数を、入力される映像信号に基づいてそれぞれ検出する輝度分布度数検出処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された低階調範囲の輝度分布度数に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する低階調範囲情報生成処理と、前記輝度分布度数検出処理により検出された高階調範囲の輝度分布度数に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する高階調範囲情報生成処理と、前記高階調範囲情報生成処理による演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、前記低階調範囲情報生成処理による演算により決定される低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する中間階調範囲情報生成処理と、前記低階調範囲情報生成処理、前記高階調範囲情報生成処理及び前記中間階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成する全階調範囲情報生成処理と、前記全階調範囲情報生成処理により生成された情報を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正するコントラスト補正処理と、を実行することを特徴としている。
【００３７】
本発明の記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、本発明のプログラムを格納したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、画像における輝度分布度数の検出結果に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値と、高階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値と、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値と、前記低階調範囲用の輝度補正カーブと前記中間階調範囲用の輝度補正カーブと前記高階調範囲用の輝度補正カーブとからなる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値と、を生成し、この全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。よって、通常は線形の特性を持つ輝度補正カーブを、中間階調を含む全階調範囲に亘って、複数の変曲点を持つ非線形の特性の輝度補正カーブに変化させることができる。また、そのような輝度補正カーブを用いて補正を行うことにより、全階調にわたって滑らかな階調連続性を保ちながらコントラスト感を向上させることができる。つまり、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値を用いて、中間階調の輝度レベル補正を行うので、低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化することがなく、中間階調を含めて全体に自然な映像とすることができる。また、輝度補正カーブ又はその特性値の生成を比較的簡単な演算のみにより行うことができるので、回路を簡素化及び低コスト化することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、画像の低階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて低階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その通過座標を１つ以上演算する一方で、画像の高階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて高階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その通過座標を１つ以上演算し、それら演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成し、この全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。よって、通常は線形の特性を持つ輝度補正カーブを、中間階調を含む全階調範囲に亘って、複数の変曲点を持つ非線形の特性の輝度補正カーブに変化させることができる。また、そのような輝度補正カーブを用いて補正を行うことにより、全階調にわたって滑らかな階調連続性を保ちながらコントラスト感を向上させることができる。つまり、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点となる通過座標と低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点となる通過座標とを結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値を用いて、中間階調の輝度レベル補正を行うので、低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化することがなく、中間階調を含めて全体に自然な映像とすることができる。また、輝度補正カーブ又はその特性値の生成を比較的簡単な演算のみにより行うことができるので、回路を簡素化及び低コスト化することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、画像の低階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて低階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算する一方で、画像の高階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて高階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その輝度補正カーブにおける１つ以上の区間の傾きを演算し、演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成し、それら低階調範囲、高階調範囲及び中間階調範囲の情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成し、この全階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。よって、通常は線形の特性を持つ輝度補正カーブを、中間階調を含む全階調範囲に亘って、複数の変曲点を持つ非線形の特性の輝度補正カーブに変化させることができる。また、そのような輝度補正カーブを用いて補正を行うことにより、全階調にわたって滑らかな階調連続性を保ちながらコントラスト感を向上させることができる。つまり、高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点と、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を用いて、中間階調の輝度レベル補正を行うので、低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化することがなく、中間階調を含めて全体に自然な映像とすることができる。また、輝度補正カーブ又はその特性値の生成を比較的簡単な演算のみにより行うことができるので、回路を簡素化及び低コスト化することができる。
【００４１】
更に、全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値として、出力の最小値と最大値とを通過する輝度補正カーブ又はその特性値を生成し、その生成した情報を用いて輝度レベル補正を行うので、表示デバイスが持つ階調再現範囲を全て使うことができ、出力において低階調側と高階調側で使用しない階調が生じることがなく、表示デバイスが持つ階調再現範囲を最大限に活用することができる。
【００４２】
また、全階調範囲用の輝度補正カーブ又はその特性値として、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を生成するので、折れ線状の輝度補正カーブ又は該輝度補正カーブの特性値を１次式を用いて生成すれば良く、輝度補正カーブ又はその特性値の生成を一層簡単な演算のみにより行うことができるので、回路を一層簡素化及び低コスト化することができる。なお、輝度補正カーブの滑らかさは、通過座標や傾きの演算区間の数を多くすることにより、容易に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。
【００４４】
〔第１の実施形態〕
図１は本実施形態に係る表示装置１００の信号処理ブロック図である。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１００は、入力されるアナログ形式又はデジタル形式の映像信号に対してコントラスト補正処理を行うコントラスト補正回路１０と、このコントラスト補正回路１０による処理後の映像信号に基づき画像表示を行う表示デバイスと、を備えている。
【００４６】
なお、表示装置１００が備える表示デバイスは、ＣＲＴ或いはその他のアナログ映像信号を入力して画像表示を行う表示デバイス２０であっても良いし、ＰＤＰ、ＬＣＤパネル或いはその他のデジタル映像信号を入力して画像表示を行う表示デバイス３０であっても良い。表示デバイス３０としてＰＤＰを備える場合、表示装置１００はプラズマ表示装置となり、表示デバイスとしてＬＣＤパネルを備える場合、表示装置１００は液晶表示装置となる。
【００４７】
また、表示装置１００のコントラスト補正回路１０は、当該コントラスト補正回路１０に入力される映像信号（以下、入力映像信号）がアナログ映像信号である場合に、該アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するＡＤ変換部１と、入力映像信号の信号フォーマットを必要に応じてＬＣＤやＰＤＰなどの表示デバイスの画素数や周波数に適したフォーマットに変換する画像フォーマット変換部２と、非線形の入出力特性で画像信号レベルを変える非線形コントラスト補正部３と、入力映像信号がＲＧＢ形式の場合にＹ色差形式に変換するＲＧＢ／ＹＵＶ変換部４と、入力映像信号の輝度レベルの分布をヒストグラム化して検出する輝度レベルヒストグラム検出部５と、輝度レベル分布の検出結果に基づいて非線形の入出力特性を決定し、非線形コントラスト補正部３のカーブ設定値を生成する補正値生成部６と、Ｙ色差形式信号をＲＧＢ形式に変換するＹＵＶ／ＲＧＢ変換部７と、ＰＤＰ、ＬＣＤ或いはその他のデジタル映像信号を入力して画像表示を行う表示デバイス３０を表示装置１００が備える場合に、映像信号に対して逆ガンマ補正を行う逆ガンマ補正部８と、ＣＲＴ或いはその他のアナログ映像信号を入力して画像表示を行う表示デバイス２０を表示装置１００が備える場合に、映像信号をアナログ形式に変換するＤＡ変換部９と、を備えて構成されている。
【００４８】
次に、コントラスト補正回路１０における信号処理動作の流れについて説明する。
【００４９】
先ず、入力映像信号がアナログ映像信号である場合には、該アナログ映像信号をＡＤ変換部１に入力し、該Ａ／Ｄ変換部１にて該アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、該変換後の映像信号を画像フォーマット変換部２及びＲＧＢ／ＹＵＶ変換部４の双方に入力する。
【００５０】
他方、入力映像信号がデジタル映像信号である場合には、該映像信号をそのまま画像フォーマット変換部２及びＲＧＢ／ＹＵＶ変換部４の双方に入力する。
【００５１】
画像フォーマット変換部２では、必要に応じて、映像信号をＬＣＤやＰＤＰなどの表示デバイスの画素数や周波数に適した信号フォーマットに変換する。
【００５２】
また、ＲＧＢ／ＹＵＶ変換部４では、映像信号がＲＧＢ形式の場合に、該映像信号をＹ色差（ＹＵＶ）信号に変換し、輝度レベルヒストグラム検出部５に出力する。
【００５３】
輝度レベルヒストグラム検出部５では、映像信号の輝度（Ｙ）信号に基づいて画像の輝度分布度数をヒストグラム化して検出し（図２参照：詳細後述）、その検出結果を補正値生成部６に出力する。
【００５４】
補正値生成部６では、輝度レベルヒストグラム検出部５からの検出結果に基づいて、任意の低階調範囲及び高階調範囲の輝度分布度数を求め、求めた各輝度分布度数に基づいて輝度補正カーブの設定に必要な特性値（本実施形態の場合、例えば、輝度補正カーブの通過座標）を演算（生成）し、生成した特性値（以下、カーブ設定値）を非線形コントラスト補正部３に入力する。
【００５５】
非線形コントラスト補正部３では、補正値生成部５からのカーブ設定値に基づいて映像信号の入出力特性、すなわち輝度補正カーブを生成し、該生成した輝度補正カーブを用いて、画像フォーマット変換部２からの映像信号に対して非線形の輝度補正（コントラスト補正）を施し、該輝度補正後の映像信号をＹＵＶ／ＲＧＢ変換部７に出力する。
【００５６】
ＹＵＶ／ＲＧＢ変換部７は、コントラスト補正を行った後の映像信号をＲＧＢ信号に戻して逆ガンマ補正部８及びＤＡ変換部９に出力する。
【００５７】
逆ガンマ補正部８は、逆ガンマ補正が必要な表示デバイス３０（例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰなど）に対して映像信号を出力する場合に必要なものであり、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換部７から入力される映像信号に対して逆ガンマ補正を施して、該逆ガンマ補正後の映像信号を表示デバイス３０に出力する。
【００５８】
表示デバイス３０では、コントラスト補正回路１０の逆ガンマ補正部８からの映像信号に基づき画像を表示する。
【００５９】
他方、ＤＡ変換部９は、逆ガンマ補正が不要な表示デバイス２０（例えば、ＣＲＴなど）に対して映像信号を出力する場合に必要なものであり、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換部７から入力されるデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換し、該アナログ変換後の映像信号を表示デバイス２０に出力する。
【００６０】
表示デバイス２０では、コントラスト補正回路１０のＤＡ変換部９からの映像信号に基づき画像を表示する。
【００６１】
次に、動作を詳細に説明する。
【００６２】
図２は輝度レベルヒストグラム検出部５による検出結果を示す図であり、図３は補正値生成部６と非線形コントラスト補正部３との協働による輝度補正カーブの生成態様を説明するための図である。
【００６３】
図２に示すように、輝度レベルヒストグラム検出部５は、各階調範囲別の画素の合計数又は面積比率で表される輝度分布度数をヒストグラム化して検出する。
【００６４】
図２に示すのは、例えば、画像における全階調範囲が０階調〜２５５階調の場合（全階調数が２５６の場合）に、階調範囲を例えば１６等分し、それら階調範囲に対して低階調（低輝度）のものから順に「０」〜「１５」の番号（Ｎｏ．）を付して、各階調範囲別の輝度分布度数をヒストグラム化した図である。
【００６５】
この場合、０階調〜１５階調までが０番（Ｎｏ．０）の階調範囲に含まれ、同様に、１６階調〜３１階調までが１番（Ｎｏ．１）の階調範囲に、３２階調〜４７階調までが２番（Ｎｏ．２）の階調範囲に、４８階調〜６３階調までが３番（Ｎｏ．３）の階調範囲に、６４階調〜７９階調までが４番（Ｎｏ．４）の階調範囲に、８０階調〜９５階調までが５番（Ｎｏ．５）の階調範囲に、９６階調〜１１１階調までが６番（Ｎｏ．６）の階調範囲に、１１２階調〜１２７階調までが７番（Ｎｏ．７）の階調範囲に、１２８階調〜１４３階調までが８番（Ｎｏ．８）の階調範囲に、１４４階調〜１５９階調までが９番（Ｎｏ．９）の階調範囲に、１６０階調〜１７５階調までが１０番（Ｎｏ．１０）の階調範囲に、１７６階調〜１９１階調までが１１番（Ｎｏ．１１）の階調範囲に、１９２階調〜２０７階調までが１２番（Ｎｏ．１２）の階調範囲に、２０８階調〜２２３階調までが１３番（Ｎｏ．１３）の階調範囲に、２２４階調〜２３９階調までが１４番（Ｎｏ．１４）の階調範囲に、２４０階調〜２５５階調までが１５番（Ｎｏ．１５）の階調範囲に、それぞれ含まれている。
【００６６】
なお、図２に示すように、Ｎｏ．０の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ０と表し、同様に、Ｎｏ．１の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１、Ｎｏ．２の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ２、Ｎｏ．３の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ３、Ｎｏ．４の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ４、Ｎｏ．５の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ５、Ｎｏ．６の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ６、Ｎｏ．７の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ７、Ｎｏ．８の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ８、Ｎｏ．９の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ９、Ｎｏ．１０の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１０、Ｎｏ．１１の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１１、Ｎｏ．１２の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１２、Ｎｏ．１３の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１３、Ｎｏ．１４の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１４、Ｎｏ．１５の階調範囲の輝度分布度数の値はＹ１５とそれぞれ表す。
【００６７】
また、輝度レベルヒストグラム検出部５は、例えば、映像信号の１フレーム毎、又は、複数フレーム毎の輝度分布度数を検出するものとする。
【００６８】
このような輝度レベルヒストグラム検出部５による検出結果を用いて、補正値生成部６は、カーブ設定値として、輝度補正カーブの通過座標を求める。
【００６９】
本実施形態の場合、補正値生成部６は、例えば、低階調側及び高階調側でそれぞれ２点ずつの通過座標を決定し、非線形コントラスト補正部３は、この合計４点の通過座標を通過する輝度補正カーブの情報を生成する。
【００７０】
以下、補正値生成部６による演算の手順を説明する。
【００７１】
１−１）先ず、補正値生成部６は、図２に示す輝度分布度数検出結果から、低階調範囲及び高階調範囲について、それぞれ複数（本実施形態の場合、例えば、低階調範囲及び高階調範囲について、それぞれ２つずつで、合計４つ）の階調範囲における輝度分布度数の合計値をそれぞれ演算する。
【００７２】
すなわち、補正値生成部６は、例えば、第１の低階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．０〜２）の輝度分布度数（Ｙ０〜Ｙ２）の合計値（ＹＬ１）と、第２の低階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．２〜５）の輝度分布度数の（Ｙ２〜Ｙ５）合計値（ＹＬ２）と、第１の高階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．１３〜１５）の輝度分布度数（Ｙ１３〜Ｙ１５）の合計値（ＹＨ１）と、第２の高階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．１０〜１３）の輝度分布度数（Ｙ１０〜Ｙ１３）の合計値（ＹＨ２）と、をそれぞれ求める。
【００７３】
従って、各範囲の輝度分布度数合計値の演算式は、それぞれ以下の（１）〜（４）の式となる。
【００７４】
第１の低階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＬ１＝Ｙ０＋Ｙ１＋Ｙ２・・・（１）
第２の低階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＬ２＝Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５・・・（２）
第１の高階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＨ１＝Ｙ１３＋Ｙ１４＋Ｙ１５・・・（３）
第２の高階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＨ２＝Ｙ１０＋Ｙ１１＋Ｙ１２＋Ｙ１３・・・（４）
１−２）次に、第１の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ１と、以下の（５）、（６）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける低階調側の第１の通過点Ｂ１（図３）の座標（ｘｂ１，ｙｂ１）を演算する。
【００７５】
ｘｂ１＝（階調範囲Ｎｏ．０〜２の範囲の中間値（つまり０〜４７階調の中間値である２４））×ｂ１・・・（５）
ｙｂ１＝ＹＬ１×ｂ２＋ｂ３・・・（６）
これら（５）、（６）の式において、ｂ１及びｂ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｂ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【００７６】
ここで、図３から分かるように、ｂ２を正の値にすることにより、度数ＹＬ１が小さいほど、ｙｂ１が小さくなるため、低階調の画素や面積が少ないほど、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように輝度補正カーブを補正し（図３の矢印Ｃ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＬ１が大きいほど、ｙｂ１が大きくなるため、低階調の画素や面積が多いほど、低階調部の輝度を上げる補正をし（図３の矢印Ａ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【００７７】
１−３）次に、１−２）と同様に、第２の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ２と、以下の（７）、（８）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける低階調側の第２の通過点Ｂ２（図３）の座標（ｘｂ２，ｙｂ２）を演算する。
【００７８】
ｘｂ２＝（階調範囲Ｎｏ．２〜５の範囲の中間値（つまり３２〜９５階調の中間値である６４））×ｃ１・・・（７）
ｙｂ２＝ＹＬ２×ｃ２＋ｃ３・・・（８）
これら（７）、（８）の式において、ｃ１及びｃ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｃ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【００７９】
ここで、図３から分かるように、ｃ２を正の値にすることにより、度数ＹＬ２が小さいほど、ｙｂ２が小さくなるため、低階調の画素や面積が少ないほど、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正し（図３の矢印Ｄ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＬ２が大きいほど、ｙｂ２が大きくなるため、低階調の画素や面積が多いほど、低階調部の輝度を上げる補正をし（図３の矢印Ｂ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【００８０】
１−４）次に、第１の高階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＨ１と、以下の（９）、（１０）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける高階調側の第１の通過点Ｗ１（図３）の座標（ｘｗ１，ｙｗ１）を演算する。
【００８１】
ｘｗ１＝（階調範囲Ｎｏ．１３〜１５の範囲の中間値（つまり２０８〜２５５階調の中間値である２３２））×ｗ１・・・（９）
ｙｗ１＝ＹＨ１×ｗ２＋ｗ３・・・（１０）
これら（９）、（１０）の式において、ｗ１及びｗ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｗ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【００８２】
ここで、図３から分かるように、ｗ２を負の値にすることにより、度数ＹＨ１が小さいほど、ｙｗ１が大きくなるため、高階調の画素や面積が少ないほど、高階調部の輝度を上げて白伸張するように補正し（図３の矢印Ｆ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＨ１が大きいほど、ｙｗ１が小さくなるため、高階調の画素や面積が多いほど、高階調部の輝度を下げる補正をし（図３の矢印Ｈ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【００８３】
１−５）次に、１−４）と同様に、第２の高階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＨ２と、以下の（１１）、（１２）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける高階調側の第２の通過点Ｗ２（図３）の座標（ｘｗ２，ｙｗ２）を演算する。
【００８４】
ｘｗ２＝（階調範囲Ｎｏ．１０〜１３の範囲の中間値（つまり１６０〜２２３階調の中間値である１９２））×ｖ１・・・（１１）
ｙｗ２＝ＹＨ２×ｖ２＋ｖ３・・・（１２）
これら（１１）、（１２）の式において、ｖ１及びｖ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｖ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【００８５】
ここで、図３から分かるように、ｖ２を負の値にすることにより、度数ＹＨ２が小さいほど、ｙｗ２が大きくなるため、高階調の画素や面積が少ないほど、高階調部の輝度を上げて白伸張するように補正し（図３の矢印Ｅ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＨ２が大きいほど、ｙｗ２が小さくなるため、高階調の画素や面積が多いほど、高階調部の輝度を下げる補正をし（図３の矢印Ｇ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【００８６】
１−６）次に、補正値生成部６は、上記において演算した通過点Ｂ１、Ｂ２、Ｗ１、Ｗ２の座標の値を非線形コントラスト補正部３に出力する。
【００８７】
そして、非線形コントラスト補正部３は、図３に示すように、最低出力値（出力の最小値：原点（０，０））、通過点Ｂ１、Ｂ２、Ｗ１、Ｗ２及び最高出力値（出力の最大値）を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブを生成する。すなわち、非線形コントラスト補正部３は、最低出力値（出力の最小値：原点（０，０））と通過点Ｂ１、通過点Ｂ１と通過点Ｂ２、通過点Ｂ２と通過点Ｗ２、通過点Ｗ２と通過点Ｗ１、通過点Ｗ１と最高出力値（出力の最大値）をそれぞれ直線で結んで、輝度補正カーブを生成する。
【００８８】
そして、非線形コントラスト補正部３は、この生成した輝度補正カーブを用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正し、該補正後の映像信号を出力する。
【００８９】
ここで、非線形コントラスト補正部３が、それまで輝度レベル補正に用いていた輝度補正カーブから、新たに生成された輝度補正カーブへと更新するタイミングは、表示デバイスへの映像信号出力における垂直プランキング期間内のタイミングであることが好ましい。すなわち、表示順序が連続する２つのフレーム期間の表示映像のうち、前のフレーム期間の表示から、後のフレーム期間の表示への切り替わりのタイミングで輝度補正カーブを更新することが好ましい。このように垂直プランキング期間内に輝度補正カーブの更新を行うことにより、輝度補正カーブの切り替わりを円滑に行うことができるとともに、画質の劣化を抑制することができる。
【００９０】
以上のような第１の実施形態によれば、画像の低階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて、輝度補正カーブにおける低階調部分の特性値として、その通過座標（通過点Ｂ１、Ｂ２の座標）を演算する一方で、画像の高階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて、輝度補正カーブにおける高階調部分の特性値として、その通過座標（通過点Ｗ１、Ｗ２の座標）を演算し、それら演算された通過座標を階調順に結んで得られる全階調範囲用の輝度補正カーブを生成し、この全階調範囲用の輝度補正カーブを用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。
【００９１】
よって、通常は線形の特性を持つ輝度補正カーブを、中間階調を含む全階調範囲に亘って、複数の変曲点を持つ非線形の特性、より具体的には折れ線状の特性の輝度補正カーブに変化させることができる。
【００９２】
また、そのような輝度補正カーブを用いて補正を行うことにより、全階調にわたって滑らかな階調連続性を保ちながらコントラスト感を向上させることができる。つまり、輝度補正カーブの低階調部分における高階調側の端点となる通過座標（通過点Ｂ２の座標）と輝度補正カーブの高階調部分における低階調側の端点となる通過座標（通過点Ｗ２の座標）とを直線で結んで得られる輝度補正カーブの中間階調部分を用いて、中間階調の輝度レベル補正を行うので、低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化することがなく、中間階調を含めて全体に自然な映像とすることができる。すなわち、入力映像信号による画像の中間階調範囲の輝度分布がほぼ均一である場合にも、中間階調範囲と低階調範囲或いは高階調範囲との境界部において、階調の急激な変化が目立ちやすくならないので、コントラスト感を向上させながら、中間階調の変化を滑らかに見せることができる。
【００９３】
更に、全階調範囲用の輝度補正カーブとして、出力の最小値（原点）と最大値（最高出力点）とを通過する輝度補正カーブを生成し、その生成した輝度補正カーブを用いて輝度レベル補正を行うので、表示デバイスが持つ階調再現範囲を全て使うことができ、出力において低階調側と高階調側で使用しない階調が生じることがなく、表示デバイスが持つ階調再現範囲を最大限に活用することができる。
【００９４】
また、全階調範囲用の輝度補正カーブとして、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ、すなわち各通過座標Ｂ１、Ｂ２、Ｗ１、Ｗ２を変曲点とする折れ線状の輝度補正カーブを、各区間毎に１次式を用いて生成すれば良く、輝度補正カーブの生成を簡単な演算のみにより行うことができる。つまり、原点（０，０）と通過点Ｂ１とを結ぶ区間の輝度補正カーブは１次式（直線）で求まり、同様に、通過点Ｂ１と通過点Ｂ２とを結ぶ区間、通過点Ｂ２と通過点Ｗ２とを結ぶ区間、通過点Ｗ２と通過点Ｗ１とを結ぶ区間、通過点Ｗ１と最高出力値とを結ぶ区間も、それぞれ輝度補正カーブが直線で求まるので、輝度補正カーブの演算が容易である。よって、回路を簡素化及び低コスト化することができる。輝度補正カーブの滑らかさは、通過座標の数を多くすることにより、容易に向上させることができる。
【００９５】
〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態について説明する。
【００９６】
第２の実施形態の場合、表示装置１００の構成は上記の第１の実施形態と同様であり、表示装置１００の動作が以下に説明するように第１の実施形態と異なる。
【００９７】
第２の実施形態の場合の動作は、上記の第１の実施形態の場合の１−２）〜１−５）の動作を下記の２−２）〜２−５）の動作に置き換えたものであるため、以下では２−２）〜２−５）の動作についてのみ説明する。
【００９８】
２−２）第１の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ１と、以下の（１３）、（１４）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける低階調側の第１の通過点Ｂ１（図５）の座標（ｘｂ１，ｙｂ１）を演算する。
【００９９】
ｘｂ１＝（階調範囲Ｎｏ．０〜２の範囲の中間値（つまり０〜４７階調の中間値である２４））×ｂ１・・・（１３）
ｙｂ１＝（ＹＬ１−ＹｔｈＬ１）×ｂ２＋ｂ３・・・（１４）
これら（１３）、（１４）の式において、ＹｔｈＬ１は、ＹＬ１の値に応じて低階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決めるためのしきい値である（図４参照）。
【０１００】
また、ｂ１及びｂ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｂ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【０１０１】
ここで、図５から分かるように、ｂ２を正の値にし、且つ、しきい値ＹｔｈＬ１をＹＬ１に対して大きくするほど、低階調の画素や面積が少ない場合にしきい値ＹｔｈＬ１と分布度数ＹＬ１との差分（ＹＬ１−ＹｔｈＬ１）が小さくなり、ｙｂ１が小さくなるため、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正し（図５の矢印Ｃ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、低階調の画素や面積が多い場合には低階調部の輝度を上げる補正をし（図５の矢印Ａ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１０２】
２−３）次に、２−２）と同様に、第２の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ２と、以下の（１５）、（１６）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける低階調側の第２の通過点Ｂ２（図５）の座標（ｘｂ２，ｙｂ２）を演算する。
【０１０３】
ｘｂ２＝（階調範囲Ｎｏ．２〜５の範囲の中間値（つまり３２〜９５階調の中間値である６４））×ｃ１・・・（１５）
ｙｂ２＝（ＹＬ２−ＹｔｈＬ２）×ｃ２＋ｃ３・・・（１６）
これら（１５）、（１６）の式において、ＹｔｈＬ２は、ＹＬ２の値に応じて低階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決めるためのしきい値である（図４参照）。
【０１０４】
また、ｃ１及びｃ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｃ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【０１０５】
ここで、図５から分かるように、ｃ２を正の値にし、しきい値ＹｔｈＬ２をＹＬ２に対して大きくするほど、低階調の画素や面積が少ない場合にしきい値ＹｔｈＬ２と分布度数ＹＬ２との差分（ＹＬ２−ＹｔｈＬ２）が小さくなり、ｙｂ２が小さくなるため、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正し（図５の矢印Ｄ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、低階調の画素や面積が多い場合には低階調部の輝度を上げる補正をし（図５の矢印Ｂ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１０６】
２−４）次に、第１の高階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＨ１と、以下の（１７）、（１８）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける高階調側の第１の通過点Ｗ１の座標（ｘｗ１，ｙｗ１）を演算する。
【０１０７】
ｘｗ１＝（階調範囲Ｎｏ．１３〜１５の範囲の中間値（つまり２０８〜２５５階調の中間値である２３２））×ｗ１・・・（１７）
ｙｗ１＝（ＹＨ１−ＹｔｈＨ１）×ｗ２＋ｗ３・・・（１８）
これら（１７）、（１８）の式において、ＹｔｈＨ１は、ＹＨ１の値に応じて高階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決めるためのしきい値である（図４参照）。
【０１０８】
また、ｗ１及びｗ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｗ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【０１０９】
ここで、図５から分かるように、ｗ２を負の値にし、しきい値ＹｔｈＨ１をＹＨ１に対して大きくするほど、高階調の画素や面積が少ない場合にしきい値ＹｔｈＨ１と分布度数ＹＨ１との差分（ＹＨ１−ＹｔｈＨ１）が小さくなり、ｙｗ１が大きくなるため、高階調部の輝度を上げて白伸張するように補正し（図５の矢印Ｆ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、高階調の画素や面積が多い場合には高階調部の輝度を下げる補正をし（図５の矢印Ｈ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１１０】
２−５）次に、２−４）と同様に、第２の高階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＨ２と、以下の（１９）、（２０）の式とを用いて、輝度補正カーブにおける高階調側の第２の通過点Ｗ２の座標（ｘｗ２，ｙｗ２）を演算する。
【０１１１】
ｘｗ２＝（階調範囲Ｎｏ．１０〜１３の範囲の中間値（つまり１６０〜２２３階調の中間値である１９２））×ｖ１・・・（１９）
ｙｗ２＝（ＹＨ２−ＹｔｈＨ２）×ｖ２＋ｖ３・・・（２０）
これら（１９）、（２０）の式において、ＹｔｈＨ２は、ＹＨ２の値に応じて高階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決めるためのしきい値である（図４参照）。
【０１１２】
また、ｖ１及びｖ２は、補正量を調節するための任意の係数であり、ｖ３は、補正量を調節するための任意の定数である。
【０１１３】
ここで、図５から分かるように、ｖ２を負の値にし、しきい値ＹｔｈＨ２をＹＨ２に対して大きくするほど、高階調の画素や面積が少ない場合にしきい値ＹｔｈＨ２と分布度数ＹＨ２との差分（ＹＨ２−ＹｔｈＨ２）が小さくなり、ｙｗ２が大きくなるため、高階調部の輝度を上げて白伸張するように補正し（図５の矢印Ｅ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、高階調の画素や面積が多い場合には高階調部の輝度を下げる補正をし（図５の矢印Ｇ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１１４】
以上のような第２の実施形態によれば、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
また、第２の実施形態の場合、しきい値ＹｔｈＬ１、ＹｔｈＬ２の値を適宜に調節することにより、ＹＬ１、ＹＬ２の値に応じて低階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決定することができ、同様に、しきい値ＹｔｈＨ１、ＹｔｈＨ２の値を適宜に調節することにより、ＹＨ１、ＹＨ２の値に応じて高階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決定することができる。
【０１１６】
なお、上記の第１及び第２の実施形態では、高階調側及び低階調側で、それぞれ輝度補正カーブの複数の通過座標（例えば、高階調側及び低階調側で２つずつ）を演算する例を説明したが、高階調側及び低階調側で、それぞれ１つずつの通過座標のみを演算しても良いし、或いは、高階調側及び低階調側のうちの一方については１つの通過座標を、他方については複数の通過座標を演算しても良い。
【０１１７】
また、上記の第１及び第２の実施形態では、演算した各通過座標を直線で結んで輝度補正カーブを生成する例を説明したが、各通過座標を滑らかな曲線で結ぶことにより、さらに滑らかな補正特性にすることも可能である。
【０１１８】
〔第３の実施形態〕
上記の第１及び第２の実施形態では、高階調側及び低階調側でそれぞれ輝度補正カーブの通過座標を演算し、この演算結果を用いて輝度補正カーブを生成する例を説明したが、第３の実施形態では、高階調側及び低階調側でそれぞれ輝度補正カーブの傾きを演算し、この演算結果を用いて輝度補正カーブを生成する例について説明する。
【０１１９】
第３の実施形態の場合、表示装置１００の構成は上記の第１の実施形態と同様であり、表示装置１００の動作が以下に説明するように第１の実施形態と異なる。
【０１２０】
第３の実施形態の場合の動作は、上記の第１の実施形態の場合の１−１）〜１−６）の動作を下記の３−１）〜３−１３）の動作に置き換えたものであるため、以下では３−１）〜３−１３）の動作についてのみ説明する。
【０１２１】
３−１）先ず、補正値生成部６は、図６の輝度分布度数検出結果から、低階調範囲及び高階調範囲について、それぞれ複数（本実施形態の場合、例えば、低階調範囲及び高階調範囲について、それぞれ２つずつで、合計４つ）の階調範囲における輝度分布度数の合計値をそれぞれ演算する。
【０１２２】
すなわち、補正値生成部６は、例えば、第１の低階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．０〜２）の輝度分布度数（Ｙ０〜Ｙ２）の合計値（ＹＬ１）と、第２の低階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．３〜５）の輝度分布度数の（Ｙ３〜Ｙ５）合計値（ＹＬ２）と、第１の高階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．１３〜１５）の輝度分布度数（Ｙ１３〜Ｙ１５）の合計値（ＹＨ１）と、第２の高階調範囲（例えば入力階調範囲Ｎｏ．１０〜１２）の輝度分布度数（Ｙ１０〜Ｙ１２）の合計値（ＹＨ２）と、をそれぞれ求める。
【０１２３】
従って、各範囲の輝度分布度数合計値の演算式は、それぞれ以下の（２１）〜（２４）の式となる。
【０１２４】
第１の低階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＬ１＝Ｙ０＋Ｙ１＋Ｙ２・・・（２１）
第２の低階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＬ２＝Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５・・・（２２）
第１の高階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＨ１＝Ｙ１３＋Ｙ１４＋Ｙ１５・・・（２３）
第２の高階調範囲の輝度分布度数合計値  ＹＨ２＝Ｙ１０＋Ｙ１１＋Ｙ１２・・・（２４）
なお、図６は、第２の低階調範囲及び第２の高階調範囲の範囲のみが異なる点の他は、図２と同様である。
【０１２５】
３−２）次に、低階調範囲Ｎｏ．０〜２における補正特性を直線とし、まず次式（２５）で定義する。
【０１２６】
ｙ＝ａＬ１×ｘ・・・（２５）
続いて、補正特性の傾きにあたるａＬ１を、第１の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ１から、次式（２６）で決定する。
【０１２７】
ａＬ１＝ＹＬ１×ｅ１＋ｅ２・・・（２６）
（２６）式において、ｅ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｅ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１２８】
ここで、図７から分かるように、ｅ１を正の値にすることにより、度数ＹＬ１が小さいほど、ａＬ１が小さくなるため、低階調の画素や面積が少ないほど、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正（図７の矢印Ｃ方向への輝度補正カーブの補正）し、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＬ１が大きいほど、ｙｂ１が大きくなるため、低階調の画素や面積が多いほど、低階調部の輝度を上げる補正をし（図７の矢印Ａ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１２９】
３−３）次に、低階調範囲Ｎｏ．３〜５における補正特性を直線とし、まず次式（２７）で定義する。
【０１３０】
ｙ＝ａＬ２×ｘ＋ｂＬ２・・・（２７）
続いて、補正特性の傾きにあたるａＬ２を、第２の低階調範囲の輝度分布度数合計値ＹＬ２の値から、次式（２８）で決定する。
【０１３１】
ａＬ２＝ＹＬ２×ｆ１＋ｆ２・・・（２８）
（２８）式において、ｆ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｆ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１３２】
ここで、図７から分かるように、ｆ１を正の値にすることにより、度数ＹＬ２が小さいほど、ａＬ２が小さくなるため、低階調の画素や面積が少ないほど、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正し（図７の矢印Ｄ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、度数ＹＬ２が大きいほど、ｙｂ２が大きくなるため、低階調の画素や面積が多いほど、低階調部の輝度を上げる補正をし（図７の矢印Ｂ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１３３】
３−４）次に、ａＬ２の値と、低階調範囲Ｎｏ．０〜２の補正式の端点座標（ｘｂ１、ｙｂ１）から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＬ２を次式（２９）で決定する。
【０１３４】
ｂＬ２＝ｙｂ１−ａＨ×ｘｂ１・・・（２９）
つまり、低階調範囲Ｎｏ．０〜２における補正式で定まる輝度補正カーブと、低階調範囲Ｎｏ．３〜５における補正式で定まる輝度補正カーブとが端点座標（ｘｂ１、ｙｂ１）を介して連続するように、切片ｂＬ２を調節する。
【０１３５】
３−５）３−３）、３−４）の算出結果から、低階調範囲Ｎｏ．３〜５における補正式は次式（３０）となる。
【０１３６】
ｙ＝（ＹＬ２×Ｆ１＋ｆ２）×ｘ＋（ｙｂ１−ａＨ×ｘｂ１）・・・（３０）
３−６）次に、３−２）〜３−５）と同様に、高階調範囲の特性を以下のように決定する。
【０１３７】
高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正特性を直線とし、まず次式（３１）で定義する。
【０１３８】
ｙ＝ａＨ１×ｘ＋ｂＨ１・・・（３１）
補正特性の傾きにあたるａＨ１を、ＹＨ１の値から、次式（３２）で決定する。
【０１３９】
ａＨ１＝ＹＨ１×ｓ１＋ｓ２・・・（３２）
（３２）式において、ｓ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｓ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１４０】
３−７）ａＨ１の値と、最高出力値座標（ｘ（ｍａｘ）、ｙ（ｍａｘ））から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＨ１を次式（３３）で決定する。
【０１４１】
ｂＨ１＝ｙ（ｍａｘ）−ａＨ１×ｘ（ｍａｘ）・・・（３３）
つまり、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式で定まる輝度補正カーブが、最高出力値座標（ｘ（ｍａｘ）、ｙ（ｍａｘ））を通過するように、切片ｂＨ１を調節する。
【０１４２】
３−８）３−６）、３−７）の算出結果から、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式は次式（３４）となる。
【０１４３】
ｙ＝（ＹＨ１×ｓ１＋ｓ２）×ｘ＋（ｙ（ｍａｘ）−（ＹＨ１×ｓ１＋ｓ２）×ｘ（ｍａｘ））・・・（３４）
３−９）高階調範囲Ｎｏ．１０〜１２における補正特性を直線とし、まず次式（３５）で定義する。
【０１４４】
ｙ＝ａＨ２×ｘ＋ｂＨ２・・・（３５）
補正特性の傾きにあたるａＨ２を、ＹＨ２の値から、次式（３６）で決定する。
【０１４５】
ａＨ２＝ＹＨ２×ｔ１＋ｔ２・・・（３６）
（３６）式において、ｔ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｔ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１４６】
３−１０）ａＨ１の値と、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５の補正式の端点座標（ｘｗ１、ｙｗ１）から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＨ２を次式（３７）で決定する。
【０１４７】
ｂＨ２＝ｙｗ１−ａＨ２×ｘｗ１・・・（３７）
つまり、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式で定まる輝度補正カーブと、高階調範囲Ｎｏ．１０〜１２における補正式で定まる輝度補正カーブとが端点座標（ｘｗ１、ｙｗ１）を介して連続するように、切片ｂＨ２を調節する。
【０１４８】
３−１１）３−９）、３−１０）の算出結果から、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式は次式（３８）となる。
【０１４９】
ｙ＝（ＹＨ２×ｔ１＋ｔ２）×ｘ＋ｙｗ１−（ＹＨ２×ｔ１＋ｔ２）×ｘｗ１・・・（３８）
３−１２）低階調範囲Ｎｏ．３〜５の補正特性の高階調側端点座標（ｘｂ２、ｙｂ２）と高階調範囲Ｎｏ．１０〜１２の補正特性の低階調側端点座標（ｘｗ２、ｙｗ２）を結ぶ直線の１次式を算出して、中間階調範囲の補正特性を決定し、全階調にわたる補正特性を決定する。
【０１５０】
３−１３）次に、補正値生成部６は、上記において演算した低階調範囲、高階調範囲及び中間階調範囲の各特性値を非線形コントラスト補正部３に出力する。
【０１５１】
そして、非線形コントラスト補正部３は、図３に示すように、低階調範囲、高階調範囲及び中間階調範囲の各特性値を用いて全階調範囲用の輝度補正カーブを生成し、この生成した輝度補正カーブを用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正し、該補正後の映像信号を出力する。
【０１５２】
なお、非線形コントラスト補正部３が、それまで輝度レベル補正に用いていた輝度補正カーブから、新たに生成された輝度補正カーブへと更新するタイミングは、上記の第１及び第２の実施形態と同様に、表示デバイスへの映像信号出力における垂直プランキング期間内のタイミングであることが好ましく、これにより、輝度補正カーブの切り替わりを円滑に行うことができるとともに、画質の劣化を抑制することができる。
【０１５３】
以上のような第３の実施形態によれば、画像の低階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて、低階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その輝度補正カーブにおける複数の区間（例えば、低階調範囲Ｎｏ．０〜２及び低階調範囲Ｎｏ．３〜５の２つの区間）の傾きをそれぞれ演算する一方で、画像の高階調範囲における輝度分布度数の検出結果に応じて、高階調範囲用の輝度補正カーブの特性値として、その輝度補正カーブにおける１つ以上の区間（例えば、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５及び高階調範囲Ｎｏ．１０〜１２の２つの区間）の傾きをそれぞれ演算し、演算により決定される高階調範囲用の輝度補正カーブにおける低階調側の端点（ｘｗ２、ｙｗ２）と、低階調範囲用の輝度補正カーブにおける高階調側の端点（ｘｂ２、ｙｂ２）と、を結んで得られる中間階調範囲用の輝度補正カーブの特性値を生成し、それら低階調範囲、高階調範囲及び中間階調範囲の情報を用いて、全階調範囲用の輝度補正カーブを生成し、この全階調範囲用の輝度補正カーブを用いて、映像信号の輝度レベルを全階調範囲に亘って補正する。
【０１５４】
よって、通常は線形の特性を持つ輝度補正カーブを、中間階調を含む全階調範囲に亘って、複数の変曲点を持つ非線形の特性、より具体的には折れ線状の特性の輝度補正カーブに変化させることができる。
【０１５５】
また、そのような輝度補正カーブを用いて補正を行うことにより、全階調にわたって滑らかな階調連続性を保ちながらコントラスト感を向上させることができる。つまり、輝度補正カーブの低階調部分における高階調側の端点（ｘｂ２、ｙｂ２）と輝度補正カーブの高階調部分における低階調側の端点（ｘｗ２、ｙｗ２）とを直線で結んで得られる輝度補正カーブの中間階調部分を用いて、中間階調の輝度レベル補正を行うので、低階調側及び高階調側でのみ補正カーブが急激に変化することがなく、中間階調を含めて全体に自然な映像とすることができる。すなわち、入力映像信号による画像の中間階調範囲の輝度分布がほぼ均一である場合にも、中間階調範囲と低階調範囲或いは高階調範囲との境界部において、階調の急激な変化が目立ちやすくならないので、コントラスト感を向上させながら、中間階調の変化を滑らかに見せることができる。
【０１５６】
更に、全階調範囲用の輝度補正カーブとして、出力の最小値（原点）と最大値（最高出力点）とを通過する輝度補正カーブを生成し、その生成した輝度補正カーブを用いて輝度レベル補正を行うので、表示デバイスが持つ階調再現範囲を全て使うことができ、出力において低階調側と高階調側で使用しない階調が生じることがなく、表示デバイスが持つ階調再現範囲を最大限に活用することができる。
【０１５７】
また、全階調範囲用の輝度補正カーブとして、各々直線状の複数の区間からなる輝度補正カーブ、すなわち各区間の端点（ｘｂ１、ｙｂ１）、（ｘｂ２、ｙｂ２）、（ｘｗ２、ｙｗ２）、（ｘｗ１、ｙｗ１）を変曲点とする折れ線状の輝度補正カーブを、各区間毎に１次式を用いて生成すれば良く、輝度補正カーブの生成を簡単な演算のみにより行うことができる。つまり、原点（０，０）と端点（ｘｂ１、ｙｂ１）とを結ぶ区間の輝度補正カーブは１次式（直線）で求まり、同様に、端点（ｘｂ１、ｙｂ１）と端点（ｘｂ２、ｙｂ２）とを結ぶ区間、端点（ｘｂ２、ｙｂ２）と端点（ｘｗ２、ｙｗ２）とを結ぶ区間、端点（ｘｗ２、ｙｗ２）と端点（ｘｗ１、ｙｗ１）とを結ぶ区間、端点（ｘｗ１、ｙｗ１）と最高出力点とを結ぶ区間も、それぞれ輝度補正カーブが直線で求まるので、輝度補正カーブの演算が容易である。よって、回路を簡素化及び低コスト化することができる。輝度補正カーブの滑らかさは、傾きを演算する区間の数を多くすることにより、容易に向上させることができる。
【０１５８】
〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について説明する。
【０１５９】
第４の実施形態の場合、表示装置１００の構成は上記の第１乃至第３の実施形態と同様であり、表示装置１００の動作が以下に説明するように第３の実施形態と異なる。
【０１６０】
第４の実施形態の場合の動作は、上記の第３の実施形態の場合の３−２）〜３−１１）の動作を下記の４−２）〜４−１１）の動作に置き換えたものであるため、以下では４−２）〜４−１１）の動作についてのみ説明する。
【０１６１】
４−２）先ず、低階調範囲Ｎｏ．０〜２における補正特性を直線とし、まず次式（３９）で定義する。
【０１６２】
ｙ＝ａＬ１×ｘ・・・（３９）
続いて、補正特性の傾きにあたるａＬ１を、ＹＬ１の値から、次式（４０）で決定する。
【０１６３】
ａＬ１＝（ＹＬ１−ＹｔｈＬ１）×ｅ１＋ｅ２・・・（４０）
（４０）式において、ＹｔｈＬ１は、ＹＬ１の値によって低階調側の補正を黒側に近づけるか白側に近づけるかを決めるためのしきい値である（図４参照）。
【０１６４】
また、ｅ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｅ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１６５】
ここで、図８から分かるように、ｅ１を正の値にし、しきい値ＹｔｈＬ１をＹＬ１に対して大きくするほど、低階調の画素や面積が少ない場合に分布度数ＹＬ１との差分（ＹＬ１−ＹｔｈＬ１）が小さくなり、ａＬ１が小さくなるため、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正（図８の矢印Ｃ方向への輝度補正カーブの補正）し、コントラスト感を増加させることができる。逆に、低階調の画素や面積が多い場合には低階調部の輝度を上げる補正をし（図８の矢印Ａ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１６６】
４−３）次に、低階調範囲Ｎｏ．３〜５における補正特性を直線とし、まず次式（４１）で定義する。
【０１６７】
ｙ＝ａＬ２×ｘ＋ｂＬ２・・・（４１）
続いて、補正特性の傾きにあたるａＬ２を、ＹＬ２の値から、次式（４２）で決定する。
【０１６８】
ａＬ２＝（ＹＬ２−Ｙｔｈ２）×ｆ１＋ｆ２・・・（４２）
（４２）式において、ＹｔｈＬ２は、ＹＬ２の値によって低階調側の補正を黒側に近づけるか白側に近づけるかを決めるためのしきい値であり（図４参照）、ｆ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｆ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１６９】
ここで、図８から分かるように、ｆ１を正の値にし、しきい値Ｙｔｈ２ＹＬ２に対して大きくするほど、低階調の画素や面積が少ない場合に分布度数ＹＬ２との差分（ＹＬ２−ＹｔｈＬ２）が小さくなり、ａＬ２が小さくなるため、低階調部の輝度を下げて黒伸張するように補正（図８の矢印Ｄ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を増加させることができる。逆に、低階調の画素や面積が多い場合には低階調部の輝度を上げる補正をし（図８の矢印Ｂ方向への輝度補正カーブの補正）、コントラスト感を抑制させることができる。
【０１７０】
４−４）また、ａＬ２の値と、低階調範囲Ｎｏ．０〜２の補正式の端点座標（ｘｂ１、ｙｂ１）から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＬ２を次式（４３）で決定する。
【０１７１】
ｂＬ２＝ｙｂ１−ａＬ２×ｘｂ１・・・（４３）
４−５）４−３）、４−４）の算出結果から、低階調範囲Ｎｏ．３〜５における補正式は次式（４４）となる。
【０１７２】
ｙ＝（（ＹＬ２−Ｙｔｈ２）×ｆ１＋ｆ２）×ｘ＋（ｙｂ１−（（ＹＬ２−Ｙｔｈ２）×ｆ１＋ｆ２）×ｘｂ１）・・・（４４）
４−６）次に、４−２）〜４−５）と同様に、高階調範囲の特性を以下のように決定する。
【０１７３】
高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正特性を直線とし、まず次式（４５）で定義する。
【０１７４】
ｙ＝ａＨ１×ｘ＋ｂＨ１・・・（４５）
補正特性の傾きにあたるａＨ１を、ＹＨ１の値から、次式（４６）で決定する。
【０１７５】
ａＨ１＝（ＹＨ１−ＹｔｈＨ１）×ｓ１＋ｓ２・・・（４６）
（４６）式において、ＹｔｈＨ１は、ＹＨ１の値によって高階調側の補正を黒側に近づけるか白側に近づけるかを決めるしきい値である（図４参照）。
【０１７６】
また、ｓ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｓ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１７７】
４−７）ａＨ１の値と、最高出力値座標（ｘ（ｍａｘ）、ｙ（ｍａｘ））から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＨ１を次式（４７）で決定する。
【０１７８】
ｂＨ１＝ｙ（ｍａｘ）−ａＨ１×ｘ（ｍａｘ）・・・（４７）
４−８）４−６）、４−７）の算出結果から、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式は次式（４８）となる。
【０１７９】
ｙ＝（（ＹＨ１−ＹｔｈＨ１）×ｓ１＋ｓ２）×ｘ＋（ｙ（ｍａｘ）−（（ＹＨ１−ＹｔｈＨ１）×ｓ１＋ｓ２）×ｘ（ｍａｘ））・・・（４８）
４−９）高階調範囲Ｎｏ．１０〜１２における補正特性を直線とし、まず次式（４９）で定義する。
【０１８０】
ｙ＝ａＨ２×ｘ＋ｂＨ２・・・（４９）
補正特性の傾きにあたるａＨ２を、ＹＨ２の値から、次式（５０）で決定する。
【０１８１】
ａＨ２＝（ＹＨ２−ＹｔｈＨ２）×ｔ１＋ｔ２・・・（５０）
（５０）式において、ＹｔｈＨ２は、ＹＨ２の値によって高階調側の補正を黒側に近づけるか白側に近づけるかを決めるしきい値であり（図４参照）、ｔ１は補正量を調節するための任意の係数であり、ｔ２は補正量を調節するための任意の定数である。
【０１８２】
４−１０）ａＨ２の値と、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５の補正式の端点座標（ｘｗ１、ｙｗ１）から、この階調範囲の補正カーブの切片ｂＨ２を次式（５１）で決定する。
【０１８３】
ｂＨ２＝ｙｗ１−ａＨ２×ｘｗ１・・・（５１）
４−１１）４−９）、４−１０）の算出結果から、高階調範囲Ｎｏ．１３〜１５における補正式は次式（５２）となる。
【０１８４】
ｙ＝（（ＹＨ２−ＹｔｈＨ２）×ｔ１＋ｔ２）×ｘ＋ｙｗ１−（（ＹＨ２−ＹｔｈＨ２）×ｔ１＋ｔ２）×ｘｗ１・・・（５２）
以上のような第４の実施形態によれば、上記の第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８５】
また、第４の実施形態の場合、しきい値ＹｔｈＬ１、ＹｔｈＬ２の値を適宜に調節することにより、ＹＬ１、ＹＬ２の値に応じて低階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決定することができ、同様に、しきい値ＹｔｈＨ１、ＹｔｈＨ２の値を適宜に調節することにより、ＹＨ１、ＹＨ２の値に応じて高階調側の補正を黒側に近づける補正とするか白側に近づける補正とするかを決定することができる。
【０１８６】
なお、上記の第３及び第４の実施形態では、高階調側及び低階調側で、それぞれ輝度補正カーブの傾きを複数（例えば、高階調側及び低階調側で２つずつ）の区間で演算する例を説明したが、高階調側及び低階調側で、それぞれ１つずつの区間の傾きのみを演算しても良いし、或いは、高階調側及び低階調側のうちの一方については１つの区間の傾きを、他方については複数の区間の傾きを演算しても良い。
【０１８７】
また、上記の第３及び第４の実施形態では、第２の低階調範囲及び第２の高階調範囲の範囲が上記の第１及び第２の実施形態と異なる例を説明したが、第３及び第４の実施形態においても、上記の第１及び第２の実施形態と同様の第２の低階調範囲及び第２の高階調範囲の範囲とすることができる。
【０１８８】
また、上記の各実施形態では、それぞれ輝度補正カーブを生成し、生成した輝度補正カーブを用いて輝度レベルを補正する例について説明したが、単に輝度補正カーブの特性値を生成するのに留め、該生成した特性値を用いて輝度レベルを補正することができる。
【０１８９】
また、上記の各実施形態で説明した一連の処理は、例えばＲＯＭなどの記録媒体に格納されたプログラムに従ったコンピュータ処理により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の実施形態に係るコントラスト補正回路の信号処理ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、輝度分布検出結果を示す。
【図３】第１の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、コントラスト補正特性（輝度補正カーブ）を示す。
【図４】第２の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、階調範囲別の輝度分布合計値と補正しきい値を示す。
【図５】第２の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、コントラスト補正特性（輝度補正カーブ）を示す。
【図６】第３の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、輝度分布検出結果を示す。
【図７】第３の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図であり、特に、コントラスト補正特性（輝度補正カーブ）を示す。
【図８】第４の実施形態に係るコントラスト補正方法を説明するための図である。
【図９】従来技術におけるコントラスト補正カーブを示す図である。
【符号の説明】
【０１９１】
３      非線形コントラスト補正部（全階調範囲情報生成手段、コントラスト補正手段、輝度補正情報更新手段）
５      輝度レベルヒストグラム検出部（輝度分布度数検出手段）
６      補正値生成部（低階調範囲情報生成手段、高階調範囲情報生成手段、中間階調範囲情報生成手段）
１０    コントラスト補正回路
２０    表示デバイス（表示部）
３０    表示デバイス（表示部、液晶表示パネル或いはプラズマディスプレイパネルなど）
１００  表示装置
【図１】
2006098614.tif 000003
【図２】
2006098614.tif 000004
【図３】
2006098614.tif 000005
【図４】
2006098614.tif 000006
【図５】
2006098614.tif 000007
【図６】
2006098614.tif 000008
【図７】
2006098614.tif 000009
【図８】
2006098614.tif 000010
【図９】
2006098614.tif 000011