(57)【要約】【課題】一つの画像における明部と暗部のいずれでもコントラストを改善することができ、回路負荷を低減することが可能な画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供する。【解決手段】複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成するブロックヒストグラム生成部と、対象画素が含まれるブロックと隣接するブロックの第一のヒストグラムに基づいて、対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し第二のヒストグラムを画素単位で生成する画素ヒストグラム生成部と、第二のヒストグラムの最大累積頻度と画素値の出力値の最大値が一致するように、第二のヒストグラムに基づいて画素値と画素値の出力値の関係を生成し、対象画素の画素値から出力値を算出する出力値決定部とを備える。【選択図】図２
2011124800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成するブロックヒストグラム生成部と、
対象画素が含まれるブロックの前記第一のヒストグラムと、前記対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの前記第一のヒストグラムに基づいて、前記対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成する画素ヒストグラム生成部と、
前記第二のヒストグラムの最大累積頻度と前記画素値の出力値の最大値が一致するように、前記第二のヒストグラムに基づいて前記画素値と前記画素値の出力値の関係を生成し、前記対象画素の画素値から前記出力値を算出する出力値決定部と
を備える、画像処理装置。
【請求項２】
前記ブロックヒストグラム生成部は、前記画素値に応じて前記頻度に重みづけをする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ブロックヒストグラム生成部は、前記画素値に応じて前記画素値が含まれるビンに隣接するビンに前記頻度を加算する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画素ヒストグラム生成部は、前記対象画素と前記隣接するブロックの中心との間の距離で正規化して、前記対象画素が含まれるブロックの前記第一のヒストグラムと、前記対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの前記第一のヒストグラムを混合し、前記第二のヒストグラムを生成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画素ヒストグラム生成部は、
画像全体の画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを前記複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第三のヒストグラムを生成し、
前記第三のヒストグラムを混合して前記第二のヒストグラムを生成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画素値と前記画素値の出力値の関係は、１個のビンの幅の最小画素値の頻度と最大画素値の頻度を結んだ線を連結したものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成するステップと、
対象画素が含まれるブロックの前記第一のヒストグラムと、前記対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの前記第一のヒストグラムに基づいて、前記対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成するステップと、
前記第二のヒストグラムの最大累積頻度と前記画素値の出力値の最大値が一致するように、前記第二のヒストグラムに基づいて前記画素値と前記画素値の出力値の関係を生成し、前記対象画素の画素値から前記出力値を算出するステップと
を備える、画像処理方法。
【請求項８】
複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成する手段、
対象画素が含まれるブロックの前記第一のヒストグラムと、前記対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの前記第一のヒストグラムに基づいて、前記対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成する手段、
前記第二のヒストグラムの最大累積頻度と前記画素値の出力値の最大値が一致するように、前記第二のヒストグラムに基づいて前記画素値と前記画素値の出力値の関係を生成し、前記対象画素の画素値から前記出力値を算出する手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイに画像を表示する際、広ダイナミックレンジの画像や、明暗差の大きい画像を表示すると、図６（Ａ）に示すように、輝度差が少なくコントラストの悪い部分が生じるために、画面内に表示されるものが見えづらくなることがある。例えば、図６（Ａ）の屋外と、屋外にいる人物との輝度差が少なくなったり、図６（Ａ）の屋内と、屋内にいる人物との輝度差が少なくなったりする。輝度差の少ない部分で画面内に表示されるものが見えづらくなるという現象は、明るい領域と暗い領域のいずれにおいても生じる。図６は、画像の一例を示す説明図である。
【０００３】
輝度差が少ない部分のコントラストを向上させるために、画像に対して、階調補正を施すことが一般的である。従来の階調補正に関する技術として、例えば非特許文献１がある。非特許文献１の技術では、広ダイナミックレンジの画像に対して、領域又は画素毎に階調補正する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Fr▲e▼do  Durand  and  Julie  Dorsey,  Fast  Bilateral  Filtering  for  the  Display  of  High-Dynamic-Range  Images,  In  SIGGRAPH  '02:  Proceedings  of  the  29th  annual  conference  on  Computer  graphics  and  interactive  techniques  (2002),  pp.257-266
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像処理における階調補正には、（１）ゲイン調整やガンマ補正等の線形処理によるもの、（２）ヒストグラム均等化によるものがある。
【０００６】
ゲイン調整やガンマ補正等の線形処理による階調補正では、明暗差が大きい画像について、暗部のコントラストを良くしようと調整すると明部のコントラストが犠牲になり、反対に、明部のコントラストを良くしようと調整すると暗部のコントラストが犠牲になる。また、広ダイナミックレンジの画像に対して、ゲイン調整やガンマ補正等の線形処理による階調補正をすると、補正後の画像において、ダイナミックレンジの広さが生かせなくなる。
【０００７】
ヒストグラム均等化による階調補正では、コントラストが改善するものの、輝度が不連続になるため、表示画像が不自然な画像になる。また、ヒストグラム均等化は、出力ビット数分の解析が必要であり、特に解像度の高い画像では、ハードウェア・ソフトウェアのリソースが多く要求される。更に、ヒストグラム均等化による階調補正をすると、画面全体に対して相対的に面積が少ない輝度レベルを有する領域は、コントラストが弱くなる。
【０００８】
非特許文献１のように領域又は画素毎に階調補正をする場合、通常、非常に大きなハードウェア・ソフトウェアのリソースを必要とする。
【０００９】
ところで、例えばセキュリティカメラ等を使用した監視システムでは、広ダイナミックレンジの画像や、明暗差の大きい画像でも、明るい部分と暗い部分の両方で視認性を向上させたいという要求がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、一つの画像における明部と暗部のいずれでもコントラストを改善することができ、回路負荷を低減することが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成するブロックヒストグラム生成部と、対象画素が含まれるブロックの第一のヒストグラムと、対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの第一のヒストグラムに基づいて、対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成する画素ヒストグラム生成部と、第二のヒストグラムの最大累積頻度と画素値の出力値の最大値が一致するように、第二のヒストグラムに基づいて画素値と画素値の出力値の関係を生成し、対象画素の画素値から出力値を算出する出力値決定部とを備える画像処理装置が提供される。
【００１２】
上記ブロックヒストグラム生成部は、画素値に応じて頻度に重みづけをしてもよい。
【００１３】
上記ブロックヒストグラム生成部は、画素値に応じて画素値が含まれるビンに隣接するビンに頻度を加算してもよい。
【００１４】
上記画素ヒストグラム生成部は、対象画素と隣接するブロックの中心との間の距離で正規化して、対象画素が含まれるブロックの第一のヒストグラムと、対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの第一のヒストグラムを混合し、第二のヒストグラムを生成してもよい。
【００１５】
上記画素ヒストグラム生成部は、画像全体の画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第三のヒストグラムを生成し、第三のヒストグラムを混合して第二のヒストグラムを生成してもよい。
【００１６】
上記画素値と画素値の出力値の関係は、１個のビンの幅の最小画素値の頻度と最大画素値の頻度を結んだ線を連結したものでもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成するステップと、対象画素が含まれるブロックの第一のヒストグラムと、対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの第一のヒストグラムに基づいて、対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成するステップと、第二のヒストグラムの最大累積頻度と画素値の出力値の最大値が一致するように、第二のヒストグラムに基づいて画素値と画素値の出力値の関係を生成し、対象画素の画素値から出力値を算出するステップとを備える画像処理方法が提供される。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の画素からなるブロック毎に画素値の頻度を算出し、ダイナミックレンジを複数のＮ（Ｎ＝整数）個に分割して、１個のビンの幅が複数の画素値であるＮ個のビンからなる第一のヒストグラムを生成する手段、対象画素が含まれるブロックの第一のヒストグラムと、対象画素が含まれるブロックに隣接するブロックの第一のヒストグラムに基づいて、対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度を算出し、Ｎ個のビンからなる第二のヒストグラムを画素単位で生成する手段、第二のヒストグラムの最大累積頻度と画素値の出力値の最大値が一致するように、第二のヒストグラムに基づいて画素値と画素値の出力値の関係を生成し、対象画素の画素値から出力値を算出する手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、一つの画像における明部と暗部のいずれでもコントラストを改善することができ、回路負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置１００を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る映像処理部１０２を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る映像処理部１０２の階調変換処理を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態に係るブロック毎の累積ヒストグラム生成処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係る画素単位の累積ヒストグラム生成処理を示すフローチャートである。
【図６】画像の一例を示す説明図である。
【図７】画像の分割を示す説明図である。
【図８】重みづけ係数と輝度レベルの関係及びヒストグラムを示すグラフである。
【図９】第一累積ヒストグラムを示すグラフである。
【図１０】画像内の画素及びブロックを模式的に示す説明図である。
【図１１】ヒストグラムを示すグラフである。
【図１２】トーンカーブ及び累積ヒストグラムを示すグラフである。
【図１３】複数のフレーム画像を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．一実施形態の構成
２．一実施形態の動作
【００２３】
＜１．一実施形態の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１００を示すブロック図である。
【００２４】
表示装置１００は、例えばテレビジョン受像機、モニター等である。表示装置１００は、図１に示すように、例えば映像処理部１０２と、パネル駆動部１０４と、ディスプレイパネル１０６等からなる。
【００２５】
映像処理部１０２は、映像入力信号を受けて、映像入力信号に対して画像処理を行い、表示信号を生成する。画像処理には、例えば階調補正、輪郭検出、平滑化処理等がある。映像処理部１０２は、画像処理装置の一例である。
【００２６】
パネル駆動部１０４は、映像処理部１０２で生成された表示信号を受けて、駆動信号を生成する。
【００２７】
ディスプレイパネル１０６は、例えば液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル等である。ディスプレイパネル１０６は、パネル駆動部１０４で生成された駆動信号に基づいて、映像を画面に表示する。ディスプレイパネル１０６は、複数の画素がマトリクス状に配置されている。
【００２８】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る映像処理部１０２について説明する。図２は、本実施形態に係る映像処理部１０２を示すブロック図である。
【００２９】
映像処理部１０２は、例えば照明環境が異なる領域が一つの画像に混在するような明暗差が激しい画像に対し、その照明環境の差を打ち消す方向に補正し、明るい部分と暗い部分の両方を同時にユーザーに対して見えやすくする。
【００３０】
映像処理部１０２は、ブロックヒストグラム生成部１１２と、画素ヒストグラム生成部１１４と、出力輝度レベル決定部１１６などからなる。
【００３１】
ブロックヒストグラム生成部１１２には、映像入力信号の輝度値（入力輝度レベル）が画素単位で入力される。輝度値は画素値の一例である。また、ブロックヒストグラム生成部１１２には、一つの画像をブロックに分割するための分割数が入力される。ブロックとは、複数の画素の集合である。ブロックのサイズは、例えば画像全体の１〜２％程度の面積である。なお、ブロックのサイズは、表示装置１００に設けられたメモリ等のハードウェアに応じて変更可能である。
【００３２】
ブロックヒストグラム生成部１１２は、分割数に基づいて、図７に示すように、画像全体を複数のブロックに分割する。図７は、画像の分割を示す説明図である。そして、ブロックヒストグラム生成部１１２は、ブロック毎に輝度値の頻度をカウントし、各ブロックのヒストグラムを生成する。このとき、輝度値のダイナミックレンジを複数のＮ個に分割して、第一累積ヒストグラムを生成する。即ち、第一累積ヒストグラムの１個のビンの幅は、複数の輝度値からなり、第一累積ヒストグラムは、Ｎ個のビンからなる。この第一累積ヒストグラムは、第一のヒストグラムの一例である。
【００３３】
図９には、輝度値（輝度レベル）を６個に分割した第一累積ヒストグラムを示した。図９は、第一累積ヒストグラムを示すグラフである。輝度値のダイナミックレンジの分割数Ｎは、表示装置１００に設けられたメモリ等のハードウェアに応じて変更可能である。また、分割数Ｎは、ダイナミックレンジの広さに応じて決定される。第一累積ヒストグラムの１個のビンの幅は、対数ベースにすることで、指数を用いて表される広ダイナミックレンジを包括しやすくなる。
【００３４】
ブロックヒストグラム生成部１１２は、第一累積ヒストグラムを生成する際、輝度値に応じて頻度に重みづけをする。また、ブロックヒストグラム生成部１１２は、輝度値に応じて周辺のビン、例えば隣接するビンにも頻度を加算する。各ビンの幅が広い場合、ビンと隣接するビンとの境界付近に輝度値の頻度が偏っていると、後述するトーンカーブが適切に生成されない。輝度値に応じて周辺のビンにも輝度値を加算することで、ビンに幅がある場合でも、頻度を分散させることができ、適切なトーンカーブを生成できる。
【００３５】
画素ヒストグラム生成部１１４は、対象画素が含まれるブロックの第一累積ヒストグラムと、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムを混合し、第二累積ヒストグラムを画素単位で生成する。この第二累積ヒストグラムは、第二のヒストグラムの一例である。第二累積ヒストグラムは、第一累積ヒストグラムと一致するＮ個のビンからなる。
【００３６】
第一累積ヒストグラムを混合して第二累積ヒストグラムを生成する際、第二累積ヒストグラムは、対象画素のブロック内における画素位置に依存して算出される。これより、対象画素と隣接画素との間で輝度値が不自然に不連続となることを防止できる。
【００３７】
また、画素ヒストグラム生成部１１４は、画像全体の画素値の頻度を算出し、第一累積ヒストグラムと一致するＮ個のビンからなる第三累積ヒストグラムを生成する。この画像全体の第三累積ヒストグラムは、第三のヒストグラムの一例である。画素ヒストグラム生成部１１４は、第三累積ヒストグラムを画素単位で混合して第二累積ヒストグラムを生成する。混合は、一定の割合、例えば１対１の割合で行う。
【００３８】
例えば、図１１（Ａ）のヒストグラムに示すように、一つの画像内に暗部と明部が存在している場合について考える。図１１（Ａ）は、一つの画像全体のヒストグラムを示すグラフである。このとき、明るい部分のブロックのヒストグラム（局所的なヒストグラム）は、図１１（Ｂ）に示すようになる。図１１（Ｂ）は、局所的なヒストグラムを示すグラフである。従って、画素ヒストグラム生成部１１４が画像全体の第三累積ヒストグラムを混合しない場合、第二累積ヒストグラムは、画像全体の明暗差の影響がないヒストグラムとなる。
【００３９】
また、画像全体の第三累積ヒストグラムは、動画像の場合、時定数を持たせることで、時間方向に画面全体の輝度変化を緩やかにする。これにより、動画像内の局所的な輝度変化によって、画面全体の輝度変化が影響されることを防止でき、画面全体が瞬間的に明るさを変えることを防止できる。
【００４０】
一方、図１１（Ａ）に示すような画像全体のヒストグラムと、図１１（Ｂ）に示すような局所的なヒストグラムを混合することで、図１１（Ｃ）に示すようなヒストグラムが得られる。従って、画素ヒストグラム生成部１１４が画像全体の第三累積ヒストグラムを混合する場合、第二累積ヒストグラムは、画像全体の明暗差が反映したヒストグラムとなる。
【００４１】
即ち、ブロック毎に生成された局所的な累積ヒストグラムでは、画像全体の明暗差が失われ不自然な画像になるが、画像全体の第三累積ヒストグラムを混合することによって、本来の明暗差を保持でき、自然な画像を生成できる。
【００４２】
出力輝度レベル決定部１１６は、画素毎に生成された第二累積ヒストグラムに基づいて、画素毎に入力輝度値と出力輝度値の関係（トーンカーブ）を生成する。そして、出力輝度レベル決定部１１６は、画素毎のトーンカーブに基づいて、画素毎に入力輝度値から出力輝度値を決定する。トーンカーブを生成する際、図１２に示すように、第二累積ヒストグラムの最大累積頻度、即ち画像全体の画素数を、出力輝度値の最大値と一致させる。そして、第二ヒストグラムの各ビンの頻度値に応じて出力輝度値が割り当てられる。
【００４３】
その結果、図１２に示すように、画素が存在しない入力輝度値の範囲では、トーンカーブはフラットになり、画素が存在する入力輝度値の範囲では、トーンカーブは例えば線形である。図１２は、トーンカーブ及び累積ヒストグラムを示すグラフである。トーンカーブは、図１２に示すように、各ビンの範囲内の最小画素値における累積頻度と最大画素値における累積頻度を結んだ線を、すべてのビンについて連結したものになる。出力輝度レベル決定部１１６が、全ての画素の出力輝度値を決定することによって、入力輝度値に対して階調変換された出力輝度値からなる画像が生成される。
【００４４】
＜２．一実施形態の動作＞
次に、図３を参照して、本実施形態に係る階調変換処理動作について説明する。図３は、本実施形態に係る映像処理部１０２の階調変換処理を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、図７に示すように、一つの画像を複数のブロックに分割する（ステップＳ１０１）。分割数は、予め決められた値である。
【００４６】
次に、各ブロックにおいて、図９に示すような、輝度値のダイナミックレンジをＮ個のビンに分割した第一累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ１０２）。このとき、輝度値に応じて頻度値に重みづけをする。重みづけ処理を含む第二累積ヒストグラムの生成処理については後述する。
【００４７】
その後、対象画素が含まれるブロックの第一累積ヒストグラムと、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムを混合し、第二累積ヒストグラムを画素毎に生成する。また、画像全体の画素値の頻度を算出して第三累積ヒストグラムを生成し、第三累積ヒストグラムを画素毎に混合して第二累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ１０３）。対象画素が含まれるブロックの第一累積ヒストグラムと、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムを混合する際、第二累積ヒストグラムは、対象画素のブロック内における画素位置に依存して算出される。第二累積ヒストグラムの生成処理については後述する。
【００４８】
最後に、画素毎に生成された第二累積ヒストグラムに基づいて、画素毎に入力輝度値と出力輝度値の関係（トーンカーブ）を生成し、画素毎の入力輝度値から出力輝度値を決定する（ステップＳ１０４）。全ての画素の出力輝度値が決定されることによって、入力輝度値に対して階調変換された出力輝度値からなる画像が生成される。
【００４９】
以上、一連の階調変換の処理動作によれば、映像処理部１０２は、広ダイナミックレンジ画像や明暗差の激しい画像において白飛びや黒潰れを抑制し、表示装置１００は例えば図６（Ｂ）に示すような視認性に優れた画像を表示できる。また、本実施形態の階調変換処理は、画素毎に出力輝度値を決定するが、非特許文献１による方法などと異なり、ブロック毎にヒストグラムを生成したり、少ないビンでヒストグラムを生成したりする。その結果、本実施形態の階調変換処理は、回路負荷を低減でき、非常に省リソースで実現できる。
【００５０】
［重みづけ処理］
次に、図４を参照して、本実施形態に係る重みづけ処理について説明する。図４は、本実施形態に係るブロック毎の累積ヒストグラム生成処理を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、ブロック毎に、各輝度値の画素数をカウントする（ステップＳ１１１）。各輝度値の画素数はＮ個のビンのうちいずれかに加算される。第一累積ヒストグラムを生成する際、各ビンの範囲内で、入力輝度値に応じて頻度（カウント数）に重みづけをする（ステップＳ１１２）。
【００５２】
図８は、重みづけ係数と輝度レベルの関係及びヒストグラムを示すグラフである。図８に示すヒストグラムは、１個のビンの幅が３個の輝度値からなる場合である。そして、図８では、各ビンの範囲内で中央に位置する輝度値は、重みづけ係数が１であり、各ビンの範囲内で左端又は右端に位置する輝度値は、重みづけ係数が０．６７である。ある輝度値の頻度に対して重み係数を乗じて得られる値が、重みづけされた頻度である。
【００５３】
また、各ビンの境界付近に位置する輝度値は、隣接するビンにも輝度値の頻度を加算する（ステップＳ１１３）。例えば図８では、ビンの境界付近に位置する輝度値では、重みづけ係数が０．３３として、頻度に対して重みづけ係数を乗じる。そして、重みづけされた頻度が隣接するビンに加算される。
【００５４】
以上の一連の動作によって、図９に示すような第一累積ヒストグラムがブロック毎に生成される（ステップＳ１１４）。なお、図８で示したヒストグラムの各ビンの幅は、一例であり、３個の輝度値以外であってもよい。また、重みづけ係数についても、各ビンの幅等に応じて値を決定できる。更に、重みづけされた頻度は、隣接するビンだけでなく、一つ以上のビンを間に挟んだ周辺のビンに加算されるようにしてもよい。
【００５５】
［第二累積ヒストグラムの生成処理］
次に、図５を参照して、本実施形態に係る第二累積ヒストグラムの生成処理について説明する。図５は、本実施形態に係る画素単位の累積ヒストグラム生成処理を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、累積ヒストグラムを生成する画素（以下、対象画素ともいう。）を含むブロックの第一累積ヒストグラムを算出する（ステップＳ１２１）。第一累積ヒストグラムは、例えば図４を参照して説明したステップＳ１１１〜Ｓ１１４によって算出される。次に、対象画素を含むブロックと隣接するブロック等、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ１２２）。
【００５７】
そして、図１０に示すように、対象画素と対象画素を含むブロックの中心までの距離、及び対象画素と周辺のブロックの中心までの距離を算出する（ステップＳ１２３）。図１０は、画像内の画素及びブロックを模式的に示す説明図である。図１０では、網掛けされた画素が対象画素であり、対象画素と対象画素を含むブロックの中心までの距離はＬ０、対象画素と周辺のブロックの中心までの距離はＬ１，Ｌ２，Ｌ３である。
【００５８】
次に、画素毎に、対象画素を含むブロックの第一累積ヒストグラムと、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムを距離で正規化して混合する（ステップＳ１２４）。対象画素を含むブロックのヒストグラムをＨ０、周辺のブロックのヒストグラムをＨ１，Ｈ２，Ｈ３とすると、対象画素毎に生成されるヒストグラムＨは下式で表わされる。下式では、図１０の対象画素（ｉ，ｊ）＝（４，４）の場合について示す。
【００５９】
Ｈ（４，４）＝（Ｈ０／Ｌ０＋Ｈ１／Ｌ１＋Ｈ２／Ｌ２＋Ｈ３／Ｌ３）／（１／Ｌ０＋１／Ｌ１＋１／Ｌ２＋１／Ｌ３）
【００６０】
これにより、対象画素を含むブロックの第一累積ヒストグラムと、周辺のブロックの第一累積ヒストグラムが距離で正規化して混合され、各画素位置における累積ヒストグラムが生成される（ステップＳ１２５）。即ち、対象画素のブロック内における画素位置に依存した画素値の頻度が算出され、画素毎に累積ヒストグラムが算出される。
【００６１】
また、画像全体の画素値の頻度を算出し、第一累積ヒストグラムと一致するＮ個のビンからなる第三累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ１２６）。そして、ステップＳ１２５で生成された各画素位置における累積ヒストグラムと、画像全体の第三累積ヒストグラムを、例えば一定の割合（１対１などの割合）で混合する（ステップＳ１２７）。この結果、第二累積ヒストグラムが生成される。なお、ステップＳ１２６、Ｓ１２７は、省略してもよく、その場合、ステップＳ１２５で生成された各画素位置における累積ヒストグラムが第二累積ヒストグラムとなる。
【００６２】
［フリッカーの補正について］
本実施形態では、動画像の場合、図１３（Ａ）に示すように輝度の明るいフレームＦ２，Ｆ４，Ｆ６が間に入ることで、映像の明るさが瞬間的に変化するというフリッカー現象が発生する。上述した本実施形態の一連の処理によれば、フレーム画像毎に一定の範囲の輝度レベルになるように画像全体の輝度が補正される。そのため、本実施形態は、上述した階調補正に加えて、図１３（Ｂ）に示すように、フリッカー現象を補正できる。図１３は、複数のフレーム画像を示す説明図である。即ち、本実施形態は、画面がどんな明るさであっても一定の明るさに近づけることができ、フレーム画像毎に明るさが異なる場合、フレーム画像間の明るさの差を減少させるため、フリッカー現象を低減できる。
【００６３】
従来技術では、領域又は画素毎に階調補正をする場合、通常、非常に大きなハードウェア・ソフトウェアのリソースを必要としていた。一方、本実施形態によれば、ダイナミックレンジ画像や明暗差の激しい画像において白飛びや黒潰れを抑制し、表示装置１００は例えば図６（Ｂ）に示すような視認性に優れた画像を表示できる。また、本実施形態の階調変換処理は、画素毎に出力輝度値を決定するが、ブロック毎にヒストグラムを生成したり、少ないビンでヒストグラムを生成したりすることによって、従来技術と異なり、回路負荷を低減でき、非常に省リソースで実現できる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６５】
１００      表示装置
１０２      映像処理部
１０４      パネル駆動部
１０６      ディスプレイパネル
１１２      ブロックヒストグラム生成部
１１４      画素ヒストグラム生成部
１１６      出力輝度レベル決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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