(57)【要約】【課題】高品位で高画質な映像を実現する。【解決手段】入力された映像信号に対する画質制御を行う画質制御装置（１０）において、前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段（１４）と、前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手段（１７）と、比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手段により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手段（１８）とを有することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2011151653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号に対する画質制御を行う画質制御装置において、
前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手段により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手段と、
前記閾値比較手段により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手段により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手段とを有することを特徴とする画質制御装置。
【請求項２】
前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画質制御装置。
【請求項３】
前記参照テーブル生成手段は、
輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする請求項２に記載の画質制御装置。
【請求項４】
前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画質制御装置。
【請求項５】
入力された映像信号に対する画質制御を行う画質制御方法において、
前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手順と、
前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手順により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手順と、
前記閾値比較手順により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手順により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手順とを有することを特徴とする画質制御方法。
【請求項６】
前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手順を有することを特徴とする請求項５に記載の画質制御方法。
【請求項７】
前記参照テーブル生成手順は、
輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする請求項６に記載の画質制御方法。
【請求項８】
前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手順を有することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の画質制御方法。
【請求項９】
入力された映像信号に対する画質制御をコンピュータに実行させるための画質制御プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段、
前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手段により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手段、及び、
前記閾値比較手段により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手段により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手段として機能させるための画質制御プログラム。
【請求項１０】
前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手段を有することを特徴とする請求項９に記載の画質制御プログラム。
【請求項１１】
前記参照テーブル生成手段は、
輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする請求項１０に記載の画質制御プログラム。
【請求項１２】
前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手段を有することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の画質制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画質制御装置、画質制御方法、及び画質制御プログラムに係り、特に高品位で高画質な映像を実現するための画質制御装置、画質制御方法、及び画質制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送のデジタル化、ハイビジョン放送の実用化、解像度２Ｋ４Ｋ（４０９６×２１６０画素）といわれる高品位次世代放送等映像技術の高品位、高品質化は、日進月歩で急速な進化を遂げつつある。これに伴い、受信機側でも安価で高品位な映像処理技術が求められている。しかしながら、受信機端末の需要増と相まって価格の低下が急加速化し、こうした高品位、高解像度化の動きに反し、受信機側の改善技術はさほど進化を遂げていないのが実情である。
【０００３】
なお、従来では、輝度ヒストグラムのみで画質情報を判定し、画質制御を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来手法である輝度ヒストグラムのみでの画質情報の判定では、輝度のみの制御に過ぎないため、色等の制御ができず、画質向上ができなかった。
【０００６】
つまり、現在採用されている画質改善技術は、入力された映像信号成分の単純な輝度情報のみを分析し唯一コントラスト改善のみを行っていた。したがって、種々の映像情報を的確に把握して再生いるとはいえないのが実情であり、画質改善範囲も限られたものとなっている。これにより、例えば、明るい画面での色再現範囲と暗い画面での色再現範囲は大きく異なるが、それを検出する手段がないため制御ができない状況にある。
【０００７】
例えば、モニター等の表示画面で文字情報等を見る場合には、ホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）の色温度は９３００Ｋがよく、肌色、暖系色を見る場合の色温度は６５００Ｋがよいといったことは、過去から知られていることであるが、こちらも上述と同様に最適な検出手段が存在していない。したがって、適切な制御ができていないのが実情である。
【０００８】
また、高周波成分の多い映像情報を見る場合には、直線性（Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ）の良い諧調特性で見るのが最も見やすいことが知られている。また、低周波数成分の多い映像情報での諧調特性は、コントラストを重視したダイナミック（Ｄｙｎａｍｉｃ）な映像を好む傾向にあるため、非線形カーブに諧調特性をもっていくと見やすいことも知られている。しかしながら、上述したような過去に得られた豊富でかつ最適な映像再現技術は、全てスタティック（Ｓｔａｔｉｃ）な調整でのみ実現しているのが現状である。
【０００９】
つまり、このようなスタティックな映像再現上での調整や設定は、映像内容に連動して制御することが困難であるため、従来では常に一定の補正を行っていた。したがって、暗い場面での高周波成分（例えば、闇夜の黒髪や闇夜のカラス等）が黒レベル以下に埋没して黒つぶれ現象が起こったり、中間輝度部では輝度情報の立ち上がり傾斜と色情報の立ち上がり傾斜誤差（周波数帯域差による立ち上がり傾斜タイミングのずれ等）による画質劣化現象が発生していた。
【００１０】
また、シャープネスコントロール（Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）に関しても周波数成分に関係なく一律にシャープネスのレベル（プレシュート（Ｐｒｅ−Ｓｈｏｏｔ）量、オーバーシュート（Ｏｖｅｒ−Ｓｈｏｏｔ）量）を設定しているため、低い周波数成分の時には良好な画質が得られても、高い周波数成分の時には逆に原信号とほぼ同じ幅の擬似シュート（Ｓｈｏｏｔ）信号を多く発生させるため、逆に鮮鋭度を失わせる結果になっていた。
【００１１】
また、ノイズ低減（Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）機能についても、周波数成分に無関係に一律にノイズ低減量を設定しているため、例えばノイズと高周波信号成分が近似している場合には、原信号の高周波成分そのものも同時に失われ、高解像度のディスプレイ装置を使用してもボケてしまうという不具合現象が多発していた。したがって、低い周波数成分の時に有効な画質改善技術でも高い周波数成分の時には、逆に悪さを露呈し画質が低下してしまうというトレードオフ問題が起きていた。
【００１２】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、高品位で高画質な映像を実現するための画質制御装置、画質制御方法、及び画質制御プログラム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】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１４】
請求項１に記載された発明は、入力された映像信号に対する画質制御を行う画質制御装置において、前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段（１４）と、前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手段（１４）により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手段（１７）と、前記閾値比較手段（１７）により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手段（１４）により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手段（１８）とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手段（１５）を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、複数の情報に対応させて複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成することで、映像信号の画質の改善を高精度に行うことができる。
【００１８】
請求項３に記載された発明は、前記参照テーブル生成手段（１５）は、輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、統合化した画質制御を行うことができる。したがって、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【００２０】
請求項４に記載された発明は、前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手段を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、設定用の画面を生成して表示することで、ユーザは設定条件を間違えることなく、目的とする正確な値を容易に設定することができる。
【００２２】
請求項５に記載された発明は、入力された映像信号に対する画質制御を行う画質制御方法において、前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手順（Ｓ０３）と、前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手順（Ｓ０３）により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手順（Ｓ０４）と、前記閾値比較手順（Ｓ０４）により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手順により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手順（Ｓ０６）とを有することを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【００２４】
請求項６に記載された発明は、前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手順（Ｓ０１）を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、複数の情報に対応させて複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成することで、映像信号の画質の改善を高精度に行うことができる。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、前記参照テーブル生成手順（Ｓ０１）は、輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、統合化した画質制御を行うことができる。したがって、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【００２８】
請求項８に記載された発明は、前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手順を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項８記載の発明によれば、設定用の画面を生成して表示することで、ユーザは設定条件を間違えることなく、目的とする正確な値を容易に設定することができる。
【００３０】
請求項９に記載された発明は、入力された映像信号に対する画質制御をコンピュータに実行させるための画質制御プログラムにおいて、コンピュータを、前記映像信号に含まれる画像から得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、少なくとも１つの要素におけるヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段（１４）、前記映像信号の画質制御の要否を判定するために、前記ヒストグラム生成手段（１４）により得られるヒストグラムと、前記ヒストグラム毎に予め設定された閾値とを比較する閾値比較手段（１７）、及び、前記閾値比較手段（１７）により得られる比較結果により、前記映像信号の画質制御が必要な場合に、予め設定された複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルから、前記ヒストグラム生成手段（１４）により得られるヒストグラムに対応するヒストグラムパターンを抽出し、抽出されたヒストグラムパターンに対応する制御パラメータに基づいて前記映像信号の画質を制御する画質制御手段（１８）として機能させる。
【００３１】
請求項９記載の発明によれば、高品位で高画質な映像を実現することができる。また、プログラムをインストールすることにより、汎用のパーソナルコンピュータ等で本発明における画質制御を容易に実現することができる。
【００３２】
請求項１０に記載された発明は、前記輝度情報、前記色度情報、前記色彩情報、及び前記周波数情報のそれぞれに対応させて、前記複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成する参照テーブル生成手段（１５）を有することを特徴とする。
【００３３】
請求項１０記載の発明によれば、複数の情報に対応させて複数のヒストグラムパターンを有する参照テーブルを生成することで、映像信号の画質の改善を高精度に行うことができる。
【００３４】
請求項１１に記載された発明は、前記参照テーブル生成手段（１５）は、輝度ヒストグラムパターン及び色彩ヒストグラムパターンを用いてマトリクス化した参照テーブルを生成することを特徴とする。
【００３５】
請求項１１記載の発明によれば、統合化した画質制御を行うことができる。したがって、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【００３６】
請求項１２に記載された発明は、前記閾値をユーザに設定させるための表示画面を生成する画面生成手段（１９）を有することを特徴とする。
【００３７】
請求項１２記載の発明によれば、設定用の画面を生成して表示することで、ユーザは設定条件を間違えることなく、目的とする正確な値を容易に設定することができる。
【００３８】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、高品位で高画質な映像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態における画質制御装置の機能構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態における画質制御が実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】ヒストグラム生成の概要を示す図である。
【図４】本実施形態における画質制御の内容を説明するための図である。
【図５】本実施形態の各要素におけるヒストグラムの一例を示す図である。
【図６】本実施形態における閾値比較の一例を示す図である。
【図７】本実施形態において生成されるＬＵＴの一例を示す図である。
【図８】複数のヒストグラムパターンから生成されたＬＵＴの一例を示す図である。
【図９】本実施形態における設定画面の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態における画質制御処理手順一例を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
＜本発明について＞
本発明では、従来の輝度ヒストグラムのみでの画質情報の判定による画質制御に対して、輝度の他にも色度、色彩、周波数のヒストグラム化を行い、これらを用いて詳細な情報から画質制御を行うことで、高画質化を実現する。
【００４２】
具体的には、例えば入力される映像信号成分から輝度ヒストグラム、色度ヒストグラム、色彩ヒストグラム、及び周波数ヒストグラムの４種類のヒストグラムを生成し、生成されたヒストグラム情報を分析して、任意の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ値）の設定や複数のヒストグラムパターンから制御用の参照テーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ（ＬＵＴ））を生成する。なお、本発明において、生成されるヒストグラムは、上述した４種類全てではなくてもよく、例えば従来から用いられた輝度ヒストグラム以外の他のヒストグラムのうち１種類だけでもよく、また上述した４種類のうち少なくとも２種類であってもよい。更には、上述したヒストグラム以外の画質に関するヒストグラムを生成し、そのパターンから制御用の参照テーブルを生成してもよい。
【００４３】
また、本発明では、作成された参照テーブル等を用いて、各種画質制御回路（コントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）、黒レベル（Ｂｌａｃｋ  Ｌｅｖｅｌ）、シャープネス（Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）、演色、ノイズ低減、等）を、入力された動画コンテンツ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）の映像情報に応じて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に制御する。つまり、本発明では、上述した各種のヒストグラムの検出及び制御を行う画質改善技術を提供する。
【００４４】
以下に、上述した特徴を実現するための本発明における画質制御装置、画質制御方法、及び画質制御プログラムを好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。
【００４５】
＜画質制御装置の機能構成例＞
図１は、本実施形態における画質制御装置の機能構成の一例を示す図である。図１に示す画質制御装置１０は、入力手段１１と、出力手段１２と、蓄積手段１３と、ヒストグラム生成手段１４と、参照テーブル生成手段１５と、設定手段１６と、閾値比較手段１７と、画質制御手段１８と、画面生成手段１９と、送受信手段２０と、制御手段２１とを有するよう構成されている。
【００４６】
入力手段１１は、使用者等からの映像入力指示やヒストグラム生成指示、閾値比較指示、参照テーブル生成指示、画質制御指示、送受信指示等の画質制御に関する各入力を受け付ける。なお、入力手段１１は、例えばキーボードや、マウス等のポインティングデバイス、マイク等の音声入力デバイス等からなる。
【００４７】
出力手段１２は、入力された画質制御される前の映像情報や本実施形態に係る画質制御された映像情報、入力手段１１により入力された指示内容、各指示内容に基づいて生成されたヒストグラム、参照テーブル、設定内容、閾値比較情報、画質制御データ、設定表示画面等の内容を表示したり、音声を出力する。なお、出力手段１２は、ディスプレイ等の画面表示機能やスピーカ等の音声出力機能等を有する。
【００４８】
蓄積手段１３は、入力映像や、後述する輝度情報、色度情報、色彩情報、周波数情報の各ヒストグラム、閾値比較情報、参照テーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）、画質制御情報等の各種情報、本実施形態における画質制御処理を行うための各種設定情報、画質制御処理の実行経過や結果等を蓄積する。また、蓄積手段１３は、送受信手段３０を介して外部装置等から受信した制御データや閾値比較情報、ＬＵＴ等の各種データを蓄積することができる。
【００４９】
ヒストグラム生成手段１４は、入力された映像信号の画質を決定付ける要素として、映像に含まれる画像の各画素単位で得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、予め設定された少なくとも１つの情報に対してヒストグラムを生成する。なお、ヒストグラム生成手段１４における具体的な処理については後述する。
【００５０】
参照テーブル生成手段１５は、ヒストグラム生成手段１４により得られる輝度情報、色度情報、色彩情報、及び周波数情報のうち、予め設定された少なくとも１つのヒストグラムに対応させて、それぞれのヒストグラムに対して、任意にパターン化し、そのヒストグラムパターンに応じた制御パラメータをＬＵＴとして、画質制御処理の前に設定しておく。これにより、後段の画質制御処理を高精度かつ高速に実行することができる。
【００５１】
具体的には、参照テーブル生成手段１５は、例えば輝度ヒストグラムに対しては、予め設定された複数種類の輝度ヒストグラムパターンによるＬＵＴを生成する。また、参照テーブル生成手段１５は、輝度ヒストグラムパターンのＬＵＴと同様に、色度ヒストグラムパターン、色彩ヒストグラムパターン、周波数ヒストグラムパターンに対してもそれぞれ任意に複数種類のヒストグラムパターンによるＬＵＴをそれぞれ生成する。
【００５２】
更に、参照テーブル生成手段１５は、複数のヒストグラムパターンを組み合わせてマトリックス化したＬＵＴを生成することもできる。なお、参照テーブル生成手段１５は、生成したＬＵＴを蓄積手段１３に蓄積させ、必要なときに随時読み出したり、変更することができる。
【００５３】
上述したようにＬＵＴを生成することで、本実施形態において画質制御を行う際、入力した映像からヒストグラム生成手段１４によって生成された輝度ヒストグラムが、ＬＵＴにある複数のヒストグラムパターンのうち、どれに該当するかを検出し、検出した内容から入力したヒストグラムが理想的なヒストグラムパターンになるように画質の制御を行うことにより、動的な色画質制御を高速で行うことができる。
【００５４】
また、複数のヒストグラムを用いてＬＵＴを生成し、それを利用して画質制御を行うことで、動的に統合的な画質制御を高精度に行うことができる。なお、参照テーブル生成手段１５における具体的な処理については後述する。
【００５５】
設定手段１６は、上述したヒストグラム生成手段１４において生成するヒストグラムの種類や条件、参照テーブル生成手段１５において生成するＬＵＴの条件、閾値比較手段１７における閾値等の本実施形態における画質制御に関する各種条件の設定を行う。また、設定手段１６における各種設定は、入力手段１１によりユーザ等が行い、閾値等を設定させるための画面等は画面生成手段１９により生成される。また、生成した画面等は、出力手段１２等に表示される。これにより、ユーザは、出力手段１２に表示された設定画面から各種設定を的確に行うことができる。また、設定手段１６は、ユーザ等設定された各種条件を蓄積する。なお、設定手段１６における各種設定条件等については後述する。
【００５６】
閾値比較手段１７は、ヒストグラム生成手段１４により得られる各種ヒストグラムの結果と、設定手段１６等により予め設定された各ヒストグラムに対応する任意の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）との比較を行い、その比較結果から画質制御が必要な否かを判断する。なお、閾値比較手段１７は、ヒストグラム生成手段１４により得られる最大で４種類の異なるヒストグラム検出情報から個別に画質制御を開始したり、停止したりするための閾値を予め設定する。なお、閾値の設定は、最適画質の得られる任意の位置に設定することができる。
【００５７】
画質制御手段１８は、参照テーブル生成手段１５により得られるＬＵＴに基づいて、入力される映像に対する画質を改善するよう制御する。具体的には、画質制御手段１８は、入力される映像信号から本実施形態における所定のヒストグラムを生成する。なお、所定のヒストグラムとは、輝度ヒストグラム、色度ヒストグラム、色彩ヒストグラム、及び周波数ヒストグラムのうち、少なくとも１つであり、どのヒストグラムを生成するかは、設定手段１６により予め設定され、蓄積手段１３に蓄積されている。
【００５８】
また、画質制御手段１８は、その生成されたヒストグラムを参照テーブル生成手段１７で生成された各種ヒストグラムパターンのＬＵＴと照合して、対応する１つのヒストグラムパターンを抽出する。更に、画質制御手段１８は、映像信号からのヒストグラムが、そのヒストグラムパターンと同じになるように、そのヒストグラムパターンから得られる画質制御パラメータに基づいて、映像信号の画質制御を行う。
【００５９】
これにより、画質制御手段１８は、ＬＵＴを用いて、例えばコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）、黒レベル（Ｂｌａｃｋ  Ｌｅｖｅｌ）、シャープネス（Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）、演色、ノイズ低減等の画質制御を行い、入力された動画コンテンツ等の映像情報に応じて、動的に制御することができる。
【００６０】
画面生成手段１９は、上述した設定手段１６により本実施形態に係る画質制御処理を実効する上での各種条件を、ユーザ等に設定させるための画面を生成する。また、画面生成手段１９は、生成された画面を出力手段１２により表示させる。なお、画面生成手段１９により生成される画面例については後述する。
【００６１】
送受信手段２０は、有線又は無線の通信ネットワーク等を介して制御データ、入力される映像情報、ヒストグラム、閾値比較情報、ＬＵＴ、画質改善された映像情報等の各種データを他の装置に送信したり、他の装置から各種データを受信するための通信インタフェースである。
【００６２】
制御手段２１は、画質制御装置１０における各機能構成全体の制御を行う。具体的には、制御手段２１は、入力手段１１により入力された使用者等からの入力情報に基づいて、ヒストグラムを生成したり、ＬＵＴを生成したり、ユーザ等に各種条件を設定したり、閾値を比較したり、画面を生成したり、データの送受信を行ったり、画質制御を行う等の各種制御を行う。
【００６３】
＜ハードウェア構成例＞
ここで、上述した画質制御装置１０における装置構成例について説明する。画質制御装置１０は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、サーバ等を用いることができ、本発明に係る各処理をコンピュータに実行させることができる実行プログラム（画質制御プログラム）をインストールすることにより、本発明における画質制御処理を実現することができる。
【００６４】
図２は、本実施形態における画質制御処理が実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。なお、図２は、画質制御装置１０の各構成のそれぞれに適用される。図２は、入力装置３１と、出力装置３２と、ドライブ装置３３と、補助記憶装置３４と、メモリ装置３５と、各種制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３６と、ネットワーク接続装置３７とを有するよう構成されており、これらはシステムバスＢで相互に接続されている。
【００６５】
入力装置３１は、ユーザが操作するキーボード及びマウス等のポインティングデバイスを有しており、ユーザからのプログラムの実行等、各種操作信号を入力する。出力装置３２は、本発明における処理を行うためのコンピュータ本体を操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、ＣＰＵ３６が有する制御プログラムによりプログラムの実行経過や結果等を表示することができる。また、出力装置３２は、プリンタ等の機能を有していてもよく、その場合には、本実施形態において取得可能な各種情報を紙等の印刷媒体に印刷して、ユーザ等に提供することもできる。
【００６６】
ここで、本発明において、コンピュータ本体にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体３８等により提供される。プログラムを記録した記録媒体３８は、ドライブ装置３３にセット可能であり、記録媒体３８に含まれる実行プログラムが、記録媒体３８からドライブ装置３３を介して補助記憶装置３４にインストールされる。なお、記録媒体３８としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外でも、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【００６７】
また、補助記憶装置３４は、ハードディスク等のストレージ手段であり、本発明における実行プログラムや、コンピュータに設けられた制御プログラム、本実施形態において生成又は設定されるヒストグラムやＬＵＴ、閾値、処理を実行した経過や結果等の各種データを蓄積し、必要に応じて入出力を行うことができる。
【００６８】
メモリ装置３５は、ＣＰＵ３６により補助記憶装置３４から読み出された実行プログラム等を格納する。なお、メモリ装置３５は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる。
【００６９】
ＣＰＵ３６は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、及びメモリ装置３５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や各ハードウェア構成部とのデータの入出力等、コンピュータ全体の処理を制御して、画質調整等における後述する各処理を実現することができる。なお、ＣＰＵ３６は、プログラムの実行中に必要な制御パラメータや入力される設定情報等の各種情報等を、補助記憶装置３４から取得することができ、またプログラムにより実行された結果や上述の各種情報等を補助記憶装置３４に蓄積することができる。
【００７０】
ネットワーク接続装置３７は、通信ネットワーク等と接続することにより、実行プログラムを通信ネットワークに接続されている他の端末等から取得したり、プログラムを実行することで得られた実行結果又は本発明における実行プログラム自体を他の端末等に提供することができる。また、ネットワーク接続装置３７によりネットワーク上に接続された外部装置等から入力される映像信号成分やＬＵＴ、閾値等の各種設定情報等を取得することができる。
【００７１】
上述したような装置構成により、本発明における画質制御処理を実行することができる。また、プログラムをインストールすることにより、汎用のパーソナルコンピュータ等で本発明における画質制御処理を容易に実現することができる。
【００７２】
＜ヒストグラム生成＞
ここで、上述したヒストグラム生成手段１４におけるヒストグラム生成の具体例について説明する。図３は、ヒストグラム生成の概要を示す図である。まず従来では、図３（Ａ）に示すように、入力信号に対して輝度ヒストグラムのみで画質情報を判定し、その判定結果により、例えば「Ｃｏｎｔｒａｓｔ」、「Ｂｒｉｇｈｔ」、「Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ」、「Ｃｏｌｏｒｓ」、「Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ」、「Ｃｏｌｏｒ  ｐｈａｓｅ」、「Ｎ．Ｒ（Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）」等の画質制御を行っていた。
【００７３】
しかしながら、従来の輝度ヒストグラムのみでの判定では、輝度情報のみを用いた制御に過ぎないため色等の制御ができず、画質向上も実現できていなかった。したがって、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、輝度ヒストグラムの他にも、映像を決定する主要素であるヒストグラムを生成し、その生成された１又は複数のヒストグラム値を取り入れて入力信号に対する画質制御を行うことにより、更なる画質向上を実現する。
【００７４】
ここで、具体的に説明すると、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、例えば映像を決定する４種類の主要素である輝度、色度、色彩、周波数情報のうち、少なくとも１つの情報を取り入れてヒストグラムを生成する。そして、得られた輝度ヒストグラム、色度ヒストグラム（ｓｃａｌａｒ）、色彩ヒストグラム（ｖｅｃｔｏｒ）、及び周波数ヒストグラムのうち、何れか１つ又は複数の情報から判定を行い、入力信号の画質（「Ｃｏｎｔｒａｓｔ」、「Ｂｒｉｇｈｔ」、「Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ」、「Ｃｏｌｏｒｓ、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ」、「Ｃｏｌｏｒ  ｐｈａｓｅ」、「Ｎ．Ｒ」等）を制御する。
【００７５】
これにより、従来の情報判定で用いていた輝度の他にも、色度、色彩、周波数から得られるヒストグラムの情報に基づいて画質制御を行うことができるため、更に最適な高画質にすることができる。
【００７６】
ここで、図４は、本実施形態における画質制御の内容を説明するための図である。なお、図４（Ａ）は、縦４８０×横６４０ピクセルの画像例を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す画像の画素毎の暗（黒）から明（白）（最大１００％）までの色の明るさ（横軸）に対する度数（縦軸）を示している。
【００７７】
また、図４（Ａ）中の点の領域が黒領域を示しており、中央の枠で囲まれた領域内が白領域を示している。なお、本実施形態において、画質制御装置１０に入力される映像に含まれる画像は、図４（Ａ）に示すモノクロ画像に限定されず、カラー画像も含まれる。
【００７８】
例えば、図４（Ａ）に示すような画像があった場合、画素の１つ１つには明るさがあり、黒い部分又は白い部分にも様々な諧調がある（例えば、明るい黒と暗い黒等）。したがって、本実施形態では、図４（Ａ）に示す画像に含まれる各画素の１つ１つの明るさの情報を取り込み、図４（Ｂ）に示すような度数分布を用いたヒストグラム化を行い、その情報値から画像の状態を読み取って、例えばコントラストやブライトネス等の画質の制御を行う。
【００７９】
また、本実施形態では、上述した輝度と同様に、色度、色彩、周波数についても１つ１つの画素から画質情報を取り込み、それをヒストグラム化して、得られた情報値から上述した図３（Ｂ）に示すような画質を制御する。
【００８０】
＜ヒストグラム例＞
次に、本実施形態におけるヒストグラムの具体例について図等を用いて説明する。上述したように、本実施形態では、入力された映像信号成分を輝度情報、色度情報、色彩情報、周波数情報の４種類の映像成分の個々のヒストグラム頻度やヒストグラムパターンによってコントラスト制御や黒レベル制御、シャープネス制御、色度ＨＳＶ（Ｈｅｗ、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ、Ｖｅｃｔｏｒ）制御、ノイズ制御等の画質制御を行い、高品位で高画質な映像再現を実現する。
【００８１】
上述したヒストグラム生成手段１４は、映像信号を入力すると、例えば４種類のヒストグラムを検出する検出回路に入力し、第１の輝度ヒストグラム検出、第２の色度ヒストグラム検出、第３の色彩ヒストグラム検出、及び第４の周波数ヒストグラム検出を同時に行って、４種類のヒストグラムデータを抽出する。なお、ヒストグラムの検出は、全て１画面分で入力信号の解像度情報全てと解釈することができる。具体的には、例えば、ＶＧＡならば、「６４０×４８０＝３０７２００」となり、約３０万のヒストグラム頻度となる。
【００８２】
ここで、図５は、本実施形態の各要素におけるヒストグラムの一例を示す図である。図５（Ａ）に示す輝度ヒストグラムは、横軸に輝度情報を示し、縦軸に出現頻度を示している。また、図５（Ａ）は、例えば出現頻度数が約３０万画素の輝度分布を０〜１００ＩＲＥまでの輝度分布として１画面から抽出し、そのヒストグラムを検出したものである。このようにして生成したヒストグラムは、主に輝度やコントラスト機能を制御するために使用される。なお、本実施形態において、輝度情報は、例えばＹ，Ｕ，Ｖ信号中のＹ信号から輝度諧調レベル値の頻度を取得している。
【００８３】
また、図５（Ｂ）に示す色度ヒストグラムは、横軸に色度情報（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）を示し、縦軸に出現頻度数を示している。また、図５（Ｂ）は、例えば出現頻度数が約３０万画素の色度分布を色彩０度から３６０度までの色度分布として１画面から抽出し、そのヒストグラムを検出したものである。このようにして生成したヒストグラムは、主に個別色彩単位での色飽和度等を制御するために使用される。なお、本実施形態において、色度情報は、例えばＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｆｌｅｓｈ  Ｔｏｎｅ（肌色）等の各色飽和度諧調レベル値の頻度を取得する。その際、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｍの色相範囲は、例えば基準色相値の約±５°程度の範囲とする。なお、上記範囲は、表示画面の性能やユーザの嗜好の観点等により任意に変更してもよい。
【００８４】
また、図５（Ｃ）に示す色彩ヒストグラムは、出現頻度数が約３０万画素の色彩分布を、色彩０度から３６０度までの任意の色相間隔で分類し、色彩情報の出現頻度をヒストグラムとして検出したものである。このようにして生成したヒストグラムは、例えばフレッシュトーン（Ｆｌｅｓｈ  Ｔｏｎｅ）等の色彩諧調等を制御するために使用される。なお、本実施形態において、色彩情報は、例えば最小１°単位で頻度取得が可能であるが、この範囲は任意に変更することができる。
【００８５】
また、図５（Ｄ）に示す周波数ヒストグラムは、横軸に周波数情報を示し、縦軸に出現頻度を示している。また、図５（Ｄ）は、例えば出現頻度数が約３０万画素の周波数成分分布を低周波から高周波の全帯域まで任意の周波数間隔で分類し、その出現頻度をヒストグラムとして検出したものである。このようにして生成したヒストグラムは、例えばシャープネスやノイズ等を制御するために使用される。
【００８６】
＜閾値比較＞
次に、上述した閾値比較手段１７における閾値比較例について図等を用いて説明する。図６は、本実施形態における閾値比較の一例を示す図である。なお、図６（Ａ）は、図５（Ａ）に示す輝度ヒストグラムに対する閾値の設定例を示し、図６（Ｂ）は、図５（Ｃ）に示す色彩ヒストグラムにおける閾値比較の一例を示している。なお、各閾値は、上述した設定手段１６により設定される。
【００８７】
つまり、設定手段１６は、閾値として、図６（Ａ）に示す直線ａ〜ｃ、図６（Ｂ）に示す直線ｄ又は色彩間隔２８０〜３１０度といった各ヒストグラムにおける閾値を設定し、各ヒストグラムが閾値の範囲に属するか否かを基準として、それぞれのヒストグラムを用いた画質制御の要否を判断する。
【００８８】
例えば図６（Ａ）の場合には、輝度ヒストグラムの閾値比較において、ヒストグラム輝度の閾値ａ以下の場合や閾値ｂ以上である場合、度数が閾値ｃ以上の場合には、画質制御を行うといった制御を行う。また、例えば図６（Ｂ）の場合には、色彩間隔２８０〜３１０度の範囲内で、閾値ｄを以上の場合には、画質制御を行うといった制御を行う。
【００８９】
なお、図５（Ａ）,（Ｂ）に示す例の他にも、上述した４種類のヒストグラムデータに対しては、個別に制御開始の基準点である閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を設定することができる。本実施形態では、この閾値を基準として各ヒストグラムと比較し、その比較結果に基づいて画質制御手段１８による画質制御を行う。
【００９０】
なお、本実施形態において、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す例以外のヒストグラム（色度、周波数）に対する閾値設定の例としては、例えば、色度については、基準としてＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｙ，Ｍｇ等の領域で、中心から約±３０°程度の範囲で閾値の設定を推奨し、各色毎にプライオリティを付けて重み付けを行うことができる。また、周波数については、信号成分の情報解像度と表示画面の解像度とによって閾値設定が異なる。例えば、低解像度品位の場合には、周波数閾値が約１〜３ＭＨｚ付近を推奨し、高解像度品位の場合には、周波数閾値が約３〜５ＭＨｚ付近を推奨する。
【００９１】
＜画質制御について＞
本実施形態では、閾値比較手段１７において、画質制御が必要であると判断された場合、参照テーブル生成手段１５により生成された複数のＬＵＴのうち、少なくとも１つを用いて画質制御を高速に実行することができる。
【００９２】
ここで、上述した画質制御手段１８が具備する画像を制御するための機能としては、例えば、コントラストエンハンス（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｅｎｈａｎｃｅｒ）機能、カラーエンハンス（Ｃｏｌｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅ）機能、シャープネス（Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）機能、ノイズ削減（Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｅｒ）機能等がある。
【００９３】
例えば、コントラストエンハンス機能としては、一般的に知られているゲイン曲線（Ｇａｉｎ  Ｃｕｒｖｅ）の非線形制御であるγ補正曲線と同様の機能で映像の平均輝度を中心にＳ字曲線を描くことが一般的である。
【００９４】
更に、黒レベルを補正するＢｌａｃｋ  Ｓｔｒｅｔｃｈ機能、白レベルを補正するＷｈｉｔｅ  Ｐｅａｋ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ、文字情報をきれいにするＢｌｕｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ機能、例えば空に浮かぶ雲等を美しくするＷｈｉｔｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ機能、黒のＰｅｄｅｓｔａｌ情報をオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）させるＢｌａｃｋ  ｌｅｖｅｌ  Ｓｈｉｆｔ機能（Ａｕｔｏ  Ｐｅｄｅｓｔａｌ機能）等も含まれる。
【００９５】
また、カラーエンハンス機能として、個別色相単位で飽和度を変える色飽和度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）制御機能、個別色相単位で色相諧調を変える色彩制御機能、輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）と色（Ｃｏｌｏｒ）の立ち上がり、立ち下がりタイミング（Ｔｉｍｉｎｇ）を補正するＹ−Ｃ  Ｄｅｌａｙ調整機能、輝度と色との飽和度比率を制御するトラッキング（Ｔｒａｃｋｉｎｇ）機能等がある。
【００９６】
また、シャープネス機能としては、パルス状の立ち上がり、立ち下がりを明瞭化するためのＥｄｇｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｒとして、プレシュート（Ｐｒｅ−Ｓｈｏｏｔ）／オーバーシュート（Ｏｖｅｒ−Ｓｈｏｏｔ）の量と幅を制御する機能等がある。
【００９７】
更に、Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｅｒ機能としては、高周波ノイズを削減するＮ．Ｒ機能があり、特に低周波成分が多い時に大きく動作させる。高周波成分が多い時にＮ．Ｒをかけると解像度が落ちる。
【００９８】
以上ようなの画質機能を上述した４種類のヒストグラムの制御ポイントである閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を個別に設定し、更に参照テーブル（ＬＵＴ）を利用することにより、その設定画質の最適化を迅速に行うことができる。また、本実施形態では、４種類のヒストグラムのうち、複数を組み合わせたマルチヒストグラムを用いてＬＵＴを生成しておき、それを利用して画質制御を効率的に行うこともできる。
【００９９】
なお、本実施形態における画質制御の具体例としては、例えば、輝度の高い情報が多い場合には、黒の方にシフトさせ全体の諧調を見やすくする。輝度の低い情報が多い場合には、白の方にシフトさせ全体の諧調を見やすくさせる。中間輝度の情報が多い場合には、黒と白の方へ引き伸ばし全体の諧調を見やすくする。
【０１００】
また、赤色系統の色情報が多い場合には、色温度を下げ、赤系統の色飽和度を強調する。青系統の色情報が多い場合には、色温度を上げ、青系統の色飽和度を強調する。緑系統の色情報が多い場合には、色温度を固定（基準値）し、緑色系統の色飽和度を強調させる。また、特徴付けしたい色情報に関しても、好みの色温度や色飽和度に設定することができる。
【０１０１】
更に、低い周波数成分が多い場合には、ノイズキャンセラーを大きくかけてＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）をよくする。また、高い周波数成分が多い場合は、ノイズキャンセラーをあまりかけず高解像度化を実現させる。なお、本実施形態における画質制御の具体例は上述した内容に限定されるものではなく、予め設定された他の画質制御を行うこともできる。
【０１０２】
＜本実施形態におけるＬＵＴの生成について＞
次に、本実施形態におけるＬＵＴの生成について説明する。ＬＵＴの生成は、上述した設定手段１６における各種設定条件等に基づいて、参照テーブル生成手段１５で行われる。
【０１０３】
本実施形態におけるＬＵＴは、１又は複数のヒストグラムデータに基づいて、その特性をパターン化してＬＵＴを生成する。
【０１０４】
なお、ヒストグラムを用いて画質制御を行う場合には、複雑化してしまう制御体系を簡単化する必要がある。そこで、本実施形態では、任意のＬＵＴのパターンを設定し、入力された信号から得られるヒストグラムに対して最も近似したパターンを選択することで画質制御を行う。
【０１０５】
ここで、上述した内容を実現するためのＬＵＴ例（２例）について、以下に説明する。なお、２例のうち１つは、輝度、コントラストを中心として制御する輝度系ヒストグラムパターンをＬＵＴとして示したものであり、もう１つは、色度、色彩を中心とした色度系ヒストグラムパターンをＬＵＴとして示したものである。本実施形態におけるＬＵＴでは、入力される映像から生成されるヒストグラムデータを、事前に作成されたヒストグラムパターン（ＬＵＴ）と照合して、常に最良な画質が得られるように制御パラメータを設定する。
【０１０６】
図７は、本実施形態において生成されるＬＵＴの一例を示す図である。なお、図７（Ａ）は、輝度ヒストグラム（Ｌｉｍｉｎａｎｃｅ  Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）に対するＬＵＴの一例を示し、図７（Ｂ）は、カラーヒストグラム（Ｃｏｌｏｒ  Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）に対するＬＵＴの一例を示している。なお、図７（Ａ），（Ｂ）に示すＬＵＴは、出力手段１２により表示してユーザに確認させることもできる。
【０１０７】
図７（Ａ）では、代表的な１２パターンの輝度ヒストグラムパターンの一例を示しており、その１２パターンは、「ＳＴＤ  Ｇ」，「Ｗｉｄｅ＆Ｂｒｏｒｄ  Ｇ」，「Ｎａｒｒｒｏｗ  Ｇ」，「Ｗｉｄｅ  Ｍ」，「Ｎａｒｒｏｗ  Ｍ」，「Ｓｐｌｉｔ  Ｐｅａｋ」，「Ｗｈｉｔｅ  Ｇ」，「Ｗｈｉｔｅ  Ｐｅａｋ」，「Ｗｈｉｔｅ  Ｋｉｎｋ（跳ね返り）」，「Ｂｌａｃｋ  Ｇ」，「Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｋ」，「Ｂｌａｃｋ  Ｋｉｎｋ」等を設定することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【０１０８】
また、上述の輝度ヒストグラムパターンでの制御については、例えば以下に示す条件を用いる。
（１）暗い部分（図７（Ａ）に示す「Ａ１」）と中間輝度（図７（Ａ）に示す「Ａ２」）と明るい部分（図７（Ａ）に示す「Ａ３」）との３つのエリアで判定する。
（２）暗い部分は、「Ｂｌａｃｋ  Ｓｔｒｅｔｃｈ」やＳ字曲線で補正する。
（３）中間部はＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）連動型でのＳ字曲線補正を行う。
（４）明るい部分は、低ＡＰＬではピーク輝度を保持し、高ＡＰＬではＳ字曲線とＷＰＳ（Ｗｈｉｔｅ  Ｐｅａｋ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ）補正を行う。
【０１０９】
上述した各種条件を画質制御パラメータとして複数のヒストグラムパターンのそれぞれに対応させて設定しておき、このパラメータを基本として入力される映像信号に対する画質制御を行う。具体的には、輝度ヒストグラムのパターンを１２パターンのヒストグラムパターンを設定し、ＬＵＴを生成して画質制御することで、入力される映像信号に対して動的な輝度及びコントラスト制御を高精度かつ高速で行うことができる。
【０１１０】
なお、従来では、輝度情報の用いた画質制御が存在するが、本実施形態に示すように、入力される映像信号から輝度ヒストグラムを生成し（例えば、図７（Ａ）に示す点線ヒストグラム）、上述したヒストグラムパターン（例えば、図７（Ａ）に示す実線ヒストグラム）と照合して、対応するヒストグラムパターンを抽出し、その実線ヒストグラムの誤差がなくなるように画質制御パラメータを生成して、そのパラメータを用いて画質制御を行うという手法は行われていない。また、本実施形態では、この手法を輝度だけでなく、上述した色度、色彩、周波数についても同様に行うことで、より高精度かつ高速に画質制御を行うことができる。
【０１１１】
また、図７（Ｂ）では、代表的な１０パターンの色度、色彩ヒストグラムパターンの一例を示しており、その１０パターンは、「ＳＴＤ  Ｒ（Ｒｅｄ）」，「ＳＴＤ  Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）」，「ＳＴＤ  Ｂ（Ｂｌｕｅ）」，「ＳＴＤ  Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）」，「ＳＴＤ  Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）」，「ＳＴＤ  Ｃ（Ｃｙａｎ）」，「Ｃｏｏｌ  Ｔｏｎｅ」，「ＧＣＣ（Ｇｒｅｅｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）」，「Ｗａｒｍ  Ｔｏｎｅ」，「Ｆｌｅｓｈ  Ｔｏｎｅ」等を設定することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【０１１２】
また、図７（Ｂ）の例では、代表的な１０パターンの色度、色彩ヒストグラムパターンでの制御については、例えば以下に示す条件を用いる。
（１）Ｗａｒｍ、Ｇｒｅｅｎ、Ｃｏｏｌの３つの代表的な色彩エリア（±３０度）で判定する。
（２）Ｗａｒｍが支配的な時は、ホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）６５００付近でフレッシュトーン（Ｆｌｅｓｈ  Ｔｏｎｅ）諧調補正を行う。
（３）Ｇｒｅｅｎが支配的な時は、ホワイトバランス９３００付近でグリーントーン（Ｇｒｅｅｎ  Ｔｏｎｅ）諧調補正を行う。
（４）Ｃｏｏｌが支配的な時は、ホワイトバランス１２０００付近でブルートーン（Ｂｌｕｅ  Ｔｏｎｅ）諧調補正を行う。
【０１１３】
上述した各種条件を画質制御パラメータとして複数のヒストグラムパターンのそれぞれに対応させて設定しておき、このパラメータを基本として入力される映像信号に対する画質制御を行う。具体的には、色彩ヒストグラムのパターンを１０パターンのヒストグラムパターンを設定し、ＬＵＴを生成して画質制御することで、入力される映像信号に対して動的な色画質制御を高精度かつ高速で行うことができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、ＬＵＴからすでに設定されている任意の制御パラメータを対応するパターンに併せて引き出すことで画質制御を行うことができる。
【０１１５】
但し、ここで注意する点は、ホワイトバランス６５００時の白補正（きれいな白が得られない）、ホワイトバランス９３００、１２０００時の赤色補正（きれいな赤が得られない）が重要なポイントとなることである。この場合の白補正には、ブルーストレッチ（Ｂｌｕｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ）補正、ホワイトストレッチ（Ｗｈｉｔｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ）補正が有効であり、赤色補正には、フレッシュトーン補正が有効となる。なお、以上の操作を予め設けられた蓄積手段１３等に蓄積しておけば、即座に手順通り行うことで最適でかつ有効な高画質設定が行うことができる。
【０１１６】
つまり、本実施形態では、例えば、入力される映像信号に含まれる画像に対して、上述したＬＵＴのうち、どのヒストグラムの波形に該当するかを分析し、上述した輝度ヒストグラムの１２パターン及び色彩ヒストグラムの１０パターンからそれぞれ１つのパターンを選択し、各パターンの組み合わせ毎に設定された画質制御内容を適用してその画質を調整する。なお、上述したＬＵＴは一例であり、他のＬＵＴを生成して対応することもできる。また、各ＬＵＴにおけるパターンの数は、上述した数に限定されるものではなく、目的とする画質精度や解像度、装置の処理性能等に応じて任意に設定することができる。
【０１１７】
更に、本実施形態では、複数のヒストグラムパターンを組み合わせて１つのＬＵＴを生成し、その生成したＬＵＴを利用して画質制御を行うことができる。以下にその内容について説明する。次に、図８は、複数のヒストグラムパターンから生成されたＬＵＴの一例を示す図である。図８に示すＬＵＴ例は、縦軸に輝度ヒストグラムパターン（計１２パターン）を示し、横軸に色度ヒストグラムパターン（計９パターン）を示している。
【０１１８】
図８に示すように、入力される映像情報から輝度情報と色度情報のそれぞれのヒストグラムを取得し、その内容を図７（Ａ），（Ｂ）に示すヒストグラムパターンと照合し、得られたそれぞれのパターンを図８に示すＬＵＴに当てはめることで、予め設定されるＡ〜Ｆの制御パラメータのうち、該当するヒストグラムパターンの制御パラメータを抽出し、その内容に基づいて画質制御を行うことができる。
【０１１９】
但し、ここで注意する点は、例えばホワイトバランス６５００時の白補正（きれいな白が得られない）、ホワイトバランス９３００、１２０００時の赤色補正（きれいな赤が得られない）が重要なポイントとなる。この場合、白補正には、ブルーストレッチ（Ｂｌｕｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ）補正、ホワイトストレッチ（Ｗｈｉｔｅ  Ｓｔｒｅｔｃｈ）補正が有効であり、赤色補正には、フレッシュトーン補正が有効である。このような処理も、図８に示すようなＬＵＴ方式によりそれぞれ制御パラメータを対応付けておくことにより、即座に制御が可能となる。
【０１２０】
つまり、図８に示す輝度ヒストグラムと色彩ヒストグラムのパターンを組み合わせてマトリックス化し、そのＬＵＴを用いて画質制御を行うことにより、動的に統合化画質制御を行うことができる。なお、以上の操作を蓄積手段１３等に蓄積しておけば、即座に手順通り行うことで最適でかつ有効な高画質設定が行うことができる。
【０１２１】
なお、上述した本実施形態におけるＬＵＴの生成については、上述した４種類（輝度、色度、色彩、周波数）の各ヒストグラムパターンのうち複数を組み合わせたＬＵＴを生成することで、より最適でかつ有効な高画質設定が実現できる。
【０１２２】
ここで、上述の組み合わせの例としては、例えば輝度が高い場合に色飽和度を強調させ、輝度が低い場合に色飽和度を押さえる。また、同様に輝度が高い場合にＮｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎを弱くかけ、輝度が低い場合にＮｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎを大きくかける。また、高い周波数成分が多い場合に色飽和度を基準より小さくし、低い周波数成分が多い場合に色飽和度を基準より大きくする。更に、ＲＧＢの色原色成分が多い場合に色飽和度を強調させ、ＣＹＭの色成分が多い場合に色飽和度を低下させる。
【０１２３】
なお、上述した本実施形態における組み合わせの例は上述した内容に限定されるものではなく、予め設定された他の組み合わせで画質制御を行うこともできる。
【０１２４】
＜画面生成手段において生成される設定画面例＞
次に、上述の画質制御を行うために画面生成手段において生成される設定画面例について説明する。
【０１２５】
図９は、本実施形態における設定画面の一例を示す図である。なお、図９（Ａ）は、輝度ヒストグラムによる輝度補正ＬＵＴの動的制御の各種条件を設定する画面例を示し、図９（Ｂ）は、色度ヒストグラムによる色度補正ＬＵＴの動的制御の各種条件を設定する画面例を示し、図９（Ｃ）は、色彩ヒストグラムによる色彩補正ＬＵＴの動的制御の各種条件を設定する画面例を示している。
【０１２６】
なお、これらの画面は、上述した出力手段１２等に表示され、ユーザ等により設定手段１６を用いて各種条件が設定される。
【０１２７】
図９（Ａ）に示す設定画面４０−１において、オリジナルヒストグラム（「Ｏｒｉｇｉｎａｌ  Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ」）表示領域４１には、入力された映像に含まれるもとの画像の輝度ヒストグラムがグラフ表示される。
【０１２８】
ここで、本実施形態では、設定手段１６における動作仕様として、オリジナルヒストグラム表示領域４１における輝度ヒストグラムの横軸（輝度）を５領域に分割し、左からそれぞれ“Ｄａｒｋ”，”Ｌｏｗ”，”Ｍｉｄｄｌｅ”，”Ｈｉｇｈ”，”Ｂｒｉｇｈｔ”と定義することができる。なお、上述の５領域は、本発明においては特に制限されるものではなく、例えば“Ｌｏｗ”，”Ｍｉｄｄｌｅ”，”Ｈｉｇｈ”の３領域としてもよい。この場合、分割した各領域の位置（範囲）、閾値等を重ねて表示することができる（例えば、図９（Ａ）に示す分割領域４２−１（“Ｌｏｗ”）〜４２−３（”Ｈｉｇｈ”））。
【０１２９】
なお、輝度が閾値を超えている領域は、例えば赤色で表示する等、他の領域とは異なる強調表示を行うことで、閾値を超えている領域を視覚的に区別して明確にすることができる。上述した本表示のヒストグラムに基づいて輝度補正ＬＵＴの動的制御を行うことができる。
【０１３０】
また、分割領域の設定は、分割設定領域４３において、ユーザが入力手段１１等により条件の入力を行う。なお、分割設定領域４３において、”Ｎｏｒｍａｌ”とは、そのような分割領域がない（ＯＮ／ＯＦＦ設定をチェックしていない）ことを示す。
【０１３１】
分割された各領域に対する領域幅及び閾値は、設定画面４０−１に含まれる「Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」設定領域４４と「Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（閾値）」設定領域４５とを用いて設定する。また、「Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」設定領域４４では、５領域の幅（実際には領域の左端）を設定する。なお、Ｄａｒｋの左端は、０（固定）となる。
【０１３２】
また、「Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（閾値）」設定領域４５は、各分割された領域に対する閾値を設定する。ここで、閾値の単位は、画面内全画素数ｍに対する「％」である。例えば、閾値をｔｈとした場合、その領域にｍ×ｔｈ／１００個以上の画素数があった場合は閾値を超えたと判断する。
【０１３３】
また、各領域と領域の組み合わせに対して、それぞれ輝度補正ＬＵＴを割り当てることができる。また、分割領域間においてＬＵＴを切り替える条件は、その領域内の輝度が閾値を超えた場合或いは領域間を組み合わせる場合等である。
【０１３４】
また、上述した各分割領域において、優先度を設けておいてもよく、例えば、ＤａｒｋとＢｒｉｇｈｔの優先度は、その他のＬｏｗ，Ｍｉｄｄｌｅ，Ｈｉｇｈより高くすることができる。つまり、Ｄａｒｋ領域とＢｒｉｇｈｔ領域とが閾値を超えていれば、Ｌｏｗ，Ｍｉｄｄｌｅ，Ｈｉｇｈの領域での状態に関係なく、条件はＤａｒｋ、Ｂｒｉｇｈｔ或いはその組み合わせ（Ｄａｒｋ＋Ｂｒｉｇｈｔ）の何れかとなる。
【０１３５】
また、図９（Ａ）におけるＳｃａｌｅ（スケール）の設定については、ヒストグラムのグラフの縦軸上端に相当する値を、スライダ４６或いはエディットボックス４７で任意に変更することができる。これにより、表示される時のヒストグラムの高さを変更することができる。また、図９（Ａ）において、「Ｒａｎｇｅ  ｏｆ  Ｓｃａｌｅ」は、Ｓｃａｌｅ用のスライダの可変範囲の最大値を編集することができる。
【０１３６】
更に、「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｃｏｕｎｔｉｎｇ  Ｓｅｔｔｉｎｇ」領域４８において、「Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ」は、動的制御する周期（ヒストグラムを読み込み、条件をチェックする周期）をｍｓｅｃで設定する。また、「Ｔｉｍｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」は、指定された回数分、Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを超えた条件が続けば輝度補正ＬＵＴを切り替える。
【０１３７】
なお、上述した設定画面４０−１を用いて設定された内容は、「Ｓａｖｅ」ボタン４９を選択（例えば、マウス等の入力手段１１でボタンをクリック）することで、蓄積手段１３等に保存しておくことができ、必要に応じて読み出すこともできる。
【０１３８】
また、図９（Ｂ），（Ｃ）についても上述したのと同様に設定することができる。なお、図９（Ｂ），（Ｃ）に示す設定画面４０−２，４０−３では、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｒ」として、色度、色彩ヒストグラムによる輝度補正ＬＵＴの動的制御の各種条件を設定する。
【０１３９】
ここで、上述した領域の分割行う場合には、ヒストグラムの横軸（色彩０度から３６０度）は、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，Ｓｋｉｎの位置を中心に７領域に分割することができる（Ｍａｇｅｎｔａ，”Ｒｅｄ”，”Ｓｋｉｎ”，”Ｙｅｌｌｏｗ”，Ｇｒｅｅｎ”，”Ｃｙａｎ”，”Ｂｌｕｅ”）。但し、輝度ヒストグラムとは異なり各領域間に隙間がある状態で定義することができる。なお、分割領域数は、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば図９（Ｂ），（Ｃ）の各設定画面４０−２，４０−３におけるオリジナルヒストグラム表示領域４１に示すように５つの分割領域（Ａｒｅａ１〜Ａｒｅａ５）であってもよい。
【０１４０】
また、各領域の幅及び閾値は、オリジナルヒストグラム表示領域４１上で幅や中心位置を調整することができる。なお、閾値レベルの単位は全画素に対する「％」である。また、各領域に対して色補正ＬＵＴと色基本設定とを定義し、閾値比較手段１７による閾値比較処理において、設定した閾値レベルを超えた領域があれば、その領域に定義されたＬＵＴにて画質制御を行う。
【０１４１】
なお、本実施形態では、閾値比較手段１７において上述した設定条件に基づく閾値比較を行う場合、「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｃｏｕｎｔｉｎｇ  Ｓｅｔｔｉｎｇ」領域４８における「Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄ」で指定した周期で、入力された映像信号から生成されたヒストグラムを取得し、閾値条件をチェックする。また、「Ｔｉｍｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」で指定した回数分、超えた条件が続けば設定を切り替える。つまり、ここを”１”に指定した場合は閾値を超えた場合、直ちに設定を切り替えることができる。
【０１４２】
なお、上述した設定画面４０−１〜４０−３において設定される内容としては、これに限定されるものではない。また、画像生成手段１９は、また他の設定画面として、例えば周波数ヒストグラムを用いた画質制御を行うための各種条件を設定するための設定画面を生成して、出力手段１２によりユーザ等に表示することができる。
【０１４３】
このように、画面生成手段１９により設定用の画面を生成して表示することで、ユーザは設定条件を間違えることなく、目的とする正確な値を容易に設定することができる。
【０１４４】
＜画質制御処理手順＞
次に、本実施形態に一例として上述した画質制御処理手順の具体例について、フローチャートを用いて説明する。図１０は、本実施形態における画質制御処理手順一例を示す概略フローチャートである。なお、図１０の処理では、予め閾値等の各種情報は、設定されているものとする。
【０１４５】
図１０において、本実施形態における画質制御処理では、まず上述したように本実施形態における画質改善用の参照テーブル（ＬＵＴ）を生成する（Ｓ０１）。なお、Ｓ０１の処理も画質制御処理の前に事前に実行されていてもよい。その場合には、生成された各ＬＵＴは蓄積手段１３等に蓄積され、画質制御処理が実行されるときに読み出される。
【０１４６】
次に、カメラ等の撮像手段により撮影され表示端末の画面に表示された映像信号を取得し（Ｓ０２）、取得された映像信号に含まれる画像データに対して、上述した輝度情報、色度情報、色彩情報、周波数情報のうち、少なくとも１つのヒストグラムを生成する（Ｓ０３）。
【０１４７】
次に、生成したヒストグラムと予め設定された閾値との比較を行い（Ｓ０４）、その比較結果から、その画像が画質制御対象の画像か否かを判断する（Ｓ０５）。ここで、入力された画像が画質制御対象の画像である場合（Ｓ０５において、ＹＥＳ）、Ｓ０３の処理により得られたヒストグラムを、Ｓ０２で生成されている画質改善用のＬＵＴに対応させて、そのヒストグラムパターンに対応された制御パラメータを用いて入力される画像に対して画質制御を行う（Ｓ０６）。Ｓ０６の処理が終了後、又はＳ０５の処理により画質制御対象の画像でない場合（Ｓ０５において、ＮＯ）、その映像を出力する（Ｓ０７）。
【０１４８】
なお、図１０に示す処理が、映像信号が入力されている間は、予め設定されたタイミング又は所定の間隔或いは随時行われる。
【０１４９】
したがって、上述した画質制御処理により、高品位で高画質な映像を実現することができる。また、上述した処理をコンピュータを用いて実行する場合には、その実行プログラム（画質制御プログラム）を、プログラムをインストールすることにより、コンピュータ等で本発明における画質制御を容易に実現することができる。
【０１５０】
上述したように、本発明によれば、映像信号を各種のヒストグラム検出を用いて映像情報に連動して動的に画質制御することで、最適で高品位な画質を安価で容易に実現できる。
【０１５１】
具体的には、例えば映像信号成分の画質を制御する場合に、輝度ヒストグラム情報、色度ヒストグラム情報、色彩ヒストグラム情報、周波数ヒストグラム情報の４種類のヒストグラム情報のうち少なくとも１つを検出し、そのヒストグラムから映像信号成分の独立した４種類のヒストグラム頻度情報分析や、例えば輝度と色情報との２つのヒストグラムパターン分析等によって、後段に配置しているコントラスト制御、黒レベル制御、シャープネス制御、色度ＨＳＶ（Ｈｅｗ、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ、Ｖｅｃｔｏｒ）制御、ノイズ制御等の画質機能を制御し、高品位で安定した高画質な映像再現を実現することができる。
【０１５２】
また、本実施形態によれば、例えば映像関連機器全般に使用される安価で高品位でかつ定量的な画質評価、正確な分析、正確な調整を可能とした画質制御を行うことができる。
【０１５３】
なお、上述した画質制御機能は、代表的なものであり本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば近年話題となっているＬＣＤバックライトのインパルス制御機能に輝度、コントラスト、色等の制御を行うこともできる。本発明によれば、最適な検出と最適な制御を可能ならしめ高品位で高画質な映像再現を実現し、高画質映像処理技術を提供することができる。
【０１５４】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  画質制御装置
１１  入力手段
１２  出力手段
１３  蓄積手段
１４  ヒストグラム生成手段
１５  参照テーブル生成手段
１６  設定手段
１７  閾値比較手段
１８  画質制御手段
１９  画面生成手段
２０  送受信手段
２１  制御手段
３１  入力装置
３２  出力装置
３３  ドライブ装置
３４  補助記憶装置
３５  メモリ装置
３６  ＣＰＵ
３７  ネットワーク接続装置
３８  記録媒体
４０  設定画面
４１  オリジナルヒストグラム表示領域
４２  分割領域
４３  分割設定領域
４４  「Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」設定領域
４５  「Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ（閾値）」設定領域
４６  スライダ
４７  エディットボックス
４８  「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｃｏｕｎｔｉｎｇ  Ｓｅｔｔｉｎｇ」領域
４９  「Ｓａｖｅ」ボタン
【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１０】
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【図９】
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