(57)【要約】【課題】ヘディングアップモードで地図画面を表示している際に、ユーザ位置周辺の地形が誤って視認されてしまうことを防止した上で、さらに、地図画面を参照するユーザが違和感を抱くことを抑制することが可能な「地図画面表示装置および地図画面表示方法」を提供する。【解決手段】地図画面表示装置１００は、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合、車両の進行方向が背景画像の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲および背景画像の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定し、反転範囲に属する場合は、背景画像の明暗を反転し、反転前の背景画像の明るさに近づくように明るさを調整した調整画像を含む地図画面を表示し、これにより、車両の進行方向が反転範囲に属する場合は、明暗が反転された背景画像を表示した上で、反転前と反転後で背景画像の明るさが乖離しないようにする。【選択図】図１
2019015689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰影が加えられることによって立体的に視認できるようになされた描画画像を含む地図画面を表示する地図画面表示部と、
ユーザの進行方向を検出する進行方向検出部と、
前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合、前記進行方向検出部により検出された前記ユーザの進行方向が、前記描画画像の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲、および、前記描画画像の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定する方角範囲判定部と、を備える地図画面表示装置であって、
前記方角範囲判定部により前記ユーザの進行方向が前記反転範囲に属すると判定された場合、前記描画画像の明暗を反転し、反転前の前記描画画像の明るさに近づくように明るさを調整した調整画像を生成する画像生成部を備え、前記地図画面表示部は、前記画像生成部により生成された前記調整画像を含む前記地図画面を表示する
ことを特徴とする地図画面表示装置。
【請求項２】
前記描画画像は、地図上のメッシュ状に区切られた区画ごとの描画画像データに記録された区画描画画像が組み合わされて表示される画像であり、
各区画の前記描画画像データを、明るさ調整用のパラメータと対応付けて記憶する地図データ記憶部を更に備え、
前記画像生成部は、
前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において前記方角範囲判定部により前記ユーザの進行方向が前記反転範囲に属すると判定された場合、前記描画画像の表示に用いる複数の前記描画画像データのそれぞれについて、前記区画描画画像の明暗を反転し、前記パラメータに基づいて明るさを調整して区画調整画像を生成し、
前記地図画面表示部は、
前記画像生成部により生成された前記区画調整画像の組み合わせを含む前記地図画面を表示する
ことを特徴とする請求項１に記載の地図画面表示装置。
【請求項３】
前記画像生成部は、
前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において前記方角範囲判定部により前記ユーザの進行方向が前記反転範囲に属すると判定された場合、
前記描画画像の表示に用いる複数の前記描画画像データのそれぞれと対応付けられた前記パラメータを取得し、取得した複数の前記パラメータの平均値を算出し、
前記描画画像の表示に用いる複数の前記描画画像データのそれぞれについて、前記区画描画画像の明暗を反転し、算出した平均値に基づいて明るさを調整して前記区画調整画像を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の地図画面表示装置。
【請求項４】
前記パラメータを各区画の前記描画画像データごとに算出するパラメータ算出部を更に備える
ことを特徴とする請求項２または３に記載の地図画面表示装置。
【請求項５】
前記パラメータ算出部は、
前記描画画像データの各画素の画素値に基づいて、前記描画画像データに記録された前記区画描画画像の明るさを示す区画描画画像明るさ値を算出する区画描画画像明るさ値算出部と、
前記パラメータを段階的に変化させていくと共に、各段階において、前記描画画像データの各画素の明暗を反転すると共に、前記パラメータに基づいて各画素の画素値を調整することによって比較対象画像データを生成する比較対象画像データ生成部と、
前記比較対象画像データの各画素の画素値に基づいて、前記比較対象画像データに記録された画像の明るさを示す比較対象画像明るさ値を算出する比較対象画像明るさ値算出部と、
前記区画描画画像明るさ値と、前記比較対象画像明るさ値との差である明るさ差を算出する明るさ差算出部と、
前記明るさ差算出部により算出された前記明るさ差が閾値よりも小さくなった段階の前記パラメータを、前記描画画像データと対応付ける前記パラメータと決定するパラメータ決定部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の地図画面表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の地図画面表示装置の地図データ記憶部において描画画像データと対応付けて記憶されるパラメータを算出する明るさ調整用パラメータ算出装置であって、
パラメータを前記描画画像データごとに算出するパラメータ算出部を備え、
前記パラメータ算出部は、
前記描画画像データの各画素の画素値に基づいて、前記描画画像データに記録された区画描画画像の明るさを示す区画描画画像明るさ値を算出する区画描画画像明るさ値算出部と、
前記パラメータを段階的に変化させていくと共に、各段階において、前記描画画像データの各画素の明暗を反転すると共に、前記パラメータに基づいて各画素の画素値を調整することによって比較対象画像データを生成する比較対象画像データ生成部と、
前記比較対象画像データの各画素の画素値に基づいて、前記比較対象画像データに記録された画像の明るさを示す比較対象画像明るさ値を算出する比較対象画像明るさ値算出部と、
前記区画描画画像明るさ値と、前記比較対象画像明るさ値との差である明るさ差を算出する明るさ差算出部と、
前記明るさ差算出部により算出された前記明るさ差が閾値よりも小さくなった段階の前記パラメータを、前記描画画像データと対応付ける前記パラメータと決定するパラメータ決定部と、を有する
ことを特徴とする明るさ調整用パラメータ算出装置。
【請求項７】
陰影が加えられることによって立体的に視認できるようになされた描画画像を含む地図画面を表示する地図画面表示装置による地図画面表示方法であって、
前記地図画面表示装置の進行方向検出部が、ユーザの進行方向を検出する第１のステップと、
前記地図画面表示装置の方角範囲判定部が、前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合、前記進行方向検出部により検出された前記ユーザの進行方向が、前記描画画像の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲、および、前記描画画像の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定する第２のステップと、
前記地図画面表示装置の画像生成部が、前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において前記方角範囲判定部により前記ユーザの進行方向が前記反転範囲に属すると判定された場合、前記描画画像の明暗を反転し、反転前の前記描画画像の明るさに近づくように明るさを調整した調整画像を生成する第３のステップと、
前記地図画面表示装置の地図画面表示部が、前記地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において前記方角範囲判定部により前記ユーザの進行方向が前記反転範囲に属すると判定された場合、前記画像生成部により生成された前記調整画像を含む前記地図画面を表示する第４のステップと、
を含むことを特徴とする地図画面表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図画面表示装置、明るさ調整用パラメータ算出装置および地図画面表示方法に関し、特に、陰影によって地形を立体的に視認できるようになされた地図画面表示装置、この地図画面表示装置が描画画像の明るさの調整に用いるパラメータを算出する明るさ調整用パラメータ算出装置および地図画面表示方法に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地図画面表示装置（例えば、ナビゲーション装置）が表示する地図画面において、上空真上から見たときの地図画面を構成する山並みの背景画像について、所定の方角から光を照射したものと仮定して、そのときに影となる部分に陰影を加えた画像を表示することにより、周辺の地形を立体的に視認できるようにしたものがある。
【０００３】
なお、背景画像は、背景画像が記録された画像データに基づいて表示されるが、画像データ（原本イメージ）の平均明るさ値を、ＹＵＶ色域での各ピクセルのＹ値に基づいて算出し、平均明るさ値が基準値よりも暗い場合、画像データの暗い部分の明るさを調整し、原本イメージの認識率を上げる技術が知られている（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２００６−１４６２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０は、従来の地図画面の表示例を示す図である。図１０（ａ）、（ｂ）に示す地図画面１０００は、車両の自車位置周辺を上空真上から見たときの地図画面であって、車両の自車位置マーク１００１がある自車位置の周辺の地図画像と、地形を表す背景画像１０２０とが重ね合わせられることによって生成されたものである。図１０（ａ）は、地図画面１０００がヘディングアップモードで表示されているときに、車両の進行方向が北であるときの状態を示している。すなわち、地図画面１０００の上側が北となっている。また、図１０（ｂ）は、地図画面１０００がヘディングアップモードで表示されているときに、車両の進行方向が南であるときの状態を示している。すなわち、地図画面１０００の上側が南となっている。図１０（ａ）に表示された地図上の領域と、図１０（ｂ）に表示された地図上の領域は同一である。
【０００６】
この地図画面１０００において、背景画像１０２０は、一般的な地図画面と同様に、北を上側としたときに北西の方向から光が照射されたものと仮定し、そのときに影となる部分に陰影を加えて作成されている。すなわち、背景画像１０２０は、地図画面１０００の北が上側となっているときに、地形を正しく認識できるように陰影が加えられている。
【０００７】
例えば、背景画像１０２０において、谷底１０２１と、稜線１０２２と、稜線１０２３とが示されている。また、谷底１０２１と稜線１０２２との間には西側斜面１０３１が示されている。また、谷底１０２１と稜線１０２３との間には東側斜面１０３２が示されている。そして、北西の方向から光が照射されたときに影となる部分に陰影が加えられている。これにより、西側斜面１０３１の大部分が影となっている。なお、図１０では、地図画面１０００において各陰影が同一の濃度で示されているが、実際には各陰影には濃淡がある。
【０００８】
このように西側斜面１０３１の大部分に陰影が加えられた地図画面１０００は、図１０（ａ）に示すように北が上側となっているとき、谷底１０２１、稜線１０２２、稜線１０２３の地形を正しく視認できるようになっている。すなわち、車両が谷底１０２１に沿った道路を走行していることを直観的に把握することができるようになっている。
【０００９】
しかしながら、地図画面１０００は、図１０（ｂ）に示すように南が上側になっているとき、一般的な地図画面では北西の方向から光が照射されたときに影となる部分に陰影が加えられることを考慮すると、谷底１０２１の地形が誤って稜線として視認されてしまう。また、稜線１０２２、１１２３の地形が誤って谷底として視認されてしまう。すなわち、実際には車両が谷底１０２１に沿った道路を走行しているにも関わらず、車両が稜線に沿った道路を走行しているものと誤って視認されてしまうといった問題が生じる。
【００１０】
この問題を解決するために、車両の進行方向が南となった場合（＝ヘディングアップモードにおいて地図画面の上側となる方角が南となった場合）に、背景画像の各画素の明暗を反転することが考えられる。こうすることにより、地図画面の上側となる方角が南となった場合に、南東の方向から光が照射されたときに影となる部分に陰影が加えられた状態とすることができ、上記問題を解決できる。
【００１１】
図１１は、図１０（ｂ）の背景画像について、各画素の明暗を反転した様子を示している。図１１と図１０（ｂ）との比較で明らかなとおり、背景画像１０２０における各画素の明暗が反転されることにより、あたかもそのときに左上側に位置する南東方向から光を照射したかのように陰影が加えられたものとなる。このため、地図画面１０００は、南が上側になったときも、谷底１０２１、稜線１０２２、稜線１０２３の地形を正しく視認できるようになる。すなわち、車両が谷底１０２１に沿った道路を走行していることを直観的に把握することができるようになる。
【００１２】
しかしながら、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合に、車両の進行方向に応じて、背景画像の各画素の明暗を反転する構成とした場合、以下の問題が生じる。すなわち、反転前の背景画像の明るさと、反転後の背景画像の明るさとが乖離する場合があり、この場合、地図上の共通する領域が地図画面に表示されている場合でも、車両の進行方向によって地図画面の明るさが極端に変化してしまい、ユーザが違和感を抱いてしまう、という問題が生じる。なお、以上の問題は、車両に搭載された装置（車両に固定された装置のみならず、車両に持ち込まれた装置を含む）に限らず、陰影によって地形が立体的に視認できるようになされた描画画像を含む地図画面を表示すると共に、ユーザの進行方向によって地図画面の上下を逆にして表示するヘディングアップモードで地図画面を表示可能な装置に共通する問題である。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、ヘディングアップモードで地図画面を表示している際に、ユーザ位置周辺の地形が誤って視認されてしまうことを防止した上で、さらに、地図画面を参照するユーザが違和感を抱くこと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】
【００１４】
上記した課題を解決するために、本発明の地図画面表示装置は、陰影が加えられることによって立体的に視認できるようになされた描画画像を含む地図画面を表示する際、ユーザの進行方向を検出し、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合、ユーザの進行方向が、描画画像における各画素の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲、および、描画画像における各画素の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定し、ユーザの進行方向が反転範囲に属する場合、描画画像の各画素の明暗を反転し、反転前の描画画像の明るさに近づくように明るさを調整した調整画像を生成し、調整画像を含む地図画面を表示する。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成した本発明によれば、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において、ユーザの進行方向が、描画画像における各画素の明暗を反転する方角の範囲として予め定められた反転範囲に属する場合、描画画像の各画素の明暗が反転される。このため、ユーザの進行方向、すなわち、地図画面の上側の方角にかかわらず、描画画像における陰影の状態を、所定の方向から光が照射されたときに影となる部分に陰影が加えられた状態とすることができ、ユーザ位置周辺の地形が誤って視認されてしまうことを防止できる。その上で、上記のように構成した本発明によれば、明暗を反転した描画画像を表示する際、反転前の描画画像の明るさに近づくように、反転後の描画画像の明るさが調整される。これにより、ユーザの進行方向の変化に応じて描画画像の明暗を反転して表示する場合に、反転前の描画画像の明るさと、反転後の描画画像の明るさとが乖離することを防止でき、地図画面の明るさが極端に変化することを防止でき、ユーザが違和感を抱くことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る地図画面表示装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図２】背景画像データベースの内容を模式的に示す図である。
【図３】背景画像データおよび反転画像データを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る判定条件記憶部に記憶されている判定条件の一例を示す図である。
【図５】ディスプレイに地図画面として表示された地図上の領域を示す図である。
【図６】ディスプレイに表示される背景画像の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るパラメータ算出部の処理の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る地図画面表示装置の処理の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る明るさ調整用パラメータ算出装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来の地図画面の表示例を示す図である。
【図１１】地図画面の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る地図画面表示装置１００の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る地図画面表示装置１００は、車両に設けられたナビゲーション装置であり、車両の現在位置の周辺の地図画面を表示する機能や、目的地までの経路を探索し、案内する機能等を有する。なお、本実施形態では、地図画面表示装置１００を、車両に設けられたナビゲーション装置として説明するが、地図画面表示装置１００は、車両に設けられた装置である必要はなく、例えば、車両に搭載された携帯端末（スマートフォンや、タブレット型ＰＣ、ノート型ＰＣ）であってもよい。また、地図画面表示装置１００は、ナビゲーション機能を備えていなくてもよい。すなわち、以下で説明する本発明は、陰影が加えられることによって立体的に視認できるようになされた背景画像（特許請求の範囲の「描画画像」に相当）を含む地図画面をヘディングアップモードで表示可能な装置に広く適用可能である。従って、例えば、徒歩、電車その他の手段で移動するユーザが携行する携帯端末に本発明を適用することが可能である。なお、「背景画像」は、陰影によって地形が立体的に視認できるようになされた画像を全て含む。
【００１８】
図１に示すように、第１実施形態の地図画面表示装置１００には、自車位置検出装置１２およびディスプレイ１３が接続されている。また、地図画面表示装置１００は、その機能構成として、パラメータ算出部２０、進行方向検出部２１、方角範囲判定部２２、画像生成部２３、地図画面生成部２４および地図画面表示部２５を備えている。パラメータ算出部２０は、区画背景画像明るさ値算出部２０１（特許請求の範囲の「区画描画画像明るさ値算出部」に相当）、比較対象画像データ生成部２０２、比較対象画像明るさ値算出部２０３、明るさ差算出部２０４およびパラメータ決定部２０５を備えている。また、地図画面表示装置１００は、地図データ記憶部３０および判定条件記憶部３１を備えている。なお、第１実施形態では、地図画面を表示する地図画面表示装置１００が、調整用パラメータ（後述）を算出する機能を有する場合を例にして発明を説明する。この点に関し、地図画面を表示する地図画面表示装置１００が、調整用パラメータを算出する機能を有さず、地図画面表示装置１００ではない他の装置（第２実施形態の明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａに相当する装置）が、調整用パラメータを算出し、地図画面表示装置１００は、当該他の装置が算出した調整用パラメータを用いて地図画面の表示に関する各種処理を実行する構成でもよい。地図画面表示装置１００とは独立した装置が調整用パラメータを算出する構成については第２実施形態で説明する。
【００１９】
上記各機能ブロック２０〜２５、２０１〜２０５は、ハードウェア、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック２０〜２５、２０１〜２０５は、実際にはコンピュータのＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。このことは、第２実施形態に係る明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａが備える機能ブロックについても同様である。
【００２０】
地図データ記憶部３０は、地図データ３０１を記憶する。地図データ３０１には、ノード情報および道路リンク情報が含まれている。ノード情報および道路リンク情報は、経路の探索等に用いられる。また、地図データ３０１には、地図画面の道路の描画に用いる道路データ、地図上に存在する施設に関する施設データ、地名や道路名等の文字列を地図画面に描画するときに用いる地名データ等が含まれている。また、地図データ３０１は、背景画像データベースを有する。背景画像データベースには、地形を表す区画背景画像（後述）が記録された背景画像データが格納されている。
【００２１】
図２は、背景画像データベースの内容を模式的に示す図である。ここで、地図は、事前に、経度、緯度に基づいてメッシュ状に区画され、同一のサイズを有する矩形の領域に分けて管理される。以下、地図上で、メッシュ状に区画されることによって形成される矩形の領域を「メッシュ領域」という。背景画像データベースには、メッシュ領域ごとに、メッシュ領域の地形を表す区画背景画像（特許請求の範囲の「区画描画画像」に相当）が記録された背景画像データ（特許請求の範囲の「描画画像データ」に相当）が格納されている。
【００２２】
より詳細には、図２に示すように、背景画像データベースは、メッシュ領域ごとにレコードを有する。背景画像データベースの各レコードは、少なくとも、背景画像ＩＤと、背景画像データ（背景画像データの実ファイル。実ファイルが格納された記憶領域のアドレスを示す情報であってもよい）と、調整用パラメータと、区画背景画像領域情報とを有する。背景画像ＩＤは、背景画像データを識別する識別情報である。調整用パラメータについては後述する。区画背景画像領域情報は、対応するメッシュ領域の地図における領域を示す情報（例えば、矩形のメッシュ領域の四隅の座標を示す情報）である。なお、本実施形態では、背景画像データベースの各レコードに、背景画像データ（の実ファイル）と、調整用パラメータとが格納されている。この点に関し、背景画像データと、調整用パラメータとを、それぞれ、別のデータベースで背景画像ＩＤと対応付けて管理する構成でもよい。この場合、背景画像データと、調整用パラメータとの対応付けは、背景画像ＩＤに基づいて行われる。
【００２３】
背景画像データに記録された区画背景画像は、北を上側としたときに左上に位置する北西方向から光を照射したものと仮定して、そのときに影となる部分に陰影が加えられている。後述するように、地図画面は、表示対象となる地図上の領域について、地形を表す背景画像と、道路や、車両の現在位置、施設に関する情報（施設のアイコンや、名称等）、地名に関する情報等を含む地図画像とが重ね合わされた画面である。そして、背景画像は、複数の区画背景画像が組み合わされて構成される。
【００２４】
なお、地図画面表示装置１００は、複数の異なるレベルの縮尺率で地図画面を表示することが可能であり、縮尺率のレベルごとに、背景画像データベースを有する。そして、背景画像を表示する場合は、現在の縮尺率のレベルに対応する背景画像データベースが用いられて、背景画像の表示が行われる。ただし、以下では、説明の便宜のため、縮尺率のレベルを変更する場合の処理については説明を省略し、特定のレベルの縮尺率の背景画像データベースを用いて背景画像の表示が行われるものとする。
【００２５】
自車位置検出装置１２は、車両の現在位置（以下、「自車位置」と示す）を検出する。自車位置検出装置１２は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）と自律航法ユニットとを備えて構成されている。自車位置は、ユーザ位置に相当する。
【００２６】
ディスプレイ１３は、各種表示画面（例えば、地図画面）を表示する。ディスプレイ１３には、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が用いられる。
【００２７】
パラメータ算出部２０は、区画背景画像の明るさを調整するための調整用パラメータを、背景画像データごとに算出し、背景画像データベースの各レコードに登録する。以下、パラメータ算出部２０の処理について、パラメータ算出部２０が備える区画背景画像明るさ値算出部２０１、比較対象画像データ生成部２０２、比較対象画像明るさ値算出部２０３、明るさ差算出部２０４およびパラメータ決定部２０５の説明を通して詳述する。
【００２８】
パラメータ算出部２０は、ユーザの指示に応じて、地図データ記憶部３０から背景画像データベースに格納された背景画像データを１つずつ読み出して処理対象とし、処理対象とした背景画像データに基づいて調整用パラメータを算出し、算出した調整用パラメータを、背景画像データベースの対応するレコードに登録する。ユーザは、例えば、新たに地図データ３０１を地図データ記憶部３０に記憶した場合や、地図データ３０１を更新した場合等に、上述した処理の開始を指示する。
【００２９】
以下、処理対象とした背景画像データに基づいて、調整用パラメータを算出するときのパラメータ算出部２０の処理について説明する。なお、本実施形態において画像データ（背景画像データや、後述する反転画像データ、調整画像データを含む）は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の色成分を２５６階調の階調値として保持する画素がドットマトリックス状に配置されたビットマップデータである。また、以下の説明において、画像データを構成する画素において、Ｒの色成分の値を「Ｒ値」（ただし、０≦Ｒ値≦２５５）といい、Ｇの色成分の値を「Ｇ値」（ただし、０≦Ｇ値≦２５５）といい、Ｂの色成分の値を「Ｂ値」（ただし、０≦Ｂ値≦２５５）という。また、以下の説明において、調整用パラメータが格納される変数を「変数Ｌ」とする。変数Ｌの初期値（＝調整用パラメータの初期値）は、「０」である。なお、本実施形態において、「変数」とは、各種情報の値が格納される変数（例えば、パラメータ算出部２０の機能を実現するプログラムに定義された変数）を概念的に表すものである。
【００３０】
まず、パラメータ算出部２０は、背景画像データベースから処理対象とする背景画像データを読み出して取得する。以下のパラメータ算出部２０の処理の説明では、単に「背景画像データ」と表現する場合、特に説明がない限り、パラメータ算出部２０が調整用パラメータを算出する対象としている背景画像データを意味する。
【００３１】
図３（ａ）は、パラメータ算出部２０が取得した背景画像データの一例である。背景画像データＤ１を、説明の便宜を考慮して単純化して示す図である。図３（ａ）の背景画像データＤ１において、図中の上側が北である。また、背景画像データＤ１に記録されている区画背景画像において、符号Ｒ１は稜線を表し、符号Ｔ１は谷底を表している。稜線Ｒ１と、谷底Ｔ１との間には、東に向かうに従って全体的に下方に傾斜する斜面Ｓ１が示されている。斜面Ｓ１は、北西の方向から光が照射されたときに影となる部分であるため、陰影が加えられている。背景画像データＤ１に記録された区画背景画像は、大部分が、斜面Ｓ１で占められており、このため、全体として暗い画像となっている。
【００３２】
背景画像データを取得した後、区画背景画像明るさ値算出部２０１は、以下の式Ｓ１を用いて区画背景画像明るさ値（特許請求の範囲の「区画描画画像明るさ値」に相当）を算出する。以下、区画背景画像明るさ値が格納される変数を「変数ＡＬｐ」とする。
（式Ｓ１）変数ＡＬｐ＝（（背景画像データの全ての画素のＲ値の合計）＋（背景画像データの全ての画素のＧ値の合計）＋（背景画像データの全ての画素のＢ値の合計））／３
【００３３】
式Ｓ１により求められる区画背景画像明るさ値は、「Ｒ値の合計」と、「Ｇ値の合計」と、「Ｂ値の合計」との平均であり、背景画像データに記録された区画背景画像の明るさの指標として用いることができる。
【００３４】
次いで、比較対象画像データ生成部２０２は、背景画像データに基づいて、背景画像データの各画素の明暗を反転し、明暗を反転した後の各画素の画素値を、現時点の調整用パラメータ（現時点の変数Ｌの値）で調整することによって比較対象画像データを生成する。具体的には、比較対象画像データ生成部２０２は、背景画像データの全ての画素の各色の色成分を、以下の式Ｓ２〜式Ｓ４で変換することによって、比較対象画像データを生成する。
（式Ｓ２）比較対象画像データの画素のＲ値＝２５５−（背景画像データの画素のＲ値）＋変数Ｌ
（式Ｓ３）比較対象画像データの画素のＧ値＝２５５−（背景画像データの画素のＧ値）＋変数Ｌ
（式Ｓ４）比較対象画像データの画素のＢ値＝２５５−（背景画像データの画素のＢ値）＋変数Ｌ
【００３５】
式Ｓ２において、右辺の「２５５−（背景画像データの画素のＲ値）」の部分は、画素のＲの色成分について明暗を反転することを意味する。また、式Ｓ２において、右辺の「＋変数Ｌ」の部分は、調整用パラメータに基づいて画素値を調整することを意味する。式Ｓ３および式Ｓ４についても同様である。
【００３６】
なお、式Ｓ２で比較対象画像データの画素のＲ値を求めた場合、Ｒ値が２５５を上回る場合（Ｒ値＞２５５）、および、Ｒ値が０を下回る場合（Ｒ値＜０）が生じ得る。比較対象画像データ生成部２０２は、Ｒ値が２５５を上回る場合は、Ｒ値に２５５をセットし、Ｒ値が０を下回る場合は、Ｒ値に０をセットする。式Ｓ３で算出される比較対象画像データの画素のＧ値、および、式Ｓ４で算出される比較対象画像データの画素のＢ値についても同様である。
【００３７】
上述したように、変数Ｌの初期値（調整用パラメータの初期値）は、「０」であり、後述する調整用パラメータの更新が行われていない段階（＝調整用パラメータが初期値の段階）で生成される比較対象画像データは、背景画像データの明暗を反転した画像データとなる。以下、説明の便宜のため、調整用パラメータが初期値の場合に生成される比較対象画像データを、特に、「反転画像データ」という。
【００３８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の背景画像データＤ１に基づいて生成される反転画像データＤ２を示している。上述したように、反転画像データは、背景画像データの明暗が反転されて生成される。従って、背景画像データに記録された区画背景画像が明るければ明るいほど、反転画像データに記録された画像（以下、「区画反転画像」という。）は暗くなり、逆に、背景画像データに記録された区画背景画像が暗ければ暗いほど、反転画像データに記録された区画反転画像は明るくなる。上述したように、図３（ａ）の背景画像データＤ１に記録された区画背景画像は、陰影が加えられた斜面Ｓ１が大部分を占めており、全体として暗い。このため、図３（ｂ）に示すように、背景画像データＤ１の明暗を反転して生成される反転画像データＤ２に記録された区画反転画像は、全体として明るくなる。
【００３９】
次いで、比較対象画像明るさ値算出部２０３は、以下の式Ｓ５を用いて比較対象画像明るさ値を算出する。以下、比較対象画像明るさ値が格納される変数を「変数ＡＬｎ」とする。
（式Ｓ５）変数ＡＬｎ＝（（比較対象画像データの全ての画素のＲ値の合計）＋（比較対象画像データの全ての画素のＧ値の合計）＋（比較対象画像データの全ての画素のＢ値の合計））／３
【００４０】
式Ｓ５により求められる比較対象画像明るさ値は、「Ｒ値の合計」と、「Ｇ値の合計」と、「Ｂ値の合計」との平均であり、比較対象画像データに記録された画像の明るさの指標として用いることができる。
【００４１】
次いで、明るさ差算出部２０４は、以下の式Ｓ６を用いて、明るさ差を算出する。以下、明るさ差の値が格納される変数を「変数ΔＡＬ」とする。
（式Ｓ６）変数ΔＡＬ＝変数ＡＬｐ−変数ＡＬｎ
【００４２】
ただし、区画背景画像明るさ値（変数ＡＬｐの値）が、閾値ＡＬｈよりも大きい場合は、明るさ差算出部２０４は、式Ｓ６に代えて、以下の式Ｓ７を用いて明るさ差を算出する。
（式Ｓ７）変数ΔＡＬ＝閾値ＡＬｈ−変数ＡＬｎ
【００４３】
なお、区画背景画像明るさ値が、閾値ＡＬｈよりも大きい場合は、背景画像データに記録された区画背景画像の明るさが非常に明るい。明るさ差算出部２０４は、後述する調整画像データに記録された区画調整画像の明るさが、明るくなりすぎることを防止するため、区画背景画像明るさ値が閾値ＡＬｈよりも大きい場合は、式Ｓ６に代えて式Ｓ７を用いて明るさ差を算出する。
【００４４】
式Ｓ６または式Ｓ７により算出される明るさ差は、背景画像データに記録された区画背景画像と、比較対象画像データに記録された画像（以下、「比較対象画像」という。）との明るさの差を表す指標とすることができる。明るさ差の値（変数ΔＡＬの値）の絶対値が小さいほど、これら画像の明るさの差は小さく、明るさ差の値の絶対値が大きいほど、これら画像の明るさの差は大きい。また、明るさ差の値は、区画背景画像が、比較対象画像よりも明るい場合に正の値となり、暗い場合に負の値となる。
【００４５】
次いで、パラメータ決定部２０５は、条件Ｊ１を満たすか否かを判定する。
（条件Ｊ１）｜変数ΔＡＬ｜＜閾値Ｅ
【００４６】
閾値Ｅは、この閾値Ｅよりも｜変数ΔＡＬ｜が小さい場合は、区画背景画像と比較対象画像との明るさが同等であるとみなすことができるような値とされる。例えば、閾値Ｅの値は、「１」である。従って、条件Ｊ１を満たす場合、区画背景画像と比較対象画像との明るさが同等である。
【００４７】
条件Ｊ１を満たす場合、パラメータ決定部２０５は、現時点の変数Ｌの値を、背景画像データベースにおいて背景画像データと対応付ける調整用パラメータの値と決定する。以上のようにして調整用パラメータの値が決定されるため、背景画像データの各画素の明暗を反転し、明暗を反転した後の各画素の画素値を、調整用パラメータで調整して生成される画像データ（後述するように、調整画像データ）に記録された画像（後述するように、区画調整画像）の明るさは、背景画像データに記録された区画背景画像の明るさと同等となる。
【００４８】
一方、条件Ｊ１を満たさない場合、比較対象画像データ生成部２０２は、以下の式Ｓ８により、調整用パラメータを更新する。なお、式Ｓ８において、左辺の変数Ｌは更新後の調整用パラメータの値を示し、右辺の変数Ｌは更新前の調整用パラメータの値を示す。
（式Ｓ８）変数Ｌ＝変数Ｌ＋修正値Ｑ
【００４９】
なお、比較対象画像データ生成部２０２は、修正値Ｑを、以下の式Ｓ９で求める。
（式Ｓ９）修正値Ｑ＝係数ω＊変数ΔＡＬ（ただし、０＜係数ω≪閾値Ｅ）
【００５０】
式Ｓ９において、係数ωは、変数ΔＡＬの絶対値を十分に小さくするような係数であり、例えば、「０．１」である。式Ｓ８によって更新される調整用パラメータは、更新前の調整用パラメータに、変数ΔＡＬの絶対値を十分に小さくした値を加算（変数ΔＡＬの値が正の場合）または減算（変数ΔＡＬの値が負の場合）した値である。
【００５１】
以後、パラメータ算出部２０は、「式Ｓ８を用いた調整用パラメータの更新」、「式Ｓ２〜式Ｓ４を用いた比較対象画像データの生成」、「式Ｓ５を用いた比較対象画像明るさ値の算出」、「式Ｓ６を用いた明るさ差の算出」および「条件Ｊ１を満たすか否かの判定」を、条件Ｊ１を満たす状態となるまで繰り返し実行し、条件Ｊ１を満たす場合、その段階での変数Ｌの値を、背景画像データベースにおいて背景画像データと対応付ける調整用パラメータの値と決定する。
【００５２】
以上のように、区画背景画像明るさ値算出部２０１は、背景画像データの各画素の画素値に基づいて、背景画像データに記録された区画背景画像の明るさを示す区画背景画像明るさ値を算出する。次いで、比較対象画像データ生成部２０２は、調整用パラメータを段階的に変化させていくと共に、各段階において、背景画像データの各画素の明暗を反転すると共に、調整用パラメータに基づいて各画素の画素値を調整することによって比較対象画像データを生成する。比較対象画像明るさ値算出部２０３は、比較対象画像データの各画素の画素値に基づいて、比較対象画像データに記録された画像の明るさを示す比較対象画像明るさ値を算出する。明るさ差算出部２０４は、区画背景画像明るさ値と、比較対象画像明るさ値との差を算出する。パラメータ決定部２０５は、明るさ差が閾値よりも小さくなった段階の調整用パラメータを、背景画像データと対応付ける調整用パラメータと決定する。このようにして、最終的な調整用パラメータの値が決定されるため、背景画像データを反転し、調整用パラメータにより明るさを調整した場合に、調整後の画像データと、背景画像データとの明るさを同等とすることができる。
【００５３】
さて、進行方向検出部２１は、車両の進行方向を検出する。例えば、進行方向検出部２１は、自車位置検出装置１２の自律航法ユニットから取得した信号により、車両の進行方向を検出する。本実施形態において、車両の進行方向とは、車両が進行して向かっている方角を意味する。
【００５４】
方角範囲判定部２２は、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合（以下、単に「ヘディングアップモードの場合」という。）、進行方向検出部２１により検出された車両の進行方向が、背景画像の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲、および、背景画像の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定する。以下、方角範囲判定部２２の処理について詳述する。
【００５５】
ここで、判定条件記憶部３１は、非反転範囲および反転範囲とを定めた判定条件を記憶する。図４は、本実施形態に係る判定条件の一例の内容を示す図である。図４に示すように、非反転範囲は、北を含む方角の範囲である。また、反転範囲は、南を含む、非反転範囲外の方角の範囲である。また、非反転範囲と反転範囲との境界は、北東および南西に定められている。
【００５６】
方角範囲判定部２２は、判定条件記憶部３１が記憶する判定条件を参照し、進行方向検出部２１により検出された車両の進行方向と、非反転範囲に含まれる方角の範囲および反転範囲に含まれる方角の範囲とを比較し、車両の進行方向が非反転範囲および反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定する。なお、方角範囲判定部２２は、反転範囲と非反転範囲との境界となっている北東については、非反転範囲内とみなすようにしている。反対に、方角範囲判定部２２は、反転範囲と非反転範囲との境界となっている南西については、反転範囲内とみなすようにしている。
【００５７】
なお、ヘディングアップモードではなく、ノースアップモードで地図画面が表示されている場合、方角範囲判定部２２は、上記判定を行わない。
【００５８】
画像生成部２３は、ノースアップモードで地図画面が表示されている場合は、自車位置周辺の地図上の領域の背景画像が記録された表示用背景画像データを生成する。より詳細には、画像生成部２３は、地図データ記憶部３０の背景画像データベースにアクセスし、背景画像の表示に用いる複数の背景画像データを取得する。すなわち、画像生成部２３は、ディスプレイ１３に地図画面として表示する自車位置周辺の地図上の領域に含まれるメッシュ領域のそれぞれに対応する背景画像データを取得する。次いで、画像生成部２３は、取得した複数の背景画像データを結合し、必要な画像処理（サイズ調整や、解像度調整等）を行って表示用背景画像データを生成する。表示用背景画像データは、ディスプレイ１３に表示する自車位置周辺の地図上の領域の地形を表す背景画像が記録された画像データである。また、背景画像は、複数の区画背景画像の組み合わせよりなる画像である。画像生成部２３は、生成した表示用背景画像データを地図画面生成部２４に出力する。
【００５９】
一方、ヘディングアップモードの場合、画像生成部２３は、上述した方角範囲判定部２２により車両の進行方向が非反転範囲に属すると判定された場合と、反転範囲に属すると判定された場合とで異なる処理を実行する。以下、各処理を順番に説明する。
【００６０】
＜車両の進行方向が非反転範囲に属する場合＞
方角範囲判定部２２により車両の進行方向が非反転範囲に属すると判定された場合、画像生成部２３は、車両の進行方向を踏まえて、ディスプレイ１３に地図画面として表示する地図上の領域に含まれるメッシュ領域のそれぞれに対応する背景画像データを取得する。次いで、画像生成部２３は、取得した複数の背景画像データを結合し、車両の進行方向に応じて画像データの傾きを変換する処理や、ディスプレイ１３の表示領域に応じてサイズを調整する処理、解像度を調整する処理等の必要な画像処理を行って表示用背景画データを生成し、地図画面生成部２４に出力する。
【００６１】
＜車両の進行方向が反転範囲に属する場合＞
方角範囲判定部２２により車両の進行方向が反転範囲に属すると判定された場合、画像生成部２３は、ディスプレイ１３に地図画面として表示する地図上の領域に含まれるメッシュ領域のそれぞれに対応する背景画像データを取得する。
【００６２】
図５は、方角範囲判定部２２により車両の進行方向が反転範囲に属すると判定された場合に、ディスプレイ１３に地図画面として表示される地図上の領域に含まれるメッシュ領域を、説明に適した態様で示す図である。図５では、上側が地図画面における南であり、下側が地図画面における北である。図５では、地図上の領域は、メッシュ領域ＭＡ１〜メッシュ領域ＭＡ９の９つのメッシュ領域により構成されている。そして、メッシュ領域ＭＡ１に対応する背景画像データは、背景画像ＩＤが「♯１」であり、背景画像データベースにおいて背景画像データと対応付けられた調整用パラメータの値は、「７３」である。また、メッシュ領域ＭＡ２に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯２」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「３６」である。また、メッシュ領域ＭＡ３に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯３」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「４６」である。また、メッシュ領域ＭＡ４に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯４」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「４９」である。また、メッシュ領域ＭＡ５に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯５」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「８５」である。また、メッシュ領域ＭＡ６に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯６」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「８３」である。また、メッシュ領域ＭＡ７に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯７」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「５５」である。また、メッシュ領域ＭＡ８に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯８」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「１０９」である。また、メッシュ領域ＭＡ９に対応する背景画像データに係る背景画像ＩＤは「♯９」であり、当該データに係る調整用パラメータの値は、「５３」である。
【００６３】
ディスプレイ１３に地図画面として表示する地図上の領域が、図５で示す態様の場合、画像生成部２３は、背景画像ＩＤが♯１〜♯９の９個の背景画像データを取得する。
【００６４】
次いで、画像生成部２３は、取得した複数の背景画像データのそれぞれと対応付けられた調整用パラメータを取得し、取得した複数の調整用パラメータの平均値（以下、「調整用パラメータ平均値」という）を算出する。図５の例の場合、画像生成部２３は、背景画像ＩＤが♯１〜♯９の９個の背景画像データに対応付けられた調整用パラメータのそれぞれを取得する。そして、画像生成部２３は、取得した９個の調整用パラメータに基づいて、調整用パラメータ平均値（この場合は、「６５」）を算出する。
【００６５】
次いで、画像生成部２３は、取得した複数の背景画像データのそれぞれについて、各画素の明暗を反転し、明暗を反転した後の各画素の画素値を、調整用パラメータ平均値で調整することによって調整画像データを生成する。図５の例の場合、画像生成部２３は、背景画像ＩＤが♯１〜♯９の９個の背景画像データのそれぞれについて、背景画像データの各画素の明暗を反転し、明暗を反転した後の各画素の画素値を、調整用パラメータ平均値で調整することによって調整画像データを生成する。
【００６６】
より具体的には、パラメータ算出部２０は、一の背景画像データについて、当該一の背景画像データの全ての画素の各色の色成分を、以下の式Ｓ１０〜式Ｓ１２で変換することによって、調整画像データを生成する。
（式Ｓ１０）調整画像データの画素のＲ値＝２５５−（背景画像データの画素のＲ値）＋調整用パラメータ平均値
（式Ｓ１１）調整画像データの画素のＧ値＝２５５−（背景画像データの画素のＧ値）＋調整用パラメータ平均値
（式Ｓ１２）調整画像データの画素のＢ値＝２５５−（背景画像データの画素のＢ値）＋調整用パラメータ平均値
【００６７】
以上のようにして生成された調整画像データは、背景画像データに記録された区画背景画像の明暗を反転し、明暗を反転した後の各画素の画素値が調整用パラメータ平均値で調整された区画調整画像が記録された画像データである。
【００６８】
次いで、画像生成部２３は、取得した複数の背景画像データに対応する複数の調整画像データを結合し、車両の進行方向に応じて画像データの傾きを変換する処理や、ディスプレイ１３の表示領域に応じてサイズを調整する処理、解像度を調整する処理等の必要な画像処理を行って表示用調整画像データを生成する。表示用調整画像データは、ディスプレイ１３に表示する自車位置周辺の地図上の領域の地形を表す背景画像が記録された画像データである。表示用調整画像データに記録された背景画像は、車両の進行方向に応じて上下方向が傾いている。例えば、車両の進行方向が南の場合は、背景画像における南が上側に位置し、背景画像における北が下側に位置するように、表示用調整画像データに記録された背景画像の上下方向は傾いた状態である。そして、表示用調整画像データに基づいて表示される背景画像は、複数の区画調整画像の組み合わせよりなる画像である。画像生成部２３は、生成した表示用調整画像データを地図画面生成部２４に出力する。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係る画像生成部２３は、ヘディングアップモードの場合であって、かつ、車両の進行方向が反転範囲に属する場合、上述した方法で表示用調整画像データを生成して、地図画面生成部２４に出力する。後述するように、地図画面表示部２５は、ディスプレイ１３に地図画面を表示するが、地図画面のうち背景画像については、表示用調整画像データに基づいて表示する。そして、画像生成部２３により以上の処理が実行されるため、以下の効果を奏する。
【００７０】
図６（ａ）は、ヘディングアップモードで車両の進行方向が北の場合に、ディスプレイ１３の表示領域に表示された背景画像の一例を単純化して示す図である。説明の便宜上、図６（ａ）および後述する図６（ｂ）、（ｃ）では、背景画像のほか、自車位置を示すマーク、および、東西南北を示すマークも表示している。また、図６（ａ）および後述する図６（ｂ）、（ｃ）では、メッシュ領域を区画するメッシュを点線により表している。図６（ａ）において、符号Ｒ２は稜線を示し、符号Ｔ２および符号Ｔ３はそれぞれ谷底を示す。谷底Ｔ２の西側、および、稜線Ｒ２の東側は、北西の方向から光が照射されたときに影となる部分であり、陰影が加えられている。
【００７１】
図６（ｂ）は、ヘディングアップモードで車両の進行方向が南のときに、図６（ａ）の領域と共通する領域を、本発明を適用することなくディスプレイ１３に表示した場合に、ディスプレイ１３に表示される背景画像の様子を示す。図６（ｂ）に示すように、本発明を適用しない場合、車両の進行方向が北の場合と南の場合とで、単純に上下が逆転された背景画像が表示されることになる。この場合、北西の方向から光が照射されたときに影となるべき谷底Ｔ３の東の領域Ａ１、および、稜線Ｒ２と谷底Ｔ２で挟まれた領域Ａ２に陰影が加えられず、逆に、北西の方向から光が照射されたときに影とならない谷底Ｔ３と稜線Ｒ２で挟まれた領域Ａ３、および、谷底Ｔ２の西側の領域Ａ４に陰影が加えられた状態となる。このため、ユーザが背景画像が表す地形を正しく視認できない可能性がある。
【００７２】
図６（ｃ）は、ヘディングアップモードで車両の進行方向が南のときに、図６（ａ）の領域と共通する領域を、本発明を適用してディスプレイ１３に表示した場合に、ディスプレイ１３に表示される背景画像の様子を示す。図６（ｃ）に示すように、本発明を適用した場合、画像生成部２３が上述した処理を実行するため、背景画像の明暗が反転された状態となる。このため、図６（ｃ）に示すように、北西の方向から光が照射されたときに影となるべき領域に適切に陰影が加えられた状態となり、ユーザは、背景画像が表す地形を正しく視認できる。
【００７３】
さらに、本発明を適用した場合、画像生成部２３が上述した処理を実行するため、メッシュ領域のそれぞれにおいて、調整用パラメータ平均値が用いられて背景画像の明るさが調整される。上述したように、一の背景画像データに対応付けられた調整用パラメータは、当該一の背景画像データに記録された区画背景画像（図３（ａ）参照）の明暗を反転した区画反転画像（図３（ｂ）参照）の明るさを、区画背景画像の明るさと同等とするためのパラメータである。また、調整用パラメータ平均値は、ディスプレイ１３に表示された地図上の領域に含まれるメッシュ領域の調整用パラメータのそれぞれの平均値である。従って、背景画像の表示に際し、調整用パラメータ平均値を用いて背景画像を構成する区画背景画像の明るさが調整されることにより、明暗の反転前の背景画像全体の全体的な明るさと、明暗の反転後に表示される背景画像全体の全体的な明るさとが乖離することを防止でき、背景画像を含む地図画面の明るさが極端に変化することを防止でき、ユーザが違和感を抱くことを抑制できる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、車両の進行方向に応じて明暗を反転した背景画像を表示する場合に、背景画像を構成する区画背景画像のそれぞれの明るさを、対応する背景画像データに対応付けられた個々に値の異なる調整用パラメータを用いて調整するのではなく、調整用パラメータ平均値を用いて調整する。このような構成のため、ディスプレイ１３に表示された区画背景画像のそれぞれの明るさが、共通する値のパラメータを用いて調整されることになり、背景画像の明るさにムラができるのを防止でき、この点でも、地図画面を参照するユーザが違和感を抱くことを抑制できる。
【００７５】
さて、地図画面生成部２４は、ディスプレイ１３に表示する地図画面が記録された地図画面データを生成する。詳述すると、地図画面生成部２４は、自車位置検出装置１２が検出する自車位置を示す情報、および、進行方向検出部２１が検出する車両の進行方向を示す情報を取得すると共に、地図データ記憶部３０の地図データ３０１にアクセスして必要な情報を取得し、車両の周辺の道路や、車両の現在位置を示すマーク、施設に関する情報（施設のアイコンや、名称等）、地名に関する情報等を含む地図画像が記録された地図画像データを生成する。
【００７６】
さらに、地図画面生成部２４は、画像生成部２３から入力した表示用背景画像データまたは表示用調整画像データに、生成した地図画像データを重畳して、地図画面データを生成する。地図画面データは、表示用背景画像データまたは表示用調整画像データに記録された背景画像に、上述した地図画像が重畳された地図画面が記録された画像データである。地図画面生成部２４は、生成した地図画面データを、地図画面表示部２５に出力する。
【００７７】
地図画面表示部２５は、地図画面生成部２４から地図画面データを入力し、地図画面データに基づいて、ディスプレイ１３に地図画面を表示する。
【００７８】
図７は、本実施形態に係るパラメータ算出部２０の処理の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、ユーザから処理の開始の指示があった場合に実行される。ユーザは、例えば、新たに地図データ３０１を地図データ記憶部３０に記憶した場合や、地図データ３０１を更新した場合等に、処理の開始を指示する。
【００７９】
図７に示すように、パラメータ算出部２０は、背景画像データベースに登録された背景画像データのうち、処理対象とする１つの背景画像データを取得する（ステップＳＡ１）。次いで、区画背景画像明るさ値算出部２０１は、背景画像データに基づいて、式Ｓ１を用いて、区画背景画像明るさ値を算出する（ステップＳＡ２）。次いで、比較対象画像データ生成部２０２は、式Ｓ２〜式Ｓ４を用いて、比較対象画像データを生成する（ステップＳＡ３）。次いで、比較対象画像明るさ値算出部２０３は、式Ｓ５を用いて、比較対象画像明るさ値を算出する（ステップＳＡ４）。
【００８０】
次いで、明るさ差算出部２０４は、式Ｓ６または式Ｓ７を用いて、明るさ差を算出する（ステップＳＡ５）。次いで、パラメータ決定部２０５は、条件Ｊ１を満たすか否かを判定する（ステップＳＡ６）。条件Ｊ１を満たす場合（ステップＳＡ６：ＹＥＳ）、パラメータ決定部２０５は、現時点の調整用パラメータ（現時点の変数Ｌの値）を、背景画像データベースにおいて背景画像データと対応付ける調整用パラメータの値と決定する（ステップＳＡ７）。次いで、パラメータ算出部２０は、背景画像データベースに登録された背景画像データの全てについて、調整用パラメータの算出が完了したか否かを判定する（ステップＳＡ８）。全ての背景画像データについて、調整用パラメータの算出が完了した場合（ステップＳＡ８：ＹＥＳ）、パラメータ算出部２０は、処理を終了する。１つでも調整用パラメータの算出が完了していない背景画像データが存在する場合（ステップＳＡ８：ＮＯ）、パラメータ算出部２０は、処理手順をステップＳＡ１に戻す。
【００８１】
一方、条件Ｊ１を満たさない場合（ステップＳＡ６：ＮＯ）、比較対象画像データ生成部２０２は、式Ｓ８および式Ｓ９を用いて、調整用パラメータを更新する（ステップＳＡ９）。その後、比較対象画像データ生成部２０２は、処理手順をステップＳＡ３へ戻し、ステップＳＡ９で更新した調整用パラメータを用いて、比較対象画像データを生成する。
【００８２】
図８は、本実施形態に係る地図画面表示装置１００が、自車位置の周辺の地図画面をディスプレイ１３に表示するときの処理の一例を示すフローチャートである。図８に示す処理は、例えば、地図画面表示装置１００の電源がＯＮに切り替えられたときに開始され、地図画面表示装置１００の電源がＯＦＦに切り替えられるまでの間、繰り返し実行される。なお、図８において、地図画面表示装置１００の動作モードはヘディングアップモードであるものとする。
【００８３】
図８に示すように、進行方向検出部２１は、車両の進行方向を検出する（ステップＳＢ１）。次いで、方角範囲判定部２２は、車両の進行方向が、非反転範囲および反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定する（ステップＳＢ２）。
【００８４】
方角範囲判定部２２により車両の進行方向が非反転範囲に属すると判定された場合（ステップＳＢ２：「非反転範囲」）、画像生成部２３は、背景画像データベースから、背景画像の表示に用いる複数の背景画像データを取得する（ステップＳＢ３）。次いで、画像生成部２３は、ステップＳＢ３で取得した複数の背景画像データに基づいて、表示用背景画像データを生成し、地図画面生成部２４に出力する（ステップＳＢ４）。ステップＳＢ４の処理後、地図画面表示装置１００は、処理手順をステップＳＢ９へ移行する。
【００８５】
一方、方角範囲判定部２２により車両の進行方向が反転範囲に属すると判定された場合（ステップＳＢ２：「反転範囲」）、画像生成部２３は、背景画像の表示に用いる複数の背景画像データを取得する（ステップＳＢ５）。次いで、画像生成部２３は、調整用パラメータ平均値を算出する（ステップＳＢ６）。次いで、画像生成部２３は、式Ｓ１０〜式Ｓ１２を用いて、複数の背景画像データのそれぞれに対応する調整画像データを生成する（ステップＳＢ７）。次いで、画像生成部２３は、ステップＳＢ７で生成した調整画像データに基づいて、表示用調整画像データを生成し、地図画面生成部２４に出力する（ステップＳＢ８）。ステップＳＢ８の処理後、地図画面表示装置１００は、処理手順をステップＳＢ９へ移行する。
【００８６】
ステップＳＢ９において、地図画面生成部２４は、地図画像データを生成し、画像生成部２３から入力した表示用背景画像データまたは表示用調整画像データに地図画像データを重畳して地図画面データを生成し、地図画面表示部２５に出力する。地図画面表示部２５は、地図画面生成部２４から入力した地図画面データに基づいてディスプレイに地図画面を表示する。
【００８７】
以上詳しく説明したように、本実施形態に係る地図画面表示装置１００は、陰影が加えられることによって立体的に視認できるようになされた背景画像を含む地図画面を表示する際、以下の処理を実行する。すなわち、地図画面表示装置１００は、車両の進行方向を検出し、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合、車両の進行方向が、背景画像における各画素の明暗を反転しない方角の範囲である非反転範囲、および、背景画像における各画素の明暗を反転する方角の範囲である反転範囲のいずれの範囲に属するかを判定し、車両の進行方向が反転範囲に属する場合、背景画像の各画素の明暗を反転し、反転前の背景画像の明るさに近づくように明るさを調整した調整画像を生成し、調整画像を含む地図画面を表示する。
【００８８】
この構成によれば、地図画面がヘディングアップモードで表示されている場合において、車両の進行方向が、背景画像における各画素の明暗を反転する方角の範囲として予め定められた反転範囲に属する場合、背景画像の各画素の明暗が反転される。このため、車両の進行方向、すなわち、地図画面の上側の方角にかかわらず、背景画像における陰影の状態を、所定の方向から光が照射されたときに影となる部分に陰影が加えられた状態とすることができ、自車位置周辺の地形が誤って視認されてしまうことを防止できる。その上で、上記構成によれば、背景画像の各画素の明暗が反転された場合、反転前の背景画像の明るさに近づくように、明暗を反転した後の背景画像の明るさが調整され、調整後の背景画像を含む地図画面が表示される。これにより、車両の進行方向の変化に応じて背景画像の明暗を反転して表示する場合に、反転前の背景画像の明るさと、反転後の背景画像の明るさとが乖離することを防止でき、地図画面の明るさが極端に変化することを防止でき、ユーザが違和感を抱くことを抑制できる。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係る明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａの機能構成例を示すブロック図である。
【００９０】
本実施形態に係る明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａは、調整用パラメータを算出する専用の装置である。明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａは、例えば、地図データ３０１を提供する会社や、地図データ３０１を利用するアプリケーション（例えば、スマートフォンにダウンロードして用いられるアプリケーション）を提供する会社、地図データ３０１を記憶した装置（例えば、ナビゲーション装置）を提供する会社に設けられる。明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａは、地図データ記憶装置２００が記憶する地図データ３０１の背景画像データベースにアクセスする。そして、明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａは、調整用パラメータを算出し、背景画像データベースに登録する。調整用パラメータが登録された背景画像データベースを有する地図データ３０１は、例えば、インターネットを介して提供され、また例えば、ＣＤ−ＲＯＭや、ＤＶＤ等の記録媒体に記録されて提供され、また例えば、地図データ３０１が記憶された装置（例えば、第１実施形態に係る地図画面表示装置１００）が提供されることによって提供される。
【００９１】
図９に示すように、明るさ調整用パラメータ算出装置１００Ａは、パラメータ算出部２０Ａを備える。パラメータ算出部２０Ａは、区画背景画像明るさ値算出部２０１Ａと、比較対象画像データ生成部２０２Ａと、比較対象画像明るさ値算出部２０３Ａと、明るさ差算出部２０４Ａと、パラメータ決定部２０５Ａと、を備える。調整用パラメータの算出に際し、パラメータ算出部２０Ａは、第１実施形態に係るパラメータ算出部２０と同じ処理を実行する。また、調整用パラメータの算出に際し、区画背景画像明るさ値算出部２０１Ａ、比較対象画像データ生成部２０２Ａ、比較対象画像明るさ値算出部２０３Ａ、明るさ差算出部２０４Ａおよびパラメータ決定部２０５Ａは、それぞれ、第１実施形態に係る区画背景画像明るさ値算出部２０１、比較対象画像データ生成部２０２、比較対象画像明るさ値算出部２０３、明るさ差算出部２０４およびパラメータ決定部２０５と同じ処理を実行する。
【００９２】
なお、上記各実施形態では、左上となる方角から光を照射したものと仮定して陰影が加えられた背景画像を用いているが、本発明はこれに限らない。すなわち、左上となる方角以外の方角から光を照射したものと仮定して陰影が加えられた背景画像を用いるようにしてもよい。
【００９３】
また、上記第１実施形態では、反転範囲と非反転範囲との境界を北東および南西に設定した例を説明したが、本発明はこれに限らない。
【００９４】
また、上記第１実施形態では、調整用パラメータの平均値を算出し、この平均値を用いて、背景画像を構成する区画背景画像のそれぞれの明るさを調整する構成であった。この点に関し、背景画像を構成する区画背景画像のそれぞれの明るさを、対応する背景画像データに対応付けられた調整用パラメータを用いて調整する構成でもよい。この場合、背景画像を構成する区画背景画像について、異なる値の調整用パラメータが用いられて明るさが調整されるものの、反転前の背景画像の明るさと、反転後の背景画像の明るさとが乖離することを防止できる。
【００９５】
また、上記第１実施形態において、区画背景画像明るさ値および比較対象画像明るさ値について、具体的に算出式を明示して、その算出方法について説明した。しかしながら、これら値を算出する方法は第１実施形態で例示した方法に限らない。これら値は、対応する画像の明るさの指標となる値であって、共通する算出式によって算出される値であればよい。
【００９６】
その他、上記各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００９７】
２０、２０Ａ  パラメータ算出部
２１  進行方向検出部
２２  方角範囲判定部
２３  画像生成部
２４  地図画面生成部
２５  地図画面表示部
３０  地図データ記憶部
１００  地図画面表示装置
２０１、２０１Ａ  区画背景画像明るさ値算出部（区画描画画像明るさ値算出部）
２０２、２０２Ａ  比較対象画像データ生成部
２０３、２０３Ａ  比較対象画像明るさ値算出部
２０４、２０４Ａ  明るさ差算出部
２０５、２０５Ａ  パラメータ決定部
【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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