(57)【要約】【課題】画像の表示輝度を制御して表示する場合においても、制御による画像の表示輝度の変化をユーザが容易に把握することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】本発明の表示装置は、入力画像と第１画像と第２画像とを含む合成画像を表示する表示手段と、所定の場合に、前記表示手段によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御手段と、を備え、前記第２画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、前記第１画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度からが変化した表示輝度で表示される画像である、ことを特徴とする。【選択図】図１
2019161491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像と第１画像と第２画像とを含む合成画像を表示する表示手段と、
前記表示手段によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御手段と、
を備え、
前記第２画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第１画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１画像と前記第２画像とを生成する生成手段、
をさらに備え、
前記生成手段は、
前記輝度変換によって階調値が変化しない前記第１画像を生成し、
前記輝度変換によって表示輝度が変化しないように階調値を変化させて前記第２画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記生成手段は、それぞれの画素の階調値が同じである前記第１画像と、それぞれの画素の階調値が同じである前記第２画像を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示手段は、光を照射する複数の光源を有し、
前記制御手段は、前記複数の光源の発光輝度を制御することで前記輝度変換を行う光源制御手段を有する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示手段が表示できる表示輝度の範囲は第１輝度範囲であり、
前記光源制御手段は、前記第１輝度範囲の表示輝度を前記第１輝度範囲に含まれる範囲である第２輝度範囲の表示輝度に変換する前記輝度変換を行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記基準輝度は、前記第２輝度範囲に含まれる表示輝度である、
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光源のそれぞれは、前記入力画像の複数の画素を含む領域に対応し、
前記制御手段の前記光源制御手段は、前記領域に含まれる前記複数の画素の階調値から当該領域に対応する光源の推定発光輝度を取得し、前記複数の光源の前記推定発光輝度の平均値が所定の閾値より大きい場合、前記合成画像の表示輝度を低下させる前記輝度変換を行う、
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記制御手段の前記光源制御手段は、前記複数の光源の前記推定発光輝度の平均値が大きいほど、前記合成画像の表示輝度をより低下させる前記輝度変換を行う、
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記所定の閾値は、前記表示装置に供給可能である電力の上限値に応じた値である、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示手段は、さらに、前記複数の光源から照射される光を透過し画像を表示する表示パネルを有する
ことを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示手段は、さらに、前記複数の光源から照射される光を透過し画像を投影対象物に投影する投影手段を有する、
ことを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記複数の光源は、自発光することにより画像を表示する、
ことを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記基準輝度がユーザから入力される入力手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１画像と前記第２画像は同じ大きさであり、
前記合成画像での前記第１画像と前記第２画像は縦方向または横方向に並んでいる、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、画像の階調値を低下させることで画像の表示輝度を低下させる階調変換手段を有し、
前記表示手段が表示できる表示輝度の範囲は第１輝度範囲であり、
前記階調変換手段は、前記入力画像の階調値が前記第１輝度範囲よりも大きい第３輝度範囲に対応する場合に、
前記入力画像の表示輝度と前記第１画像の表示輝度を、前記第１輝度範囲での最大値と前記第３輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
ユーザから指示輝度範囲が入力される第２入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、画像の階調値を低下させることで画像の表示輝度を低下させる階調変換手段を有し、
前記表示手段が表示できる表示輝度の範囲は第１輝度範囲であり、
前記階調変換手段は、前記指示輝度範囲が前記第１輝度範囲よりも大きい場合に、
前記入力画像の表示輝度と前記第１画像の表示輝度を、前記第１輝度範囲での最大値と前記指示輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記階調変換手段は、前記指示輝度範囲が前記第１輝度範囲よりも大きい場合に、
前記入力画像のうち前記指示輝度範囲の最大値よりも大きい表示輝度を、前記指示輝度範囲の最大値に低下させ、
さらに、前記入力画像の表示輝度と前記第１画像の表示輝度を、前記第１輝度範囲での最大値と前記指示輝度範囲での最大値との比率に応じて低下させる、
ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
入力画像と第１画像と第２画像とを含む合成画像を表示する表示工程と、
前記表示工程によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御工程と、
を含み、
前記第２画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第１画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の表示方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像に基づいて画像を表示する表示装置および表示方法、プログラム、記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像制作において、被写体を撮影する場合に、基準となる明るさが所定の階調値に対応づけられるように撮像装置の撮像条件を調整して画像を表示することがある。ここで、基準となる明るさは、例えば白階調やグレー階調に対応する明るさであり、画像の階調値と表示輝度の対応をユーザが確認するための明るさである。撮像装置が撮像して得られた画像データを編集する際、所定の階調値で示された領域が基準となる明るさから大きく変化しないように、画像全体の色調整やガンマの調整を行うことがある。したがって、画像データにおいて所定の階調値が対応付けられた領域の表示輝度は、編集過程において重要な指標となる。
【０００３】
一方で、撮像装置は、表示装置で画像を表示するために用いられるダイナミックレンジ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ、ＳＤＲ）よりも広いダイナミックレンジ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ、ＨＤＲ）を有する画像（ＨＤＲ画像）を生成することが可能である。ＳＤＲは、例えば、ＢＴ．７０９で定義されたダイナミックレンジである。ここで、ダイナミックレンジとは、表示装置や画像に対応した表示輝度範囲を示す。
【０００４】
また、表示装置が使用できる消費電力が電源の出力可能な範囲などで制限されていることがある。例えば、表示装置がＨＤＲ画像を画像と同じダイナミックレンジで表示する場合には、ＳＤＲ画像を表示する場合よりも表示輝度の上限が高く、必要な消費電力が制限の値よりも高くなってしまうことがあった。
【０００５】
これに対して、特許文献１の表示装置は、画像に基づいて消費電力を算出し、消費電力が基準値を超える場合、表示可能なダイナミックレンジを制限することで消費電力を所定範囲に制限する。これにより、表示装置に表示される画像のダイナミックレンジは、画像のダイナミックレンジと異なる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１９４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、表示装置が上述したようなダイナミックレンジを制限する制御を行う場合、ＨＤＲ画像において基準の明るさに対応する領域の表示輝度が制御に応じて変化することがある。ユーザが表示装置に表示された画像に基づいて編集作業を行う場合、グレーや白等の基準の明るさに対応する領域の表示輝度が変化すると、色やガンマの調整の必要性を見誤るという課題があった。
【０００８】
また、ＨＤＲ画像を従来のＳＤＲよりも広いダイナミックレンジで表示可能な表示装置において、表示可能なダイナミックレンジが、ＨＤＲ画像のダイナミックレンジと対応できない場合がある。このような場合、ＨＤＲ画像のダイナミックレンジの一部をクリップ（白とび）させて表示することや、ＨＤＲ画像のダイナミックレンジを全体的に圧縮させ
て、表示装置が表示可能なダイナミックレンジの範囲で画像を表示することがある。よって、このような場合も、上述の表示装置に表示される画像のダイナミックレンジが画像のダイナミックレンジと異なる場合と同様の課題が生じてしまう。
【０００９】
上述の課題に鑑みて、本発明は、画像の表示輝度を制御して表示する場合においても、制御による表示輝度の変化をユーザが容易に把握することが可能な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】
【００１０】
本発明の第１の態様は、
入力画像と第１画像と第２画像とを含む合成画像を表示する表示手段と、
所定の場合に、前記表示手段によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御手段と、
を備え、
前記第２画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第１画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度からが変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示装置である。
【００１１】
本発明の第２の態様は、
入力画像と第１画像と第２画像とを含む合成画像を表示する表示工程と、
前記表示工程によって表示される前記合成画像の表示輝度を低下させる輝度変換を行う制御工程と、
を含み、
前記第２画像は、ユーザが画像の階調値と表示輝度との対応を確認するための輝度である基準輝度で表示される画像であり、
前記第１画像は、前記輝度変換に応じて前記基準輝度から変化した表示輝度で表示される画像である、
ことを特徴とする表示方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表示装置が画像の表示輝度を制御して表示する場合においても、制御による表示輝度の変化をユーザが容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る画像表示装置のブロック図である。
【図２】実施形態１に係るバックライト部を説明する図である。
【図３】実施形態１，２に係るＯＳＤを示す図である。
【図４】実施形態１に係る階調値と表示輝度の関係を示す図である。
【図５】実施形態１に係る第１画像、第２画像を説明する概念図である。
【図６】実施形態１に係る入力画像を示す図である。
【図７】実施形態１に係る画像表示装置の動作フローチャートである。
【図８】実施形態１に係るローディング制御を説明する図である。
【図９】実施形態１に係る表示部に表示される画像を示す図である。
【図１０】変形例１に係る最大階調値の面積とＬ＿ｇａｉｎの関係を示す図である。
【図１１】実施形態２に係る画像表示装置のブロック図である。
【図１２】実施形態２に係るクリップ処理と圧縮処理を説明する図である。
【図１３】実施形態２に係る画像表示装置の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって確定されるものであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせ全てが、本発明に必須とは限らない。
【００１５】
＜実施形態１＞
以下に本発明に係る実施形態１について図面を用いて説明する。本実施形態では、画像表示装置が基準の明るさとローディング制御とを考慮した表示輝度の画像（第１画像）と基準の明るさの画像（第２画像）とを画面に表示することで、ユーザがローディング制御による表示輝度の変化量を直感的に把握することができる。ここで、ローディング制御とは、画像表示装置の表示輝度範囲を全体的に狭める制御（表示輝度変換制御）である。
【００１６】
具体的には、入力画像が全体として暗い画像であれば、第１画像と第２画像とはともに基準の明るさで表示されるため、入力画像にローディング制御が施されていないことをユーザが直感的に分かる。そのため、例えば、表示装置を用いて入力画像の色調整を行う場合に、表示画面を確認しながら行う当該色調整が入力画像自体にも表示画面と同様に反映されることが分かる。一方、入力画像が全体として明るい画像であれば、第１画像は第２画像よりも暗く表示されるため、ローディング制御が入力画像に施されていることをユーザが直感的に分かる。そのため、ユーザは、入力画像の階調値とガンマ特性によって対応する表示輝度が、表示されている画像の表示輝度よりも高いことを考慮することで、入力画像に対して階調値の調整を行う場合に、階調値を高くしすぎることを防ぐことができる。具体的には、階調値の調整による画素の白とびなどを防ぐことができる。
【００１７】
［画像表示装置の構成］
本実施形態に係る画像表示装置１０は、表示部１１、バックライト制御部１０３、ローディング制御部１０４、入力部１０５、第１生成部１０６、第２生成部１０７、画像合成部１０８、画質補正部１０９を備える。表示部１１は、表示パネル１０１とバックライト部１０２を備える。なお、本実施形態では、入力画像（入力画像データ）は１０ｂｉｔの０〜１０２３カテゴリ（階調）のデータであり、表示輝度または反射率に関連付いたＨＤＲに関する画像が入力されるものとする。また、画像表示装置の表示輝度範囲（表示部１１が表示できる表示輝度の範囲）は、０〜１０００ｃｄ／ｍ２であるとする。また、ローディング制御による表示輝度の低下率は０．５〜１．０であるとする。ここで低下率は画像表示装置の表示輝度範囲を調整するもので、低下率１．０であれば規定の表示輝度範囲で画像を表示でき、低下率０．５であれば規定の表示輝度範囲の半分の範囲で画像を表示するものである。つまり、低下率が１．０であれば、ローディング制御は適用されない。
【００１８】
表示パネル１０１は、後述の画質補正部１０９から入力される合成画像（合成画像データ）に応じて、光の透過率を制御することが可能な複数の素子を有する透過型の表示パネルである。例えば、表示パネル１０１は、液晶素子を用いた液晶パネルであるとする。なお、表示パネル１０１は、Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）で構成された透過型の素子を複数備えるものであってもよい。
【００１９】
バックライト部１０２は、複数の光源を含み、表示パネル１０１に光を照射する照明装置である。本実施形態では、バックライト部１０２は、光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いる。バックライト部１０２の光源は、入力画像の複数の画素を含む領域に対応し、当該領域に分割された単位で発光（明るさ）を制御する。
【００２０】
本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、表示画面（表示される画像）が横１０×縦
６に分割されている領域にそれぞれの光源が対応するものとする。それぞれの領域に対応する光源は図２（Ａ）に示すような座標（ｘ、ｙ）＝（ｉ，ｊ）で指定するものとする（ｉ，ｊはそれぞれ、１≦ｉ≦１０、１≦ｊ≦６を満たす）。
【００２１】
また、本実施形態のそれぞれの光源（ｘ，ｙ）は後述するローディング制御部１０４から出力される制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）に基づいて上述の領域ごとに発光する。ＢＰ（ｘ，ｙ）の設定範囲は０〜１００であるとする。つまり、各光源の発光輝度の上限を１００とした場合に対する、制御される発光輝度がＢＰ（ｘ，ｙ）である。また、ＢＰ（ｘ，ｙ）に対する画像の表示輝度の上限値の対応関係は図２（Ｂ）に示すようにリニア特性であるものとする。つまり、各光源の発光輝度と当該光源に対応する領域の表示輝度の上限値は比例するものとする。
【００２２】
バックライト制御部１０３には、画像合成部１０８から入力画像または、入力画像に第１画像と第２画像が重畳された合成画像が入力される。入力画像と合成画像とのどちらが入力されているかは、画像合成部１０８から入力される後述の画像フラグから判定できる。バックライト制御部１０３は、バックライト部１０２が備えるそれぞれの光源（ｘ，ｙ）の推定される推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を算出する。バックライト制御部１０３は、入力される画像に応じて、光源のそれぞれの推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を算出する。なお、推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）は制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）と同様に、設定範囲は０〜１００である。また、推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）と画像の表示輝度の上限値との対応関係はリニア特性であるものとする。
【００２３】
推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の算出方法として、まず、バックライト制御部１０３は、画像を複数の領域に分割し、例えば領域毎のＡＰＬ（平均階調値；Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）を検出する。バックライト制御部１０３は、取得したＡＰＬが低い場合は、当該領域に対応する光源（ｘ，ｙ）の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を低く設定する。バックライト制御部１０３は、取得したＡＰＬが高い場合には、当該領域に対応する光源（ｘ，ｙ）の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を高く設定する。このように領域毎のＡＰＬに応じて光源の発光輝度を変化させると、表示部１１に表示される画像のコントラストを高めることができる。なお、バックライト制御部１０３は、入力される画像が入力画像か合成画像かを示す画像フラグと、設定した推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）とをローディング制御部１０４に出力する。
【００２４】
ローディング制御部１０４には、光源のそれぞれの推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）と画像フラグとがバックライト制御部１０３から入力される。ローディング制御部１０４は、光源のそれぞれの推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均値Ｐ＿Ａｖｅと予め設定された所定の閾値Ｔｈ（０〜１００）とを比較し、比較結果に基づいてローディングゲイン（Ｌ＿ｇａｉｎ）を算出する。Ｌ＿ｇａｉｎは以下の式１を用いて算出できる。
【数１】
2019161491.tif 000003
【００２５】
ここで、ローディングゲイン（Ｌ＿ｇａｉｎ）とはローディング制御（表示輝度変換制御）による表示輝度における最大輝度の低下率（表示輝度範囲の低下率）である。例えば、Ｌ＿ｇａｉｎが１．０の場合は最大輝度の低下はなく、Ｌ＿ｇａｉｎが０．５の場合は、最大輝度が５０％に低下することを意味する。つまり、Ｌ＿ｇａｉｎの値に応じて表示
輝度範囲が狭くされる。
【００２６】
また、閾値Ｔｈは、画像表示装置に供給可能である電力の上限値（最大値）に応じて設定されるとよい。本実施形態では閾値Ｔｈとして、５０が設定されるものとする。よって、本実施形態では、閾値Ｔｈ＝５０であるため、Ｌ＿ｇａｉｎは０．５〜１．０で決定される。上述した処理によって、例えば、画像における最大階調値１０２３に対応する面積が大きいほど最大輝度に制限がかかる。これにより消費電力を所定範囲におさえることができる。
【００２７】
また、画像フラグが合成画像を示す場合は、ローディング制御部１０４は、バックライト部１０２の各光源の発光輝度を制御する制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）を算出する。ここで、制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）は推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）とＬ＿ｇａｉｎから、ＢＰ（ｘ，ｙ）＝ＥＰ（ｘ，ｙ）×Ｌ＿ｇａｉｎの式より算出することができる。ローディング制御部１０４は、画像フラグが入力画像を示す場合はＬ＿ｇａｉｎを第２生成部１０７に出力し、画像フラグが合成画像を示す場合は制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）をバックライト部１０２に出力する。つまり、ローディング制御部１０４は、制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）によってバックライト部１０２の発光輝度および表示される画像の表示輝度を制御している。
【００２８】
入力部１０５は、例えば、図３（Ａ）に示すようなＯＳＤ（Ｏｎ−Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を画面に表示し、ユーザにより基準となる明るさ（以下、基準輝度と称す）が設定（入力）される。ここで、基準輝度は、ユーザが画面の輝度低下が発生しているか否かを視覚的に確認するための基準の画像の表示輝度を示す。本実施形態では、基準輝度として１００ｃｄ／ｍ２が設定されたものとする。
【００２９】
なお、基準輝度はユーザによる設定に限らず、例えば入力画像に応じて入力部１０５が自動的に設定してもよい。例えば、入力画像のガンマ特性を取得し、ガンマ特性がＨＬＧの場合には、ＨＬＧにおいて反射率１００％の画像を画面表示した際の輝度値である２００ｃｄ／ｍ２が自動的に設定されてもよい。なお、基準輝度はローディング制御がかかっても表示可能な輝度範囲（本実施形態では０〜５００ｃｄ／ｍ２）から設定されるものとする。
【００３０】
第１生成部１０６は、ローディング制御がかかっていない状態で１００ｃｄ／ｍ２の白パッチが表示される階調値（Ｎ階調値）で画像を生成する。ここで、画像の階調値と表示輝度との関係を示すガンマ特性はＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ  Ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）方式やＨＬＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｌｏｇ  Ｇａｍｍａ）方式等がある。本実施形態では説明を簡略化するために、図４に示すように表示パネル１０１のガンマ特性が２．２であるものとすると、階調値Ｎは以下の式２に基づいて算出される。これは、画像表示装置１０の表示輝度範囲の上限が１０００ｃｄ／ｍ２であり、入力画像の階調値の上限が１０２３であるためである。なお、ガンマ特性は、表示輝度に関連付いた画像では例えばＰＱ方式であってもよいし、反射率に関連付いた画像では例えばＨＬＧ方式であってもよい。
【数２】
2019161491.tif 000004
【００３１】
つまり、第１生成部１０６は、第１画像として、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値それぞれ３５９階調で構成される白パッチを生成する。第１画像は、本実施形態では、例えば図５（Ａ）に示すような矩形の画像パターンである。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）はそれぞれの合成画像における階調値を概念的に示したものであり、実際に表示される画像ではない。このよ
うに第１画像を生成することで、前述したローディング制御によってローディングゲインＬ＿ｇａｉｎに応じた表示輝度に補正されて画面表示される。第１生成部１０６は、生成した第１画像を第２生成部１０７、画像合成部１０８に出力する。なお、第１画像は、矩形に限らず、円形や多角形、星形など任意の形でよい。
【００３２】
第２生成部１０７は、第１生成部１０６から入力される基準輝度に対応した階調値（Ｎ階調値）および、ローディング制御部１０４から入力されるＬ＿ｇａｉｎに基づいて第２画像を生成する。
【００３３】
第２生成部１０７は、ローディング制御があっても常に第２画像が基準輝度（１００ｃｄ／ｍ２）で表示されるように制御を行う。具体的には、第２生成部１０７は、ローディング制御による輝度低下を相殺するように、Ｎ階調値に対して階調変換処理を施して画像を生成する。以下、Ｎ階調値に対して施された階調変換処理後の階調値をＭ階調値と称す。Ｍ階調値は以下の式３を用いることで、Ｎ階調値およびＬ＿ｇａｉｎから算出できる。
【数３】
2019161491.tif 000005
【００３４】
第２生成部１０７は、第２画像として、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値がそれぞれＭ階調値で構成される白パッチを生成し、生成した第２画像を画像合成部１０８に出力する。第２画像は、例えば図５（Ａ）に示すような、矩形の画像パターンである。
【００３５】
画像合成部１０８には、まず、入力画像が入力される。ここで、画像合成部１０８は、第２生成部１０７から当該入力画像に対応する第２画像が入力されていなければ、入力画像をバックライト制御部１０３に出力する。画像合成部１０８は、このとき、入力画像であることを示す情報を画像フラグに記載してバックライト制御部１０３に出力する。
【００３６】
また、第２生成部１０７から当該入力画像に対応する第２画像が入力されていれば、画像合成部１０８は、第２画像と第１生成部１０６から入力される第１画像と入力画像を合成して合成画像を生成する。合成画像は、例えば、図５（Ａ）のように入力画像の端において第１画像と第２画像とが隣接するように生成される。生成した合成画像は、バックライト制御部１０３と画質補正部１０９に出力される。画像合成部１０８は、このとき、合成画像であることを示す情報を画像フラグに記載してバックライト制御部１０３に出力する。
【００３７】
画質補正部１０９は、バックライト部１０２の領域毎の発光量の違いによって生じる光漏れの影響（いわゆる、ハロー現象）を画像処理で補正する。画質補正部１０９の当該画像処理は、例えば平準化処理等の周知の技術であり、本実施形態では必須の構成でないため詳細の説明を割愛する。
【００３８】
［画像表示装置の処理フロー］
以下、図６（Ａ）と図６（Ｂ）が示す２つの入力画像が入力される場合の画像表示装置１０の動作フローについて説明する。ここでは、図７のフローチャートを用いて動作フローを説明する。なお、図６（Ａ）は画像全体の面積のうち２５％が白パッチ（１０２３階調）の画像であり、図６（Ｂ）は面積全体（１００％）が白パッチ（１０２３階調）の画像であるとする。なお、図６（Ａ）の白パッチ以外の部分については、０階調であるとする。
【００３９】
（Ｓ１００１）
画像合成部１０８に入力画像が入力される。このとき、画像合成部１０８に当該入力画像に対応する第２画像は入力されていないので、画像合成部１０８は取得した入力画像をバックライト制御部１０３に出力する。なお、入力画像はＰＣや携帯端末、デジタルカメラ、サーバなど任意の装置から入力されてよい。
【００４０】
（Ｓ１００２）
バックライト制御部１０３は、入力された入力画像から各光源（ｘ，ｙ）の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を算出する。ここで、ｘおよびｙは上述のようにバックライト部１０２における各光源の位置を示す。また、推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）は光源の上限発光輝度を１００として、正規化した発光輝度を示す。バックライト制御部１０３は、各光源に対応した入力画像の領域の画素の平均階調値（ＡＰＬ）を算出し、その値に応じてＥＰ（ｘ，ｙ）を設定する。例えば、図６（Ａ）や図６（Ｂ）の白パッチ（１０２３階調）に対応する領域であればＥＰ（ｘ，ｙ）＝１００に設定され、図６（Ａ）の黒領域（０階調）であればＥＰ（ｘ，ｙ）＝０と設定される。このような、領域内の画素の平均階調値（ＡＰＬ）からの推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の設定は、ガンマ特性を考慮して推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を設定されるとよい。例えば、本実施形態の場合は、下記の式４を用いて推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）が算出されてもよい。設定された推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）はローディング制御部１０４に出力される。
【数４】
2019161491.tif 000006
【００４１】
なお、図６（Ａ）に示す入力画像の場合には、全光源のうち２５％が推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）＝１００、７５％が推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）＝０である。一方、図６（Ｂ）に示す入力画像の場合には、全光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）＝１００である。また、合成画像に応じた推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）が、入力画像に応じた推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）よりも大きな値をとらないよう調整されてもよい。具体的には、入力画像の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を算出する際に、第１画像に対応する領域の光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を１００、同様に第２画像に対応する領域の光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を１００と固定にしてもよい。
【００４２】
（Ｓ１００３）
ローディング制御部１０４は、入力される推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）と閾値Ｔｈとから表示輝度の低下率Ｌ＿ｇａｉｎを算出する。算出されたＬ＿ｇａｉｎは第２生成部１０７に出力される。算出方法は上述の式１の通りであり、全ての光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均値Ｐ＿Ａｖｅが、閾値Ｔｈよりも大きいか否かによってＬ＿ｇａｉｎの値を算出する。本実施形態では、１≦ｘ≦１０、１≦ｙ≦６の範囲の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均がＰ＿Ａｖｅである。なお、Ｐ＿Ａｖｅは全ての光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均値から算出される必要はなく、例えば、所定の数の光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均値や中央値であってもよい。以下、Ｌ＿ｇａｉｎの算出方法を、入力画像が図６（Ａ）、図６（Ｂ）の場合のそれぞれにおいて説明する。
【００４３】
まず、図６（Ａ）の場合、全て光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）のうち２５％が１００をとり、７５％が０をとるので、Ｐ＿Ａｖｅ＝１００×０．２５＋０×０．７５＝２５と算出される。ここで、本実施形態では、閾値Ｔｈ＝５０であるため、Ｐ＿Ａｖｅは閾値Ｔｈ＝５０以下の値である。よって、式１によって、Ｌ＿ｇａｉｎ＝１．０と算出できる
。つまり、図６（Ａ）の入力画像にＬ＿ｇａｉｎ＝１．０であれば、ローディング制御が施されないため、図８（Ａ）に示す画像全体のうち２５％が１０００ｃｄ／ｍ２で表示される。
【００４４】
一方、図６（Ｂ）の場合は、全ての光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）が１００をとるため、Ｐ＿Ａｖｅ＝１００と算出される。そして、閾値Ｔｈ＝５０と比較すると、Ｐ＿Ａｖｅの方が大きな値になるため、式１によって、Ｌ＿ｇａｉｎ＝Ｔｈ／Ｐ＿Ａｖｅ＝５０／１００＝０．５と算出できる。ここで、図６（Ｂ）の入力画像にＬ＿ｇａｉｎ＝０．５でローディング制御を施すと、図８（Ｂ）が示す画像全体が一律に５００ｃｄ／ｍ２の表示輝度で表示される。
【００４５】
（Ｓ１００４）
入力部１０５にはユーザから基準輝度が入力される。例えば、図３（Ａ）のようなＯＳＤが表示される場合は、５０ｃｄ／ｍ２単位で０〜３００まで入力できる。入力された基準輝度は、第１生成部１０６に出力される。なお、本実施形態では基準輝度として１００ｃｄ／ｍ２が入力されているものとして説明する。
【００４６】
（Ｓ１００５）
第１生成部１０６は、まず、入力される基準輝度に対応する階調値（Ｎ階調値）を算出する。ここで表示輝度と階調値の対応とは、上述のＰＱ方式やＨＧＬ方式などで規定されている対応を示す。本実施形態では、ガンマ２．２方式で表示輝度と階調値の対応が規定されているため、基準輝度をＬｕｍ１として階調値をＮとした場合には、式５に示す対応である。
【数５】
2019161491.tif 000007
【００４７】
ここで、基準輝度Ｌｕｍ１とＬ＿ｇａｉｎから階調値Ｎを算出するには、式５を変形した下記の式５’を用いればよい。この式５’を用いれば、図６（Ａ）および図６（Ｂ）が示す入力画像の場合、Ｌｕｍ１＝１００ｃｄ／ｍ２であるから、Ｎ＝３５９と算出できる。
【数６】
2019161491.tif 000008
【００４８】
第１生成部１０６は、算出したＮ階調値の白パッチの画像を生成する。つまり、各画素のＲ値，Ｇ値，Ｂ値がそれぞれＮ階調値をとるように第１画像を生成する。生成する第１画像のサイズはユーザからの指示に応じたサイズでもよいし、入力画像のサイズを所定の縮小率で縮小させたサイズでもよい。また、完全な白パッチの画像である必要はなく、各画素の階調値とＮ階調値との差が所定の閾値以内である画像を生成してもよいし、事前に用意した画像の平均階調値がＮをとるように階調変換したものを生成してもよい。第１生成部１０６は、生成した第１画像を画像合成部１０８へ、算出したＮ階調値を第２生成部１０７に出力する。
【００４９】
（Ｓ１００６）
第２生成部１０７は、入力されるＬ＿ｇａｉｎとＮ階調値から生成する第２画像の階調値（Ｍ階調値）を算出する。ここで、第２画像のＭ階調値は、ローディング制御が施される場合であっても基準輝度で表示できる画像の階調値を示す。Ｌ＿ｇａｉｎとＮ階調値からＭ階調値を算出する方法は上述の式３を用いればよい。なお、Ｎ階調値を用いる必要はなく、基準輝度Ｌｕｍ１とＬ＿ｇａｉｎを用いれば、式６を利用してＭ階調値を算出することができる。
【数７】
2019161491.tif 000009
【００５０】
ここで、図６（Ａ）が示す入力画像の場合、Ｌｕｍ１＝１００ｃｄ／ｍ２、Ｌ＿ｇａｉｎ＝１．０であるから、Ｎ階調値と同様にＭ＝３５９と算出できる。一方、図６（Ｂ）が示す入力画像の場合、Ｌｕｍ１＝１００ｃｄ／ｍ２、Ｌ＿ｇａｉｎ＝０．５であるから、Ｍ＝４９２と算出できる。
【００５１】
第２生成部１０７は、算出したＭ階調値の白パッチの画像を生成する。つまり、第２生成部１０７は、各画素のＲ値，Ｇ値，Ｂ値がそれぞれＭ階調値をとるように第２画像を生成する。このようにＬ＿ｇａｉｎを考慮してＭ階調値を算出することで、後の工程でＭ階調値である第２画像に対してローディング制御がされても、第２画像は基準輝度で表示することができる。つまり、第２画像は、元々規定されている入力画像の表示輝度範囲がローディング制御によって変換されても、変換された表示輝度範囲において設定された基準輝度で表示できる画像である。生成する第２画像のサイズは第１画像のサイズと同じである（ユーザが実質的に同一に見えるサイズである）ことが望ましいが、ユーザの入力画像のサイズを所定の縮小率で縮小させたサイズでもよい。また、完全な白パッチの画像である必要はなく、各画素の階調値とＭ階調値との差が所定の閾値以内である画像を生成してもよいし、第１画像と同様に事前に用意した画像の平均階調値がＭをとるように階調変換したものを生成してもよい。第２生成部１０７は、生成した第２画像を画像合成部１０８に出力する。
【００５２】
（Ｓ１００７）
画像合成部１０８には、入力画像、第１画像、第２画像が入力される。画像合成部１０８は、入力画像と第１画像と第２画像を含むように（重畳されるように）合成画像を生成する。第１画像と第２画像とを配置する位置は任意だが、ユーザが入力画像の視聴に際し、邪魔にならないように画面の端に縦方向または横方向に並べるとよい。
【００５３】
本実施形態においては、画像合成部１０８は、図６（Ａ）の入力画像が入力されている場合は、図５（Ａ）のように階調値がともに３５９である白パッチの第１画像および第２画像を画面左下に配置している。一方、図６（Ｂ）の入力画像が入力されている場合、画像合成部１０８は、図５（Ｂ）のように階調値が３５９の第１画像と、階調値が４９２の第２画像とを画面左下に並べて配置している。生成された合成画像は、バックライト制御部１０３および画質補正部１０９に出力される。
【００５４】
以下、Ｓ１００８〜Ｓ１０１０は、バックライト部１０２の制御を行うための処理工程であり、Ｓ１０１１〜Ｓ１０１２は表示パネル１０１の制御を行うための処理工程である。このため、Ｓ１００８〜Ｓ１０１０とＳ１０１１〜Ｓ１０１２は並列に実行されるとよい。
【００５５】
（Ｓ１００８）
バックライト制御部１０３は、画像合成部１０８から入力される合成画像の各領域に対応する各光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を設定（取得）する。推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の算出方法は上述のＳ１００２と同様である。なお、第１画像と第２画像が含まれる領域以外に対応する光源の推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）については、変化することが想定されないためＳ１００２にて設定した値を用いてもよい。また、本工程は実施せずに、全ての光源における推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）をＳ１００２において設定した値にしてもよい。設定した推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）はローディング制御部１０４に出力される。
【００５６】
（Ｓ１００９）
ローディング制御部１０４は、入力される推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）からＬ＿ｇａｉｎを算出する。算出方法はＳ１００３と同じである。ローディング制御部１０４は算出したＬ＿ｇａｉｎと推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）を掛け合わせ、実際にバックライト部１０２の各光源に設定する値である制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）を決定する。つまり、ＢＰ（ｘ，ｙ）＝ＥＰ（ｘ，ｙ）×Ｌ＿ｇａｉｎが成立する。なお、Ｌ＿ｇａｉｎは本工程で算出せずに、Ｓ１００３において算出された値を用いてもよい。このような処理により、表示輝度範囲が狭くされ、画像表示装置１０の消費電力を抑えることができる。決定した制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）はバックライト部１０２に出力される。
【００５７】
（Ｓ１０１０）
バックライト部１０２は、入力される制御パラメータＢＰ（ｘ，ｙ）に応じた発光輝度で光を発光する。つまり、バックライト制御部１０３で各光源の発光輝度が推定され、推定された発光輝度に基づいてローディング制御部１０４にてローディング制御された発光輝度でバックライト部１０２は光を発光する。
【００５８】
（Ｓ１０１１）
画質補正部１０９は、入力される合成画像に対してバックライト部１０２の領域（光源）毎の発光量の違いによって生じる光漏れの影響を画像処理で補正する。補正した合成画像は表示パネル１０１に出力される。
【００５９】
（Ｓ１０１２）
表示パネル１０１は、入力される合成画像に基づきパネルの透過率を調整する。この調整されたパネルに対し、バックライト部１０２が光を照射することでパネルに合成画像を表示する。図６（Ａ）の入力画像が入力される場合であれば、図９（Ａ）のように、ローディング制御がされていない入力画像と、基準輝度（１００ｃｄ／ｍ２）の第１画像および第２画像が表示される。一方、図６（Ｂ）の入力画像が入力される場合であれば、図９（Ｂ）のように、ローディング制御された入力画像と、基準輝度の画像に対してローディング制御がされた第１画像と、基準輝度の第２画像が表示される。なお、図９（Ｂ）では、Ｌ＿ｇａｉｎ＝０．５でローディング制御されているため、入力画像の表示輝度＝１０００×０．５＝５００ｃｄ／ｍ２である。
【００６０】
以上が、画像表示装置１０の動作フローである。なお、Ｓ１００２とＳ１００８の処理はともにバックライト制御部１０３が行っているが、異なる機能部が行ってもよい。同様に、Ｓ１００３とＳ１００９の処理はともにローディング制御部１０４が行っているが、異なる制御部が行ってもよい。
【００６１】
また、第１画像と第２画像は入力画像に対して重畳表示してもよいし、その他、レターボックス等の入力画像が表示されない黒帯領域に第１画像と第２画像を表示してもよい。なお、本実施形態では、表示部１１は、透過型の表示パネル１０１と、バックライト部１０２とを用いた透過型のディスプレイを例としているが、この構成に限定されない。表示
部１１はＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を、素子に用いたＯＬＥＤディスプレイ等の自発光型のディスプレイであってもよい。つまり、表示部１１は、複数の光源が、自発光することで画像を表示するディスプレイであってもよい。さらに、表示部１１は、バックライト部１０２から照射した光を表示パネル１０１に透過させ投影対象物に画像を投影する投影装置でもよい。なお、本実施形態においては、バックライト制御部１０３とローディング制御部１０４が画像表示装置１０における制御手段および光源制御手段であると言え、第１生成部１０６と第２生成部１０７が生成手段と言える。
【００６２】
なお、画像表示装置１０の外部装置が、画像表示装置１０のローディング制御の特性を事前に記憶しておき、入力画像に応じてＬ＿ｇａｉｎを算出してもよい。この場合は、外部装置が、事前に設定された基準輝度から第１画像を生成し、基準輝度とＬ＿ｇａｉｎとから第２画像を生成してもよい。さらには、外部装置が入力画像と第１画像と第２画像とを合成して合成画像を生成して画像表示装置１０に入力してもよい。合成画像が入力された画像表示装置は、図７のフローチャートのＳ１００８〜Ｓ１０１２のバックライト部１０２の制御と表示パネル１０１の制御の処理のみを行えばよい。
【００６３】
［効果］
以上より、ユーザはローディング制御に応じた表示輝度の第１画像と基準輝度の第２画像の明るさを比較することで、ローディング制御による表示輝度の変化を直感的に把握することができる。
【００６４】
（変形例１）
実施形態１では、閾値Ｔｈと推定発光輝度ＥＰ（ｘ，ｙ）の平均値からＬ＿ｇａｉｎを算出したが、図１０に示す画像表示装置のローディング制御の特性に応じてＬ＿ｇａｉｎを算出してもよい。つまり、ローディング制御部１０４は、入力画像における最大階調値（１０２３階調）の面積の大きさに応じてＬ＿ｇａｉｎを決定してもよい。図１０は、横軸は入力画像が含む画素の最大階調値（１０２３階調）の面積（画素の数）、縦軸はＬ＿ｇａｉｎを示している。本変形例のローディング制御は、画像内の最大階調値の割合が大きいほど、Ｌ＿ｇａｉｎを小さく設定するである。なお、本変形例のローディング制御は上述した最大階調値に依存する方式に限ったものでなく、例えば、所定の階調値以上の画素の数やＡＰＬを用いた制御であってもよい。
【００６５】
（変形例２）
実施形態１では、基準輝度はローディング制御が行われても表示できる範囲の表示輝度に設定された。一方、本変形例では、ローディング制御によって表示できない可能性がある輝度範囲（本実施形態では５０１〜１０００ｃｄ／ｍ２）から基準輝度が設定されてもよい。この場合には、第１画像の表示輝度と第２画像の表示輝度との比率を相対的にローディング制御による輝度低下度合いにあわせて表示すればよい。例えば、基準輝度が１０００ｃｄ／ｍ２として設定された場合、図６（Ｂ）に示す面積１００％の白パッチの入力画像が入力されると、Ｌ＿ｇａｉｎ＝０．５である。このとき第２画像は表示輝度１０００ｃｄ／ｍ２で表示されなければならないが、階調値の上限である１０２３を設定された場合であっても、ローディング制御により第２画像の表示輝度は５００ｃｄ／ｍ２で表示される。この場合に、第１生成部１０６は、第１画像に対して、表示輝度が０．５倍になるように階調変換を施してから表示する。つまり、画像表示装置１０は、第１画像の表示輝度が２５０ｃｄ／ｍ２、第２画像の表示輝度が５００ｃｄ／ｍ２をとるように（第１画像の表示輝度：第２画像の表示輝度＝Ｌ＿ｇａｉｎ：１．０をとるように）第１画像の階調値を設定する。上述の処理により、第１画像の表示輝度と第２画像の表示輝度との比率を相対的にローディング制御による輝度低下度合いにあわせて表示することで、ローディング制御による輝度低下をユーザが視覚的に把握できる。
【００６６】
＜実施形態２＞
実施形態１では、ローディング制御による表示輝度の変化をユーザが直感的（視覚的）に把握することができる技術について説明した。実施形態２では、入力画像に対する階調変換処理によって入力画像の本来の明るさが表示されない場合においても、当該処理による表示輝度の変化をユーザが直感的（視覚的）に把握することができる技術について説明する。
【００６７】
画像表示装置は、消費電力の増加、部品の発熱による信頼性の低下、等への懸念がある。そのため、画像表示装置の元々の表示輝度範囲が、画像が表現できるダイナミックレンジ（データ輝度範囲）よりも狭いことがある。つまり、入力画像の階調値に本来対応する表示輝度が、画像表示装置の表示輝度範囲外であることがある。このような画像を画像表示装置が表示する方法として、画像表示装置の表示輝度範囲での最大輝度よりも高い輝度に対応するデータを当該最大輝度に変換する方法がある（クリップ処理）。その他、画像のデータ輝度範囲を全体として圧縮する方法もある（圧縮処理）。実施形態２では、この圧縮処理により生じる表示輝度の変化についても、ユーザが直感的に把握することができる画像表示装置を説明する。
【００６８】
具体的には、本実施形態では、入力画像のデータ輝度範囲が圧縮されないで表示される場合は、画像表示装置において第１画像と第２画像とは同じ基準輝度で表示される。この２つの画像の表示輝度が同じであることから、ユーザは入力画像に対して圧縮処理がされていないことと判断することができる。このため、画像表示装置を用いて画像処理を行う場合であっても、ユーザは表示される画像と当該画像のデータとの整合性が取れていることを直感的に認識できる。一方、入力画像のデータ輝度範囲が圧縮されて表示される場合は、画像表示装置において第２画像は基準輝度で表示され、第１画像は基準輝度よりも暗く表示される。この２つの画像の表示輝度の違いにより、ユーザは入力画像に対して圧縮処理がされていると判断することができる。このため、画像表示装置を用いて画像処理を行う場合に、ユーザは表示される画像と当該画像のデータとでは、表示される画像のほうが輝度が低いと判断でき、例えば、画像に対するデータ輝度を高くする調整を抑えることができる。
【００６９】
以下、データ輝度範囲のうち、画像表示装置の表示輝度と１対１で対応する輝度範囲を表示レンジ（指示輝度範囲）と称す。つまり、例えば、クリップ処理によりデータ輝度の最大値が２０００ｃｄ／ｍ２から１０００ｃｄ／ｍ２に変換される場合、表示レンジは１０００ｃｄ／ｍ２である。一方、圧縮処理によりデータ輝度の最大値が２０００ｃｄ／ｍ２から１０００ｃｄ／ｍ２に変換される場合、表示レンジは２０００ｃｄ／ｍ２である。したがって、クリップ処理により一律に同じデータ輝度に変換されるデータ輝度範囲以外が表示レンジであると言える。
【００７０】
［画像表示装置の構成］
図１１は本実施形態に係る画像表示装置２０のブロック図である。実施形態１に係る画像表示装置の構成に、第２入力部２０１と階調変換部２０２が追加されている。つまり、画像表示装置２０は、表示部１１、バックライト制御部１０３、ローディング制御部１０４、入力部１０５、第１生成部２０３、第２生成部１０７、画像合成部１０８、画質補正部１０９、第２入力部２０１、階調変換部２０２を備える。また、第１生成部２０３が実施形態１の同名の機能部と処理が異なる。なお、その他の機能部においては、実施形態１の同名の機能部と同じ処理を行うため、同じ符号を付しており、本実施形態での説明は省略する。
【００７１】
また、本実施形態の画像表示装置２０はＨＤＲの入力画像が入力され、入力画像は、０
〜２０００ｃｄ／ｍ２のデータ輝度範囲を有するものであるものとする。画像表示装置２０の表示輝度範囲（表示部１１が表示できる表示輝度の範囲）は、実施形態１と同様に０〜１０００ｃｄ／ｍ２であるとする。なお、以下では、ローディング制御が発生しない例について説明するが、ローディング制御が発生したとしても、ローディング制御および圧縮処理を考慮した画像表示をすることができる。
【００７２】
第２入力部２０１は、図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示すようなＯＳＤを用いて、ユーザにより上述した表示レンジが設定される。なお、第２入力部２０１では、表示輝度範囲の最大値以上、かつ、入力画像のデータ輝度範囲の最大値以下の範囲でユーザが表示レンジの最大値を設定できるようにするとよい。本実施形態では１０００ｃｄ／ｍ２〜２０００ｃｄ／ｍ２の間で選択できるようにするとよい。１０００ｃｄ／ｍ２までは、画像表示装置２０が本来表示できる輝度範囲であるからである。また、表示レンジの最大値はユーザにより設定されることに限らず、例えば、常に入力画像のデータ輝度範囲の最大値に設定されていてもよいし、表示輝度範囲の最大値に設定されていてもよい。設定された表示レンジは階調変換部２０２および第１生成部２０３に出力される。なお、本実施形態では、表示レンジの最小値は一律に０ｃｄ／ｍ２であるとする。
【００７３】
階調変換部２０２は、表示レンジに基づき入力画像に対して階調変換を施す。図１２を用いて階調変換部２０２の動作を説明する。階調変換部２０２は、まず入力画像に対してどのような処理を施すかを判定する。
【００７４】
例えば、判定は本実施形態の場合、下記の（１）〜（３）の３パターンが想定される。（１）画像表示装置２０の表示輝度範囲０〜１０００ｃｄ／ｍ２の範囲内である１０００ｃｄ／ｍ２が表示レンジの最大値として設定された場合は、クリップ処理を行うと判定される。
（２）入力画像のデータ輝度範囲０〜２０００ｃｄ／ｍ２の最大値２０００ｃｄ／ｍ２が表示レンジの最大値として設定された場合は、圧縮処理を行うと判定される。
（３）２つの値の間に存在する１５００ｃｄ／ｍ２が表示レンジの最大値として設定された場合は、１５００ｃｄ／ｍ２より大きいデータ輝度を１５００ｃｄ／ｍ２にする処理後に、全体として１０００ｃｄ／ｍ２におさまるように圧縮処理を行うと判定される。
【００７５】
階調変換部２０２は判定結果に応じて入力画像に対して階調変換処理を施す。階調変換部２０２は、上述の（１）の場合、入力画像における１０００ｃｄ／ｍ２よりも高いデータ輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に変換する。上述の（２）の場合は、階調変換部２０２は、入力画像のダイナミックレンジ全体を０．５倍に圧縮する。つまり、階調変換部２０２は、入力画像のデータ輝度を０．５倍にする。要するに、上述（１）（２）の場合は、図１２が示す入力データ輝度と階調変換後のデータ輝度との関係が成立する。上述の（３）の場合は、入力画像における１５００ｃｄ／ｍ２より大きいデータ輝度を１５００ｃｄ／ｍ２にするクリップ処理後に、クリップ処理された入力画像のダイナミックレンジ全体を２／３倍に圧縮する。なお、階調変換部２０２は、上述の（２）、（３）で圧縮処理されるときの倍率をＣ＿ｇａｉｎとして第１生成部２０３に出力する。つまり、（２）の場合はＣ＿ｇａｉｎ＝０．５、（３）の場合はＣ＿ｇａｉｎ＝２／３が第１生成部２０３に出力される。ここで、Ｃ＿ｇａｉｎは画像表示装置２０の表示輝度範囲での最大値と表示レンジでの最大値との比率といえる。なお、階調変換が施された入力画像は画像合成部１０８に出力される。なお、入力画像に圧縮処理が施されない場合は、Ｃ＿ｇａｉｎ＝１．０が第１生成部２０３に出力されるとよい。また、ユーザによる、表示レンジの指示がない場合は上述の判定を行わずに、入力画像に対し（２）に対応する圧縮処理を施してもよい。
【００７６】
また、圧縮処理による階調変換は、例えば入力画像におけるデータ輝度と階調値の対応を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）を事前に用意しておき、元々のデータ輝度とＣ＿
ｇａｉｎとを乗算した値に対応する階調値をＬＵＴから選択することで可能である。クリップ処理による階調変換も同様のＬＵＴを用いて、例えば、所定のデータ輝度より高い値に対応する階調値を当該所定のデータ輝度に対応する階調値に変換する処理が行われればよい。
【００７７】
第１生成部２０３は、まず実施形態１と同様に基準輝度からＮ階調値を算出する。本実施形態では、実施形態１と同様に基準輝度が１００ｃｄ／ｍ２であるとすると、Ｎ階調値も同様に３５９である。次に、算出したＮ階調値と入力されるＣ＿ｇａｉｎから、以下の式７に基づいて、第１画像に対して圧縮処理を反映した階調値（Ｎ＿１階調）を算出する。
【数８】
2019161491.tif 000010
【００７８】
第１生成部２０３は、圧縮処理による輝度低下を反映した第１画像として、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値をそれぞれＮ＿１階調＝２６２で生成した白パッチを生成する。実施形態１と同様に第１生成部２０３は、第１画像を画像合成部１０８に、Ｎ階調値を第２生成部１０７に出力する。他の機能部は実施形態１と同様である。
【００７９】
［画像表示装置の処理フロー］
以下では、表示レンジの最大値として図３（Ｂ）に示すように１０００ｃｄ／ｍ２または、図３（Ｃ）に示すように２０００ｃｄ／ｍ２とが設定された場合を例として画像表示装置２０の動作フローを説明する。以下、図１３を用いて動作フローを説明するが、Ｓ１００２〜Ｓ１００４，Ｓ１００６〜Ｓ１０１２の処理は実施形態１と同様であるため説明は省略する。
【００８０】
（Ｓ２００１）
階調変換部２０２は、入力画像を取得する。なお、取得した入力画像に含まれるメタ情報などから、入力画像のデータ輝度範囲を取得する。
【００８１】
（Ｓ２００２）
第２入力部は、表示レンジを取得する。本処理フローでは、上述のように図３（Ｂ）のように１０００ｃｄ／ｍ２または図３（Ｃ）のように２０００ｃｄ／ｍ２が表示レンジの最大値として設定される。設定された表示レンジは、第１生成部２０３および階調変換部２０２に出力される。つまり、図３（Ｂ）の場合は、０〜１０００ｃｄ／ｍ２の表示レンジ、図３（Ｃ）の場合は、０〜２０００ｃｄ／ｍ２の表示レンジが設定される。
【００８２】
（Ｓ２００３）
階調変換部２０２は、表示レンジに基づき入力画像の階調変換を行う。具体的には、入力画像のデータ輝度の値を変換する。図３（Ｂ）のように１０００ｃｄ／ｍ２の表示レンジの最大値が設定されている場合は、１０００ｃｄ／ｍ２より大きいデータ輝度をもつ画素に対して、データ輝度を１０００ｃｄ／ｍ２にするクリップ処理が行われる。図３（Ｃ）のように２０００ｃｄ／ｍ２の表示レンジの最大値が設定されている場合には、データ輝度を一律に０．５倍する圧縮処理が施される。処理された入力画像は画像合成部１０８
に出力される。また、階調変換部２０２は、入力画像に圧縮処理を施す場合は、圧縮の倍率をＣ＿ｇａｉｎとして第１生成部２０３に出力する。図３（Ｃ）の場合には、Ｃ＿ｇａｉｎ＝０．５が第１生成部２０３に出力される。なお、圧縮処理が行われない場合には、Ｃ＿ｇａｉｎ＝１．０が第１生成部２０３に出力されるとよい。
【００８３】
（Ｓ２００４）
第１生成部２０３は、まず実施形態１と同様に基準輝度からＮ階調値を算出する。算出したＮ階調値は第２生成部１０７に出力する。つづいて第１生成部２０３は、Ｎ階調値からＮ＿１階調値を算出する。ここでＮ＿１階調値は、入力画像に施された圧縮処理と同じ圧縮処理が、Ｎ階調値の画像に対して施される場合に対応する階調値である。Ｎ＿１階調値の算出方法は上述で説明しているため省略する。第１生成部２０３は、算出したＮ＿１階調値の白パッチ画像を生成して、画像合成部１０８に出力する。なお、第１画像の大きさは、実施形態１で生成するものと同じでよい。
【００８４】
以上の処理フローにより、階調変換部２０２によって第１画像と入力画像の表示輝度が制御される。上述の処理より、第１画像と入力画像の表示輝度は入力画像の画像表示装置２０の表示輝度範囲での最大値と表示レンジでの最大値との比率（Ｃ＿ｇａｉｎ）に応じて低下される。なお、表示レンジの入力がない場合は、第１画像と入力画像の表示輝度は画像表示装置２０の表示輝度範囲での最大値と入力画像のデータ輝度範囲での最大値との比率に応じて低下される。
【００８５】
なお、本実施形態では、実施形態１と同様にローディング制御の処理を行うことができる画像表示装置２０を説明したが、ローディング制御は必ずしも行われる必要はなく、ローディング制御に用いられるローディング制御部１０４は必須ではない。例えば、本実施形態では、Ｌ＿ｇａｉｎは常に１．０であってもよい。なお、本実施形態においては、バックライト制御部１０３とローディング制御部１０４と階調変換部２０２が画像表示装置２０における制御手段と言える。
【００８６】
（効果）
以上により、例えば、図３（Ｃ）に示す表示レンジの最大値２０００ｃｄ／ｍ２が入力される場合、第１画像は圧縮処理に対応した輝度（５０ｃｄ／ｍ２）で表示され、第２画像は圧縮処理によらず常に基準輝度（１００ｃｄ／ｍ２）で表示される。また、実施形態１と同様にローディング制御が入力画像に施される場合であっても、ローディング制御と圧縮処理をともに考慮した表示輝度の第１画像、第２画像を表示することができる。これにより、ユーザはローディング制御に加えて、圧縮処理による基準輝度の変化量を直感的に把握することができる。
【００８７】
なお、上記の各実施形態や各変形例の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。２つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の２つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰなどのハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサーと、制御プログラムが格納されたメモリ（記憶媒体）とを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサーがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。
【００８８】
（その他の実施形態）
本発明は、上記の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにお
ける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１０：  画像表示装置
１０１：表示パネル
１０２：バックライト部
１０４：ローディング制御部
【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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