(57)【要約】【課題】他の画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、情報の欠落を抑制する。【解決手段】プロジェクター１は、複数の画素の階調値を含む画像データを取得する取得手段１１と、画像データに含まれる階調値を、変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す変換特性曲線であって、変換前の階調値の一部の範囲における傾きが他の範囲における傾きよりも小さい変換特性曲線に従って変換を行う変換手段１４と、変換手段１４により階調値の変換がされた画像データを、他の画素との階調値の差分に応じて圧縮し、圧縮後の画像データを記憶部に記憶させる圧縮手段１５と、記憶部から読み出した画像データに含まれる階調値に対して、逆変換を行う逆変換手段１７とを有する。【選択図】図３
2015136032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素の階調値を含む画像データを取得する取得手段と、
変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す第１特性曲線であって、前記変換前の階調値の一部の範囲における傾きが他の範囲における傾きよりも小さい第１特性曲線に従って、前記画像データに含まれる階調値の変換を行う第１変換手段と、
前記第１変換手段により階調値の変換がされた画像データを、他の画素との階調値の差分に応じて圧縮し、圧縮後の画像データを記憶部に記憶させる圧縮手段と、
前記記憶部から読み出した画像データに含まれる階調値に対して、前記変換の逆変換を行う第２変換手段と
を有する画像処理装置。
【請求項２】
前記画像データについて、所定の単位ごとに階調値の分布を算出する算出手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１変換手段は、前記算出手段が算出した前記分布に基づき、前記階調値の変換を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記複数の画素は２次元に配置されており、
前記算出手段は、前記画像データについて、行ごとに階調値の分布を算出し、
前記一部の範囲は、前記分布が最多の階調値を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像データは複数のフレームに区分されており、
前記算出手段は、前記フレームごとに階調値の分布を算出し、
前記一部の範囲は、前記分布が最多の階調値を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１特性曲線を定義する情報を含むテーブルを記憶する記憶手段を有し、
前記第１変換手段は、前記記憶手段により記憶されたテーブルを用いて前記変換を行う
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１変換手段は、予め定められた式を用いて前記変換を行う
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
複数の電気光学素子が配置されたパネルの各電気光学素子に対する印加電圧を、前記逆変換後の階調値に対する印加電圧の関係を示す第２特性曲線であって、当該階調値の前記一部の範囲における傾きが当該階調値の前記他の範囲における傾きよりも大きい第２特性曲線に従って決定する決定手段
を有する請求項１ないし７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記第２変換手段により逆変換が行われた画像データに応じた画像を表示する表示手段と
を有する表示装置。
【請求項１０】
複数の画素の階調値を含む画像データを取得するステップと、
変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す第１特性曲線であって、前記変換前の階調値の一部の範囲における傾きが他の範囲における傾きよりも小さい第１特性曲線に従って、前記画像データに含まれる階調値の変換を行うステップと、
階調値の変換がされた画像データを、他の画素との階調値の差分に応じて圧縮し、圧縮後の画像データを記憶部に記憶させるステップと、
前記記憶部から読み出した画像データに含まれる階調値に対して、前記変換の逆変換を行うステップと
を有する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、表示装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターなどの表示装置において入力された映像信号に対して映像処理が行われる場合、画像データを一時的にＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの外部メモリーに記憶し、再び読み出す処理が行われる。外部メモリーに対するデータの記憶と読み出しには速度的な制約があるため、一般に画像データの圧縮が行われる。特許文献１には、差分ベクトル量子化モードにより量子化された信号、または、絶対値ベクトル量子化モードにより量子化された信号のいずれかを選択して出力することにより、濃淡がなだらかに変化する箇所と急激に変化する箇所の両方について、復号された画像の画質を改善する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３９７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、絶対値ベクトル量子化モードにおいて、入力された各成分値に対してスカラ量子化がされており、ビット数が削減されていた。そのため、復号された成分値には量子化ノイズが発生するという問題があった。本発明は、他の画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、情報の欠落を抑制することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数の画素の階調値を含む画像データを取得する取得手段と、変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す第１特性曲線であって、前記変換前の階調値の一部の範囲における傾きが他の範囲における傾きよりも小さい第１特性曲線に従って、前記画像データに含まれる階調値の変換を行う第１変換手段と、前記第１変換手段により階調値の変換がされた画像データを、他の画素との階調値の差分に応じて圧縮し、圧縮後の画像データを記憶部に記憶させる圧縮手段と、前記記憶部から読み出した画像データに含まれる階調値に対して、前記変換の逆変換を行う第２変換手段とを有する画像処理装置を提供する。この画像処理装置によれば、他の画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、階調値の一部の範囲について情報の欠落が抑制される。
【０００６】
好ましい態様において、前記画像データについて、所定の単位ごとに階調値の分布を算出する算出手段を有することを特徴とする。この画像処理装置によれば、階調値の変換を所定の単位ごとに行うことができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記第１変換手段は、前記算出手段が算出した前記分布に基づき、前記階調値の変換を行うことを特徴とする。この画像処理装置によれば、階調値の一部の範囲について情報の欠落が、所定の単位ごとに抑制される。
【０００８】
別の好ましい態様において、前記複数の画素は２次元に配置されており、前記算出手段は、前記画像データについて、行ごとに階調値の分布を算出し、前記一部の範囲は、前記分布が最多の階調値を含むことを特徴とする。この画像処理装置によれば、分布が最多の階調値を含む範囲について情報の欠落が、行ごとに抑制される。
【０００９】
別の好ましい態様において、前記画像データは複数のフレームに区分されており、前記算出手段は、前記フレームごとに階調値の分布を算出し、前記一部の範囲は、前記分布が最多の階調値を含むことを特徴とする。この画像処理装置によれば、分布が最多の階調値を含む範囲について情報の欠落が、フレームごとに抑制される。
【００１０】
別の好ましい態様において、前記第１特性曲線を定義する情報を含むテーブルを記憶する記憶手段を有し、前記第１変換手段は、前記記憶手段により記憶されたテーブルを用いて前記変換を行うことを特徴とする。この画像処理装置によれば、テーブルが用いられない場合に比べて、階調値の変換を行うときの処理の負荷が抑制される。
【００１１】
別の好ましい態様において、前記第１変換手段は、予め定められた式を用いて前記変換を行うことを特徴とする。この画像処理装置によれば、予め定められた式が用いられない場合に比べて、階調値の変換のために用いられるメモリーの容量が抑制される。
【００１２】
別の好ましい態様において、複数の電気光学素子が配置されたパネルの各電気光学素子に対する印加電圧を、前記逆変換後の階調値に対する印加電圧の関係を示す第２特性曲線であって、当該階調値の前記一部の範囲における傾きが当該階調値の前記他の範囲における傾きよりも大きい第２特性曲線に従って決定する決定手段を有する。この画像処理装置によれば、他の範囲に比べてパネル上で繊細な表現がされる階調値の範囲について情報の欠落が抑制される。
【００１３】
また、本発明は、上記の画像処理装置と、前記第２変換手段により逆変換が行われた画像データに応じた画像を表示する表示手段とを有する表示装置を提供する。この表示装置によれば、他の画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、階調値の一部の範囲について情報の欠落が抑制される。
【００１４】
また、本発明は、複数の画素の階調値を含む画像データを取得するステップと、変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す第１特性曲線であって、前記変換前の階調値の一部の範囲における傾きが他の範囲における傾きよりも小さい第１特性曲線に従って、前記画像データに含まれる階調値の変換を行うステップと、階調値の変換がされた画像データを、他の画素との階調値の差分に応じて圧縮し、圧縮後の画像データを記憶部に記憶させるステップと、前記記憶部から読み出した画像データに含まれる階調値に対して、前記変換の逆変換を行うステップとを有する画像処理方法を提供する。この画像処理方法によれば、他の画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、階調値の一部の範囲について情報の欠落が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プロジェクターのハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】階調値と印加電圧との関係を示す曲線。
【図３】プロジェクターの機能的構成を示すブロック図。
【図４】プロジェクターが行う処理を示すフローチャート。
【図５】ヒストグラムを例示する図。
【図６】変換ＬＵＴの例を示す図。
【図７】変換特性曲線を示す図。
【図８】逆変換特性曲線を示す図。
【図９】変換および逆変換が行われる場合と行われない場合との比較を示す図。
【図１０】変形例２における変換特性曲線および逆変換特性曲線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．構成
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクター１のハードウェア構成を示すブロック図である。プロジェクター１（表示装置の一例）は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、入力部１０４と、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１０５と、画像処理回路１０６と、光源１０７と、液晶パネル１０８と、投射レンズ１０９と、パネル駆動回路１１０とを有する。ＭＣＵ１０１は、プログラムを実行することによりプロジェクター１の各部を制御する制御装置である。ＲＯＭ１０２は、各種のプログラムおよびデータを記憶した不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１０３は、データを記憶する揮発性の記憶装置である。入力部１０４は、外部装置（例えば、ＤＶＤプレーヤーやＰＣ）から映像信号の入力を受け付ける。映像信号には、画像データが含まれている。画像データは、所定の単位期間（例えば６０Ｈｚに相当する１６．６７ミリ秒。以下この単位期間をフレームという）毎の画像に区分されている。各フレームの画像は２次元配置された複数の画素を含み、各画素の画素値は階調値を示している。ＶＲＡＭ１０５（記憶部の一例）は、画像データのフレームに対応する記憶領域を有し、所定数のフレーム（例えば１フレーム）分の画像データを記憶する。
【００１７】
画像処理回路１０６は、入力された映像信号により示される画像データに対し、所定の画像処理を行う。画像処理回路１０６は、画像処理した画像データを示す映像信号をパネル駆動回路１１０に出力する。画像処理回路１０６は、画像処理の際、画像データをＶＲＡＭ１０５に一時的に記憶させる。ＶＲＡＭ１０５へのデータ書き込みの際、画像処理回路１０６は、画像データを圧縮する。画像データの圧縮については後述する。
【００１８】
光源１０７は、投射の光源となる装置、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、若しくはメタルハライドランプなどのランプ、または、半導体レーザー若しくはＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの固体光源である。液晶パネル１０８は、光源１０７から照射された光を変調する光変調器である。液晶パネル１０８には、複数の液晶素子（電気光学素子の一例）が配置されており、印加される電圧に応じて液晶の分子配向状態が変化することで光学特性（透過型のパネルであれば透過率）が変化する。プロジェクター１は、ＲＧＢの三原色に対応した３枚の液晶パネル１０８を有する。投射レンズ１０９は、液晶パネル１０８により変調された光により示される映像をスクリーンに投射する投射光学系であり、１枚以上のレンズを含んで構成される。投射光学系は、例えば、１枚以上のレンズと、１枚以上のミラーとの組み合わせにより構成される。パネル駆動回路１１０は、画像処理回路１０６から出力された画像データに応じて液晶パネル１０８の各液晶素子に電圧を印加する。
【００１９】
画像処理回路１０６において行われる画像データの圧縮について説明する。画像処理回路１０６は、隣り合う画素（以下、「隣接画素」という）との階調値の差分に応じて画像データを圧縮する。画像処理回路１０６は、例えば、以下の（１）から（４）の処理により、画像データを圧縮する。
（１）処理の対象となる画素（以下、「対象画素」という）を特定する。対象画素は、例えば、各フレームの左上の画素から右下の画素に向かって、行ごとに順次特定される。
（２）対象画素と隣接画素との階調値の差分Ｄ１を算出する。
（３）差分Ｄ１が予め定められた閾値Ｔｈ１以下である場合には、当該差分Ｄ１から上位ｎビットを除いた差分Ｄ１１をＶＲＡＭ１０５に記憶する（可逆圧縮）。
（４）差分Ｄ１が閾値Ｔｈ１を上回る場合には、当該差分Ｄ１から下位ｎビットを除いた差分Ｄ１２をＶＲＡＭ１０５に記憶する（非可逆圧縮）。
なお、圧縮後の画像データには、可逆圧縮と非可逆圧縮のいずれの圧縮が行われたのかを示す１ビットの情報が各画素について含まれる。
【００２０】
このように、画像処理回路１０６は、可逆圧縮と非可逆圧縮とを組み合わせた方法により画像データを圧縮する。したがって、非可逆圧縮がされた画素の階調値については下位ｎビット分の情報が欠落する。プロジェクター１は、隣接画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合において、階調値の一部の範囲について情報が欠落することを抑制する。
【００２１】
図２は、階調値と当該階調値を表現するために液晶素子に印加される電圧（以下、「印加電圧」という）との関係を示す曲線（以下、「ｇ−ｖ特性曲線」という）である。ｇ−ｖ特性曲線は、第２特性曲線の一例である。液晶素子における液晶の分子配向状態は、印加電圧に対して非線形に変化する。そのため、液晶素子の光の透過率を決められた階調値に合わせるためには、印加電圧−透過率の非線形な特性に応じて印加電圧が決められる。図２において、横軸は階調値を表し、縦軸は印加電圧を表す。この例で、階調値は、「０」から「１０２３」までの１０２４（１０ビット）の段階で表されている。なお、この例で液晶パネル１０８は、電圧無印加時において暗状態（透過率最小）となるノーマリーブラックモードである。図２に示す通り、上述した液晶素子の印加電圧−透過率の特性に起因して、印加電圧は階調値に対して非線形に変化する。具体的には、階調値が中間の領域（以下、「中間階調域Ｍｇ」という）では、階調値に対する印加電圧の傾きが、階調値が低い領域（以下、「低階調域Ｌｇ」という）および階調値が高い領域（以下、「高階調域Ｈｇ」という）に比べて大きくなる。ここで、上述した画像データの非可逆圧縮による情報の欠落が中間階調域Ｍｇにおいて生じた場合を考える。この場合、情報の欠落による影響は、階調値から印加電圧が決定される段階でさらに大きくなる。プロジェクター１は、情報の欠落による影響が、液晶素子の印加電圧−透過率の特性に起因して大きくなることを抑制する。
【００２２】
図３は、プロジェクター１の機能的構成を示すブロック図である。プロジェクター１は、取得手段１１と、算出手段１２と、記憶手段１３と、変換手段１４と、圧縮手段１５と、解凍手段１６と、逆変換手段１７と、決定手段１８と、表示手段１９とを有する。取得手段１１は、画像データを取得する。算出手段１２は、取得手段１１により取得された画像データについて、階調値のヒストグラム（階調値の分布の一例であって、以下では単に「ヒストグラム」と表現する）を算出する。記憶手段１３は、変換特性曲線（第１特性曲線の一例）を定義する情報を含むルックアップテーブルを記憶する。変換特性曲線とは、変換前の階調値に対する変換後の階調値の関係を示す曲線である。変換手段１４（第１変換手段の一例）は、変換特性曲線に従って階調値の変換を行う。圧縮手段１５は、変換手段１４により階調値の変換がされた画像データを圧縮し、圧縮後の画像データをＶＲＡＭ１０５に記憶させる。解凍手段１６は、ＶＲＡＭ１０５に記憶された圧縮後の画像データを解凍（伸長）する。逆変換手段１７（第２変換手段の一例）は、解凍手段１６により解凍された画像データに含まれる階調値に対して、変換手段１４による変換の逆変換を行う。決定手段１８は、液晶パネル１０８の各液晶素子に対する印加電圧を決定する。決定手段１８は、ｇ−ｖ特性曲線（図２）に従って印加電圧を決定する。表示手段１９は、逆変換手段１７により逆変換が行われた画像データに応じた画像を液晶パネル１０８に表示する。
【００２３】
プロジェクター１において、プログラムを実行しているＭＣＵ１０１により制御された入力部１０４は、取得手段１１の一例である。プログラムを実行しているＭＣＵ１０１により制御された画像処理回路１０６は、算出手段１２と、変換手段１４と、圧縮手段１５と、解凍手段１６と、逆変換手段１７の一例である。プログラムを実行しているＭＣＵ１０１により制御されたパネル駆動回路１１０は、決定手段１８の一例である。光源１０７、パネル駆動回路１１０により駆動された液晶パネル１０８、および投射レンズ１０９は、表示手段１９の一例である。画像処理回路１０６は、記憶手段１３の一例である。
【００２４】
２．動作
図４は、プロジェクター１が行う処理を示すフローチャートである。以下の処理は、例えば、プロジェクター１が外部装置と有線または無線により接続された状態で開始される。ステップＳ１において、入力部１０４に、映像信号が入力される。入力部１０４は、入力された映像信号を画像処理回路１０６に出力する。
【００２５】
ステップＳ２において、画像処理回路１０６は、入力された映像信号により示される画像データについてヒストグラムを算出する。画像処理回路１０６は、例えば、１フレームの画像の行ごと（所定の単位の一例）にヒストグラムを算出する。ステップＳ３において、画像処理回路１０６は、ステップＳ２で算出されたヒストグラムにおいて、度数が最多の階調値（以下、「最多階調値ｇｍ」という）を行ごとに特定する。
【００２６】
図５は、ある行について算出されたヒストグラムを例示する図である。図５において、横軸は階調値を表し、縦軸は度数を表す。この例で、階調値は「０」から「１０２３」までの１０２４段階で表現されている。図５に示す例では、最多階調値ｇｍは階調値ｇｍ１である。
【００２７】
再び図４を参照する。ステップＳ４において、画像処理回路１０６は、画像データにより示される階調値の変換を行う。階調値の変換は、画像データの圧縮の際の情報の欠落を抑制するために行われる。階調値の変換は、所定の単位（例えば行）毎に行われる。階調値の変換は、変換特性曲線を定義する情報を含む変換ルックアップテーブル（以下、「変換ＬＵＴ」という）を用いて行われる。変換ＬＵＴは例えばハードウェアＬＵＴであり、画像処理回路１０６がこのハードウェアＬＵＴを有する。あるいは、変換ＬＵＴはソフトウェアＬＵＴであってもよい。この場合、ＬＵＴのデータは、メモリー（例えばＲＯＭ１０２）に記憶されている。
【００２８】
図６は、変換ＬＵＴの例を示す図である。各行は、入力階調値ｇａinを出力階調値ｇａoutに変換するための１次元ＬＵＴを示している。すなわち１次元ＬＵＴは、入力階調値ｇａinを出力階調値ｇａoutに変換するための変換特性曲線を示している。各１次元ＬＵＴは、特定の階調値について最適化されている。具体的には、変換特性曲線の傾きが、特定の階調値近傍において最小になるように設計されている。なお、ここでいう変換特性曲線の「傾き」とは、入力階調値ｇａinが所定数（例えば、単位階調値）増加したときに出力階調値ｇａoutが増加する度合いをいう。１次元ＬＵＴは、最適化の対象となる階調値毎に定義されている。変換ＬＵＴは、複数の階調値の各々について、その階調値に対して最適化された１次元ＬＵＴを含んでいる。最適化の対象となる階調値（以下、「対象階調値」という）は、ステップＳ３で特定された最多階調値ｇｍに応じて選択される。具体的には、ステップＳ３で特定された最多階調値ｇｍを対象階調値として選択する。例えば、ステップＳ３で特定された最多階調値がｇｍ１の場合、入力階調値ｇａin1は出力階調値ｇａout1に変換され、入力階調値ｇａin2は出力階調値ｇａout2に変換される。別の例で、ステップＳ３で特定された最多階調値がｇｍ２の場合、入力階調値ｇａin1は出力階調値ｇａout3に変換され、入力階調値ｇａin2は出力階調値ｇａout4に変換される。
【００２９】
図７は、変換特性曲線を示す図である。図７において、横軸は入力階調値ｇａinを表し、縦軸は出力階調値ｇａoutを表す。階調域Ｐｇは、対象階調値（この例では最多階調値ｇｍ）の近傍の領域（例えば対象階調値を中心とする所定の階調幅の領域）である。図７に示す通り、階調域Ｐｇにおいては、傾きが他の階調域に比べて小さくなっている。図７は、変換ＬＵＴに含まれた複数の変換特性曲線のうちの２つを示している。図７において、変換特性曲線Ｃ１は、対象階調値がｇｍ１（階調域ＰｇがＰｇ１）である例を、変換特性曲線Ｃ２は対象階調値がｇｍ２（階調域ＰｇがＰｇ２）である例を示している。
【００３０】
再び図４を参照する。ステップＳ５において、画像処理回路１０６は、画像データを圧縮する。具体的には、変換後の階調値について、隣り合う画素との階調値の差分に応じて（上述した（１）から（４）の処理により）圧縮する。画像処理回路１０６は、圧縮した画像データをＶＲＡＭ１０５に記憶させる（書き込む）。
【００３１】
画像処理回路１０６は、画像データが利用されるタイミングになると、ＶＲＡＭ１０５から圧縮された画像データを読み出し、読み出した画像データを解凍する（ステップＳ６）。
画像処理回路１０６は、例えば、以下の（５）から（８）の処理により、画像データを解凍する。
（５）対象画素を特定する。対象画素は、例えば、画像データの圧縮時と同じ順番で特定される。
（６）対象画素が、可逆圧縮された画素である場合には、ＶＲＡＭ１０５に記憶された差分Ｄ１１の上位にｎビット分の「０」を付加した差分Ｄ２を算出する。
（７）対象画素が、非可逆圧縮された画素である場合には、ＶＲＡＭ１０５に記憶された差分Ｄ１２の下位にｎビット分の「０」を付加した差分Ｄ３を算出する。
（８）隣接画素の階調値に対象画素の差分Ｄ２またはＤ３を加えて、対象画素の階調値を算出する。
【００３２】
ステップＳ７において、画像処理回路１０６は、解凍された画像データに含まれる階調値に対して、ステップＳ４における変換の逆変換を行う。この逆変換は、ステップＳ４で変換された階調値を元に戻すために行われる。階調値の逆変換は、逆変換特性曲線を定義する情報を含む逆変換ルックアップテーブル（以下、「逆変換ＬＵＴ」という）を用いて行われる。逆変換特性曲線とは、逆変換前の階調値に対する逆変換後の階調値の関係を示す曲線である。逆変換ＬＵＴは、ＲＯＭ１０２に記憶されている。逆変換ＬＵＴの形式は、図６に示した変換ＬＵＴと同様である。逆変換ＬＵＴにおいて、各行は、入力階調値ｇｂinを出力階調値ｇｂoutに変換するための１次元ＬＵＴを示している。すなわち１次元ＬＵＴは、入力階調値ｇｂinを出力階調値ｇｂoutに変換するための逆変換特性曲線を示している。
【００３３】
図８は、逆変換特性曲線を示す図である。図８において、横軸は入力階調値ｇｂinを表し、縦軸は出力階調値ｇｂoutを表す。図８に示す通り、逆変換特性曲線は、入力階調値ｇｂinの一部の領域（以下、「階調域Ｑｇ」という）において、傾きが他の階調域に比べて大きくなっている。なお、ここでいう逆変換特性曲線の「傾き」とは、入力階調値ｇｂinが所定数（例えば、単位階調値）増加したときに出力階調値ｇｂoutが増加する度合いをいう。図８は、逆変換ＬＵＴに含まれた複数の逆変換特性曲線のうちの２つを示している。図８において、逆変換特性曲線Ｃ３は、変換特性曲線Ｃ１に従って行われた変換の逆変換を行う場合に用いられる曲線を示す。逆変換特性曲線Ｃ３の階調域Ｑｇは、Ｑｇ１である。逆変換特性曲線Ｃ４は、変換特性曲線Ｃ２に従って行われた変換の逆変換を行う場合に用いられる曲線を示す。逆変換特性曲線Ｃ４の階調域Ｑｇは、Ｑｇ２である。なお、ステップＳ７の処理はステップＳ４の逆変換であるので、図８の特性曲線は、図７の特性曲線の入力と出力とを入れ替えた特性を示している。
【００３４】
再び図４を参照する。ステップＳ８において、画像処理回路１０６は、逆変換された画像データを用いて、決められた画像処理（例えば、フレームレートの変換など）を行う。画像処理回路１０６は、画像処理後の画像データをパネル駆動回路１１０に出力する。
【００３５】
ステップＳ９において、パネル駆動回路１１０は、液晶パネル１０８の各液晶素子に対する印加電圧を決定する。具体的には、パネル駆動回路１１０は、ｇ−ｖ特性曲線（図２）に従って印加電圧を決定する。ステップＳ１０において、パネル駆動回路１１０は、ステップＳ９で決定された印加電圧を液晶パネル１０８に印加する。外部装置から映像信号が入力されている間、ステップＳ２からステップＳ１０の処理は繰り返し実行される。
【００３６】
以上の処理により、隣接画素との階調値の差分に応じて画像データが圧縮される場合に、階調域Ｐｇに含まれる階調値について非可逆圧縮がされる確率が低減される。上述の通り、階調域Ｐｇは、最多階調値ｇｍに応じて選択された対象階調値の近傍の領域である。したがって、対象階調値の近傍の領域（すなわち、ヒストグラムにおいて度数が高い傾向にある階調域）について、情報が欠落することが抑制される。
【００３７】
図９は、階調値の変換および逆変換が行われる場合と行われない場合との差分Ｄ１の比較を示す図である。図９では、説明を簡略化するため、画素の階調値が４ビット（「０」から「１５」までの１６段階）で表される場合について説明する。図９は、隣接画素の階調値が「００１０」であり、対象画素の階調値が「０１１１」である例を示している。この例で、階調値の変換が行われない場合の差分Ｄ１（以下、「差分Ｄ１ｂ」と表現する）は、「０１０１」である。一方、階調値の変換および逆変換が行われる場合（本実施形態）、隣接画素の階調値「００１０」は、例えば「００１１」に変換され、対象画素の階調値「０１１１」は、例えば「０１１０」に変換される。この例で、階調値の変換が行われた場合の差分Ｄ１（以下、「差分Ｄ１ａ」と表現する）は「００１１」であり、差分Ｄ１ｂよりも小さくなっている。このように、階調値の変換および逆変換が行われる場合、差分Ｄ１の値は変化し、一部の階調値において差分Ｄ１ａが差分Ｄ１ｂよりも小さくなる。そのため、一部の階調値について非可逆圧縮がされる確率が低減される。
【００３８】
３．変形例
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わされて用いられても良い。
【００３９】
（１）変形例１
ステップＳ２におけるヒストグラムの算出単位は、行に限らない。画像処理回路１０６は、例えば、１フレーム毎にヒストグラムを算出してもよい。この場合、ステップＳ３において、最多階調値ｇｍは１フレーム毎に算出される。
【００４０】
（２）変形例２
画像処理回路１０６が階調値の変換を行う方法は、変換ＬＵＴを用いる方法に限らない。画像処理回路１０６は、予め定められた式を用いて変換特性曲線を算出し、当該変換特性曲線に従って階調値の変換を行ってもよい。この場合、変換特性曲線の算出は、例えばステップＳ３とステップＳ４の間に、行ごと（またはフレームごと）に行われる。具体的には、画像処理回路１０６は、傾きが対象階調値に対して最適化された変換特性曲線を算出する。なお、変形例２において、画像処理回路１０６は変換特性曲線を用いて逆変換特性曲線を算出し、当該逆変換特性曲線に従って階調値の逆変換を行う。変形例２によれば、変換特性曲線および逆変換特性曲線が予め記憶装置に記憶されている場合に比べて、階調値の変換および逆変換に必要な記憶装置の記憶容量が抑制される。
【００４１】
図１０は、変形例２における変換特性曲線および逆変換特性曲線を示す図である。図１０（ａ）は、変換特性曲線を示す。図１０（ｂ）は、逆変換特性曲線を示す。この例では、変換特性曲線は、１次関数（直線）の組み合わせで表される。すなわち、変換特性曲線は、階調域Ｐｇにおける変換特性を示す直線と、その前後における変換特性を示す直線との、３つの直線の組み合わせである。
【００４２】
（３）変形例３
変換特性曲線は、行ごとまたはフレームごとに異なっていなくてもよい。画像処理回路１０６は、予め決められた一の変換特性曲線に従って階調値の変換を行ってもよい。この場合、上述の変換ＬＵＴおよび逆変換ＬＵＴの代わりに当該一の変換特性曲線を示すデータおよび一の逆変換特性曲線を示すデータがメモリー（例えば画像処理回路１０６の内部メモリーやＲＯＭ１０２）に記憶される。また、この場合、変換特性曲線における階調域Ｐｇは、図２に示した中間階調域Ｍｇと同じ階調域であることが望ましい。階調域Ｐｇと中間階調域Ｍｇとが同じ階調域である場合、画像データの圧縮による情報の欠落が中間階調域Ｍｇに生じることが抑制される。したがって、画像データの圧縮による情報の欠落の影響が、液晶素子の印加電圧−透過率の特性に起因して大きくなることが抑制される。なお、階調域Ｐｇと中間階調域Ｍｇとは、必ずしも同じでなくてもよく、一部の階調域で重なっていてもよい。
【００４３】
（４）変形例４
変換ＬＵＴには、入力階調値ｇａinのすべてに対応する出力階調値ｇａoutが記憶されていなくてもよい。この場合、変換ＬＵＴに記憶されていない出力階調値ｇａoutは、補間により算出される。具体的には、最多階調値ｇｍと入力階調値ｇａinとの組み合わせの近傍にある複数の出力階調値ｇａoutに基づいて、当該組み合わせにおける出力階調値ｇａoutが補間される。また、変換ＬＵＴと同様に、逆変換ＬＵＴには、入力階調値ｇｂinのすべてに対応する出力階調値ｇｂoutが記憶されていなくてもよい。
【００４４】
（５）変形例５
対象階調値は、最多階調値ｇｍでなくてもよい。対象階調値は、例えば、階調値の平均（以下、「平均階調値ｇａｖ」という）に応じて選択されてもよい。この場合、ステップＳ３において、画像処理回路１０６は、平均階調値ｇａｖを特定してもよい。
【００４５】
（６）変形例６
プロジェクター１のハードウェア構成は、図１に示した構成に限らない。図３のステップＳ１からステップＳ８に示した各ステップの処理を実行できれば、プロジェクター１はどのようなハードウェア構成を有していてもよい。例えば、光変調器は、光源からの光を変調する方式、または自ら発する光の強度を変調する方式のいずれの方式であってもよい。光源からの光を変調する方式の光変調器としては、上述した透過型の液晶パネルの他に、反射型の液晶パネルや、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などが用いられる。自ら発する光の強度を変調する方式の光変調器としては、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）素子などが用いられる。また、光変調器は色成分毎に設けられていなくてもよく、プロジェクター１は単一の光変調器のみを有していてもよい。この場合、各色成分の画像は時分割で表示されてもよい。また、プロジェクター１の投射光学系は、１枚以上のミラーのみで構成されていてもよい。また、上記のデータ圧縮を行う装置は画像処理回路１０６に限定されない。ＭＣＵ１０１などのプロセッサーが上記のデータ圧縮および解凍、並びにステップＳ４の変換およびステップＳ７の逆変換を行ってもよい。
【００４６】
（７）その他の変形例
画像データが圧縮されるときの階調値の比較対象は、隣接画素に限らない。画像データは、例えば、行ごとまたはフレームごとに算出された階調値の平均との差分に応じて圧縮されてもよい。
【００４７】
ｇ−ｖ特性曲線、変換特性曲線、および逆変換特性曲線は、実施形態に記載された曲線に限らない。例えば、変換特性曲線および逆変換特性曲線は、１以上の直線と、１以上の曲線との組み合わせであってもよい。別の例で、ｇ−ｖ特性曲線は、ダイナミックモード、シネマモード、ナチュラルモードなどの各種カラーモードに応じて異なっていてもよい。
【００４８】
本実施形態に係る画像処理装置が適用される表示装置はプロジェクターに限定されない。テレビジョン、ビューファインダー型・モニタ直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ（Point of sale system）端末、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等に本実施形態に係る画像処理装置が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…プロジェクター、１０１…ＭＣＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…入力部、１０５…ＶＲＡＭ、１０６…画像処理回路、１０７…光源、１０８…液晶パネル、１０９…投射レンズ、１１０…パネル駆動回路、１１…取得手段、１２…算出手段、１３…記憶手段、１４…変換手段、１５…圧縮手段、１６…解凍手段、１７…逆変換手段、１８…決定手段、１９…表示手段
【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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