(57)【要約】【課題】映像信号表示装置の表示画面において、ある点（画面中央）を中心に画面周辺に向けて、単調に発光量を低下させると、ヒトの注視しやすい領域（顔など）が複数ある場合、単調減少な発光量の補正では、必ずしも注視領域の信号レベルを上げることができず、十分な明るさ感を得ることができない。【解決手段】映像信号処理装置において、複数オブジェクト検出部により単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出し、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出し、その補正ゲインにより入力映像信号を補正する。これにより、表示画面において、ヒトが注視しやすい複数のオブジェクトを中心に明るさ感を保持したまま、映像信号を表示させる表示装置の消費電力を抑えることができる。【選択図】図１
2008180756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理装置であって、
入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する複数オブジェクト検出部と、
前記単位画像を前記表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つの前記オブジェクトの略中心点の前記表示画面上の発光量より低い前記発光量となる点が、前記２つのオブジェクトの前記略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
前記補正ゲインに応じて前記入力映像信号を補正して、前記表示映像信号として前記表示装置に出力する信号レベル補正部と、
を備える映像信号処理装置。
【請求項２】
前記補正ゲイン算出部は、前記オブジェクトの検出数の最大数と同数個設置され、前記複数オブジェクト検出部により検出された前記オブジェクトごとに傾斜ゲインを算出する傾斜ゲイン生成部と、前記オブジェクトごとの前記傾斜ゲインを結合し、１つの前記補正ゲインを生成する傾斜ゲイン結合部と、を有する、
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記傾斜ゲイン生成部は、前記複数オブジェクト検出部が検出した前記オブジェクトの検出順にしたがって対応づけられる、
請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記傾斜ゲイン生成部は、前記複数オブジェクト検出部が検出した前記オブジェクトの大きさ順にしたがって対応づけられる、
請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記オブジェクトの検出数の前記最大数は、予め設定された数である、
請求項２から４のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記傾斜ゲイン結合部は、前記オブジェクトごとの前記傾斜ゲインのうちの最小値の前記傾斜ゲインを前記補正ゲインとし、
前記信号レベル補正部は、（１−（前記補正ゲイン））倍することで、前記入力映像信号を補正する、
請求項２から５のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
前記傾斜ゲイン生成部は、前記単位画像を構成する画素ごとに、前記画素と前記オブジェクトとの距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部で算出された前記距離に応じて前記傾斜ゲインを算出するゲイン算出部と、を有する、
請求項２から６のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
前記ゲイン算出部は、前記オブジェクトの前記略中心点からの距離が大きくなるにつれ、前記傾斜ゲインが大きくなるように前記傾斜ゲインを算出する、
請求項７に記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
前記ゲイン算出部は、ガウス関数により前記傾斜ゲインを算出する、
請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
前記傾斜ゲイン生成部は、それぞれ、前記複数オブジェクト検出部により検出された前記オブジェクトに対応づけられ、対応づけられた前記オブジェクトと、対応づけられた前記オブジェクト以外の前記オブジェクトとの距離の総和である総和オブジェクト距離を算出するオブジェクト距離算出部をさらに有し、
前記ゲイン算出部は、前記総和オブジェクト距離に基づいて、傾斜ゲインを算出する、
請求項２から９のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項１１】
前記傾斜ゲイン生成部は、前記オブジェクトの属性に応じて、前記傾斜ゲインを算出する、
請求項２から１０のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項１２】
前記オブジェクトの属性は、前記オブジェクトの検出数、前記オブジェクトの大きさ、および、前記表示画面の中央から前記オブジェクトの前記略中心点までの距離の少なくとも１つである、
請求項１１に記載の映像信号処理装置。
【請求項１３】
前記単位画像を構成する画素ごとに、前記画素と前記表示画面中央との距離を算出する中央距離算出部と、前記中央距離算出部で算出された前記距離に応じて前記傾斜ゲインを算出するゲイン算出部と、を有するデフォルト傾斜ゲイン生成部をさらに備え、
前記傾斜ゲイン結合部は、前記複数オブジェクト検出部により前記オブジェクトが１つも検出されなかった場合、前記デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された前記傾斜ゲインを前記補正ゲインとし、前記複数オブジェクト検出部により前記オブジェクトが検出された場合、前記デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された前記傾斜ゲインおよび前記傾斜ゲイン生成部により算出された前記傾斜ゲインを結合し、１つの前記補正ゲインを生成する、
請求項２から１２のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項１４】
前記傾斜ゲイン結合部は、前記複数オブジェクト検出部により検出される前記オブジェクトの検出数が一定値以上の場合、前記デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された前記傾斜ゲインを前記補正ゲインとする、
請求項１３に記載の映像信号処理装置。
【請求項１５】
前記単位画像における特徴量を抽出する特徴量抽出部をさらに備え、
前記ゲイン算出部は、前記特徴量に応じて、前記傾斜ゲインを算出する、
請求項２から１４のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載の映像信号処理装置と、前記映像信号処理装置から出力される映像信号を表示させる表示装置と、を備える映像信号表示装置。
【請求項１７】
前記表示装置は、前記映像信号のアベレージピクチャレベルが所定の値以上になると、前記表示装置の消費電力を制限する電力制限部を有する自発光型表示装置である、
請求項１６に記載の映像表示処理装置。
【請求項１８】
調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理方法であって、
入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する複数オブジェクト検出ステップと、
前記単位画像を前記表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つの前記オブジェクトの略中心点の前記表示画面上の発光量より低い前記発光量となる点が、前記２つのオブジェクトの前記略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する補正ゲイン算出ステップと、
前記補正ゲインに応じて前記入力映像信号を補正して、前記表示映像信号として前記表示装置に出力する信号レベル補正ステップと、
を有する映像信号処理方法。
【請求項１９】
調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理プログラムであって、コンピュータを、
入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する複数オブジェクト検出部、
前記単位画像を前記表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つの前記オブジェクトの略中心点の前記表示画面上の発光量より低い前記発光量となる点が、前記２つのオブジェクトの前記略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部、
前記補正ゲインに応じて前記入力映像信号を補正して、前記表示映像信号として前記表示装置に出力する信号レベル補正部、
として機能させるための映像信号処理プログラム。
【請求項２０】
調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する集積回路であって、
入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する複数オブジェクト検出部と、
前記単位画像を前記表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つの前記オブジェクトの略中心点の前記表示画面上の発光量より低い前記発光量となる点が、前記２つのオブジェクトの前記略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
前記補正ゲインに応じて前記入力映像信号を補正して、前記表示映像信号として前記表示装置に出力する信号レベル補正部と、
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自ら光を発する自発光型で、調光可能な表示画面を有する映像信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高画質なディスプレイ装置が望まれており、その重要な要素の一つに、ディスプレイ装置の表示画面の明るさがある。単純にディスプレイ装置に表示される表示画面を明るくすると、多くの消費電力が必要になる。
一方、近年、環境意識の向上に伴い、消費電力を削減することが重要となっている。
この相反する、表示画面の明るさ向上と消費電力削減とを両立させるディスプレイ装置を実現することが望まれている。
多くの自発光型のディスプレイ装置には、消費電力抑制するために、映像信号のアベレージピクチャーレベル（以下、「ＡＰＬ」という。）が高い場合、消費電力を制限にする制御がある。この制御が有効な場合、自発光型のディスプレイ装置において、表示画面全体の発光量の総和が一定になるように制御される。
【０００３】
そこで、自発光型のディスプレイ装置において、ヒトが比較的注視しない表示画面の一部の発光量を低下させ、その低下させた発光量の分だけ、ヒトが注視しやすい表示画面中央の発光量を向上させることで、消費電力を一定に保ったまま、表示画面の全体的な明るさ感が向上させる技術がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
図１６に、従来技術の一例としての映像信号表示装置１６００の構成を示す。
映像信号表示装置１６００は、映像信号に所定の処理を行う映像信号処理装置１６０１と、映像信号処理装置１６０１で処理された映像信号を表示させる表示装置１６０２とから構成される。
映像信号処理装置１６０１は、入力された映像信号のＡＰＬを検出する平均輝度検出部１６０３と、検出されたＡＰＬに基づいて信号レベル調整用ゲインを生成するゲイン生成部１６０４と、生成された信号レベル調整用ゲインに基づいて、入力された映像信号の信号レベルを調整し、表示装置１６０２に出力する信号レベル調整部１６０５と、から構成される。
【０００４】
次に、図１６を用いて、映像信号表示装置１６００の動作について説明する。
図１６（ｂ）に示すような画像を形成する映像信号が映像信号表示装置１６００に入力された場合で、図１６（ｂ）に示すＰＱ間の１ラインを形成する映像信号が入力されたときを例に、以下説明する。
この場合、入力された映像信号は、平均輝度検出部１６０３で検出されたＡＰＬに基づく信号レベル調整用ゲインにより信号レベル調整がなされ、表示装置１６０２に出力される。具体的には、ＰＱ間の映像信号について、図１６（ｃ）のような信号レベル調整用ゲインが生成され、この信号レベル調整用ゲインを入力されたＰＱ間の映像信号に乗算することで、映像信号に対して信号レベル調整が実行される。
これにより、表示装置１６０２に出力される映像信号は、中心付近の信号レベルが周辺の信号レベルより高くなるので、表示装置１６０２に表示される表示画面は、ＰＱ間の中心付近が明るく、周辺に行くにしたがって明るさが低下する表示画面となる。したがって、映像信号表示装置１６００では、表示画面の表示品位の低下を抑制しながら、消費電力を低減させることができる。
【特許文献１】特開平６−２８２２４１号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６７２８号公報
【特許文献３】特開２００６−２２８１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の映像信号表示装置では、表示される映像の表示画面において、ある点（例えば、表示画面中央）を中心に表示画面周辺に向けて、単調に発光量を低下させるため、ヒトの注視しやすい領域（顔など）が表示画面内に複数存在している場合、発光量を表示画面中央から表示画面周辺に向けて単調減少させる補正では、必ずしも注視領域の発光量を上げることができず、表示画面において、十分な明るさ感を得ることが出来ないという問題点がある。
本発明は、上記問題点を解決するもので、ヒトの注視しやすい領域が表示画面内に複数存在している場合であっても、表示画面において、十分な明るさ感を得ることができ、かつ、消費電力を抑えることができる映像信号表示装置、映像信号処理装置、映像信号処理方法、集積回路、および映像信号処理プログラムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理装置であって、複数オブジェクト検出部と、補正ゲイン算出部と、信号レベル補正部と、を備える。複数オブジェクト検出部は、入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する。補正ゲイン算出部は、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する。信号レベル補正部は、補正ゲインに応じて入力映像信号を補正して、表示映像信号として表示装置に出力する。
この映像信号処理装置では、複数オブジェクト検出部により単位画像に含まれる複数のオブジェクトが検出され、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出され、その補正ゲインにより入力映像信号が補正される。これにより、表示画面において、ヒトが注視しやすい複数のオブジェクトを中心に発光量が高くなり、その周辺の発光量が低くなる。したがって、表示画面において、ヒトが注視しやすい複数のオブジェクトを中心に明るさ感を保持したまま、映像信号を表示させる表示装置の消費電力を抑えることができる。
【０００７】
なお、ここで「単位画像」とは、表示装置に表示させることができる１枚の画像のことをいい、例えば、インターレース方式のテレビジョン信号における１フレーム分の映像信号により形成される１枚の画像（表示装置に１つの表示画面として表示される１枚の画像）や、ノンインターレース方式のテレビジョン信号における１フィールド分の映像信号により形成される１枚の画像がこれに相当する。
第２の発明は、第１の発明であって、補正ゲイン算出部は、オブジェクトの検出数の最大数と同数個設置され、複数オブジェクト検出部により検出されたオブジェクトごとに傾斜ゲインを算出する傾斜ゲイン生成部と、オブジェクトごとの傾斜ゲインを結合し、１つの補正ゲインを生成する傾斜ゲイン結合部と、を有する。
この映像信号処理装置では、傾斜ゲイン生成部により、オブジェクト検出数分の傾斜ゲインを算出することができ、そのオブジェクト検出数分の傾斜ゲインを傾斜ゲイン結合部により結合することで１つの補正ゲインを算出することができる。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明であって、傾斜ゲイン生成部は、複数オブジェクト検出部が検出したオブジェクトの検出順にしたがって対応づけられる。
これにより、検出されたオブジェクト順に、傾斜ゲイン生成部を割り当てることができる。つまり、検出されたオブジェクトがＮ個である場合、１番目に検出されたオブジェクト用の傾斜ゲインを算出するために、１番目の傾斜ゲイン生成部が割り当てられ、２番目に検出されたオブジェクト用の傾斜ゲインを算出するために、２番目の傾斜ゲイン生成部が割り当てられ、・・・、Ｎ番目に検出されたオブジェクト用の傾斜ゲインを算出するために、Ｎ番目の傾斜ゲイン生成部が割り当てられることになる。
なお、「対応づけられる」とは、例えば、検出されたオブジェクトごとに傾斜ゲイン生成部を割り当てられることを意味する。
【０００９】
第４の発明は、第２の発明であって、傾斜ゲイン生成部は、複数オブジェクト検出部が検出したオブジェクトの大きさ順にしたがって割り当てられる。
第５の発明は、第２から第４のいずれかの発明であって、オブジェクトの検出数の最大数は、予め設定された数である。
これにより、オブジェクト検出数の上限数を設定することができるため、映像信号処理装置において処理効率を上げることができる。また、この映像信号処理装置をハードウェアで実現する場合、実装する回路の規模を削減することができる。
【００１０】
第６の発明は、第２から第５のいずれかの発明であって、傾斜ゲイン結合部は、オブジェクトごとの傾斜ゲインのうちの最小値の傾斜ゲインを補正ゲインとし、信号レベル補正部は、（１−（補正ゲイン））倍することで、入力映像信号を補正する。
この映像信号処理装置では、傾斜ゲイン結合部により、オブジェクトごとの傾斜ゲインのうちの最小値の傾斜ゲインを補正ゲインとされ、入力映像信号は、信号レベル補正部により、（１−（補正ゲイン））倍することで補正される。これにより、表示画面において、複数オブジェクトが重なりあった状態になった場合でも、傾斜ゲインが大きく変化することがなく、表示画面においてチラツキの発生等を抑えることができる。
第７の発明は、第２から第６のいずれかの発明であって、傾斜ゲイン生成部は、単位画像を構成する画素ごとに、画素とオブジェクトとの距離を算出する距離算出部と、距離算出部で算出された距離に応じて傾斜ゲインを算出するゲイン算出部と、を有する。
これにより、画素とオブジェクトとの距離に応じた傾斜ゲインを算出することができる。
【００１１】
第８の発明は、第７の発明であって、ゲイン算出部は、オブジェクトの略中心点からの距離が大きくなるにつれ、傾斜ゲインが大きくなるように傾斜ゲインを算出する。
この映像信号処理装置では、オブジェクトの略中心点からの距離が大きくなるにつれ、傾斜ゲインが大きくなるように傾斜ゲインが変化するので、表示画面において、自然な明るさ感を保持しながら、映像信号処理装置から出力された映像信号を表示装置に表示させたときの消費電力を抑えることができる。
第９の発明は、第８の発明であって、ゲイン算出部は、ガウス関数により傾斜ゲインを算出する。
この映像信号処理装置では、オブジェクトの略中心点からの距離が大きくなるにつれ、傾斜ゲインが大きくなるように、ガウス関数を用いて、なだらかに傾斜ゲインが変化するので、表示画面において、自然な明るさ感を保持しながら、映像信号処理装置から出力された映像信号を表示装置に表示させたときの消費電力を抑えることができる。
【００１２】
第１０の発明は、第２から第９のいずれかの発明であって、傾斜ゲイン生成部は、それぞれ、複数オブジェクト検出部により検出されたオブジェクトに対応づけられ、対応づけられたオブジェクトと、対応づけられたオブジェクト以外のオブジェクトとの距離の総和である総和オブジェクト距離を算出するオブジェクト距離算出部をさらに有し、ゲイン算出部は、総和オブジェクト距離に基づいて、傾斜ゲインを算出する。
この映像信号処理装置では、オブジェクト距離算出部により、そのオブジェクト距離算出部に対応づけられたオブジェクトと、そのオブジェクト距離算出部に対応づけられたオブジェクト以外のオブジェクトとの距離の総和である総和オブジェクト距離が算出され、その総和オブジェクト距離に基づいて、傾斜ゲインが算出される。これにより、表示画面上において複数オブジェクトが集中した部分と、オブジェクトが分散している部分とで、補正ゲインを変化させることができる。そして、表示画面上において、ヒトが注目しやすいオブジェクトが集中している部分をより明るくすることで、明るさ感を向上させることができる。
【００１３】
第１１の発明は、第２から第１０のいずれかの発明であって、傾斜ゲイン生成部は、オブジェクトの属性に応じて、傾斜ゲインを算出する、
第１２の発明は、第１１の発明であって、オブジェクトの属性は、オブジェクトの検出数、オブジェクトの大きさ、および、表示画面の中央からオブジェクトの略中心点までの距離の少なくとも１つである、
これにより、例えば、表示画面上に大きなオブジェクトが存在する場合、そのオブジェクト中心からその周辺に行くにしたがってなだらかに表示画面上での輝度を低下させるように傾斜ゲインを設定することができる。したがって、ヒトが注視しやすい大きなオブジェクト周辺の明るさ感を向上させることができる。
第１３の発明は、第２から第１２のいずれかの発明であって、単位画像を構成する画素ごとに、画素と表示画面中央との距離を算出する中央距離算出部と、中央距離算出部で算出された距離に応じて傾斜ゲインを算出するゲイン算出部と、を有するデフォルト傾斜ゲイン生成部をさらに備える。傾斜ゲイン結合部は、複数オブジェクト検出部によりオブジェクトが１つも検出されなかった場合、デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された傾斜ゲインを補正ゲインとし、複数オブジェクト検出部によりオブジェクトが検出された場合、デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された傾斜ゲインおよび傾斜ゲイン生成部により算出された傾斜ゲインを結合し、１つの補正ゲインを生成する。
これにより、表示画面上に１つもオブジェクトがない場合であっても、明るさ感を保持しつつ、映像信号を表示させる表示装置の消費電力を抑えることができる。
【００１４】
第１４の発明は、第１３の発明であって、傾斜ゲイン結合部は、複数オブジェクト検出部により検出されるオブジェクトの検出数が一定値以上の場合、デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された傾斜ゲインを補正ゲインとする。
これにより、例えば、オブジェクト検出数が多い場合に、デフォルト傾斜ゲイン生成部により算出された傾斜ゲインを補正ゲインとする信号レベル補正を行うことができる。
第１５の発明は、第２から第１４のいずれかの発明であって、単位画像における特徴量を抽出する特徴量抽出部をさらに備える。ゲイン算出部は、特徴量に応じて、傾斜ゲインを算出する。
これにより、単位画像の特徴に応じた傾斜ゲインにより、入力映像信号の信号レベル調整を行うことができる。例えば、フィールドあるいはフレームごとの単位画像の特徴に応じた傾斜ゲインにより、入力映像信号の信号レベル調整を行うことができるので、特に、動画である映像を処理する場合に有効である。なお、ここで特徴量とは、例えば、単位画像における所定の周波数成分のパワー、平均輝度、平均彩度、ヒストグラム分布量等である。
【００１５】
第１６の発明は、第１から第１５のいずれかの発明である映像信号処理装置と、映像信号処理装置から出力される映像信号を表示させる表示装置と、を備える映像信号表示装置である。
第１７の発明は、第１６の発明であって、表示装置は、映像信号のアベレージピクチャレベルが所定の値以上になると、表示装置の消費電力を制限する電力制限部を有する自発光型表示装置である。
【００１６】
第１８の発明は、調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理方法であって、複数オブジェクト検出ステップと、補正ゲイン算出ステップと、信号レベル補正ステップと、を有する。複数オブジェクト検出ステップでは、入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する。補正ゲイン算出ステップでは、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する。信号レベル補正ステップでは、補正ゲインに応じて入力映像信号を補正して、表示映像信号として表示装置に出力する。
この映像信号処理方法は、第１の発明と同様の効果を奏する。
【００１７】
第１９の発明は、調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する映像信号処理プログラムであって、コンピュータを、複数オブジェクト検出部、補正ゲイン算出部、信号レベル補正部、として機能させる。複数オブジェクト検出部は、入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する。補正ゲイン算出部は、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する。信号レベル補正部は、補正ゲインに応じて入力映像信号を補正して、表示映像信号として表示装置に出力する。
この映像信号処理プログラムは、第１の発明と同様の効果を奏する。
【００１８】
第２０の発明は、調光可能な表示装置に表示させる表示映像信号を生成する集積回路であって、複数オブジェクト検出部と、補正ゲイン算出部と、信号レベル補正部と、を備える。複数オブジェクト検出部は、入力映像信号により形成される単位画像に含まれる複数のオブジェクトを検出する。補正ゲイン算出部は、単位画像を表示装置に表示させた場合の表示画面において、任意の２つのオブジェクトの略中心点の表示画面上の発光量より低い発光量となる点が、２つのオブジェクトの略中心点間の領域に存在するように補正ゲインを算出する。信号レベル補正部は、補正ゲインに応じて入力映像信号を補正して、表示映像信号として表示装置に出力する。
この集積回路は、第１の発明と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヒトの注視しやすい領域が表示画面内に複数存在している場合であっても、表示画面において、十分な明るさ感を得ることができ、かつ、消費電力を抑えることができる映像信号表示装置、映像信号処理装置、映像信号処理方法、集積回路、および映像信号処理プログラムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜１．１：映像信号表示装置の構成＞
図１に、第１実施形態に係る映像信号表示装置１００の構成図を示す。
第１実施形態に係る映像信号表示装置１００は、主に、映像信号処理装置１０１と、表示装置１０４と、遅延部１０２と、記憶部１０３とから構成される。
映像信号処理装置１０１は、入力映像信号に対して、所定の処理を行い、表示装置１０４に出力する。表示装置１０４は、映像信号処理装置１０１で処理された映像信号により形成される映像を表示装置１０４の表示部（不図示）に表示させる。
記憶部１０３は、映像信号により形成される単位画像（例えば、１フレームの画像）分の入力映像信号を映像信号データとして記憶し保持する。記憶部１０３で記憶保持された入力画像信号の映像信号データについては、外部からアクセス可能である。記憶部１０３として、例えば、フレームメモリを用いることができる。
【００２１】
遅延部１０２は、所定時間だけ入力映像信号を遅延させる。
映像信号処理装置１０１は、主に、入力映像信号からその入力映像信号に含まれる複数のオブジェクトを検出する複数オブジェクト検出部１、検出された複数のオブジェクトのそれぞれの情報から、それぞれのオブジェクトに対応するＮ個（Ｎ：２以上の自然数）の傾斜ゲインを生成するＮ個の傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎ、Ｎ個の傾斜ゲインを結合させて補正ゲインを生成する傾斜ゲイン結合部３、および補正ゲインに基づき入力映像信号の補正を行う信号レベル補正部４から構成される。そして、傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎは、それぞれ、オブジェクトの情報（オブジェクトの位置情報）から距離情報を算出する距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１と、距離情報から傾斜ゲインを算出するゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２とを備える。ここで、位置情報とは、単位画像分の映像信号（１枚の表示画像を形成することができる映像信号。例えば、１フレーム分の映像信号がこれに相当する。）により形成される２次元の表示画像上における２次元座標情報をいう。なお、以下、１単位画像を１フレームとして説明する。
【００２２】
複数オブジェクト検出部１は、記憶部１０３に記憶されている１フレーム分の入力映像信号データから、オブジェクト検出を行い、検出結果を距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１に出力する。つまり、１フレーム分の入力映像信号により形成される表示画像に含まれるヒトが注視しやすいオブジェクト（例えば、ヒトの顔の画像）を、オブジェクト抽出技術（例えば、特開２００６−２２８１９９号に開示されている技術）を用いて認識し、その検出したオブジェクトの位置情報（１フレーム分の入力映像信号により形成される２次元の表示画像上における２次元座標情報）を検出する。そして、オブジェクト検出部１は、検出したオブジェクトの位置情報を、検出した順番に、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１に出力する。つまり、１番目に検出したオブジェクトの位置情報を距離算出部２Ａ１に、２番目に検出したオブジェクトの位置情報を距離算出部２Ｂ１に、・・・、Ｎ番目に検出したオブジェクトの位置情報を距離算出部２Ｎ１に、出力する。なお、複数オブジェクト検出部１は、検出オブジェクト数がＮより大きいとき、Ｎを超えた分のオブジェクトの位置情報については、出力しない（処理を行わない）。また、オブジェクトの位置情報の出力する順番は、オブジェクトを検出した順番だけでなく、例えば、検出したオブジェクトの大きさ（オブジェクトが表示画像上で占有する面積）順にしてもよい。
【００２３】
距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１は、それぞれ、遅延部１０２から出力される映像信号と、複数オブジェクト検出部１の出力とを入力とし、距離情報をゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２に、それぞれ出力する。つまり、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１は、それぞれ、入力映像信号の位置情報と、複数オブジェクト検出部１により検出されたオブジェクトの位置情報との距離を算出する。ここで、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１に入力される映像信号は、処理のタイミングを合わせるために、遅延部１０２により、入力映像信号に対して所定時間だけ遅延させた映像信号である。つまり、遅延部１０２は、記憶部１０３が１フレーム分の映像信号を記憶し、複数オブジェクト検出部１が複数のオブジェクトの位置情報を取得し、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１に出力するまでに要する時間だけ、入力映像信号を遅延させる。そして、遅延部１０２により遅延された映像信号が距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１にそれぞれ入力されることで、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１は、それぞれ、入力映像信号の位置情報と、複数オブジェクト検出部１により検出されたオブジェクトの位置情報との距離を算出することができる。
【００２４】
ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２は、それぞれ、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１から出力された距離情報を入力とし、その距離情報からゲインを算出し、傾斜ゲイン結合部３に出力する。
傾斜ゲイン結合部３は、ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２で求められたＮ個のゲインを入力とし、そのＮ個のゲインから補正ゲインを求め、信号レベル補正部４に出力する。
信号レベル補正部４は、遅延部１０２から出力された映像信号を、傾斜ゲイン結合部３により求められた補正ゲインにより、信号レベルを補正し、表示装置１０４に出力する。
なお、上記各構成部は、映像信号が形成する画像の画素単位で処理が実行される。
＜１．２：映像信号表示装置の動作＞
次に、映像信号表示装置１００の動作について説明する。
【００２５】
まず、映像信号表示装置に入力される入力映像信号について説明する。
入力映像信号は、位置情報および明るさ情報を有する信号であり、ここでは、位置情報を表示画面の画素位置（ｘ，ｙ）で表し、明るさ情報をＲＧＢ信号（各８ｂｉｔ）で表す。入力映像信号がハイデフェニション放送用信号（ＨＤＴＶ信号）の場合、ｘ，ｙの値域は、それぞれ、１〜１９２０，１〜１０８０である。
なお、映像信号表示装置において、１フレーム単位に処理を行う場合について説明する。
入力映像信号は、まず、記憶部１０３および遅延部１０２に入力される。
記憶部１０３において、１フレーム分の入力映像信号が記憶され、映像信号データとして保持される。そして、記憶部１０３に保持されている１フレーム分の映像信号データは、外部からアクセス可能である。
【００２６】
複数オブジェクト検出部１は、記憶部１０３に保持されている映像信号データからから、ヒトが注視しやすいオブジェクト（例えば、ヒトの顔の画像）を検出し、オブジェクトの属性を出力する。ここでは、ヒトが注視しやすいオブジェクトを顔と定め、映像信号により形成される画像において、その画像に含まれる顔をオブジェクトとして検出する。顔検出の方法の一例としては、特開２００６−２２８１９９号に開示されている技術を用いるとよい。
オブジェクトの属性とは、例えば、顔の検出数Ｎ、各顔の中心点のｘ座標，ｙ座標及びその横幅，縦幅である。
検出数Ｎは、１フレーム内の顔の数であり、Ｎは自然数である。回路規模削減のため、オブジェクト検出数Ｎに上限（ＬｉｍＮ）を設け、Ｎの値域を０〜ＬｉｍＮに制限してもよい。
【００２７】
以下、表記の単純化のために、ｉ番目のオブジェクトのｘ座標，ｙ座標及びその横幅，縦幅をそれぞれ、（ｘｉ，ｙｉ）及び（ｗｉ，ｈｉ）と記載する。たとえば、Ｎ＝２のとき、１番目のオブジェクトについては（ｘ１，ｙ１）及び（ｗ１，ｈ１）と、２番目のオブジェクトについては（ｘ２，ｙ２）及び（ｗ２，ｈ２）と記載する。
複数オブジェクト検出部１により、検出されたＮ個のオブジェクト属性は、傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎに出力される。
傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎは、映像信号が形成する画像の画素（当該画素に対応する映像信号データ）ごとに、各オブジェクトの略中心から表示画面における発光量を低下させる傾斜ゲインを生成する。ここで、発光量とは、映像信号を表示装置１０４に表示させた場合における表示画面から放出される光の量であり、映像信号がＲＧＢ信号であるとき、Ｒ＾γ＋Ｇ＾γ＋Ｂ＾γで表される。γとはパネルガンマを意味し、一般的に、γは１．８〜２．４の値である。なお、Ｒは、ＲＧＢ信号である映像信号のＲ信号成分、Ｇは、同信号のＧ信号成分、Ｂは、同信号のＢ信号成分である。
【００２８】
図４を用いて、傾斜ゲインについて説明する。
図４（ａ）は、映像信号表示装置１００の表示装置１０４における表示画面の一例を表し、オブジェクトの略中心Ｑから信号レベルが低下している様子を示した図である。つまり、表示画面上において、オブジェクト略中心Ｑから信号レベルを低下させる割合を表している。
図４（ａ）に記載の等高線は、同じ傾斜ゲインとなる表示画像上の画素を線で結ぶことで形成されているもので、各等高線上の数値（図４（ａ）において矢印で示している数値）は、傾斜ゲインによる信号レベルの低下度合い（＝出力信号レベル／入力信号レベル）を示している。図４では、オブジェクトの略中心Ｑから、滑らかに傾斜ゲインを変化させるために、ガウス関数を用いている。図４（ｂ）は、距離と正規化後のガウス関数の値との関係を示している。図４（ｂ）において、横軸は距離であり、縦軸は正規化されたガウス関数の値である。なお、正規化されたガウス関数とは、
〔１−｛ｇａｕｓｓ（ｒｐｉ’）−ｇａｕｓｓ（１）｝／｛ｇａｕｓｓ（０）−ｇａｕｓｓ（１）｝〕
である。ここで、ｒｐｉ’＝ｒｐｉ／ｒ＿ｍａｘである。
【００２９】
距離ｒｐｉとは、ある画素ｐとｉ番目のオブジェクトの略中心点（ｘｉ，ｙｉ）から求めるスカラー量であり、ここでは、（数式１）で表された単純な距離とするが、これに限定される必要はなく、例えば、特許文献２に記載の楕円空間や矩形空間での距離としてもよい。
【００３０】
【数１】
2008180756.tif 000003
【００３１】
ここで、（ｘｐ，ｙｐ）をある画素ｐの座標とし、（ｘｉ，ｙｉ）をｉ番目のオブジェクトの略中心点の座標とする。
このようにして算出された距離ｒｐｉは、距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１により、それぞれ、ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２に出力される。
次に、ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２により、距離ｒｐｉから傾斜ゲインｇａｉｎｐｉが求められる。傾斜ゲインは、距離から求められるスカラー量であり、ここでは、ヒトが輝度の低下を検知し難いように、傾斜ゲインが滑らかに変化するガウス関数を用いた（数式２）により、傾斜ゲインを算出する。
【００３２】
【数２】
2008180756.tif 000004
【００３３】
ここで、Ｋは０〜１の定数（実数）であり、最大輝度低下率（＝最小輝度値／最大輝度値）である。例えば、図４（ｃ）に示したＳ点（オブジェクト中心から最も距離の大きい点）での傾斜ゲインがこれに該当する。また、ｒｐｉ’とは、画面中央と画面隅の距離で正規化されたｒｐｉである。ｒｐｉがｒ＿ｍａｘより大きい場合は、ｒｐｉをｒ＿ｍａｘで飽和させる。なお、ｇａｕｓｓは、ガウス関数を表しており、
ｇａｕｓｓ（ｒｐｉ’）＝ｅｘｐ［｛‐ｒｐｉ’×ｒｐｉ’／（２×σ×σ）｝／σ］
である。ここで、ｅｘｐは指数とする。また、σは傾斜距離（距離ｒｐｉ）に対する輝度低下量（輝度低下率）の形状を規定する定数（＝０．３５）である。
なお、傾斜ゲインの値域を０〜Ｋにするために、正規化を行う。
図４（ｃ）に、距離（オブジェクト中心からの各画素までの距離）と傾斜ゲインとの関係を示す。図４（ｃ）の横軸においては、オブジェクト中心Ｑを原点としている。
【００３４】
図４（ｃ）に示した距離と傾斜ゲインとの関係に従い、ある画素ｐのｉ番目のオブジェクトに対する傾斜ゲインｇａｉｎｐｉを、ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２により、生成することができる。つまり、各オブジェクト（１，・・・ｉ，・・・，Ｎ）に対して、それぞれの傾斜ゲイン（ｇａｉｎｐ１，・・・，ｇａｉｎｐｉ，・・・，ｇａｉｎｐＮ，）を求めることができる。
なお、距離による傾斜ゲインの変化は必ずしも連続でなくてもよい。オブジェクト中心付近の平均発光量が、オブジェクトから離れた領域（表示画面上の表示領域に対応。）の平均発光量より、相対的に高くなるような傾斜ゲインであればよい。
以上により生成した傾斜ゲインは、画素ごとに、傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎのゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２から、傾斜ゲイン結合部３に出力される。
【００３５】
傾斜ゲイン結合部３は、画素ごとに、それぞれのオブジェクトごとに算出された傾斜ゲインを結合し、１つの補正ゲインを算出する。傾斜ゲイン結合部３は、画素ごとに、各オブジェクトの傾斜ゲインの中で、最も傾斜ゲインが小さいものを補正ゲインとする。これについて、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、画面位置（表示画面上の位置）と補正ゲインとの関係を示した図である。図５（ｂ）は、画面位置（表示画面上の位置）と（１−（補正ゲイン））（以下、これを「信号レベル調整用補正ゲイン」という。）との関係を示した図である。
図５において、破線で各オブジェクト（図５（ａ）、（ｂ）において、オブジェクト数Ｎは２である。）の傾斜ゲインを示し、実線で補正ゲインを示す。
各オブジェクトの傾斜ゲインを最小値でなく加算平均値を補正ゲインとした場合について、図５（ｃ１）、（ｃ２）を用いて説明する。
【００３６】
図５（ｃ１）、（ｃ２）は、画面位置(表示画面上の位置)と信号レベル調整用補正ゲインとの関係を示した図であり、２つのオブジェクトが移動し、重なり１つのオブジェクトしか見えなくなる状態の変化を示した図である。具体的には、図５（ｃ１）は、３つのオブジェクトが検出されており、図５（ｃ１）の左側で２つのオブジェクトが、右側で１つのオブジェクトが検出されており、左側の２つのオブジェクトが重なり合う直前の状態を示している。図５（ｃ２）は、左側の２つのオブジェクトが重なり合い、左側で１つのオブジェクトが、右側で１つのオブジェクトが検出されている状態を示している。
３つのオブジェクトが検出される図５（ｃ１）の状態から、２つのオブジェクトが検出される図５（ｃ２）の状態に瞬時に変化したような場合、図５（ｃ１）、（ｃ２）の太線で示すように、オブジェクト検出数の変化により補正ゲインが大きく変化し、表示画面上で、チラツキが生じる映像となる場合がある。この場合、左側のオブジェクトがある場所付近の信号レベル調整用補正ゲインが、図５（ｃ１）から図５（ｃ２）に変化した場合に、大きく変化しており、この部分における表示画面上のチラツキが発生しやすい。
【００３７】
このため、補正ゲインを求めるのに、傾斜ゲインの最小値をとるという方法を用いる。
映像信号表示装置１００において、傾斜ゲインの最小値をとることで補正ゲインを求める方法を用いることで、映像信号を表示装置１０４に表示させる場合、表示される映像にチラツキが発生せず、また、表示画面において、自然な明るさ感を得ることができる。
複数オブジェクト検出部１での顔（オブジェクト）検出の精度が十分に高くない場合、各オブジェクトの傾斜ゲインの平均値を用いない方法（傾斜ゲインの最大値、最小値あるいは中央付近の値を用いる方法）を用いる方法もある。
また、上記では、傾斜ゲインの最小値をとることで補正ゲインを求める方法について説明したが、これに限定されることはない。例えば、乗算、相乗平均あるいは相加平均により補正ゲインを算出してもよい。
【００３８】
つまり、乗算により補正ゲインを求める場合は、
１−（１−ｇａｉｎｐ１）×・・・×（１−ｇａｉｎｐＮ）
により、補正ゲインを求める。
相乗平均により補正ゲインを求める場合は、
１−｛（１−ｇａｉｎｐ１）×・・・×（１−ｇａｉｎｐＮ）｝＾（１／Ｎ）
により、補正ゲインを求める。
相加平均により補正ゲインを求める場合は、
１−｛（１−ｇａｉｎｐ１）×・・・×（１−ｇａｉｎｐＮ）｝／Ｎ
により、補正ゲインを求める。
傾斜ゲイン結合部３において、以上のように補正ゲインを算出することで、オブジェクト中心付近の画素の補正ゲインを、オブジェクト間の画素の補正ゲインよりも小さくすることができる。これにより、表示画面において、オブジェクト中心付近の画素の発光量を、オブジェクト間の画素の発光量よりも相対的に高くすることができる。つまり、ヒトが注視しやすいオブジェクト中心の発光量を維持させながら、その周辺の発光量を低下させるので、表示画面において十分な明るさ感（特に注視しやすいオブジェクトに対する明るさ感）を保持したまま、消費電力を抑えることができる。
【００３９】
また、映像信号処理装置のハードウェア構成によっては、顔検出数がＮの場合、Ｎ以上の回路（傾斜ゲイン生成部に相当する回路）から、傾斜ゲイン（ｇａｉｎｐＮ＋１，・・・，ｇａｉｎｐＭ）が傾斜ゲイン結合部３に入力される場合が考えられるが（ＭはＮより大きい自然数）、この場合、傾斜ゲイン結合部３において、補正ゲインの算出には、Ｎまでの傾斜ゲインしか使用しないようにすればよい。
傾斜ゲイン結合部３で算出された補正ゲインは、信号レベル補正部４に入力される。
信号レベル補正部４は、補正ゲインに応じて、遅延部１０２から出力された入力映像信号を補正して、表示装置１０４に出力する。たとえば、入力映像信号の信号レベルと補正ゲインの積から信号レベル低下量を求め、その信号レベル低下量を入力映像信号から減算することで取得された信号レベルとなる映像信号を、出力映像信号として、表示装置１０４に出力する。つまり、信号レベル補正部４は、（数式３）で表される処理を実行する。
【００４０】
【数３】
2008180756.tif 000005
【００４１】
なお、ここで、映像信号がＲＧＢ映像信号であるものとし、画素ｐにおける入力映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及び出力映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれ、Ｉｎ＿Ｒｐ，Ｉｎ＿Ｇｐ，Ｉｎ＿Ｂｐ，及びＯｕｔ＿Ｒｐ，Ｏｕｔ＿Ｇｐ，Ｏｕｔ＿Ｂｐと表記する。
図３（ａ）に示すような画像を形成する１フレーム分の入力映像信号が信号レベル補正部４に入力された場合、図３（ａ）のＰＱ間の映像信号に対しては、図３（ｂ）のような信号レベル調整が、信号レベル補正部４によりなされる。なお、図３（ｂ）において、横軸はＰＱ間における画面位置であり、縦軸は信号レベル調整用補正ゲイン（＝１−（補正ゲイン））である。
信号レベル補正部４から出力された映像信号は、表示装置１０４に入力され、表示装置１０４において映像として表示される。
【００４２】
表示装置１０４は、自ら光を発する自発光型で、調光可能な表示画面を有し、信号レベル補正部４からの出力映像信号に応じて、画素ごとに光量を調節することができるものである。表示装置１０４として、例えば、２枚のガラスの間にヘリウムやネオンなどの高圧のガスを封入し、そこに電圧をかけることによって発光させるプラズマディスプレイ、電圧をかけると発光する有機物質を利用した有機ＥＬ、電子銃を利用したＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）、平面状の電子放出源（エミッター）から真空中に電子を放ち、蛍光体にぶつけて発光させるＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）等を用いることができる。
以上により、映像信号表示装置１００では、ヒトの注視しやすい領域が表示画面内に複数存在している場合であっても、表示画面において、十分な明るさ感（特に注視しやすいオブジェクトが存在する領域に対する明るさ感）を得ることができ、かつ、消費電力を抑えることができる。また、表示画面において、オブジェクト同士が重なり合った場合であっても、映像にちらつきを発生させることなく自然な映像を表示させることができる。
【００４３】
（具体例）
以下、第１実施形態に係る映像信号表示装置１００について、具体的な数値をあげて説明する。
入力映像信号が形成する１フレームの画像の画素数を横１９２０縦１０８０ｐｉｘｅｌとし、複数オブジェクト検出部１で、２つの顔を検出した場合について説明する。複数オブジェクト検出部１で検出した２つの顔を、顔１，顔２とし、顔１の中心点（位置情報）を（６００，５４０），顔２の中心点（位置情報）を（１２００，５４０）とする。
傾斜ゲイン生成部２Ａ〜２Ｎでは、画素ｐの座標を（８００，５４０）とし、画素ｐの補正ゲインを算出する場合について説明する。
まず、顔１に対する傾斜ゲインｇａｉｎ１を求める。
（数式１）を用いて、距離ｒｐ１を求める。つまり、
ｒｐ１＝｛（８００−６００）＾２＋（５４０−５４０）＾２｝＾０．５＝２００
となる。
（数式２）を用いて、傾斜ゲインを求める。つまり、
ｇａｉｎ１＝０．０６４
となる。
【００４４】
同様に、顔２に対する傾斜ゲインｇａｉｎ２を求める。つまり、
ｒｐ２＝｛（８００−１２００）＾２＋（５４０−５４０）＾２｝＾０．５＝４００
となり、
ｇａｉｎ２＝０．２１２
となる。
最大輝度低下率ＫをＫ＝０．５と定め、ガウス関数の形状を規定する定数σをσ＝０．３５と定める。
距離の最大値ｒ＿ｍａｘは、この場合、表示画面４隅と表示画面の中心との距離なので（数式４）により求められる。
【００４５】
【数４】
2008180756.tif 000006
【００４６】
傾斜ゲイン結合部３では、傾斜ゲインの最小値を求める際、顔検出数Ｎ＝２なので、ｇａｉｎｐ１とｇａｉｎｐ２との中から最小値を求め、その最小値を補正ゲインとする。
つまり、この場合、補正ゲインは、
Ｍｉｎ（０．０６４，０．２１２）＝０．０６４
となる。なお、ここで、Ｍｉｎ（）は、最小値を求める関数である。
最後に、信号レベル補正部４は、画素ｐの入力映像信号を（Ｉｎ＿ｐ＿Ｒ，Ｉｎ＿ｐ＿Ｇ，Ｉｎ＿ｐ＿Ｂ）＝（２５５，１２８，０）とした場合、出力映像信号のレベルは、（数式３）より、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて、（Ｏｕｔ＿ｐ＿Ｒ，Ｏｕｔ＿ｐ＿Ｇ，Ｏｕｔ＿ｐ＿Ｂ）＝（２３９，１２０，０）となる。
全ての画素において同様に処理することで、信号レベル補正部４により、出力映像信号を得ることが出来る。
【００４７】
（変形例）
次に、第１実施形態に係る映像信号表示装置１００の変形例としての映像信号表示装置１００’について説明する。
図２に、映像信号表示装置１００’の構成を示す。なお、映像信号表示装置１００と同様の部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
映像信号表示装置１００’において、映像信号表示装置１００と異なるのは、映像信号処理装置１０１’において、特徴量抽出部７をさらに備え、傾斜ゲイン生成部２Ａ’〜２Ｎ’のゲイン算出部が動的ゲイン算出部２Ａ２’〜２Ｎ２’に置換されているところである。
特徴量抽出部７は、記憶部１０３に記憶保持されている１フレーム分の映像信号データから１フレームの画像から入力映像信号の特徴量Ｃ（後述）を抽出する。
【００４８】
動的ゲイン算出部２Ａ２’〜２Ｎ２’は、特徴量抽出部７で求められた特徴量Ｃに基づき、最大輝度低下率Ｋを変化させ、変化させた最大輝度低下率Ｋにより傾斜ゲインを算出する。
映像信号表示装置１００においては、最大輝度低下率Ｋは、映像信号によらず固定値であったが、映像信号表示装置１００’においては、更なる明るさ感向上のために、入力映像信号に応じてフレームごとにＫを動的に変化させる。
つまり、特徴量抽出部により、フレーム毎に入力映像信号から、入力映像信号の特徴量Ｃを抽出する特徴量抽出部と、特徴量Ｃを用いて、そのフレームに応じた傾斜ゲインを出力する動的傾斜ゲイン生成部を用いる。
これにより、フレーム内で最適な最大輝度低下率Ｋを用いた信号レベル補正が実行される。
【００４９】
［第２実施形態］
図６に、第２実施形態に係る映像信号表示装置２００の構成図を示す。なお、第１実施形態に係る映像信号表示装置１００と同様の部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
映像信号表示装置２００において、映像信号表示装置１００との相違点は、傾斜ゲイン生成部６２Ａ〜６２Ｎに、オブジェクト距離算出部６２Ａ３〜６２Ｎ３が追加されており、傾斜ゲイン生成部６２Ａ〜６２Ｎにおいて、オブジェクトとオブジェクトとの距離に応じて、傾斜ゲインを変化させる点である。
なお、距離算出部６２Ａ１〜６２Ｎ１は、第１実施形態での距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１と同じものである。
【００５０】
オブジェクト距離算出部６２Ａ３〜６２Ｎ３は、各オブジェクトとの距離の総和を算出する。ｉ番目のオブジェクトの各オブジェクトとの距離の総和であるオブジェクト距離ｏｂｊＲｉは、（数式５）により算出される。
【００５１】
【数５】
2008180756.tif 000007
【００５２】
ここで、ｊの値域は１〜Ｎとする。
ゲイン算出部６２Ａ２〜６２Ｎ２において、最大輝度低下率Ｋをオブジェクト距離ｏｂｊＲｉと連動させる。たとえば、ｉ番目のオブジェクトの最大輝度低下率Ｋｉ＝Ｋ×ｏｂｊＲｉとする。これに伴い、傾斜ゲインを算出する数式が（数式２）から（数式６）に変更される。
【００５３】
【数６】
2008180756.tif 000008
【００５４】
図８（ａ）に示すような画像を形成する１フレーム分の入力映像信号が信号レベル補正部４に入力された場合、図８（ａ）のＰＱ間の映像信号に対しては、図８（ｂ）のような信号レベル調整が、信号レベル補正部４によりなされる。なお、図８（ｂ）において、横軸はＰＱ間における画面位置であり、縦軸は信号レベル調整用補正ゲイン（＝１−（補正ゲイン））である。図８（ａ）の左側の３つのオブジェクトは、密集しており、オブジェクト距離ｏｂｊＲｉが小さいので、最大輝度低下率Ｋの値が小さな値に設定される。一方、図８（ａ）の右側の１つのオブジェクトは、孤立しており、オブジェクト距離ｏｂｊＲｉが大きいので、最大輝度低下率Ｋの値が大きな値に設定される。
以上より、複数オブジェクトが集中した部分と、オブジェクトが分散している部分とで、補正ゲインを変化させることができる。これにより、ヒトが注目しやすい部分が集中している部分をより明るくすることで、映像信号表示装置２００において、更なる明るさ感を向上させることができる。
【００５５】
（変形例）
また、最大輝度低下率Ｋは、映像信号によらず固定値だが、更なる明るさ感向上のために、入力映像信号に応じてフレームごとに最大輝度低下率Ｋを動的に変化させてもよい。入力映像信号に応じてフレームごとに最大輝度低下率Ｋを動的に変化させる映像信号表示装置２００’を図７に示す。なお、映像信号表示装置１００、１００’および２００と同様の部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
映像信号表示装置２００’において、映像信号表示装置２００と異なるのは、映像信号処理装置２０１’において、特徴量抽出部７をさらに備え、傾斜ゲイン生成部６２Ａ’〜６２Ｎ’のゲイン算出部が動的ゲイン算出部６２Ａ２’〜６２Ｎ２’に置換されているところである。
【００５６】
特徴量抽出部７は、特徴量として、例えば、周波数帯域成分を出力する。周波数帯域成分とは、入力映像信号の特定領域の周波数成分の二乗和（パワー）である。
まず、入力映像信号から明るさ信号（ＩｎＹ）を（数式７）から求める。
【００５７】
【数７】
2008180756.tif 000009
【００５８】
次に、明るさ信号ＩｎＹから周波数帯域成分を求めるために、入力信号ＩｎＹをフーリエ変換し、Ｆ（ｗ）を求める。周波数帯域０〜１ｃｐｄにおけるパワーを（数式８）から求める。
【００５９】
【数８】
2008180756.tif 000010
【００６０】
ここで、ｃｐｄ（ｃｙｃｌｅ  ｐｅｒ  ｄｅｇｒｅｅ）は空間周波数である。例えば、表示画面の水平画素数が「１０２４」であり、視角が３３度であるとき、空間周波数の最高値は約１５．５ｃｐｄとなる。
なお、周波数帯域成分を求めるのに、ローパスフィルタを用いても良い。これにより、フーリエ変換（フーリエ変換に限らず、ウェーブレット変換、ＤＣＴ変換等でも良い。）を用いる場合よりも回路規模を削減できる。また、フレーム毎に複数の特徴量を抽出しても良い。さらに、特徴量として、周波数帯域成分だけでなく、平均輝度や平均彩度、ヒストグラム分布量等を用いても良い。
動的ゲイン算出部６２Ａ２’〜６２Ｎ２’は、特徴量抽出部７で求めた特徴量Ｃに応じた動的最大輝度低下率を求める。その際、主観評価実験により輝度の傾斜による画質劣化が検知できない最大となる動的最大輝度低下率ＫＫを求める。たとえば、特徴量Ｃと動的最大輝度低下率ＫＫをテーブル図９のように対応付ける。これに伴い、傾斜ゲインを算出するが数式が（数式２）から（数式９）に変更される。つまり、動的ゲイン算出部６２Ａ２’〜６２Ｎ２’は、（数式９）に相当する処理を行い、傾斜ゲインを算出する。
【００６１】
【数９】
2008180756.tif 000011
【００６２】
これにより、映像信号表示装置２００’において、入力映像信号に応じた処理を行うことが出来るため、表示画面において、輝度の傾斜が目立たない画質を維持しつつ、更に明るさ感を向上させることができる。
［第３実施形態］
図１０に、第３実施形態に係る映像信号表示装置３００の構成図を示す。なお、前述の実施形態に係る映像信号表示装置と同様の部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
映像信号表示装置３００において、前述の実施形態に係る映像信号表示装置との相違点は、傾斜ゲイン生成部１０２Ａ〜１０２Ｎにおいて、オブジェクトの属性に応じて、傾斜ゲインを変化させる点である。
【００６３】
なお、距離算出部１０２Ａ１〜１０２Ｎ１は、第１実施形態での距離算出部２Ａ１〜２Ｎ１と同じものである。
複数オブジェクト検出部１００１で検出したオブジェクトの属性には、前述の実施形態で記載したように、オブジェクトの大きさ（ｗ，ｈ）、オブジェクトの検出数Ｎがある。
ゲイン算出部１０２Ａ２〜１０２Ｎ２は、オブジェクトの属性を入力とし、ｉ番目のオブジェクトの大きさｓｉｚｅｉを（数式１０）により算出する。
【００６４】
【数１０】
2008180756.tif 000012
【００６５】
ここで、Ｌは定数である。
オブジェクトの大きさｓｉｚｅｉに応じて、傾斜ゲインを算出する数式が式（数式２）から（数式１１）に変更される。つまり、ゲイン算出部１０２Ａ２〜１０２Ｎ２は、（数式１１）に相当する処理により、傾斜ゲインを算出する。
【００６６】
【数１１】
2008180756.tif 000013
【００６７】
図１２（ａ）のような、顔の大きさが異なる２つの顔がある画像を形成する１フレーム分の入力映像信号が信号レベル補正部４に入力された場合、図１２（ｂ）のような信号レベル調整が、信号レベル補正部４によりなされる。なお、図１２（ｂ）において、横軸はＰＱ間における画面位置であり、縦軸は信号レベル調整用補正ゲイン（＝１−（補正ゲイン））である。図１２（ａ）の左側のオブジェクトは、その大きさが小さいので、オブジェクト中心からその周辺に行くにしたがって急峻に信号レベル調整用補正ゲインを低下させるように傾斜ゲインを設定する。一方、図１２（ａ）の右側のオブジェクトは、その大きさが大きいので、オブジェクト中心からその周辺に行くにしたがってなだらかに信号レベル調整用補正ゲインを低下させるように傾斜ゲインを設定する。
以上により、ヒトが注目しやすい顔（オブジェクト）の大きさが大きい場合、距離に対する傾斜ゲインの変化量を調整することができる。これにより、映像信号表示装置３００において、顔（オブジェクト）が大きい場合、顔（オブジェクト）全体の輝度を上げることができ、顔（オブジェクト）が小さい場合、顔（オブジェクト）周辺の輝度を上げないので、有効的に制限された電力を使用できるため、映像信号表示装置３００の消費電力を抑えつつ、更なる明るさ感を向上させることができる。
【００６８】
また、オブジェクトの検出数Ｎに応じて、傾斜ゲインを算出する数式が（数式２）から（数式１２）に変更される。つまり、ゲイン算出部１０２Ａ２〜１０２Ｎ２は、（数式１１）に相当する処理により、傾斜ゲインを算出する。
【００６９】
【数１２】
2008180756.tif 000014
【００７０】
図１２（ｃ）のような、検出されるオブジェクト数が多い画像を形成する１フレーム分の入力映像信号が信号レベル補正部４に入力された場合、図１２（ｄ）のような信号レベル調整が、信号レベル補正部４によりなされる。なお、図１２（ｄ）において、横軸は、ＰＱ間における画面位置であり、縦軸は信号レベル調整用補正ゲイン（＝１−（補正ゲイン））である。図１２（ｃ）のように検出されるオブジェクト数が多い場合、オブジェクト中心からその周辺に行くにしたがって急峻に信号レベル調整用補正ゲインを低下させるように傾斜ゲインを設定する。これにより、表示画面上において、検出されるオブジェクト数が多くなっても、信号レベル調整用補正ゲインが高くなる部分と低くなる部分とを発生させることができ、映像信号表示装置３００における消費電力を抑えることができる。つまり、図１２（ｄ）において、各オブジェクトに対応する信号レベル調整用補正ゲインの波形が急峻な凸型波形となるので、各オブジェクトの信号レベル調整用補正ゲインの最大値をとった波形（図１２（ｄ）の実線による波形）は、図１２（ｄ）に示した点線αβに対して、相対的に高くなる部分と低くなる部分とが発生し、山谷が存在する波形となる。したがって、表示装置１０４における表示画面において輝度レベルを低下させる部分が発生するので、オブジェクト周辺の明るさ感を保持したまま、映像信号表示装置３００における消費電力を抑えることができる。
【００７１】
（変形例）
なお、第３実施形態においても、図１１に示す映像信号表示装置３００’のように、特徴量抽出部７を追加し、ゲイン算出部１０２Ａ２〜１０２Ｎ２を動的ゲイン算出部１０２Ａ２’〜１０２Ｎ’に置換することで構成し、第２実施形態と同様、更なる明るさ感向上のために、入力映像信号に応じてフレームごとに最大輝度低下率を動的に変化させるようにしてもよい。
［第４実施形態］
図１３に、第４実施形態に係る映像信号表示装置４００の構成図を示す。なお、前述の実施形態に係る映像信号表示装置と同様の部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
映像信号表示装置４００において、第１実施形態に係る映像信号表示装置１００との相違点は、傾斜ゲイン生成部２０が追加されている点である。
入力映像信号が形成する１フレームの画像において、顔（オブジェクト）検出がない（Ｎ＝０）場合、表示画面の中央付近をヒトは注視する場合が多いので、傾斜ゲイン生成部２０において、オブジェクトの中心点（ｘ０，ｙ０）を表示画面の中央部として、ｇａｉｎｐ０を算出する。映像信号表示装置４００では、このｇａｉｎｐ０を用いて、顔検出がない場合について、従来どおりの処理を実行する。つまり、映像信号表示装置４００の信号レベル補正部４では、傾斜ゲイン生成部２０により算出された傾斜ゲインｇａｉｎｐ０のみを用いて、入力映像信号に対して、信号レベル補正処理を行う。
さらに、入力映像信号が形成する１フレームの画像において、顔（オブジェクト）検出された場合、顔（オブジェクト）の部分を局所的に明るくする。これに伴い、ゲイン算出部２０Ａ２および２Ａ２〜２Ｎ２では、（数式１３）を用いて傾斜ゲインを算出する。
【００７３】
【数１３】
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【００７４】
ここで、Ａｉはオブジェクトごとに変化する変数で、０番目のオブジェクトのとき、Ａ０＝１とし（Ａ０は、ゲイン算出部２０Ａ２用の変数。）、０番目以外のオブジェクトのとき、Ａｉを１より大きい数（Ａｉは、ゲイン算出部２Ａ２〜２Ｎ２用の変数。）に設定する。これにより、図１５（ａ）のような画像を形成する１フレーム分の入力映像信号が信号レベル補正部４に入力された場合、図１５（ｂ）のような信号レベル調整が、信号レベル補正部４によりなされる。なお、図１５（ｂ）において、横軸は、ＰＱ間における画面位置であり、縦軸は信号レベル調整用補正ゲイン（＝１−（補正ゲイン））である。図１５（ｂ）に示すように、映像信号表示装置４００では、顔（オブジェクト）の部分だけを局所的に明るくすることができる。
（変形例）
なお、第４実施形態においても、図１４に示す映像信号表示装置４００’のように、特徴量抽出部７を追加し、ゲイン算出部２０Ａ２および２Ａ２〜２Ｎ２を動的ゲイン算出部２０Ａ２’および２Ａ２’〜２Ｎ’に置換することで構成し、第２実施形態および第３実施形態と同様、更なる明るさ感向上のために、入力映像信号に応じてフレームごとに最大輝度低下率を動的に変化させるようにしてもよい。
【００７５】
［他の実施形態］
上記実施形態において説明した映像信号表示装置および映像信号処理装置において実現される任意の機能を組み合わせることで映像信号表示装置および映像信号処理装置を実現してもよい。
上記実施形態では、映像の場合について説明したが、これに限定される必要はなく、静止画についても本発明を適用させることができる。
上記実施形態では、フレーム単位の処理について説明したが、これに限定される必要はなく、フィールド単位の処理を行うようにしてもよい。
上記実施形態では、画素ごとについて処理を行う場合について説明したが、これに限定される必要はなく、例えば、上記実施形態の映像信号表示装置の一部において、複数画素からなるブロック単位の処理を行うようにしてもよく、また、上記実施形態の映像信号表示装置の一部において、間引き処理を行い、処理を行うようにしてもよい。
【００７６】
上記実施形態で説明した映像信号表示装置および映像信号処理装置において、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【００７７】
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。ソフトウェアにより実現する場合の一例として、バス接続されたマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等を用いて処理する場合がある。この場合、記憶部１０３をマイクロプロセッサにバス接続されているＲＡＭ等で実現することができる。例えば、１フレーム分（１フィールド分）の入力映像信号データをＲＡＭに記憶させ、映像信号処理装置の機能に相当する処理をソフトウェアにより実現する。この場合において、映像を扱うときは、表示装置１０４において映像が表示される更新周期（例えば、１フレーム周期や１フィールド周期）内にソフトウェア処理を完了させる必要があるのは言うまでもない。また、この場合、距離算出部に入力させるデータを、ＲＡＭに記憶させた映像信号データとすれば、遅延部１０２を省略することも可能である。
【００７８】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る映像信号処理装置、映像信号処理方法、映像信号処理プログラム、集積回路および映像信号表示装置は、ヒトの注視しやすい領域が表示画面内に複数存在している場合であっても、表示画面において、十分な明るさ感を得ることができ、かつ、消費電力を抑えることができるので、映像機器関連産業分野において、有用であり、当該分野において実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る映像信号表示装置の構成図
【図２】本発明の第１実施形態に係る映像信号表示装置の構成図（変形例）
【図３】（ａ）２つの顔が表示された映像信号による表示画面の模式図（ｂ）図３（ａ）のＰＱ間における信号レベル調整用補正ゲインと画面位置との関係を示す図
【図４】傾斜ゲインを説明するための図
【図５】傾斜ゲインの結合について説明するための図
【図６】本発明の第２実施形態に係る映像信号表示装置の構成図
【図７】本発明の第２実施形態に係る映像信号表示装置の構成図（変形例）
【図８】（ａ）表示画面内に集中度合いが異なる映像信号による表示画面の模式図（ｂ）図８（ａ）のＰＱ間における信号レベル調整用補正ゲインと画面位置との関係を示す図
【図９】特徴量と最大輝度低下率との関係を示す図
【図１０】本発明の第３実施形態に係る映像信号表示装置の構成図
【図１１】本発明の第３実施形態に係る映像信号表示装置の構成図（変形例）
【図１２】（ａ）大きさの異なる顔が表示された映像信号による表示画面の模式図（ｂ）図１２（ａ）のＰＱ間における信号レベル調整用補正ゲインと画面位置との関係を示す図（ｃ）４つの顔が表示された映像信号による表示画面の模式図（ｄ）図１２（ｃ）のＰＱ間における信号レベル調整用補正ゲインと画面位置との関係を示す図
【図１３】本発明の第４実施形態に係る映像信号表示装置の構成図
【図１４】本発明の第４実施形態に係る映像信号表示装置の構成図（変形例）
【図１５】（ａ）１つの顔が表示された映像信号による表示画面の模式図（ｂ）図１５（ａ）のＰＱ間における信号レベル調整用補正ゲインと画面位置との関係を示す図
【図１６】従来の映像信号表示装置を説明するための図
【符号の説明】
【００８１】
１００、１００’、２００、２００’、３００、３００’、４００、４００’  映像信号表示装置
１０１、１０１’、２０１、２０１’、３０１、３０１’、４０１、４０１’  映像信号処理装置
１０４  表示装置
１、６１、１００１  複数オブジェクト検出部
２Ａ〜２Ｎ、６２Ａ〜６２Ｎ、１０２Ａ〜１０２Ｎ、２０  傾斜ゲイン生成部
２Ａ’〜２Ｎ’、６２Ａ’〜６２Ｎ’、１０２Ａ’〜１０２Ｎ  ’、２０’  傾斜ゲイン生成部
２Ａ１〜２Ｎ１、６２Ａ１〜６２Ｎ１、１０２Ａ１〜１０２Ｎ１  距離算出部
２Ａ２〜２Ｎ２、６２Ａ２〜６２Ｎ２、１０２Ａ２〜１０２Ｎ２  ゲイン算出部
２Ａ２’〜２Ｎ２’、６２Ａ２’〜６２Ｎ２’、１０２Ａ２’〜１０２Ｎ２’  動的ゲイン算出部
６２Ａ３〜６２Ｎ３  オブジェクト距離算出部
１０２Ａ〜１０２Ｎ  オブジェクト属性を用いたゲイン算出部
３  傾斜ゲイン結合部
４  信号レベル補正部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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