(57)【要約】【課題】画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも十分な消費電力低減効果を得ることのできる表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る表示装置は、画像特徴量抽出部２２が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを発光色毎に求め、ＣＰＵ１８が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出することを特徴とするものである。【選択図】図１
2008216560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる色の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、
前記光源手段が発光する光の発光量を前記発光色毎に制御する光源制御手段と、
表示される各画素に対応した前記発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データに基づいて、前記光源手段が発光した光を前記発光色毎に空間変調する画像変調手段と、
前記画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、
前記画像特徴量抽出手段が抽出した前記画像信号の特徴量に基づいて、前記光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、前記画像データに補正を加える画像補正値を算出して前記画像処理手段に供給する演算処理手段と、
を備え、
前記画像特徴量抽出手段は、前記画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを前記発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを前記発光色毎に求め、前記演算処理手段は、前記閾値レベルに基づいて前記光源制御値および前記画像補正値を前記発光色毎に算出することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画像特徴量抽出手段および前記演算処理手段は、前記発光色毎に求められた閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、前記最も大きい値の閾値レベルとなる発光色を基準クリップ色とし、
前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上である画素については、前記基準クリップ色の輝度レベルを前記クリップレベルとし、前記基準クリップ色以外の発光色の輝度レベルに前記クリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割る処理を施し、
前記処理を施した輝度レベルおよび前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満である画素の輝度レベルの中から、前記発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、
前記演算処理手段は、前記クリップ最大値に基づいて前記光源制御値を算出して、前記光源手段が発光する光の発光量を調整し、
前記画像信号に含まれる各画素について、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上か否かを判断し、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上の画素と前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出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】
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出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】
前記演算処理手段は、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に前記クリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割った値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記発光色毎に求められた閾値レベルを各発光色のクリップレベルとし、
前記演算処理手段は、前記クリップレベルに基づいて前記光源制御値を算出して、前記光源手段が発光する光の発光量を調整し、
前記画像信号に含まれる各画素について、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上か否かを判断し、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上の画素と前記発光色毎の輝度レベルがすべて前記クリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出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６】
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出す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】
前記演算処理手段は、前記発光色毎の輝度レベルがすべて前記クリップレベル未満の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上の画素については、各軸が前記発光色毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて、原点を通り各軸と直交する面と前記各発光色のクリップレベルの値で各軸と直交する面で直方体を規定し、前記原点およびその画素の座標を結ぶ直線と前記直方体との交点を求めて、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に前記交点から原点までの距離を乗じてその画素の座標から原点までの距離で割った値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項５または６に記載の表示装置。
【請求項８】
赤、緑、青の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、
前記光源手段が発光する光の発光量を前記発光色毎に制御する光源制御手段と、
表示される各画素に対応した前記発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データに基づいて、前記光源手段が発光した光を前記発光色毎に空間変調する画像変調手段と、
前記画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、
前記画像特徴量抽出手段が抽出した前記画像信号の特徴量に基づいて、前記光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、前記画像データに補正を加える画像補正値を算出して前記画像処理手段に供給する演算処理手段と、
を備え、
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記画像信号に含まれる各画素の輝度レベルをＹＵＶ変換してＹ輝度レベルを算出し、このＹ輝度レベル分布のヒストグラムを作成して、このＹ輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高いＹ輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを求め、この閾値レベルに基づいて前記各画素のＹ輝度レベルに処理を施してから逆ＹＵＶ変換を行うことにより前記各画素について赤、緑、青の補正後輝度データを算出して、この補正後輝度データの中から前記発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、
前記演算処理手段は、前記クリップ最大値に基づいて前記光源制御値および前記画像補正値を前記発光色毎に算出することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記Ｙ輝度レベルが前記閾値レベル以上の画素についてその画素のＹ輝度レベルを前記閾値レベルとする処理を施し、この処理を施したＹ輝度レベル、前記Ｙ輝度レベルが前記閾値レベル未満の画素のＹ輝度レベル、および前記ＹＵＶ変換によって求められた前記各画素のＵおよびＶの値を用いて前記補正後輝度データを算出することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に複数の異なる色の光を発光する光源を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）の高出力化、高効率化により、光源として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発光するＬＥＤを用いたプロジェクタなどが開発されている。このような複数の異なる色のＬＥＤを使用した表示装置では、ＬＥＤに流す電流レベルを増減させることにより光源の光量を容易かつ瞬時に変化させることが可能である。
【０００３】
このため、複数の異なる色のＬＥＤを光源とする従来の液晶表示装置では、画面の表示情報（画像信号）を色情報に分離し、各色の色情報の最大値に応じて光源からの照明強度を減少させると共に、照明強度と表示情報の双方に従って液晶パネルの透過率を増加させて、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４９３６２号公報（第１頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の液晶表示装置では（例えば、特許文献１参照）、画像の表示情報のＲＧＢ毎の最大値が飽和階調（例えば、８ビットデータであれば２５５）に達していない場合、各色の光源光量を（各色の色情報の最大値／飽和階調）まで減少させ、その逆数分だけ液晶パネルの透過率を増加させることにより、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減するようにしている。しかしこのような液晶表示装置では、表示情報の中に少しでも飽和階調の画素情報があると光源光量を下げることができず、十分な消費電力低減効果が得られないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも十分な消費電力低減効果を得ることのできる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】
【０００６】
本発明に係る表示装置は、複数の異なる色の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、光源手段が発光する光の発光量を発光色毎に制御する光源制御手段と、表示される各画素に対応した発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、光源手段が発光した光を発光色毎に空間変調する画像変調手段と、画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、画像特徴量抽出手段が抽出した画像信号の特徴量に基づいて、光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、画像データに補正を加える画像補正値を算出して画像処理手段に供給する演算処理手段と、を備え、画像特徴量抽出手段が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを発光色毎に求め、演算処理手段が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出することを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明に係る表示装置は、上記の画像特徴量抽出手段および演算処理手段が、発光色毎に求められた閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、最も大きい値の閾値レベルとなる発光色を基準クリップ色とし、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である画素については、基準クリップ色の輝度レベルをクリップレベルとし、基準クリップ色以外の発光色の輝度レベルにクリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割る処理を施し、処理を施した輝度レベルおよび基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素の輝度レベルの中から、発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、演算処理手段が、クリップ最大値に基づいて光源制御値を算出して、光源手段が発光する光の発光量を調整し、画像信号に含まれる各画素について、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上か否かを判断し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素と基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値にクリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割った値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された画像補正値を画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明に係る表示装置は、画像特徴量抽出手段または演算処理手段が、発光色毎に求められた閾値レベルを各発光色のクリップレベルとし、演算処理手段が、クリップレベルに基づいて光源制御値を算出して、光源手段が発光する光の発光量を調整し、画像信号に含まれる各画素について、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上か否かを判断し、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素と発光色毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素については、各軸が発光色毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて、原点を通り各軸と直交する面と各発光色のクリップレベルの値で各軸と直交する面で直方体を規定し、原点およびその画素の座標を結ぶ直線と直方体との交点を求めて、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に交点から原点までの距離を乗じてその画素の座標から原点までの距離で割った値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明に係る表示装置は、赤、緑、青の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、光源手段が発光する光の発光量を発光色毎に制御する光源制御手段と、表示される各画素に対応した発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、光源手段が発光した光を発光色毎に空間変調する画像変調手段と、画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、画像特徴量抽出手段が抽出した画像信号の特徴量に基づいて、光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して光源制御手段に供給し、画像データに補正を加える画像補正値を算出して画像処理手段に供給する演算処理手段と、を備え、画像特徴量抽出手段または演算処理手段が、画像信号に含まれる各画素の輝度レベルをＹＵＶ変換してＹ輝度レベルを算出し、このＹ輝度レベル分布のヒストグラムを作成して、このＹ輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高いＹ輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを求め、この閾値レベルに基づいて各画素のＹ輝度レベルに処理を施してから逆ＹＵＶ変換を行うことにより各画素について赤、緑、青の補正後輝度データを算出して、この補正後輝度データの中から発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、演算処理手段が、クリップ最大値に基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出することを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明に係る表示装置は、上記の画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段が、Ｙ輝度レベルが閾値レベル以上の画素についてその画素のＹ輝度レベルを閾値レベルとする処理を施し、この処理を施したＹ輝度レベル、Ｙ輝度レベルが閾値レベル未満の画素のＹ輝度レベル、およびＹＵＶ変換によって求められた各画素のＵおよびＶの値を用いて補正後輝度データを算出することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された画像補正値を画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る表示装置は、画像特徴量抽出手段が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルから予め設定された画素数割合となる閾値レベルを発光色毎に求め、演算処理手段が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出するため、閾値レベルに応じて光源制御値を減らして光源手段の発光量を発光色毎に減少させ、この発光量が減少した分だけ画像補正値により画像データを増加させることにより、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも、表示画像の明るさを維持しながら十分な消費電力低減効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態１に係る表示装置について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態１に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。なお図１には、表示装置の例として３板液晶パネル方式の画像投影装置（プロジェクタ）を示すが、本発明を液晶ディスプレイ等のその他の表示装置に適用してもよい。また、３板液晶パネル方式に限らず、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた単板色面順次方式の画像投影装置に適用してもよい。
【００２０】
図１において表示装置の例として示す画像投影装置は画像処理部１０を備え、この画像処理部１０はＲ画像処理部１０ｒ、Ｇ画像処理部１０ｇ、Ｂ画像処理部１０ｂを有している。Ｒ画像処理部１０ｒ、Ｇ画像処理部１０ｇ、Ｂ画像処理部１０ｂには、それぞれＲ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号が入力され、色毎に所定の処理が施されて画像データが生成される。なおＲ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号は、パソコン等のアナログＲＧＢ信号やテレビジョン（ＮＴＳＣ）等の画像信号であり、画像投影装置によって表示される各画素に対応したＲＧＢ毎の輝度レベルを含んでいるものとする。
【００２１】
なお、画像処理部１０に入力される各画像信号は、同期分離、Ｙ／Ｃ分離、ＩＰ変換、スケーリング（解像度変換）、色（カラーマトリクス）変換、台形（キーストーン）補正等の処理が行われていることが望ましい。この生成された色毎の画像データは、以下に示すようにＣＰＵ１８から画像処理部１０に供給される画像補正値によって補正された後に、それぞれ画像変調部１２のＲ画像変調部１２ｒ、Ｇ画像変調部１２ｇ、Ｂ画像変調部１２ｂに送られ、ＲＧＢ毎の画像が各色の画像変調部に形成される。なお本実施形態では、Ｒ画像変調部１２ｒ、Ｇ画像変調部１２ｇ、Ｂ画像変調部１２ｂがそれぞれ液晶パネルから構成されているものとする。
【００２２】
また図１に示す画像投影装置は、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発光する光源１４を備えている。光源１４は、Ｒの光を発光するＲ光源１４ｒ、Ｇの光を発光するＧ光源１４ｇ、Ｂの光を発光するＢ光源１４ｂを有し、各色の光源が例えば発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）から構成されている。なお本実施形態では、Ｒ光源１４ｒ、Ｇ光源１４ｇ、Ｂ光源１４ｂがそれぞれ１つのＬＥＤから構成されているものとするが、例えばＲＧＢ毎に２つ以上のＬＥＤを用いるようにしてもよく、ＲＧＢ毎にＬＥＤの個数が異なっていてもよい。また光源１４として、ＬＥＤの代わりに複数の異なる色を発光する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）等を用いるようにしてもよい。
【００２３】
光源１４のＲ光源１４ｒ、Ｇ光源１４ｇ、Ｂ光源１４ｂは、それぞれ光源制御部１６のＲ光源制御部１６ｒ、Ｇ光源制御部１６ｇ、Ｂ光源制御部１６ｂに接続されており、Ｒ光源制御部１６ｒ、Ｇ光源制御部１６ｇ、Ｂ光源制御部１６ｂはＣＰＵ１８に接続されている。ＣＰＵ１８は、Ｒ光源制御部１６ｒに対してＲ光源制御値を、Ｇ光源制御部１６ｇに対してＧ光源制御値を、Ｂ光源制御部１６ｂに対してＢ光源制御値を供給し、Ｒ光源制御部１６ｒ、Ｇ光源制御部１６ｇ、Ｂ光源制御部１６ｂは各色の光源制御値に基づいてＲ光源１４ｒ、Ｇ光源１４ｇ、Ｂ光源１４ｂの発光量を調整する。このとき例えばＲ光源制御部１６ｒ、Ｇ光源制御部１６ｇ、Ｂ光源制御部１６ｂは、Ｒ光源１４ｒ、Ｇ光源１４ｇ、Ｂ光源１４ｂに供給される電流の電流値を制御してＲＧＢ毎の発光量を変化させる。なお以下に示すように、ＣＰＵ１８は画像特徴量抽出部２２が求めた閾値レベルに基づいてＲ光源制御値、Ｇ光源制御値、Ｂ光源制御値を算出する。
【００２４】
またＣＰＵ１８は、画像処理部１０のＲ画像処理部１０ｒ、Ｇ画像処理部１０ｇ、Ｂ画像処理部１０ｂに接続されており、Ｒ画像処理部１０ｒに対してＲ画像補正値を、Ｇ画像処理部１０ｇに対してＧ画像補正値を、Ｂ画像処理部１０ｂに対してＢ画像補正値を供給し、このＲ画像補正値、Ｇ画像補正値、Ｂ画像補正値を画像処理部１０に入力された各色の画像データの値に乗じることにより補正が加えられる。なお以下に示すように、ＣＰＵ１８は画像特徴量抽出部２２が求めた閾値レベルに基づいてＲ画像補正値、Ｇ画像補正値、Ｂ画像補正値を算出する。
【００２５】
Ｒ光源１４ｒ、Ｇ光源１４ｇ、Ｂ光源１４ｂからの光は、それぞれ画像変調部１２のＲ画像変調部１２ｒ、Ｇ画像変調部１２ｇ、Ｂ画像変調部１２ｂに導光され、各色の画像変調部によって空間変調される。これにより生成されたＲＧＢ毎の画像がダイクロイックプリズム等から構成される画像合成部２０に導かれ、画像合成部２０は画像変調部１２で生成された各色の画像をＲＧＢ混色の画像に合成し、この画像を画像投影装置外部のスクリーン（図示せず）等に表示画像として投影する。
【００２６】
さらにＣＰＵ１８には、画像特徴量抽出部２２と画素数割合設定部２４が接続されており、画像特徴量抽出部２２にはＲ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号が入力される。画像特徴量抽出部２２は、各色の画像信号の特徴量を１フレーム毎に抽出してＣＰＵ１８に送るようになっている。また画素数割合設定部２４には、例えばユーザにより以下に示す画素数割合が入力され、画素数割合設定部２４はＣＰＵ１８に画素数割合を設定する。ＣＰＵ１８は、設定された画素数割合を画像特徴量抽出部２２に送り、画像特徴量抽出部２２はこの画素数割合に基づいて以下に示す閾値レベルを求めてＣＰＵ１８にフィードバックする。
【００２７】
なお図１に示す画像投影装置において、画素数割合設定部２４をＣＰＵ１８または画像特徴量抽出部２２の内部に設けて、画素数割合を画像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）等に応じて自動的に設定するようにしてもよい。また、画像特徴量抽出部２２をＣＰＵ１８の内部に設けたり、画像特徴量抽出部２２にＣＰＵ１８の機能を持たせるようにしてもよい。さらに光源１４の発光量変化の遅延時間と画像変調部１２による空間変調を同期させるために、画像処理部１０にメモリ等の画像遅延手段を設けるようにしてもよい。また、画素数割合に所定の制限を設けるようにしてもよい。
【００２８】
本実施形態では、画像特徴量抽出部２２が画像信号に含まれる各画素の輝度レベルについて輝度レベル分布のヒストグラムをＲＧＢ毎に作成し、このＲＧＢ毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルをＲＧＢ毎に求め、ＣＰＵ１８がこの閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。これにより光源１４の各色の光源の発光量が減少し、画像変調部１２の各色の画像変調部に送られる補正後の画像データの値が増加する。本実施形態の場合、各色の画像変調部に送られる補正後の画像データの値に比例して、液晶パネルから構成されるＲ画像変調部１２ｒ、Ｇ画像変調部１２ｇ、Ｂ画像変調部１２ｂの光透過率が増加する。このため、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減させることが可能となる。
【００２９】
図２は、本実施形態において画像特徴量抽出部２２、ＣＰＵ１８が光源制御値および画像補正値を算出して、光源１４および画像変調部１２を制御する手順を示すフローチャートである。また図３は、画像特徴量抽出部２２によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフであり、図３（ａ）はＲ画像信号についてのヒストグラムを、図３（ｂ）はＧ画像信号についてのヒストグラムを、図３（ｃ）はＢ画像信号についてのヒストグラムを示している。以下、図３に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合を例として、本実施形態に係る表示装置の制御方法について説明する。
【００３０】
まず、例えばユーザが入力した画素数割合を画素数割合設定部２４がＣＰＵ１８に設定する（Ｓ１０１）。この画素数割合は、図３に示すヒストグラムにおいて最も低い輝度レベルの画素または最も高い輝度レベルの画素から数えて所定の割合の画素数という形で設定される。図３の例では、最も低い輝度レベルの画素から９９％の画素数割合が設定されているものとする。なお画素数割合は、例えば最も高い輝度レベルの画素から５％というような形で設定するようにしてもよい。
【００３１】
それから画像特徴量抽出部２２は、画像信号に含まれる各画素について図３に示すような輝度レベル分布のヒストグラムをＲＧＢ毎に作成する（Ｓ１０２）。図３に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、画像１フレーム分の画素を抽出したものであり、ＲＧＢの各画像信号が８ビットデータ（２５６階調、輝度レベル０〜２５５）であるものとする。なお図３に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、高輝度側の画素が少なく全体的に暗めの画像についてのものである。
【００３２】
そして画像特徴量抽出部２２は、図３に示すようなＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、Ｓ１０１で予め設定されている画素数割合となる閾値レベルをＲＧＢ毎に求める（Ｓ１０３）。ここでは、最も低い輝度レベルの画素から９９％の画素数割合が設定されており、その画素数割合となる輝度レベルが閾値レベルとなる。図３の例では、Ｒ画像信号についての閾値レベルが２００、Ｇ画像信号についての閾値レベルが２２３、Ｂ画像信号についての閾値レベルが１９０になるものとする。これは例えば図３（ａ）のＲ画像信号において、Ｒの輝度レベルが０から２００までの画素が全画素の９９％を占めるということである。
【００３３】
次に画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、Ｓ１０３で求められたＲＧＢ毎の閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、その最も大きい閾値レベルとなる色を基準クリップ色とする（Ｓ１０４）。図３の例では、上記のようにＲ画像信号についての閾値レベルが２００、Ｇ画像信号についての閾値レベルが２２３、Ｂ画像信号についての閾値レベルが１９０であるので、基準クリップ色がＧ、クリップレベルが２２３となる。
【００３４】
そして画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である画素に対して、基準クリップ色の輝度レベルをクリップレベルとし、基準クリップ色以外の色の輝度レベルに（クリップレベル／その画素の基準クリップ色の輝度レベル）の係数を乗じる処理を施す（Ｓ１０５）。
【００３５】
図４は、画像信号に含まれる各画素の輝度レベルを座標として表したグラフである。図４では、Ｇの輝度レベルを横軸（ｇ）に、Ｒの輝度レベルを縦軸（ｒ）にとり、例として基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である２つの画素▲、■を示している。なお画素▲は、Ｒの輝度レベルが２３１、Ｇの輝度レベルが２４０であるものとし、以下▲（Ｒ２３１、Ｇ２４０）のように表記するものとする。また、■（Ｒ１５９、Ｇ２４７）であるものとする。図４には、Ｒの閾値レベル（ｒ＝２００）とＧの閾値レベル（ｇ＝２２３）が点線で示されており、Ｇの閾値レベル（ｘ＝２２３）がクリップレベルとなっている。
【００３６】
Ｓ１０５の処理を施すことにより、画素▲（Ｒ２３１、Ｇ２４０）は、ｘ＝２２３の点線と画素▲と原点を結ぶ直線の交点である△（Ｒ２１５、Ｇ２２３）に移動し、画素■（Ｒ１５９、Ｇ２４７）は、ｘ＝２２３の点線と画素■と原点を結ぶ直線の交点である□（Ｒ１４４、Ｇ２２３）に移動する。ここで△と□のＲの値は、上記の式を用いて（２３１×（２２３／２４０））＝２１５、（１５９×（２２３／２４７））＝１４４という計算から求められたものである。なお、Ｂの輝度レベルにも同様の処理を施す。以下、このような処理を１面クリップ処理と呼ぶものとする。
【００３７】
それから、Ｓ１０５の１面クリップ処理を施した輝度レベルと、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素の輝度レベルの中からＲＧＢ毎の最大値であるクリップ最大値を求める（Ｓ１０６）。なお、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素については、Ｓ１０５の１面クリップ処理が施されていない。図３の例では、Ｒのクリップ最大値が２１５、Ｇのクリップ最大値が２２３、Ｂのクリップ最大値が１９５になるものとする。ここで基準クリップ色（ここではＧ）のクリップ最大値は、Ｓ１０５の処理を施すことにより必然的にクリップレベルと同じ値（２２３）となる。なお図３において、Ｒのクリップ最大値ｒ＝２１５（△のＲの値）を点線で示している。
【００３８】
そしてＣＰＵ１８は、Ｓ１０６で求められたクリップ最大値に基づいてＲＧＢ毎の光源制御値を算出して、光源１４が発光する光の発光量を調整する（Ｓ１０７）。このときＣＰＵ１８は、ＲＧＢ毎に光源１４が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を１として、ＲＧＢ毎の発光量が（クリップ最大値／２５５）となる光源制御値を求める。例えば図３の例では、Ｒのクリップ最大値が２１５、Ｇのクリップ最大値が２２３、Ｂのクリップ最大値が１９５であるので、Ｒ光源１４ｒの発光量を（２１５／２５５）、Ｇ光源１４ｇの発光量を（２２３／２５５）、Ｂ光源１４ｂの発光量を（１９５／２５５）とする。
【００３９】
図５は、光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。なお図５は、図３に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合のものであり、Ｇ光源１４ｇとＲ光源１４ｒについてのみ示している。
【００４０】
図５に示すように、Ｇの発光量はＧ光源１４ｇの最大発光量（１００％）に比べて８７．５％（２２３／２５５）まで低減することができ、Ｒの発光量はＲ光源１４ｒの最大発光量（１００％）に比べて８４．３％（２１５／２５５）まで低減することができる。なお、Ｂの発光量も同様に低減される。
【００４１】
それからＣＰＵ１８は、画像信号に含まれる各画素について基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上か否かを判断し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素と基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値をＲＧＢ毎に算出する（Ｓ１０８）。
【００４２】
このときＣＰＵ１８は、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素について、Ｓ１０７で調整された光源１４の発光量と反比例する値として画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。なお本実施形態では、このＲＧＢ毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。例えば図３の例では、Ｒの発光量が（２１５／２５５）、Ｇの発光量が（２２３／２５５）、Ｂの発光量が（１９５／２５５）であるため、Ｒ画像補正値を（２５５／２１５）、Ｇ画像補正値を（２５５／２２３）、Ｂ画像補正値を（２５５／１９５）とする。
【００４３】
また基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素については、Ｓ１０７で調整された光源１４の発光量と反比例する値に、（クリップレベル／その画素の基準クリップ色の輝度レベル）の係数を乗じた値として画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。なお本実施形態では、このＲＧＢ毎の画像補正値を光源の発光量の逆数に、（クリップレベル／その画素の基準クリップ色の輝度レベル）を乗じた値としている。例えば図３の例では、画像信号におけるその画素の基準クリップ色の輝度レベルをＧｉｎとして、Ｒ画像補正値を（（２５５／２１５）×（２２３／Ｇｉｎ））、Ｇ画像補正値を（（２５５／２２３）×（２２３／Ｇｉｎ））、Ｂ画像補正値を（（２５５／１９５）×（２２３／Ｇｉｎ））とする。このとき、基準クリップ色の補正後の画像データは、Ｇｉｎ×（（２５５／２２３）×（２２３／Ｇｉｎ））＝２５５（最大階調）となる。
【００４４】
この各色の画像補正値は、画像処理部１０によって生成された各色の画像データに乗じられて、画像データが補正される。本実施形態では、各色の画像変調部が補正された画像データに比例した光透過率となるため、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素では、画像補正値を光源１４のＲＧＢ毎の発光量の逆数とすることで、光源１４の発光量がＲＧＢ毎に変化しても表示画像における輝度および色バランスが維持される。また基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素では、各色の画像補正値に光源１４のＲＧＢ毎の発光量の逆数の因子を持たせることで、光源１４の発光量がＲＧＢ毎に変化しても表示画像における色バランスが維持される。さらに基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素では（クリップレベル／その画素の基準クリップ色の輝度レベル）の係数を乗じるため、基準クリップ色の補正後の画像データを最大階調にすることができ、光源１４の発光量が低下しても表示画像における輝度の低下を最小限に抑えることができる。
【００４５】
本実施形態では、画像特徴量抽出部２２が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムをＲＧＢ毎に作成し、このＲＧＢ毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルから予め設定された画素数割合となる閾値レベルをＲＧＢ毎に求め、ＣＰＵ１８が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値をＲＧＢ毎に算出するため、閾値レベルに応じて光源制御値を減らして光源の発光量を発光色毎に減少させ、この発光量が減少した分だけ画像補正値により画像データを増加させることができる。これにより、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも、表示画像の明るさを維持しながら十分な消費電力低減効果を得ることが可能となる。
【００４６】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る表示装置において画像特徴量抽出部２２、ＣＰＵ１８が光源制御値および画像補正値を算出して、光源１４および画像変調部１２を制御する手順を示すフローチャートである。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態１の図１に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また図７は、画像特徴量抽出部２２によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフであり、図７（ａ）はＲ画像信号についてのヒストグラムを、図７（ｂ）はＧ画像信号についてのヒストグラムを、図７（ｃ）はＢ画像信号についてのヒストグラムを示している。以下、図７に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合を例として、本実施形態に係る表示装置の制御方法について説明する。
【００４７】
まず実施形態１と同様に、画素数割合を画素数割合設定部２４がＣＰＵ１８に設定する（Ｓ２０１）。図７の例では、最も低い輝度レベルの画素から９５％の画素数割合が設定されているものとする。
【００４８】
それから実施形態１と同様に画像特徴量抽出部２２は、画像信号に含まれる各画素について図７に示すような輝度レベル分布のヒストグラムをＲＧＢ毎に作成する（Ｓ２０２）。図７に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、実施形態１と同様に画像１フレーム分の画素を抽出したものであり、ＲＧＢの各画像信号が８ビットデータ（２５６階調、輝度レベル０〜２５５）であるものとする。なお図７に示す輝度レベル分布のヒストグラムも、高輝度側の画素が少なく全体的に暗めの画像の画像信号についてのものである。
【００４９】
そして実施形態１と同様に、画像特徴量抽出部２２はＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、Ｓ２０１で予め設定されている画素数割合となる閾値レベルをＲＧＢ毎に求める（Ｓ２０３）。ここでは、最も低い輝度レベルの画素から９５％の画素数割合が設定されており、その画素数割合となる輝度レベルが閾値レベルとなる。図７の例では、Ｒ画像信号についての閾値レベルが１７９、Ｇ画像信号についての閾値レベルが２４１、Ｂ画像信号についての閾値レベルが２５４になるものとする。
【００５０】
次に画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、Ｓ２０３で求められたＲＧＢ毎の閾値レベルをＲＧＢ各々のクリップレベルとする（Ｓ２０４）。図７の例では、上記のようにＲ画像信号についての閾値レベルが１７９、Ｇ画像信号についての閾値レベルが２４１、Ｂ画像信号についての閾値レベルが２５４であるので、Ｒのクリップレベルが１７９、Ｇのクリップレベルが２４１、Ｂのクリップレベルが２５４となる。以下、このような処理を３面クリップ処理と呼ぶものとする。
【００５１】
そしてＣＰＵ１８は、クリップレベルに基づいてＲＧＢ毎の光源制御値を算出して、光源１４が発光する光の発光量を調整する（Ｓ２０５）。このときＣＰＵ１８は、ＲＧＢ毎に光源１４が発光する光の発光量がクリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を１として、ＲＧＢ毎の発光量が（クリップレベル／２５５）となる光源制御値を求める。例えば図７の例では、Ｒのクリップレベルが１７９、Ｇのクリップレベルが２４１、Ｂのクリップレベルが２５４であるので、Ｒ光源１４ｒの発光量を（１７９／２５５）、Ｇ光源１４ｇの発光量を（２４１／２５５）、Ｂ光源１４ｂの発光量を（２５４／２５５）とする。
【００５２】
図８は、光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。なお図８は、図７に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合のものである。
【００５３】
図８に示すように、Ｒの発光量はＲ光源１４ｒの最大発光量（１００％）に比べて７０．２％（１７９／２５５）まで、Ｇの発光量はＧ光源１４ｇの最大発光量（１００％）に比べて９４．５％（２４１／２５５）まで、Ｂの発光量はＢ光源１４ｂの最大発光量（１００％）に比べて９９．６％（２５４／２５５）まで低減することができる。
【００５４】
それからＣＰＵ１８は、画像信号に含まれる各画素についてＲＧＢ毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上か否かを判断し、ＲＧＢ毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素とＲＧＢ毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値をＲＧＢ毎に算出する（Ｓ２０６）。
【００５５】
このときＣＰＵ１８は、ＲＧＢ毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素について、Ｓ１０５で調整された光源１４の発光量と反比例する値として画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。なお本実施形態では、このＲＧＢ毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。例えば図７の例では、Ｒの発光量が（１７９／２５５）、Ｇの発光量が（２４１／２５５）、Ｂの発光量が（２５４／２５５）であるため、Ｒ画像補正値を（２５５／１７９）、Ｇ画像補正値を（２５５／２４１）、Ｂ画像補正値を（２５５／２５４）とする。
【００５６】
またＲＧＢ毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素については、ＲＧＢ毎の画像補正値を以下のように算出する。まず、各軸がＲＧＢ毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて原点を通り各軸（Ｒ軸、Ｇ軸、Ｂ軸）と直交する面（ＲＧ面、ＧＢ面、ＢＲ面）とＲＧＢのクリップレベルで各軸と直交する面で直方体を規定する。図９は、各軸がＲＧＢ毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて規定された直方体を示す図である。図９では、ＲのクリップレベルでＲ軸と直交する面をＲクリップ面、ＧのクリップレベルでＧ軸と直交する面をＧクリップ面、ＢのクリップレベルでＢ軸と直交する面をＢクリップ面としている。なお図９では、図７に示すクリップレベルを用いている。
【００５７】
そして対象となる画素のＲＧＢ毎の輝度レベルをｒ、ｇ、ｂとして、その座標Ｐ（ｒ、ｇ、ｂ）を直交グラフにプロットし、原点およびＰ（ｒ、ｇ、ｂ）を結ぶ直線と直方体との交点Ｐ´（ｒ´、ｇ´、ｂ´）を求める。例えば、交点Ｐ´（ｒ´、ｇ´、ｂ´）がＧクリップ面上にあるとすると、ｒ´、ｇ´、ｂ´は以下のようになる。
ｒ´＝（ｒ×（Ｇのクリップレベル）／ｇ）
ｇ´＝（Ｇのクリップレベル）
ｂ´＝（ｂ×（Ｇのクリップレベル）／ｇ）
それから交点Ｐ´（ｒ´、ｇ´、ｂ´）から原点までの距離ｄ´と対象となる画素の座標Ｐ（ｒ、ｇ、ｂ）から原点までの距離ｄを求める。なお距離ｄ´およびｄは、以下の式で与えられる。
【００５８】
【数１】
2008216560.tif 000003
【００５９】
【数２】
2008216560.tif 000004
【００６０】
なお上記の直交グラフにおける処理は概念的なものであり、ＣＰＵ１８において数値的に計算することができる。
【００６１】
そしてＳ２０５で調整された光源１４の発光量と反比例する値に、（距離ｄ´／距離ｄ）の係数を乗じた値として画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。本実施形態では、このＲＧＢ毎の画像補正値を光源の発光量の逆数に、（距離ｄ´／距離ｄ）を乗じた値としている。なお（距離ｄ´／距離ｄ）は、交点Ｐ´（ｒ´、ｇ´、ｂ´）と対象となる画素の座標Ｐ（ｒ、ｇ、ｂ）のＲＧＢ毎の比から求めることもできる。例えば図７の例では、Ｒ画像補正値を（（２５５／１７９）×（ｄ´／ｄ））、Ｇ画像補正値を（（２５５／２４１）×（ｄ´／ｄ））、Ｂ画像補正値を（（２５５／２５４）×（ｄ´／ｄ））とする。このとき、例えば交点Ｐ´（ｒ´、ｇ´、ｂ´）がＧクリップ面上にあるとすると、補正後のＧについての画像データが２５５（最大階調）となる。
【００６２】
この各色の画像補正値は、画像処理部１０によって生成された各色の画像データに乗じられて、画像データが補正される。本実施形態では、ＲＧＢ毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素について、画像補正値を光源１４のＲＧＢ毎の発光量の逆数とすることで、光源１４の発光量がＲＧＢ毎に変化しても表示画像における輝度および色バランスが維持される。またＲＧＢ毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素では、各色の画像補正値に光源１４のＲＧＢ毎の発光量の逆数の因子を持たせることで、光源１４の発光量がＲＧＢ毎に変化しても表示画像における色バランスが維持される。さらにＲＧＢ毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素では（距離ｄ´／距離ｄ）の係数を乗じるため、１つの色について補正後の画像データを最大階調にすることができ、光源１４の発光量が低下しても表示画像における輝度の低下を最小限に抑えることができる。
【００６３】
その他の効果については、実施形態１に係る表示装置と同様である。
【００６４】
（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る表示装置において画像特徴量抽出部２２、ＣＰＵ１８が光源制御値および画像補正値を算出して、光源１４および画像変調部１２を制御する手順を示すフローチャートである。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態１の図１に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００６５】
本実施形態では、ＲＧＢ毎の画像信号をＹＵＶ変換してＹ輝度レベルを求め、このＹ輝度レベルに所定の処理を施してから逆ＹＵＶ変換によりＲＧＢ毎の補正後輝度データを求める。例えば、夕日のシーンに対して実施形態２の３面クリップ処理を用いた制御を行うと、夕日（高輝度部）と空（低輝度部）の輝度が逆転してしまうことがあるという問題点があるが、本実施形態で説明するＹクリップ処理を用いた制御ではそのような輝度の逆転現象が起こるのを防止することができる。
【００６６】
まずＹ輝度レベルについての画素数割合を、画素数割合設定部２４がＣＰＵ１８に設定する（Ｓ３０１）。このＹ輝度レベルについての画素数割合は、最も低いＹ輝度レベルの画素または最も高いＹ輝度レベルの画素から数えて所定の割合の画素数という形で設定される。
【００６７】
そして画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、画像信号に含まれる各画素についてＲＧＢ毎の輝度レベルをＹＵＶ変換して、各画素のＹ輝度レベルを算出する（Ｓ３０２）。なおＹ輝度レベル（ｙ）およびＵのレベル（ｕ）、Ｖのレベル（ｖ）は、Ｒの輝度レベルをｒ、Ｇの輝度レベルをｇ、Ｂの輝度レベルをｂとして、以下の線形変換により求められる。
ｙ＝  ０．２９９ｒ＋０．５８７ｇ＋０．１１４ｂ
ｕ＝−０．１６９ｒ−０．３３１ｇ＋０．５００ｂ
ｖ＝  ０．５００ｒ−０．４１９ｇ−０．０８１ｂ
それから画像特徴量抽出部２２は、画像信号に含まれる各画素についてＹ輝度レベル分布のヒストグラムを作成する（Ｓ３０３）。なおこのとき、実施形態１と同様に画像１フレーム分の画素を抽出してＹ輝度分布のヒストグラムを作成する。
【００６８】
そして、画像特徴量抽出部２２はＹ輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、Ｓ３０１で予め設定されている画素数割合となるＹ輝度レベルについての閾値レベルを求める（Ｓ３０４）。なおＹ輝度レベルについての閾値レベルの求め方は、実施形態１および実施形態２においてＲＧＢの画像信号について閾値レベルを求めた方法と同様である。
【００６９】
次に画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、Ｓ３０４で求められたＹ輝度レベルについての閾値レベルをクリップレベルとして、Ｙ輝度レベルが閾値レベル以上の画素のついてその画素のＹ輝度レベルを閾値レベルとする処理を施す（Ｓ３０５）。以下、このような処理をＹクリップ処理と呼ぶものとする。
【００７０】
それから画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、Ｓ３０５のＹクリップ処理が施されたＹ輝度レベル、Ｙ輝度レベルが閾値レベル未満の画素のＹ輝度レベルおよびＳ３０２のＹＵＶ変換で求められたＵ、Ｖの値を用いて逆ＹＵＶ変換を行い各画素についてＲＧＢ毎の補正後輝度データを算出する（Ｓ３０６）。なおＳ３０６の逆ＹＵＶ変換において、Ｙ輝度レベルが閾値レベル未満の画素のＹ輝度レベルおよびＵ、Ｖの値は、Ｓ３０２のＹＵＶ変換で求められたものをそのまま用いる。また逆ＹＵＶ変換とは、上記のＹＵＶ変換の逆変換であり、以下のように表される。
ｒ＝  １．０００ｙ＋０．０００ｕ＋１．４０２ｖ
ｇ＝  １．０００ｙ＋０．３４４ｕ−０．７１４ｖ
ｂ＝  １．０００ｙ−１．７７２ｕ＋０．０００ｖ
そして画像特徴量抽出部２２またはＣＰＵ１８は、補正後輝度データの中からＲＧＢ毎の最大値であるクリップ最大値を求める（Ｓ３０７）。
【００７１】
それからＣＰＵ１８は、クリップ最大値に基づいてＲＧＢ毎の光源制御値を算出して、光源１４が発光する光の発光量を調整する（Ｓ３０８）。このときＣＰＵ１８は実施形態１と同様に、ＲＧＢ毎に光源１４が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を１として、ＲＧＢ毎の発光量が（クリップ最大値／２５５）となる光源制御値を求める。
【００７２】
そしてＣＰＵ１８は、画像補正値をＲＧＢ毎に算出する（Ｓ３０９）。このときＣＰＵ１８は、すべての画素についてＳ３０８で調整された光源１４の発光量と反比例する値として画像補正値をＲＧＢ毎に算出する。なお本実施形態では、このＲＧＢ毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。つまりＲＧＢ毎の画像補正値は、（２５５／クリップ最大値）となる。
【００７３】
本実施形態では、Ｙ輝度レベルにおけるクリップ処理を行うことにより輝度の逆転現象等の画像劣化が起こるのを防止することができる。
【００７４】
その他の効果については、実施形態１に係る表示装置とほぼ同様である。
【００７５】
（実施形態４）
実施形態１で示した１面クリップ処理を用いた制御、実施形態２で示した３面クリップ処理を用いた制御および実施形態３で示したＹクリップ処理を用いた制御には、画質の面や消費電力低減効果の面で一長一短がある。このため、ある一つのクリップ処理を用いた制御に固定すると、画像のシーンによっては画質が劣化したり、十分な消費電力低減効果が得られないことがある。
【００７６】
このため本実施形態では、入力する画像信号の特徴量から最適なクリップ処理を用いた制御を自動で判別する表示装置について述べる。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態１の図１に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００７７】
本実施形態では、実施形態１と同様に画像特徴量抽出部２２がＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムを作成し、予め設定された画素数割合からＲＧＢ毎の閾値レベルを求める。また画像特徴量抽出部２２は、実施形態３と同様にＹ輝度レベルを算出してＹ輝度レベル分布のヒストグラムを作成し、予め設定された画素数割合からＹ輝度レベルについての閾値レベルも求める。さらに画像特徴量抽出部２２は、ＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムの平均輝度レベル、最頻値（モード）、分散値等の特徴量を求めて画像信号を解析する。
【００７８】
図１１は、ある画像について画像特徴量抽出部２２が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図１１（ａ）はＲ画像信号についてのヒストグラム、図１１（ｂ）はＧ画像信号についてのヒストグラム、図１１（ｃ）はＢ画像信号についてのヒストグラム、図１１（ｄ）はＹ輝度レベルについてのヒストグラムである。また図１１は、画像１フレーム分の画素を抽出したものであり、ＲＧＢの各画像信号が８ビットデータ（２５６階調、輝度レベル０〜２５５）であるものとする。さらに図１１では、ＲＧＢおよびＹ輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から９９％に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。
【００７９】
図１１の例では、ＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が大きく異なり、ＲＧＢ毎の閾値レベルの差が比較的少なくなっている。またＲＧＢのすべてにおいて最大輝度レベルが２５５付近となっている。
【００８０】
図１１のヒストグラムを持つ画像において１面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は１００％（２５５／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は９１．３％（２３３／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は８３．９％（２１４／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。
【００８１】
また３面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は７５．７％（１９３／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は６６．３％（１６９／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は８３．９％（２１４／２５５）となるが、表示画像のグレー部分が変色し、画像劣化が起きてしまう。
【００８２】
またＹクリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は９９．６％（２５４／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は７３．３％（１８７／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は９４．１％（２４０／２５５）となるが、３面クリップ処理を用いた制御と同様に表示画像のグレー部分が変色し、画像劣化が起きてしまう。
【００８３】
このため、図１１に示すような特徴を持つ画像に対してＣＰＵ１８は、１面クリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。
【００８４】
図１２は、別の画像について画像特徴量抽出部２２が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図１２（ａ）はＲ画像信号についてのヒストグラム、図１２（ｂ）はＧ画像信号についてのヒストグラム、図１２（ｃ）はＢ画像信号についてのヒストグラム、図１２（ｄ）はＹ輝度レベルについてのヒストグラムである。また図１２も、画像１フレーム分の画素を抽出したものであり、ＲＧＢの各画像信号が８ビットデータ（２５６階調、輝度レベル０〜２５５）であるものとする。さらに図１２でも、ＲＧＢおよびＹ輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から９９％に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。
【００８５】
図１２の例では、ＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が比較的似ているが、ＲＧＢ毎の閾値レベルの差は比較的大きくなっている。また、低輝度側の画素が多い暗めの画像であるが、ＲＧＢのすべてにおいて最大輝度レベルが２５５付近となっている。
【００８６】
図１２のヒストグラムを持つ画像において１面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は５８．８％（１５０／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は４３．５％（１１１／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は４７．５％（１２１／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。
【００８７】
また３面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は５８．８％（１５０／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は４３．５％（１１１／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は４７．５％（１２１／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。
【００８８】
またＹクリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は６６．３％（１６９／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は４８．２％（１２３／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は５４．５％（１３９／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。
【００８９】
このため、図１２に示すような特徴を持つ画像に対してＣＰＵ１８は、最も消費電力効果の大きい３面クリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。
【００９０】
図１３は、さらに別の画像について画像特徴量抽出部２２が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図１３（ａ）はＲ画像信号についてのヒストグラム、図１３（ｂ）はＧ画像信号についてのヒストグラム、図１３（ｃ）はＢ画像信号についてのヒストグラム、図１３（ｄ）はＹ輝度レベルについてのヒストグラムである。また図１３も、画像１フレーム分の画素を抽出したものであり、ＲＧＢの各画像信号が８ビットデータ（２５６階調、輝度レベル０〜２５５）であるものとする。さらに図１３でも、ＲＧＢおよびＹ輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から９９％に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。
【００９１】
図１３の例では、ＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が大きく異なり、Ｒの輝度レベルが高い画素が多く、Ｇ、Ｂの輝度レベルが低い画素が多くなっている（例えば、夕焼けのシーン）。
【００９２】
図１３のヒストグラムを持つ画像において１面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は９９．６％（２５４／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は１００％（２５５／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は１００％（２５５／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られないが、ほとんど消費電力を低減できない。
【００９３】
また３面クリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は９９．６％（２５４／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は９９．２％（２５３／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は３１．８％（８１／２５５）となるが、高輝度部と低輝度部で輝度が逆転し、画像劣化が起きてしまう。
【００９４】
またＹクリップ処理を用いた制御を行うと、Ｒ光源１６ｒの発光量は９９．６％（２５４／２５５）、Ｇ光源１６ｇの発光量は１００％（２５５／２５５）、Ｂ光源１６ｂの発光量は９１．２％（２３４／２５５）となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。
【００９５】
このため、図１３に示すような特徴を持つ画像に対してＣＰＵ１８は、Ｙクリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。
【００９６】
本実施形態では、画像の特徴に応じて最適なクリップ処理を用いた制御を行うことができるため、画像劣化を起こすことなく消費電力を低減することが可能となる。
【００９７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態では表示装置の例として画像投影装置を示したが、本発明を液晶ディスプレイ等の他の表示装置にも適用することができる。また、上記の実施形態では光源１４の発光色がＲＧＢであるとしたが、例えば光源１４の発光色をシアン、マゼンダ、イエロー等の組み合わせにすることができる。さらに、上記の実施形態ではＲＧＢ３色の場合について説明したが、４色以上の光源（例えば、ＲＧＢとエメラルドグリーンの４色）を備える表示装置に適用することもできる。４色の光源を用いる場合には、３次元直交グラフで行ったクリップ処理を４次元直交グラフに拡張して行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１において画像特徴量抽出部、ＣＰＵが光源制御値および画像補正値を算出する手順を示すフローチャートである。
【図３】画像特徴量抽出部によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフである。
【図４】画像信号に含まれる各画素の輝度レベルを座標として表したグラフである。
【図５】光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。
【図６】実施形態２に係る表示装置において画像特徴量抽出部、ＣＰＵが光源制御値および画像補正値する手順を示すフローチャートである。
【図７】画像特徴量抽出部によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフである。
【図８】光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。
【図９】各軸がＲＧＢ毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて規定された直方体を示す図である。
【図１０】実施形態３に係る表示装置において画像特徴量抽出部、ＣＰＵが光源制御値および画像補正値を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１１】ある画像について画像特徴量抽出部が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。
【図１２】別の画像について画像特徴量抽出部が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。
【図１３】さらに別の画像について画像特徴量抽出部が作成したＲＧＢ毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびＹ輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０    画像処理部
１２    画像変調部
１４    光源
１６    光源制御部
１８    ＣＰＵ
２０    画像合成部
２２    画像特徴量抽出部
２４    画素数割合設定部
【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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【図１２】
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【図１３】
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