(57)【要約】【課題】明るさを変更しても色バランスが適切に維持されて良好な画像を提供する明るさ補正手段を備えた表示装置である。【解決手段】明るさゲイン算出部４５０により、明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルの各値に対応する設定入力の所定のゲイン量に基づいて明るさレベルに対するゲイン量を設定して、補正手段４６０で明るさレベルを補正する。加算手段５００により、補正した明るさレベルと、減算手段４８０で入力画像信号から明るさレベルを減算して抽出した色成分とを加算し、明るさ補正した補正後画像信号として出力する。色バランスが変更してしまう不都合なく、適切に明るさ補正でき、良好な画面表示を提供できる。【選択図】図３
2008193645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに関する入力画像信号から、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage：国際照明委員会）１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、前記画像データの明るさに関する明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、
この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を明るさゲイン信号として出力する明るさゲイン算出手段と、
この明るさゲイン算出手段から出力される前記明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、
この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、
を具備したことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の明るさ補正装置であって、
前記入力された入力画像信号から色濃度を算出して色濃度信号として出力する色濃度算出手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される明るさレベル信号の明るさレベル、および、前記色濃度算出手段から出力される前記色濃度信号の色濃度に基づいて、前記色濃度に対応する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、を具備し、
前記補正手段は、前記色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記明るさゲイン算出手段で算出した明るさゲイン信号のゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算し、この補正したゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項３】
請求項２に記載の明るさ補正装置であって、
前記入力された入力画像信号から色相を算出して色相信号として出力する色相算出手段を具備し、
前記色飽和度算出手段は、前記色濃度算出手段から出力される前記色濃度信号の色濃度と、前記色相算出手段から出力される色相信号の色相とに基づいて、所定の前記色相における前記色濃度のレベルが高くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の明るさ補正装置であって、
前記入力された入力画像信号から色相を算出して色相信号として出力する色相算出手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される明るさレベル信号の明るさレベル、および、前記色相算出手段から出力される前記色相信号の色相に基づいて、前記色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、を具備し、
前記補正手段は、前記色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記明るさゲイン算出手段で算出した明るさゲイン信号ゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算し、この補正したゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項５】
入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、
この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を第一明るさゲイン信号として出力する第一明るさゲイン算出手段と、
前記入力された入力画像信号から色濃度を算出して色濃度信号として出力する色濃度算出手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベル、および前記色濃度算出手段から出力される前記色濃度信号の色濃度に基づいて、前記色濃度に対応する前記明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、
この色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン信号のゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号として出力する第二明るさゲイン算出手段と、
この第二明るさゲイン算出手段から出力される第二明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、
この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、
を具備したことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項６】
請求項２、請求項３および請求項５のうちのいずれかに記載の明るさ補正装置であって、
前記色濃度算出手段は、前記入力された入力画像信号の３次元空間における所定の空間座標位置に対する前記色成分の割合を前記色濃度として算出して前記色濃度信号を出力する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項７】
請求項６に記載の明るさ補正装置であって、
前記色濃度算出手段は、前記空間座標位置に対する前記色成分の割合として、前記入力された入力画像信号の３次元空間での前記明るさレベル算出手段で算出した明るさレベルと同一の明るさ平面における無彩色点からの距離、または、前記３次元空間内で設定された所定の値からの距離を前記色濃度として算出する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項８】
入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、
この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を第一明るさゲイン信号として出力する第一明るさゲイン算出手段と、
前記入力された入力画像信号から色相を算出して色相信号として出力する色相算出手段と、
前記明るさレベル算出手段から出力される明るさレベル信号の明るさレベル、および、前記色相算出手段から出力される前記色相信号の色相に基づいて、前記色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、
この色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン信号のゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号として出力する第二明るさゲイン算出手段と、
この第二明るさゲイン算出手段から出力される第二明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、
この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、
を具備したことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の明るさ補正装置であって、
前記入力された入力画像信号の３次元空間における空間座標位置毎または色相毎の色バランスのゲイン量を設定して色バランス・ゲイン設定信号として出力する色バランス・ゲイン特性設定手段、および、この色バランス・ゲイン特性設定手段で設定した各色バランスのゲイン量を、前記明るさゲイン信号のゲイン量に応じた色バランス・ゲイン量を算出して色バランス・ゲイン量信号として出力する色バランス・ゲイン量算出手段を備えた色バランス・ゲイン算出部と、
前記減算手段から出力される色成分信号の色成分を、前記色バランス・ゲイン量算出手段で算出した色バランス・ゲイン量に基づいて、色濃度を調整する補正をして補正後の色成分信号として出力する色濃度調整手段と、を具備し、
前記加算手段は、前記色濃度調整手段から出力される補正後の前記色成分信号を、前記補正後の明るさレベルと加算して前記補正後画像信号として出力する
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の明るさ補正装置であって、
前記色バランス・ゲイン算出部は、前記第二明るさゲイン算出手段から出力される第二明るさゲイン信号のゲイン量が所定値以上である場合に、前記色バランス・ゲイン量を算出し、前記色濃度調整手段で色濃度を調整させて出力される補正後の前記色成分に、前記加算手段で前記補正後の明るさレベルと加算させて前記補正後画像信号として出力させる
ことを特徴とした明るさ補正装置。
【請求項１１】
入力された画像データに関する入力画像信号から、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage：国際照明委員会）１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、前記画像データの明るさに関する明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、
この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、
前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する明るさゲイン算出工程と、
この明るさゲイン算出工程で算出された前記明るさレベルに対するゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、
この補正工程で補正された明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施する
ことを特徴とする明るさ補正方法。
【請求項１２】
入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、
この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、
前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する第一明るさゲイン算出工程と、
前記入力された入力画像信号から色濃度を算出する色濃度算出工程と、
前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルおよび前記色濃度算出工程で算出された前記色濃度に基づいて、前記色濃度に対応する前記明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する色飽和度算出工程と、
この色飽和度算出工程で算出された前記色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさレベルに対するゲイン量に１倍以上となる補正を加算する第二明るさゲイン算出工程と、
この第二明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、
この補正工程で補正された前記明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施する
ことを特徴とする明るさ補正方法。
【請求項１３】
入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、
この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、
前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する第一明るさゲイン算出工程と、
前記入力された入力画像信号から色相を算出する色相算出工程と、
前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルおよび前記色相算出工程で算出された前記色相に基づいて、前記色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する色飽和度算出工程と、
この色飽和度算出工程から算出された色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさレベルに対するゲイン量に１倍以上となる補正を加算する第二明るさゲイン算出工程と、
この第二明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、
この補正工程で補正された前記明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施する
ことを特徴とする明るさ補正方法。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の明るさ補正装置と、
この明るさ補正装置から出力される補正後画像信号を画面表示させる表示手段と、
を具備したことを特徴とした表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された入力画像信号の画像データにおける明るさを補正する明るさ補正装置、その方法、および、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像情報を処理する構成として、明るさを補正する構成が知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
特許文献１に記載のものは、入力された映像信号を複数の信号レベルで区分し、これら区分される信号レベルの各レベル範囲における映像信号の平均値または積分値を検出する。そして、各レベル範囲の映像信号の平均値または積分値に応じてガンマ補正特性が制御されて、入力された映像信号をガンマ補正して出力させ、階調再現性のよいガンマ補正を実施する構成が取られている。
しかしながら、この特許文献１に記載のものでは、入力される映像信号であるＲＧＢ信号に対してガンマ補正を実施するので、ＲＧＢの色バランスが変化してしまうおそれがある。すなわち、図１に示すように、ＲＧＢ信号を例えば１．６乗と２．２乗とでそれぞれガンマ調整した場合、図１（Ａ）に示す１．６乗のガンマ調整と、図１（Ｂ）に示す２．２乗のガンマ調整とではＲ値、Ｇ値、Ｂ値の割合が異なり、実施するガンマ補正の度合いにより、色バランスが変更してしまう不都合が生じる。
【０００３】
特許文献２に記載のものは、入力端子から供給された複合映像信号を分離回路で輝度信号と２色差信号とに分離する。そして、入出力間のガンマ補正の特性曲線が、例えば略直線から中間信号レベルが補強されるように輝度信号をダイナミックガンマ回路にて変更する。このガンマ補正された輝度信号と２色差信号とを、変換回路で３原色信号に変換し、それぞれＡ／Ｄ変換回路を介してプラズマディスプレイなどの表示手段に供給し、表示される映像信号の平均輝度が低い場合に、最大出力を一定に保持しながら中間輝度を増加させて全体の画像を見やすくする構成が採られている。
しかしながら、この特許文献２に記載のものでは、明るさ信号として、Ｙ値をそのままガンマ補正しているので、例えば、明るくする補正により、色成分はさらに明るく補正されることで、白みがかった色となり、既に明るい色の画素では補正範囲を超えて適切に補正できなくなってしまったり、暗くする補正により、色成分はさらに暗く補正されることで、黒みがかった色となり、既に暗い色の画素では補正範囲を超えて適切に補正できなくなってしまったりするなどの不都合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２０６２８２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、上記特許文献１に記載のようなＲＧＢ信号に基づいてガンマ補正する構成では、色バランスが変化してしまう問題点が一例として挙げられる。
また、上記特許文献２に記載のような明るさ信号のＹ値をそのままガンマ補正する場合には、各色成分における補正範囲を超えて良好な色彩の表示が得られなくおそれがあり、補正範囲が限られてしまう問題点が一例として挙げられる。
【０００６】
本発明は、このような問題点などに鑑みて、明るさを変更しても色バランスが適切に維持されて良好な画像を提供可能な明るさ補正装置、その方法、および、表示装置を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage：国際照明委員会）１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、前記画像データの明るさに関する明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を明るさゲイン信号として出力する明るさゲイン算出手段と、この明るさゲイン算出手段から出力される前記明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、を具備したことを特徴とした明るさ補正装置である。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を第一明るさゲイン信号として出力する第一明るさゲイン算出手段と、前記入力された入力画像信号から色濃度を算出して色濃度信号として出力する色濃度算出手段と、前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベル、および前記色濃度算出手段から出力される前記色濃度信号の色濃度に基づいて、前記色濃度に対応する前記明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、この色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン信号のゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号として出力する第二明るさゲイン算出手段と、この第二明るさゲイン算出手段から出力される第二明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、を具備したことを特徴とした明るさ補正装置である。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出して明るさレベル信号として出力する明るさレベル算出手段と、この明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分に関する色成分信号として出力する減算手段と、前記明るさレベル算出手段から出力される前記明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を第一明るさゲイン信号として出力する第一明るさゲイン算出手段と、前記入力された入力画像信号から色相を算出して色相信号として出力する色相算出手段と、前記明るさレベル算出手段から出力される明るさレベル信号の明るさレベル、および、前記色相算出手段から出力される前記色相信号の色相に基づいて、前記色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出して色飽和度信号として出力する色飽和度算出手段と、この色飽和度算出手段から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン信号のゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号として出力する第二明るさゲイン算出手段と、この第二明るさゲイン算出手段から出力される第二明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、前記明るさレベル信号の明るさレベルを補正して補正後明るさレベル信号として出力する補正手段と、この補正手段から出力される前記補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに前記減算手段から出力される前記色成分信号の色成分を加算して補正後画像信号として出力する加算手段と、を具備したことを特徴とした明るさ補正装置である。
【００１０】
請求項１１に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage：国際照明委員会）１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、前記画像データの明るさに関する明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する明るさゲイン算出工程と、この明るさゲイン算出工程で算出された前記明るさレベルに対するゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、この補正工程で補正された明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施することを特徴とする明るさ補正方法である。
【００１１】
請求項１２に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する第一明るさゲイン算出工程と、前記入力された入力画像信号から色濃度を算出する色濃度算出工程と、前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルおよび前記色濃度算出工程で算出された前記色濃度に基づいて、前記色濃度に対応する前記明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する色飽和度算出工程と、この色飽和度算出工程で算出された前記色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさレベルに対するゲイン量に１倍以上となる補正を加算する第二明るさゲイン算出工程と、この第二明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、この補正工程で補正された前記明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施することを特徴とする明るさ補正方法である。
【００１２】
請求項１３に記載の発明は、入力された画像データに関する入力画像信号から明るさレベルを算出する明るさレベル算出工程と、この明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルを前記入力画像信号から減算して色成分を抽出する減算工程と、前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、前記明るさレベルに対するゲイン量を算出する第一明るさゲイン算出工程と、前記入力された入力画像信号から色相を算出する色相算出工程と、前記明るさレベル算出工程で算出された前記明るさレベルおよび前記色相算出工程で算出された前記色相に基づいて、前記色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する色飽和度算出工程と、この色飽和度算出工程から算出された色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ前記第一明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量が前記明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、前記明るさレベルに対するゲイン量に１倍以上となる補正を加算する第二明るさゲイン算出工程と、この第二明るさゲイン算出工程で算出されたゲイン量に基づいて、前記明るさレベルを補正する補正工程と、この補正工程で補正された前記明るさレベルに前記減算工程で抽出された前記色成分を加算して補正後の画像信号として出力する加算工程と、を実施することを特徴とする明るさ補正方法である。
【００１３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の明るさ補正装置と、この明るさ補正装置から出力される補正後画像信号を画面表示させる表示手段と、を具備したことを特徴とした表示装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、本発明の明るさ補正装置を有した表示装置を備えた表示システムを例示して説明するが、これに限らず、例えば、明るさ補正装置を備え画像データを再生する記録再生装置、さらには記録や再生する構成を備えた一体型の表示装置などとしても適用できる。そして、表示装置としては、ブラウン管やＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）などのテレビジョンに限らず、液晶パネルや有機ＥＬ（electroluminescence）パネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの各種ディスプレイパネルを備えたディスプレイやテレビジョンの他、プロジェクタなどの投影機など、画像データを画面表示可能ないずれの構成が適用できる。
図２は、本実施形態における表示システムの概略構成を示すブロック図である。図３は、表示装置の演算手段における明るさ補正手段の回路構成を示すブロック図である。
【００１５】
〔表示システムの構成〕
図２において、１００は表示システムで、この表示システム１００は、外部から取得したコンテンツを画面表示や音声出力などにより再生するとともに、コンテンツを記録可能なシステムである。
コンテンツとしては、放送波から取得したテレビ放送番組や衛星放送番組、各種データが送受信可能に接続された外部機器から出力される映像あるいは静止画などの画像や音声などのコンテンツ、インターネットやイントラネットなどの図示しないネットワークを介して取得した音楽や映像などのコンテンツ、ゲームソフトウェアなどの各種プログラムに関する画像や音声などのコンテンツなどが例示できる。
そして、この表示システム１００は、外部機器である記録再生装置２００と、表示装置３００と、を備えている。
【００１６】
記録再生装置２００は、表示装置３００に各種データが送受信可能に接続されている。
この記録再生装置２００は、コンテンツを取得して記録するとともに記録するコンテンツを表示装置３００へ出力して表示装置３００で再生させる。すなわち、記録再生装置２００は、放送波などを受信可能でかつネットワークなどを介してコンテンツを取得可能に構成されているとともに、コンテンツを読み出し可能に記録する図示しない記録手段を備えている。この記録手段としては、例えばハードディスク（Hard Disk Drive；ＨＤＤ）、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどの着脱可能、さらには固定のメモリなど、各種記録媒体に各種情報を読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成、さらにはそれらを複数組み合わせた構成などが例示できる。
【００１７】
（表示装置の全体構成）
表示装置３００は、放送波やネットワークあるいは記録再生装置などから取得したコンテンツを再生する。
この表示装置３００は、チューナ部３１０と、インターフェース部３２０と、操作手段３３０と、発音手段３４０と、表示手段３５０と、メモリ３６０と、演算手段３７０と、を備えている。
【００１８】
チューナ部３１０は、演算手段３７０に接続されているとともに、アンテナ３１１が接続されている。このチューナ部３１０は、例えば地上波アナログ放送や地上波デジタル放送さらには衛星デジタル放送などの各種放送波をアンテナ３１１にて受信する。
このチューナ部３１０は、操作手段３３０から出力される信号に基づいて所定のチャンネルに対応する所定の帯域の周波数信号を取得し、適宜処理して演算手段へ出力する。
【００１９】
インターフェース部３２０は、演算手段３７０に接続されているとともに、記録再生装置２００などが各種データを送受信可能に接続される。また、インターフェース部３２０は、ネットワークも接続可能となっている。
このインターフェース部３２０は、記録再生装置２００やネットワークなどから取得する各種データを取得して適宜処理し、演算手段３７０へ出力する。さらに、インターフェース部３２０は、演算手段３７０から取得したデータを適宜処理し、記録再生装置２００やネットワークへ出力する。
【００２０】
操作手段３３０は、例えば表示装置３００の正面に臨んで利用者が入力操作可能に配設された図示しない各種操作ボタンや操作つまみなどを有している。
この操作手段３３０は、演算手段３７０に接続され、操作ボタンや操作つまみなどの入力操作に応じた信号を演算手段３７０へ出力し、入力操作内容を演算手段３７０で設定させる。この入力操作の内容としては、表示装置３００の動作内容の各種設定事項、例えば放送番組のチャンネルの設定、音量や音質の設定、画面表示の画質の設定、再生させるコンテンツのソースの切替設定などが例示できる。
なお、操作手段３３０としては、例えば図示しないリモートコントローラから赤外線を介して送信される各種信号を受信して、この各種信号を操作信号として演算手段３７０へ出力するリモコン受光部を備えた構成、さらには操作ボタンや操作つまみなどの入力操作に限らず、例えば表示手段３５０に設けられたタッチパネルによる入力操作や、音声による入力操作など、各種設定事項を設定入力可能ないずれの構成が適用できる。
【００２１】
発音手段３４０は、例えば図示しないスピーカや増幅器などを備えている。
この発音手段３４０は、演算手段３７０にて制御され、演算手段３７０からの音声データなどの各種信号をスピーカから音声出力する。
なお、音声出力する音声データとしては、コンテンツの音声データの他、操作手段３３０における入力操作に応じた操作音や確認音、警告音などが例示できる。
【００２２】
表示手段３５０は、演算手段３７０にて制御され演算手段３７０からの画像データを画面表示させる。この画像データとしては、例えばコンテンツの映像などの他、文字放送や字幕、表示装置３００の設定項目などのメニュー画面などが例示できる。この表示手段３５０は、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬパネル、ＰＤＰ、ＣＲＴ、ＦＥＤ（Field Emission Display）、電気泳動ディスプレイパネルなどの各種ディスプレイが適用できる。
【００２３】
メモリ３６０は、操作手段３３０で入力操作される設定事項、音楽データや画像データなど、演算手段３７０で処理される各種データを読み出し可能に適宜記憶する。また、メモリ３６０には、表示装置３００全体を動作制御するＯＳ（Operating System）上に展開される各種プログラムなどをも記憶している。このメモリ３６０としては、例えば停電などにより突然電源が落ちた際にも記憶が保持される構成のメモリ、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）メモリなどを用いることが望ましい。
なお、メモリ３６０としては、ＨＤ、ＤＶＤ、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成、さらにはこれら複数を組み合わせた構成などとしてもよい。
また、メモリ３６０には、表示手段３５０で画面表示させる画像データのソースに対応して、詳細は後述するが、あらかじめ表示手段３５０の画質に係わる設定因子の値（閾値など）が関連付けられた画質設定情報などが記憶されている。例えば、チューナ部３１０で取得する放送波の種類、インターフェース部３２０で取得する記録再生装置２００やネットワークなどの外部から取得するコンテンツの種類など、ソース毎にその画像データを表示手段３５０で最適に表示するための最適な設定因子の値などが設定されている。
【００２４】
演算手段３７０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、図示しない各種入出力ポート、例えばチューナ部３１０が接続される受信ポート、インターフェース部３２０が接続されるデータ受信ポート、操作手段３３０が接続される入力ポート、発音手段３４０が接続される音声制御ポート、表示手段３５０が接続される表示制御ポート、メモリ３６０が接続されるメモリポートなどを有する。
そして、演算手段３７０は、各種プログラムとして、データ処理手段３７１と、要求認識手段３７２と、画質調整手段３７３と、などを備えている。
【００２５】
データ処理手段３７１は、チューナ部３１０やインターフェース部３２０から出力されるコンテンツなどを取得する。そして、データ処理手段３７１は、取得したコンテンツをデコード処理するなど適宜処理し、音声データおよび入力画像信号としての画像データを抽出する。抽出した音声データは発音手段３４０に出力され、画像データは表示手段３５０に出力される。この出力は、発音手段３４０で音声出力される状態および表示手段３５０で画面表示される状態が同調するように、画像データおよび音声データを適宜同期させて出力処理させる。
また、データ処理手段３７１は、操作手段３３０から入力操作に応じて出力される操作信号に基づいて、メモリ３６０から設定事項に関するメニュー画面など、所定のフォームに関する画像データを取得し、表示手段３５０で適宜表示される状態に処理して表示手段３５０へ出力する。
【００２６】
要求認識手段３７２は、表示手段３５０の画質に係わる設定因子の値を変更する旨の画質調整要求情報を認識する。この画質値要請要求情報の認識としては、例えば利用者による操作手段３３０における所定の入力操作に対応した操作信号に基づいて認識する。
具体的には、要求認識手段３７２は、操作ボタンなどの直接的な設定因子の値を変更する入力操作や、ソースを切り替える入力操作に基づく操作信号などを画質調整要求情報として取得し、設定因子の値を変更する旨の要求を認識する。この認識した画質調整要求情報は、画質調整手段３７３へ出力される。
【００２７】
画質調整手段３７３は、表示手段３５０の表示制御および画像データの画質調整を実施し、表示手段３５０で画像データを画面表示した際の画質を調整する。この画質の調整は、明るさ、コントラスト、黒の濃さ、色合い、色の濃さなどの画質に係わる複数の設定因子の値を適宜設定する処理の実施により得られる。なお、設定因子としては、明るさ、コントラスト、黒の濃さ、色合い、色の濃さなどを設定する構成に限らず、明るさのみ、あるいは明るさと他のいずれか１つ以上さらに他の設定因子としてもよい。
また、この画質調整手段３７３には、詳細は後述するが、設定入力に対応して明るさが調整された際に色相などが変化することを防止して、良好な視聴を提供するための画像データの画質調整、すなわち補正する明るさ補正回路を構成する明るさ補正手段３７３Ａを備えている。
【００２８】
（明るさ補正手段の詳細構成）
明るさ補正手段３７３Ａは、図３に示すように、入力端４０１と、出力端４０２と、を備えている。入力端４０１は、データ処理手段３７１で抽出された画像データが入力される。出力端４０２は、表示手段３５０が接続され、画質調整した補正後の補正後画像信号としての補正後画像データを表示手段３５０へ出力して画面表示させる。
そして、入力端４０１には、明るさレベル算出手段４１０、色相算出手段４２０と、色濃度算出手段４３０と、が接続されている。
【００２９】
明るさレベル算出手段４１０は、入力端４０１に入力された画像データに関する入力画像信号、例えばＹｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage：国際照明委員会）１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値などに基づいて、画像データの明るさに関する明るさレベルを算出、すなわち白成分を検出する。
この明るさレベルの算出としては、例えば、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値の場合にはＹ値、すなわち明るさレベルの値を「Ａ」とすると（Ｙ，ｕ，ｖ）＝（Ａ，０，０）となる。また、例えば、ＲＧＢ値の場合には各値、すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ａ，Ａ，Ａ）となる。
そして、明るさレベル算出手段４１０は、明るさレベルの値に関する明るさレベル信号を生成して出力する。
【００３０】
色相算出手段４２０は、入力端４０１に入力された画像データに関する入力画像信号から色相を算出する。この色相の算出としては、例えば円周方向で色相を分布させた際の円周方向における位置となる角度の値などが例示できる。
そして、色相算出手段４２０は、色相に関する色相信号を生成して出力する。
【００３１】
色濃度算出手段４３０は、入力端４０１に入力された画像データに関する入力画像信号から色濃度を算出する。この色濃度の算出としては、例えば、入力された入力画像信号の３次元空間における所定の空間座標位置に対する前記色成分の割合を前記色濃度として算出して前記色濃度信号を出力する。すなわち、空間座標位置に対する前記色成分の割合として、入力された入力画像信号の３次元空間での明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルと同一の明るさ平面における無彩色点からの距離、または、前記３次元空間内で設定された所定の値からの距離を前記色濃度として算出する。
具体的には、ＲＧＢ値の場合、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値が同一である場合には無彩色である白色となるので、いずれかの値に対する差分、あるいは所定の閾値に対する各ＲＧＢ値の差分などが例示できる。
そして、色濃度算出手段４３０は、色濃度に関する色濃度信号を生成して出力する。
【００３２】
また、明るさレベル算出手段４１０、色相算出手段４２０、および色濃度算出手段４３０には、色飽和度算出手段４４０が接続されている。
この色飽和度算出手段４４０は、明るさレベル算出手段４１０から出力される明るさレベル信号の明るさレベルと、色相算出手段４２０から出力される色相信号の色相および色濃度算出手段４３０から出力される色濃度信号の色濃度のうちの少なくともいずれか一方とに基づいて、色飽和度を算出する。この色飽和度の算出としては、例えば、色濃度に対応する明るさレベルが低くなるにしたがって高い度合いの色飽和度を算出したり、色相に対する明るさレベルが低くなるにしたがって高い度合いの色飽和度を算出したり、色相毎に設定された異なる重み付けで色濃度に対応する明るさレベルが低くなる度合いにしたがって高い度合いの色飽和度を算出したりする。
すなわち、明るい表示ではその表示色は薄く見え、暗い表示ではその表示色は濃く見えるといった特性があることから、明るさ毎の重み付けである色飽和度を算出する。この算出としては、各種関数式を用いて演算する構成や、あらかじめ記憶しておいた変換テーブルに基づいて色飽和度を読み出して設定するなどが例示できる。具体的には、青色と赤色では、色の濃度が変化する割合が同一でも赤色の方が変化したことを視認しやすい。このため、例えば、青色の濃度が８０％の時には、青色が比較的に強めに表示されても大きな違和感が生じないので、色飽和度としては低い値の「２／１０」と設定し、赤色の濃度が８０％の時には、赤色が比較的に強めに表示されると大きな違和感が生じるので、色飽和度としては高い値の「１０／１０」と設定する。
そして、色飽和度算出手段４４０は、色飽和度に関する色飽和度信号を生成して出力する。
【００３３】
また、明るさレベル算出手段４１０には、明るさゲイン算出手段としての明るさゲイン算出部４５０が接続されている。この明るさレベル算出手段４１０は、利用者による所定の明るさ設定に応じて画像データの明るさを適宜変更するためのゲイン量を設定する。
この明るさゲイン算出部４５０は、第一明るさゲイン算出手段としての明るさ入出力設定用ＬＵＴ（Look Up Table）４５１と、明るさゲイン算出手段である第二明るさゲイン算出手段４５２と、を備えている。
【００３４】
明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１は、明るさレベル算出手段４１０から出力される明るさレベル信号の明るさレベルの各値に対応した所定のゲイン量により、明るさレベルに対するゲイン量を設定する。この明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１は、要求認識手段３７２から出力される明るさを変更する設定入力に対応した制御信号を認識し、メモリ３６０にあらかじめ記憶される明るさ設定用の変換テーブルに基づいて、変更要求に対応したゲイン量を設定する。
そして、明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１は、設定した明るさゲイン量に関するゲイン信号である第一明るさゲイン信号を第二明るさゲイン算出手段４５２へ出力する。
【００３５】
第二明るさゲイン算出手段４５２は、明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１および色飽和度算出手段４４０に接続されている。この第二明るさゲイン算出手段４５２は、色飽和度算出手段４４０から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１から出力される第一明るさゲイン信号のゲイン量が明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号として出力する。
具体的には、色飽和度が有る程度高い値、すなわち色が濃いと認識された場合で、明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１から１倍以下のゲイン量である暗くする設定の場合には、色が濃い時にさらに暗くすると、色バランスが不均等になって色が濃すぎてしまい、詳細は後述する色バランス・ゲイン算出部４７０で色を薄くしても色が薄すぎる、すなわち暗くなりすぎることとなり、不自然な表示画像となってしまうので、ある程度色が濃くて暗くする場合には、第一明るさゲイン信号のゲイン量を暗くしない１倍もしくは若干明るくする１倍より大きな値となる状態に加算する補正をする。
そして、第二明るさゲイン算出手段４５２は、補正した第二明るさゲインに関する第二明るさゲイン信号を出力する。
【００３６】
また、明るさレベル算出手段４１０および明るさゲイン算出部４５０には、補正手段４６０が接続されている。この補正手段４６０は、明るさゲイン算出部４５０から出力される明るさゲイン信号のゲイン量に基づいて、明るさレベル信号の明るさレベルを補正する。すなわち、補正手段４６０は、明るさゲイン算出部４５０の第二明るさゲイン算出手段４５２から出力される第二明るさゲイン信号の補正後の明るさゲイン量に基づいて、明るさレベル算出手段４１０から出力される明るさレベル信号の明るさレベルを補正する。
そして、補正手段４６０は、補正した明るさレベルに関する補正後明るさレベル信号を生成して出力する。
【００３７】
さらに、入力端４０１には、色バランス・ゲイン算出部４７０が接続されている。この色バランス・ゲイン算出部４７０は、明るさゲイン算出部４５０から出力される明るさのゲイン量に応じて色バランスのゲイン量を算出する。
そして、色バランス・ゲイン算出部４７０は、色バランス・ゲイン特性設定手段４７１と、色バランス・ゲイン量算出手段４７２と、を備えている。
【００３８】
色バランス・ゲイン特性設定手段４７１は、入力端４０１に入力された画像データに関する入力画像信号から色バランスおよび各ゲイン量を設定する。この色バランスおよび各ゲイン量の設定としては、要求認識手段３７２から出力される明るさを変更する設定入力に対応した制御信号に基づいて、入力画像信号の３次元空間における所定の空間座標位置毎の設定前の色バランスの比率が設定後の色バランスの比率と同一となるように、ゲイン量を設定する。この設定としては、関数式を用いたり、変換テーブルを用いたりするなどが例示できる。
そして、色バランス・ゲイン特性設定手段４７１は、設定した色バランスの各ゲイン量に関する色バランス・ゲイン量信号を生成して、色バランス・ゲイン量算出手段４７２へ出力する。
【００３９】
色バランス・ゲイン量算出手段４７２は、明るさゲイン算出部４５０の第二明るさゲイン算出手段４５２および色バランス・ゲイン量算出手段４７２に接続されている。そして、色バランス・ゲイン量算出手段４７２は、第二明るさゲイン算出手段４５２から出力される第二明るさゲイン信号の第二明るさゲイン量と、色バランス・ゲイン量算出手段４７２から出力される色バランス・ゲイン量信号の色バランスの各ゲイン量とに基づいて、明るさゲイン信号のゲイン量に応じた色バランス・ゲイン量を算出、すなわち色バランスの各ゲイン量を、第二明るさゲイン量に応じて補正する。
具体的には、比較的に明るい時にさらに明るくすることにより色が明るく白っぽくなってしまうことを防止するため、明るさのゲイン量と同等ではなく少ないゲイン量として色を濃く（比較的に暗く）させる。この逆に比較的に暗い時にさらに暗くすることにより色が暗く黒っぽくなってしまうことを防止するために、明るさのゲイン量と同等ではなく少ないゲイン量として色を薄く（比較的に明るく）させる。
そして、色バランス・ゲイン量算出手段４７２は、補正した色バランスの各ゲイン量に関する補正後色バランス・ゲイン量信号を生成して出力する。
なお、色バランス・ゲイン量算出手段４７２は、例えば、第二明るさゲイン量が比較的に明るいあるいは比較的に暗い、にそれぞれ対応する所定の閾値範囲内であることを認識した場合には、色バランスの各ゲイン量を補正せずにその旨の信号を出力したり、実質的に補正とならない演算をして第二明るさゲイン信号の第二明るさゲイン量の値をそのまま出力したりしてもよい。
【００４０】
また、入力端４０１には、減算手段４８０が接続されている。
この減算手段４８０は、明るさレベル算出手段４１０に接続され、明るさレベル算出手段４１０から出力される明るさレベル信号の明るさレベルを、入力端４０１に入力された入力画像信号から減算して色成分を抽出する。
具体的には、例えば、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値の入力画像信号が入力された場合、Ｙ値における明るさレベルＹw値、ｕ値における明るさレベルｕw値、ｖ値における明るさレベルｖw値をそれぞれ減算する。すなわち、色成分は、（Ｙ，ｕ，ｖ）＝（Ｙ−Ｙw，ｕ−ｕw，ｖ−ｖw）となる。また、例えば、ＲＧＢ値の入力画像信号が入力された場合、Ｒ値における明るさレベルＲw値、Ｇ値における明るさレベルＧw値、Ｂ値における明るさレベルＢw値をそれぞれ減算する。すなわち、色成分は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｒ−Ｒw，Ｇ−Ｇw，Ｂ−Ｂw）となる。
そして、減算手段４８０は、算出した色成分に関する色成分信号を生成して出力する。
【００４１】
また、減算手段４８０には、色濃度調整手段４９０が接続されている。
この色濃度調整手段４９０は、色バランス・ゲイン算出部４７０の色バランス・ゲイン量算出手段４７２にも接続され、減算手段４８０から出力される色成分信号の色成分を、色バランス・ゲイン量算出手段４７２で算出した色バランス・ゲイン量に基づいて、色濃度を調整する補正をする。
そして、色濃度調整手段４９０は、補正した色成分に関する補正後色成分信号を生成して出力する。
なお、色バランス・ゲイン量算出手段４７２から補正しない旨の信号を認識した場合には、色成分信号の色成分を補正せずにそのまま出力してもよい。
【００４２】
さらに、色濃度調整手段４９０には、加算手段５００が接続されている。
この加算手段５００は、補正手段４６０にも接続され、補正手段４６０から出力される補正後明るさ信号の補正後の明るさレベルに、減算手段４８０から出力されて色濃度調整手段４９０で色濃度が適宜調整された色成分信号である補正後色成分信号の色成分を加算する。
そして、加算手段５００は、補正後の明るさレベルに補正後色成分信号の色成分が加算されて戻された画像信号に関する補正後画像信号を生成して出力する。
【００４３】
また、明るさ補正手段３７３Ａには、ＲＧＢ空間色域リミッタ５１０が接続されている。
このＲＧＢ空間色域リミッタ５１０は、明るさ補正手段３７３Ａの加算手段５００に接続され、調整された補正後画像信号を、この補正後画像信号における表示手段３５０でのＲＧＢ再現領域に収まるように、リミッタ処理をする。
そして、ＲＧＢ空間色域リミッタ５１０は、出力端４０２に接続され、適宜リミッタ処理した補正後画像信号を出力端４０２へ出力し、表示手段３５０で画面表示させる。
【００４４】
〔表示システムの構成〕
次に、上記表示システム１００の動作として、画質の明るさを調整する処理について説明する。
【００４５】
まず、表示システム１００の表示装置３００の電源がオンされて電力が供給されると、演算手段３７０はメモリ３６０に記憶された設定事項を読み取り、電源がオフされる直前に表示手段３５０で画面表示していた画像データのソースを認識する。そして、演算手段３７０は、電源オフの直前である従前のソースの画像データの取得待機状態となる。
具体的には、従前に放送番組を取得して再生させていた場合には、同一のチャンネルの放送番組をチューナ部３１０で受信させて処理させ、チューナ部３１０から出力されるコンテンツの取得待機状態となる。また、従前に記録再生装置２００やネットワークからのコンテンツを再生させていた場合には、記録再生装置２００やネットワークからのコンテンツの出力待機状態となる。この記録再生装置からのコンテンツの出力待機状態として、演算手段３７０は、例えばメモリ３６０にあらかじめ記憶された待ち受け画面の画像データや、記録再生装置からのあらかじめ設定された待機画面の画像データの取得待機状態となる。
そして、演算手段３７０は、従前のソースのコンテンツをデータ処理手段３７１が取得すると、取得したコンテンツを適宜処理し、音声データや画像データを抽出する。この抽出した音声データは発音手段３４０へ出力して発音手段３４０で音声出力させたり、画像データは表示手段３５０へ出力して表示手段３５０で画面表示させたりして、コンテンツを適宜再生させる。
【００４６】
また、演算手段３７０は、電源投入後、要求認識手段３７２にて操作手段３３０での所定の入力操作に応じた再生するコンテンツの画質の調整処理要求の待機状態となるソースの切替要求の設定入力待機状態となっている。そして、画質調整手段３７３は、要求認識手段３７２から出力される画質調整要求情報を取得すると、画質調整要求情報の調整処理内容に対応して画質の調整処理、例えば明るさを調整する処理を明るさ補正手段３７３Ａにて実施させる。
具体的には、明るさ補正手段３７３Ａは、明るさレベル算出手段４１０により、明るさレベル算出工程を実施する。すなわち、明るさレベル算出手段４１０は、入力端４０１に入力された画像データに関する入力画像信号から、明るさに関する明るさレベルを算出、すなわち白成分を検出し、明るさレベル信号を生成する。
さらに、明るさ補正手段３７３Ａは、減算手段４８０により、減算工程を実施する。すなわち、減算手段４８０は、入力画像信号から色成分を抽出して色成分信号を生成する。
また、明るさ補正手段３７３Ａは、色相算出手段４２０により、色相算出工程を実施する。すなわち、色相算出手段４２０は、入力画像信号から色相を算出して色相信号を生成する。
さらに、明るさ補正手段３７３Ａは、色濃度算出手段４３０により、色濃度算出工程を実施する。すなわち、色濃度算出手段４３０は、入力画像信号から色濃度を算出する。
【００４７】
そして、明るさ補正手段３７３Ａは、色飽和度算出手段４４０により、色飽和度算出工程を実施する。すなわち、色飽和度算出手段４４０は、明るさレベル算出手段４１０で生成されて出力される明るさレベル信号の明るさレベルと、色相算出手段４２０で生成されて出力される色相信号の色相および色濃度算出手段４３０から出力される色濃度信号の色濃度のうちの少なくともいずれか一方とに基づいて、色飽和度を算出し、色飽和度信号を生成する。
また、明るさ補正手段３７３Ａは、明るさゲイン算出部４５０により、第一明るさゲイン算出工程および第二明るさゲイン算出工程を実施する。すなわち、明るさゲイン算出部４５０の明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１により、メモリ３６０にあらかじめ記憶される明るさ設定用の変換テーブルに基づいて、画質調整要求情報の調整処理内容に対応して明るさを変更するゲイン量を設定する第一明るさゲイン算出工程を実施する。この後、第二明るさゲイン算出手段４５２は、色飽和度算出手段４４０から出力される色飽和度信号の色飽和度が所定値よりも高い場合で、かつ明るさ入出力設定用ＬＵＴ４５１から出力される第一明るさゲイン信号のゲイン量が明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合に、第一明るさゲイン信号のゲイン量に１倍以上となる補正を加算して第二明るさゲイン信号を生成する第二明るさゲイン算出工程を実施する。
【００４８】
この後、明るさ補正手段３７３Ａは、色バランス・ゲイン算出部４７０により、第二明るさゲイン算出工程で生成した第二明るさゲイン信号のゲイン量が、例えば比較的に明るいおよび比較的に暗い、にそれぞれ対応する所定の閾値範囲内であることを認識した場合、補正手段４６０による補正工程を実施する。すなわち、補正手段４６０は、第二明るさゲイン算出工程で得られた明るさゲイン算出部４５０の第二明るさゲイン算出手段４５２から出力される第二明るさゲイン信号の補正後の明るさゲイン量で、明るさレベル算出工程で得られた明るさレベル算出手段４１０から出力される明るさレベル信号の明るさレベルを補正し、補正後明るさレベル信号を生成する。
さらに、明るさ補正手段３７３Ａは、加算手段５００により、加算工程を実施する。すなわち、加算手段５００は、補正工程で得られた補正後明るさレベル信号の補正後の明るさレベルに、減算工程で得られた減算手段４８０から出力されて色濃度調整手段４９０での色濃度が調整されていない色成分信号の色成分を加算し、補正後画像信号を生成する。
【００４９】
一方、明るさ補正手段３７３Ａは、色バランス・ゲイン算出部４７０により、第二明るさゲイン算出工程で生成した第二明るさゲイン信号のゲイン量が、例えば比較的に明るい旨の所定の閾値を超えることを認識した場合、色バランス・ゲイン算出工程を実施する。
すなわち、色バランス・ゲイン算出部４７０は、色バランス・ゲイン特性設定手段４７１により、明るさを変更する設定入力に対応した制御信号に基づいて、入力された入力画像信号から、例えば入力画像信号の３次元空間における所定の空間座標位置毎の設定前の色バランスの比率が設定後の色バランスの比率と同一の比率となるように、色バランスおよび各ゲイン量を設定する。さらに、色バランス・ゲイン算出部４７０は、色バランス・ゲイン量算出手段４７２により、第二明るさゲイン算出手段４５２から出力される第二明るさゲイン信号の第二明るさゲイン量に応じて、色バランス・ゲイン量算出手段４７２から出力される色バランス・ゲイン量信号の色バランスの各ゲイン量を補正し、補正後色バランス・ゲイン量信号を生成する。
この後、明るさ補正手段３７３Ａは、色濃度調整手段４９０により、色濃度調整工程を実施する。すなわち、色濃度調整手段４９０は、減算工程で得られた減算手段４８０から出力される色成分信号の色成分を、色バランス・ゲイン算出工程で得られた色バランス・ゲイン量算出手段４７２で生成されて出力される色バランス・ゲイン量に基づいて、色濃度を調整する補正をし、補正後色成分信号を生成する。
この後、明るさ補正手段３７３Ａは、上述したように、加算手段５００により、補正工程で得られた補正後明るさレベル信号の補正後の明るさレベルに、減算工程で得られた減算手段４８０から出力されて色濃度調整手段４９０での色濃度が調整された色成分信号の色成分を加算し、補正後画像信号を生成する加算工程を実施する。
【００５０】
そして、画質調整手段３７３は、ＲＧＢ空間色域リミッタ５１０により、明るさ補正手段３７３Ａにより加算工程で得られた明るさ補正された補正後画像信号を、表示手段３５０でのＲＧＢ再現領域に収まるようにリミッタ処理し、出力端４０２へ出力して表示手段３５０で画面表示させる。
【００５１】
〔表示システムの作用効果〕
上述したように、上記実施形態では、入力端４０１から入力された画像データに関する入力画像信号から、明るさレベル算出手段４１０により、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、明るさレベルを算出する。そして、明るさゲイン算出部４５０により、明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルの各値に対応する設定入力された所定のゲイン量に基づいて明るさレベルに対するゲイン量を設定し、この設定されたゲイン量に基づいて、補正手段４６０により明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを補正する。この後、加算手段５００により、補正した明るさレベルと、減算手段４８０により入力画像信号から明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを減算して抽出した色成分とを加算し、明るさ補正した補正後画像信号として出力する。
このため、入力画像信号から白成分である明るさレベルのみを抽出し、この抽出した白成分のみで明るさを補正した後に色成分を加算して戻すので、色バランスが変更してしまう不都合なく、適切に明るさ補正でき、良好な画面表示を提供できる。
【００５２】
そして、上記実施形態では、色飽和度算出手段４４０により、明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルと、色濃度算出手段４３０で入力画像信号から算出した色濃度とに基づいて、色濃度に対応する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する。そして、色飽和度が所定の値よりも高い、すなわち濃い場合で、明るさゲイン算出部４５０で算出した明るさレベルのゲイン量が１倍以下、すなわち暗くする場合に、明るさゲイン算出部４５０で明るさレベルのゲイン量を１倍以上となる補正を実施し、この補正した明るさレベルのゲイン量で、補正手段４６０により明るさレベルを補正している。
このため、明るさレベルのゲイン量を１倍以上に補正してさらに暗くなることを禁止する処理を実施しているので、ある程度暗い表示をさらに暗くすることにより色バランスが不均等になって色が濃すぎてしまって良好に色成分が表示されずに黒っぽい表示となる不都合を防止でき、良好な暗い画面でも色成分が適切に表現され、良好な画面表示を提供できる。
【００５３】
また、色濃度として、入力された入力画像信号の３次元空間における所定の空間座標位置に対する色成分の割合、例えば、入力された入力画像信号の３次元空間での明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルと同一の明るさ平面における無彩色点からの距離、または、３次元空間内で設定された所定の値からの距離を色濃度として算出している。
このため、入力画像信号から容易に色濃度を算出でき、適切な明るさ補正が迅速に得られる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、色飽和度算出手段４４０により、色濃度算出手段４３０で算出した色濃度と、色相算出手段４２０で入力画像信号から算出した色相とに基づいて、所定の色相における色濃度のレベルが高くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出している。
このため、例えば青色と赤色では、色の濃度が変化する割合が同一でも赤色の方が変化したことが視認されやすいので、色相でも重み付けをして明るさレベルのゲイン量を１倍以上に補正する条件を判断していることから、より色バランスが適切に維持されて明るさが補正された良好な画面表示を提供できる。
【００５５】
また、上記実施形態では、色バランス・ゲイン量算出手段４７２により、色バランス・ゲイン特性設定手段４７１で入力画像信号から設定した色バランスの各ゲイン量を、明るさゲイン算出部４５０で算出した明るさレベルのゲイン量に応じて補正している。すなわち、比較的に明るい時にさらに明るくする際の明るさのゲイン量と同等ではなく少ないゲイン量として色を濃く（比較的に暗く）させ、比較的に暗い時にさらに暗くする際の明るさのゲイン量と同等ではなく少ないゲイン量として色を薄く（比較的に明るく）させている。
このため、比較的に明るい時にさらに明るくすることにより色が明るく白っぽくなってしまったり、比較的に暗い時にさらに暗くすることにより色が暗く黒っぽくなってしまったりするなどの不都合を防止でき、明るさを補正してもさらに良好な画面表示を提供できる。
【００５６】
さらに、色バランス・ゲイン算出部４７０でのゲイン量の算出として、明るさゲイン量が所定の範囲を超えた時に色バランスのゲイン量を補正している。
このため、明るさゲイン量が所定の閾値範囲内である場合には、色バランスのゲイン量を補正する演算を実施しないので、明るさ補正処理を簡素化でき、適切な明るさ補正がより迅速に得られる。
【００５７】
また、明るさ補正した補正後画像信号を、ＲＧＢ空間色域リミッタ５１０により、表示手段３５０でのＲＧＢ再現領域に収まるようにリミッタ処理している。
このため、表示手段３５０に負荷が係ることを防止し、消費電力の低減や表示手段３５０の長寿命化が得られるとともに、良好な画面表示を提供できる。
【００５８】
そして、演算手段３７０にプログラムとして画質の調整処理、すなわち明るさ補正の制御をする構成を構築して画質の調整処理の制御を実行可能に構成している。
このため、プログラムを組み込む、さらにはプログラムを記録した記録媒体を用いることで、上記処理が容易に得られ、利用の拡大が容易に図れる。
【００５９】
〔実施の形態の変形例〕
なお、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
【００６０】
すなわち、表示システム１００における表示装置３００での画質調整処理の制御について説明したが、上述したように、表示システム１００全体で画質調整処理の制御を実施する構成としたり、記録再生装置２００で表示装置３００の画質を調整させる制御をしたり、画質調整処理を制御するための専用の装置構成としたりするなど、いずれの形態とすることができる。例えば、上述したように、表示システム１００のようなシステム構成に限らず、表示装置３００に記録手段を備えた一体型とした構成としてもよい。
また、例えば記録再生装置２００で放送波に基づくコンテンツを表示装置３００へ出力している状態から記録手段のコンテンツを出力する状態に切り替える際に、表示装置３００の画質調整手段３７３で段階的に調整させるように、制御信号をあらかじめ出力しておく、あるいは展示用の明るさ設定、映画用の明るさ設定など、あらかじめ設定されているものから選択して明るさ調整したり、操作つまみや操作ボタンなどにより略無段階的に明るさ調整したりするなどしてもよい。
【００６１】
また、取得するコンテンツとしては、上述したように、テレビ放送番組に限らず、ラジオ放送番組、衛星放送番組、配信される音楽や映像などのコンテンツ、ゲームソフトウェア、メニュー画面など、各種の画像データを有するものを対象とすることができる。
すなわち、インターフェース部３２０にゲーム機が接続されている場合には、そのゲーム機のソフトウェアの動作に基づく画像データの種別を認識したり、ソースを認識するなどして、画質の調整処理を自動的に実施したり、利用者に明るさを調整する設定入力を促す画面表示などを実施したりすればよい。
【００６２】
そして、本実施形態では、色相および色濃度に基づいて色飽和度を算出して、明るさレベルのゲイン量を補正して説明したが、色相と色濃度とのいずれか一方のみで色飽和度を算出して明るさレベルのゲイン量を補正してもよい。さらには、明るさレベルのゲイン量を補正しない構成、すなわち色相や色濃度を算出する構成や色飽和度を算出する構成を設けなくてもよい。
さらに、色相や色濃度としては、上述した方法に限らず、各種方法が利用できる。
【００６３】
また、明るさレベルのゲイン量に基づいて、色バランスのゲイン量を補正したが、色バランス・ゲイン算出部４７０を設けず、補正した明るさレベルに単に色成分を合成してもよい。
さらに、色バランス・ゲイン算出部４７０でのゲイン量の算出として、明るさゲイン量が所定の範囲を超えた時に色バランスのゲイン量を補正して説明したが、明るさゲイン量の値にかかわらず、色バランスのゲイン量を補正する演算を実施してもよい。
【００６４】
そして、ＲＧＢ空間色域リミッタ５１０により、明るさ補正した補正後画像信号をＲＧＢ再現領域に収まるようにリミッタ処理して説明したが、この構成を設けずに、補正後画像信号を表示手段３５０へ出力端４０２を介して直接出力して画面表示させてもよい。
【００６５】
また、上述した各機能をプログラムとして構築したが、上述したように、例えば回路基板などのハードウェアあるいは１つのＩＣなどの素子にて構成するなどしてもよく、いずれの形態としても利用できる。なお、プログラムや別途記録媒体から読み取らせる構成とすることにより、取扱が容易で、コンピュータなどの演算手段を情報処理装置（ＣＰＵ）や記録再生装置２００などとして機能させることも用意にでき、利用の拡大が容易に図れる。
【００６６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【００６７】
〔実施形態の効果〕
上述したように、上記実施形態では、入力端４０１から入力された画像データに関する入力画像信号から、明るさレベル算出手段４１０により、Ｙｕｖ色空間におけるＹ値、ｕ値およびｖ値、ＣＩＥ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるＬ*値、ａ*値およびｂ*値、または、ＲＧＢ値のいずれかに基づいて、明るさレベルを算出する。そして、明るさゲイン算出部４５０により、明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルの各値に対応する設定入力された所定のゲイン量に基づいて明るさレベルに対するゲイン量を設定し、この設定されたゲイン量に基づいて、補正手段４６０により明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを補正する。この後、加算手段５００により、補正した明るさレベルと、減算手段４８０により入力画像信号から明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを減算して抽出した色成分とを加算し、明るさ補正した補正後画像信号として出力する。
このため、入力画像信号から白成分である明るさレベルのみを抽出し、この抽出した白成分のみで明るさを補正した後に色成分を加算して戻すので、色バランスが変更してしまう不都合なく、適切に明るさ補正でき、良好な画面表示を提供できる。
また、色飽和度算出手段４４０により、明るさレベル算出手段４１０で入力画像信号から算出した明るさレベルと、色濃度算出手段４３０で入力画像信号から算出した色濃度とに基づいて、色濃度に対応する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する。そして、明るさゲイン算出部４５０の明るさ入出力設定用ＬＵＴにより、明るさレベル算出手段４１０で入力画像信号から算出した明るさレベルの各値に対応する設定入力された所定のゲイン量に基づいて明るさレベルに対するゲイン量を設定するとともに、第二明るさゲイン算出手段４５２により、色飽和度が所定の値よりも高い場合で、かつ設定された明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合には、設定された明るさレベルに対するゲイン量を１倍以上となる補正をする。この補正したゲイン量に基づいて、補正手段４６０で明るさレベルを補正した後、加算手段５００により、補正した明るさレベルと、減算手段４８０により入力画像信号から明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを減算して抽出した色成分とを加算し、明るさ補正した補正後画像信号として出力する。
このため、入力画像信号から白成分である明るさレベルのみを抽出し、この抽出した白成分のみで明るさを暗くなりすぎる補正を禁止しつつ補正した後に色成分を加算して戻すので、色バランスが変更してしまう不都合なく、適切に明るさ補正でき、良好な画面表示を提供できる。
さらに、色飽和度算出手段４４０により、明るさレベル算出手段４１０で入力画像信号から算出した明るさレベルと、色相算出手段４２０で入力画像信号から算出した色相とに基づいて、色相に対応する明るさレベルが低くなるにしたがって、高い度合いの色飽和度を算出する。そして、明るさゲイン算出部４５０の明るさ入出力設定用ＬＵＴにより、明るさレベル算出手段４１０で入力画像信号から算出した明るさレベルの各値に対応する設定入力された所定のゲイン量に基づいて明るさレベルに対するゲイン量を設定するとともに、第二明るさゲイン算出手段４５２により、色飽和度が所定の値よりも高い場合で、かつ設定された明るさレベルの１倍以下となるゲイン量である場合には、設定された明るさレベルに対するゲイン量を１倍以上となる補正をする。この補正したゲイン量に基づいて、補正手段４６０で明るさレベルを補正した後、加算手段５００により、補正した明るさレベルと、減算手段４８０により入力画像信号から明るさレベル算出手段４１０で算出した明るさレベルを減算して抽出した色成分とを加算し、明るさ補正した補正後画像信号として出力する。
このため、入力画像信号から白成分である明るさレベルのみを抽出し、この抽出した白成分のみで明るさを暗くなりすぎる補正を禁止しつつ補正した後に色成分を加算して戻すので、色バランスが変更してしまう不都合なく、適切に明るさ補正でき、良好な画面表示を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を説明するための従来の明るさ補正の処理状況を示す説明図で、（Ａ）は１．６乗のガンマ調整のＲＧＢ値を示す棒グラフ、（Ｂ）は２．２乗のガンマ調整のＲＧＢ値を示す棒グラフ、（Ｃ）はガンマ調整における入力画像信号の入出力の変換状況を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】前記一実施形態における表示システムを構成する表示手段の明るさ補正回路の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
３００……表示装置
３７３Ａ…明るさ補正装置としての明るさ補正手段
４１０……明るさレベル算出手段
４２０……色相算出手段
４３０……色濃度算出手段
４４０……色飽和度算出手段
４５０……明るさゲイン算出手段としての明るさゲイン算出部
４５１……第一明るさゲイン算出手段としての明るさ入出力設定用ＬＵＴ
４５２……第二明るさゲイン算出手段
４６０……補正手段
４７０……色バランス・ゲイン算出部
４７１……色バランス・ゲイン特性設定手段
４７２……色バランス・ゲイン量算出手段
４８０……減算手段
４９０……色濃度調整手段
５００……加算手段
【図１】
2008193645.tif 000003
【図２】
2008193645.tif 000004
【図３】
2008193645.tif 000005