(57)【要約】【課題】輝度が偏っている場合にも回路規模を増大させることなく適切に補正を行うことが可能な階調補正装置およびそれを備える映像表示装置を提供する。【解決手段】画素数Ｙｎｕｍに対して所望の閾値ＴＨｌｉｍを設定し、ヒストグラムとの交点から値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘを求める。また、画素数Ｙｎｕｍに対して、閾値ＴＨｌｉｍより大きい所望の閾値ＴＨをさらに設定し、ヒストグラムとの交点から位置（補正曲線開始位置）ＳＴおよび位置（補正曲線終了位置）ＥＮを求める。そして、修正後の位置ＳＴ´＝ＳＴ−ＳＴｓ１×Ｙｍｉｎ，ＥＮ´＝ＥＮ＋ＥＮｓ１×Ｙｍａｘを求める。【選択図】図１
2008160607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示装置における一の表示領域を分割させてなる複数個の表示ブロックそれぞれにおいて輝度と画素数とを対応づける輝度ヒストグラム分布を導出する輝度ヒストグラム分布導出手段と、
前記輝度ヒストグラム分布における偏りに応じた輝度範囲で各前記表示ブロックへ階調補正を施す階調補正手段と
を備える階調補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の階調補正装置であって、
前記階調補正手段は、前記輝度ヒストグラム分布において所定の二種類の画素数それぞれに対応する輝度に基づいて算出された輝度範囲で各前記表示ブロックへ階調補正を施す
階調補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載の階調補正装置であって、
前記階調補正手段は、前記輝度ヒストグラム分布に含まれる所定の色の画素数に応じて前記輝度範囲を修正する
階調補正装置。
【請求項４】
請求項３に記載の階調補正装置であって、
前記所定の色は肌色である
階調補正装置。
【請求項５】
請求項３に記載の階調補正装置であって、
前記所定の色は空色である
階調補正装置。
【請求項６】
請求項１に記載の階調補正装置であって、
前記階調補正手段は、各前記表示ブロックにおける前記輝度範囲を他の表示ブロックにおける前記輝度範囲を用いて平均化する
階調補正装置。
【請求項７】
請求項６に記載の階調補正装置であって、
前記階調補正手段は、各前記表示ブロックにおける前記輝度範囲を時間的に平均化する
階調補正装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の階調補正装置を備える映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階調補正装置および映像表示装置に関し、特に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、またはデジタル・マイクロミラー・デバイスによる表示ディスプレイ等の映像表示装置において階調補正（コントラスト補正）を適切に行うための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の階調補正装置は、映像信号（ビデオ信号）の階調補正（コントラスト補正）を行うために、周知のヒストグラム均等法を用いている。この手法では、画面全体の輝度値のヒストグラムに応じて、一様の補正曲線を適用している。しかし、画面全体に同一の階調補正が行われるため、明暗が混在する画面においては、細部の情報が消失される（黒潰れや白潰れ）ことがあった。
【０００３】
この改善策として、例えば特許文献１には、画面全体を複数個の表示ブロックに分割し、輝度平均値を表示ブロック毎に求め、それぞれの表示ブロックにおける輝度平均値に応じて、予め用意された複数種類の補正曲線から最も妥当なものを選択、および適用している局所的階調補正装置が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１の図１に示される階調補正装置は、ブロック平均計算部により各ブロックの輝度平均を求め、補正曲線選択部により、その平均輝度レベルに基づいた補正曲線をパラメータテーブルから選択して、映像信号に適用している。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６５２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の階調補正装置においては、適用すべき補正曲線を、予め用意された複数種類の中から選択するので、必ずしも最適な補正曲線を用いることができず、補正された映像に不具合が生じることがあるという問題点があった。
【０００７】
また、輝度が特定の値に偏っている場合には、コントラスト補正量は小さくする必要があるが、輝度平均値からは、このような輝度の偏りを検知することができない。従って、このような場合には、過剰な補正が行われることにより、補正された映像に不具合が生じることがあるという問題点があった。
【０００８】
このような問題点を解決するためには、輝度平均値ではなく輝度ヒストグラム分布を用いて、補正曲線を選択するのではなくその都度算出することが考えられる。しかし、輝度ヒストグラム分布は輝度平均値に比べて情報量が大きいので、これらの情報を全て用いて補正曲線を算出する場合には、計算量が膨大となり回路規模が増大してしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、輝度が偏っている場合にも回路規模を増大させることなく適切に補正を行うことが可能な階調補正装置およびそれを備える映像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る階調補正装置は、映像表示装置における一の表示領域を分割させてなる複数個の表示ブロックそれぞれにおいて輝度と画素数とを対応づける輝度ヒストグラム分布を導出する輝度ヒストグラム分布導出手段と、前記輝度ヒストグラム分布における偏りに応じた輝度範囲で各前記表示ブロックへ階調補正を施す階調補正手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る階調補正装置は、輝度ヒストグラム分布における偏りに応じた輝度範囲で各表示ブロックへ階調補正を施すので、輝度が偏っている場合にも回路規模を増大させることなく最適な補正曲線を算出し階調補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る階調補正（コントラスト補正）装置１００の構成を示す機能ブロック図である。この階調補正装置１００は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、またはデジタル・マイクロミラー・デバイスによる表示ディスプレイ等の映像表示装置に内蔵されて用いられる。
【００１４】
図１に示されるように、階調補正装置１００は、輝度信号生成部１とブロック輝度ヒストグラム測定部３とブロック輝度ヒストグラム分析部４とブロック補正曲線蓄積部６とブロック補正曲線領域平均部７とブロック補正曲線時間平均部８とブロック補正曲線線形補間部９と補正曲線適用部１０とから構成される。
【００１５】
輝度信号生成部１は、ＲＧＢ信号より輝度信号を生成する機能ブロックである。ブロック輝度ヒストグラム測定部３は、映像表示装置における一の表示領域を分割させてなる複数個の表示ブロック（以下では単にブロックとも呼ぶ）において、輝度信号から、輝度と画素数とを対応づける輝度ヒストグラム分布（以下では単にヒストグラムとも呼ぶ）を測定する機能ブロックである。ブロック輝度ヒストグラム分析部４は、ヒストグラムを分析することにより、極端に分布が偏っている表示ブロックに対して補正すべき輝度範囲の制限を設定する機能ブロックである。ブロック補正曲線蓄積部６は、測定されたヒストグラムおよび設定された制限に基づき補正曲線を生成、及び蓄積する機能ブロックである。ブロック補正曲線領域平均部７は、表示ブロック毎の補正曲線を当該表示ブロックに隣接する表示ブロック等を用いて平均化する機能ブロックである。ブロック補正曲線時間平均部８は、各表示ブロックの補正曲線が時間方向に急激に変化しないように時間的に平均化する機能ブロックである。ブロック補正曲線線形補間部９は、適用する画素の位置に応じて各表示ブロックの補正曲線を線形補間する機能ブロックである。補正曲線適用部１０は、求められた補正曲線をＲＧＢ信号に適用する機能ブロックである。
【００１６】
図１において、ブロック輝度ヒストグラム測定部３は、一の表示領域を分割させてなる複数個の表示ブロックにおいて輝度と画素数とを対応づける輝度ヒストグラム分布をそれぞれ導出する。また、ブロック輝度ヒストグラム分析部４とブロック補正曲線蓄積部６とブロック補正曲線領域平均部７とブロック補正曲線時間平均部８とブロック補正曲線線形補間部９と補正曲線適用部１０とは、前記輝度ヒストグラム分布における偏りに応じた輝度範囲で各前記表示ブロックへ階調補正を施す。
【００１７】
図１において、輝度信号生成部１および補正曲線適用部１０へ入力される信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎは、それぞれデジタル化されたビデオ信号（映像信号）のＲＧＢ入力信号である。輝度信号生成部１は、信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎから輝度信号を生成するマトリクスである。なお、輝度信号生成部１は、輝度信号を生成する際に信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを全て用いる必要は必ずしもなく、簡易的に信号Ｇｉｎのみを用いて輝度信号を求めるようにしてもよい。
【００１８】
図２に示すように、ブロック輝度ヒストグラム測定部３は、画面全体等の所定の表示領域を任意の個数のブロックに分割して、それぞれのブロックにおいて輝度のヒストグラム分布を求める。なお、このブロック輝度ヒストグラム測定部３は、入力される輝度信号（輝度値）とその画素数とを対応させてヒストグラムを求めるものであるが、入力される輝度値に画素数を一対一で対応させる必要は必ずしもなく、例えば、入力輝度値が０から１５までの区間（範囲）には一の画素数を対応させ入力輝度値が１６から３１までの区間には他の画素数を対応させるといったように、区間毎に所定の画素数を対応させてもよい。図２には、ブロックＡ１〜Ａ７，Ｂ１〜Ｂ７，Ｃ１〜Ｃ７，Ｄ１〜Ｄ７に分割された表示領域において、ブロックＢ３〜Ｂ５に対応するヒストグラムがそれぞれ示されている。
【００１９】
図３〜４は、ブロック輝度ヒストグラム測定部３によって測定された所定のブロックにおけるヒストグラム（実線）と、当該ブロックに適用される補正曲線（太線）との例を示すグラフである。以下で説明するように、一般的なコントラスト補正においては、ヒストグラム値（画素数）が比較的に大きく所定の閾値（ＴＨｌｉｍ）を超える領域では補正を行い（すなわち補正曲線の傾き（微分係数）を大きくし）、ヒストグラム値（画素数）が比較的に小さく所定の閾値（ＴＨｌｉｍ）を超えない領域では補正を行わない（すなわち補正曲線の傾きを大きくしない）ことにより、輝度レベルが集中した領域のみにおいてゲインを高め選択的にコントラスト補正を行っている。
【００２０】
図３は、従来の手法においてもコントラスト補正が有効な、比較的に広い（すなわち偏っていない）ヒストグラム分布の一例を表している。横軸には、輝度信号生成部１により求められた輝度信号レベルＹｉｎが表されている。縦軸には、実線で、ヒストグラムすなわち、入力輝度信号レベルＹｉｎに対する画素数Ｙｎｕｍが表されている。また、縦軸には、太線で、ヒストグラムに適用される補正曲線すなわち、入力輝度信号レベルＹｉｎに対する出力輝度信号レベルＹｏｕｔが表されている。
【００２１】
図４は、従来の手法においてコントラスト補正を行うと過補正になり得る、比較的に狭い（すなわち偏った）ヒストグラム分布の一例を表している。
【００２２】
図３〜４に示されるように、画素数Ｙｎｕｍに対して所望の閾値ＴＨｌｉｍを設定し、画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨｌｉｍを超える範囲での最小の入力輝度信号レベルＹｉｎを値Ｙｍｉｎとし、画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨｌｉｍを超える範囲での最大の入力輝度信号レベルＹｉｎと入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値との差を値Ｙｍａｘとする。
【００２３】
従来の手法においては、上述したように、図４で、画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨｌｉｍを超える領域では補正を行い（補正曲線の傾きを大きくし）画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨｌｉｍを超えない領域では補正を行わない（補正曲線の傾きを大きくしない）。しかし、特に、当該ブロックが壁、（青）空、または人物の顔の一部のように一様の平面に近い絵柄でありコントラストが偏っている場合には、コントラスト強調はさほど必要なく、輝度レベルが集中した領域のみにおいてゲインを高め選択的にコントラスト補正を行った場合には、逆にノイズ成分が増加しコントラストの過補正になることがある。
【００２４】
本実施の形態に係るブロック輝度ヒストグラム分析部４は、このような問題点を解決するために、所定の閾値ＴＨｌｉｍを設定し、この閾値ＴＨｌｉｍから値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘを算出し、以下で説明するようにこの値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘに応じて補正範囲（輝度幅）を修正することにより、ヒストグラム分布が狭く輝度レベルが集中している場合に補正範囲を拡げ補正曲線の傾きを緩やかにすることを可能としている。これにより、コントラストの過補正を防ぐことが可能となる。
【００２５】
図５は、従来の手法においてもコントラスト補正が有効な、比較的に広い（すなわち偏っていない）ヒストグラム分布の一例に、本実施の形態に係る手法を適用した場合を表している。図５に示されるように、画素数Ｙｎｕｍに対して、閾値ＴＨｌｉｍより大きい所望の閾値ＴＨをさらに設定し、画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨを超える範囲での最小の入力輝度信号レベルＹｉｎを位置ＳＴ（補正曲線開始位置）とし、画素数Ｙｎｕｍが閾値ＴＨを超える範囲での最大の入力輝度信号レベルＹｉｎを位置ＥＮ（補正曲線終了位置）とする。また、閾値ＴＨｌｉｍおよび値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘは、上述したように、ブロック輝度ヒストグラム分析部４によって設定または算出されたものである。
【００２６】
このとき、ブロック補正曲線蓄積部６は、値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘを用いて、以下の式（１）〜（２）に示されるように位置ＳＴ，ＥＮを修正することにより、修正後の位置ＳＴ´，ＥＮ´を求める。
ＳＴ´＝ＳＴ−ＳＴｓ１×Ｙｍｉｎ・・・（１）
ＥＮ´＝ＥＮ＋ＥＮｓ１×Ｙｍａｘ・・・（２）
【００２７】
式（１）において、定数ＳＴｓ１は０以上の値を有しており、位置ＳＴ´は、位置ＳＴより小さくなるように、値Ｙｍｉｎに比例する修正量で修正される（ただし、位置ＳＴ´は、０より小さくなる場合には、０でクリップされるものとする）。
【００２８】
また、式（２）において、定数ＥＮｓ１は０以上の値を有しており、位置ＥＮ´は、位置ＥＮより大きくなるように、値Ｙｍａｘに比例する修正量で修正される（ただし、位置ＥＮ´は、入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値より大きくなる場合には、入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値でクリップされるものとする）。
【００２９】
図５において、入力輝度信号レベルＹｉｎに対してある傾きを持った補正曲線を適用するとき、その補正曲線の上部クリップ値に相当するレベルをレベルＴＨｉ（点線）とし下部クリップ値に相当するレベルをレベルＴＬｏ（点線）とする。レベルＴＨｉ，ＴＬｏは、縦軸の出力輝度信号レベルＹｏｕｔの範囲を表すものであり、入力輝度信号レベルＹｉｎに対して、出力輝度信号レベルＹｏｕｔが、レベルＴＬｏからレベルＴＨｉまでの範囲を超えて補正されることはないことを意味している。補正曲線は、太線で示されるように、位置ＳＴ´とレベルＴＬｏとが交差するポイントから位置ＥＮ´とレベルＴＨｉとが交差するポイントまでを直線で繋ぎ、位置ＳＴ´より小さい（左側）領域もしくは位置ＥＮ´より大きい（右側）領域では、レベルＴＬｏもしくはレベルＴＨｉにクリップされる曲線となる。
【００３０】
従って、ブロック補正曲線蓄積部６は、各ブロックにおいて補正内容を特定するためには、ヒストグラム（に含まれる画素数）の全データを蓄えておく必要はなく、位置ＳＴ´，ＥＮ´だけを保存すればよい。ブロック毎に蓄える必要のあるデータを位置ＳＴ´，ＥＮ´の二つに減らすことで、大規模なメモリが不必要になり、比較的小さな回路での実現が可能となる。
【００３１】
図６は、従来の手法においてコントラスト補正を行うと過補正になり得る、比較的に狭い（すなわち偏った）ヒストグラム分布の一例に、本実施の形態に係る手法を適用した場合を表している。図６は、図５に比較して、輝度ヒストグラム分布がより偏っており傾きがより急であるので、値Ｙｍｉｎが位置ＳＴにより近い値となり且つ（入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値−値Ｙｍａｘ）の値が位置ＥＮにより近い値となっている。
【００３２】
従って、図６においては、位置ＳＴ，ＥＮ間を補正範囲とした場合には、図５に比較して、補正曲線の傾きが大きくなり過ぎることにより、上述したような不具合が生じ得る。しかし、本実施の形態においては、位置ＳＴは式（１）を用いてより小さい値（位置ＳＴ´）へ補正され、位置ＥＮは式（２）を用いてより大きい値（位置ＥＮ´）へ補正され、ブロック補正曲線蓄積部６に保存される。つまり、位置ＳＴ´とレベルＴＬｏとが交差するポイントは位置ＳＴより左側へ位置ＥＮ´とレベルＴＨｉとが交差するポイントは位置ＥＮより右側へそれぞれ修正されるので、補正範囲を拡げることにより補正曲線の補正効果を抑える（傾きを緩やかにする）ことが可能となる。
【００３３】
なお、図５〜６に示されるように、コントラストの偏りが大きいほど、値Ｙｍａｘ，Ｙｍｉｎは大きくなるので、式（１）〜（２）における修正量も大きくなる。すなわち、本実施の形態に係る階調補正手段は、式（１）〜（２）に示されるように、所定の二種類の画素数（値ＴＨ，ＴＨｌｉｍ）にそれぞれ対応する輝度（位置ＳＴ，ＥＮおよび値Ｙｍｉｎ，（入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値−値Ｙｍａｘ））に基づき輝度範囲を算出するものである。
【００３４】
ブロック補正曲線領域平均部７は、ブロック補正曲線蓄積部６により保存された位置ＳＴ´，ＥＮ´を、局所的に極端な過補正が行われないように、隣接するブロックの位置ＳＴ´，ＥＮ´、もしくは全体のヒストグラムの位置ＳＴ´，ＥＮ´により平均化する。例えば、図７に示すように、ブロックＢ３〜Ｂ５を左から順に並べた第一行とブロックＣ３〜Ｃ５を左から順に並べた第二行とブロックＤ３〜Ｄ５を左から順に並べた第三行とからなる三行×三列のブロック構成において、ブロックＸ（Ｘ＝Ｂ３〜Ｂ５，Ｃ３〜Ｃ５，Ｄ３〜Ｄ５）の位置ＳＴ´，ＥＮ´をそれぞれ位置ＳｔＸ，ＥｎＸと表記することとすると、中心のブロックＣ４における位置ＳｔＣ４，ＥｎＣ４は、それぞれ、以下の式（３）〜（４）を用いることにより、平均位置ＡｖｅＳｔＣ４，ＡｖｅＥｎＣ４として平均化が可能である。なお、式（３）〜（４）において、ブロックＣ４を重み付ける定数ａと全ブロックを重み付ける定数ｂとは、いずれも０以上の値を有している。
ＡｖｅＳｔＣ４＝｛ａ×ＳｔＣ４＋ｂ×（ＳｔＢ３＋ＳｔＢ４＋ＳｔＢ５＋ＳｔＣ３＋ＳｔＣ５＋ＳｔＤ３＋ＳｔＤ４＋ＳｔＤ５）｝÷（ａ＋８×ｂ）・・・（３）
ＡｖｅＥｎＣ４＝｛ａ×ＥｎＣ４＋ｂ×（ＥｎＢ３＋ＥｎＢ４＋ＥｎＢ５＋ＥｎＣ３＋ＥｎＣ５＋ＥｎＤ３＋ＥｎＤ４＋ＥｎＤ５）｝÷（ａ＋８×ｂ）・・・（４）
【００３５】
また、画面全体のヒストグラムにおける位置ＳＴ´，ＥＮ´をそれぞれ位置ＳｔＡｌｌ，ＥｎＡｌｌとすると、位置ＳｔＣ４，ＥｎＣ４は、式（３）〜（４）に代えて以下の式（５）〜（６）で平均化することも可能である。なお、式（５）〜（６）において、ブロックＣ４を重み付ける定数ｃと全ブロックを重み付ける定数ｄとは、いずれも０以上の値を有している。
ＡｖｅＳｔＣ４＝（ｃ×ＳｔＣ４＋ｄ×ＳｔＡｌｌ）÷（ｃ＋ｄ）・・・（５）
ＡｖｅＥｎＣ４＝（ｃ×ＥｎＣ４＋ｄ×ＥｎＡｌｌ）÷（ｃ＋ｄ）・・・（６）
【００３６】
また、注目（する）ブロックが上記のブロックＣ４とは異なり映像の端（ブロック群の端）に位置しており隣接ブロックが一部しか存在しない場合には、存在する隣接ブロックだけを使用した平均化を行えばよい。もしくは、注目ブロック自身における位置ＳＴ´、ＥＮ´を、足りない周辺ブロックの位置ＳＴ´、ＥＮ´として代用することでも平均化が可能である。
【００３７】
これにより、隣接ブロックに輝度レベルが偏っているブロックがあったとしても、ブロック補正曲線領域平均部７によって、補正曲線のコントラスト強調範囲が修正される。すなわち、ブロック間において、補正曲線の傾きの過補正を修正することができるので、極端な補正量の差による所謂「波打ち歪」をより抑えることが可能となる。例えば、人間の顔等で、鼻や目のように凹凸が大きく輝度分布が偏っていないブロックと頬のように凹凸が少なく輝度分布が偏っているブロックとが隣接する場合でも、それぞれの特徴により補正曲線を生成し、且つ、分布が偏っているブロックの過補正を抑えることが可能であり、「波打ち歪」も抑えることが可能である。
【００３８】
ブロック補正曲線時間平均部８は、時間方向にヒストグラムが急激に変化することによりブロックの輝度が瞬間的に変化する所謂「面フリッカ」を防ぐことを目的とする。補正曲線領域平均部７から出力される平均位置ＡｖｅＳｔ，ＡｖｅＥｎは、時間的に急激な変化を抑える目的で、補正曲線時間平均部８で、例えば、以下の式（７）〜（１０）に表されるようなフィルター処理がなされる。
【００３９】
なお、式（７）〜（１０）において、平均位置ＡｖｅＳｔ（ｔ−１），ＡｖｅＥｎ（ｔ−１）はそれぞれ１フレーム前の平均位置ＡｖｅＳｔ，ＡｖｅＥｎを、平均位置ＡｖｅＳｔ（ｔ），ＡｖｅＥｎ（ｔ）はそれぞれ現フレームの平均位置ＡｖｅＳｔ，ＡｖｅＥｎを、時間平均位置ＴＡｖｅＳｔ，ＴＡｖｅＥｎはそれぞれブロック補正曲線時間平均部８により時間平均化された平均位置ＡｖｅＳｔ，ＡｖｅＥｎを、関数ＭＡＸ（ａ，ｂ）はａとｂとからより大きい方を選択する関数を、関数ＭＩＮ（ａ，ｂ）はａとｂとからより小さい方を選択する関数を表している。
【００４０】
また、定数ＣＨは輝度変化の閾値に相当する正の値をとり（変化量が定数ＣＨより大きい場合にのみ式（７）〜（１０）の修正が行われる）、定数ＣＬＳは輝度の修正量を表す正の値である。また、式（７）はＡｖｅＳｔ（ｔ）＞ＡｖｅＳｔ（ｔ−１）＋ＣＨの時に対応しており、式（８）はＡｖｅＳｔ（ｔ）＜ＡｖｅＳｔ（ｔ−１）−ＣＨの時に対応しており、式（９）はＡｖｅＥｎ（ｔ）＞ＡｖｅＥｎ（ｔ−１）＋ＣＨの時に対応しており、式（１０）はＡｖｅＥｎ（ｔ）＜ＡｖｅＥｎ（ｔ−１）−ＣＨの時に対応している。
ＴＡｖｅＳｔ＝ＭＩＮ（ＡｖｅＳｔ（ｔ），ＡｖｅＳｔ（ｔ−１）＋ＣＬＳ）・・・（７）
ＴＡｖｅＳｔ＝ＭＡＸ（ＡｖｅＳｔ（ｔ），ＡｖｅＳｔ（ｔ−１）−ＣＬＳ）・・・（８）
ＴＡｖｅＥｎ＝ＭＩＮ（ＡｖｅＥｎ（ｔ），ＡｖｅＥｎ（ｔ−１）＋ＣＬＳ）・・・（９）
ＴＡｖｅＥｎ＝ＭＡＸ（ＡｖｅＥｎ（ｔ），ＡｖｅＥｎ（ｔ−１）−ＣＬＳ）・・・（１０）
【００４１】
これにより、時間方向にヒストグラムが急激に変化することによる「面フリッカ」を防ぐことができる。なお、補正曲線時間平均部８は、式（７）〜（１０）のような１フレーム分の時間平均化処理に限らず、あるいは、数フレーム分のデータを蓄えて平均化することによるフィルター処理を行っても構わない。
【００４２】
ブロック補正曲線線形補間部９は、注目（する）画素がそのブロックの中心位置からどれだけ離れているかによって、注目画素の時間平均位置ＴＡｖｅＳｔ，ＴＡｖｅＥｎおよび隣接するブロックの時間平均位置ＴＡｖｅＳｔ，ＴＡｖｅＥｎに対して、重み係数を掛けて線形補間する。以下では図８を用いて、隣接するブロック間の線形補間方法を説明する。
【００４３】
図８（ａ）に示される四つのブロックＣ４，Ｃ５，Ｄ４，Ｄ５において、例えばブロックＣ４における画素に注目すると、この注目画素はブロックＣ４の中心位置よりブロックＣ５，Ｄ４，Ｄ５が隣接する交点Ｐへ寄っている。このとき、図８（ｂ）に示されるように、各ブロックの水平幅ｘと、各ブロックの垂直幅ｙと、注目画素がブロックＣ４の中心位置より水平方向に離れている距離ｓと、注目画素がブロックＣ４の中心位置より垂直方向に離れている距離ｔと、ブロックＣ４，Ｃ５，Ｄ４，Ｄ５の時間平均位置ＴＡｖｅＳｔ，ＴＡｖｅＥｎにそれぞれ対応するＳｔＣ４，ＥｎＣ４，ＳｔＣ５，ＥｎＣ５，ＳｔＤ４，ＥｎＤ４，ＳｔＤ５，ＥｎＤ５とを用いて、注目画素に関する線形補間後位置ＬＡｖｅＳｔ，ＬＡｖｅＥｎは、以下の式（１１）〜（１２）で求められる。
ＬＡｖｅＳｔ＝（（ｙ−ｔ）×（（（ｘ−ｓ）×ＳｔＣ４＋ｓ×ＳｔＣ５）÷ｘ）＋ｔ×（（（ｘ−ｓ）×ＳｔＤ４＋ｓ×ＳｔＤ５）÷ｘ））÷ｙ・・・（１１）
ＬＡｖｅＥｎ＝（（ｙ−ｔ）×（（（ｘ−ｓ）×ＥｎＣ４＋ｓ×ＥｎＣ５）÷ｘ）＋ｔ×（（（ｘ−ｓ）×ＥｎＤ４＋ｓ×ＥｎＤ５）÷ｘ））÷ｙ・・・（１２）
【００４４】
式（１１）〜（１２）を用いて、画素毎にその位置に従って線形補間した線形補間後位置ＬＡｖｅＳｔ，ＬＡｖｅＥｎを求めることにより、隣接するブロック間においてヒストグラムが異なっていても、画素毎にスムーズに変化する補正曲線を生成することができる。
【００４５】
補正曲線適用部１０は、ブロック補正曲線線形補間部９で求められた線形補間後位置ＬＡｖｅＳｔ，ＬＡｖｅＥｎから図５〜６に示されるレベルＴＬｏ，ＴＨｉを用いて補正曲線を生成する。また、補正曲線適用部１０は、生成した補正曲線を入力される信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎそれぞれに適用する。これにより、白の色温度を変えることなく階調補正を行うことができる。また、同時に色のコントラストも上げることができる。
【００４６】
このように、本実施の形態に係る階調補正装置は、複数個の表示ブロックそれぞれにおいて、輝度ヒストグラム分布における偏りに応じて、位置ＳＴ，ＥＮを修正することにより、修正後の位置ＳＴ´，ＥＮ´すなわち補正すべき輝度範囲を求め、この輝度範囲において各表示ブロックへ階調補正を施す。従って、輝度が偏っている場合にも、回路規模を増大させることなく、最適な補正曲線を算出し階調補正を行うことができる。
【００４７】
＜実施の形態２＞
図９は、本発明の実施の形態２に係る階調補正装置１０１の構成を示すブロック図である。図９の階調補正装置１０１は、図１の階調補正装置１００において、ブロック補正曲線蓄積部６の入力側に階調補正手段としてブロック特定色信号量分析部２を設けてＲＧＢ信号を入力させるとともに、ブロック補正曲線蓄積部６に代えてブロック補正曲線蓄積部６ａを設けたものである。
【００４８】
ブロック特定色信号量分析部２は、ブロック輝度ヒストグラム測定部３で輝度信号のヒストグラムを測定される任意のブロックに分割された領域と同様の範囲に分割された領域で、予め設定された所定の色条件を満たす信号レベルを持つＲＧＢ信号の画素数を求め、制限を設定する。ブロック補正曲線蓄積部６ａは、ブロック輝度ヒストグラム測定部３により測定されたヒストグラムおよびブロック輝度ヒストグラム分析部４により設定された制限に加えて、ブロック特定色信号量分析部２で設定された制限により、補正曲線を生成、及び蓄積する。図９において、図１と同様のブロックには同様の符号を付しており、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４９】
ブロック特定色信号量分析部２は、上述したように、図２のように分割されたブロックと同様の範囲において、信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのうち所定の色条件を満たす信号の個数を求める。例えば、色条件が肌色に設定された場合には、注目画素Ｎに関する信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎをそれぞれ信号ＲｉｎＮ，ＧｉｎＮ，ＢｉｎＮとすると、指定されたブロックにおいて以下の式（１３）を満たす割合Ｃｌｉｍを測定する。なお、式（１３）において、画素Ｎｍは、Ｒｉｎ＞Ｒｓ、Ｇｉｎ＞Ｇｓ、およびＢｉｎ＜Ｂｓを満たす注目画素であり（定数Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓの符号の向きは設定する条件によって異なる）、ΣＮｍは当該ブロックに含まれる画素Ｎｍの個数であり、ΣＮは当該ブロックに含まれる画素の総数である。
Ｃｌｉｍ＝ΣＮｍ÷ΣＮ・・・（１３）
【００５０】
ブロック補正曲線蓄積部６ａは、上述したように、ブロック輝度ヒストグラム測定部３により測定されたヒストグラムとブロック輝度ヒストグラム分析部４により求められた値Ｙｍｉｎ，Ｙｍａｘとブロック特定色信号量分析部２により求められた割合Ｃｌｉｍとを用いて、以下の式（１４）〜（１５）に示されるように位置ＳＴ，ＥＮを修正することにより、修正後の位置ＳＴ´，ＥＮ´を求める。
ＳＴ´＝ＳＴ−ＳＴｓ１×Ｙｍｉｎ−ＳＴｓ２×Ｃｌｉｍ・・・（１４）
ＥＮ´＝ＥＮ＋ＥＮｓ１×Ｙｍａｘ＋ＥＮｓ２×Ｃｌｉｍ・・・（１５）
【００５１】
式（１４）において、定数ＳＴｓ１，ＳＴｓ２は０以上の値を有しており、位置ＳＴ´は、位置ＳＴより小さくなるように、値Ｙｍｉｎに比例する修正量および割合Ｃｌｉｍに比例する修正量で修正される（ただし、位置ＳＴ´は、０より小さくなる場合には、０でクリップされるものとする）。
【００５２】
また、式（１５）において、定数ＥＮｓ１，ＥＮｓ２は０以上の値を有しており、位置ＥＮ´は、位置ＥＮより大きくなるように、値Ｙｍａｘに比例する修正量および割合Ｃｌｉｍに比例する修正量で修正される（ただし、位置ＥＮ´は、入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値より大きくなる場合には、入力輝度信号レベルＹｉｎの最大値でクリップされるものとする）。
【００５３】
すなわち、式（１４）〜（１５）は、実施の形態１に係る式（１）〜（２）において、値Ｙｍｉｎまたは値Ｙｍａｘに比例する修正量に加えて、割合Ｃｌｉｍに比例する修正量を用いて修正を行うものである。
【００５４】
図６は、上述したように、コントラスト補正を行うと過補正になり得る、比較的に狭い（すなわち偏った）ヒストグラム分布の一例を表しているが、例えば、ブロック特定色信号量分析部２より求められた割合Ｃｌｉｍが大きい場合、式（１４）〜（１５）より、位置ＳＴ´はより小さい値に位置ＥＮ´はより大きい値にそれぞれ補正され、ブロック補正曲線蓄積部６により保存される。例えば、人間の顔等で、鼻や目のように凹凸が大きく輝度分布が肌色に偏っていないブロックと頬のように凹凸が少なく輝度分布が肌色に偏っているブロックとが隣接する場合でも、それぞれの特徴により補正曲線を生成し、且つ、分布が偏っているブロックの過補正を抑えることが可能であり、「波打ち歪」も抑えることが可能である。
【００５５】
このように、本実施の形態に係る階調補正装置１０１は、ブロック特定色信号量分析部２を用いることにより、輝度ヒストグラムだけでなく、特定の色の分布も分析して、コントラストを必要としない輝度分布ブロック、及び色度分布ブロックのノイズ成分の増加を制限するように、輝度範囲すなわち位置ＳＴ，ＥＮを修正する。従って、実施の形態１の効果に加えて、例えば人間の顔の肌色や空色（青空）といった、緩やかに輝度、色度が変化する箇所において、特に階調を補正することが望まれない部分が過補正されたり補正により擬似輪郭状のノイズが増加したりすることを防ぐことができるという効果がある。
【００５６】
＜実施の形態３＞
図１０は、本発明の実施の形態３に係る階調補正装置１０２の構成を示すブロック図である。図１０の階調補正装置１０２は、図１の階調補正装置１００において、ＲＧＢ信号より輝度信号を求める輝度信号生成部１を省き、補正曲線適用部１０に代えて補正曲線適用部１０ａを設けるとともに、ＲＧＢ信号に代えて輝度信号Ｙｉｎをブロック輝度ヒストグラム測定部３および補正曲線適用部１０ａへ入力させるものである。すなわち、本実施の形態に係る階調補正装置１０２は、実施の形態１に係る階調補正装置１００を、輝度信号Ｙｉｎのみに適用するものである。図１０において、図１と同様のブロックには同様の符号を付しており、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５７】
補正曲線適用部１０ａは、ブロック補正曲線線形補間部９で求められた線形補間後位置ＬＡｖｅＳｔ，ＬＡｖｅＥｎから補正曲線を生成し、輝度信号Ｙｉｎに適用する。これにより、輝度信号Ｙｉｎのみを階調補正できる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る階調補正装置１０２は、実施の形態１の効果に加えて、輝度信号のみについてもコントラストを改善できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態１に係る階調補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る階調補正装置における表示領域のブロックへの分割を示す図である。
【図３】従来の階調補正装置において測定される広いヒストグラムと適用される補正曲線とを示すグラフである。
【図４】従来の階調補正装置において測定される狭いヒストグラムと適用される補正曲線とを示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る階調補正装置において測定される広いヒストグラムと適用される補正曲線とを示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係る階調補正装置において測定される狭いヒストグラムと適用される補正曲線とを示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る階調補正装置における領域平均化を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る階調補正装置における領域平均化を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る階調補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る階調補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  輝度信号生成部、２  ブロック特定色信号量分析部、３  ブロック輝度ヒストグラム測定部、４  ブロック輝度ヒストグラム分析部、６  ブロック補正曲線蓄積部、７  ブロック補正曲線領域平均部、８  ブロック補正曲線時間平均部、９  ブロック補正曲線線形補間部、１０  補正曲線適用部、１００〜１０２  階調補正装置。
【図１】
2008160607.tif 000003
【図２】
2008160607.tif 000004
【図３】
2008160607.tif 000005
【図４】
2008160607.tif 000006
【図５】
2008160607.tif 000007
【図６】
2008160607.tif 000008
【図７】
2008160607.tif 000009
【図８】
2008160607.tif 000010
【図９】
2008160607.tif 000011
【図１０】
2008160607.tif 000012