(57)【要約】【課題】  突出して明るい画素があってもコントラストの低下を抑えながら画像を明るくすることにより、見栄えの良い画像を表示しながら効率的にバックライトの輝度を低下させることの出来る画像表示装置を提供する。【解決手段】  飽和量が許容範囲に入るような正規化値により入力画像を正規化し、正規化値に応じてバックライトの輝度を変えるような構成にした。即ち、若干の画像の飽和を許容することにより、効率的に低消費電力化を実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を表示する画像表示装置において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出手段と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化手段と、前記正規化手段により画像の明るさが変化したことを相殺するように前記正規化値に基づいて表示するための光の明るさを変える光源調整手段と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整手段からの光を変調して前記正規化手段の出力する画像を表示する光変調表示手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
入力画像を表示する画像表示装置において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出手段と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化手段と、前記正規化手段により画像の明るさが変化したことを相殺するように前記正規化手段により処理される前後の画像の明るさに対応する値から光量値を演算する光量演算手段と、前記光量値により表示するための光の明るさを変える光源調整手段と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整手段からの光を変調して前記正規化手段の出力する画像を表示する光変調表示手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
入力画像を表示する画像表示装置において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出手段と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化手段と、前記正規化手段により正規化した画像を階調変換するとともに変換の前後での画像の明るさの比率を求める階調変換手段と、前記正規化手段と前記階調変換手段により画像の明るさが変化したことを相殺するように合成光量値を演算する光量演算手段と、前記合成光量値により表示するための光の明るさを変える光源調整手段と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整手段からの光を変調して前記階調変換手段で階調変換した画像を表示する光変調表示手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
前記正規化値算出手段は、前記入力画像を計数して度数分布を生成する計数手段と、前記度数分布を累積して飽和量を求める累積手段と、前記飽和量が許容範囲内に収まるような正規化値を決定する判定手段とにより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記計数手段で度数分布を生成するさいに、画像の位置により異なる値を加算することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記計数手段で度数分布を生成するさいに、周辺の画素との値の差により異なる値を加算することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記累積手段で前記度数分布を明るい方から１回累積することにより飽和画素数に相当する飽和量を求めることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記累積手段で前記度数分布を明るい方から２回累積することにより飽和の程度に相当する飽和量を求めることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記判定手段で前記飽和量と飽和許容量を比較して前記正規化値を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記判定手段で前記飽和量と飽和許容量を比較して得られた値より前記飽和量が小さくなるように前記正規化値を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記飽和許容量は固定値もしくは前記判定手段で比較する階調値により定められる値であることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記判定手段で、前記入力画像の最も明るい画素の値から求められる下限値もしくは前記飽和量が所定の値になる階調値から求められる下限値より正規化値が小さくならないように前記正規化値を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記光量演算手段で、前記正規化手段での画像の明るさの変化率と前記階調変換手段での画像の明るさの変化率から合成光量値を求めることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記光量演算手段で、前記正規化手段に入力される画像の明るさに対応する値と前記階調変換手段から出力される画像の明るさに対応する値とから合成光量値を求めることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
入力画像を表示する画像表示方法において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出工程と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化工程と、前記正規化工程により画像の明るさが変化したことを相殺するように前記正規化値に基づいて表示するための光の明るさを変える光源調整工程と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整工程からの光を変調して前記正規化工程の出力する画像を表示する光変調表示工程とを有することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１６】
入力画像を表示する画像表示方法において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出工程と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化工程と、前記正規化工程により画像の明るさが変化したことを相殺するように前記正規化工程により処理される前後の画像の明るさに対応する値から光量値を演算する光量演算工程と、前記光量値により表示するための光の明るさを変える光源調整工程と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整工程からの光を変調して前記正規化工程の出力する画像を表示する光変調表示工程とを有することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１７】
入力画像を表示する画像表示方法において、前記入力画像を飽和させて正規化するための正規化値を前記入力画像から求める正規化値算出工程と、前記入力画像を前記正規化値により正規化する正規化工程と、前記正規化工程により正規化した画像を階調変換するとともに変換の前後での画像の明るさの比率を求める階調変換工程と、前記正規化工程と前記階調変換工程により画像の明るさが変化したことを相殺するように合成光量値を演算する光量演算工程と、前記合成光量値により表示するための光の明るさを変える光源調整工程と、透過率または反射率を変えることにより前記光源調整工程からの光を変調して前記階調変換工程で階調変換した画像を表示する光変調表示工程とを有することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１８】
前記正規化値算出工程は、前記入力画像を計数して度数分布を生成する計数工程と、前記度数分布を累積して飽和量を求める累積工程と、前記飽和量が許容範囲内に収まるような正規化値を決定する判定工程とにより構成されることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の画像表示方法。
【請求項１９】
前記計数工程で度数分布を生成するさいに、画像の位置により異なる値を加算することを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２０】
前記計数工程で度数分布を生成するさいに、周辺の画素との値の差により異なる値を加算することを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２１】
前記累積工程で前記度数分布を明るい方から１回累積することにより飽和画素数に相当する飽和量を求めることを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２２】
前記累積工程で前記度数分布を明るい方から２回累積することにより飽和の程度に相当する飽和量を求めることを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２３】
前記判定工程で前記飽和量と飽和許容量を比較して前記正規化値を決定することを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２４】
前記判定工程で前記飽和量と飽和許容量を比較して得られた値より前記飽和量が小さくなるように前記正規化値を大きくすることを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２５】
前記飽和許容量は固定値もしくは前記判定手段で比較する階調値により定められる値であることを特徴とする請求項２３または２４に記載の画像表示方法。
【請求項２６】
前記判定工程で、前記入力画像の最も明るい画素の値から求められる下限値もしくは前記飽和量が所定の値になる階調値から求められる下限値より正規化値が小さくならないように前記正規化値を決定することを特徴とする請求項１８に記載の画像表示方法。
【請求項２７】
前記光量演算工程で、前記正規化手段での画像の明るさの変化率と前記階調変換工程での画像の明るさの変化率から合成光量値を求めることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示方法。
【請求項２８】
前記光量演算工程で、前記正規化工程に入力される画像の明るさに対応する値と前記階調変換工程から出力される画像の明るさに対応する値とから合成光量値を求めることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器等に搭載される、画像を表示するための液晶表示装置などの画像表示装置およびこのような画像表示装置のための画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を変調して画像を表示する表示装置では、入力画像が暗い場合には、図２に示すように入力画像の一画面の最大値で正規化して画像データを明るくし、一画面の最大値に比例した光を出す光源と組み合わせることにより、表示画像の明るさを変えることなく光源の消費電力を節約する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技術は、画面全体の最大値による正規化を用いているため、表示画像をほとんど変えることがないが、１画素でも最大輝度に近い画素が存在すると明るくすることが出来ないため、通常のシーンでの節電効果は大きくない。したがって、消費電力よりも高画質を要求される大画面のテレビ受像機などを中心に用いられている。
【０００４】
一方、携帯機器の表示装置においては、画素数や表示画像サイズも実際の画像データやプリントなどの最終出力よりも小さい簡易的な中間出力表示的な意味合いが強いため、むしろ電池寿命との関係で、若干画質を落としても消費電力の小さい方が望まれる傾向がある。
【０００５】
このため、近年の携帯機器の表示装置においては、この技術を応用したものとして、単なる正規化のみでなく、ガンマ変換により画像を明るく変換すると同時に、光源を暗くすることにより、節電効果を大きくする方法が知られている。具体的には、画像全体の平均的な輝度が暗い場合ほどガンマ変換でより明るくして、変換の後の平均的な輝度値を狙いの輝度値に近づける方法である。この場合には、多くの画像において、ガンマ変換で画像を明るくすることが出来るため、効果的に低消費電力化することが出来る（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１−２３９５８９号公報
【特許文献２】特許第３４３０９９８号号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、入力画像の平均的な輝度によりガンマ変換する従来の方法では、光源の消費電力を効果的に下げることが出来るが、暗い入力画像をガンマ変換により明るくしてしまうために、コントラストが低下してしまう場合があると言う課題があった。あるいは、コントラストの低下を抑えながらガンマ変換すると、消費電力の削減量も大きくならないと言う課題があった。
【０００７】
携帯機器に搭載される表示装置では、画素数や大きさ等が最終出力より小さく簡易的な中間出力表示である場合が多い。むしろ、携帯機器の表示装置においては、低消費電力化の要求が強い。また、画像の中には照明機器や光沢のある被写体が含まれていることが多く、現実的な２５６階調程度のデジタル画像のダイナミックレンジを考えると、むしろ全く飽和のない画像の方が少ない。これらの事情を鑑みると、最終出力と中間出力の最適な飽和量が必ずしも同じであるとは限らない。
【０００８】
そこで、本発明では、正規化において若干の飽和を許容することにより、突出して明るい画素が若干ある場合でも、コントラストを大きく低下させずに、光源の消費電力を大幅に小さくすることにより、全体としてバランスの良い携帯機器用の画像表示装置及び方法を実現することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による画像表示装置は、入力画像を正規化する正規化手段と、前記入力画像を入力して前記正規化手段で正規化するための正規化値を算出する正規化値算出手段と、前記正規化値算出手段で求めた正規化値により明るさを変える光源調整手段と、前記光源調整手段からの光を変調することにより前記正規化手段で正規化した画像を表示する光変調表示手段と、全体を制御する制御手段とにより構成した。
【００１０】
同様に、本発明による画像表示方法は、入力画像を正規化する正規化工程と、前記入力画像を入力して前記正規化工程で正規化するための正規化値を算出する正規化値算出工程と、前記正規化値算出工程で求めた正規化値により明るさを変える光源調整工程と、前記光源調整工程からの光を変調することにより前記正規化工程で正規化した画像を表示する光変調表示工程と、全体を制御する制御工程とにより実現した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、入力画像を正規化するための正規化量として最適な値を用いるために、突出して明るい画素が若干ある入力画像の場合でも、コントラストを大きく低下させずに、光源の消費電力を大幅に小さくして全体としてバランスの良い画像表示装置及び方法を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【実施例１】
【００１３】
本発明の好適な実施例を、図１を基に説明する。
【００１４】
本発明による画像表示装置は、入力画像を正規化する正規化手段１と、前記入力画像を入力して前記正規化手段１で正規化するための正規化値を算出する正規化値算出手段２と、前記正規化値算出手段２で求めた正規化値により明るさを変える光源調整手段３と、前記光源調整手段３からの光を変調することにより前記正規化手段で正規化した画像を表示する光変調表示手段４と、全体を制御する制御手段５とにより構成した。
【００１５】
同様に、本発明による画像表示方法は、入力画像を正規化する正規化工程と、前記入力画像を入力して前記正規化工程で正規化するための正規化値を算出する正規化値算出工程と、前記正規化値算出工程で求めた正規化値により明るさを変える光源調整工程と、前記光源調整工程からの光を変調することにより前記正規化工程で正規化した画像を表示する光変調表示工程と、全体を制御する制御工程とにより実現した。
【００１６】
ここで、カラー入力画像Ｉは、写真画像などであり、通常は水平方向Ｘと垂直方向Ｙの２次元的に配列された画素の階調値Ｌ（Ｘ，Ｙ）により表される。階調値Ｌ（Ｘ，Ｙ）は輝度を表すデジタル値であり、その取り得る値の数は有限である。例えば、８ビットの場合には、０，１，２，・・・，２５５のような２５６個の値のいずれかである。
【００１７】
これより、本発明による画像表示装置を構成する各手段および工程について、詳細に説明する。
【００１８】
正規化値算出手段は、入力画像を入力して、画質と消費電力の全体のバランスから、正規化手段で正規化するための最適な正規化値を求める。ここで言う正規化値とは、入力画像の階調値の中で正規化により取り得る最も大きな値へとリニアに変換されるものである。つまり、正規化値より大きい入力画像の階調値は、飽和することになる。
【００１９】
このため、正規化値算出手段は、図４に示すように、計数手段２１と累積手段２２と判定手段２３とにより構成した。
【００２０】
入力画像Ｉは、計数手段２１に入力され、階調値Ｌ（Ｘ，Ｙ）ごとの画素数をカウントすることにより、階調値Ｌごとの度数分布Ｄ（Ｌ）を得る。具体的には、階調値Ｌの取り得る数と同じ数のメモリＤ（Ｌ）を用意して各階調値Ｌの度数Ｄを０に初期化し、階調値Ｌ（Ｘ，Ｙ）を水平方向Ｘと垂直方向Ｙに走査しながら、数１に示すように、メモリＤ（Ｌ（Ｘ，Ｙ））の値をインクリメントすることにより、度数分布Ｄ（Ｌ）を得るようにした。
（数１）  Ｄ（Ｌ（Ｘ，Ｙ））＝Ｄ（Ｌ（Ｘ，Ｙ））＋１
計数手段２１では、通常画像全体の領域についての度数分布Ｄ（Ｌ）を得るが、コントラストを最適化したい画像内の特定の領域のみについての度数分布Ｄ（Ｌ）を得るようにしても良い。また、領域によって重みを変えるために、通常インクリメントで１を加算する代わりに、重みの値を加算するなどしても良い。さらに、周辺画素との階調差やラプラシアンなどを演算して加算する値を変えることにより、画像の中で変化の大きい部分の重みを大きくするなどしても良い。
【００２１】
計数手段２１で得られた度数分布Ｄ（Ｌ）は、累積手段２２に入力される。累積手段２２では、度数分布Ｄ（Ｌ）を階調値Ｌごとに明るい方から累積して、以下のように累積度数分布Ｒ（Ｌ）またはＲ２（Ｌ）を求める。
【００２２】
例えば、階調値Ｌが８ビットの場合には、初期条件として累積度数分布Ｒ（２５５）を０として、階調値Ｌが２５４から順に、数２により度数分布Ｄ（Ｌ）を累積して、累積度数分布Ｒ（Ｌ）を得るようにした。ここで得られた累積度数分布Ｒ（Ｌ）は、階調値Ｌで入力画像を正規化した場合に飽和する画素数に対応する。
（数２）  Ｒ（Ｌ）＝Ｒ（Ｌ＋１）＋Ｄ（Ｌ＋１），但し、Ｒ（２５５）＝０
また、累積手段２２では、例えば数３に示すように、２５４から順に小さくなる方に更にもう一度累積して累積度数分布Ｒ２（Ｌ）を求めるようにしても良い。このようにして得られた累積度数分布Ｒ２（Ｌ）は、飽和する画素数を階調値Ｌで大きい方から累積した値で飽和の程度に対応する。
（数３）  Ｒ２（Ｌ）＝Ｒ２（Ｌ＋１）＋Ｒ（Ｌ），但し、Ｒ２（２５５）＝０
ここで、数２及び数３で度数分布Ｄ（Ｌ）を累積する場合の例を示したが、飽和の状態を示す飽和量を求められるような方法であれば、どのような方法でも良い。
【００２３】
累積手段２２で得られた飽和量としての累積度数分布Ｒ（Ｌ）またはＲ２（Ｌ）は、判定手段２３に入力される。判定手段２３では、例えば数４に示すように、飽和量としての累積度数分布Ｒ（Ｌ）またはＲ２（Ｌ）を予め定められた飽和許容量Ａと階調値Ｌを大きい方から順に比較し、飽和量としての累積度数分布Ｒ（Ｌ）またはＲ２（Ｌ）が飽和許容量Ａを超えない最小の階調値Ｌを正規化値Ｍとして求めるようにした。
（数４）  Ｍ＝Ｍｉｎ［Ｌ：｛（Ｒ（Ｌ）  ｏｒ  Ｒ２（Ｌ））＜Ａ｝
この際、累積度数分布Ｒ（Ｌ）またはＲ２（Ｌ）のどちらか一方のみを使用しても良いことは言うまでもない。
【００２４】
数４における飽和許容量Ａは、予め定められた一定の値を用いても良いが、階調値Ｌにより値が変わるようにしても良い。例えば飽和許容量Ａが階調値Ｌに比例するようにするなど、階調値Ｌが大きい場合には明るい画像を想定して飽和許容量Ａが自動的に大きくなるようにし、階調値Ｌが小さい場合には暗い画像を想定して飽和許容量Ａが自動的に小さくなるようにすることにより、画像の明るさによる最適な飽和許容量Ａで、正規化値Ｍを求めることが出来る。
【００２５】
さらに、判定手段２３では、例えば階調値Ｌが８ビットの場合の例を数５に示すように、数４で求めた正規化値の値を大きくなる方向に修正することによって、正規化手段１での飽和量を大幅に小さくする最適な正規化値を得ることが出来る。
（数５）  Ｍ＝２５５−０．８×（２５５−Ｍ）
以上に、計数手段２１と累積手段２２と判定手段２３において一通りの階調値Ｌについて個別に処理する場合の例を示したが、階調値Ｌの大きい方から、階調値Ｌごとに計数手段と累積手段と判定手段で一連の処理を行い、正規化値Ｍが求まった段階で正規化値算出手段２での処理を終了するようにしても良い。
【００２６】
例えば夜景の画像などのようにほんの一部の画素が突出して明るい場合には、正規化値Ｍは小さい値になって、夜景の中に含まれる輝きが損なわれてしまう。この課題を解決するために、画素の明るさの最大値から例えば３０％暗い階調値を正規化値の下限値としたり、累積度数分布がある値になった階調値から２０％暗い階調値を正規化値の下限値にしたりするなど、画像によって動的に正規化値の下限値を設定することが出来る。
【００２７】
また、正規化値の算出は、同様の方法で計数工程と累積工程と判定工程により正規化値算出工程で実現することも出来る。
【００２８】
正規化手段１は、正規化値算出手段２で求めた正規化値Ｍにより、入力画像Ｉの各画素の階調値Ｌ（Ｘ，Ｙ）を、画素ごとに正規化して正規化画像Ｆ（Ｘ，Ｙ）を得る。例えば８ビットの場合の例を、数６に示す。但し、正規化により２５５より大きくなった値は２５５にする。ここで、０．５を加えてｉｎｔで整数部を抽出しているのは、四捨五入して、デジタル値にするためである。
（数６）  Ｆ（Ｘ，Ｙ）＝ｉｎｔ｛Ｌ（Ｘ，Ｙ）×２５５÷Ｍ＋０．５｝
この正規化により、正規化値Ｍの値にほぼ反比例した明るい画像に変換される。
【００２９】
なお、正規化値算出手段２での算出には、通常１画面分の画像が必要であり、入力画像が１回しか入力されない場合には、正規化手段１で１画面分の画像を記憶しておいて、正規化値Ｍが算出された後に記憶しておいた画像を正規化すれば良い。また、同一の入力画像を２回入力することが出来る場合には、１回目の入力画像から正規化値算出手段２で正規化値Ｍを求めて、２回目の入力画像について正規化手段１で正規化すれば良い。さらに、連続的に入力される動画の場合には、前のフレームの入力画像から正規化値算出手段２で求めた正規化値Ｍにより、正規化手段１で正規化するようにしても良い。
【００３０】
また、正規化は、同様の方法により、正規化工程で実現することも出来る。
【００３１】
光源調整手段３は、表示するための光を発生し、発生した光を光変調表示手段４に照射する。光源調整手段３では、正規化手段１によって画像が明るく変換されたことに対応して、明るさを調整する。正規化画像は正規化手段１で正規化値Ｍにほぼ反比例して明るく変換されているため、光源調整手段３では正規化値Ｍに比例して明るさが変わるようにすればよいことになる。こうすることにより、見かけの明るさをほとんど変えることなく表示することが出来る。
【００３２】
また、表示するための光は、同様の方法で明るさを変えることにより、光源調整工程で実現することも出来る。
【００３３】
光変調表示手段３では、正規化手段１からの正規化画像Ｆ（Ｘ，Ｙ）に対応して透過率または反射率を変えることにより、光源調整手段３からの光を変調して画像を表示する。本実施例では、液晶を用いて光を変調して画像を表示する例を示したが、この限りではない。
【００３４】
また、光変調表示は、同様の方法で表示する光変調表示工程で実現することも出来る。
【００３５】
制御手段５は、画像表示装置全体のステータス及びシーケンスなどを管理する。
【００３６】
同様に、制御工程では、画像表示方法全体のステータスおよびシーケンスなどを管理する。
【００３７】
以上に示したように、本実施例では、正規化値算出手段で画質と消費電力のバランスから最適な正規化を行うための正規化値を求めて、正規化手段で正規化して正規化値にほぼ反比例して画像を明るくするとともに、光源調整手段で正規化値にほぼ比例した光量に調整することが出来るため、見かけの表示画像の明るさをほとんど変えることなく、光源の消費電力を削減することを可能にした。つまり、入力画像の被写体の中に照明や光沢など一部に突出して明るい画素が僅かに含まれている場合には、その部分を飽和させることにより、飽和による若干の画質の劣化で、大幅に光源の消費電力を削減することが出来る。
【００３８】
また、以上にモノクロ画像を表示する画像表示装置の場合の例を示したが、カラー画像の場合にも、例えば構成する色成分のすべてから計数手段で度数分布を作るようにしたりモノクロ画像に変換したりしてから度数分布を作るようにすれば、その他の構成手段では、モノクロ画像の場合と同様の方法を用いることにより、表示画像の明るさや画質を大きく変えることなく、消費電力を大幅に削減することが出来る。
【００３９】
以上に光源調整手段３において正規化値にほぼ比例するように明るさを変えた場合の例を示したが、この例では表示画像の飽和していない部分の明るさが変わらないようにしているため、飽和した部分が暗くなることにより画面全体の明るさも若干暗くなる傾向がある。飽和した部分も含めて画面全体の明るさがほとんど変わらないようにするためには、例えば図５に示すように、光量演算手段７に入力画像と正規化手段１の出力画像を入力し、光量演算手段７で正規化手段１の前後の画像の明るさの平均値を求めて、正規化手段１で画像が明るくなった比率に反比例した光量値を光源調整手段３に出力することにより、より正確に見かけの明るさを変えることなく表示することが出来る。また、明るさの平均値が変化する比率を求める際に、例えば正規化値算出手段２の計数手段２１で求めた度数分布から正規化した後の度数分布を推測して両方の度数分布から求めるなど、明るさの変化の比率を求めることの出来る手段ならどのような手段を用いても良い。
【００４０】
また、飽和によって暗くなる程度は、正規化値算出手段２の判定手段２３で用いる飽和許容量に対応するため、この値により光源調整手段の出す光の明るさを微調整するようにしても良い。
【実施例２】
【００４１】
実施例１においては、最適な正規化値による正規化で画像を明るくしたことに対応して、光源の低消費電力化を図る装置およびその方法について示した。次に示す実施例２では、実施例１に示した装置及びその方法と従来から知られている階調変換を用いた光源の低消費電力化とを組み合わせて、双方の持つ課題を相互補完的に補うことにより、画質の劣化を最小限に抑えて更なる低消費電力化を可能にした。
【００４２】
このため、実施例２の画像表示装置は、図３に示すように、実施例１の画像表示装置に階調変換手段６と光量演算手段７とを付加する構成とした。
【００４３】
同様に、実施例２の画像表示方法は、実施例１の画像表示方法に階調変換工程と光量演算工程とを付加して実現した。
【００４４】
これより、実施例２で付加された各手段および工程について、詳細に説明する。その他の手段及び工程は、実施例１とほぼ同様である。
【００４５】
階調変換手段６は、正規化手段１で正規化した画像をガンマ変換等の階調変換により明るい画像に変換して、光変調表示手段４に出力する。
【００４６】
ここでの階調変換特性は、消費電力の低減の度合いに応じた定数値のガンマ変換を用いたり、画像全体の平均値が予め設定された狙い値に近づくようなガンマ値のガンマ変換を用いたりするなど、見栄えを大きく変えずに画像を明るくする階調変換であれば、どのようなものを用いても良い。
【００４７】
また、階調変換手段６では、階調変換の前後で画像が明るくなった比率Ｒを、例えば数７などにより演算して光量演算手段に出力するようにした。
（数７）Ｒ＝（変換後の画像の平均的な明るさ）÷（変換前の画像の平均的な明るさ）
この比率は、画像の明るさのヒストグラムと階調変換の特性から容易に求めることが出来るが、画面全体の平均的な明るさから求めるなどどのような方法で求めても良い。
【００４８】
正規化手段１と同様に、階調変換手段６で階調変換特性や明るさの比率Ｒを求めるために１画面分の記憶が必要な場合は、正規化手段１で記憶された画像を兼用しても良い。但し、この場合には、正規化手段１で用いる正規化値に対応して、階調変換特性や明るさの比率Ｒを求めるようにした方が良い。
【００４９】
なお、階調変換は、同様の方法により、階調変換工程で実現することも出来る。
【００５０】
光量演算手段７は、正規化値算出手段２で求めた正規化値Ｍと階調変換手段６で求めた明るさの比率Ｒとから、例えば数８により、合成光量値を求める。
（数８）  （合成光量値）＝Ｍ÷Ｒ
ここでは、合成光量値を割り算により求める例を示したが、階調変換手段６からの明るさの比率Ｒがその逆数に対応する場合には、掛け算により求められることは言うまでもない。
【００５１】
なお、光量演算は、同様の方法で演算する光量演算工程で実現することも出来る。
【００５２】
以上に示したように、実施例２の画像表示装置では、正規化値算出手段２で画質と消費電力のバランスから最適な正規化を行うための正規化値を求めて、正規化手段１で正規化して正規化値にほぼ反比例して画像を明るくするとともに、更に階調変換手段６で階調変換により画像を明るくし、光量演算手段７で正規化値と階調変換手段６での変換の前後における明るさの比から合成光量値を求め、光源調整手段３での光量を合成光量値にほぼ比例するように調整して、階調変換手段６で明るくした画像により光源調整手段３からの光を変調して光変調表示手段４で画像を表示するようにした。
【００５３】
このため、本実施例２では、正規化による画像の飽和と階調変換によるコントラストの低下の両方を許容できる範囲に留めながら、正規化と階調変換で画像が明るく変換される程度の積に比例して低消費電力化が図れるため、見かけの表示画像の明るさと画質を大きく変えることなく、光源の消費電力を大幅に削減することが出来る。
【００５４】
実施例１の場合と同様に、飽和した部分も含めて画面全体の明るさがほとんど変わらないようにするためには、図６に示すように、光量演算手段３では、正規化手段１の入力画像の明るさと階調変換手段６の出力画像の明るさとから、正規化手段１と階調変換手段６で画像が明るくなった比率に反比例した値を光源調整手段に出力することにより、より正確に見かけの明るさを変えることなく表示することが出来る。この場合にも、実施例1の場合と同様に度数分布の変化から明るさの変化の比率を求めるなど、明るさの変化の比率を求めることの出来る手段ならどのような手段を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る画像表示装置の第１の実施例を示すブロック図
【図２】従来の画像表示装置のブロック図
【図３】本発明に係る画像表示装置の第２の実施例を示すブロック図
【図４】正規化値算出手段の構成を示すブロック図
【図５】本発明に係る画像表示装置の第１の実施例を示すブロック図
【図６】本発明に係る画像表示装置の第２の実施例を示すブロック図
【符号の説明】
【００５６】
１    正規化手段
２    正規化値算出手段
３    光源調整手段
４    光変調表示手段
５    制御手段
６    階調変換手段
７    光量演算手段
２１  計数手段
２２  累積手段
２３  判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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