(57)【要約】【課題】パラメータに主観的感覚を反映させた階調特性テーブルを生成する。【解決手段】ＣＰＵは、画像の明るさを調整する明るさパラメータγを計算する（ステップＳ５）。次に、ＣＰＵは、画像のメリハリを調整するメリハリパラメータＩを入力する（ステップＳ６）。この後、ＣＰＵは、各補正ポイントにおける出力輝度ｙ１、ｙ２、ｙ３を算出する（ステップＳ７）。最後に、ＣＰＵは、各補正ポイントに基づいて、その他の点を補間によって求め、階調特性を記憶した階調特性テーブルを生成する。【選択図】　　　図２
2004134853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の階調特定の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成方法であって、
複数の入力データ値を設定するとともに、画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する第１ステップと、設定された各入力データ値に、前記第１パラメータと前記第２パラメータとを含む演算を施して各出力データ値を生成し、設定された入力データ値と生成された出力データ値の各組を各補正ポイントとして生成する第２ステップと、前記各補正ポイントに補間処理を施して、他の入力データ値と出力データ値との組を生成する第３ステップと
を備えたことを特徴とする階調特性テーブルの生成方法。
【請求項２】
前記第１ステップにおいて、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３となる３個の前記入力データ値を設定し、
前記第２ステップにおいて、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３に対応する各出力データ値をＹ１、Ｙ２、及びＹ３としたとき、前記演算は、指数演算によってＸ１、Ｘ２、及びＸ３からＹ１、Ｙ２、及びＹ３を生成するものであり、
Ｙ１を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなるように設定されており、
Ｙ２を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータであり、
Ｙ３を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなり、前記第２パラメータが大きくなると前記指数部の値が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項３】
前記第１パラメータをγ、前記第２パラメータをＩとし、ａｓ、ｂｓ、ｃｓ、及びｄｓを定数とし、前記Ｙ１を生成する指数演算の指数部をＫ１、前記Ｙ２を生成する指数演算の指数部をＫ２、前記Ｙ３を生成する指数演算の指数部をＫ３としたとき、
Ｋ１＝（１＋ａｓ・Ｉ）γ＋ｂｓ
Ｋ２＝γ
Ｋ３＝（１＋ｃｓ・Ｉ）γ＋ｄｓ
であり、かつ、ａｓ＞０、ｂｓ＞０、ｃｓ＜０、ｄｓ＜０
であることを特徴とする請求項２に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項４】
ａｓの絶対値はｃｓの絶対値より小さいことを特徴とする請求項３に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項５】
前記第１ステップにおいて、前記第１パラメータは、対象となる入力画像データの平均値を考慮して設定することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項６】
前記第１ステップにおいて、
対象となる入力画像データの平均値を算出し、
前記平均値を予め定めたれた規則に従って変換後平均値に変換し、
前記平均値を底とした前記変換後平均値の対数処理として前記第１パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項７】
前記第１ステップにおいて、前記第２パラメータは、対象となる入力画像データの度数分布を考慮して設定することを特徴とする請求項１乃至６に記載の階調特性テーブルの生成方法。
【請求項８】
画像の階調特性の設定に用いられて入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成装置であって、
前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段と、
画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する手段と、
前記第１パラメータと前記第２パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段と、
前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段と
を備えたことを特徴とする階調特性テーブルの生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の階調特性テーブルの生成装置と、
駆動信号によって画像を表示する表示部と、
前記駆動信号と前記階調特性テーブルに記憶されている前記出力データの関係を予め記憶する記憶部と、
前記階調特性テーブルと前記記憶部の記憶内容を参照して、前記入力データと前記駆動信号の関係を指定する駆動テーブルを生成する駆動テーブル生成部と、前記駆動テーブルを参照して、入力画像データから前記駆動信号を生成する駆動部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の階調特性テーブルの生成装置と、
駆動信号によって画像を表示する表示部と、
前記階調特性テーブルに基づいて変換テーブルを生成する変換テーブル生成部と、
前記変換テーブルを参照して、入力画像データを出力画像データに変換する変換部と、
前記出力画像データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
画像の階調特性の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルをコンピュータによって生成する生成プログラムであって、
コンピュータを、
前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段、
画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する手段、
前記第１パラメータと前記第２パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段、
前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段
として機能させる階調特性テーブルの生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の階調特性の設定に用いる階調特性テーブルの生成方法、その生成プログラム、その生成装置、及びこれを用いた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置は、人の視覚特性にディスプレイの表示特性を合わせるために各種の補正を施している。このため、画像をシグモイド関数を用いて変換する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
【非特許文献１】
“デジタルカメラシステムにおけるシグモイド関数を用いた階調変換，”日本画像学会誌　第４１巻　第１号　ｐｐ．３−１０，２００２．
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、表示画像は人の感覚によって評価されるものであるから、補正のパラメータとして主観的なものを用いることが望ましい。しかしながら、従来の技術では、パラメータに主観的感覚が十分を反映させていないので、所望の画像を得るために制御が複雑となるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、パラメータに主観的感覚を反映させた階調特性テーブルの生成方法、その生成プログラム、その生成装置、及びこれを用いた画像表示装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するために手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る階調特性テーブルの生成方法は、画像の階調特定の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルを生成する方法であって、複数の入力データ値を設定するとともに、画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する第１ステップと、設定された各入力データ値に、前記第１パラメータと前記第２パラメータとを含む演算を施して各出力データ値を生成し、設定された入力データ値と生成された出力データ値の各組を各補正ポイントとして生成する第２ステップと、前記各補正ポイントに補間処理を施して、他の入力データ値と出力データ値との組を生成する第３ステップとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
なお、第１ステップにおいて、複数の入力データ値を設定した後、第１パラメータ及び第２パラメータを設定してもよいし、複数の入力データ値を設定した後、第１パラメータ及び第２パラメータを設定した後、複数の入力データ値を設定してもよい。
【０００８】
ここで、前記第１ステップにおいて、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３となる３個の前記入力データ値を設定し、前記第２ステップにおいて、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３に対応する各出力データ値をＹ１、Ｙ２、及びＹ３としたとき、前記演算は、指数演算によってＸ１、Ｘ２、及びＸ３からＹ１、Ｙ２、及びＹ３を生成するものであり、Ｙ１を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータ又は前記第２パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなるように設定されており、Ｙ２を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータであり、Ｙ３を生成する指数演算の指数部は、前記第１パラメータが大きくなると前記指数部の値が大きくなり、前記第２パラメータが大きくなると前記指数部の値が小さくなるように設定されていることが好ましい。なお、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３に正規化処理を施した後に、指数演算を実行してもよい。
【０００９】
より具体的には、前記第１パラメータをγ、前記第２パラメータをＩとし、ａｓ、ｂｓ、ｃｓ、及びｄｓを定数とし、前記Ｙ１を生成する指数演算の指数部をＫ１、前記Ｙ２を生成する指数演算の指数部をＫ２、前記Ｙ３を生成する指数演算の指数部をＫ３としたとき、Ｋ１＝（１＋ａｓ・Ｉ）γ＋ｂｓ、Ｋ２＝γ、Ｋ３＝（１＋ｃｓ・Ｉ）γ＋ｄｓであり、かつ、ａｓ＞０、ｂｓ＞０、ｃｓ＜０、ｄｓ＜０であることが好ましい。
【００１０】
さらに、ａｓの絶対値はｃｓの絶対値より小さいことが好ましい。
【００１１】
また、前記第１ステップにおいて、前記第１パラメータは、対象となる入力画像データの平均値を考慮して設定することが好ましい。より具体的には、前記第１ステップにおいて、対象となる入力画像データの平均値を算出し、前記平均値を予め定めたれた規則に従って変換後平均値に変換し、前記平均値を底とした前記変換後平均値の対数処理として前記第１パラメータを設定することが好ましい。
【００１２】
くわえて、前記第２ステップにおいて、前記Ｙ２を指数演算により算出する替わりに、前記Ｙ２を前記変換後平均値とすることが好ましい。この場合には、前記Ｙ２を算出する処理を省略することができる。
【００１３】
また、前記第１ステップにおいて、前記第２パラメータは、対象となる入力画像データの度数分布を考慮して設定することが好ましい。画像のメリハリは、階調がどのように分布しているかに関係するからである。
【００１４】
次に、本発明に係る階調特性テーブルの生成装置は、画像の階調特性の設定に用いられて入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルの生成装置であって、前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段と、画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する手段と、前記第１パラメータと前記第２パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段と、前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段とを備えたことを特徴とする。この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る画像表示装置は、上述した階調特性テーブルの生成装置と、駆動信号によって画像を表示する表示部と、前記駆動信号と前記階調特性テーブルに記憶されている前記出力データの関係を予め記憶する記憶部と、前記階調特性テーブルと前記記憶部の記憶内容を参照して、前記入力データと前記駆動信号の関係を指定する駆動テーブルを生成する駆動テーブル生成部と、前記駆動テーブルを参照して、入力画像データから前記駆動信号を生成する駆動部とを備えることを特徴とする。この発明によれば、上述した階調特性テーブルを用いるので、見栄えのする画像を表示部に表示させることが可能となる。
【００１６】
この場合には、例えば、駆動テーブルは、パルス幅を指定するパルスと入力画像データとの関係を記憶したものであり、駆動部は、入力画像データに対応するパルスを読み出して、読み出したパルスに基づいてパルス幅変調された駆動信号を出力するものであってもよい。
【００１７】
また、画像表示装置は、階調特性テーブルの生成装置と、駆動信号によって画像を表示する表示部と、前記階調特性テーブルに基づいて変換テーブルを生成する変換テーブル生成部と、前記変換テーブルを参照して、入力画像データを出力画像データに変換する変換部と、前記出力画像データに基づいて前記駆動信号を
生成する駆動部とを備えるものであってもよい。
【００１８】
次に、本発明に係る生成プログラムは、画像の階調特性の設定に用いられ、入力データ値と出力データ値とを対応付けて記憶した階調特性テーブルをコンピュータによって生成するものであって、コンピュータを、前記階調特性テーブルにおける複数の入力データ値を選択する手段、画像の明るさを調整する第１パラメータと画像のメリハリを調整する第２パラメータとを設定する手段、前記第１パラメータと前記第２パラメータとを用いて前記選択した複数の入力データ値に対応する出力データ値を計算する手段、前記選択した複数の入力データ値と前記対応する出力データ値の各組を補正ポイントとし、前記補正ポイントに補間処理を施して他の入力データ値と出力データ値との組を生成する手段として機能させる。この発明によれば、画像の明るさ及び画像のメリハリといった人間の感覚をパラメータとして採用するので、階調特性テーブルに制御時の意図を的確に反映させることが可能となる。換言すれば、主観的感覚をパラメータとするので、簡単な制御によって、入力画像を見栄えがする画像に変換することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１に、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００のブロック図を示す。この画像表示装置１００は、画像データ解析部１０、階調特性設定部２０、パルス選択部３０、ＰＷＭ回路４０、及び表示パネル５０を備える。これらの構成のうち、画像データ解析部１０、階調特性設定部２０、パルス選択部３０及びＰＷＭ回路４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭによって構成される。
【００２０】
表示パネル５０は、例えば、半透過反射型のパネルであって、外光の光量が大きい場合には画像表示に反射光を用いる一方、外光の光量が小さい場合には画像表示にバックライトからの透過光を用いる。また、表示パネル５０は、電気光学物質として液晶を用い、複数のデータ線（セグメント電極）が列方向に延在して形成される一方、複数の走査線（コモン電極）が行方向に延在して形成されるとともに、データ線と走査線との各交差に対応して画素が形成されている。各画素は、液晶層と、スイッチング素子の一例であるＴＦＤ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）とを含む。
【００２１】
さらに、表示パネル５０の各データ線は、ＰＷＭ回路４０から出力される駆動信号Ｖによって駆動される。駆動信号Ｖは、パルス幅変調された信号であって、そのパルス幅は、ＧＣＰと呼ばれるパルスによって指定される。各画素の輝度は液晶に印加される電圧の実効値によって定まることから、駆動信号Ｖのパルス幅のきざみが表示パネル５０の出力輝度のきざみに対応する。この例の表示パネル５０は、６４階調を表示する。従って、駆動信号Ｖのパルス幅は、６４個のパルスの中から入力画像データＤｉｎの基づいて選択された選択パルスによって特定される。
【００２２】
画像データ解析部１０は、入力画像データＤｉｎの特徴を抽出した画像特性を示す解析情報１０ａを生成する。解析情報１０ａは、１フレームの画像の平均値Ｐｉｎを含む。より具体的には、画像データ解析部１０は、ＣＰＵ及びＲＡＭによって構成され、ＣＰＵがＲＡＭに１フレームの入力画像データＤｉｎを記憶し、各ドットのデータ値を累算し、累算結果をドット数で割り算することによって平均値Ｐｉｎを算出する。
【００２３】
階調特性設定部２０は、解析情報１０ａに基づいて、入力画像データＤｉｎと表示パネル５０の出力輝度と入力画像データＤｉｎとの関係を定める階調特性を設定する。より具体的には、階調特性設定部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭによって構成される。ＲＯＭには、輝度変換テーブルＴＢＬ１及び基準階調特性データＤｒｅｆが記憶されている。輝度変換テーブルＴＢＬ１は平均輝度を変換するために用いられる。基準階調特性データＤｒｅｆは、標準的な画像を示す入力画像データＤｉｎと表示パネル５０の出力輝度との関係を示す。
【００２４】
図２は、階調特性設定部２０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵは、基準階調特性データＤｒｅｆを参照して、平均値Ｐｉｎに対応する出力輝度を算出する（ステップＳ１）。以下の説明では、算出された表示パネル５０の出力輝度を入力平均輝度Ｐａｖｅと称する。例えば、基準階調特性データＤｒｅｆの示す基準階調特性Ｑｒｅｆが図３に示す点線であれば、平均値Ｐｉｎと入力平均輝度Ｐａｖｅは、同図に示す関係にある。
【００２５】
次に、ＣＰＵは、輝度変換テーブルＴＢＬ１を参照して入力平均輝度Ｐａｖｅを変換する（ステップＳ２）。以下の説明では、変換後の輝度を出力平均輝度Ｐａｖｅ’と称する。図４に輝度変換テーブルＴＢＬ１の変換特性の一例を実線で示す。なお、参考のために輝度を変換しない場合の特性を点線で示す。この例では、入力平均輝度Ｐａｖｅと出力平均輝度Ｐａｖｅ’は同図に示す関係にある。輝度変換テーブルＴＢＬ１の変換特性としては、例えば、点（０．５、０．５）を通過するとともに、その傾きが１より小さくなるように設定してもよい。この場合には、入力平均輝度Ｐａｖｅが０．５より低ければ、出力平均輝度Ｐａｖｅ’は入力平均輝度Ｐａｖｅと比較して高くなり、平均輝度が０．５より高ければ、出力平均輝度Ｐａｖｅ’は入力平均輝度Ｐａｖｅと比較して低くなる。
【００２６】
この後、ＣＰＵは、補正ポイントを設定する（ステップＳ３）。この例では、３個の補正ポイントを設定する。例えば、階調特性が図５に示すものであるとすれば、補正ポイントはＰ１〜Ｐ３となる。但し、ステップＳ３においては、入力データＡ、Ｂ、Ｃを設定するだけで、これらに対応する出力輝度ｙ１、ｙ２、ｙ３は、次のステップＳ４で算出される。
【００２７】
ステップＳ４では、ＣＰＵは、予め定められた規則に従って、補正ポイントを通過する階調特性を設定する。図６は、階調特性の設定処理におけるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵは、画像の明るさを調整する明るさパラメータγを計算する（ステップＳ５）。この計算は以下に示す数式１及び数式２で与えられる。
Ｐａｖｅ’＝（Ｐｉｎ／２５５）＾γ…数式１
γ＝ｌｏｇ（Ｐｉｎ／２５５）Ｐａｖｅ’…数式２
【００２８】
次に、ＣＰＵは、画像のメリハリを調整するメリハリパラメータＩを入力する（ステップＳ６）。この例では、メリハリパラメータＩは予め定められているものとする。この後、ＣＰＵは、各補正ポイントＰ１〜Ｐ３における出力輝度ｙ１、ｙ２、ｙ３を以下の数式３〜５に従って計算する（ステップＳ７）。なお、ｙ２はＰａｖｅ’としてすでに決定済みであるから計算を省略することができる。
ｙ１＝（Ａ／２５５）＾｛（１＋ａｓＩ）・γ＋ｂｓ｝…数式３
ｙ２＝（Ｂ／２５５）＾γ…数式４
ｙ３＝（Ｃ／２５５）＾｛（１＋ｃｓＩ）・γ＋ｄｓ｝…数式５
但し、ａｓ、ｂｓ、ｃｓ、及びｄｓは変数であり、ａｓ＞０、ｂｓ≧０、０＞ｃｓ、０≧ｄｓである。ここで、好ましくは、ａｓ＝０．６、ｂｓ＝０、ｃｓ＝−０．８、ｄｓ＝−０．２、Ａ＝６４、Ｂ＝Ｐｉｎ、Ｃ＝１９２とする。
【００２９】
この後、ＣＰＵは、各補正ポイントＰ１〜Ｐ３に基づいて、その他の点を補間によって求め、階調特性を記憶した階調特性テーブルＴＢＬ２を生成する（ステップＳ８）。なお、補間処理には、線形補間やスプライン補間等を用いることができる。
【００３０】
上記の数式を用いた理由について説明する。まず、γは、テレビジョンシステムなどで通常用いるγ特性の数値と類似するものである。γは、ｙ１、ｙ２、ｙ３の指数部にかかるため、γを制御することによって明暗の制御を行うことができる。具体的には、（Ａ／２５５）、（Ｂ／２５５）、（Ｃ／２５５）は、入力データを０〜１に正規化したものであるため、γが大きいときにはｙ１、ｙ２、ｙ３が小さくなり暗い階調特性になる。一方、γが小さいときにはｙ１、ｙ２、ｙ３が大きくなり明るい階調特性になる。
【００３１】
図７にＩを固定してγを振った階調特性の例を示す。これらの階調特性は、Ｂ＝１２８、他の変数は、上述した例と同じであり、γを０．８、１．０、１．２、１．４、１．７に振ってある。この図から、γを小さくする程、階調特性が出力輝度の大きくなる方向にシフトすることが分かる。
【００３２】
メリハリパラメータＩはｙ１、ｙ３の指数部の値を増減させるように作用する。なお、ｙ２はメリハリパラメータＩに無関係である。ここで、ｙ１ではａｓが正であるため、Ｉを増加させることによって、ｙ１の指数部が増加する。指数部が増加することによって、ｙ１の値は小さくなり、暗部を強調させる。一方、ｙ３ではｃｓが負であるため、Ｉを増加させることによって、ｙ３の指数部が減少する。指数部が減少することによって、ｙ３の値は大きくなり、明部を強調させる。
【００３３】
図８にγを固定してＩを振った階調特性の例を示す。これらの階調特性は、Ｂ＝１２８、他の変数は、上述した例と同じであり、Ｉを０．１、０．３、０．５、０．７、０．９に振ってある。この図から、Ｉが大きくなると、階調特性の傾きが大きくなり、メリハリの効いた画像とすることができる。
【００３４】
ａｓ、ｂｓ、ｃｓ、ｄｓの値は、ここでは一例を示したが、ｃｓ、ｄｓの絶対値はａｓ、ｂｓの絶対値よりも大きくすることが好ましい。これは、ｃｓ、ｄｓはｙ３の変化具合を決めるが、同じＩでもｙ３のほうをｙ１よりも大きく変化させるためである。ｙ３を大きく変化させるのは、人間の感覚上、同じ変化量を知覚させるには、暗部より明部の方をより大きく変化させることが必要だからである。
【００３５】
γを制御することによって明暗の制御ができ、Ｉを制御することによってメリハリの制御ができる。従来のこのような制御においては、“明るさ”や“メリハリ”という主観的感覚に基づく制御が行えなかったことから、本実施形態の方法は主観的感覚に基づく制御方法として実用上有効である。
【００３６】
図３から明らかなように、入力画像データＤｉｎの平均値が低い場合には、補正ポイントＰ２が高い位置に設定されて、階調特性Ｑ１が基準階調特性Ｑｒｅｆと比較して高くなる。この結果、画像を明るくするように補正がなされる。図９に補正例を示す。図９に示す点線は、ある入力画像データに対して、図３に示す基準階調特性Ｑｒｅｆを適用した場合の度数分布を示したものであり、同図に示す実線は階調特性Ｑ１を適用した場合の度数分布を示したものである。同図から、輝度の低い部分の度数が少なくなり、画像全体として見て明るい方向にシフトすることが確認できる。
【００３７】
説明を図１に戻す。パルス選択部３０は、ＰＷＭ回路４０で使用する選択テーブルＴＢＬ４を生成する機能を有し、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲ０Ｍから構成される。ＲＯＭには、パルス幅−階調テーブルＴＢＬ３が記憶されている。パルス幅−階調テーブルＴＢＬ３は、表示パネル５０の出力輝度とパルス幅との関係を定める駆動特性が予め記憶されている。
【００３８】
図１０は、パルス選択部３０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵは、階調特性を示す階調特性テーブルＴＢＬ２と駆動特性を示すパルス幅−階調テーブルＴＢＬ３とを取得する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。この後、ＣＰＵは、階調特性においてパルス幅を設定したい入力画像データＤｉｎを選び、対応する出力輝度を求める（ステップＳ１２）。例えば、階調特性が図１１に示すものであり、入力画像データＤｉｎの値が「６４」であるとすれば、対応する出力輝度はＬ１となる。
【００３９】
次に、ＣＰＵは、パルス幅−階調テーブルＴＢＬ３を参照して、ステップＳ１２で取得した出力輝度と最も近い出力輝度に対応するパルス幅を特定し、パルス幅と入力画像データＤｉｎの値を対応付けてＲＡＭに記憶する（ステップＳ１３）。例えばパルス幅−階調テーブルＴＢＬ３の示す駆動特性が図１２に示すものであり、出力輝度Ｌ１に最も近い出力輝度がＬ１’であるとすれば、パルス幅の値は「２８０」となる。この場合には、入力画像データＤｉｎの値「６４」とパルス幅の値「２８０」とが関連付けられる。
【００４０】
この後、ＣＰＵは、表示パネル５０のドライバで設定可能な個数（例えば、６４個）だけ、ステップＳ１２及Ｓ１３の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ１４）、総ての関連付けが終了するまでパルス幅の選択処理を繰り返す。そして、総ての関連付けが終了すると、ＣＰＵは、関連付けた入力画像データＤｉｎとパルス幅とを選択テーブルＴＢＬ４としてＲＡＭに記憶する（ステップＳ１５）。
【００４１】
このようにパルス選択部３０は、出力輝度をキーとして、出力輝度と入力画像データＤｉｎとの関係を定める階調特性と、出力輝度とパルス幅との関係を定める駆動特性とを対応付ける。そして、ＰＷＭ回路４０は、選択テーブルＴＢＬ４を参照して、入力画像データＤｉｎの値に対応したパルス幅を有する駆動信号Ｖを生成する。この結果、表示パネル５０には、見栄えのする画像が表示される。
【００４２】
＜２．第２実施形態＞
次に、図１３に第２実施形態に係る画像表示装置２００のブロック図を示す。画像表示装置２００は、パルス選択部３０の替わりに変換テーブル生成部６０を用いる点、データ変換部７０を用いる点、並びに、ＰＷＭ回路４０の備える選択テーブルＴＢＬ４が固定である点を除いて、図１に示す第１実施形態の画像表示装置１００と同様に構成されている。
【００４３】
変換テーブル生成部６０は、入力画像データＤｉｎを出力画像データＤｏｕｔに変換するために用いる階調変換テーブルＴＢＬ６を生成する機能を有し、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭから構成される。ＲＯＭには、表示特性テーブルＴＢＬ５が記憶されている。第１実施形態では選択テーブルＴＢＬ４の記憶内容が変更されたが、第２実施形態の選択テーブルＴＢＬ４の記憶内容は固定である。そして、表示特性テーブルＴＢＬ５は、そのような選択テーブルＴＢＬ４を使用して画像を表示した場合の表示特性を記憶している。
【００４４】
図１４は、変換テーブル生成部６０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵは、階調特性を示す階調特性テーブルＴＢＬ２と表示特性を示す表示特性テーブルＴＢＬ５とを取得する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。次に、ＣＰＵは、階調特性においてテーブル値を設定したい入力画像データＤｉｎを選び、対応する出力輝度を求める（ステップＳ２２）。例えば、階調特性テーブルＴＢＬ２の示す階調特性が図１１に示すものであり、入力画像データＤｉｎの値が「６４」であるとすれば、対応する出力輝度はＬ１となる。
【００４５】
次に、ＣＰＵは、表示特性テーブルＴＢＬ５を参照して、ステップＳ２２で取得した出力輝度と最も近い出力輝度に対応する入力画像データＤｉｎの値を特定し、これを出力画像データＤｏｕｔの値として、ステップＳ２２の入力画像データＤｉｎの値と出力画像データＤｏｕｔの値とを対応付けてＲＡＭに記憶する（ステップＳ２３）。例えば、表示特性テーブルＴＢＬ５の示す表示特性が図１５に示すものであり、出力輝度Ｌ１に最も近い出力輝度がＬ１’であるとすれば、出力画像データＤｏｕｔの値「９２」となる。この場合には、入力画像データＤｉｎの値「６４」と出力画像データＤｏｕｔの値「９２」とが関連付けられる。
【００４６】
この後、ＣＰＵは、階調特性の示す総ての入力画像データＤｉｎの値について、ステップＳ２２及Ｓ２３の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ２４）、総ての関連付けが終了するまで変換処理を繰り返す。そして、総ての関連付けが終了すると、ＣＰＵは、関連付けた入力画像データＤｉｎと出力画像データＤｏｕｔとを階調変換テーブルＴＢＬ６としてＲＡＭに記憶する（ステップＳ２５）。この場合、ステップＳ２２で選択した入力画像データＤｉｎが階調変換テーブルＴＢＬ６のアドレス、ステップＳ２３で選択した出力画像データＤｏｕｔが階調変換テーブルＴＢＬ６のデータとなる。すなわち、設定された階調特性に基づいて入力画像データＤｉｎ→出力輝度の変換を行い、さらに設定された表示特性に基づいて出力輝度→出力画像データＤｏｕｔの変換を行っている。
【００４７】
図１６に、階調変換テーブルＴＢＬ６の記憶内容の一例を示す。階調特性のデータ（横軸）は、一旦、図１６のテーブルによる変換が行われているから、データ変換部７０が階調変換テーブルＴＢＬ６を用いて階調変換を施すことによって、当初設定したとおりの階調特性として表示することが可能となる。
【００４８】
以上、説明したように本実施形態においては、明るさ及びメリハリといった複数のパラメータによって、入力画像データＤｉｎと駆動信号Ｖとの関係を表示画像が見易くなるように調整できる。また、第２実施形態は、表示特性テーブルＴＢＬ５を用いるが、そのデータ量はパルス幅−階調テーブルＴＢＬ３より少なくて済むといった利点がある。具体的には、第１実施形態では、パルス幅−階調テーブルＴＢＬ３としてドライバが出力できるパルスすべてのデータ（例えば４００個）を記憶しておく必要があるが、第２実施形態では、画像の階調数（例えば２５６個、６４個）だけを記憶しておけばよい。
【００４９】
上記の観点からみれば、記憶容量をできるだけ削減したいシステムにおいても、第２実施形態に係る画像表示装置２００は、階調設定の手順、およびそれを行う回路を簡素化させることができる。その結果、ソフトウェア規模や回路規模（回路面積）が小さくなる効果、および消費電力が低減できる効果を奏する。
【００５０】
さらに、ＬＣＤドライバによっては、電源投入時のみ（あるいはリセット時のみ）パルス幅を選択・設定するシステムを採用している場合がある。この場合に第１実施形態の構成を用いることは実用的でないが、第２実施形態の構成を用いることによって、このようなシステムでも、先に示した作用と効果を奏する。
【００５１】
＜３．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
（１）上述した各実施形態においてメリハリパラメータＩはあらかじめ決めたものとして入力している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、画像の特徴を反映させて変化させるようにしてもよい。例えば、画像データ解析部１０において画像の特徴を抽出するときに、輝度の度数分布を計算し、その分散または標準偏差を計算する。分散または標準偏差は、輝度がどれだけ広く分布しているか示すものである。一般的に、値が大きい方が、輝度が明るい部分から暗い部分まで広く分布しており、見た目に好ましいことを表す。このため、分散または標準偏差が小さいときには、Ｉを大きくしてメリハリの大きい階調特性を設定し、大きいときには、Ｉを小さくしてメリハリが小さい階調特性を設定するようにしておく。この方法によってさらに画像の特徴を反映した適切な階調設定が行える。
【００５２】
（２）上述した各実施形態において、表示パネル５０は、液晶パネルを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、或いは、プラズマ発光や電子放出による蛍光、電気泳動等を用いた様々な電気光学素子を用いた電気光学装置等であってもよい。
【００５３】
（３）また、上述した各実施形態において、ＣＰＵの制御プログラムは、ＲＯＭに記憶されているが、画像表示装置が通信機能を備える場合には、インターネット等の通信網を介してダウンロードされてもよい。
【００５４】
（４）また、上述した各実施形態において、画像表示装置１００又は２００は、例えば、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などの電子機器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１００のブロック図である。
【図２】階調特性設定部２０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図３】平均値が低い場合の階調特性の一例を示すグラフである。
【図４】輝度変換テーブルＴＢＬ１の変換特性の一例を示すグラフである。
【図５】補正ポイントの設定を説明するために階調特性の一例を示すグラフである。
【図６】階調特性の設定処理におけるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】Ｉを固定してγを振った階調特性の例を示すグラフである。
【図８】γを固定してＩを振った階調特性の例を示すグラフである。
【図９】平均値が低い場合の補正例の度数分布を示すグラフである。
【図１０】パルス選択部３０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図１１】階調特性テーブルＴＢＬ２の階調特性の一例を示すグラフである。
【図１２】パルス幅−階調テーブルＴＢＬ３の一例を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置２００のブロック図である。
【図１４】変換テーブル生成部６０を構成するＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図１５】表示特性テーブルＴＢＬ５の表示特性を示すグラフである。
【図１６】階調変換テーブルＴＢＬ６の変換特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…画像データ解析部、２０…階調特性設定部、３０…パルス選択部、４０…ＰＷＭ回路、５０…表示パネル、６０…変換テーブル生成部、７０…データ変換部、１００，２００…画像表示装置、Ｄｉｎ…入力画像データ、Ｄｏｕｔ…出力画像データ、ＴＢＬ４…選択テーブル（駆動テーブル）、ＴＢＬ６…階調変換テーブル、Ｖ…駆動信号。
【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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