(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成する輝度ヒストグラム情報生成部と、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算するＡＰＬ演算部と、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定する最高階級決定部と、
前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算するＡＰＬ差分値演算部と、
前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値と、前記ＡＰＬ差分値とに基づき、現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値に基づくことなく、前記現フレームの最高階級の度数と、当該最高階級より１つ下の階級の度数と、当該最高階級の最大輝度値と、当該最高階級の最小輝度値とに基づき、前記現フレームの白ピーク値を決定する白ピーク値決定部と、
前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、伸張係数を演算する伸張係数演算部と、
前記伸張係数に基づき、前記画像信号の輝度を伸張する伸張処理部と、
前記輝度が伸張された前記画像信号に基づき、画像を表示する表示部と、
を含む、
表示装置。
【請求項２】
画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成する輝度ヒストグラム情報生成部と、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算するＡＰＬ演算部と、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定する最高階級決定部と、
前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算するＡＰＬ差分値演算部と、
前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値と、前記ＡＰＬ差分値とに基づき、現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値に基づくことなく、前記現フレームの最高階級の度数と、当該最高階級より１つ下の階級の度数と、当該最高階級の最大輝度値と、当該最高階級の最小輝度値とに基づき、前記現フレームの白ピーク値を決定する白ピーク値決定部と、
前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、調光係数を演算する調光係数演算部と、
前記調光係数に基づき、調光部を制御する調光制御部と、
前記調光部を含み、前記調光部の調光が前記調光制御部によって調整された状態で、前記画像信号に基づき、画像を表示する表示部と、
を含む、
表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、調光係数を演算する調光係数演算部と、
前記調光係数に基づき、前記表示部に含まれる調光部を制御する調光制御部と、
を含み、
前記表示部は、前記調光部の調光が前記調光制御部によって調整された状態で、前記輝度が伸張された前記画像信号に基づき、画像を表示する、
表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、
前記伸張係数に基づき、調光係数を演算する調光係数演算部と、
前記調光係数に基づき、前記表示部に含まれる調光部を制御する調光制御部と、
を含み、
前記表示部は、前記調光部の調光が前記調光制御部によって調整された状態で、前記輝度が伸張された前記画像信号に基づき、画像を表示する、
表示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の表示装置において、
前記調光係数に基づき、伸張係数を演算する伸張係数演算部と、
前記伸張係数に基づき、前記画像信号の輝度を伸張する伸張処理部と、
を含み、
前記表示部は、前記調光部の調光が前記調光制御部によって調整された状態で、前記輝度が伸張された前記画像信号に基づき、画像を表示する、
表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置において、
前記白ピーク値決定部は、前記最高階級差分値が前記閾値未満である場合、前記前フレームの白ピーク値と、前記ＡＰＬ差分値に係数αを掛けた値とを加算することにより、前記現フレームの白ピーク値を決定する、
表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記白ピーク値決定部は、前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値である最高階級差分値と、前記ＡＰＬ差分値との組合せに応じて前記係数αとして異なる値を適用して前記現フレームの白ピーク値を決定する、
表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記白ピーク値決定部は、
前記最高階級差分値が０以上の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０以上の場合、前記係数αとしてα０を適用し、
前最高階級差分値が０以上の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０未満の場合、前記係数αとしてα１を適用し、
前記最高階級差分値が０未満の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０以上の場合、前記係数αとして０を適用し、
前記最高階級差分値が０未満の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０未満の場合、前記係数αとしてα２（ただし、α０＞α１＞α２）を適用する、
表示装置。
【請求項９】
請求項７に記載の表示装置において、
前記白ピーク値決定部は、
前記ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、前記最高階級差分値が０より大きい場合、前記係数αとしてα３を適用し、
前記ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、前記最高階級差分値が０以下の場合、前記係数αとしてα４を適用し、
前記ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、前記最高階級差分値が０より大きい場合、前記係数αとして０を適用し、
前記ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、前記最高階級差分値が０以下の場合、前記係数αとしてα５（ただし、α３＞α４＞α５）を適用する、
表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の表示装置において、
前記ＡＰＬ演算部は、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、度数が１以上の各階級の指標値と当該階級の度数との乗算値の和を度数の総和で割った値を前記ＡＰＬとして演算する、
表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示装置において、
前記ＡＰＬ演算部は、度数が１以上の各階級の最大輝度値を前記指標値として前記ＡＰＬを演算する、
表示装置。
【請求項１２】
表示装置が、
画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成し、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算し、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定し、
前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算し、
前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値と、前記ＡＰＬ差分値とに基づき、現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値に基づくことなく、前記現フレームの最高階級の度数と、当該最高階級より１つ下の階級の度数と、当該最高階級の最大輝度値と、当該最高階級の最小輝度値とに基づき、前記現フレームの白ピーク値を決定し、
前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、伸張係数を演算し、
前記伸張係数に基づき、前記画像信号の輝度を伸張し、
前記輝度が伸張された前記画像信号に基づき、画像を表示する、
表示方法。
【請求項１３】
調光部を含む表示装置が、
画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成し、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算し、
前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定し、
前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算し、
前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値と、前記ＡＰＬ差分値とに基づき、現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値に基づくことなく、前記現フレームの最高階級の度数と、当該最高階級より１つ下の階級の度数と、当該最高階級の最大輝度値と、当該最高階級の最小輝度値とに基づき、前記現フレームの白ピーク値を決定し、
前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、調光係数を演算し、
前記調光係数に基づき、前記調光部を制御し、
前記調光部の調光が調整された状態で、前記画像信号に基づき、画像を表示する、
表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００７−５８１６７号公報に記載されているように、ランプの調光制御と輝度伸張を組み合わせた適応調光制御が提案されている。一般的に、適応調光制御では、白ピーク値（最大輝度値）、ＡＰＬ(Average Picture Level)、輝度ヒストグラムを元に輝度伸張率や調光率が求められている。画像処理装置が、これらの白ピーク値等を求めるためには、画像全体をスキャンする必要があるため、画像処理回路の規模が大きくなってしまう。画像処理回路の規模を小さくする手法としては、輝度ヒストグラムの階級の個数を減らす（各階級の幅を広げる）手法、スキャン対象範囲を限定する手法、画像処理演算を簡略化する手法等が考えられる。
【特許文献１】特開２００７−５８１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、これらの手法を用いた場合、画像処理回路の規模は小さくなるが、正確さは低下してしまう。また、これらの手法を用いる場合、白ピーク値の推定値を用いることになるが、白ピーク値を暗く推定してしまうと、画像の表示時にいわゆる白飛びが発生してしまう。
【０００４】
本発明の目的は、画像処理回路の規模を抑制しつつ、白飛びを発生させない表示装置および表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る表示装置は、画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成する輝度ヒストグラム情報生成部と、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算するＡＰＬ演算部と、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定する最高階級決定部と、前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算するＡＰＬ差分値演算部と、前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値に所定値を加算して現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値とは関係なく所定の演算を行って前記現フレームの白ピーク値を決定する白ピーク値決定部と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、画像信号に基づき、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を生成する輝度ヒストグラム情報生成部と、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬを演算するＡＰＬ演算部と、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定する最高階級決定部と、前フレームのＡＰＬと、現フレームのＡＰＬとの差分値であるＡＰＬ差分値を演算するＡＰＬ差分値演算部と、前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値に所定値を加算して現フレームの白ピーク値を決定し、前記最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前記前フレームの白ピーク値とは関係なく所定の演算を行って前記現フレームの白ピーク値を決定する白ピーク値決定部として機能させることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、表示装置等は、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を用いてＡＰＬを演算することにより、輝度値ごとに階級が設定された輝度ヒストグラム情報を用いてＡＰＬを演算する場合と比べ、画像処理回路の規模を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、表示装置等は、最高階級差分絶対値が閾値未満の場合に前フレームの白ピーク値に所定値を加算して現フレームの白ピーク値を決定し、最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前フレームの白ピーク値とは関係なく所定の演算を行って現フレームの白ピーク値を決定することにより、映像が大きく変化しない場合は白ピーク値の変化を抑制することができるため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、前記表示装置等は、前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、伸張係数を演算する伸張係数演算部を含んでもよい。
【００１１】
これによれば、表示装置等は、白飛びの発生を抑制した状態で適切な伸張を行うことができる。
【００１２】
また、前記表示装置等は、前記現フレームのＡＰＬと、前記現フレームの白ピーク値とに基づき、調光係数を演算する調光係数演算部を含んでもよい。
【００１３】
これによれば、表示装置等は、白飛びの発生を抑制した状態で適切な調光を行うことができる。
【００１４】
また、前記表示装置等は、前記伸張係数に基づき、調光係数を演算する調光係数演算部を含んでもよい。
【００１５】
これによれば、表示装置等は、伸張係数に基づく演算を行うことにより、調光係数を求めるための演算量を低減することができる。
【００１６】
また、前記表示装置等は、前記調光係数に基づき、伸張係数を演算する伸張係数演算部を含んでもよい。
【００１７】
これによれば、表示装置等は、調光係数に基づく演算を行うことにより、伸張係数を求めるための演算量を低減することができる。
【００１８】
また、前記白ピーク値決定部は、前記所定値として、前記ＡＰＬ差分値に係数αを掛けた値を適用してもよい。
【００１９】
これによれば、表示装置等は、ＡＰＬの変化に応じた値を白ピーク値の変化に反映させることができるため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００２０】
また、前記白ピーク値決定部は、前フレームの最高階級と、現フレームの最高階級との差分値である最高階級差分値と、前記ＡＰＬ差分値との組合せに応じて前記係数αとして異なる値を適用して前記現フレームの白ピーク値を決定してもよい。
【００２１】
これによれば、表示装置等は、最高階級の変化とＡＰＬの変化に応じた値を白ピーク値の変化に反映させることができるため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００２２】
また、前記白ピーク値決定部は、前記最高階級差分値が０以上の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０以上の場合、前記係数αとしてα０を適用し、前最高階級差分値が０以上の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０未満の場合、前記係数αとしてα１を適用し、前記最高階級差分値が０未満の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０以上の場合、前記係数αとして０を適用し、前記最高階級差分値が０未満の場合であって、かつ、前記ＡＰＬ差分値が０未満の場合、前記係数αとしてα２（ただし、α０＞α１＞α２）を適用してもよい。
【００２３】
これによれば、表示装置等は、白ピーク値が小さくなり過ぎることを防止することができるため、補正量が過剰にならず、補正後の画像が明るくなり過ぎないため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００２４】
また、前記白ピーク値決定部は、前記ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、前記最高階級差分値が０より大きい場合、前記係数αとしてα３を適用し、前記ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、前記最高階級差分値が０以下の場合、前記係数αとしてα４を適用し、前記ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、前記最高階級差分値が０より大きい場合、前記係数αとして０を適用し、前記ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、前記最高階級差分値が０以下の場合、前記係数αとしてα５（ただし、α３＞α４＞α５）を適用してもよい。
【００２５】
これによれば、表示装置等は、白ピーク値が小さくなり過ぎることを防止することができるため、補正量が過剰にならず、補正後の画像が明るくなり過ぎないため、白飛びの発生を抑制することができる。また、これによれば、調光装置等は、白ピーク値をより安定させることができる。
【００２６】
また、前記ＡＰＬ演算部は、前記輝度ヒストグラム情報に基づき、度数が１以上の各階級の指標値と当該階級の度数との乗算値の和を度数の総和で割った値を前記ＡＰＬとして演算してもよい。
【００２７】
これによれば、表示装置等は、ＡＰＬを簡易に演算することができるため、画像処理回路の規模を抑制することができる。
【００２８】
また、前記ＡＰＬ演算部は、度数が１以上の各階級の最大輝度値を前記指標値として前記ＡＰＬを演算してもよい。
【００２９】
これによれば、表示装置等は、最大輝度値を指標値として用いることにより、ＡＰＬを大きめに決定することができるので、補正後の画像が明るくなり過ぎないため、白飛びの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明をプロジェクタに適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
（第１の実施例）
図１は、第１の実施例におけるプロジェクタ１００の機能ブロック図である。表示装置の一種であるプロジェクタ１００は、画像信号（例えば、ＲＧＢ信号等の動画像信号等）を入力する画像信号入力部１１０と、調光装置１８０と、調光部１９２を有する表示部１９０を含んで構成されている。
【００３２】
また、調光装置１８０は、画像信号に基づき、輝度ヒストグラムを示す輝度ヒストグラム情報を生成する輝度ヒストグラム情報生成部１２０と、種々の情報を記憶する記憶部１３０と、輝度ヒストグラム情報に基づき、ＡＰＬ(Average Picture Level)を演算するＡＰＬ演算部１４０と、前ＡＰＬ１３５（１つ前のフレームのＡＰＬ）と現ＡＰＬ１３６（現在のフレームのＡＰＬ）との差分値（ＡＰＬ差分値）を演算するＡＰＬ差分値演算部１４２を含んで構成されている。
【００３３】
また、調光装置１８０は、輝度ヒストグラム情報に基づき、最も輝度の高い階級である最高階級を決定する最高階級決定部１５０と、前最高階級値１３３（１つ前のフレームの最高階級値）と現最高階級値１３４（現在のフレームの最高階級値）との差分値の絶対値（最高階級差分絶対値）を演算する最高階級差分値演算部１５２と、最高階級差分絶対値が閾値未満である場合、前フレームの白ピーク値に所定値を加算して現フレームの白ピーク値を決定し、最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前フレームの白ピーク値とは関係なく所定の演算を行って現フレームの白ピーク値を決定する白ピーク値決定部１６０を含んで構成されている。
【００３４】
また、調光装置１８０は、現ＡＰＬ１３６と、現フレームの白ピーク値に基づき、伸張係数を演算する伸張係数演算部１４４と、現ＡＰＬ１３６と、現フレームの白ピーク値に基づき、調光係数を演算する調光係数演算部１６２と、伸張係数と、画像信号に基づき、伸張処理を実行する伸張処理部１４６と、調光係数に基づき、調光部１９２を制御する調光制御部１６４を含んで構成されている。
【００３５】
また、記憶部１３０は、１つ前のフレームの輝度ヒスとグラム情報である前輝度ヒストグラム情報１３１、現在のフレームの輝度ヒストグラム情報である現輝度ヒストグラム情報１３２、前最高階級値１３３、現最高階級値１３４、前ＡＰＬ１３５、現ＡＰＬ１３６、伸張係数ＬＵＴ１３７、調光係数ＬＵＴ１３８等を記憶している。伸張係数ＬＵＴ１３７、調光係数ＬＵＴ１３８については後述する。
【００３６】
なお、これらの各部の機能を実装するためのハードウェアとしては以下のものが採用されてもよい。例えば、画像信号入力部１１０としては、入力ポート等、輝度ヒストグラム情報生成部１２０としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ等、ＡＰＬ演算部１４０、ＡＰＬ差分値演算部１４２、伸張係数演算部１４４、最高階級決定部１５０、最高階級差分値演算部１５２、白ピーク値決定部１６０、調光係数演算部１６２、調光制御部１６４としてはＣＰＵ等、伸張処理部１４６としては画像処理回路等、調光部１９２としては、ランプ電源部（電力制御によってランプの輝度を調整する機能を有する。）、遮光板（出力光線を遮る機能を有する。）、液晶ライトバルブ（出力光線を遮る機能を有する。）等、表示部１９０としては、液晶ライトバルブ、光源、液晶駆動ドライバ等が採用されてもよい。
【００３７】
また、プロジェクタ１００（調光装置１８０）は、これらの各部の機能を、情報記憶媒体２００からプログラムを読み取って実装してもよい。このような情報記憶媒体２００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００３８】
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについて説明する。図２は、第１の実施例における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
輝度ヒストグラム情報生成部１２０は、画像信号に基づき、画像（１フレーム）の中央ブロックの画素ブロックごとの代表輝度値（例えば、平均輝度値等）を演算し、代表輝度値に基づき、輝度ヒストグラム情報を生成し、現輝度ヒストグラム情報１３２として記憶部１３０に記憶する（ステップＳ１）。なお、ＦＩＦＯ等によって元の現輝度ヒストグラム情報１３２が前輝度ヒストグラム情報１３１になってもよいし、輝度ヒストグラム情報生成部１２０が、新たな現輝度ヒストグラム情報１３２を記憶する際に、元の現輝度ヒストグラム情報１３２を前輝度ヒストグラム情報１３１として記憶部１３０に記憶してもよい。
【００４０】
図３は、第１の実施例における画像３００、中央ブロック３２０、画素ブロック３１０の関係の一例を示す図である。例えば、横１２８０画素、縦７２０画素の画像３００の場合、輝度ヒストグラム情報生成部１２０は、画像３００を、横１６個、縦９個の１４４個の画素ブロック３１０−１〜３１０−１４４に区分する。さらに、輝度ヒストグラム情報生成部１２０は、上下２つずつ左右３つずつの画素ブロック３１０を除く中央ブロック３２０の５０個の画素ブロック３１０を対象として代表輝度値を演算する。
【００４１】
この場合、１つの画素ブロック３１０は、８０個の画素で構成される。輝度ヒストグラム情報生成部１２０は、画素ブロック３１０を構成する各画素の輝度値を平均した値を当該画素ブロック３１０の代表輝度値としてＲＡＭ等に記憶する。なお、輝度値は、例えば、ＲＧＢの各信号値の最大値を採用してもよいし、０．２９９×Ｒ信号値、０．５８７×Ｇ信号値、０．１４４×Ｂ信号値の合計値を採用してもよい。また、代表輝度値は、平均輝度値には限定されず、例えば、画素ブロック３１０の中央付近の画素の輝度値（代表値）であってもよい。
【００４２】
そして、輝度ヒストグラム情報生成部１２０は、中央ブロック３２０の各画素ブロック３１０の代表輝度値が輝度ヒストグラムのどの階級に属するかを決定して輝度ヒストグラム情報を生成する。なお、輝度ヒストグラム情報は、例えば、１つのフレームにおける階級ごとの度数を示す情報である。
【００４３】
図４は、第１の実施例における輝度ヒストグラムの階級ごとの度数の一例を示す図である。例えば、本実施例では、輝度値は、８ビットで表現され、０〜１０２３の値を採り得る。また、本実施例では、輝度範囲を１６個の階級に区分している。例えば、輝度値が０〜６３の場合は階級０に該当し、輝度値が６４〜１２７の場合は階級１に該当し、輝度値が９６０〜１０２３の場合は階級１５に該当する。
【００４４】
例えば、図４に示す例では、フレームＦにおいて、階級１２の度数は８であり、階級１３の度数は４であり、フレームＦ＋１（フレームＦの１つ後のフレーム）において、階級１２の度数は４であり、階級１３の度数は８であり、フレームＦ＋２（フレームＦの２つ後のフレーム）において、階級１２の度数は９であり、階級１３の度数は８である。
【００４５】
ＡＰＬ演算部１４０は、現輝度ヒストグラム情報１３２に基づき、ＡＰＬを演算し、記憶部１３０に現ＡＰＬ１３６として記憶部１３０に記憶する（ステップＳ２）。なお、ＦＩＦＯ等によって元の現ＡＰＬ１３６が前ＡＰＬ１３５になってもよいし、ＡＰＬ演算部１４０が、新たな現ＡＰＬ１３６を記憶する際に、元の現ＡＰＬ１３６を前ＡＰＬ１３５として記憶部１３０に記憶してもよい。
【００４６】
例えば、ＡＰＬ演算部１４０は、以下の演算式でＡＰＬを演算する。
【００４７】
【数１】
0004591724.tif 000002
なお、ここで、Ｈ（ｎ，ｔ）はフレームｔにおける階級ｎの度数であり、ｆ（ｎ）は階級ｎの指標値であり、Ｎは階級の個数（ここでは１６）である。指標値は、例えば、各階級の中央輝度値（例えば、階級０では３１．５）、各階級の最大輝度値（例えば、階級０では６３）等である。
【００４８】
例えば、指標値が各階級の最大輝度値である場合、フレームＦでは、ＡＰＬは５３５（５３５．３２）であり、フレームＦ＋１では、ＡＰＬは５４０（５４０．４４）であり、フレームＦ＋２では、ＡＰＬは６１７（６１７．２４）である。
【００４９】
ＡＰＬ差分値演算部１４２は、前ＡＰＬ１３５と現ＡＰＬ１３６の差分値ｄＡＰＬ（ｔ）を演算する（ステップＳ３）。例えば、現フレームがフレームＦ＋１の場合、ｄＡＰＬ（ｔ）＝５４０−５３５＝５であり、現フレームがフレームＦ＋２の場合、ｄＡＰＬ（ｔ）＝６１７−５４０＝７７である。
【００５０】
最高階級決定部１５０は、現輝度ヒストグラム情報１３２に基づき、最高階級を決定し、現最高階級値１３４として記憶部１３０に記憶する（ステップＳ４）。なお、ＦＩＦＯ等によって元の現最高階級値１３４が前最高階級値１３３になってもよいし、最高階級決定部１５０が、新たな現最高階級値１３４を記憶する際に、元の現最高階級値１３４を前最高階級値１３３として記憶部１３０に記憶してもよい。
【００５１】
最高階級差分値演算部１５２は、前最高階級値１３３と現最高階級値１３４との差分値の絶対値である最高階級差分絶対値を演算する（ステップＳ５）。例えば、図４に示す例で、現フレームがｔ＋１の場合、前最高階級値１３３も現最高階級値１３４も１３であるため、最高階級差分絶対値は０である。
【００５２】
白ピーク値決定部１６０は、最高階級差分絶対値が閾値（例えば、２等）未満かどうかを判定する（ステップＳ６）。
【００５３】
最高階級差分絶対値が閾値未満の場合、白ピーク値決定部１６０は、前フレームの白ピーク値、現フレームのＡＰＬ差分値に基づき、白ピーク値を演算する（ステップＳ７）。具体的には、白ピーク値決定部１６０は、例えば、ＷＰ（ｔ）＝ＷＰ（ｔ−１）＋αｄＡＰＬ（ｔ）を演算して白ピーク値を決定する。
【００５４】
なお、ここで、ＷＰ（ｔ）は現フレームの白ピーク値であり、ＷＰ（ｔ−１）は前フレームの白ピーク値であり、αは定数（例えば、３等）である。また、１フレーム目である場合、ＷＰ（ｔ−１）＝ＡＰＬ（ｔ）とする。
【００５５】
例えば、図４に示すＦ＋２が現フレームｔであり、３フレーム目である場合、ＷＰ（ｔ−１）＝５３５＋３×５＝５５０であり、ＷＰ（ｔ）＝５５０＋３×７７＝７８１である。
【００５６】
一方、最高階級差分絶対値が閾値以上の場合、白ピーク値決定部１６０は、最高階級の度数、最高階級より１つ下の階級の度数、最高級の最大輝度値、最高階級の最小輝度値に基づき、白ピーク値を演算する（ステップＳ８）。具体的には、白ピーク値決定部１６０は、例えば、以下の演算式を用いて白ピーク値を演算する。
【００５７】
ｄＷＰ（ｔ）＝Ｋ{Ｈ（ＨｉｓｔＭａｘ（ｔ），ｔ）−Ｈ（ＨｉｓｔＭａｘ（ｔ）−１，ｔ）／Ｈ（ＨｉｓｔＭａｘ（ｔ），ｔ）}
ＷＰ（ｔ）＝（ＲＭａｘ（ｔ）＋ＲＭｉｎ（ｔ））／２＋ｄＷＰ（ｔ）
なお、ここで、Ｋは定数（例えば、１００等）、ＲＭａｘ（ｔ）は現フレームの最高階級の最大輝度値、ＲＭｉｎ（ｔ）は現フレームの最高階級の最小輝度値である。また、ｄＷＰ（ｔ）は、−３２以上３２未満の整数値であるものとする。なお、−３２以上３２未満となっているのは階級の幅が６４であるためであり、適用する階級の幅に応じてｄＷＰ（ｔ）は任意の値を適用可能である。
【００５８】
例えば、図４に示すＦ＋１が現フレームである場合、ｄＷＰ（ｔ）＝１００{（８−４）／８}＝５０であるが、ｄＷＰ（ｔ）の最大値を超えているため、ｄＷＰ（ｔ）は３１であり、ＷＰ（ｔ）＝（８９５＋８３２）／２＋３１＝８９４．５であり、四捨五入して８９５である。
【００５９】
また、例えば、図４に示すＦ＋２が現フレームである場合、ｄＷＰ（ｔ）＝１００{（８−９）／８}＝−１２．５であり、ＷＰ（ｔ）＝（８９５＋８３２）／２−１２．５＝８５１である。
【００６０】
伸張係数演算部１４４は、現フレームのＡＰＬ、現フレームの白ピーク値、伸張係数ＬＵＴ１３７に基づき、伸張係数を演算し、伸張処理部１４６は、当該伸張係数に基づき、輝度を伸張する（ステップＳ９）。
【００６１】
図５は、第１の実施例における伸張係数ＬＵＴ１３７の一例を示す図である。また、図６は、第１の実施例における伸張係数ＬＵＴ１３７で４点定義されている場合を示す図である。また、図７は、第１の実施例における伸張係数ＬＵＴ１３７で３点定義されている場合を示す図である。
【００６２】
なお、図５において、右下に値が定義されていないのは、平均値（ＡＰＬ）が最大値（白ピーク値）を超えることはないからである。また、調光係数ＬＵＴ１３８も伸張係数ＬＵＴ１３７と同様の構造を有している。
【００６３】
プロジェクタ１００は、このような伸張係数ＬＵＴ１３７、調光係数ＬＵＴ１３８を用いることにより、伸張係数ＬＵＴ１３７、調光係数ＬＵＴ１３８を記憶するための記憶容量を抑制することができる。
【００６４】
また、例えば、ＡＰＬが５４０、白ピーク値が５５０の場合、４点定義されている間の部分になる。この場合、伸張係数演算部１４４は、図６に示すように、伸張係数ｋｇを、(kg1S1+kg2S2+kg3S3+kg4S4)/(S1+S2+S3+S4)を演算して求める。
【００６５】
また、例えば、ＡＰＬが４００、白ピーク値が５００の場合、３点定義されている間の部分になる。この場合、伸張係数演算部１４４は、図７に示すように、伸張係数ｋｇを、(kg1S1+kg2S2+kg3S3)/(S1+S2+S3)を演算して求める。
【００６６】
このように、伸張係数演算部１４４は、伸張係数ＬＵＴ１３７で定義されていない値であっても補間演算を行って伸張係数ｋｇを求めることができる。
【００６７】
なお、伸張係数ＬＵＴ１３７では、白ピーク値が小さい場合は白ピーク値が大きい場合と比べて大きな値が設定され、ＡＰＬが小さい場合はＡＰＬが大きい場合と比べて大きな値が設定されている。このように、画像３００が明るい場合は伸張係数が小さくなるように、伸張係数ＬＵＴ１３７は構成されている。
【００６８】
また、調光係数演算部１６２は、ＡＰＬ、白ピーク値、調光係数ＬＵＴ１３８に基づき、調光係数（例えば、遮光板の開口率等）を演算し、調光制御部１６４は、当該調光係数に基づき、調光部１９２を制御して調光する（ステップＳ１０）。なお、調光係数の演算手法は、上述した伸張係数の演算手法と同様であるため、説明を省略する。
【００６９】
表示部１９０は、画像信号の輝度が調整され、調光部１９２の調光が調整された状態で画像を投写する（ステップＳ１１）。
【００７０】
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、各階級に複数の輝度値が含まれる輝度ヒストグラム情報を用いてＡＰＬを演算することにより、輝度値ごとに階級が設定された輝度ヒストグラム情報を用いてＡＰＬを演算する場合と比べ、画像処理回路の規模を抑制することができる。
【００７１】
また、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、最高階級差分絶対値が閾値未満の場合に前フレームの白ピーク値に所定値を加算して現フレームの白ピーク値を決定し、最高階級差分絶対値が閾値以上である場合、前フレームの白ピーク値とは関係なく所定の演算を行って現フレームの白ピーク値を決定することにより、映像が大きく変化しない場合は白ピーク値の変化を抑制することができるため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００７２】
また、プロジェクタ１００は、この所定値として、ＡＰＬ差分値に係数αを掛けた値を適用することにより、ＡＰＬの変化に応じた値を白ピーク値の変化に反映させることができるため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、プロジェクタ１００は、輝度ヒストグラム情報に基づき、度数が１以上の各階級の指標値と当該階級の度数との乗算値の和を度数の総和で割った値をＡＰＬとして演算することにより、ＡＰＬを簡易に演算することができるため、画像処理回路の規模を抑制することができる。
【００７４】
また、プロジェクタ１００は、度数が１以上の各階級の最大輝度値を指標値としてＡＰＬを演算することにより、ＡＰＬを大きめに決定することができるので、補正後の画像が明るくなり過ぎないため、白飛びの発生を抑制することができる。
【００７５】
（第２の実施例）
プロジェクタ１００は、第１の実施例のステップＳ７では、最高階級差分値やＡＰＬ差分値に関わらず、白ピーク値を演算したが、これらの値に応じて上述したαとして異なる値を適用して白ピーク値を演算してもよい。
【００７６】
例えば、最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上の場合、α＝α０、最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満の場合、α＝α１、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上の場合、α＝０、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満の場合、α＝α２であってもよい。なお、α０＞α１＞α２である。
【００７７】
図８は、第２の実施例における輝度ヒストグラムの階級ごとの度数の一例を示す図である。例えば、ここでは、α０＝５、α１＝３、α２＝１であり、フレームｓ−１の白ピーク値ＷＰ（ｔ）は８６３であるものとする。
【００７８】
この場合、フレームｓでは、最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上であるため、α＝α０＝５であり、白ピーク値は８６３＋５×２．６＝８７６になる。また、フレームｓ＋１では、最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満であるため、α＝α１＝３であり、白ピーク値は８７６＋３×（−３．９）＝８６４になる。また、フレームｓ＋２では、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上であるため、α＝０であり、白ピーク値は８６４＋０×１．３＝８６４になる。また、フレームｓ＋２では、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満であるため、α＝α２＝１であり、白ピーク値は８６４＋１×（−１１．５）＝８５３になる。
【００７９】
最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上の場合は、前フレームと比べて確実に画像が明るくなっているため、プロジェクタ１００は、αに大きい係数を設定することにより、白ピーク値を大きくすることができる。
【００８０】
また、最高階級差分値が０以上、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満の場合は、前フレームと比べて画像の一部は明るくなっているが、画像全体としては暗くなっているため、プロジェクタ１００は、αにα０よりは小さい係数を設定することにより、白ピーク値をやや大きくすることができる。
【００８１】
また、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０以上の場合は、前フレームと比べて画像の一部は暗くなっているが、画像全体としては明るくなっているため、映像の変化を予測しづらい状況である。この場合、プロジェクタ１００は、αに０を設定することにより、白ピーク値を前フレームと比べて変化させないことができる。
【００８２】
また、最高階級差分値が０未満、かつ、ＡＰＬ差分値が０未満の場合は、前フレームと比べて確実に画像が暗くなっているため、プロジェクタ１００は、αにα１より小さい係数を設定することにより、白ピーク値を前フレームと比べてわずかに変化させることができる。
【００８３】
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、最高階級差分値とＡＰＬ差分値に基づいて映像の変化を把握でき、映像の変化に応じた係数を設定することにより、輝度が過剰に伸張されてしまうことを防止できるため、白飛びの発生をより適切に防止することができる。
【００８４】
（第３の実施例）
最高階級差分値とＡＰＬ差分値に基づく係数の設定は第２の実施例には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、プロジェクタ１００は、ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、最高階級差分値が０より大きい場合はα＝α３、ＡＰＬ差分値が０より大きく、かつ、最高階級差分値が０以下の場合はα＝α４、ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、最高階級差分値が０より大きい場合はα＝０、ＡＰＬ差分値が０以下、かつ、最高階級差分値が０以下の場合はα＝α５を設定してもよい。なお、α３＞α４＞α５であり、例えば、α３＝５、α４＝３、α５＝１である。
【００８５】
この場合、図８に示す例では、白ピーク値は以下のようになる。フレームｓでは、αが５になり、白ピーク値は８７６である。また、フレームｓ＋１では、αが０になり、白ピーク値は８７６になる。また、フレームｓ＋２では、αが３になり、白ピーク値は８８０になる。また、フレームｓ＋３では、αが１になり、白ピーク値は８５３になる。第２の実施例と比較すればわかるように、白ピーク値は第２の実施例と比べて大きくなっているため、プロジェクタ１００は、白飛びの発生をより適切に防止できる。
【００８６】
また、最高階級の変化は発生頻度が低いため、第２の実施例では、最高階級差分値が０の場合が多く、ＡＰＬへの変化に追従しやすいが、αとしてα０（５）またはα１（３）が設定されることが多く、白ピーク値の変化が大きくなりやすい。これに対し、第３の実施例では、αとしてα４（３）またはα５（１）が設定されることが多く、白ピーク値の変化は第２の実施例よりも少なくなるため、プロジェクタ１００は、白ピーク値を安定させることができる。
【００８７】
（第４の実施例）
調光係数演算部の構成は、現フレームのＡＰＬと、現フレームの白ピーク値に基づき、調光係数を演算する構成には限定されず、伸張係数に基づき、調光係数を演算する構成であってもよい。
【００８８】
図９は、第４の実施例におけるプロジェクタ１０１の機能ブロック図である。また、図１０は、第４の実施例における伸張係数ＬＵＴ１３７の一例を示す図である。
【００８９】
プロジェクタ１０１の調光装置１８１に含まれる調光係数演算部１６３は、伸張係数演算部１４４によって演算された伸張係数に基づき、調光係数を演算する。また、記憶部１３０は、調光係数ＬＵＴ１３８を記憶していない。これら以外の構成は第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。
【００９０】
なお、伸張率＝１＋伸張係数／２５５であり、伸張係数は図１０の伸張係数ＬＵＴ１３７に示す数値である。また、図１０に定義されていないＡＰＬと白ピーク値（ＷＰ）の組合せの場合は補間演算によって伸張係数が求められる。また、基準となる数値（例えば、５００、５５０等）は任意であり、図１０に示す値には限定されない。
【００９１】
より具体的には、調光係数演算部１６３は、伸張率を−２．２乗することによって調光係数を求める。例えば、ＡＰＬが５００で白ピーク値が７００の場合、伸張係数は８０であるため、調光係数=(1+80/255)-2.2=0.55である。この場合、調光制御部１６４は、明るさが完全な白の場合の５５％になるように調光素子を駆動する。
【００９２】
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１０１は、調光係数ＬＵＴ１３８を記憶部１３０に記憶しなくて済むため、記憶部１３０の記憶容量を低減できる上、調光係数を求めるための演算量を低減することができる。
【００９３】
（第５の実施例）
伸張係数演算部の構成は、現フレームのＡＰＬと、現フレームの白ピーク値に基づき、伸張係数を演算する構成には限定されず、調光係数に基づき、伸張係数を演算する構成であってもよい。
【００９４】
図１１は、第５の実施例におけるプロジェクタ１０２の機能ブロック図である。また、図１２は、第５の実施例における調光係数ＬＵＴ１３８の一例を示す図である。
【００９５】
プロジェクタ１０２の調光装置１８２に含まれる伸張係数演算部１４５は、調光係数演算部１６２によって演算された調光係数に基づき、伸張係数を演算する。また、記憶部１３０は、伸張係数ＬＵＴ１３７を記憶していない。これら以外の構成は第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
なお、調光係数は、完全な白を１とした場合の光量の割合を示す。例えば、ＡＰＬが５００で白ピーク値が７００の場合、調光係数は０．５５である。また、図１２に示す調光係数は小数点第３位を四捨五入した数値であり、有効桁数は任意であり、基準となる数値（例えば、５００、５５０等）も任意であり、図１２に示す値には限定されない。また、調光係数ＬＵＴ１３８は、整数で定義されてもよく、所定の演算（例えば、調光係数ＬＵＴ１３８の定義値／２５５等）によって調光係数が求められてもよい。
【００９７】
より具体的には、伸張係数演算部１４５は、調光係数を（−１／２．２）乗することによって伸張率を求め、伸張率に基づいて伸張係数を求める。例えば、ＡＰＬが５５０で白ピーク値が６５０の場合、調光係数は０．５２であるため、伸張率=0.52-1/2.2=1.34であり、伸張係数=255*(伸張率-1)=255*0.34=87である。
【００９８】
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１０２は、伸張係数ＬＵＴ１３７を記憶部１３０に記憶しなくて済むため、記憶部１３０の記憶容量を低減できる上、伸張係数を求めるための演算量を低減することができる。
【００９９】
（その他の実施例）
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、輝度の測定対象は中央ブロック３２０には限定されず、画像３００の全体であってもよい。また、画素ブロック３１０の個数や中央ブロック３２０に含まれる画素ブロック３１０の個数も上述した実施例には限定されない。
【０１００】
また、プロジェクタ１００は、輝度伸張処理と、調光処理を同時に実行することが可能であり、処理手順は図２に示す例には限定されない。また、プロジェクタ１００は、伸張係数ＬＵＴ１３７か調光係数ＬＵＴ１３８の一方を記憶しておき、どちらか一方のＬＵＴを用いて求めた係数（例えば、伸張係数）に基づいて他方の係数（例えば、調光係数）を求めてもよいし、伸張係数ＬＵＴ１３７および調光係数ＬＵＴ１３８を記憶せずに関数等を用いて伸張係数および調光係数を求めてもよい。
【０１０１】
また、階級の個数は１６には限定されず、１つの階級に複数の輝度値が属する任意の個数を適用可能である。また、上述したα０〜α５の値は大小関係を満たす任意の値（例えば、α０＝２、α１＝１．５、α０＝１．２等）を適用可能である。
【０１０２】
また、最高階級差分絶対値が閾値未満の場合に前フレームの白ピーク値に加算される所定値は、ＡＰＬ差分値に係数αを掛けた値には限定されず、例えば、ＡＰＬ差分値、定数等であってもよい。
【０１０３】
また、最高階級差分絶対値が閾値以上の場合に実行する所定の演算は、第１の実施例に記載した演算式には限定されず、例えば、ＷＰ（ｔ）＝ＲＭｉｎ（ｔ）＋ｄＷＰ（ｔ）等であってもよい。ただし、この場合、ｄＷＰ（ｔ）は０以上６３以下の整数値である。
【０１０４】
また、プロジェクタ１００は、液晶プロジェクタ（透過型、ＬＣＯＳ等の反射型）には限定されず、例えば、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ等であってもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタ１００の機能を複数の装置（例えば、ＰＣとプロジェクタ等）に分散して実装してもよい。
【０１０５】
また、調光装置１８０を実装可能な表示装置は、プロジェクタ１００には限定されず、テレビ、モニタ等の輝度調整機能と調光機能を有する種々の表示装置を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。
【図２】第１の実施例における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１の実施例における画像、中央ブロック、画素ブロックの関係の一例を示す図である。
【図４】第１の実施例における輝度ヒストグラムの階級ごとの度数の一例を示す図である。
【図５】第１の実施例における伸張係数ＬＵＴの一例を示す図である。
【図６】第１の実施例における伸張係数ＬＵＴで４点定義されている場合を示す図である。
【図７】第１の実施例における伸張係数ＬＵＴで３点定義されている場合を示す図である。
【図８】第２の実施例における輝度ヒストグラムの階級ごとの度数の一例を示す図である。
【図９】第４の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。
【図１０】第４の実施例における伸張係数ＬＵＴの一例を示す図である。
【図１１】第５の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。
【図１２】第５の実施例における調光係数ＬＵＴの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００〜１０２  プロジェクタ、１１０  画像信号入力部、１２０  輝度ヒストグラム情報生成部、１３０  記憶部、１３１  前輝度ヒストグラム情報、１３２  現輝度ヒストグラム情報、１３３  前最高階級値、１３４  現最高階級値、１３５  前ＡＰＬ、１３６  現ＡＰＬ、１３７  伸張係数ＬＵＴ、１３８  調光係数ＬＵＴ、１４０  ＡＰＬ演算部、１４２  ＡＰＬ差分値演算部、１４４、１４５  伸張係数演算部、１４６  伸張処理部、１５０  最高階級決定部、１６０  白ピーク値決定部、１６２、１６３  調光係数演算部、１６４  調光制御部、１８０〜１８２  調光装置、１９０  表示部、１９２  調光部、２００  情報記憶媒体
【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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