(57)【要約】【課題】  画像処理による不自然な画質変動を抑えることが可能な画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法を提供する。【解決手段】  ゲイン生成部２内の輝度分布検出回路２１が、スイッチ１４から出力されるＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）のヒストグラム分布による輝度分布を検出する。また、分布リミッタ２２が、輝度分布データＨinの度数値を分散閾値Ｌｉｍ以下に制限することで、特定の輝度レベルへの分布集中を緩和し、平準化処理を行う。そして、画像処理部３内のγ補正回路３１が、平準化処理された輝度分布Ｈout1を利用して、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）の画像処理（コントラスト調整）を行う。【選択図】  図１
2007060169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得する取得手段と、
得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行う平準化手段と、
前記平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、前記入力画像データに対する画像処理を行う画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記平準化手段は、前記輝度ヒストグラムの度数を所定の度数閾値以下に制限することにより、前記平準化処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記平準化手段は、前記輝度ヒストグラムの連続した複数の輝度レベル間において所定の重み付き平均値をそれぞれ算出すると共に、算出したこれら重み付き平均値を各々の輝度レベルの度数値と置き換えることにより、前記平準化処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記平準化手段は、さらに、前記輝度ヒストグラムの連続した複数の輝度レベル間において所定の重み付き平均値をそれぞれ算出すると共に、算出したこれら重み付き平均値を各々の輝度レベルの度数値と置き換えることにより、前記平準化処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記平準化手段は、前記輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分割数が所定の分割閾値以下の場合に、前記平準化処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、前記入力画像データのコントラストを改善させるためのγ補正回路を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得する取得手段と、
得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行う平準化手段と、
前記平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、前記入力画像データに対する画像処理を行い、画像処理データを生成する画像処理手段と、
生成された前記画像処理データに基づく画像表示を行う表示手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得し、
得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行い、
前記平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、前記入力画像データに対する画像処理を行う
ことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号に画質補正処理を施す機能を備えた画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、テレビジョン受像機、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）、デジタルカメラ、テレビジョンカメラあるいはプリンタ等の機器は、入力画像に画質補正を施してから出力する画像処理機能（例えば明暗やコントラストの調整、輪郭補正などの機能）を有している。こうした機能は、主に全体に暗くコントラストが低い画像や、細部がぼやけた画像に対して効果的に適用される。
【０００３】
これらの機能のうち、コントラスト調整は、通常、いわゆるガンマ特性を表すガンマ曲線を補正することによって行われる。このガンマ曲線を補正する際に各輝度レベルごとに設定される補正量の度合いは、ゲイン（利得）と呼ばれる。
【０００４】
例えば、特許文献１〜３には、入力画像の輝度分布をヒストグラム分布として検出し、このヒストグラム分布に基づいて、入力画像に対してコントラスト調整などの画像処理を施すようにした画像処理技術が開示されている。これらの技術によれば、度数値の大きい輝度レベルに対して特にゲインを大きく設定することで、全体としてコントラストをより効果的に向上させることが可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６６１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−４０８０８号公報
【特許文献３】特開２００４−２８２３７７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、これら特許文献１〜３の技術では、例えば図９に示したように、ヒストグラム分布による輝度分布１２０Ａが特定の輝度レベルに集中している場合において、その集中している輝度レベルが図中の矢印Ｐ１０１，Ｐ１０２のようにＤＣ変動すると、たとえこれがわずかなＤＣ変動であったとしても、コントラスト調整などの画像処理結果に大きな変動が生じてしまうことがある。つまり、そのＤＣ変動が分割された輝度レベル間をまたぐような変動である場合には、このヒストグラム分布に基づいて画像処理を施すと、例えば図１０に示したコントラスト調整の場合のように、画像処理前のガンマ曲線γ１０１と画像処理後のガンマ曲線γ１０２とでは、大きな画像変動（図中の矢印Ｐ１０３，Ｐ１０４参照）をもたらすことになるのである。このような大きな画像変動は、表示画質に違和感を与え、不自然な画像が表示されることになる。このような問題は、輝度レベルの分割数が少ない場合に、特に顕著となる。
【０００７】
このように、従来の技術では、ヒストグラム分布による輝度分布が特定の輝度レベルに集中しているような場合には、画像処理によって不自然な画質変動が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画像処理による不自然な画質変動を抑えることが可能な画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得する取得手段と、得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行う平準化手段と、平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、入力画像データに対する画像処理を行う画像処理手段とを備えたものである。なお、「画像フレーム」とは、１画面を構成する画像データを意味する。
【００１０】
この場合において、上記平準化手段が、輝度ヒストグラムの度数を所定の度数閾値以下に制限することにより、平準化処理を行うようにすることが可能であり、また、輝度ヒストグラムの連続した複数の輝度レベル間において所定の重み付き平均値をそれぞれ算出すると共に、算出したこれら重み付き平均値を各々の輝度レベルの度数値と置き換えることにより、平準化処理を行うようにすることが可能である。
【００１１】
本発明の画像表示装置は、入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得する取得手段と、得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行う平準化手段と、平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、入力画像データに対する画像処理を行い、画像処理データを生成する画像処理手段と、生成された画像処理データに基づく画像表示を行う表示手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明の画像処理方法は、入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得し、得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行い、平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、入力画像データに対する画像処理を行うようにしたものである。
【００１３】
本発明の画像処理装置、画像表示装置および画像処理方法では、入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムが取得され、得られた輝度ヒストグラムに対して、平準化処理が行われる。そして、平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、入力画像データに対する画像処理が行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像処理装置、画像表示装置または画像処理方法によれば、入力画像データの画像フレーム内での輝度ヒストグラムを取得すると共に得られた輝度ヒストグラムに対して平準化処理を行い、平準化処理された輝度ヒストグラムを利用して、入力画像データに対する画像処理を行うようにしたので、画像処理による不自然な画質変動を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この画像表示装置は、チューナ１１、Ｙ／Ｃ分離回路１２、クロマデコーダ１３、スイッチ１４、遅延回路１５、ゲイン生成部２および画像処理部３からなる画像処理機能部と、マトリクス回路４１、ドライバ４２およびディスプレイ５からなる画像表示機能部とを備えている。なお、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、本実施の形態に係る画像表示装置によって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００１７】
この画像表示装置へ入力される画像信号は、ＴＶ（TeleVision）からのテレビ信号のほか、ＶＣＲ（Video Cassette Recorder）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の出力であってよい。このように複数種の媒体から画像情報を取り込み、各自について画面表示を行うことは、近年のテレビジョンやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）においては一般的になってきている。
【００１８】
チューナ１１は、ＴＶからのテレビ信号を受信すると共に復調し、コンポジット信号（ＣＶＢＳ；Composite Video Burst Signal）として出力するものである。
【００１９】
Ｙ／Ｃ分離回路１２は、チューナ１１からのコンポジット信号、またはＶＣＲやＤＶＤ１からのコンポジット信号をそれぞれ、輝度信号Ｙ１と色信号Ｃ１とに分離して出力するものである。
【００２０】
クロマデコーダ１３は、Ｙ／Ｃ分離回路１２によって分離された輝度信号Ｙ１および色信号Ｃ１を、輝度信号Ｙ１および色差信号Ｕ１，Ｖ１からなるＹＵＶ信号（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）として出力するものである。
【００２１】
なお、このＹＵＶ信号は、２次元ディジタル画像の画像データであり、画像上の位置に対応する画素値の集合である。そのうち、輝度信号Ｙは輝度レベルを表現し、白１００％である白レベルと、黒１００％である黒レベルとの間の振幅値をとるようになっている。また、画像信号の白１００％は、ＩＲＥ（Institute of Radio Engineers）という画像信号の相対的な比を表す単位において、１００（ＩＲＥ）と定められている。日本のＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）信号の規格では、白レベルが１００ＩＲＥ，黒レベルが０ＩＲＥである。一方、色差信号Ｕ，Ｖはそれぞれ、青（Ｂ；Blue）から輝度信号Ｙを引いた信号Ｂ−Ｙ、赤（Ｒ；Red）から輝度信号Ｙを引いた信号Ｒ−Ｙに対応しており、これらＵ信号，Ｖ信号を輝度信号Ｙと組み合わせることによって、色（色相，彩度，輝度）が表現されるようになっている。
【００２２】
スイッチ１４は、複数種の媒体からのＹＵＶ信号（ここではＹＵＶ信号（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）、およびＤＶＤ２からのＹＵＶ信号（Ｙ２，Ｕ２，Ｖ２））を切り換えることにより、選択した信号をＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）として出力するものである。
【００２３】
ゲイン生成部２は、後述する画像処理部３内のγ補正回路３１へ出力するゲインデータＧoutを生成するものであり、輝度分布検出回路２１と、分布リミッタ２２と、ゲイン算出回路２３とを有している。
【００２４】
輝度分布検出回路２１は、スイッチ１４から出力されるＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）のうちの輝度信号Ｙinに基づいて、ヒストグラム分布からなる輝度分布を検出するものである。
【００２５】
図２は、輝度分布検出回路２１によって検出される輝度分布の一例（輝度分布２０Ａ）を表したものであり、縦軸がヒストグラム分布の度数を、横軸が輝度レベルを表している。また、この輝度分布２０Ａの例では、輝度レベルが８段階（８階調）から構成されている。なお、検出された輝度分布を示す輝度分布分布データＨinは、分布リミッタ２２へ出力される。また、生成される輝度分布データＨout1は、例えば、画像表示する際の１フレーム分のデータや、１フィールド分のデータである画像フレームのデータ（１画面を構成する画像データ）から構成される。
【００２６】
分布リミッタ２２は、輝度分布検出回路２１から出力される輝度分布データＨinにおいて、ヒストグラムの度数を所定の閾値以下に制限する回路である。具体的には、例えば図３（Ａ）に示した輝度分布２０Ｂ中の符号Ｐ１で示したように、特定の輝度レベルに分布が集中し、度数閾値Ｌｉｍ以上の度数となっている場合には、図３（Ｂ）に示した輝度分布２０Ｃ中の符号Ｐ２で示したように、この度数閾値Ｌｉｍ以上の度数値を削除するようにする。これにより、ヒストグラムにおける特定の輝度レベルへの分布集中が緩和され、平準化される。このようにして、平準化処理された輝度分布データＨout1は、ゲイン算出回路２３へ出力される。
【００２７】
ゲイン算出回路２３は、分布リミッタ２２において平準化処理された輝度分布データＨout1に基づいて、画像処理部３内のγ補正回路３１においてコントラスト調整のために用いられるゲイン（利得）データＧoutを算出するものである。このゲインデータＧoutの算出方法としては、具体的には、輝度分布データＨout1を参照して、度数値の大きい輝度レベルに対しては、度数値の小さい輝度レベルよりも、ゲインデータＧoutが大きくなるように設定する。このように設定すれば、後述するように、全体としてコントラストがより効果的に向上するからである。なお、このようにして算出されたゲインデータＧoutは、画像処理部３内のγ補正回路３１へ出力される。
【００２８】
遅延回路１５は、スイッチ１４から出力される色差信号Ｕin，Ｖinに対して遅延をかけ、ゲイン生成部２から出力されるゲインデータＧoutとの間で同期をとって、画像処理部３へ出力するものである。
【００２９】
画像処理部３は、ゲイン生成部２から出力されるゲインデータＧoutを利用して、スイッチ１４から出力されて遅延回路１５を介したＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対して所定の画像処理を施すものであり、本実施の形態の画像表示装置では、このＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対してコントラスト改善処理を施すγ補正回路３１により構成されている。
【００３０】
このγ補正回路３１は、上記のように、ゲインデータＧoutを利用して、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対してコントラスト改善処理を施すものである。具体的には、例えば図４の入力輝度レベル−出力輝度レベル特性に示したように、もとのγカーブ曲線γ１に対して、各輝度レベルごとにゲインデータＧout（例えば、図中のゲインデータＧout1，Ｇout2）で表される度合いで、明暗調整を行う。このように明暗調整を行えば、例えばγカーブ曲線γ１をγカーブ曲線γ２のように補正することができ、度数値の大きい輝度レベル付近（図３に示したように、中間の輝度レベル付近）で、特にコントラストを向上させることができる。よって、画像処理後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）全体として、コントラストをより効果的に向上させることができる。なお、このようにして画像処理（コントラスト調整）後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）は、マトリクス回路４１へ出力される。
【００３１】
マトリクス回路４１は、画像処理部３によって画像処理後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）をＲＧＢ信号に再生すると共に、再生されたＲＧＢ信号（Ｒout，Ｇout，Ｂout）をドライバ４２へ出力するものである。
【００３２】
ドライバ４２は、マトリクス回路４１から出力されるＲＧＢ信号（Ｒout，Ｇout，Ｂout）に基づいてディスプレイ５に対する駆動信号を生成し、この駆動信号をディスプレイ５へ出力するものである。
【００３３】
ディスプレイ５は、ドライバ４２から出力される駆動信号に応じて、画像処理部３によって画像処理後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）に基づく画像表示を行うものである。このディスプレイ５は、どのような種類のディスプレイデバイスであってもよく、例えばＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）５１や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）５２、図示しないＰＤＰ（Plasma Display Panel）等が用いられる。
【００３４】
ここで、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）は本発明における「入力画像データ」の一具体例に対応し、ＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）は本発明における「画像処理データ」の一具体例に対応する。また、輝度分布検出回路２１は本発明における「取得手段」の一具体例に対応し、分布リミッタ２２は本発明における「平準化手段」の一具体例に対応し、γ補正回路３１は本発明における「画像処理手段」の一具体例に対応する。
【００３５】
次に、図１〜図５を参照して、本実施の形態の画像表示装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、この画像表示装置へ入力される画像信号が、ＹＵＶ信号に復調される。具体的には、ＴＶからのテレビ信号は、チューナ１１で復調されてコンポジット信号となり、ＶＣＲやＤＶＤ１からは、コンポジット信号が直接、画像表示装置へ入力される。そしてこれらコンポジット信号は、Ｙ／Ｃ分離回路１２において、輝度信号Ｙ１と色信号Ｃ１とに分離され、クロマデコーダ１３において、ＹＵＶ信号（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）にデコードされる。一方、ＤＶＤ２からは、ＹＵＶ信号（Ｙ２，Ｕ２，Ｖ２）が直接、画像表示装置へ入力される。
【００３７】
次いで、スイッチ１４において、これらＹＵＶ信号（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）とＹＵＶ信号（Ｙ２，Ｕ２，Ｖ２）とのうち、一方のＹＵＶ信号が選択され、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）として出力される。そして、このＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）のうち、輝度信号Ｙinは、ゲイン生成部２および画像処理部３内のγ補正回路３１へ出力される一方、色差信号Ｕin，Ｖinは、それぞれ遅延回路１５へ出力される。
【００３８】
ここで、ゲイン生成部２では、入力される輝度信号Ｙinに基づいて、以下のようなゲインデータＧoutの生成動作がなされる。
【００３９】
具体的には、まず輝度分布検出回路２１では、スイッチ１４から出力されるＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）のうちの輝度信号Ｙinに基づいて、例えば図２に示したような、ヒストグラム分布からなる輝度分布が検出され、輝度分布データＨinとして出力される。次いで、分布リミッタ２２では、この輝度分布データＨinにおいて、度数値が所定の閾値以下に制限される。より具体的には、特定の輝度レベルに分布が集中して度数閾値Ｌｉｍ以上の度数値となっている場合には、この度数閾値Ｌｉｍ以上の度数値が削除され、その結果、特定の輝度レベルへの分布集中が緩和され、平準化される。そして、ゲイン算出回路２３では、このようにして平準化処理された輝度分布データＨout1に基づいて、ゲインデータＧoutが算出され、画像処理部３内のγ補正回路３１へ供給される。
【００４０】
一方、遅延回路１５では、色差信号Ｕin，Ｖinに対して遅延がかけられ、その結果、ゲイン生成部２から出力されるゲインデータＧoutとの間で、同期がとられる。
【００４１】
次いで、画像処理部３のγ補正回路３１では、スイッチ１４から出力された輝度信号Ｙinと、スイッチ１４から出力されて遅延回路１５を介した色差信号Ｕin，Ｖinとに基づいて、ゲイン生成部２から供給されるゲインデータＧoutを利用することにより、これらＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対して、コントラスト改善処理が施される。具体的には、ゲインデータＧoutで表される度合いで、各輝度レベルごとに明暗調整がなされる。
【００４２】
ここで、このゲイン生成部２から供給されるゲインデータＧoutは、上記のように、分布リミッタ２２によって平準化処理された輝度分布データＨout1に基づくものである。したがって、例えば図５に示した輝度分布２０Ｃのように、分布集中している輝度レベルが図中の矢印Ｐ３，Ｐ４のようにＤＣ変動した場合であっても、コントラスト調整後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）におけるコントラスト調整前のＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対する変動が、平準化処理される前の輝度分布データＨinに基づくゲインデータを用いた場合と比べて、低減される。
【００４３】
次いで、マトリクス回路４１では、コントラスト処理後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）がＲＧＢ信号（Ｒout，Ｇout，Ｂout）に再生され、ドライバ４２では、このＲＧＢ信号（Ｒout，Ｇout，Ｂout）に基づいて駆動信号が生成され、この駆動信号に基づいて、ディスプレイ５に、画像が表示される。
【００４４】
以上のように、本実施の形態では、ゲイン生成部２内の輝度分布検出回路２１が、スイッチ１４から出力されるＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）のヒストグラム分布による輝度分布を検出すると共に、分布リミッタ２２が、この輝度分布の度数値を所定の度数閾値Ｌｉｍ以下に制限することで特定の輝度レベルへの分布集中を緩和して平準化処理を行い、画像処理部３内のγ補正回路３１が、平準化処理された輝度分布データＨout1を利用して、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）の画像処理（コントラスト調整）を行うようにしたので、特定の輝度レベルへ分布が集中しているような場合であっても、画像処理による不自然な画質変動を抑えることが可能となる。
【００４５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の画像表示装置は、第１の実施の形態の画像表示装置におけるゲイン生成部２において、分布リミッタ２２の代わりに分布フィルタ２４を設けるようにしたものである。
【００４６】
図６は、本実施の形態に係るゲイン生成部２の構成を表すものである。本実施の形態のゲイン生成部２は、輝度分布検出回路２１と、分布フィルタ２４と、ゲイン算出回路２３とから構成されている。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４７】
分布フィルタ２４は、輝度分布検出回路２１から出力される輝度分布データＨinにおいて、連続した複数の輝度レベル間で所定の重み付き平均値を算出すると共に、これをもとの度数値と置き換え、輝度分布データＨout2として出力するものである。
【００４８】
具体的には、例えば図７（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示した輝度分布２０Ｄ，２０Ｅを参照して説明すると、以下のようになる。すなわち、例えば図７（Ａ）に示した輝度分布２０Ｄのように、ある輝度レベル（左側の輝度レベル）の度数値が２０、その右側の輝度レベル（真ん中の輝度レベル）の度数値が１００、さらにその右側の輝度レベル（右側の輝度レベル）の度数値が２０、というように、真ん中の輝度レベルに分布集中している場合、それぞれの輝度レベルにおいて、以下の式（１）〜（３）で表した連続した複数（この場合、３つ）の輝度レベル間での重み付け平均値Ａｖｅ（左），Ａｖｅ（中），Ａｖｅ（右）が算出される。なお、この場合の重み付けは、一例として、（左：中：右）＝（１：２：１）となっている。
Ａｖｅ（左）＝（０×１＋２０×２＋１００×１）／（１＋２＋１）  ＝３５  …（１）
Ａｖｅ（中）＝（２０×１＋１００×２＋２０×１）／（１＋２＋１）＝６０  …（２）
Ａｖｅ（右）＝（１００×１＋２０×２＋０×１）／（１＋２＋１）  ＝３５  …（３）
【００４９】
よって、これら式（１）〜（３）によって算出された重み付け平均値Ａｖｅ（左），Ａｖｅ（中），Ａｖｅ（右）を、それぞれもとの輝度レベルの度数値と置き換えると、図７（Ｂ）に示したような輝度分布２０Ｅとなる。この輝度分布２０Ｅを、もとの輝度分布２０Ｄと比較すると、図中の矢印Ｐ５〜Ｐ７で示したように、それぞれ、度数値が２０から３５へと増加し、１００から６０へと減少し、２０から３５へと増加しているので、真ん中の輝度レベルへの分布集中が緩和され、平準化されていることが分かる。なお、この分布フィルタ２４は、本発明における「平準化手段」の一具体例に対応する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、ゲイン生成部２において、第１の実施の形態の分布リミッタ２２の代わりに分布フィルタ２４を設け、輝度分布において所定の重み付き平均値を算出し、これをもとの度数値と置き換えて輝度分布データＨout2として出力するようにしたので、分布フィルタ２２の場合と同様、特定の輝度レベルへの分布集中を緩和させることで平準化することができ、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、特定の輝度レベルへ分布が集中しているような場合であっても、画像処理による不自然な画質変動を抑えることが可能となる。
【００５１】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５２】
例えば、上記実施の形態では、分布リミッタ２２および分布フィルタ２４のいずれか一方を、ゲイン生成部２内に設けた場合について説明したが、例えば図８に示したように、ゲイン生成部２内に、これら分布リミッタ２２および分布フィルタ２４の両方を設けるようにしてもよい。具体的には、分布リミッタ２２が、ヒストグラム分布による輝度分布の度数値を度数閾値Ｌｉｍ以下に制限すると共に、分布リミッタ２４が、度数値制限がなされた後の輝度分布データＨout1において重み付き平均値を算出し、これをもとの度数値と置き換えて輝度分布データＨout2として出力するようにする。このように構成した場合、これら分布リミッタ２２および分布フィルタ２４の両者を用いて、不自然な画質変動をより低減することができる。なお、図８では、分布リミッタ２２の出力側に分布フィルタ２４を配置した例を示したが、これらを逆に配置するようにしてもよい。すなわち、輝度分布検出回路２１と分布リミッタ２２との間に、分布フィルタ２４を配置するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、輝度分布２０Ａ〜２０Ｅにおいて輝度レベルが８段階（８階調）に分割されている場合について説明したが、分布リミッタ２２や分布フィルタ２４が、この輝度レベルの分割数に応じて平準化処理を行うようにしてもよい。すなわち、特定の輝度レベルへの分布集中に起因した不自然な画質変動は、前述のようにこの輝度レベルの分割数が少ない場合に特に顕著となることから、分割数が所定の閾値（分割閾値）以下の場合にのみ、平準化処理を行うようにする。このように構成した場合、不自然な画質変動がほとんど気にならない程度の分割数である場合には、分布リミッタ２２や分布フィルタ２４による平準化処理を停止させることで、画像処理全体の処理速度を向上させることが可能となる。
【００５４】
さらに、上記実施の形態では、画像処理部３が、γ補正回路３１を含むようにした場合について説明したが、画像処理部３の構成はこれには限られず、他の画像処理用の回路を含むようにしてもよく、また、このような回路を複数設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表す回路ブロック図である。
【図２】輝度分布を説明するための特性図である。
【図３】図１に示した分布リミッタの作用を説明するための特性図である。
【図４】図１に示したγ補正回路の作用を説明するための特性図である。
【図５】輝度分布における特定の輝度レベルの分布変化を説明するための特性図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るゲイン生成部の構成を表す回路ブロック図である。
【図７】図６に示した分布フィルタの作用を説明するための特性図である。
【図８】本発明の変形例に係るゲイン生成部の構成を表す回路ブロック図である。
【図９】従来の画像表示装置の輝度分布における特定の輝度レベルの分布変化を説明するための特性図である。
【図１０】図９に示した輝度レベルの分布変化によるガンマ曲線の変化態様を説明するための特性図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１…チューナ、１２…Ｙ／Ｃ分離回路、１３…クロマデコーダ、１４…スイッチ、１５…遅延回路、２…ゲイン生成部、２０Ａ〜２０Ｅ…輝度分布、２１…輝度分布検出回路、２２…分布リミッタ、２３…ゲイン算出回路、２４…分布フィルタ、３…画像処理部、３１…γ補正回路、４１…マトリクス回路、４２…ドライバ、５…ディスプレイ、５１…ＣＲＴ、５２…ＬＣＤ、Ｙ１，Ｙ２，Ｙin，Ｙout…輝度信号、Ｃ１…色信号、Ｕ１，Ｕ２，Ｕin，Ｕout，Ｖ１，Ｖ２，Ｖin，Ｖout…色差信号、Ｒout，Ｇout，Ｂout…ＲＧＢ信号、Ｈin，Ｈout1，Ｈout2…輝度分布データ、Ｇout，Ｇout1，Ｇout2…ゲインデータ、Ｌｉｍ…度数閾値、γ１，γ２…ガンマ曲線。
【図１】
2007060169.tif 000003
【図２】
2007060169.tif 000004
【図３】
2007060169.tif 000005
【図４】
2007060169.tif 000006
【図５】
2007060169.tif 000007
【図６】
2007060169.tif 000008
【図７】
2007060169.tif 000009
【図８】
2007060169.tif 000010
【図９】
2007060169.tif 000011
【図１０】
2007060169.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月18日(2006.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ところが、これら特許文献１〜３の技術では、例えば図９に示したように、ヒストグラム分布による輝度分布１２０Ａが特定の輝度レベルに集中している場合において、その集中している輝度レベルが図中の矢印Ｐ１０１，Ｐ１０２のようにＤＣ変動すると、たとえこれがわずかなＤＣ変動であったとしても、コントラスト調整などの画像処理結果に大きな変動が生じてしまうことがある。つまり、そのＤＣ変動が分割された輝度レベル間をまたぐような変動である場合には、このヒストグラム分布に基づいて画像処理を施すと、例えば図１０に示したコントラスト調整の場合のように、画像処理前のガンマ曲線γ１０１と画像処理後のガンマ曲線γ１０２とでは、大きな画質変動（図中の矢印Ｐ１０３，Ｐ１０４参照）をもたらすことになるのである。このような大きな画質変動は、表示画質に違和感を与え、不自然な画像が表示されることになる。このような問題は、輝度レベルの分割数が少ない場合に、特に顕著となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
なお、このＹＵＶ信号は、２次元ディジタル画像の画像データであり、画像上の位置に対応する画素値の集合である。そのうち、輝度信号Ｙは輝度レベルを表現し、白１００％である白レベルと、黒１００％である黒レベルとの間の振幅値をとるようになっている。また、画像信号の白１００％は、ＩＲＥ（Institute of Radio Engineers）という画像信号の相対的な比を表す単位において、１００（ＩＲＥ）と定められている。日本のＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）信号の規格では、白レベルが１００ＩＲＥ，黒レベルが０ＩＲＥである。一方、色差信号Ｕ，Ｖはそれぞれ、青信号（Ｂ；Blue）から輝度信号Ｙを引いた信号Ｂ−Ｙ、赤信号（Ｒ；Red）から輝度信号Ｙを引いた信号Ｒ−Ｙに対応しており、これらＵ信号，Ｖ信号を輝度信号Ｙと組み合わせることによって、色（色相，彩度，輝度）が表現されるようになっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ゲイン算出回路２３は、分布リミッタ２２において平準化処理された輝度分布データＨout1に基づいて、画像処理部３内のγ補正回路３１においてコントラスト調整のために用いられるゲイン（利得）データＧoutを算出するものである。このゲインデータＧoutの算出方法としては、具体的には、輝度分布データＨout1を参照して、度数値の大きい輝度レベルに対しては、度数値の小さい輝度レベルよりも、ゲインデータＧoutの変化量が大きくなるように設定する。つまり、度数値の大きい輝度レベル付近では、入力輝度レベルの変化に対する出力輝度レベルの変化量が大きくなるように設定する。このように設定すれば、後述するように、全体としてコントラストがより効果的に向上するからである。なお、このようにして算出されたゲインデータＧoutは、画像処理部３内のγ補正回路３１へ出力される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このγ補正回路３１は、上記のように、ゲインデータＧoutを利用して、ＹＵＶ信号（Ｙin，Ｕin，Ｖin）に対してコントラスト改善処理を施すものである。具体的には、例えば図４の入力輝度レベル−出力輝度レベル特性に示したように、もとのγカーブ曲線γ１に対して、各輝度レベルごとにゲインデータＧout（例えば、図中のゲインデータＧout1，Ｇout2）で表される度合いで、明暗調整を行う。このように明暗調整を行えば、例えばγカーブ曲線γ１をγカーブ曲線γ２のように補正することができ、度数値の大きい輝度レベル付近（図３に示したように、中間の輝度レベル付近）で入力輝度レベルの変化に対する出力輝度レベルの変化量を大きくする（傾きを急にする）ことにより、特にこの輝度レベル付近でのコントラストを向上させることができる。よって、画像処理後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）全体として、コントラストをより効果的に向上させることができる。なお、このようにして画像処理（コントラスト調整）後のＹＵＶ信号（Ｙout，Ｕout，Ｖout）は、マトリクス回路
４１へ出力される。