(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づき、画像の特徴を示す画像特徴情報を生成する画像特徴情報生成部と、
前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、仮調光率を演算する仮調光率演算部と、
過去の画像の適用調光率と前記仮調光率との差分値を示す調光率差分値を演算する調光率差分値演算部と、
前記調光率差分値に基づき、調光修正量を決定する調光修正量決定部と、
前記画像特徴情報に基づき、調光修正係数を決定する調光修正係数決定部と、
過去の画像の適用調光率に前記調光修正量と前記調光修正係数との積を加えた現在の画像の適用調光率を演算する調光率演算部と、
前記現在の画像の適用調光率に基づき、調光部を制御する調光制御部と、
を含み、
前記調光修正量決定部は、前記調光率差分値が０を含む所定範囲に含まれる場合、あるいは、前記調光率差分値が前記所定範囲に含まれない場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化している場合、前記調光修正量を第１の値に決定し、前記調光率差分値が前記所定範囲に含まれない場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化していない場合、前記調光修正量を第１の値よりも大きい第２の値に決定することを特徴とする調光システム。
【請求項２】
請求項１に記載の調光システムにおいて、
前記画像特徴情報生成部は、前記画像特徴情報として、１画像処理単位における最大輝度値、当該１画像処理単位におけるＡＰＬ、現在の画像のエッジ強度と過去の画像のエッジ強度との差分値を示すエッジ強度差分値を生成し、
前記仮調光率演算部は、前記最大輝度値と、前記ＡＰＬと、前記最大輝度値、前記ＡＰＬおよび仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、前記仮調光率を演算し、
前記調光修正係数決定部は、前記エッジ強度差分値に基づき、前記調光修正係数を決定することを特徴とする調光システム。
【請求項３】
請求項２に記載の調光システムにおいて、
前記画像特徴情報生成部は、１画像を構成する全画素の垂直方向のエッジ強度と、１画像を構成する全画素の水平方向のエッジ強度を演算し、現在の垂直方向のエッジ強度と過去の垂直方向のエッジ強度との差分値および現在の水平方向のエッジ強度と過去の水平方向のエッジ強度との差分値を演算するとともに、これらの差分値のうち大きい方の差分値を前記エッジ強度差分値として生成することを特徴とする調光システム。
【請求項４】
請求項２、３のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記調光率演算部は、前記エッジ強度差分値がしきい値を超えるかどうかを判定するとともに、前記エッジ強度差分値がしきい値を超える場合、前記適用調光率として前記仮調光率を適用し、前記エッジ強度差分値がしきい値を超えない場合、前記適用調光率として前記過去の画像の適用調光率に前記調光修正量と前記調光修正係数との積を加えた値を適用することを特徴とする調光システム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記画像特徴情報生成部は、画像の中心画素を含み、かつ、当該画像の周辺画素を含まない中央領域を前記１画像処理単位として前記最大輝度値および前記ＡＰＬを求めることを特徴とする調光システム。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記画像特徴情報生成部は、画像の中心画素を含み、かつ、当該画像の周辺画素を含まない中央領域と、当該画像の中央領域以外の周辺領域とで異なる重み付け演算を行って前記現在の画像のエッジ強度を求めることを特徴とする調光システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮伸張率の関係を示す伸張率データとに基づき、仮伸張率を決定する仮伸張率決定部と、
過去の画像の適用伸張率と前記仮伸張率との差分値を示す伸張率差分値を演算する伸張率差分値演算部と、
前記伸張率差分値に基づき、伸張修正量を決定する伸張修正量決定部と、
前記画像特徴情報に基づき、伸張修正係数を決定する伸張修正係数決定部と、
過去の画像の適用伸張率に前記伸張修正量と前記伸張修正係数との積を加えた現在の画像の適用伸張率を演算する伸張率演算部と、
前記現在の画像の適用伸張率に基づき、前記画像信号を伸張する伸張部と、
を含むことを特徴とする調光システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の調光システムにおいて、
前記現在の画像の適用調光率に基づき、現在の画像の適用伸張率を演算する伸張率演算部と、
前記現在の画像の適用伸張率に基づき、前記画像信号を伸張する伸張部と、
を含むことを特徴とする調光システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の調光システムと、
前記調光システムによって調光された状態で画像を表示する表示部と、
を含む表示装置。
【請求項１０】
コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
画像信号に基づき、画像の特徴を示す画像特徴情報を生成する画像特徴情報生成部と、
前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、仮調光率を演算する仮調光率演算部と、
過去の画像の適用調光率と前記仮調光率との差分値を示す調光率差分値を演算する調光率差分値演算部と、
前記調光率差分値に基づき、調光修正量を決定する調光修正量決定部と、
前記画像特徴情報に基づき、調光修正係数を決定する調光修正係数決定部と、
過去の画像の適用調光率に前記調光修正量と前記調光修正係数との積を加えた現在の画像の適用調光率を演算する調光率演算部と、
前記現在の画像の適用調光率に基づき、調光部を制御する調光制御部として機能させ、
前記調光修正量決定部は、前記調光率差分値が０を含む所定範囲に含まれる場合、あるいは、前記調光率差分値が前記所定範囲に含まれない場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化している場合、前記調光修正量を第１の値に決定し、前記調光率差分値が前記所定範囲に含まれない場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化していない場合、前記調光修正量を第１の値よりも大きい第２の値に決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
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、
請求項１０に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。
【請求項１２】
画像特徴情報生成部が、画像信号に基づき、画像処理単位ごとに画像特徴値を生成し、
差分値演算部が、現在の画像特徴値と過去の画像特徴値との差分値を演算し、
調光部が、前記差分値が所定値以上の場合であって、かつ、前記差分値が周期的に変化していないという条件に該当する場合、当該条件に該当しない場合と比べて光量の変化量を大きくすることを特徴とする調光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光システム、表示装置、プログラム、情報記憶媒体および調光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−６４８２５号公報に記載されているように、映像の明るさに応じて調光することが提案されている。具体的には、当該公報では、リアルタイムに調光する手法、ローパスフィルターを用いて細かい変化分をカットして調光する手法、明るさに一定の大きさ以上の変化があった場合、すなわち、シーンが変化した場合のみ調光する手法が提案されている。
【０００３】
しかし、映像の明るさに応じてシーンが変化した場合のみ調光する手法の場合、シーンが変化していないにも関わらず、明るさが大きく変化する場合がある。例えば、映像において、光源の前を人が通り過ぎる場合である。この場合、光源が人の影になっている状態と、光源が人の影になっていない状態とでは明るさが大きく変化してしまうため、一般的な判定手法では、背景等は変化していないにも関わらず、シーンが変化したと判定されてしまう。
【０００４】
また、シーンの変化を判定する手法として、特開平７−２８８８４０号公報では、フレーム単位でエッジ強度係数を求め、エッジ強度係数が一定時間以上にわたって大きく変化する区間とほとんど変化しない区間とを抽出して処理することにより、シーンの変化を検出する手法が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−６４８２５号公報
【特許文献２】特開平７−２８８８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開平７−２８８８４０号公報は、カット、編集効果、カメラ動作によるシーンチェンジを検出する手法であるため、映像において、光源の前を人が通り過ぎる場合について対応できる手法とはなっていない。
【０００６】
本発明の目的は、映像において、光源の前を人が通り過ぎるような同一シーン内における一時的な輝度変化があった場合においても適切な調光を行うことが可能な調光システム、表示装置、プログラム、情報記憶媒体および調光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る調光システムは、画像信号に基づき、画像の特徴を示す画像特徴情報を生成する画像特徴情報生成部と、前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、仮調光率を演算する仮調光率演算部と、過去の画像の適用調光率と前記仮調光率との差分値を示す調光率差分値を演算する調光率差分値演算部と、前記調光率差分値に基づき、調光修正量を決定する調光修正量決定部と、前記画像特徴情報に基づき、調光修正係数を決定する調光修正係数決定部と、過去の画像の適用調光率に前記調光修正量と前記調光修正係数との積を加えた現在の画像の適用調光率を演算する調光率演算部と、前記現在の画像の適用調光率に基づき、調光部を制御する調光制御部と、を含み、前記調光修正量決定部は、前記調光率差分値が０を含む所定範囲内の場合、あるいは、前記調光率差分値が前記所定範囲外の場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化している場合、前記調光修正量を第１の値に決定し、前記調光値が前記所定範囲外の場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化していない場合、前記調光修正量を第１の値よりも大きい第２の値に決定することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る表示装置は、上記調光システムと、前記調光システムによって調光された状態で画像を表示する表示部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、コンピュータを、画像信号に基づき、画像の特徴を示す画像特徴情報を生成する画像特徴情報生成部と、前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、仮調光率を演算する仮調光率演算部と、過去の画像の適用調光率と前記仮調光率との差分値を示す調光率差分値を演算する調光率差分値演算部と、前記調光率差分値に基づき、調光修正量を決定する調光修正量決定部と、前記画像特徴情報に基づき、調光修正係数を決定する調光修正係数決定部と、過去の画像の適用調光率に前記調光修正量と前記調光修正係数との積を加えた現在の画像の適用調光率を演算する調光率演算部と、前記現在の画像の適用調光率に基づき、調光部を制御する調光制御部として機能させ、前記調光修正量決定部は、前記調光率差分値が０を含む所定範囲内の場合、あるいは、前記調光率差分値が前記所定範囲外の場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化している場合、前記調光修正量を第１の値に決定し、前記調光値が前記所定範囲外の場合であって、かつ、前記仮調光率が画像ごとに変化していない場合、前記調光修正量を第１の値よりも大きい第２の値に決定することを特徴とする。
【００１０】
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。
【００１１】
また、本発明に係る調光方法は、画像特徴情報生成部が、画像信号に基づき、画像処理単位ごとに画像特徴値を生成し、差分値演算部が、現在の画像特徴値と過去の画像特徴値との差分値を演算し、調光部が、前記差分値が所定値以上の場合であって、かつ、前記差分値が周期的に変化していないという条件に該当する場合、当該条件に該当しない場合と比べて光量の変化量を大きくすることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、調光システム等は、画像の変化が大きい場合であっても、当該変化が周期的なものである場合は光量の変化を少なくすることができる。これにより、調光システム等は、映像において、光源の前を人が横切るような同一シーン内における一時的な輝度変化があった場合であっても過敏に反応せず、適切な調光を行うことができる。
【００１３】
また、前記画像特徴情報生成部は、前記画像特徴情報として、１画像処理単位における最大輝度値、当該１画像処理単位におけるＡＰＬ、現在の画像のエッジ強度と過去の画像のエッジ強度との差分値を示すエッジ強度差分値を生成し、前記仮調光率演算部は、前記最大輝度値と、前記ＡＰＬと、前記最大輝度値、前記ＡＰＬおよび仮調光率の関係を示す調光率データとに基づき、前記仮調光率を演算し、前記調光修正係数決定部は、前記エッジ強度差分値に基づき、前記調光修正係数を決定してもよい。
【００１４】
これによれば、調光システム等は、最大輝度値、ＡＰＬ、エッジ強度を画像の特徴として適用することにより、適切に調光を行うことができる。
【００１５】
また、前記画像特徴情報生成部は、１画像を構成する全画素の垂直方向のエッジ強度と、１画像を構成する全画素の水平方向のエッジ強度を演算し、現在の垂直方向のエッジ強度と過去の垂直方向のエッジ強度との差分値および現在の水平方向のエッジ強度と過去の水平方向のエッジ強度との差分値を演算するとともに、これらの差分値のうち大きい方の差分値を前記エッジ強度差分値として生成してもよい。
【００１６】
これによれば、調光システム等は、垂直方向と水平方向のエッジ強度を個別に演算し、大小比較を行って変化の大きい方をエッジ強度差分値として用いることにより、画像の変化を適切に把握することができる。
【００１７】
また、前記調光率演算部は、前記エッジ強度差分値がしきい値を超えるかどうかを判定するとともに、前記エッジ強度差分値がしきい値を超える場合、前記適用調光率として前記仮調光率を適用し、前記エッジ強度差分値がしきい値を超えない場合、前記適用調光率として前記過去の画像の適用調光率に前記修正量と前記修正係数との積を加えた値を適用してもよい。
【００１８】
これによれば、調光システム等は、現在の画像と過去の画像が大きく異なる場合に過去の画像の適用調光率とは関係のない仮調光率を適用調光率として適用し、現在の画像と過去の画像が似ている場合に過去の画像の適用調光率を反映した値を適用調光率として適用することにより、適切な調光を行うことができる。
【００１９】
また、前記画像特徴情報生成部は、画像の中心画素を含み、かつ、当該画像の周辺画素を含まない中央領域を前記１画像処理単位として前記最大輝度値および前記ＡＰＬを求めてもよい。
【００２０】
これによれば、調光システム等は、画像の中央領域を対象として画像の特徴情報を生成することにより、画像の周辺領域に含まれる字幕や黒帯等の影響を受けることなく、画像の内容に応じた特徴を適切に把握することができる。
【００２１】
また、前記画像特徴情報生成部は、画像の中心画素を含み、かつ、当該画像の周辺画素を含まない中央領域と、当該画像の中央領域以外の周辺領域とで異なる重み付け演算を行って前記現在の画像のエッジ強度を求めてもよい。
【００２２】
これによれば、調光システム等は、例えば、画像の中央領域のエッジ強度を周辺領域のエッジ強度に比べて多く反映することにより、字幕や黒帯等の影響を受けることなく、画像の内容に応じた特徴を適切に把握することができる。
【００２３】
また、前記調光システムは、前記画像特徴情報と、前記画像特徴情報および仮伸張率の関係を示す伸張率データとに基づき、仮伸張率を決定する仮伸張率決定部と、過去の画像の適用伸張率と前記仮伸張率との差分値を示す伸張率差分値を演算する伸張率差分値演算部と、前記伸張率差分値に基づき、伸張修正量を決定する伸張修正量決定部と、前記画像特徴情報に基づき、伸張修正係数を決定する伸張修正係数決定部と、過去の画像の適用伸張率に前記伸張修正量と前記伸張修正係数との積を加えた現在の画像の適用伸張率を演算する伸張率演算部と、前記現在の画像の適用伸張率に基づき、前記画像信号を伸張する伸張部と、を含んでもよい。
【００２４】
これによれば、調光システム等は、調光だけでなく、画像の伸張も適切に行うことができる。
【００２５】
また、前記調光システムは、前記現在の画像の適用調光率に基づき、現在の画像の適用伸張率を演算する伸張率演算部と、前記現在の画像の適用伸張率に基づき、前記画像信号を伸張する伸張部と、を含んでもよい。
【００２６】
これによれば、調光システム等は、調光だけでなく、画像の伸張も適切に行うことができる。特に、適用調光率を用いて画像の伸張を行うことにより、画像の伸張処理部の構成を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を表示装置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。
【００２８】
（第１の実施例）
図１は、第１の実施例における表示装置１００の機能ブロック図である。表示装置１００は、画像信号を入力する画像信号入力部１１０と、画像信号に基づき、画像の特徴を示す画像特徴情報を生成する画像特徴情報生成部１２０と、調光部１８０と、画像特徴情報に基づき、調光部１８０を制御する調光処理部１３０と、画像特徴情報に基づき、画像信号を伸張する輝度伸張処理部１７０と、伸張された画像信号に基づき、画像を表示する表示部１９０とを含んで構成されている。
【００２９】
また、調光処理部１３０は、仮調光率を演算する仮調光率演算部１３１と、調光率差分値を演算する調光率差分値演算部１３２と、調光修正量を決定する調光修正量決定部１３３と、調光修正係数を決定する調光修正係数決定部１３４と、現在の画像の適用調光率を演算する調光率演算部１３５と、調光部１８０を制御する調光制御部１３６とを含んで構成されている。
【００３０】
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、例えば、以下のハードウェアが採用されてもよい。例えば、画像信号入力部１１０としては画像入力ポート、Ａ／Ｄ変換回路等、画像特徴情報生成部１２０としては画像処理回路等、調光処理部１３０、輝度伸張処理部１７０としてはＣＰＵ、画像処理回路、ＲＡＭ等、調光部１８０としては遮光板等、表示部１９０としてはランプ、液晶パネル、投写レンズ等が採用されてもよい。また、表示装置１００は、例えば、液晶プロジェクタ、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ、テレビ、液晶ディスプレイ等であってもよい。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。
【００３１】
また、表示装置１００は、情報記憶媒体２００からプログラムを読み取ることによって調光処理部１３０の機能を実装してもよい。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。
【００３２】
次に、調光処理部１３０等を用いた調光処理手順について説明する。図２は、第１の実施例における画像信号の入力から調光率差分値の演算までの処理手順を示すフローチャートである。
【００３３】
画像信号入力部１１０は、PC(Personal Computer)等の画像供給装置から画像信号（例えば、RGB信号、YUV信号等）を入力する（ステップＳ１）。画像特徴情報生成部１２０は、画像信号入力部１１０からの画像信号に基づき、画像特徴情報として、最大輝度値WPおよびAPL(Average Picture Level)を決定する（ステップＳ２）。
【００３４】
より具体的には、例えば、画像特徴情報生成部１２０は、１画像処理単位（例えば、１フレーム、１フィールド、１画像における中央領域等）を画素ブロック（例えば、１６×１６画素、４×４画素等）に区分し、当該画素ブロックの平均輝度値を演算し、全画素ブロックの平均輝度値のうち最大の平均輝度値を最大輝度値として決定し、全画素ブロックの平均輝度値の平均値をAPLとして決定する。
【００３５】
なお、輝度値は、例えば、Ｒ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値のうちの最大値であってもよいし、0.299×Ｒ信号値、0.587×Ｇ信号値、0.144×Ｂ信号値の合計値であってもよいし、YUV信号のＹ値であってもよい。
【００３６】
また、画像特徴情報生成部１２０は、全画素に対して垂直方向のフィルタ、水平方向のフィルタを用いて垂直方向のエッジ強度、水平方向のエッジ強度を演算し、水平方向のエッジ強度の合計値Ex(0)、垂直方向のエッジ強度の合計値Ey(0)を演算する（ステップＳ３）。なお、フィルタは、例えば、Sobelフィルタ、Prewittフィルタ等の一般的なフィルタが採用されてもよい。
【００３７】
そして、画像特徴情報生成部１２０は、１フレーム前の水平方向のエッジ強度の合計値Ex(-1)と、現在のフレームの水平方向のエッジ強度の合計値Ex(0)との差分値dEx(0)、１フレーム前の垂直方向のエッジ強度の合計値Ey(-1)と、現在のフレームの垂直方向のエッジ強度の合計値Ey(0)との差分値dEy(0)を演算する（ステップＳ４）。さらに、画像特徴情報生成部１２０は、差分値dEx(0)、dEy(0)のうち、大きい方を画像のエッジ強度差分値dEとして決定する（ステップＳ５）。なお、画像特徴情報生成部１２０は、少なくとも１フレーム分のエッジ強度を先入れ先出し法によって内部のメモリに記憶してもよい。
【００３８】
仮調光率演算部１３１は、最大輝度値WPと、APLと、調光率データに基づき、仮調光率kg(0)を演算する（ステップＳ６）。図３は、第１の実施例における調光率データの一例を示す模式図である。なお、最大輝度値WP、APLの値は任意であるが、ここでは、10ビットで表され、最大1023であるものとする。
【００３９】
図３に示すように、調光率データは、横軸がAPL、縦軸が最大輝度値WPであり、それぞれ、０〜１０２３まで９つに区分され、各区分線の交点に仮調光率が定義されている。調光率データは、例えば、実際に適用される表示装置１００を用いて実験等が行われることによって適切な値に設定される。
【００４０】
なお、APLが最大輝度値WPを超えることはないため、APLが最大輝度値WPを超える部分の区分線の交点には仮調光率が定義される必要はなく、その分必要な記憶容量が削減される。また、実際のAPL、最大輝度値WPの交点が図３に示す交点にない場合、仮調光率演算部１３１は、定義された仮調光率を用いて補間演算を行うことにより、仮調光率kg(0)を演算する。
【００４１】
調光率差分値演算部１３２は、１フレーム前の適用調光率ktg(-1)と仮調光率kg(0)との差分値である調光率差分値dwgを演算する（ステップＳ７）。
【００４２】
なお、調光率差分値演算部１３２は、少なくとも１フレーム分の適用調光率を先入れ先出し法によって内部のメモリに記憶しておいてもよい。また、適用調光率は、実際に調光率として適用される値であり、仮調光率は、演算を行うために一時的に調光率として用いられる値である。
【００４３】
次に、調光修正量の決定から調光制御までの処理手順について説明する。図４は、第１の実施例における調光修正量の決定から調光制御までの処理手順を示すフローチャートである。
【００４４】
調光修正量決定部１３３は、調光率差分値演算部１３２によって求められた調光率差分値dwgが０かどうかを判定する（ステップＳ１１）。調光率差分値dwgが０の場合、すなわち、１フレーム前の適用調光率ktg(-1)と仮調光率kg(0)が一致している場合、調光修正量決定部１３３は、調光修正量dktg(0)を０に決定する（ステップＳ１２）。なお、調光修正量決定部１３３は、複数フレーム分の仮調光率を先入れ先出し法によって内部のメモリに記憶してもよい。
【００４５】
一方、調光率差分値dwgが０以外の場合、調光修正量決定部１３３は、現フレームの仮調光率kg(0)と２フレーム前の仮調光率kg(-2)との一致を判定し（ステップＳ１３）、一致する場合は現フレームの仮調光率kg(0)と１フレーム前の仮調光率kg(-1)との不一致を判定する（ステップＳ１４）。これらの判定結果がいずれも真である場合、すなわち、エッジ強度が周期的に変化していると考えられる場合、調光修正量決定部１３３は、調光修正量dktg(0)を０に決定する（ステップＳ１２）。
【００４６】
一方、ステップＳ１３、Ｓ１４の判定結果のいずれかが偽である場合、すなわち、エッジ強度が周期的ではなく、一般的に変化していると考えられる場合、調光修正量決定部１３３は、調光率差分値dwgと、調光修正データに基づき、調光修正量dktg(0)を決定する（ステップＳ１５）。
【００４７】
なお、調光修正データは、例えば、調光率差分値dwgと調光修正量dktg(0)との関係を示すデータ、仮調光率kg(0)と調光修正量dktg(0)との関係を示すデータ（この場合、調光修正量決定部１３３は、仮調光率kg(0)と調光修正データを用いて調光修正量dktg(0)を求める。）である。また、調光修正データは、例えば、実験等によってあらかじめ適切な値に調整されているものとする。また、調光修正データは、例えば、調光修正量決定部１３３の内部のメモリに記憶されてもよい。また、ステップＳ１５で設定される調光修正量（第２の値）は、ステップＳ１２で設定される調光修正量（第１の値）よりも大きい値であってもよい。
【００４８】
調光率演算部１３５は、画像特徴情報生成部１２０によって求められた画像のエッジ強度差分値dEがしきい値Thg2を超えるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。なお、しきい値Thg2は、現在のフレームと過去のフレームとが関係のないものであると判定するための基準値であり、例えば、実験等によって適切な値に設定されるものとする。
【００４９】
画像のエッジ強度差分値dEがしきい値Thg2を超える場合、調光率演算部１３５は、適用調光率ktg(0)を仮調光率kg(0)に決定する（ステップＳ１７）。
【００５０】
一方、画像のエッジ強度差分値dEがしきい値Thg2を超えない場合、調光率演算部１３５は、画像のエッジ強度差分値dEに基づき、調光修正係数Sgを決定する（ステップＳ１８）。具体的には、例えば、調光率演算部１３５は、画像のエッジ強度差分値dEを任意の値Thg1で割った値が１未満の場合は当該割った値を調光修正係数Sgとし、当該割った値が１以上の場合は１を調光修正係数Sgにする。なお、ここで、０＜Thg1＜Thg2である。
【００５１】
さらに、画像のエッジ強度差分値dEがしきい値Thg2を超えない場合、調光率演算部１３５は、適用調光率ktg(0)＝１フレーム前の適用調光率ktg(-1)＋調光修正量dktg(0)＊調光修正係数Sgを演算して適用調光率ktg(0)を決定する（ステップＳ１９）。すなわち、画像のエッジ強度の変化が少ない場合、１フレーム前の適用調光率ktg(-1)が現在の適用調光率ktg(0)に反映される。なお、調光率演算部１３５は、少なくとも１フレーム分の適用調光率を先入れ先出し法によって内部のメモリに記憶してもよい。
【００５２】
調光制御部１３６は、調光率演算部１３５によって求められた適用調光率ktg(0)に基づき、調光部１８０を制御する（ステップＳ２０）。具体的には、例えば、調光制御部１３６は、光路上に配置された遮光板の位置を制御するためのモータ駆動信号を送信したり、光源の駆動電力を制御するための制御信号を送信したりする。表示部１９０は、調光部１８０によって調光された状態で、輝度伸張処理部１７０によって伸張された画像信号に基づき、画像を表示する。
【００５３】
以上のように、本実施例によれば、表示装置１００は、画像の変化が大きい場合であっても、当該変化が周期的なものである場合は光量の変化を少なくすることができる。これにより、表示装置１００は、映像において、光源の前を人が横切るような同一シーン内における一時的な輝度変化等があった場合であっても過敏に反応せず、適切な調光を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例によれば、表示装置１００は、最大輝度値、ＡＰＬ、エッジ強度を画像の特徴として適用することにより、適切に調光を行うことができる。また、本実施例によれば、表示装置１００は、垂直方向と水平方向のエッジ強度を個別に演算し、大小比較を行って変化の大きい方をエッジ強度差分値として用いることにより、画像の変化を適切に把握することができる。
【００５５】
また、本実施例によれば、表示装置１００は、現在の画像と過去の画像が大きく異なる場合に過去の画像の適用調光率とは関係のない仮調光率を適用調光率として適用し、現在の画像と過去の画像が似ている場合に過去の画像の適用調光率を反映した値を適用調光率として適用することにより、適切な調光を行うことができる。
【００５６】
（第２の実施例）
第１の実施例では、調光処理部１３０に本発明を適用したが、輝度伸張処理部に本発明を適用してもよい。次に、輝度伸張処理部に本発明を適用した実施例について説明する。図５は、第２の実施例における表示装置１０１の機能ブロック図である。
【００５７】
表示装置１０１は、第１の実施例の輝度伸張処理部１７０に代えて輝度伸張処理部１７１を有している。輝度伸張処理部１７１は、仮伸張率演算部１７３と、伸張率差分値演算部１７４と、伸張修正量決定部１７５と、伸張修正係数決定部１７６と、伸張率演算部１７７と、伸張部１７９とを含んで構成されている。
【００５８】
仮伸張率演算部１７３は、仮調光率演算部１３１と同様の構成であり、最大輝度値と、ＡＰＬと、最大輝度値、ＡＰＬおよび仮伸張率の関係を示す伸張率データに基づき、仮伸張率を演算する。また、伸張率差分値演算部１７４は、調光率差分値演算部１３２と同様の構成であり、過去の画像の適用伸張率と仮伸張率との差分値を示す伸張率差分値を演算する。
【００５９】
また、伸張修正量決定部１７５は、調光修正量決定部１３３と同様の構成であり、伸張率差分値に基づき、伸張修正量を決定する。また、伸張修正係数決定部１７６は、調光修正係数決定部１３４と同様の構成であり、エッジ強度差分値に基づき、伸張修正係数を決定する。
【００６０】
また、伸張率演算部１７７は、調光率演算部１３５と同様の構成であり、所定の場合に、過去の画像の適用伸張率に伸張修正量と伸張修正係数との積を加えた現在の画像の適用伸張率を演算する。また、伸張部１７９は、伸張率演算部１７７によって求められた現在の画像の適用伸張率に基づき、画像信号入力部１１０からの画像信号を伸張する。
【００６１】
また、表示装置１０１は、情報記憶媒体２０１に記憶されたプログラムを読み取ることによって調光処理部１３０および輝度伸張処理部１７１の機能を実装してもよい。なお、具体的な処理手順は、第１の実施例と同様であるため、省略する。
【００６２】
以上のように、輝度伸張処理部１７１に本発明を適用することにより、表示装置１０１は、画像の変化が大きい場合であっても、当該変化が周期的なものである場合は輝度の変化を少なくすることができる。これにより、表示装置１０１は、映像において、光源の前を人が横切るような変化があった場合であっても過敏に反応せず、適切な画像の伸張を行うことができる。
【００６３】
（第３の実施例）
第２の実施例では、輝度伸張処理部１７１は調光処理部１３０と同様の構成であったが、調光率から伸張率を演算してもよい。次に、調光率から伸張率を演算する実施例について説明する。図６は、第３の実施例における表示装置１０２の機能ブロック図である。
【００６４】
輝度伸張処理部１７２は、調光率演算部１３５によって求められた現在の適用調光率ktg(0)に基づき、現在の適用伸張率kta(0)を演算する伸張率演算部１７８と、当該適用伸張率に基づき、画像信号を伸張する伸張部１７９とを含んで構成されている。
【００６５】
例えば、ガンマ値が2.2の場合、ktg(0)=1-kta(0)-2.2の関係がある。伸張率演算部１７８は、この演算式を用いて適用調光率ktg(0)から適用伸張率kta(0)を演算することができる。もちろん、適用伸張率kta(0)から適用調光率ktg(0)を求めることも可能である。この場合は、表示装置は、第２の実施例の輝度伸張処理部１７１を用いて適用伸張率kta(0)を求め、調光処理部は、適用伸張率kta(0)から適用調光率ktg(0)を演算する調光率演算部と、調光制御部１３６を有していればよい。
【００６６】
また、第３の実施例においても、表示装置１０２は、情報記憶媒体２０２に記憶されたプログラムを読み取ることによって調光処理部１３０および輝度伸張処理部１７２の機能を実装してもよい。
【００６７】
以上のように、本実施例によれば、表示装置１０２は、適用調光率ktg(0)から適用伸張率kta(0)を演算することができるため、表示装置１０２の構成を簡略化することができる上、必要な演算量を減らすことができるため、より効率的かつ適切に伸張処理を実行することができる。
【００６８】
（第４の実施例）
第１〜第３の実施例では、画像特徴情報生成部１２０は、画像を構成する全画素に対してエッジ強度の演算を均一に行っていたが、エッジ強度の演算を行う際に、画素の位置に応じて重み付け演算を行ってもよい。図７は、第４の実施例における中央領域３１０と周辺領域３２０の一例を示す図である。
【００６９】
例えば、画像特徴情報生成部１２０は、画像３００の中心画素を含み、かつ、画像３００の周辺画素を含まない中央領域３１０を対象とする場合、現在の画像のエッジ強度と過去の画像のエッジ強度との差分値に第１の係数（例えば、1.0、0.8等）を掛けた値を画像のエッジ強度として求め、当該画像３００の中央領域３１０以外の周辺領域３２０を対象とする場合、現在の画像のエッジ強度と過去の画像のエッジ強度との差分値に第１の係数よりも小さい第２の係数を掛けた値（例えば、0.4、0.2等）を画像のエッジ強度として求めてもよい。
【００７０】
また、例えば、画像特徴情報生成部１２０は、水平方向のエッジ強度の合計値Ex(0)=中央領域３１０の水平方向のエッジ強度の合計値Ex1(0)*0.8+周辺領域３２０の水平方向のエッジ強度の合計値Ex2(0)*0.2を演算し、垂直方向のエッジ強度の合計値Ey(0)=中央領域３１０の垂直方向のエッジ強度の合計値Ey1(0)*0.8+周辺領域３２０の垂直方向のエッジ強度の合計値Ey2(0)*0.2を演算してもよい。このような手法によっても画像のエッジ強度は結果的に重み付け演算の行われた値になる。
【００７１】
以上のように、本実施例によれば、例えば、画像３００の中央領域３１０のエッジ強度を周辺領域３２０のエッジ強度に比べて多く反映することにより、字幕や黒帯等の影響を受けることなく、画像３００の内容に応じた特徴を適切に把握することができる。
【００７２】
（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、画像特徴情報生成部１２０は、中央領域３１０を１画像処理単位として、最大輝度値およびAPLを求めてもよい。これによれば、表示装置１００は、中央領域３１０を対象として画像の特徴情報を生成することにより、周辺領域３２０に含まれる字幕や黒帯等の影響を受けることなく、画像３００の内容に応じた特徴を適切に把握することができる。また、上述した実施例では、画像処理単位は、フレームであったが、例えば、フィールド、複数画素で構成される画素ブロック、中央領域３１０等の単位であってもよい。
【００７３】
また、上述した実施例では、画像特徴情報生成部１２０は、画像特徴情報として、最大輝度値、APL、エッジ強度差分値を生成したが、これら以外の値を画像特徴情報として生成してもよい。例えば、画像特徴情報生成部１２０は、最小輝度値、平均輝度値、代表輝度値（例えば、中心位置等の所定の位置にある画素の輝度値等）、輝度値の分散値、エッジ強度等を画像特徴情報として生成してもよい。
【００７４】
また、調光の手法は上述した実施例には限定されない。例えば、画像特徴情報生成部が、画像信号に基づき、画像処理単位ごとに画像特徴値（画像特徴情報）を生成し、差分値演算部が、画像特徴値と過去の画像特徴値との差分値を演算し、調光部が、当該差分値が所定値以上の場合であって、かつ、当該差分値が周期的に変化していないという条件に該当する場合、当該条件に該当しない場合と比べて光量の変化量を大きくしてもよい。
【００７５】
すなわち、表示装置は、過去の画像の特徴と、現在の画像の特徴との相違に応じて周期的な変化を判定して調光処理や伸張処理を実行することにより、適切な調光処理や伸張処理を実行することができる。
【００７６】
また、調光修正量決定部１３３は、ステップＳ１１において、調光率差分値が０かどうかを判定しているが、この判定に代えて調光率差分値が０を含む所定範囲（例えば、０以上０．１以下等）内かどうかの判定を行ってもよい。また、調光修正量決定部１３３は、ステップＳ１２、Ｓ１３の判定も同様に所定の範囲内にあるかどうかで判定してもよい。また、調光修正量決定部１３３は、ステップＳ１２で調光修正量を０に設定しているが、調光修正量を０以外の値に設定してもよい。
【００７７】
また、１フレーム前の適用調光率、伸張率データ等は、調光率差分値演算部１３２等の各部のメモリに記憶されてもよいし、共通にアクセス可能な共有メモリに記憶されてもよい。また、上述した実施例では１フレーム前のデータが用いられているが、例えば、２フレーム前のデータ、過去の複数フレームのデータの平均値等が過去のデータ（例えば、過去の画像の適用調光率等）として用いられてもよい。
【００７８】
また、表示装置１００〜１０２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。また、本発明の調光システムを実装可能な装置は表示装置１００〜１０２には限定されず、例えば、表示装置に接続される種々の画像供給装置（例えば、ＰＣ、ＤＶＤプレーヤー、ゲーム装置等）に調光システムを実装可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の実施例における表示装置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信号の入力から調光率差分値の演算までの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施例における調光率データの一例を示す模式図である。
【図４】第１の実施例における調光修正量の決定から調光制御までの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例における表示装置の機能ブロック図である。
【図６】第３の実施例における表示装置の機能ブロック図である。
【図７】第４の実施例における中央領域と周辺領域の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００  表示装置、１１０  画像信号入力部、１２０  画像特徴情報生成部、１３０  調光処理部、１３１  仮調光率演算部、１３２  調光率差分値演算部、１３３  調光修正量決定部、１３４  調光修正係数決定部、１３５  調光率演算部、１３６  調光制御部、１７０〜１７２  輝度伸張処理部、１７３  仮伸張率演算部、１７４  伸張率差分値演算部、１７５  伸張修正量決定部、１７６  伸張修正係数決定部、１７７、１７８  伸張率演算部、１７９  伸張部、１８０  調光部、１９０  表示部、２００〜２０２  情報記憶媒体、３００  画像、３１０  中央領域、３２０  周辺領域
【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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