(57)【要約】【課題】階調制御がなされた入力画像を用いても、良好な画質で階調制御がなされた出力画像を得られるようにする。【解決手段】解析情報生成部２１は、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する。パターン記憶部２４は、複数の階調パターンを記憶する。パターン選択部２３は、パターン記憶部２４に記録されている階調パターンの選択を行う。パターン選択制御部２２は、方向毎の解析情報から入力画像における方向毎のパターン度合いを得て入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンをパターン選択部２３で選択させる。階調制御部３１は、パターン選択部２３で選択された階調パターンを用いて階調制御を行い、出力画像を生成する。【選択図】        図１
2009116184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調パターンを用いて階調制御を行う画像処理装置において、
予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成部と、
複数の階調パターンを記憶したパターン記憶部と、
前記パターン記憶部に記録されている階調パターンの選択を行うパターン選択部と、
前記方向毎の解析情報から前記入力画像における前記方向毎のパターン度合いを得て前記入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンを前記パターン選択部で選択させるパターン選択制御部と、
前記パターン選択部で選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御部とを有する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記解析情報生成部は、指定された方向に前記画素値を累積加算して、得られた複数の加算結果をそれぞれ所定画素間隔で累積加算してヒストグラムデータの生成を行い、このヒストグラムデータを前記方向毎に生成して前記解析情報とし、
前記パターン選択制御部は、前記ヒストグラムデータから方向毎にパターン度合いを示すパターン度を算出して、このパターン度を用いて前記入力画像の階調パターンを推定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記パターン選択制御部は、最も大きいパターン度と他方向のパターン度との差が予め定めた閾値よりも大きいとき、前記干渉を生じない階調パターンを選択させる
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記パターン選択制御部は、過去フレームで推定された前記階調パターンと現フレームで推定された前記階調パターンの相関が高いとき、現フレームで推定された前記階調パターンと干渉を生じない階調パターンを選択させる
ことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の方向は、水平方向と垂直方向と右４５度斜め方向と左４５度斜め方向である
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
階調パターンを用いて階調制御を行う画像処理装置の画像処理方法において、
予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成ステップと、
パターン記憶部に記録されている複数の階調パターンから階調パターンの選択を行うパターン選択ステップと、
前記方向毎の解析情報から前記入力画像における前記方向毎のパターン度合いを得て前記入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンを前記パターン選択ステップで選択させるパターン選択制御ステップと、
前記パターン選択ステップで選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御ステップとを有する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成部と、
複数の階調パターンを記憶したパターン記憶部と、
前記パターン記憶部に記録されている階調パターンの選択を行うパターン選択部と、
前記方向毎の解析情報から前記入力画像における前記方向毎のパターン度合いを得て前記入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンを前記パターン選択部で選択させるパターン選択制御部と、
前記パターン選択部で選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御部と、
前記出力画像の画像表示を行う表示部を有する
ことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置と画像処理方法および画像表示装置に関する。詳しくは、入力画像の階調パターン推定を行い、推定された階調パターンと干渉が生じないように選択した階調パターンを用いて階調制御を行うものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶等の画像表示装置では、疑似階調表示を行う方法としてディザ法（面積階調法）やフレームレートコントロール（ＦＲＣ）法が用いられている。ディザ法は、ブロック内の表示パターンを制御して階調表現を行うものであり、表示解像度の低下を招いてしまう。また、ＦＲＣ法は、画素のオン状態とオフ状態を複数の画像フレームに分散させて、このオン状態とオフ状態の割合を制御することで平均的な明るさを変化させて階調表示を行うものであり、画質を悪化させるフリッカ等を生じることが知られている。さらに、疑似階調表示では、ムービング現象（表示流れ）を生じることも知られている。
【０００３】
このため、特許文献１の発明では、画像フレームを所定の大きさのブロックに区分して、ブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定することで、ムービング現象を抑えてカラー画像の高画質化が図られている。また、複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定されたブロック毎の点灯パターンを、同一画像フレームの同一ブロックにおいて異なるパターンとして、局所的なフリッカの低減が図られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の発明では、入力画像信号と点灯パターンの関連性がないものとして階調制御が行われている。すなわち、入力画像信号が例えばディザ法等の階調制御が行われた信号である場合、階調制御で用いるパターンは、入力画像信号のパターンと無関係に設定される。したがって、入力画像信号で行われている階調制御と入力画像信号に対して行う階調制御の干渉によって、例えば縞模様等の障害が画面上に現れてしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明では、階調制御がなされた入力画像を用いても、良好な画質で階調制御がなされた出力画像を得られるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の概念は、入力画像がどのような階調パターンで階調制御が行われているかを推定して、推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンを選択して、選択したされた階調パターンで階調制御を行うことにある。
【０００８】
この発明の画像処理装置は、階調パターンを用いて階調制御を行う画像処理装置において、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成部と、複数の階調パターンを記憶したパターン記憶部と、パターン記憶部に記録されている階調パターンの選択を行うパターン選択部と、
方向毎の解析情報から入力画像における方向毎のパターン度合いを得て入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンをパターン選択部で選択させるパターン選択制御部と、パターン選択部で選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御部とを有するものである。
【０００９】
また、この発明の画像処理方法は、階調パターンを用いて階調制御を行う画像処理装置の画像処理方法において、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成ステップと、パターン記憶部に記録されている複数の階調パターンから階調パターンの選択を行うパターン選択ステップと、方向毎の解析情報から入力画像における方向毎のパターン度合いを得て入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンをパターン選択ステップで選択させるパターン選択制御ステップと、パターン選択ステップで選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御ステップとを有するものである。
【００１０】
さらに、この発明の画像表示装置は、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する解析情報生成部と、複数の階調パターンを記憶したパターン記憶部と、パターン記憶部に記録されている階調パターンの選択を行うパターン選択部と、方向毎の解析情報から入力画像における方向毎のパターン度合いを得て入力画像の階調パターンを推定し、この推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンをパターン選択部で選択させるパターン選択制御部と、パターン選択部で選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像を生成する階調制御部と、出力画像の画像表示を行う表示部を有するものである。
【００１１】
この発明においては、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を累積加算して、得られた複数の加算結果をそれぞれ所定画素間隔で累積加算してヒストグラムデータの生成を行い、方向毎のヒストグラムデータが解析情報とされる。この方向毎の解析情報から方向毎にパターン度合いを示すパターン度が算出されて、このパターン度を用いて入力画像の階調パターンが推定される。さらに、最も大きいパターン度と他方向のパターン度との差が予め定めた閾値よりも大きいとき、干渉を生じない階調パターンが選択されて、この選択された階調パターンを用いて階調制御を行い出力画像が生成される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、入力画像の階調パターンが推定されて、推定された階調パターンと干渉が生じないように選択した階調パターンを用いて階調制御が行われる。このため、階調制御がなされた入力画像を用いても、良好な画質で階調制御がなされた出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は画像処理装置の構成を示している。画像処理装置１０には、入力画像の画像信号ＤＶinと画像信号ＤＶinに対応する同期信号ＤＳが入力される。
【００１４】
画像信号ＤＶinは、例えば（ｍ＋ｎ）ビットの画像信号ＤＶinとする。画像処理装置１０は、階調パターンを用いた階調制御を行い、画像信号ＤＶinの階調表現が可能なｍビットの画像信号ＤＶoutを生成して出力する。なお、階調制御としてディザ法で用いたときのディザパターン、階調制御としてディザ法とＦＲＣ法とを組み合わせたときのディザパターン、階調制御としてＦＲＣ法を用いたときの点灯パターン等を総称して階調パターンという。
【００１５】
画像処理装置１０に供給された画像信号ＤＶinは、解析情報生成部２１と階調制御部３１に供給される。
【００１６】
同期信号ＤＳは、水平同期信号ＤＳhと垂直同期信号ＤＳvおよび画像信号の有効画素期間（水平、垂直ブランキング期間を除いた期間)を示すデータイネーブル信号ＤＳeを含むものである。同期信号ＤＳに含まれているデータイネーブル信号ＤＳeは、水平カウンタ１１と解析情報生成部２１に供給される。また、水平同期信号ＤＳhは垂直カウンタ１２に供給される。さらに、垂直同期信号ＤＳvは、フレームカウンタ１３と解析情報生成部２１に供給される。
【００１７】
水平カウンタ１１には、図示せずも画素クロック信号が供給されており、データイネーブル信号ＤＳeによって有効画素期間であることが示されているとき、画素クロック信号に基づいてカウント動作を行い、ブロック内における水平方向の位相を示す水平位相信号ＰＨを生成して、解析情報生成部２１と階調制御部３１の階調制御信号生成部３１１に供給する。解析情報生成部２１は、入力画像の階調パターンの推定に用いる解析情報を生成するものであり、例えば４×４画素であるブロック単位の周期で解析情報を生成する場合、水平カウンタ１１は画素クロック信号を用いて４進カウンタのカウント動作を行い、ブロック内における水平方向の画素の位相を示す水平位相信号ＰＨを生成する。
【００１８】
垂直カウンタ１２は、水平同期信号ＤＳhにおける同期パルスのカウント動作を行い、ブロック内における垂直方向の位相を示す垂直位相信号ＰＶを生成して、解析情報生成部２１と階調制御信号生成部３１１に供給する。上述のように、４×４画素であるブロック単位の周期で解析情報を生成する場合、垂直カウンタ１２は４進カウンタのカウント動作を行い、ブロック内における垂直方向の画素の位相を示す垂直位相信号ＰＶを生成する。
【００１９】
フレームカウンタ１３は、垂直同期信号ＤＳvの同期パルスのカウント動作を行い、カウント結果を示すフレーム情報信号ＰＦを生成して解析情報生成部２１と階調制御信号生成部３１１に供給する。
【００２０】
解析情報生成部２１は、画像信号ＤＶin，データイネーブル信号ＤＳe，垂直同期信号ＤＳv，水平位相信号ＰＨ，垂直位相信号ＰＶを用いて解析情報の生成を行い、生成した解析情報をパターン選択制御部２２に供給する。また、解析情報生成部２１は、フレーム情報信号ＰＦを用いて階調パターンを所定フレーム分持たせるための制御信号を生成する。例えば画像信号ＤＶinがＦＲＣ法等を用いて階調制御が行われており、２のｎ乗のフレーム単位で点灯パターン制御を行うことで２のｎ乗の階調表現を行うものとされている場合、例えばｎ＝２とされて４フレーム単位で点灯パターン制御を行うにより４つの階調表現が行われている場合、階調パターンを４フレーム分持たせるための制御信号を生成する。
【００２１】
パターン選択制御部２２は、解析情報生成部２１で得られた解析情報を用いて、画像信号ＤＶinに基づく入力画像の階調パターンを推定する。また、パターン選択制御部２２は、推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンを選択させるパターン選択制御信号ＣＴpを生成してパターン選択部２３に供給する。
【００２２】
パターン選択部２３には、複数の階調パターンが予め記憶されたパターン記憶部２４が接続されている。パターン選択部２３は、パターン選択制御部２２から供給されたパターン選択制御信号ＣＴpに基づいて、パターン記憶部２４に記憶されている階調パターンの選択を行い、選択した階調パターンＱＰを階調制御部３１の階調制御信号生成部３１１に供給する。
【００２３】
階調制御信号生成部３１１は、パターン選択部２３で選択された階調パターンＱＰから、垂直位相信号ＰＶが示す垂直位相かつ水平位相信号ＰＨが示す水平位相のデータから階調制御信号ＣＬを生成して調整部３１２に供給する。また、階調パターンＱＰが複数フレーム単位分のパターンであるときは、フレーム情報信号ＰＦに基づいて、複数フレーム単位分の階調パターンから出力画像のフレームに対応する階調パターンを用いるものとする。
【００２４】
調整部３１２は、画像信号ＤＶinの上位ｍビットに階調制御信号ＣＬを加算して画素値の調整を行い、加算結果を画像信号ＤＶoutとして表示部４１に供給する。ここで、階調制御信号生成部３１１で生成される階調制御信号ＣＬは、「１」あるいは「０」の値を示す信号とする。このため、画像信号ＤＶoutは、画像信号ＤＶinの上位ｍビットの値を「Ｌm」とすると、階調パターンに応じて画素値「Ｌm＋０」と画素値「Ｌm＋１」の画素が組み合わされたものとなり、画像信号ＤＶinの下位ｎビットの階調表示が行われる。したがって、ｍビットの画像信号ＤＶoutによって擬似的に（ｍ＋ｎ）ビットの画像信号ＤＶinの階調を再現できる。例えば４画素のブロック単位で階調制御を行う場合、画像信号ＤＶinの値が「Ｌm＋１／４」であるときは、３画素を画素値「Ｌm」で１画素を画素値「Ｌm＋１」とすれば、画像信号ＤＶinの画素値が「Ｌm＋１／４」であるときの階調を４画素のブロックで擬似的に再現できる。また、画像信号ＤＶinの画素値が「Ｌm＋３／４」であるときは、１画素を画素値「Ｌm」で３画素を画素値「Ｌm＋１」とすれば、画像信号ＤＶinの画素値が「Ｌm＋３／４」であるときの階調を４画素のブロックで擬似的に再現できる。
【００２５】
表示部４１は、マトリックス状に画素が配列された表示素子例えば液晶表示素子や(Plasma Display PanelあるいはＥＬ(Electro-Luminescence)表示素子等を用いて構成されており、画像信号ＤＶoutに基づいて画像表示を行う。この表示部４１で表示される画像は、階調制御部３１で階調制御が行われていることから、画像信号ＤＶoutがｍビットであっても（ｍ＋ｎ）ビットの画像信号ＤＶinと同等の階調となる。
【００２６】
図２は、解析情報生成部２１の構成を示している。解析情報生成部２１は、予め指定された複数の方向毎に入力画像の画素値を用いて、方向毎に解析情報を生成する。図２では、水平方向、垂直方向、水平方向に対して反時計回り方向に４５度の傾きを生じた斜め方向（以下「右４５度斜め方向」という）、水平方向に対して時計回り方向に４５度の傾きを生じた斜め方向（以下「左４５度斜め方向」という）について、それぞれの方向の解析情報を生成する構成を示している。
【００２７】
解析情報生成部２１に供給された画像信号ＤＶin，データイネーブル信号ＤＳe，垂直同期信号ＤＳv，水平位相信号ＰＨ，垂直位相信号ＰＶ，フレーム情報信号ＰＦは、水平ヒストグラム生成部２１１と垂直ヒストグラム生成部２１２および右４５度ヒストグラム生成部２１３と左４５度ヒストグラム生成部２１４に供給される。
【００２８】
水平ヒストグラム生成部２１１は、水平方向に入力画像の画素値を用いて解析情報を生成する。水平ヒストグラム生成部２１１は、画像信号ＤＶinとデータイネーブル信号ＤＳeおよび垂直位相信号ＰＶ，フレーム情報信号ＰＦに基づき、垂直方向の位相が等しい各画素の信号すなわち水平方向（ライン方向）に各画素値を累積加算する。さらに、得られたライン毎の加算結果を、上述の１ブロックの画素間隔（３画素おき）で累積加算してヒストグラムデータを生成する。
【００２９】
図３は、水平ヒストグラム生成部２１１の動作を説明するためのものである。水平ヒストグラム生成部２１１は、水平方向に各画素値を累積加算して、垂直位相信号ＰＶで示された位相毎に累積加算データＭa0〜Ｍa3を生成する。また、水平ヒストグラム生成部２１１は、垂直位相信号ＰＶで示された位相が等しい累積加算データ（３画素おきの累積加算データ）を１画面分加算して累積加算データＭa0tを生成する。例えば、累積加算データＭa0を１画面分加算して累積加算データＭa0tを生成する。同様に、他の位相の累積加算データＭa1〜Ｍa3を１画面分加算して累積加算データＭa1t〜Ｍa3tの生成を行い、累積加算データＭa0t〜Ｍa3tを水平ヒストグラムデータＨＧaとする。図４は、水平ヒストグラムデータＨＧaに基づいたヒストグラムを示しており、ヒストグラムでは垂直方向の位相を階級として垂直方向の位相毎の累積加算データＭa0t〜Ｍa3tが度数とされている。
【００３０】
垂直ヒストグラム生成部２１２は、垂直方向に各画素値を累積加算して、水平方向の位相毎の累積加算データを生成する。また、垂直ヒストグラム生成部２１２は、水平方向の位相毎の累積加算データを１画面分加算して垂直ヒストグラムデータＨＧbを生成する。
【００３１】
右４５度ヒストグラム生成部２１３は、右４５度斜め方向に各画素値を累積加算して、得られた累積加算データを垂直方向（水平方向）に３画素おきに累積加算して右４５度ヒストグラムデータＨＧcを生成する。
【００３２】
図５は、右４５度ヒストグラム生成部２１３の動作を説明するためのものである。右４５度ヒストグラム生成部２１３は、垂直方向に対して右４５度の傾きを生じた斜め方向に各画素値を累積加算して、累積加算データＭc0〜Ｍc3を生成する。さらに、右４５度ヒストグラム生成部２１３は、３画素おきの累積加算データＭc0を１画面分加算して累積加算データＭc0tを生成する。同様に、３画素おきの累積加算データＭc1〜Ｍc3についてもそれぞれ１画面分加算して累積加算データＭc1t〜Ｍc3tの生成を行い、累積加算データＭc1t〜Ｍc3tを右４５度ヒストグラムデータＨＧcとする。
【００３３】
左４５度ヒストグラム生成部２１４は、垂直方向に対して左４５度斜め方向に各画素値を累積加算して、得られた累積加算データを垂直方向（水平方向）に３画素おきに累積加算して左４５度ヒストグラムデータＨＧdを生成する。
【００３４】
インタフェース部２１５は、水平ヒストグラム生成部２１１で生成された水平ヒストグラムデータＨＧaと、垂直ヒストグラム生成部２１２で生成された垂直ヒストグラムデータＨＧbと、右４５度ヒストグラム生成部２１３で生成された右４５度ヒストグラムデータＨＧcと、左４５度ヒストグラム生成部２１４で生成された左４５度ヒストグラムデータＨＧdを、図１のパターン選択制御部２２に供給するためのものである。インタフェース部２１５は、方向毎の解析情報であるヒストグラムデータ、すなわち水平ヒストグラムデータＨＧaと垂直ヒストグラムデータＨＧbと右４５度ヒストグラムデータＨＧcおよび左４５度ヒストグラムデータＨＧdを、例えばシリアライズ化して解析情報信号ＨＧＴを生成する。
【００３５】
パターン選択制御部２２は、解析情報生成部２１に対して解析情報信号ＨＧＴの要求を行い、解析情報生成部２１から供給された解析情報信号ＨＧＴをデシリアライズ処理する。また、パターン選択制御部２２は、デシリアライズ処理で得た水平ヒストグラムデータＨＧaと垂直ヒストグラムデータＨＧbと右４５度ヒストグラムデータＨＧcおよび左４５度ヒストグラムデータＨＧdを用いて、入力画像の階調パターンを推定する。さらに、パターン選択制御部２２は、推定した階調パターンとの干渉を生じない階調パターンをパターン選択部２３で選択させるパターン選択制御信号ＣＴpの生成を行う。
【００３６】
図６は、パターン選択制御部２２の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１でパターン選択制御部２２は正規化処理を行う。パターン選択制御部２２は、水平ヒストグラムデータＨＧaの各累積加算データＭa0t〜Ｍa3tを、加算した画素数で除算することで、正規化水平ヒストグラムデータＨＧaoを生成する。なお、正規化水平ヒストグラムデータＨＧaoにおける正規化後の各累積加算データは、正規化累積加算データＭa0to〜Ｍa3toとする。同様に、パターン選択制御部２２は、垂直ヒストグラムデータＨＧbと右４５度ヒストグラムデータＨＧcおよび左４５度ヒストグラムデータＨＧdの正規化処理を行い、正規化垂直ヒストグラムデータＨＧboと正規化右４５度ヒストグラムデータＨＧcoおよび正規化左４５度ヒストグラムデータＨＧdoを生成してステップＳＴ２に進む。
【００３７】
ステップＳＴ２でパターン選択制御部２２は平均値算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、正規化水平ヒストグラムデータＨＧaoにおける正規化累積加算データＭa0to〜Ｍa3toの平均値Ｊaを算出する。同様に、パターン選択制御部２２は、正規化垂直ヒストグラムデータＨＧboと正規化右４５度ヒストグラムデータＨＧcoおよび正規化左４５度ヒストグラムデータＨＧdoにおける累積加算データの平均値を、ヒストグラムデータ毎に算出してステップＳＴ３に進む。
【００３８】
ステップＳＴ３でパターン選択制御部２２は分散算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、ステップＳＴ２で算出した正規化水平ヒストグラムデータＨＧaoにおける正規化累積加算データＭa0to〜Ｍa3toと平均値Ｊaを用いて分散Ｖaを算出する。同様に、パターン選択制御部２２は、正規化垂直ヒストグラムデータＨＧboと正規化右４５度ヒストグラムデータＨＧcoおよび正規化左４５度ヒストグラムデータＨＧdoから、分散をヒストグラムデータ毎に算出してステップＳＴ４に進む。
【００３９】
ステップＳＴ４でパターン選択制御部２２は差分算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、ステップＳＴ２で算出した正規化水平ヒストグラムデータＨＧaoにおける正規化累積加算データＭa0to〜Ｍa3toと平均値Ｊaの差分を算出する。同様に、パターン選択制御部２２は、正規化垂直ヒストグラムデータＨＧboと正規化右４５度ヒストグラムデータＨＧcoおよび正規化左４５度ヒストグラムデータＨＧdoから、差分をヒストグラムデータ毎に算出してステップＳＴ５に進む。
【００４０】
ステップＳＴ５でパターン選択制御部２２は階調パターン推定処理を行う。図７は、階調パターン推定処理を示すフローチャートである。この階調パターン推定処理では、水平方向のパターン度（以下「水平度」という）と垂直方向のパターン度（以下「垂直度」という）と右４５度の斜め方向のパターン度（以下「右４５度度」という）および左４５度の斜め方向のパターン度（以下「左４５度度」という）をそれぞれ算出して、これらのパターン度からいずれの方向のパターン度合いが大きいかを判定する判定処理を行うことで階調パターンの推定を行う。
【００４１】
図７のステップＳＴ１１でパターン選択制御部２２は、水平度算出処理を行う。図８は、水平度算出処理を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳＴ２１でパターン選択制御部２２は、初期化処理を行う。パターン選択制御部２２は、過去フレームで算出した水平度算出結果を「０」として初期化を行いステップＳＴ２２に進む。
【００４３】
ステップＳＴ２２でパターン選択制御部２２は、差分を用いて水平度差分度算出処理を行う。ここで、正規化累積加算データＭa0to〜Ｍa3toと平均値Ｊaの差分は「Ｍa0to−Ja」「Ｍa1to−Ja」「Ｍa2to−Ja」「Ｍa3to−Ja」であることから、パターン選択制御部２２は、例えば式（１）で基づいて水平差分度Ｒauを算出してステップＳＴ２３に進む。なお、式（１）において「ｋ1」は、パターン選択制御部２２で設定した係数である。
Ｒau＝ｋ1×(|Ｍa0to−Ja|＋|Ｍa1to−Ja|＋|Ｍa2to−Ja|＋|Ｍa3to−Ja|)・・・(１)
【００４４】
ステップＳＴ２３でパターン選択制御部２２は、分散を用いて水平分散度算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、例えば式（２）で基づいて水平分散度Ｒavを算出してステップＳＴ２４に進む。なお、式（２）において「ｋ2」は、パターン選択制御部２２で設定した係数である。
Ｒav＝ｋ2×Ｖa  ・・・(２)
【００４５】
ステップＳＴ２４でパターン選択制御部２２は、加算処理を行う。パターン選択制御部２２は、ステップＳＴ２２で算出した水平差分度ＲauとステップＳＴ２３で算出した水平分散度Ｒavを加算して水平度Ｒaとする。このようにして算出される水平度Ｒaは、入力画像において水平方向の成分に応じた値であり、水平方向のパターン度合いを示すものである。
【００４６】
図７のステップＳＴ１２でパターン選択制御部２２は、垂直度算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、正規化垂直ヒストグラムデータＨＧboから算出した差分と平均値および分散を用いて図８に示す水平度算出処理と同様な処理を行い、垂直度Ｒbを算出してステップＳＴ１３に進む。この垂直度Ｒbは、入力画像において垂直方向の成分に応じた値であり、垂直方向のパターン度合いを示すものである。
【００４７】
ステップＳＴ１３でパターン選択制御部２２は、右４５度度算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、正規化右４５度ヒストグラムデータＨＧcoから算出した差分と平均値および分散を用いて図８に示す水平度算出処理と同様な処理を行い、右４５度度Ｒcを算出してステップＳＴ１４に進む。この右４５度度Ｒcは、入力画像において右４５度斜め方向の成分に応じた値であり、右４５度斜め方向のパターン度合いを示すものである。
【００４８】
ステップＳＴ１４でパターン選択制御部２２は、左４５度度算出処理を行う。パターン選択制御部２２は、正規化左４５度ヒストグラムデータＨＧdoから算出した差分と平均値および分散を用いて図８に示す水平度算出処理と同様な処理を行い、左４５度度Ｒdを算出してステップＳＴ１５に進む。この左４５度度Ｒdは、入力画像において左４５度斜め方向の成分に応じた値であり、左４５度斜め方向のパターン度合いを示すものである。
【００４９】
ステップＳＴ１５でパターン選択制御部２２は判定処理を行う。図９は判定処理を示すフローチャートである。
【００５０】
図９のステップＳＴ３１でパターン選択制御部２２は、パターン仮判定を行う。パターン選択制御部２２は、パターン度である水平度Ｒa，垂直度Ｒb，右４５度度Ｒc，左４５度度Ｒdから最大のパターン度を判別して、最大のパターン度であるパターン度合いのパターンを入力画像の階調パターンと仮判定してステップＳＴ３２に進む。パターン選択制御部２２は、例えば水平度Ｒaが最大であるとき、入力画像の階調パターンは水平方向のパターン度合いが大きいパターンと仮判定する。
【００５１】
ステップＳＴ３２でパターン選択制御部２２は、最大のパターン度と他のパターン度との差分絶対値和を算出する。例えば、水平度Ｒaが最大であるとき、水平度Ｒaと垂直度Ｒbとの差分、水平度Ｒaと右４５度度Ｒcとの差分、水平度Ｒaと左４５度度Ｒdとの差分をそれぞれ算出して、３つの差分の絶対値を加算することにより差分絶対値和ＲＤを算出してステップＳＴ３３に進む。
【００５２】
ステップＳＴ３３でパターン選択制御部２２は、差分絶対値和が閾値ＴＨa以上であるか否かを判別する。パターン選択制御部２２は、差分絶対値和ＲＤが閾値ＴＨa以上であると判別したときステップＳＴ３６に進み、差分絶対値和ＲＤが閾値ＴＨa以上であると判別していないときステップＳＴ３４に進む。
【００５３】
ステップＳＴ３４でパターン選択制御部２２は、差分絶対値和が閾値ＴＨb以下であるか否かを判別する。パターン選択制御部２２は、差分絶対値和ＲＤが閾値ＴＨaよりも低い閾値ＴＨb以下であると判別したときステップＳＴ３５に進み、差分絶対値和ＲＤが閾値ＴＨb以下であると判別していないときステップＳＴ３６に進む。
【００５４】
ステップＳＴ３５でパターン選択制御部２２は、パターン無しと仮判定する。パターン選択制御部２２は、最大のパターン度と他のパターン度との差が少ないことから、ステップＳＴ３１で得られたパターン仮判定結果をパターン無しに変更してステップＳＴ３６に進む。すなわち、最大のパターン度と他のパターン度との差が少ないことから、入力画像は階調パターンを用いた階調制御が行われていない、あるいは階調パターンを用いた階調制御が行われていても、特定方向のパターン度合いが大きい階調パターンが用いられていないものとしてパターン無しとする。
【００５５】
ステップＳＴ３６でパターン選択制御部２２は、パターン仮判定結果が過去の推定結果と相関があるか否か判別する。パターン選択制御部２２は、過去フレームの推定結果とステップＳＴ３１からステップＳＴ３５の処理で得られた現フレームの推定結果との相関があると判別したときステップＳＴ３７に進み、相関がないと判定したとき過去フレームの推定結果を引き続き用いて図６のステップＳＴ６に進む。例えば、過去フレームの推定結果と現フレームの推定結果が一致するときステップＳＴ３７に進む。また、過去フレームの推定結果が周期的に変化しているような場合には、周期に合った推定結果が得られたとき相関があるものとしてステップＳＴ３７に進む。
【００５６】
ステップＳＴ３７でパターン選択制御部２２は、パターン仮判定結果を現フレームの入力画像の階調パターン推定結果に設定して図６のステップＳＴ６に進む。
【００５７】
図６のステップＳＴ６でパターン選択制御部２２は、パターン選択制御信号生成処理を行う。パターン選択制御部２２は、ステップＳＴ５の階調パターン推定処理で得られた推定結果から、推定された階調パターンと干渉を生じない階調パターンをパターン選択部２３で選択させるパターン選択制御信号ＣＴpを生成する。例えば、入力画像の階調パターンが水平方向のパターン度合いが大きいと推定されたときは、干渉を生じないように垂直方向のパターン度合いが大きい階調パターンを選択するようにパターン選択制御信号ＣＴpを生成する。また、入力画像の階調パターンが右４５度斜め方向のパターン度合いが大きいと推定されたときは、干渉を生じないように左４５度斜め方向のパターン度合いが大きい階調パターンを選択するようにパターン選択制御信号ＣＴpを生成する。  また、パターン選択制御部２２は、階調パターン推定処理によってパターン無しと判定されたとき、初期設定されているパターンをパターン選択部２３で選択させるパターン選択制御信号ＣＴpを生成する。
【００５８】
このように入力画像の階調パターンを推定して、推定結果に応じて階調制御に用いる階調パターンを選択すれば、階調制御がなされた入力画像を用いても、入力画像の階調パターンとの干渉を防止して、良好な画質で階調制御がなされた出力画像を得ることができる。
【００５９】
また、画像信号ＤＶinが所定フレーム単位の点灯パターンで階調制御が行われていると、解析情報生成部２１で生成されるヒストグラムの傾向は、所定フレーム単位内で類似したものとなり、所定フレーム単位と次の所定フレーム単位ではヒストグラムの傾向が変化することが想定される。したがって、解析情報生成部２１は、所定フレーム単位の間隔でヒストグラムデータの生成を行い、パターン選択制御部２２は、解析情報生成部２１で生成されたヒストグラムデータを用いて推定したパターンに応じて所定フレーム単位分の階調パターンを選択させる。あるいは、解析情報生成部２１は、フレーム毎にヒストグラムデータの生成を行い、パターン選択制御部２２は、解析情報生成部２１で生成されたヒストグラムデータを所定フレーム単位の間隔で用いて推定したパターンに応じて、所定フレーム単位分の階調パターンを選択させるものとしてもよい。さらに、パターン選択制御部２２は、所定フレーム単位分のヒストグラムデータ用いて推定したパターンに応じて所定フレーム単位分の階調パターンを選択させるものとしてもよい。
【００６０】
このように解析情報生成部２１とパターン選択制御部２２を動作させるものとすれば、階調制御を効率よく行うことができる。
【００６１】
なお、所定フレーム単位でパターンの推定を行い、推定結果に応じて所定フレーム単位分の階調パターンを選択させる場合、解析情報生成部２１は、フレーム情報信号ＰＦから所定フレーム単位を示す所定フレーム期間信号を生成してパターン選択制御部２２に供給する。また、パターン選択制御部２２は、所定フレーム期間信号を用いることで、容易に所定フレーム単位のパターン推定や所定フレーム単位分の階調パターンの選択を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】画像処理装置の構成を示す図である。
【図２】解析情報生成部の構成を示す図である。
【図３】水平ヒストグラム生成部の動作を示す図である。
【図４】ヒストグラムを例示した図である。
【図５】右４５度ヒストグラム生成部の動作を示す図である。
【図６】パターン選択制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】階調パターン推定処理を示すフローチャートである。
【図８】水平度算出処理を示すフローチャートである。
【図９】判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１０・・・画像処理装置、１１・・・水平カウンタ、１２・・・垂直カウンタ、１３・・・フレームカウンタ、２１・・・解析情報生成部、２２・・・パターン選択制御部、２３・・・パターン選択部、２４・・・パターン記憶部、３１・・・階調制御部、４１・・・表示部、２１１・・・水平ヒストグラム生成部、２１２・・・垂直ヒストグラム生成部、２１３・・・右４５度ヒストグラム生成部、２１４・・・左４５度ヒストグラム生成部、２１５・・・インタフェース部、３１１・・・階調制御信号生成部、３１２・・・調整部
【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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