(57)【要約】【課題】本発明は、周囲光の照度に依ることなく、常に出力画像の視認性を高めることが可能な画像処理回路を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る画像処理ＩＣ２は、カラーの入力画像ＩＮに対して色補正処理を施す色補正部２１ａと；周囲光の照度が高いほど色補正処理を強めるように、逆に周囲光の照度が低いほど色補正処理を弱めるように、色補正部２１ａを制御する色補正制御部２２と；を有して成る構成とされている。【選択図】図１
2009038412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーの入力画像に対して色補正処理を施す色補正部と；
周囲光の照度が高いほど前記色補正処理を強めるように、逆に、周囲光の照度が低いほど前記色補正処理を弱めるように、前記色補正部を制御する色補正制御部と；
を有して成ることを特徴とする画像処理回路。
【請求項２】
入力画像の輝度成分に対して所定の補正処理を施す輝度補正部と；
前記入力画像の色差成分に対して所定の補正処理を施す色補正部と；
前記入力画像の輝度ヒストグラムを取得する輝度ヒストグラム取得部と；
前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記輝度補正部で用いる輝度補正係数、並びに、前記色補正部で用いる色補正係数を各々算出する補正係数算出部と；
を有して成る画像処理回路であって、
前記補正係数算出部は、輝度値が低く、かつ、輝度補正量が大きい部分について、色補正量を小さくするように、前記色補正係数を算出することを特徴とする画像処理回路。
【請求項３】
前記補正係数算出部は、明るい入力画像用の第１補正テーブルと、暗い入力画像用の第２補正テーブルと、を有して成り、前記入力画像の輝度ヒストグラムに基づき、前記入力画像が所定の閾値よりも明るければ、第１補正テーブルを用いて前記色補正係数を算出する一方、前記入力画像が所定の閾値よりも暗ければ、色補正量を小さくするように、第２補正テーブルを用いて、前記色補正係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理回路。
【請求項４】
前記補正係数算出部は、基準補正テーブルと、調整係数算出部と、を有して成り、前記基準補正テーブルを用いて、基準補正係数を算出しておき、これに前記入力画像の輝度ヒストグラムに応じた調整係数を掛け合わせて、前記色補正係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理回路。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像処理回路を集積化して成る半導体装置。
【請求項６】
カラーの入力画像を生成する画像生成装置と、前記入力画像に色補正処理を施して出力画像を生成する請求項５に記載の半導体装置と、前記出力画像を表示する表示装置と、周囲光の照度を検出する照度センサと、を有して成ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記画像生成装置は、撮像装置、放送受信装置、及び、メディア再生装置のいずれかであり、前記入力画像は、前記撮像装置で得られた撮像画像、放送受信装置で得られた受信画像、及び、前記メディア再生装置で得られた再生画像のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーの入力画像に色補正処理（カラーコレクション処理、ないしは、色差エンハンス処理とも呼ばれる）や輝度変換処理（いわゆる輝度ダイナミックレンジ補正）を施して所望の出力画像を生成する画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラーの入力画像をより美しく見せるための画像処理の一つとして、色補正処理が一般に用いられている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５２２６１号公報
【特許文献２】特開平３−２６６５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
確かに、上記従来の画像処理装置であれば、入力画像に対して色補正処理を施すことで所望の出力画像を得ることが可能である。
【０００４】
しかしながら、上記従来の画像処理装置では、出力画像の見え方が周囲光に依存することについて、特段配慮がなされておらず、周囲光の照度によっては、出力画像の視認性が著しく低下するおそれがあった。
【０００５】
例えば、出力画像を液晶ディスプレイで表示する場合、周囲光の照度が高いと、液晶ディスプレイの色再現性が失われ、出力画像の視認性が極端に低下する（出力画像の色が薄く見える）おそれがあった。
【０００６】
一方、入力画像に対して常に色補正処理を強めておくと、周囲光の照度が低いときに、出力画像の色合いが不自然になるという課題があった。
【０００７】
また、カメラ画像などの映像信号に対して明暗補正処理を施す画像処理装置において、その明暗補正処理が輝度変換処理と色補正処理から成り立っている場合、輝度変換処理によって入力画像の暗部を明るく補正した際に、その暗部に含まれている僅かな色差成分まで不要に強調してしまい、全体的に色が付いた不自然な出力画像（例えば、緑っぽい出力画像）となっていた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、周囲光の照度に依ることなく、常に出力画像の視認性を高めることが可能な画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の問題点に鑑み、入力画像の明暗補正に際して、常に自然な出力画像を得ることが可能な画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の目的を達成するために、本発明に係る画像処理回路は、カラーの入力画像に対して色補正処理を施す色補正部と；周囲光の照度が高いほど前記色補正処理を強めるように、逆に、周囲光の照度が低いほど前記色補正処理を弱めるように、前記色補正部を制御する色補正制御部と；を有して成る構成（第１の構成）とされている。
【００１１】
また、上記第２の目的を達成すべく、本発明に係る画像処理回路は、入力画像の輝度成分に対して所定の補正処理を施す輝度補正部と；前記入力画像の色差成分に対して所定の補正処理を施す色補正部と；前記入力画像の輝度ヒストグラムを取得する輝度ヒストグラム取得部と；前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記輝度補正部で用いる輝度補正係数、並びに、前記色補正部で用いる色補正係数を各々算出する補正係数算出部と；を有して成る画像処理回路であって、前記補正係数算出部は、輝度値が低く、かつ、輝度補正量が大きい部分について、色補正量を小さくするように、前記色補正係数を算出する構成（第２の構成）とされている。
【００１２】
なお、上記第２の構成から成る画像処理回路において、前記補正係数算出部は、明るい入力画像用の第１補正テーブルと、暗い入力画像用の第２補正テーブルを有して成り、前記入力画像の輝度ヒストグラムに基づき、前記入力画像が所定の閾値よりも明るければ、第１補正テーブルを用いて前記色補正係数を算出する一方、前記入力画像が所定の閾値よりも暗ければ、色補正量を小さくするように、第２補正テーブルを用いて、前記色補正係数を算出する構成（第３の構成）にするとよい。
【００１３】
或いは、上記第２の構成から成る画像処理回路において、前記補正係数算出部は、基準補正テーブルと、調整係数算出部と、を有して成り、前記基準補正テーブルを用いて、基準補正係数を算出しておき、これに前記入力画像の輝度ヒストグラムに応じた調整係数を掛け合わせて、前記色補正係数を算出する構成（第４の構成）にしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る半導体装置は、上記第１〜第４いずれかの構成から成る画像処理回路を集積化して成る構成（第５の構成）とされている。
【００１５】
また、本発明に係る画像処理装置は、カラーの入力画像を生成する画像生成装置と、前記入力画像に色補正処理を施して出力画像を生成する上記第５の構成から成る半導体装置と、前記出力画像を表示する表示装置と、周囲光の照度を検出する照度センサと、を有して成る構成（第６の構成）とされている。
【００１６】
なお、上記第６の構成から成る画像処理装置にて、前記画像生成装置は、撮像装置、放送受信装置、及び、メディア再生装置のいずれかであり、前記入力画像は、前記撮像装置で得られた撮像画像、放送受信装置で得られた受信画像、及び、前記メディア再生装置で得られた再生画像のいずれかである構成（第７の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置であれば、周囲光の照度に依ることなく、常に出力画像の視認性や色再現性を高めることが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置であれば、入力画像の明暗補正に際して、常に自然な出力画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の画像処理装置は、画像生成装置１と、画像処理ＩＣ２と、表示装置３と、照度センサ４と、を有して成る。
【００２１】
画像生成装置１は、カラーの入力画像ＩＮを生成する手段であり、撮像装置、放送受信装置、及び、メディア再生装置のいずれかを用いることができる。
【００２２】
なお、上記の撮像装置としては、動画撮影を行うデジタルビデオカメラや、静止画撮影を行うデジタルスチルカメラなどを用いることができ、そのイメージセンサとしては、ＣＭＯＳ［Complementary Metal-Oxide Semiconductor］センサやＣＣＤ［Charge Coupled Devices］センサなどを用いることができる。このように、画像生成装置１として撮像装置を用いた場合、上記の入力画像ＩＮは、撮像装置で得られた撮像画像となる。
【００２３】
また、上記の放送受信装置としては、デジタルテレビジョン放送の受信装置などを用いることができる。このように、画像生成装置１として放送受信装置を用いた場合、上記の入力画像ＩＮは、放送受信装置で得られた受信画像となる。
【００２４】
また、上記のメディア再生装置としては、ビデオＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ハードディスク、半導体メモリなどの再生機能を備えたドライブ装置のほか、インターネットを介して提供される映像コンテンツの再生機能を備えたパーソナルコンピュータなどを用いることができる。このように、画像生成装置１としてメディア再生装置を用いた場合、上記の入力画像ＩＮは、メディア再生装置で得られた再生画像となる。
【００２５】
画像処理ＩＣ２は、画像処理部２１と、色補正制御部２２と、を集積化して成る半導体装置である。
【００２６】
画像処理部２１は、入力画像ＩＮに対して所定の色補正処理を施す色補正部２１ａを含んでいる。また、図１には明示されていないが、画像処理部２１は、色補正処理部２１ａのほかにも、入力画像ＩＮに対して種々の画像処理（輝度ダイナミックレンジ補正、逆光補正など）を施す回路ブロックを含んでいる。
【００２７】
色補正制御部２２は、照度センサ４で得られる検出信号ＤＥＴに基づいて、色補正処理の強弱を制御する手段である。
【００２８】
表示装置３は、ＬＣＤ［Liquid Crystal Display］等のディスプレイを備えており、画像処理ＩＣ２で所定の画像処理を施された出力画像ＯＵＴを表示する手段である。
【００２９】
照度センサ４は、周囲光の照度に応じた検出信号ＤＥＴを生成し、これを画像処理ＩＣ２の色補正制御部２２に送出する手段である。なお、照度センサ４は、表示装置３に入射される周囲光の照度を精度良く測定すべく、できる限り表示装置３の近傍に配設することが望ましい。また、照度センサ４の受光素子としては、フォトダイオードやフォトトランジスタを用いることができる。
【００３０】
上記構成から成る画像処理装置の動作（特に色補正制御）について詳細な説明を行う。
【００３１】
画像処理ＩＣ２を用いて入力画像ＩＮに対する色補正処理を行うに際し、色補正制御部２２は、照度センサ４の検出信号ＤＥＴに基づき、周囲光の照度が高いほど色補正処理を強めるように（入力画像ＩＮの色成分を強調するように）、色補正部２１ａを制御する。
【００３２】
このような色補正制御を行うことにより、周囲光の照度が高く、表示装置４の色再現性が失われる場合であっても、これを補う形で入力画像ＩＮに対する色補正処理が強められるので、出力画像ＯＵＴの色が薄く見えるようなことはなく、出力画像ＯＵＴの視認性を高めることが可能となる。
【００３３】
一方、入力画像ＩＮに対する色補正処理を行うに際して、色補正制御部２２は、照度センサ４の検出信号ＤＥＴに基づき、周囲光の照度が低いほど色補正処理を弱めるように、色補正部２１ａを制御する。
【００３４】
このような色補正制御を行うことにより、周囲光の照度が低い場合には、入力画像ＩＮに対する色補正処理が弱められるので、出力画像ＯＵＴの色合いが不自然になるということはなく、出力画像ＯＵＴの視認性を高めることが可能となる。
【００３５】
次に、画像処理部２１における入力画像の明暗補正処理について、詳細な説明を行う。
【００３６】
図２は、画像処理部２１の一構成例を示すブロック図である。
【００３７】
本図に示すように、画像処理部２１は、輝度補正部２１１と、色補正部２１２と、輝度ヒストグラム取得部２１３と、補正係数算出部２１４と、を有して成る。
【００３８】
輝度補正部２１１は、入力画像ＩＮの輝度成分Ｙに対して所定の補正処理（輝度ダイナミックレンジ補正処理）を施す手段である。
【００３９】
色補正部２１２は、入力画像ＩＮの色差成分Ｕ（＝Ｂ−Ｙ）、Ｖ（＝Ｒ−Ｙ）に対して所定の補正処理を施す手段であり、図１の色補正部２１ａに対応するブロックである。
【００４０】
輝度ヒストグラム取得部２１３は、入力画像ＩＮの輝度ヒストグラム（各輝度範囲の頻度、すなわち、所定の輝度範囲毎に属する画素数の分布）を取得する手段である。
【００４１】
補正係数算出部２１４は、輝度ヒストグラム取得部２１３で得られた輝度ヒストグラムに基づいて、輝度補正部２１１で用いる輝度補正係数α、並びに、色補正部２１２で用いる色補正係数βを各々算出する手段である。
【００４２】
輝度補正係数αの算出に関して説明すると、補正係数算出部２１４は、入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムに基づき、入力画像ＩＮ（輝度成分Ｙ）における各輝度範囲について、頻度の高いものほど出力画像ＯＵＴ（輝度成分Ｙ’）において、広い輝度範囲を割り当てるように、逆に、頻度の低いものほど出力画像ＯＵＴ（輝度成分Ｙ’）において、狭い輝度範囲を割り当てるように、輝度補正係数αを算出する。従って、上記の輝度補正係数αは、輝度毎に、或いは、所定の輝度範囲毎に、別個の値となる。
【００４３】
これにより、入力画像ＩＮにおいて頻度の低い輝度範囲の部分については、よりコントラスト（輝度差）が曖昧となってしまうものの、逆に、入力画像ＩＮにおいて頻度の高い輝度範囲の部分については、よりコントラストが明瞭となる。そのため、画像全体として見てみると、入力時よりもコントラストを明瞭とすることが可能となる。
【００４４】
一方、色補正係数βの算出に関して説明すると、補正係数算出部２１４は、輝度値が低く、かつ、輝度補正量が大きい部分（低輝度値の画素数が多い部分）について、色補正量を小さくするように、色補正係数βを算出する構成とされている。
【００４５】
例えば、補正係数算出部２１４は、図３に示すように、明るい入力画像用の第１補正テーブル２１４ａと、暗い入力画像用の第２補正テーブル２１４ｂと、を有して成り、入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムに基づき、入力画像ＩＮが所定の閾値よりも明るければ、第１補正テーブル２１４ａを用いて色補正係数βを算出する一方、入力画像ＩＮが所定の閾値よりも暗ければ、色補正量を小さくするように、第２補正テーブル２１４ｂを用いて、色補正係数βを算出する構成とすればよい。
【００４６】
或いは、補正係数算出部２１４は、図４に示すように、基準補正テーブル２１４ｃと、調整係数算出部２１４ｄと、を有して成り、基準補正テーブル２１４ｃを用いて、基準補正係数γを算出しておき、これに入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムに応じた調整係数δを掛け合わせて、色補正係数β（＝γ×δ）を算出する構成としてもよい。
【００４７】
これにより、入力画像ＩＮの明暗補正処理が輝度補正処理と色補正処理から成り立っている場合に、輝度補正処理によって入力画像ＩＮの暗部を明るく補正する際には、色補正量を小さく抑えて、ノイズ（不要クロマ成分）を除去することができるので、自然な出力画像ＯＵＴを得ることが可能となる。
【００４８】
上記で説明した通り、本発明に係る画像処理回路は、カラーの入力画像ＩＮに対して色補正処理を施す色補正部２１ａと；周囲光の照度が高いほど色補正処理を強めるように、逆に、周囲光の照度が低いほど色補正処理を弱めるように、色補正部２１ａを制御する色補正制御部２２と；を有して成る構成（第１の構成）とされている。
【００４９】
このような構成とすることにより、周囲光の照度に依ることなく、常に出力画像ＯＵＴの視認性を高めることが可能な画像処理回路を提供することが可能となる。
【００５０】
また、本発明に係る画像処理回路は、入力画像ＩＮの輝度成分Ｙに対して所定の補正処理を施す輝度補正部２１１と；入力画像ＩＮの色差成分Ｕ、Ｖに対して所定の補正処理を施す色補正部２１２と；入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムを取得する輝度ヒストグラム取得部２１３と；前記輝度ヒストグラムに基づいて、輝度補正部２１１で用いる輝度補正係数α、並びに、色補正部２１２で用いる色補正係数βを各々算出する補正係数算出部２１４と；を有して成る画像処理回路であって、補正係数算出部２１４は、輝度値が低く、かつ、輝度補正量が大きい部分ほど、色補正量を小さくするように、色補正係数βを算出する構成（第２の構成）とされている。
【００５１】
なお、上記第２の構成から成る画像処理回路において、補正係数算出部２１４は、明るい入力画像用の第１補正テーブル２１４ａと、暗い入力画像用の第２補正テーブル２１４ｂを有して成り、入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムに基づき、入力画像ＩＮが所定の閾値よりも明るければ、第１補正テーブル２１４ａを用いて色補正係数βを算出する一方、入力画像ＩＮが所定の閾値よりも暗ければ、色補正量を小さくするように、第２補正テーブル２１４ｂを用いて、色補正係数βを算出する構成（第３の構成）にするとよい。
【００５２】
或いは、上記第２の構成から成る画像処理回路において、補正係数算出部２１４は、基準補正テーブル２１４ｃと、調整係数算出部２１４ｄと、を有して成り、基準補正テーブル２１４ｃを用いて、基準補正係数γを算出しておき、これに入力画像ＩＮの輝度ヒストグラムに応じた調整係数δを掛け合わせることで、色補正係数β（＝γ×δ）を算出する構成（第４の構成）にしてもよい。
【００５３】
このような構成とすることにより、入力画像ＩＮの明暗補正に際して、常に自然な出力画像ＯＵＴを得ることが可能となる。
【００５４】
また、本発明に係る画像処理ＩＣ２は、上記第１〜第４いずれかの構成から成る画像処理回路を集積化して成る構成（第５の構成）とされている。このような構成とすることにより、上記構成で得られる利益を享受し得る半導体装置を提供することが可能となる。
【００５５】
また、本発明に係る画像処理装置は、カラーの入力画像ＩＮを生成する画像生成装置１と、入力画像ＩＮに色補正処理を施して出力画像ＯＵＴを生成する上記第５の構成から成る画像処理ＩＣ２と、出力画像ＯＵＴを表示する表示装置３と、周囲光の照度を検出する照度センサ４と、を有して成る構成（第６の構成）とされている。このような構成であれば、上記構成で得られる利益を享受し得る画像処理装置を提供することが可能となる。
【００５６】
なお、上記第６の構成から成る画像処理装置にて、画像生成装置１は、撮像装置、放送受信装置、及び、メディア再生装置のいずれかであり、入力画像ＩＮは、前記撮像装置で得られた撮像画像、放送受信装置で得られた受信画像、及び、前記メディア再生装置で得られた再生画像のいずれかである構成（第７の構成）にするとよい。このように、本発明に係る画像処理装置は、種々の入力画像ＩＮに適用することが可能である。
【００５７】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、照度センサ４の検出信号ＤＥＴを画像処理ＩＣ２の色補正制御部２２に直接的に入力する構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、ＣＰＵ［Central Processing Unit］などを介して間接的に入力する構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、カラーの入力画像に色補正処理や輝度変換処理を施して所望の出力画像を生成する画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置において、出力画像の視認性や色再現性を高める上で有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】は、本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】は、画像処理部２１の一構成例を示すブロック図である。
【図３】は、補正係数算出部２１４の一構成例を示すブロック図である。
【図４】は、補正係数算出部２１４の別の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    画像生成装置
２    画像処理ＩＣ（半導体装置）
２１    画像処理部
２１ａ    色補正部
２１１    輝度補正部
２１２    色補正部
２１３    輝度ヒストグラム取得部
２１４    補正係数算出部
２１４ａ    第１補正テーブル
２１４ｂ    第２補正テーブル
２１４ｃ    基準補正テーブル
２１４ｄ    調整係数算出部
２２    色補正制御部
３    画像出力装置（液晶ディスプレイ）
４    照度センサ
【図１】
2009038412.tif 000003
【図２】
2009038412.tif 000004
【図３】
2009038412.tif 000005
【図４】
2009038412.tif 000006