画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置
【課題】入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することが可能な画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置を提供する。
【解決手段】Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、検出検出信号を平滑化する検出値平滑部と、画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、平滑化した検出信号とエッジ検出信号に基づいてグラデーション領域を規定する制御信号を生成する制御信号生成部と、制御信号に基づいて入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【解決手段】Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の検出信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、検出検出信号を平滑化する検出値平滑部と、画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、平滑化した検出信号とエッジ検出信号に基づいてグラデーション領域を規定する制御信号を生成する制御信号生成部と、制御信号に基づいて入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＲＴディスプレイ（Cathode Ray Tube display）に替わる表示装置として、有機ＥＬディスプレイ（organic ElectroLuminescence display。または、ＯＬＥＤディスプレイ（Organic Light Emitting Diode display）とも呼ばれる。）、ＦＥＤ（Field Emission Display。電界放出ディスプレイ）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display。液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel。プラズマディスプレイ）、プロジェクターなど様々な表示装置が開発されている。
【０００３】
また、例えば放送局などから送信される画像信号は一般的に８ビットで２５６階調を表すことができるが、上記のような表示装置の中には、１０ビットや１２ビットなどの階調性能を有する表示パネルを備えるものが登場している。
【０００４】
このような中、表示パネルの階調性能を引き出すために入力された画像信号の階調数を拡張する補正を行う技術が開発されている。近接する画素間における差分値が所定の値以下である場合にはグラデーションを示す領域と判定して平滑化を行い、所定の値を上回る場合にはエッジを示す領域と判定して平滑化を行わずに階調数を拡張する技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１３４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、近接する画素間における差分値を用いて、グラデーションを示す領域とエッジを示す領域とを判定し、グラデーションを示す領域と判定された領域に対して平滑化を行う。ここで、明るさや色が緩やかに変化するグラデーションを示す領域では、偽輪郭（Contouring）と呼ばれる現象が生じる場合があり、画像信号の平滑化は、当該偽輪郭の発生を防止する有効な手段の一つである。
【０００７】
しかしながら、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術において判定されたグラデーションを示す領域（近接する画素間における差分値が所定の値以下の領域）は、凹凸の数が少ない領域（以下、「グラデーション領域」という。）と、凹凸の数が多い領域（以下、「テクスチャ領域」という。）とにさらに分けることができる。ここで、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、単に近接する画素間における差分値が所定の値以下であるか否かに応じて領域を判定しているに過ぎないので、グラデーション領域とテクスチャ領域との区別をつけることはできない。また、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、グラデーション領域だけでなく、テクスチャ領域に対しても平滑化を行ってしまう。
【０００８】
したがって、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術を用いる画像処理装置では、画像信号の補正により細かい凹凸が失われるため、例えば、壁や遠い山などの質感が損なわれ、画質が低下する。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００１１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００１２】
また、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第１の擬似階調処理部をさらに備えてもよい。
【００１３】
かかる構成により、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【００１４】
また、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号を信号レベルに応じて非線形に補正する第１の非線形階調変換部と、上記非線形階調変換部から出力される補正された第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第２の擬似階調処理部とをさらに備えてもよい。
【００１５】
かかる構成により、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【００１６】
また、Ｎビットの上記入力画像信号を、信号レベルに応じて非線形に補正する第２の非線形階調変換部をさらに備え、上記階調数拡張部には、上記第２の非線形階調変換部から出力される補正された入力画像信号が入力されてもよい。
【００１７】
かかる構成により、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【００１８】
また、上記制御信号生成部は、上記エッジ検出信号がエッジを示す場合には、グラデーション領域以外を示す制御信号を生成してもよい。
【００１９】
かかる構成により、エッジが平滑化されることによる画質の低下を防止することができ、高画質化を図ることができる。
【００２０】
また、上記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えてもよい。
【００２１】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２２】
また、上記周波数成分検出部は、相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、上記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、上記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、上記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部とを備えてもよい。
【００２３】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２４】
また、上記周波数成分検出部は、相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、上記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、上記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、上記係数乗算部から出力される信号を画素ごとに加算して出力する加算部とを備えてもよい。
【００２５】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２６】
また、上記階調数拡張部は、上記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記制御信号がグラデーション領域を示す場合には上記第２出力画像信号を出力し、上記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、上記入力画像信号をｋビットシフトさせて上記第１出力画像信号を出力する選択部とを備えてもよい。
【００２７】
かかる構成により、制御信号に基づいて画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００２８】
また、上記制御信号生成部は、上記エッジ検出信号、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号、および複数の閾値を用いて、対応する画素それぞれにおける上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、上記階調数拡張部は、上記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、上記画素ごとに混合比率が規定された上記制御信号に基づいて、対応する各画素における上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との比率が上記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、上記第１出力画像信号および上記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部とを備えてもよい。
【００２９】
かかる構成により、ちらつきの発生を抑制することができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記入力画像信号からエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、上記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００３１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する最大値選択部と、上記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、上記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００３３】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３４】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する第１最大値選択部と、上記第１最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、上記入力画像信号それぞれからエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、上記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素におけるエッジ成分を示す信号が最大となる信号を選択する第２最大値選択部と、上記第２最大値選択部が選択した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供する。
【００３５】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップと、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップと、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップと、上記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と上記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、上記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップとを有する画像処理方法が提供される。
【００３７】
かかる方法を用いることにより、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３８】
また、上記目的を達成するために、本発明の第６の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップ、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップ、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップ、上記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と上記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、上記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００３９】
かかるプログラムにより、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００４０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第７の観点によれば、入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、上記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（Ｎ、ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部とを備え、上記画像信号補正部は、入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える表示装置が提供される。
【００４１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して画像を表示することができる。また、かかる構成により、入力される画像信号よりも階調性能が高い表示部の階調性能を活かすことができる。
【００４２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第８の観点によれば、入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、上記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎビット（Ｎは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部とを備え、上記画像信号補正部は、入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部とを備える表示装置が提供される。
【００４３】
かかる構成により、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４６】
（本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要）
本発明の実施形態に係る表示装置について説明する前に、まず、本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に画像信号が入力されるものとして説明するが、表示装置に入力される画像信号は、静止画像を示すものであってもよいし、または、動画像（いわゆる映像）であってもよい。
【００４７】
また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号がデジタル信号であるとして説明するが、上記に限られず、例えば、アナログ放送などで用いられるアナログ信号がＡ／Ｄコンバータ（Analog to Digital converter）でデジタル信号に変換されたものとすることもできる。また、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、例えば、放送局から送信され表示装置が受信したものとすることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部装置から送信され表示装置が受信したものであってもよいし、または、表示装置が備える記憶部に保持された映像ファイルや画像ファイルを表示装置が読み出したものであってもよい。
【００４８】
本発明の実施形態に係る表示装置における処理は、〔１〕入力された画像信号を補正する画像処理フェーズと、〔２〕補正された画像信号を表示する表示フェーズ、とに分けられる。
【００４９】
〔１〕画像処理フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、画像処理フェーズにおいて、例えば以下の〔１−１〕、〔１−２〕の処理を行い、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の画像信号（以下、「入力画像信号」という。）を、Ｎ＋ｋ（ｋは正の整数）の画像信号（以下、「出力画像信号」という。）に変換する。ここで、上記ｋの値は、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能に応じた値とすることができる。なお、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能が入力画像信号と同じＮビットの場合には、本発明の実施形態に係る表示装置は、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号をさらにＮビットに補正することもできる。
【００５０】
〔１−１〕グラデーション領域の判定
本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号が示す画像を、エッジを示す「エッジ領域」、エッジ領域以外で凹凸の数が少ない領域を示す「グラデーション領域」、およびエッジ領域以外で凹凸の数が多い領域を示す「テクスチャ領域」に大きく分類し、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定する。ここで、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、入力画像信号が対応する画素ごとにグラデーション領域の判定を行う。
【００５１】
〔１−２〕画像信号の補正
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１−１〕における判定結果に基づいて、画素ごとに以下の（Ａ）、（Ｂ）のように画像信号の補正を行う。
【００５２】
（Ａ）グラデーション領域ではないと判定された場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域ではないと判定した場合（すなわち、エッジ領域またはテクスチャ領域の場合）には、例えば、入力された画像信号をｋビット左へシフトさせ、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加した第１出力画像信号を出力する。
【００５３】
（Ｂ）グラデーション領域と判定した場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域と判定した場合には、入力された画像信号の平滑化が行われてＮ＋ｋビットに拡張された第２出力画像信号を出力する。
【００５４】
本発明の実施形態に係る表示装置は、各画素に対応する入力画像信号に対して上記（Ａ）または（Ｂ）の補正を行うことによって、Ｎビットの入力画像信号をＮ＋ｋビットの出力画像信号に補正することができる。
【００５５】
また、本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に基づいて、グラデーション領域に対しては入力画像信号を平滑化し、エッジ領域またはテクスチャ領域に対しては入力画像信号を平滑化しない。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置では、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはなく、例えば、壁や遠い山などの質感も損なわれないので、高画質化を図ることができる。
【００５６】
〔２〕表示フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１〕の画像処理フェーズにおいて補正された画像信号（出力画像信号）に基づいて、画像を表示する。
【００５７】
本発明の実施形態に係る表示装置は、上述した処理によって、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して入力画像信号を平滑化し、入力画像信号よりも階調数の多い出力画像信号に変換して画像を表示することができる。
【００５８】
したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、表示部の階調性能が入力画像信号よりも高い場合であっても、表示部の表示性能を引き出すことができ、また、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはないので、高画質化を図ることができる。
【００５９】
以下、本発明の実施形態に係る表示装置の構成について、具体的に説明する。また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置として、上記〔１〕画像処理フェーズを担う「画像処理部」と、上記〔２〕表示フェーズを担う「表示部」とを備える構成を示す。なお、本発明の実施形態は、上記の構成に限られず、例えば、以下に示す画像処理部を独立の装置（画像処理装置）として実現することもできる。
【００６０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００を示すブロック図である。なお、図１では、表示装置１０００として、画像処理部１００が、モノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示している。
【００６１】
[表示装置１０００の構成]
図１を参照すると、表示装置１０００は、画像処理部１００と、表示部１９０とを備える。
【００６２】
また、表示装置１０００は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され表示装置１０００全体を制御することが可能な制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random Access Memory。図示せず）、放送局などから送信される画像信号を受信する受信部（図示せず）、映像ファイルや画像ファイルなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ユーザが操作可能な操作部（図示せず）、外部装置（図示せず）と通信を行うための通信部（図示せず）などを備えてもよい。表示装置１０００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により上記各構成要素間を接続する。
【００６３】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk）などの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、ＰＲＡＭ(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリ（nonvolatile memory）が挙げられるが、上記に限られない。また、操作部（図示せず）としては、例えば、キーボードやマウスなどの操作入力デバイスや、ボタン、方向キー、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられるが、上記に限られない。
【００６４】
また、表示装置１０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子やＩＥＥＥ１３９４規格の端子、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子、あるいはＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）端子などを介して物理的に接続されてもよいし、また、ＷＵＳＢ（Wireless Universal Serial Bus）やＩＥＥＥ８０２．１１などを利用して無線で接続することもできる。さらに、表示装置１０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ネットワークを介して接続することもできる。ネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide Area Network）など有線ネットワーク、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を用いたＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられるが、上記に限られない。したがって、通信部（図示せず）は、外部装置（図示せず）との接続形態に応じたインタフェースを有する。
【００６５】
画像処理部１００は、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号Ｄｉを、Ｎ＋ｋ（ｋは正の整数）ビットの出力画像信号Ｄｏに変換する。より具体的には、画像処理部１００は、入力画像信号Ｄｉが示す画像を画素ごとにグラデーション領域の判定を行う制御部１０２と、制御部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて画素ごとに階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う階調数拡張部１０４とを備える。画像処理部１００の詳細については後述する。
【００６６】
表示部１９０は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有し、画像処理部１００から出力されるＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏが示す画像を表示する。
【００６７】
〔表示部１９０の構成例〕
表示部１９０は、例えば、画像表示部（図示せず）と、行駆動部（図示せず）と、列駆動部（図示せず）と、電源供給部（図示せず）と、表示制御部（図示せず）とを備える。
【００６８】
画像表示部は、例えば、マトリクス状（行列状）に配置された複数の画素を備える。例えば、ＳＤ（Standard Definition）解像度の映像を表示する画像表示部は、少なくとも６４０×４８０＝３０７２００（データ線×走査線）の画素を有し、カラー表示のために当該画素が赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のサブピクセル（sub pixel）からなる場合には、６４０×４８０×３＝９２１６００（データ線×走査線×サブピクセルの数）のサブピクセルを有する。同様に、例えば、ＨＤ（High Definition）解像度の映像を表示する表示部は、１９２０×１０８０の画素を有し、カラー表示の場合には、１９２０×１０８０×３のサブピクセルを有する。
【００６９】
また、画像表示部は、例えば、画素ごとに印加する電圧量／電流量を制御するための画素回路を備えていてもよい。画素回路は、例えば、印加される走査信号および電圧信号により電流量を制御するためのスイッチ素子およびドライブ素子と、電圧信号を保持するためのキャパシタで構成される。上記スイッチ素子および上記ドライブ素子は、例えば、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）で構成される。
【００７０】
行駆動部および列駆動部は、例えば、画像表示部が有する複数の画素に電圧信号を印加して各画素を発光させる。ここで、行駆動部および列駆動部は、一方が画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧信号（走査信号）を印加し、他方が表示させる映像に応じた電圧信号（画像信号）を印加する役割を果たすことができる。また、行駆動部および列駆動部の駆動方式としては、例えば、上記マトリクス状に配置された画素ごとに発光させる点順次駆動走査方式、上記マトリクス状に配置された画素を一列ごとに発光させる線順次駆動走査方式、そして、上記マトリクス状に配置された全ての画素を発光させる面順次駆動走査方式などが挙げられる。
【００７１】
電源供給部は、行駆動部および列駆動部に電源を供給し、行駆動部および列駆動部には電圧が印加される。また、電源供給部が、行駆動部および列駆動部に印加する電圧の大きさは、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて可変する。
【００７２】
表示制御部は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて、行駆動部および列駆動部の一方に画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧を画素に印加するための制御信号を入力し、また、他方に画像信号を入力する。また、表示制御部は、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて、電源供給部による行駆動部および列駆動部への電源の供給を制御することもできる。
【００７３】
表示部１９０は、上記のような構成により、出力画像信号Ｄｏに応じた画像を表示する。ここで、表示部１９０としては、例えば、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示デバイスや、ＬＣＤなどのバックライト型の表示デバイスが挙げられるが、上記に限られない。
【００７４】
本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００は、図１に示すような構成により、入力画像信号に基づいて対応する画素ごとにグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じて入力画像信号Ｄｉの階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う。そして、表示装置１０００は、階調数が拡張された画像信号、すなわち、出力画像信号Ｄｏに基づいて画像を表示することができる。次に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００について、より詳細に説明する。なお、以下では、説明の簡単化のために、水平方向の処理を例に挙げて説明する。
【００７５】
[第１の実施形態に係る画像処理部１００]
図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００を示すブロック図である。図２を参照すると、画像処理部１００は、制御部１０２と、階調数拡張部１０４とを備える。また、制御部１０２は、周波数成分検出部１０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ検出部１１０と、制御信号生成部１１２とを備える。
【００７６】
周波数成分検出部１０６は、入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【００７７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６の構成例を示すブロック図である。図３を参照すると、周波数成分検出部１０６は、バンドパス・フィルタ１１４（Band-Pass Filter。以下、「ＢＰＦ」とよぶ場合もある。）と絶対値変換部１１６とで構成される。
【００７８】
バンドパス・フィルタ１１４は、特定の周波数帯域の画像信号のみを通過させ、その他の帯域の画像信号を減衰させることによって、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを画素ごとに出力する。図４は、本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタ１１４の周波数特性の一例を示す説明図である。図４を参照すると、バンドパス・フィルタ１１４は、周波数ｆをピークとする通過帯域を有する。ここで周波数fは、例えば、テクスチャ領域の周波数特性に応じて、周波数f付近の成分がテクスチャ領域に多く含まれるように定めることができる。また、周波数fは、表示部１９０の画面サイズと画素数、そして想定される視距離に応じて設定することができる。
【００７９】
絶対値変換部１１６は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの絶対値を算出して周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【００８０】
再度図２を参照して画像処理部１００の構成要素について説明する。検出値平滑部１０８は、周波数成分検出部１０６から出力された各画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆに基づいて、周波数成分検出値Ｄｆの平滑化を画素ごとに行い、平滑化された平均検出値Ｄａｖｅを出力する。ここで、平均検出値Ｄａｖｅは、後述する制御信号生成部１１２におけるグラデーション領域の判定に用いられる。
【００８１】
検出値平滑部１０８は、平滑化を行う画素に対応する注目画素を含む所定の平滑領域を画素ごとに設定し、当該平滑領域内に含まれる画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆの平均値を算出することによって、平均検出値Ｄａｖｅを画素ごとに出力する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８における平滑化処理の一例を説明するための説明図であり、平滑領域として水平方向に８画素分の大きさの領域が設定された例を示している。ここで、検出値平滑部１０８が設定する平滑領域は、図５に示す水平方向に８画素分の大きさの領域に限られず、水平方向および／または垂直方向に任意の大きさの領域とすることができる。また、平滑領域は、すべての注目画素に対して同一の大きさに設定されることに限られず、例えば、画面上の位置に応じて大きさを変えてもよい。
【００８２】
また、検出値平滑部１０８が算出する平均値は、例えば、相加平均で求めることができるが、かかる算出方法に限られず、例えば、相乗平均としてもよいし、所定の重み付けをした重み付け平均とすることもできる。
【００８３】
再度図２を参照して画像処理部１００の構成要素について説明する。エッジ検出部１１０は、周波数成分検出部１０６から出力された各画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【００８４】
〔周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出する意義〕
ここで、画像処理部１００がエッジ検出部１１０を備える意義、すなわち、周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出する意義について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００においてエッジを検出する意義を説明するための説明図である。図６（ａ）と図６（ｃ）は、ある注目画素ａと、注目画素ａに設定される平滑領域とにおける周波数成分検出値Ｄｆの例を示しており、図６（ａ）はエッジ、図６（ｃ）はテクスチャをそれぞれ表している。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す周波数成分検出値Ｄｆを平滑化した平均検出値Ｄａｖｅの例を示しており、図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す周波数成分検出値Ｄｆを平滑化した平均検出値Ｄａｖｅの例を示している。
【００８５】
図６を参照すると、注目画素ａにおいて、周波数成分検出部１０６から出力された周波数成分検出値Ｄｆが、例えば、図６（ａ）に示すように振幅が大きなエッジを示すときであっても、注目画素ａにおける平滑化された平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ１が、図６（ｃ）に示すテクスチャにおける平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ２よりも小さくなる場合がある（図６（ｂ）、（ｄ））。上記は、検出値平滑部１０８が平滑領域内の平均値を算出することによって平均検出値Ｄａｖｅを出力するためである。つまり、周波数成分検出値Ｄｆがエッジを示す場合であっても、平滑領域内における周波数成分検出値の検出数や値に応じて平均検出値Ｄａｖｅの値が変化し、その結果、図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、テクスチャよりも平均検出値Ｄａｖｅの値が小さくなる場合が起こりうる。
【００８６】
ここで、平均検出値Ｄａｖｅは、後述する制御信号生成部１１２におけるグラデーション領域の判定に用いられ、制御信号生成部１１２は、例えば所定の閾値ＴＨを用いた閾値処理によって当該判定を行う。したがって、例えば、閾値ＴＨが「平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ１＜ＴＨ＜平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ２」の場合には、制御信号生成部１１２において図６（ａ）に示すエッジがグラデーションであると誤判定される恐れがある。
【００８７】
画像処理部１００の階調数拡張部１０４は、制御信号生成部１１２の判定の結果に応じて入力画像信号Ｄｉの階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う。したがって、グラデーション領域の判定に誤判定が生じた場合には、画像処理部１００が、例えば、平滑化を行う必要のないエッジを平滑化することが起こりうる。上記の場合には、入力画像信号Ｄｉが示す画像の輪郭が損なわれるなど鮮鋭度の低下が発生し、画質の低下が生じる可能性が高い。
【００８８】
そこで、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０を備え、エッジを検出することによって、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止する。したがって、第１の実施形態に係る表示装置１０００は、エッジが平滑化されることによる画質の低下を防止することができるので、高画質化を図ることができる。
【００８９】
エッジ検出部１１０は、例えば、周波数成分検出値Ｄｆに対して画素ごとに閾値処理を行うことによってエッジを判定（検出）し、判定結果に応じた２値のエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。ここで、エッジ検出部１１０がエッジを判定するために用いる閾値の情報は、例えば、エッジ検出部１１０が記憶手段を備え、当該記憶手段に保持されてもよい。エッジ検出部１１０が備える記憶手段としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭや、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、エッジ検出部１１０がエッジを判定するために用いる閾値の情報は、例えば、表示装置１０００の記憶部（図示せず）に記憶され、エッジ検出部１１０が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出してもよい。
【００９０】
また、本発明の実施形態に係るエッジ検出部１１０は、閾値処理によってエッジを判定する構成に限られない。例えば、エッジ検出部１１０は、遮断周波数以上の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数より小さな周波数の信号を減衰させるハイパス・フィルタ（High-Pass Filter）を備え、当該ハイパス・フィルタの出力をエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとすることもできる。
【００９１】
制御信号生成部１１２は、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、グラデーション領域の判定を画素ごとに行う。より具体的には、制御信号生成部１１２は、例えば、以下の〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。
【００９２】
〔ｉ〕エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合
エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合には、制御信号生成部１１２は、平均検出値Ｄａｖｅの値によらず、グラデーション領域以外の領域と判定する。そして、制御信号生成部１１２は、例えば、グラデーション領域以外を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力する。エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合には、グラデーション領域ではないことが明らかであり、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止するためである。
【００９３】
〔ｉｉ〕エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示さない場合
エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示さない場合には、制御信号生成部１１２は、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅに基づいて、グラデーション領域の判定を閾値処理によって画素ごとに行う。
【００９４】
〔平均検出値Ｄａｖｅに基づいて判定を行う意義〕
ここで、画像処理部１００が、平均検出値Ｄａｖｅに基づいてグラデーション領域の判定を行う意義について説明する。
【００９５】
エッジ領域では周波数成分検出値Ｄｆの値が大きくなり、一方、グラデーション領域やテクスチャ領域では、ともに周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくなる。したがって、周波数成分検出値Ｄｆの値の大小だけに注目した場合、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別することができない。
【００９６】
ここで、平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの検出の頻度に着目すると、グラデーション領域では周波数成分検出値Ｄｆの検出の頻度は低いが、テクスチャ領域では比較的検出の頻度が高くなる。また、平滑領域に含まれる周波数成分検出値Ｄｆの値は、グラデーション領域およびテクスチャ領域ともに同程度の大きさである。つまり、平滑領域における平均的な周波数成分検出値Ｄｆの値、すなわち平均検出値Ｄａｖｅに着目すると、グラデーション領域の平均検出値Ｄａｖｅよりもテクスチャ領域の平均検出値Ｄａｖｅの方が大きくなる。
【００９７】
したがって、平均検出値Ｄａｖｅと、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別するための適切な閾値ＴＨとに基づく閾値処理を行えば、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さい場合はグラデーション領域、また、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きい場合はテクスチャ領域またはエッジ領域として、区別することができる。ここで、閾値ＴＨの値は、例えば、明らかにグラデーションを示す領域を有する画像を示す画像信号と、明らかにテクスチャを示す領域を有する画像を示す画像信号とを用いて決定することができる。
【００９８】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２における閾値処理を説明するための説明図である。制御信号生成部１１２は、図７に示すように、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいときにはグラデーション領域を示す「１」を制御信号Ｄｃとして出力し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ以上のときにはテクスチャ領域またはエッジ領域、すなわちグラデーション領域以外を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力する。
【００９９】
ここで、制御信号生成部１１２がグラデーション領域を判定するために用いる閾値ＴＨの情報は、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力される。ここで、画像処理部１００が備える記憶手段としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、閾値ＴＨの情報は、例えば、制御信号生成部１１２が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置１０００の記憶部（図示せず）に記憶され、制御信号生成部１１２が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出してもよいことは、言うまでもない。
【０１００】
制御部１０２は、上記のような周波数成分検出部１０６、検出値平滑部１０８、エッジ検出部１１０、および制御信号生成部１１２を備えることによって、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定することができる。
【０１０１】
次に、階調数拡張部１０４について説明する。図８は、本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４を示すブロック図である。
【０１０２】
図８を参照すると、階調数拡張部１０４は、画像平滑部１１８と、選択部１２０とを備える。
【０１０３】
画像平滑部１１８は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉを平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。画像平滑部１１８は、例えば、遮断周波数より大きな周波数の画像信号を減衰させるローパス・フィルタ（Low-Pass Filter。図示せず）と、制御部１０２が備える検出値平滑部１０８と同様に平滑化を行いさらにＮ＋ｋビットの精度の平滑化画像信号Ｄｓを出力する検出値平滑部（図示せず）とで構成することができる。ここで、平滑化画像信号Ｄｓは、上述した第２出力画像信号に該当する。なお、画像平滑部１１８が平滑化のために設定する平滑領域は、制御部１０２が備える検出値平滑部１０８と同様の領域とすることができるが、異なる領域であってもよい。
【０１０４】
また、画像平滑部１１８は、ローパス・フィルタを備える構成に限られず、例えば、εフィルタ（ε-Filter）やバイラテラル・フィルタ（Bilateral Filter）を備えることもできる。上記フィルタは、微小な画像の変化だけを平滑化し、大きな画像の変化は平滑化しないという特徴を有することが知られている。これらを用いることにより、たとえ、領域の判定結果が誤った場合であっても、エッジ領域の劣化を最小限に抑制させることができる。
【０１０５】
選択部１２０は、制御信号生成部１１２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、以下の（ｉ）または（ｉｉ）に示すように、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを対応する画素ごとに選択的に出力する。
【０１０６】
（ｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合には、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉをｋビット左へシフトさせ、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号を出力する。
【０１０７】
（ｉｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合には、選択部１２０は、画像平滑部１１８から出力されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１０８】
階調数拡張部１０４は、図８に示す構成によって、制御部１０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力することができる。
【０１０９】
〔画像処理部１００における各信号〕
第１の実施形態に係る画像処理部１００は、上述した構成によって、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を判定し、Ｎ＋ｋビットの第１出力画像信号、または平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力することができる。ここで、画像処理部１００における上述した各信号をグラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて示す。
【０１１０】
図９は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００における各信号の一例を示す第１の説明図である。ここで、図９（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図９（ｂ）は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを示している。同様に、図９（ｃ）〜図９（ｈ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、平滑化画像信号Ｄｓ、出力画像信号Ｄｏをそれぞれ示している。
【０１１１】
〔Ａ〕グラデーション領域（図９（１））
（Ａ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる。
【０１１２】
（Ａ−２）図９（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は小さく、検出される頻度も低い。
【０１１３】
（Ａ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも小さく、検出される頻度も低い。したがって、エッジ検出部１１０は、エッジと判定しない。
【０１１４】
（Ａ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅは、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１１５】
（Ａ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる。
【０１１６】
（Ａ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す。
【０１１７】
（Ａ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなる。
【０１１８】
（Ａ−８）図９（ｈ）
図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１２０は、画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１１９】
図９に示すように、グラデーション領域では、出力画像信号Ｄｏとして平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるので、グラデーション領域の変化がより滑らかになる。
【０１２０】
〔Ｂ〕テクスチャ領域（図９（２））
（Ｂ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ変化しながら凹凸を形成するテクスチャ領域を例に挙げる。
【０１２１】
（Ｂ−２）図９（ｂ）
図９（１）のグラデーション領域と比較して、バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は同程度であるが、検出される頻度は高い。
【０１２２】
（Ｂ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図９（１）のグラデーション領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は同程度であるが、検出される頻度は高い。また、周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出部１１０は、エッジと判定しない。
【０１２３】
（Ｂ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅは、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１２４】
（Ｂ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも比較的大きな値となる。
【０１２５】
（Ｂ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。
【０１２６】
（Ｂ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、凹凸の変化が乏しくなる。
【０１２７】
（Ｂ−８）図９（ｈ）
図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１２８】
図９に示すように、テクスチャ領域では、出力画像信号Ｄｏとして入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号が出力されるので、凹凸の変化を損なうことがなくなる。したがって、画像のぼやけを防止することができる。
【０１２９】
〔Ｃ〕エッジ領域（図９（３））
（Ｃ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、急峻に変化するエッジ領域を例に挙げる。
【０１３０】
（Ｃ−２）図９（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、振幅の大きさに幅がある。
【０１３１】
（Ｃ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図９（１）のグラデーション領域、図９（２）のテクスチャ領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は非常に大きくなる。また、周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも大きいため、エッジ検出部１１０は、エッジと判定する。
【０１３２】
（Ｃ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも大きくなった場合には、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅはエッジが検出さたことを表す「１」を示し、また、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さい場合には、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１３３】
（Ｃ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、エッジの近傍において閾値ＴＨよりも十分に大きな値となる。
【０１３４】
（Ｃ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２は、平均検出値Ｄａｖｅに対して閾値処理を行うことによって、制御信号Ｄｃを出力する。エッジ近傍の領域では図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。また、エッジ近傍から遠い領域では、図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さくなるため制御信号Ｄｃはグラデーション領域を表す「１」を示す。なお、上記のように図９（３）では、平均検出値Ｄａｖｅに対する閾値処理によってエッジを検出することができるが、上記（Ｃ−３）で示したように、図９（３）の（ｄ）においてエッジ検出部１１０はエッジを検出している。したがって、制御信号生成部１１２は、エッジ検出部１１０から出力されるエッジが検出されたことを示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅに基づいて、平均検出値Ｄａｖｅの値によらずにエッジと判定された位置ではグラデーション領域以外の領域を表す「０」を出力することができる。
【０１３５】
（Ｃ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、エッジの急峻さは鈍る。
【０１３６】
（Ｃ−８）図９（ｈ）
エッジ近傍の領域では、図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。また、エッジ近傍から遠い領域では、図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１２０は、画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１３７】
図９に示すように、エッジ領域では、エッジ近傍では画像は平滑化されず、エッジ近傍以外の変化の小さい領域では画像が平滑化されてより滑らかになる。
【０１３８】
〔エッジ領域の他の例〕
なお、図９（３）では、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅの値が、エッジの近傍において閾値ＴＨよりも大きくなる例を示したが、図６を参照して示したように、平滑領域内における周波数成分検出値の検出数や値に応じて平均検出値Ｄａｖｅの値が変化することによって、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨよりも小さくなる場合がある。そこで、次に、エッジ領域の他の例について、図９と同様に画像処理部１００における上述した各信号を参照して説明する。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００における各信号の一例を示す第２の説明図である。
【０１３９】
ここで、図１０（１）は、図９（ｃ）と同様の入力画像信号Ｄｉが入力された場合を示しており、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値は閾値ＴＨよりも大きくなる（図１０（１）の（ａ）〜（ｅ））。また、図１０（２）は、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨよりも小さくなる入力画像信号Ｄｉが入力された場合を示している（図１０（２）の（ａ）〜（ｅ））。
【０１４０】
平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨより小さい場合には、制御信号生成部１１２は、基本的にグラデーション領域を表す「１」を示す制御信号Ｄｃを出力する。ここで、「１」を示す制御信号Ｄｃが出力された場合には、階調数拡張部１０４は入力画像信号Ｄｉの平滑化および階調数の拡張を行うため、図１０（２）の（ａ）に示すエッジが平滑化されてしまう。
【０１４１】
そこで、画像処理部１００は、上記のように平滑化を行う必要のない図１０（２）の（ａ）に示すエッジが平滑化されることを防止するために、エッジ検出部１１０を備えてエッジを検出する。具体的には、図１０（２）の（ｃ）に示すように周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも大きい場合には、エッジ検出部１１０はエッジを判定してエッジが検出されたことを表す「１」を示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。そして、制御信号生成部１１２は、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが「１」の場合）には、平均検出値Ｄａｖｅの値によらず、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力する（図１０（２）の（ｅ））。
【０１４２】
階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに応じて選択的に平滑化を行うので、図１０（２）に示すような平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨより小さくなる入力画像信号Ｄｉが入力された場合であっても、エッジ近傍は平滑化するがエッジは平滑化しない。したがって、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０がエッジを検出することによって、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止することができる。
【０１４３】
画像処理部１００は、入力される入力画像信号Ｄｉに基づいて、図９、図１０に示すように、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて、画質の劣化が生じないように適した出力画像信号Ｄｏを出力することができる。なお、図９、図１０では、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅについて省略したが、上述したようにエッジ検出部１１０からエッジを示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力された場合には、制御信号生成部１１２は、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力することとなる。
【０１４４】
〔画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号〕
次に、図９の比較例として、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合、すなわち、周波数成分検出値Ｄｆに対して閾値処理を行う場合における信号を、〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合、〔ＩＩ〕閾値が小さい場合それぞれについて示す。
【０１４５】
〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合
図１１は、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。ここで、図１１（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１１（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。
【０１４６】
図１１（ａ）を参照すると、上述したように周波数成分検出値Ｄｆは、グラデーション領域、テクスチャ領域ともに同程度の小さな値となる。ここで、図１１（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回るよう、閾値ＴＨをやや大きく設定した場合、テクスチャ領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回る可能性が高い。このとき、図１１（ｂ）に示すように、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの場合も、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を示す「１」を示す。
【０１４７】
したがって、選択部１２０は、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの領域に対しても画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。上記の場合には、テクスチャ領域に対しても平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるため、テクスチャ領域の凹凸の変化が損なわれる、すなわち画像がぼやけるという問題が生ずる。
【０１４８】
また、エッジ領域では、エッジ近傍で周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨよりも十分大きくなる。したがって、制御信号Ｄｃはエッジ近傍のみグラデーション領域以外の領域を示す「０」となるため、エッジ近傍では平滑化されず、エッジ以外のグラデーション領域は滑らかに変換される。つまり、エッジ領域では特に問題は生じない。
【０１４９】
〔ＩＩ〕閾値ＴＨが小さい場合
図１２は、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。ここで、図１２（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１２（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。
【０１５０】
図１２（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回るよう、閾値ＴＨをやや小さく設定した場合、グラデーション領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所が出てくる。ここで、周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所とは、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所を意味するが、図１２（ｂ）に示すように制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。したがって、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所では平滑化されず、図９（１）に示すようなグラデーション領域の階段状の変化を滑らかにすることができないという問題が生ずる。
【０１５１】
また、エッジ領域では、エッジ近傍以外のグラデーション領域についても制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となるので、上記グラデーション領域と同様の問題が生じる。
【０１５２】
図１１、図１２に示すように、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合には、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて問題が生じる。
【０１５３】
これに対して、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００は、検出値平滑部１０８を備えて検出値平滑処理を行うことによって、グラデーション領域と、グラデーション領域以外の領域（テクスチャ領域およびエッジ領域）を区別することができる。特に、画像処理部１００は、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別できるため、誤ってテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５４】
また、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０を備えることによって、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別することができる。したがって、画像処理部１００は、平滑化を行う必要のないエッジ領域が平滑化されることによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに補正する画像処理部１００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部１００は、制御部１０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御部１０２が入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部１０４が、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。したがって、表示装置１０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０１５６】
また、表示装置１０００は、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正するため、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置１０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０１５７】
また、一般的に、階調性能が不足する場合には、視覚的には、グラデーション領域では等高線状に偽輪郭が生じるなどの画質劣化がユーザにより視認され、エッジ領域やテクスチャ領域では画質劣化が目立ちにくい。表示装置１０００は、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０１５８】
さらに、表示装置１０００は、所定の周波数帯域の信号（ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ）を検出し、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行い、グラデーション領域を判定する。したがって、表示装置１０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５９】
[表示装置１０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第１の実施形態に係る表示装置１０００として、図３に示すように周波数成分検出部１０６が一つのバンドパス・フィルタ１１４を備えることにより周波数成分検出値Ｄｆを出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部は、図３の構成に限られず、複数のバンドパス・フィルタを備える構成とすることもできる。
【０１６０】
図１３は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。なお、図１３では、バンドパス・フィルタを２つ備える構成を例を示しているが、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例が、２つのバンドパス・フィルタを備える構成に限られないことは、言うまでもない。
【０１６１】
図１３を参照すると、第１の変形例に係る周波数成分検出部は、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａ、第１の係数乗算部１２２ａ、および第１の絶対値変換部１１６ａと、第２のバンドパス・フィルタ１１４ｂ、第２の係数乗算部１２２ｂ、および第２の絶対値変換部１１６ｂと、最大値選択部１２４とを備える。
【０１６２】
第１のバンドパス・フィルタ１１４ａには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ１をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１を出力する。
【０１６３】
第１の係数乗算部１２２ａは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に所定の係数Ｋ１を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１を出力する。ここで、第１の係数乗算部１２２ａが乗算に用いる係数Ｋ１の情報は、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、係数Ｋ１の情報は、第１の係数乗算部１２２ａが記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置の記憶部（図示せず）に記憶され、第１の係数乗算部１２２ａが当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。
【０１６４】
第１の絶対値変換部１１６ａは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１の絶対値を算出して第１周波数成分検出値Ｄｆ１を出力する。
【０１６５】
また、第２のバンドパス・フィルタ１１４ｂには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ２をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２を出力する。第２の係数乗算部１２２ｂは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に所定の係数Ｋ２を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２を出力し、第２の絶対値変換部１１６ｂは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２の絶対値を算出して第２周波数成分検出値Ｄｆ２を出力する。ここで、第２の係数乗算部１１４ｂが乗算に用いる係数Ｋ２の情報は、第１の係数乗算部１２２ａが乗算に用いる係数Ｋ１と同様に、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶されて当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。
【０１６６】
最大値選択部１２４は、対応する画素ごとに周波数成分検出値Ｄｆ１、Ｄｆ２のうち大きい方の値を選択して、周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【０１６７】
ここで、第１の変形例に係る周波数成分検出部が図１３の構成をとる意義について説明する。図１４は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を説明するための説明図である。図１４では、係数Ｋ１＝１、係数Ｋ２＝０．５に設定した場合の例を示しているが、係数Ｋ１、Ｋ２の値は、上記に限られない。
【０１６８】
図１４に示すＦＢは、テクスチャ領域に多く含まれる主な周波数成分の帯域であり、テクスチャ領域の主な周波数成分が周波数ｆ１となるように、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａを設定する。ここで、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａは周波数ｆ１をピークとする特性を持つが、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａだけでは周波数帯域ＦＢの範囲をすべてカバーすることができない。例えば、テクスチャ領域が周波数ｆ２付近の成分を多く含む場合には、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１がほとんど０（ゼロ）に近い値をとり、周波数成分検出値Ｄｆもほとんど０（ゼロ）となるので、テクスチャ領域がグラデーション領域として誤検出される恐れがある。
【０１６９】
図１４に示すＤｋ１は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に係数Ｋ１＝１を乗じた特性を示し、Ｄｋ２はＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に係数Ｋ２＝０．５を乗じた特性を示している。Ｄｋ１とＤｋ２を絶対値に変換した第１周波数成分検出値Ｄｆ１および第２周波数成分検出値Ｄｆ２の最大値を選択することによって、周波数ｆ１付近では第１周波数成分検出値Ｄｆ１が選択され、周波数ｆ２付近では第２周波数成分検出値Ｄｆ２が選択される。
【０１７０】
したがって、図１４に示すように周波数特性の異なる複数のバンドパス・フィルタを用いることによって、帯域ＦＢ全体をカバーすることができる。
【０１７１】
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る表示装置は、周波数成分検出部の構成が、図３に示す周波数成分検出部１０６と異なるが、入力画像信号Ｄｉに基づいて周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。また、第１の変形例に係る表示装置のその他の構成は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様である。したがって、第１の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１７２】
〔第２の変形例〕
また、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部は、図３、図１３に示す構成に限られない。図１５は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【０１７３】
図１５を参照すると、第２の変形例に係る周波数成分検出部は、基本的に図１３に示す第１の変形例に係る周波数成分検出部と同様の構成を有するが、図１３の最大値選択部１２４が加算部１２６に置き換わっている。
【０１７４】
加算部１２６は、対応する画素ごとに第１周波数成分検出値Ｄｆ１および第２周波数成分検出値Ｄｆ２を加算して周波数成分検出値Ｄｆ（＝Ｄｆ１＋Ｄｆ２）を出力する。このとき、周波数ｆ１付近では周波数成分検出値Ｄｆに対する第１周波数成分検出値Ｄｆ１の割合が高く、また、周波数ｆ２付近では周波数成分検出値Ｄｆに対する第２周波数成分検出値Ｄｆ２の割合が高くなる。したがって、上記の場合であっても図１４に示す帯域ＦＢ全体にわたって良好に周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。
【０１７５】
本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置は、周波数成分検出部の構成が、図３に示す周波数成分検出部１０６と異なるが、図１３に示す第１の変形例に係る周波数成分検出部と同様に、入力画像信号Ｄｉに基づいて周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。また、第２の変形例に係る表示装置のその他の構成は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様である。したがって、第２の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１７６】
〔第３の変形例〕
上記では、第１の実施形態、第１の変形例および第２の変形例に係る表示装置として、画像処理部が、１つの閾値ＴＨを用いて図７に示すような２値の制御信号Ｄｃを生成し、第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、上記の構成に限られない。そこで、次に、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置として、画像処理部が第１出力画像信号と第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号Ｄｃを生成し、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じた出力画像信号Ｄｏを出力する構成について説明する。なお、第３の変形例に係る表示装置の画像処理部は、図２と同様の構成を有する。
【０１７７】
図１６は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。第３の変形例に係る制御信号生成部は、閾値ＴＨ１、ＴＨ２および検出値平滑部から出力される平均検出値Ｄａｖｅを用いた閾値処理により制御信号Ｄｃを出力する。
【０１７８】
具体的には、第３の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ１より小さいとき、グラデーション領域を表す制御信号「１」を生成し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ２より大きいとき、グラデーション領域以外の領域を示す制御信号「０」を生成する。また、第３の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２との間である場合には、例えば、Ｄｃ＝１とＤｃ＝０とを結ぶ直線（すなわち、閾値ＴＨ１、ＴＨ２の設定により一意に定まる。）に基づいて、中間的な値の制御信号Ｄｃを生成する。上記のように生成される制御信号Ｄｃは、第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｄｓ）の混合比率を示す。
【０１７９】
ここで、第３の変形例に係る制御信号生成部がグラデーション領域を判定するために用いる閾値ＴＨ１、ＴＨ２の情報は、例えば、画像処理部が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、閾値ＴＨ１、ＴＨ２の情報は、制御信号生成部が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置の記憶部（図示せず）に記憶され、制御信号生成部が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。
【０１８０】
図１７は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。第３の変形例に係る階調数拡張部は、画像平滑部１１８と、混合部１２８とを備える。
【０１８１】
画像平滑部１１８は、図８に示す画像平滑部１１８と同様の構成を有し、Ｎビットの入力画像信号を平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。
【０１８２】
混合部１２８は、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じて、対応する画素ごとに平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号とを、Ｄｃ：（１−Ｄｃ）の割合で混合し、出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１８３】
ここで、第３の変形例に係る階調数拡張部が、平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、第１出力画像信号とを混合して出力する意義について説明する。入力画像信号Ｄｉに微小なノイズが混じることによって、同様の画像の同じ表示位置に対応する平均検出値Ｄａｖｅが時間的に変化し、閾値ＴＨを上回ったり下回ったりする場合がある。このとき、単純な閾値処理では、制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」とグラデーション領域以外の領域を示す「０」とを交互に行き来するため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）とが交互に選択されて、ちらつきとなってユーザに視認される恐れがある。
【０１８４】
一方、混合処理では、混合比率を示す制御信号Ｄｃが「１」と「０」の中間の値をとりうるため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）との比率が極端に変化することはない。したがって、第３の変形例に係る表示装置は、第１の実施形態に係る表示装置１０００よりも、ちらつきの発生を抑制することができる。
【０１８５】
本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置は、制御信号生成部における制御信号Ｄｃの生成手段、および階調数拡張部の構成が、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と異なるが、表示装置１０００と同様に、制御信号Ｄｃに基づいて出力画像信号Ｄｏを出力して表示することができる。したがって、第３の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１８６】
〔第４の変形例〕
上記では、第１の実施形態、および第１〜第３の変形例に係る表示装置として水平方向の処理を例に挙げて説明したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の画像処理部が行う処理は、水平方向の処理に限られない。そこで、次に、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置として、画像処理部が水平方向、垂直方向に順次に処理を行う構成について説明する。
【０１８７】
図１８は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置１５００を示すブロック図である。図１８を参照すると、表示装置１５００は、画像処理部１５０と、表示部１９０を備える。ここで、表示部１９０は、図１に示す表示部１９０と同様の構成をとり、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する。
【０１８８】
画像処理部１５０は、水平制御部１０２ｈと、水平階調数拡張部１０４ｈと、垂直制御部１０２ｖと、垂直階調数拡張部１０４ｖとを備える。
【０１８９】
水平制御部１０２ｈは、入力された入力画像信号Ｄｉに基づいて、水平方向のグラデーション領域であるか否かを示す水平制御信号Ｄｈｃを画素ごとに出力する。ここで、水平制御部１０２ｈは、例えば、図２に示す制御部１０２と同様の構成をとることによって、水平制御信号Ｄｈｃを出力することができる。
【０１９０】
水平階調数拡張部１０４ｈは、水平制御信号Ｄｈｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に水平方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｈｏを出力する。ここで、画像信号Ｄｈｏは、水平方向には階調性能が向上しているが、垂直方向には階調性能は向上しておらず、入力画像信号Ｄｉと同等である。また、水平階調数拡張部１０４ｈは、例えば、図２に示す階調数拡張部１０４と同様の構成をとることによって、画像信号Ｄｈｏを出力することができる。
【０１９１】
垂直制御部１０２ｖは、入力された画像信号Ｄｈｏに基づいて、垂直方向のグラデーション領域であるか否かを示す垂直制御信号Ｄｖｃを画素ごとに出力する。ここで、垂直制御部１０２ｖは、例えば、図２に示す制御部１０２と同様の構成をとることによって、垂直制御信号Ｄｖｃを出力することができる。
【０１９２】
垂直階調数拡張部１０４ｖは、垂直制御信号Ｄｖｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に垂直方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。ここで、出力画像信号Ｄｏは、水平方向に加えて、垂直方向の階調性能も向上している。また、垂直階調数拡張部１０４ｖは、例えば、図２に示す階調数拡張部１０４と同様の構成をとることによって、出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０１９３】
図１８に示すように、水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行することによって、第４の変形例に係る表示装置１５００は、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【０１９４】
また、第４の変形例に係る表示装置１５００は、水平方向の処理、垂直方向の処理それぞれを第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に行うことができるので、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１９５】
なお、上記では、第４の変形例に係る表示装置１５００として、画像処理部１５０が水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行する構成を示したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、第１の実施形態に係る表示装置は、水平方向と垂直方向とを２次元処理で一括に実行することもできる。かかる構成であっても、第４の変形例に係る表示装置と同様に、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【０１９６】
（第１の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第１の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０１９７】
（第１の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第１の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０１９８】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０１９９】
（第１の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図１９は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図１９に示す画像処理方法を表示装置１０００が行うとして説明するが、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置に適用することができることは、言うまでもない。
【０２００】
表示装置１０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ１００）。ステップＳ１００の検出は、例えば、１または複数のバンドパス・フィルタを用いて行うことができる。
【０２０１】
表示装置１０００は、ステップＳ１００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ１０２）。表示装置１０００は、例えば、閾値処理によってエッジを判定することによって、エッジを検出することがでるが、上記に限られない。例えば、表示装置１０００は、エッジ成分を検出するためのハイパス・フィルタによって、エッジを検出することもできる。
【０２０２】
表示装置１０００は、ステップＳ１００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ１０４）。なお、図１９では、ステップＳ１０２の処理の後にステップＳ１０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置１０００は、例えば、ステップＳ１０４の処理の後にステップＳ１０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０２０３】
表示装置１０００は、ステップＳ１０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ１０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ１０６）。
【０２０４】
ここで、表示装置１０００は、エッジ検出信号がエッジを示している場合には、ステップＳ１０４において平滑化された検出値によらず、グラデーション領域以外の領域を示す制御信号Ｄｃを生成する。また、表示装置１０００は、エッジ検出信号がエッジを示していない場合には、ステップＳ１０４において平滑化された検出値に基づく閾値処理によって、グラデーション領域を示す制御信号Ｄｃ、またはグラデーション領域以外の領域を示す制御信号Ｄｃを生成する。
【０２０５】
表示装置１０００は、入力画像信号ＤｉとステップＳ１０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ１０８）。
【０２０６】
図１９に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置１０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２０７】
（第２の実施形態）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置として、画像処理部１００の制御部１０２が周波数成分検出部１０６の後段にエッジ検出部１１０を備え、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別する構成を示した。上記の構成によって、第１の実施形態に係る表示装置は、平滑化を行う必要のないエッジ領域が平滑化されることによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、周波数成分検出部の後段にエッジ検出部を備える構成に限られない。そこで、次に、第２の実施形態に係る表示装置として、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別して画質劣化を防止することが可能な他の構成を示す。
【０２０８】
図２０は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置２０００を示すブロック図である。図２０を参照すると、表示装置２０００は、画像処理部２００と表示部１９０とを備える。
【０２０９】
画像処理部２００は、入力されたＮビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部２００の構成について、具体的に説明する。
【０２１０】
[画像処理部２００の構成例]
図２１は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理部２００を示すブロック図である。図２１を参照すると、画像処理部２００は、制御部２０２と、階調数拡張部１０４とを備える。
【０２１１】
〔制御部２０２〕
制御部２０２は、周波数成分検出部１０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ成分検出部２０４と、エッジ検出部２０６と、制御信号生成部１１２とを備える。
【０２１２】
周波数成分検出部１０６は、図１に示す第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６と同様の構成を有し、入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【０２１３】
検出値平滑部１０８は、図１に示す第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様の構成を有し、周波数成分検出値Ｄｆに基づいて周波数成分検出値Ｄｆの平滑化を画素ごとに行い、平滑化された平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２１４】
エッジ成分検出部２０４は、入力画像信号Ｄｉからエッジ成分を画素ごとに検出し、検出結果をエッジ成分検出値Ｄｆｅとして出力する。ここで、エッジ成分検出部２０４は、例えば、エッジ成分に相当する周波数成分を通過させるハイパス・フィルタと、図３に示す絶対値変換部１１６と同様の構成を有する絶対値変換部とで構成することができるが、上記に限られない。
【０２１５】
エッジ検出部２０６は、図１に示す第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０と同様の構成を有し、エッジ成分検出部２０４から出力された各画素に対応するエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２１６】
エッジ検出部２０６は、周波数成分検出部１０６から出力される周波数成分検出値Ｄｆではなく、エッジ成分を検出する役目を果たすエッジ成分検出部２０４から出力されるエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジを検出する。したがって、エッジ検出部２０６は、第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０よりもより厳密にエッジを判定することができる。
【０２１７】
制御信号生成部１１２は、図１に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様の構成を有し、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、グラデーション領域の判定を画素ごとに行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２１８】
制御部２０２は、エッジ成分検出部２０４を備え、エッジ検出部２０６がエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する点が、第１の実施形態に係る制御部１０２と異なるが、第１の実施形態に係る制御部１０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。
【０２１９】
画像処理部２００を構成する階調数拡張部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有し、制御部２０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０２２０】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに変換する画像処理部２００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部２００は、制御部２０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御部２０２が入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部１０４が、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。ここで、制御部２０２は、第１の実施形態に係る制御部１０２と構成は異なるが、第１の実施形態に係る制御部１０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。また、階調数拡張部１０４は、第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。したがって、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２２１】
また、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正するため、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置２０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２２２】
また、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２２３】
さらに、表示装置２０００は、エッジ成分検出値Ｄｆｅに基づくエッジの検出結果と、所定の周波数帯域の信号（ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ）を検出して所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行い、グラデーション領域を判定する。したがって、表示装置２０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０２２４】
[表示装置２０００の変形例]
第２の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２２５】
（第２の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第２の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第２の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２２６】
（第２の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第２の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２２７】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２２８】
（第２の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２２は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２２に示す画像処理方法を表示装置２０００が行うとして説明するが、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２２９】
表示装置２０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ２００）。そして、表示装置２０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ２００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ２０２）。
【０２３０】
表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉからエッジ成分を画素ごとに検出する（Ｓ２０４）。ここで、ステップＳ２０４の検出は、例えば、ハイパス・フィルタを用いて行うことができる。
【０２３１】
表示装置２０００は、ステップＳ２０４において検出されたエッジ成分検出値（エッジ成分検出値Ｄｆｅ）に基づいて、エッジを検出（判定）する（Ｓ２０６）。なお、図２２では、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理の後にステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理とステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置２０００は、例えば、ステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理の後にステップＳ２００、Ｓ２０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理とステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理とを同期して行うこともできる。
【０２３２】
表示装置２０００は、ステップＳ２０２において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）と、ステップＳ２０６の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）とに基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ２０８）。
【０２３３】
表示装置２０００は、入力画像信号ＤｉとステップＳ２０８において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ２１０）。
【０２３４】
図２２に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置２０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２３５】
（第３の実施形態）
上記では、第１、第２の実施形態に係る表示装置として、モノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記の構成に限られない。そこで、次に、第３の実施形態に係る表示装置として、カラー画像の複数チャンネルを処理する構成について説明する。なお、以下では、カラー画像の複数チャンネルとして、赤（以下「Ｒ」という。）、緑（以下、「Ｇ」という。）、青（以下、「Ｂ」という。）の画像信号が入力される例を示す。
【０２３６】
図２３は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置３０００を示すブロック図である。図２３を参照すると、表示装置３０００は、画像処理部３００と表示部１９０とを備え、画像処理部３００は、制御部３０２と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２３７】
画像処理部３００には、ＮビットのＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉがそれぞれ入力され、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部３００の構成について、具体的に説明する。
【０２３８】
[画像処理部３００の構成例]
図２４は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理部３００を示すブロック図である。
【０２３９】
図２４を参照すると、制御部３０２は、第１の周波数成分検出部１０６ａと、第２の周波数成分検出部１０６ｂと、第３の周波数成分検出部１０６ｃと、最大値選択部３０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ検出部１１０と、制御信号生成部１１２とを備える。また、階調数拡張部３０４は、第１の階調数拡張部３０４ａと、第２の階調数拡張部３０４ｂと、第３の階調数拡張部３０４ｃとを備える。
【０２４０】
〔制御部３０２〕
第１の周波数成分検出部１０６ａには入力画像信号Ｒｉが、第２の周波数成分検出部１０６ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３の周波数成分検出部１０６ｃには入力画像信号Ｂｉがそれぞれ入力される。ここで、第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれは、図２に示す第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６と同様の構成をとることができる。したがって、第１の周波数成分検出部１０６ａは、入力画像信号Ｒｉから所定の周波数成分を検出して周波数成分検出値Ｒｆを出力し、同様に、第２の周波数成分検出部１０６ｂは周波数成分検出値Ｇｆ、第３の周波数成分検出部１０６ｃは周波数成分検出値Ｂｆを出力することができる。
【０２４１】
最大値選択部３０６は、周波数成分検出値Ｒｆ、ＧｆおよびＢｆの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘを出力する。
【０２４２】
検出値平滑部１０８は、図２に示す第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様に、平滑領域における最大検出値Ｄｍａｘの平均値を算出して、平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２４３】
エッジ検出部１１０は、各画素に対応する最大検出値Ｄｍａｘに基づいて、図２に示す第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０と同様にエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２４４】
制御信号生成部１１２は、図２に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様に、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部３０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２４５】
〔階調数拡張部３０４〕
第１の階調数拡張部３０４ａ、第２の階調数拡張部３０４ｂ、および第３の階調数拡張部３０４ｃそれぞれは、図２に示す第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。したがって、第１の階調数拡張部３０４ａは、制御信号Ｄｃに基づいて、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｒｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｒｏとして出力することができる。また同様に、第２の階調数拡張部３０４ｂ、第３の階調数拡張部３０４ｃは、それぞれ出力画像信号Ｇｏ、Ｂｏを出力することができる。
【０２４６】
上記のように、画像処理部３００は、図２４の構成によって、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力することができる。
【０２４７】
次に、画像処理部３００が、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることの意義について説明する。図２５は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理部３００における各信号の一例を示す説明図である。ここで、図２５では、テクスチャ領域における各信号の一例を示している。カラー画像におけるテクスチャ領域では、３色のＲ／Ｇ／Ｂ画像信号が同様な頻度で変化するとは限らず、むしろＲ／Ｇ／Ｂで変化の頻度に差があるのが一般的であるからである。なお、図２５では、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号について省略するが、上述したようにエッジ検出部１１０からエッジを示すエッジ検出信号が出力された場合には、制御信号生成部１１２は、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力する。
【０２４８】
図２５（ａ）〜図２５（ｃ）は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉをそれぞれ示している。また、図２５（ｄ）〜図２５（ｆ）は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆをそれぞれ示している。ここで、図２５（ａ）の入力画像信号Ｒｉは、比較的凹凸が多いため、図２５(ｄ)の周波数成分検出値Ｒｆは比較的高い頻度で検出されている。また、図２５（ｂ）、（ｃ）の入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉは変化が少ないため、図２５（ｅ）の周波数成分検出値Ｇｆおよび図２５（ｆ）の周波数成分検出値Ｂｆの検出の頻度は低い。
【０２４９】
図２５（ｇ）は、最大検出値Ｄｍａｘを示している。ここで、画像処理部３００は、各画素ごとに周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値を選択するので、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ単独の場合よりも、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高くなる。
【０２５０】
図２５（ｈ）は平均検出値Ｄａｖｅを示し、図２５（ｉ）は制御信号Ｄｃを示している。ここで、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高いため、平均検出値Ｄａｖｅは閾値ＴＨよりも大きな値をとり、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。
【０２５１】
ここで、仮に周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆに対して、最大値を選択することなく各色ごとに領域の判別を行うとすると、入力画像信号の変化の少ないＧとＢについてはグラデーション領域として検出され、画像が平滑化される恐れがある。図２５に示す入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉのように変化が少ない画像信号であっても、テクスチャ領域ではそもそも画像信号の変化の幅が小さいため、鮮鋭感への寄与は無視できない。つまり、テクスチャ領域では、変化の少ない入力画像信号が平滑化されることによって、鮮鋭感が損なわれてしまう。画像処理部２００は、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることにより、上記の問題の発生を防止することができる。
【０２５２】
画像処理部３００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化と閾値処理を行うことによって、グラデーション領域をテクスチャ領域と間違えることなく検出することができる。そのため、テクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制することができる。
【０２５３】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る表示装置３０００は、カラー画像を示す複数チャンネルの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（それぞれＮビットの入力画像信号）を、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに補正する画像処理部３００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部３００は、制御部３０２と階調数拡張部３０４とを備え、制御部３０２が入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部３０４が、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する。したがって、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２５４】
また、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正することができるので、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置３０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２５５】
また、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２５６】
さらに、表示装置３０００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化とエッジの検出を行う。そして、表示装置３０００は、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行ってグラデーション領域を判定する。したがって、表示装置３０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制（防止）することができる。
【０２５７】
[表示装置３０００の変形例]
第３の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２５８】
（第３の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第３の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第３の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２５９】
（第３の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第３の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６１】
（第３の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２６は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２６に示す画像処理方法を表示装置３０００が行うとして説明するが、本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２６２】
表示装置３０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ３００）。
【０２６３】
表示装置３０００は、ステップＳ３００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ３０２）。
【０２６４】
表示装置３０００は、ステップＳ３０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ３０４）。ここで、ステップＳ３０４の処理は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に行うことができる。
【０２６５】
表示装置３０００は、ステップＳ３０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ３０６）。なお、図２６では、ステップＳ３０４の処理の後にステップＳ３０６の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ３０４の処理とステップＳ３０６の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置３０００は、例えば、ステップＳ３０６の処理の後にステップＳ３０４の処理を行うことができ、また、ステップＳ３０４の処理とステップＳ３０６の処理とを同期して行うこともできる。
【０２６６】
表示装置３０００は、ステップＳ３０４の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ３０６において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ３０８）。
【０２６７】
表示装置３０００は、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ３０８において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ３１０）。
【０２６８】
図２６に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置３０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６９】
（第４の実施形態）
上記では、第３の実施形態に係る表示装置として、カラー画像の複数チャンネルを処理する構成のうち、各チャンネルの画像信号を第１の実施形態に係る表示装置１０００と対応する構成によって処理する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る複数チャンネルを処理する表示装置は、各チャンネルの画像信号を第１の実施形態に係る表示装置１０００と対応する構成によって処理する構成に限られない。そこで、次に、本発明の第４の実施形態に係る表示装置として、各チャンネルの画像信号を第２の実施形態に係る表示装置２０００と対応する構成によって処理することによって、複数チャンネルを処理する構成について説明する。
【０２７０】
図２７は、本発明の第４の実施形態に係る表示装置４０００を示すブロック図である。図２７を参照すると、表示装置４０００は、画像処理部４００と表示部１９０とを備える。
【０２７１】
画像処理部４００は、入力されたＮビットのＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部４００の構成について、具体的に説明する。
【０２７２】
[画像処理部４００の構成例]
図２８は、本発明の第４の実施形態に係る画像処理部４００を示すブロック図である。図２８を参照すると、画像処理部４００は、制御部４０２と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２７３】
〔制御部４０２〕
制御部４０２は、第１の周波数成分検出部１０６ａと、第２の周波数成分検出部１０６ｂと、第３の周波数成分検出部１０６ｃと、最大値選択部３０６（第１の最大値選択部）と、検出値平滑部１０８と、第１のエッジ成分検出部２０４ａと、第２のエッジ成分検出部２０４ｂと、第３のエッジ成分検出部２０４ｃと、最大値選択部４０４（第２の最大値選択部）と、エッジ検出部２０６と、制御信号生成部１１２とを備える。
【０２７４】
第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃは、図２４に示す第３の実施形態に係る第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃと同様の構成を有し、それぞれ周波数成分検出値Ｒｆ、周波数成分検出値Ｇｆ、周波数成分検出値Ｂｆを出力する。
【０２７５】
最大値選択部３０６は、図２４に示す第３の実施形態に係る最大値選択部３０６と同様の構成を有し、周波数成分検出値Ｒｆ、ＧｆおよびＢｆの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘを出力する。
【０２７６】
検出値平滑部１０８は、図２４に示す第３の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様の構成を有し、平滑領域における最大検出値Ｄｍａｘの平均値を算出して、平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２７７】
第１のエッジ成分検出部２０４ａには入力画像信号Ｒｉが、第２のエッジ成分検出部２０４ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３のエッジ成分検出部２０４ｃには入力画像信号Ｂｉがそれぞれ入力される。ここで、第１のエッジ成分検出部２０４ａ〜第３のエッジ成分検出部２０４ｃそれぞれは、図２１に示す第２の実施形態に係るエッジ成分検出部２０４と同様の構成をとることができる。したがって、第１のエッジ成分検出部２０４ａは、入力画像信号Ｒｉからエッジ成分を画素ごとに検出し、検出結果をエッジ成分検出値Ｒｆｅとして出力する。同様に、第２のエッジ成分検出部２０４ｂはエッジ成分検出値Ｇｆｅ、第３のエッジ成分検出部２０４ｃはエッジ成分検出値Ｂｆｅを出力する。
【０２７８】
最大値選択部４０４は、エッジ成分検出値Ｒｆｅ、ＧｆｅおよびＢｆｅの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘ_ｅを出力する。ここで、最大値選択部４０４は、最大値選択部３０６と同様の構成を有することができる。
【０２７９】
エッジ検出部２０６は、図２１に示す第２の実施形態に係るエッジ検出部２０６と同様の構成を有し、最大値選択部４０４から出力される最大検出値Ｄｍａｘ_ｅに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２８０】
制御信号生成部１１２は、図２に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様に、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部３０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２８１】
制御部４０２は、第１のエッジ成分検出部２０４ａ〜第３のエッジ成分検出部２０４ｃと最大値選択部４０４を備え、エッジ検出部２０６が最大値選択部４０４から出力される最大検出値Ｄｍａｘ_ｅに基づいてエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する点が、第３の実施形態に係る制御部３０２と異なるが、第３の実施形態に係る制御部３０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。
【０２８２】
画像処理部４００を構成する階調数拡張部３０４は、図２４に示す第３の実施形態に係る階調数拡張部３０４と同様の構成を有し、制御部４０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０２８３】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る表示装置４０００は、カラー画像を示す複数チャンネルの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（それぞれＮビットの入力画像信号）を、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに補正する画像処理部４００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部４００は、制御部４０２と階調数拡張部３０４とを備え、制御部４０２が入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部３０４が、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する。ここで、制御部４０２は、第３の実施形態に係る制御部３０２と構成は異なるが、第３の実施形態に係る制御部３０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。また、階調数拡張部３０４は、第３の実施形態に係る階調数拡張部３０４と同様の構成を有する。したがって、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２８４】
また、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正することができるので、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置４０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２８５】
また、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２８６】
さらに、表示装置４０００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化を行い、また、エッジ成分検出値Ｒｆｅ、Ｇｆｅ、Ｂｆｅの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ_ｅ）に基づいてエッジの検出を行う。そして、表示装置４０００は、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行ってグラデーション領域を判定する。したがって、表示装置４０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制（防止）することができる。
【０２８７】
[表示装置４０００の変形例]
第４の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２８８】
（第４の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第４の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第４の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２８９】
（第４の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第４の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２９０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２９１】
（第４の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２９は、本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２９に示す画像処理方法を表示装置４０００が行うとして説明するが、本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２９２】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ４００）。
【０２９３】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３０２と同様に、ステップＳ４００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ４０２）。
【０２９４】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３０６と同様に、ステップＳ４０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ４０４）。
【０２９５】
表示装置４０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれからエッジ成分を画素ごとに検出する（Ｓ４０６）。ここで、ステップＳ４０６における検出は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれに対して行われ、また、各処理は図２２に示すステップＳ２０４と同様に行われる。
【０２９６】
表示装置４０００は、ステップＳ４０６において検出されたエッジ成分検出値（エッジ成分検出値Ｒｆｅ、Ｇｆｅ、Ｂｆｅ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ４０８）。ここで、表示装置４０００は、ステップＳ４０８の処理をステップＳ４０２と同様に行うことができる。
【０２９７】
表示装置４０００は、ステップＳ４０６において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ_ｅ）に基づいて、エッジを検出（判定）する（Ｓ４１０）。なお、図２９では、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理の後にステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理とステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置４０００は、例えば、ステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理の後にステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理を行うことができ、また、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理とステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理とを同期して行うこともできる。
【０２９８】
表示装置４０００は、ステップＳ４１０の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ４０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ４１２）。
【０２９９】
表示装置４０００は、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ４１２において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ４１４）。
【０３００】
図２９に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置４０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３０１】
（第５の実施形態）
上記では、第１〜第４の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮ＋ｋビットの階調性能を有する構成について説明した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置が備える表示部は、Ｎ＋ｋビットの階調性能に限られず、Ｎビットの階調性能を有することもできる。そこで、次に、本発明の第５の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮビットの階調性能を有する構成について説明する。
【０３０２】
図３０は、本発明の第５の実施形態に係る表示装置５０００を示すブロック図である。図３０を参照すると、表示装置５０００は、画像処理部５００と、表示部５９０とを備える。
【０３０３】
画像処理部５００は、制御部１０２と、階調数拡張部１０４と、擬似階調処理部５０２とを備える。制御部１０２および階調数拡張部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理部１００が備える制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。つまり、制御部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。
【０３０４】
擬似階調処理部５０２は、擬似的な中間階調を使ってＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換する。
【０３０５】
ここで、擬似階調処理部５０２における擬似階調処理について説明する。図３１は、本発明の第５の実施形態に係る擬似階調処理部５０２における擬似階調処理の一例を説明するための説明図であり、擬似階調処理としてディザ処理を用いる場合の例を示している。図３１（ａ）はディザ処理を行う２×２画素の領域を示しており、図３１（ｂ）はディザパターンの一例を示している。
【０３０６】
ディザ処理は、図３１（ａ）のＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅにおける画素ａ〜ｄに対して、図３１（ｂ）のディザパターンの各画素位置に対応する値を加算した後に、下位ｋビットを丸めることにより、上位Ｎビットを出力画像信号として出力する処理である。ここで、ディザ処理は擬似階調処理の一種であり、少ないビット数でより多くのビット数の階調を擬似的に表示することができることが知られている。
【０３０７】
擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理としてディザ処理を用いることによって、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを変換してグラデーション領域の階調性能を向上させたＮビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０３０８】
[擬似階調処理の他の例]
なお、擬似階調処理部５０２における擬似階調処理は、上記ディザ処理に限られない。例えば、擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理として誤差拡散処理を用いることができる。ここで、誤差拡散処理とは、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮビットに丸めたときの下位ｋビット（「誤差データ」という。）の値を周囲の画素信号に加算あるいは減算して、誤差データを拡散していくことによって、擬似的な中間階調を得る方法である。擬似階調処理部５０２は、誤差拡散処理を用いて擬似階調処理を行ったとしても、上記ディザ処理を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
【０３０９】
再度図３０を参照して、表示装置５０００の構成要素について説明する。表示部５９０は、Ｎビットの階調性能を有し、画像処理部５００から出力されるＮビットの出力画像信号Ｄｏが示す画像を表示する。
【０３１０】
上述したように、表示装置５０００は、画像処理部５００がＮビットの入力画像信号Ｄｉを一旦、階調数を拡張してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することによって、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。したがって、表示装置５０００は、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３１１】
なお、図３０では、入力される画像信号がモノクロ画像の入力画像信号（あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネルに対応する画像信号）Ｄｉを例に説明を行ったが、第３、第４の実施形態に係る表示装置のように、例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂからなるカラー画像の画像信号に対しても、同様の効果を得ることができる。
【０３１２】
以上のように、本発明の第５の実施形態に係る表示装置５０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に擬似階調処理を用いてＮビットのＤｏに変換する画像処理部５００と、Ｎビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部５００は、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置５０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３１３】
また、表示装置５０００は、画像処理部５００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置５０００は、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３１４】
[表示装置５０００の変形例]
第５の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３１５】
（第５の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第５の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第５の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３１６】
（第５の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第５の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３１７】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３１８】
（第５の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図３２は、本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図３２に示す画像処理方法を表示装置５０００が行うとして説明するが、本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３１９】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ５００）。
【０３２０】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ５００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ５０２）。
【０３２１】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ５００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ５０４）。なお、図３２では、ステップＳ５０２の処理の後にステップＳ５０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ５０２の処理とステップＳ５０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置５０００は、例えば、ステップＳ５０４の処理の後にステップＳ５０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ５０２の処理とステップＳ５０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３２２】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ５０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ５０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ５０６）。
【０３２３】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号ＤｉとステップＳ５０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ５０８）。
【０３２４】
表示装置５０００は、ステップＳ５０８において出力された画像信号（第１出力画像信号または第２出力画像信号）に対して擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ５１０）。ここで、表示装置５０００は、例えば、ディザ処理や誤差拡散処理を用いることにより、ステップＳ５１０の擬似階調処理を行うことができる。
【０３２５】
図３２に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置５０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３２６】
（第６の実施形態）
次に、本発明の実施形態に係る表示装置の他の形態である第６の実施形態に係る表示装置について説明する。図３３は、本発明の第６の実施形態に係る表示装置６０００を示すブロック図である。
【０３２７】
図３３を参照すると、表示装置６０００は、画像処理部６００と表示部５９０とを備える。画像処理部６００は、基本的に図３０に示す第５の実施形態に係る画像処理部５００と同様の構成を有するが、さらに、非線形階調変換部６０２を備える。また、表示部５９０は、図３０に示す第５の実施形態に係る表示部５９０と同様に、Ｎビットの階調性能を有する。
【０３２８】
制御部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。
【０３２９】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０４から出力される画像信号Ｄｅが入力され、例えば、コントラスト強調処理やガンマ処理などの非線形階調変換を行って画像信号Ｄｇを出力する。ここで、非線形階調変換部６０２における非線形階調変換処理としてコントラスト強調処理を行う場合について説明する。
【０３３０】
図３４は、本発明の第６の実施形態に係る非線形階調変換部６０２における非線形階調変換処理を説明するための説明図であり、コントラスト強調を行うための入出力変換特性の一例を示している。
【０３３１】
図３４を参照すると、暗部Ｌ１と明部Ｌ３では階調の差が圧縮され、中間階調Ｌ２では階調の差が広がっている。非線形階調変換部６０２は、例えば、図３４のように画像信号Ｄｅを補正することにより、画像のコントラスト感が強調された画像信号Ｄｇを出力することができる。
【０３３２】
擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理としてディザ処理や誤差拡散処理を用いることによって、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｇを変換してグラデーション領域の階調性能を向上させたＮビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０３３３】
ここで、画像処理部６００における各信号の一例を示す。図３５は、本発明の第６の実施形態に係る画像処理部６００における各信号の一例を示す説明図であり、図９（１）と同様にグラデーション領域を示している。また、図３５（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図３５（ｂ）は周波数成分検出値Ｄｆを示している。同様に、図３５（ｃ）〜図３５（ｆ）は、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅ、非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇをそれぞれ示している。なお、図３５はグラデーション領域を示しているため、図３５ではエッジ検出信号を省略している。
【０３３４】
入力画像信号Ｄｉとして、図９（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図３５（ａ））。図９（ｃ）と同様に周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくて検出される頻度も低く（図３５（ｂ））、また、図９（ｄ）と同様に平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる（図３５（ｃ））。また、図３５（ｃ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す（図３５（ｄ））。図３５（ｄ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、階調数拡張部１０４は、Ｎ＋ｋビットの精度を有する平滑化された第２出力信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を選択して出力画像信号Ｄｅとして出力する（図３５（ｅ））。
【０３３５】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０４から出力される図３５（ｅ）に示す画像信号Ｄｅが入力されるので、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる（図３５（ｆ））。
【０３３６】
[第６の実施形態に係る画像処理部の変形例]
図３３に示す第６の実施形態に係る画像処理部６００では、階調数を拡張した後に非線形階調変換処理を行う構成を示したが、非線形階調変換処理を行った後に階調数を拡張することも可能である。図３６は、本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０を示すブロック図である。
【０３３７】
図３６を参照すると、画像処理部６５０は、基本的に図３３に示す画像処理部６００と同様の構成を有するが、非線形階調変換部６０２に入力画像信号Ｄｉが入力され、非線形階調変換部６０２から出力される非線形階調変換後の画像信号Ｄｇに基づいて階調数を拡張する点が、画像処理部６００と異なる。
【０３３８】
ここで、画像処理部６５０における各信号の一例を示す。図３７は、本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０における各信号の一例を示す説明図であり、図３５と同様にグラデーション領域を示している。また、図３７（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図３７（ｂ）は非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇを示している。同様に、図３７（ｃ）〜図３７（ｆ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅをそれぞれ示している。なお、図３７はグラデーション領域を示しているため、図３７ではエッジ検出信号を省略している。
【０３３９】
入力画像信号Ｄｉとして、図３５（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図３７（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図３７（ａ）に示す入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理が行われるので、画像信号Ｄｇには部分的に階調の差が広がる箇所が出てくる（図３７（ｂ））。
【０３４０】
制御部１０２は、図３７（ｂ）に示す非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇに基づいてグラデーション領域の判定を行うので、部分的に階調の差が広がった箇所では、グラデーション領域以外の領域として判定される場合がある（図３７（ｃ）〜図３７（ｅ））。
【０３４１】
階調数拡張部１０４は、図３７（ｅ）に示す制御信号Ｄｃに応じて非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇ（第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、階調数拡張部１０４は、階調の差が広がった箇所では平滑化を行わない（第１出力画像信号が出力される）ため、グラデーション領域を滑らかに変換することができない場合がある（図３７（ｆ））。
【０３４２】
図３６、図３７を参照して示したように、第６の実施形態に係る画像処理部は、非線形階調変換処理を行った後に階調数を拡張する変形例をとることが可能であるが、処理の順番が処理結果に影響を与える場合がある。
【０３４３】
以上のように、本発明の第６の実施形態に係る表示装置６０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に非線形階調変換処理を行い、さらに擬似階調処理を用いてＮビットのＤｏに変換する画像処理部６００と、Ｎビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部６００は、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２と、階調数拡張部１０４とを備え、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置６０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３４４】
また、表示装置６０００は、階調数拡張部１０４から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに対してコントラスト強調処理やガンマ処理などの非線形階調変換を行う非線形階調変換部６０２を備えることにより、誤検出することなく非線形階調変換しながらグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３４５】
さらに、表示装置６０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、画像処理部６００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いて、非線形階調変換部６０２から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号ＤｇをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置６０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３４６】
[表示装置６０００の変形例]
図３３では、表示部５９０がＮビットの階調性能を有し、画像処理部６００が擬似階調処理部５０２を備える構成を示したが、第６の実施形態に係る表示装置は、図３３の構成に限られない。例えば、第６の実施形態の変形例に係る表示装置は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部を備え、画像処理部が擬似階調処理部を備えない構成とすることもできる。かかる構成であっても、第６の実施形態の変形例に係る表示装置は、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３４７】
また、第６の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３４８】
（第６の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第６の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第６の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３４９】
（第６の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第６の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３５０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第６の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３５１】
（第６の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図３８は、本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図３８に示す画像処理方法を表示装置６０００が行うとして説明するが、本発明の第６の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３５２】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ６００）。
【０３５３】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ６００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ６０２）。
【０３５４】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ６００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ６０４）。なお、図３８では、ステップＳ６０２の処理の後にステップＳ６０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ６０２の処理とステップＳ６０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置６０００は、例えば、ステップＳ６０４の処理の後にステップＳ６０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ６０２の処理とステップＳ６０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３５５】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ６０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ６０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ６０６）。
【０３５６】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号ＤｉとステップＳ６０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ６０８）。
【０３５７】
表示装置６０００は、ステップＳ６０８において出力されたＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、非線形階調変換処理を行う（Ｓ６１０）。ここで、ステップＳ６１０における非線形階調変換処理としては、例えば、コントラスト強調処理やガンマ処理などが挙げられるが、上記に限られない。
【０３５８】
表示装置６０００は、ステップＳ６１０において非線形階調変換処理が行われた画像信号（画像信号Ｄｇ）に対して、図３２に示すステップＳ５１０と同様に擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ６１２）。
【０３５９】
図３８に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置６０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３６０】
[第６の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図３８では、ステップＳ６１２において、擬似階調処理によりＮ＋ｋビットの画像信号をＮビットの画像信号に変換する画像処理方法を示したが、第６の実施形態に係る画像処理方法は、図３８に示す方法に限られない。例えば、第６の実施形態に係る表示装置は、図３８に示すステップＳ６１２の処理を行わず、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮ＋ｋビットの表示部に表示させることもできる。上記の変形例に係る画像処理方法を用いたとしても、第６の実施形態に係る表示装置は、図３８に示す画像処理方法を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０３６１】
（第７の実施形態）
上記では、第６の実施形態に係る画像処理部の変形例として図３６のように非線形階調変換処理を入力画像信号Ｄｉに対して行う構成を示し、図３７に示すように処理の順番が処理結果に影響を与える場合があることを示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、非線形階調変換処理を入力画像信号Ｄｉに対して行う構成であっても、グラデーション領域を滑らかに補正することができる。そこで、次に、本発明の第７の実施形態に係る表示装置について説明する。
【０３６２】
図３９は、本発明の第７の実施形態に係る表示装置７０００を示す説明図である。図３９を参照すると、表示装置７０００は、画像処理部７００と表示部５９０とを備える。画像処理部７００は、基本的に図３６に示す第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０と同様の構成を有するが、制御部１０２に入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を判定する点が、第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０と異なる。また、表示部５９０は、図３０に示す第５の実施形態に係る表示部５９０と同様に、Ｎビットの階調性能を有する。
【０３６３】
ここで、画像処理部７００における各信号の一例を示す。図４０は、本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部７００における各信号の一例を示す説明図であり、図３５と同様にグラデーション領域を示している。また、図４０（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図４０（ｂ）は非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇを示している。同様に、図４０（ｃ）〜図４０（ｆ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅをそれぞれ示している。なお、図４０はグラデーション領域を示しているため、図４０ではエッジ検出信号を省略している。
【０３６４】
入力画像信号Ｄｉとして、図３５（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図４０（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図４０（ａ）に示す入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理が行われるので、画像信号Ｄｇには部分的に階調の差が広がる箇所が出てくる（図４０（ｂ））。
【０３６５】
制御部１０２には、入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域の判定を行う。したがって、図３５（ｂ）と同様に周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくて検出される頻度も低く（図４０（ｃ））、また、図３５（ｃ）と同様に平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる（図４０（ｄ））。また、図４０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す（図４０（ｅ））。
【０３６６】
階調数拡張部１０４は、図４０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの精度を有する第２出力信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を選択して出力画像信号Ｄｅとして出力する（図４０（ｆ））。
【０３６７】
したがって、画像処理部７００は、図４０（ｆ）に示すように、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３６８】
以上のように、本発明の第７の実施形態に係る表示装置７０００は、画像処理部７００とＮビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部７００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理を行い、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて生成された制御信号Ｄｃに応じて、非線形階調変換処理後の画像信号ＤｇをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換する。さらに、画像処理部７００は、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに対して擬似階調処理を用いることによりＮビットのＤｏに変換する。ここで、画像処理部７００は、第６の実施形態に係る非線形階調変換部６０２と、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２および階調数拡張部１０４とを備え、入力画像信号Ｄｉに基づく制御信号Ｄｃに応じて非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇ（第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置７０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３６９】
さらに、表示装置７０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、画像処理部７００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いて、階調数拡張部１０４から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置７０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３７０】
[表示装置７０００の変形例]
第７の実施形態に係る表示装置は、上述した第６の実施形態に係る表示装置の変形例と同様に、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部を備え、画像処理部が擬似階調処理部を備えない構成とすることもできる。かかる構成であっても、第７の実施形態の変形例に係る表示装置は、図３９に示す表示装置７０００と同様の効果を奏することができる。
【０３７１】
また、第７の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３７２】
（第７の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第７の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第７の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３７３】
（第７の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第７の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３７４】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第７の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３７５】
（第７の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図４１は、本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図４１に示す画像処理方法を表示装置７０００が行うとして説明するが、本発明の第７の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３７６】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ７００）。
【０３７７】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ７００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ７０２）。
【０３７８】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ７００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ７０４）。なお、図４１では、ステップＳ７０２の処理の後にステップＳ７０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ７０２の処理とステップＳ７０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置７０００は、例えば、ステップＳ７０４の処理の後にステップＳ７０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ７０２の処理とステップＳ７０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３７９】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ７０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ７０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ７０６）。
【０３８０】
表示装置７０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して、図３８に示すステップＳ６１０と同様に、非線形階調変換処理を行う（Ｓ７０８）。なお、図４１では、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理の後にステップＳ７０８の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理とステップＳ７０８の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置７０００は、例えば、ステップＳ７０８の処理の後にステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理を行うことができ、また、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理とステップＳ７０８の処理とを同期して行うこともできる。
【０３８１】
表示装置７０００は、ステップ７０８において非線形階調変換処理が行われた非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ）と、ステップＳ７０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ。第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ）が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ７１０）。
【０３８２】
表示装置７０００は、ステップＳ７１０において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、図３２に示すステップＳ４１０と同様に擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ７１２）。
【０３８３】
図４１に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置７０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなく非線形階調変換しながらグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３８４】
[第７の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図４１では、ステップＳ７１２において、擬似階調処理によりＮ＋ｋビットの画像信号をＮビットの画像信号に変換する画像処理方法を示したが、第７の実施形態に係る画像処理方法は、図４１に示す方法に限られない。例えば、第７の実施形態に係る表示装置は、図４１に示すステップＳ７１２の処理を行わず、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮ＋ｋビットの表示部に表示させることもできる。上記の変形例に係る画像処理方法を用いたとしても、第５の実施形態に係る表示装置は、図４１に示す画像処理方法を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０３８５】
以上、第１〜第７の実施形態として表示装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示装置や、ＬＣＤなどのバックライト型の表示装置、テレビジョン（Television）放送を受信する受信装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、ＰＣ（Personal Computer）、サーバ（Server）などのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置などに適用することができる。
【０３８６】
また、第１〜第７の実施形態に係る画像処理装置は、有機ＥＬディスプレイやＬＣＤなどの表示装置や、ＰＣなどのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置などに適用することができる。
【０３８７】
また、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０３８８】
例えば、第５〜第７の実施形態に係る表示装置では、入力される画像信号としてモノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示したが、本発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置は、第３、第４の実施形態と、第５〜第７の実施形態それぞれとを組み合わせることによって、カラー画像の複数チャンネルを処理することもできる。
【０３８９】
上述した構成は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、当然に、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０３９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタの周波数特性の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部における平滑化の一例を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部においてエッジを検出する意義を説明するための説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す第１の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す第２の説明図である。
【図１１】画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。
【図１２】画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３０】本発明の第５の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第５の実施形態に係る擬似階調処理部における擬似階調処理の一例を説明するための説明図である。
【図３２】本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３３】本発明の第６の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態に係る非線形階調変換部における非線形階調変換処理を説明するための説明図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図３６】本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図３７】本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３９】本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図４０】本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図４１】本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０３９１】
１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、６５０、７００ 画像処理部
１０２、２０２、３０２、４０２ 制御部
１０４、３０４ 階調数拡張部
１０６ 周波数成分検出部
１０８ 検出値平滑部
１１０、２０６ エッジ検出部
１１２ 制御信号生成部
１１８ 画像平滑部
１２０ 選択部
１２４、３０６、４０４ 最大値選択部
１２６ 加算部
１２８ 混合部
１９０、５９０ 表示部
２０４ エッジ成分検出部
５０２ 擬似階調処理部
６０２ 非線形階調変換部
１０００、１５００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００ 表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＲＴディスプレイ（Cathode Ray Tube display）に替わる表示装置として、有機ＥＬディスプレイ（organic ElectroLuminescence display。または、ＯＬＥＤディスプレイ（Organic Light Emitting Diode display）とも呼ばれる。）、ＦＥＤ（Field Emission Display。電界放出ディスプレイ）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display。液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel。プラズマディスプレイ）、プロジェクターなど様々な表示装置が開発されている。
【０００３】
また、例えば放送局などから送信される画像信号は一般的に８ビットで２５６階調を表すことができるが、上記のような表示装置の中には、１０ビットや１２ビットなどの階調性能を有する表示パネルを備えるものが登場している。
【０００４】
このような中、表示パネルの階調性能を引き出すために入力された画像信号の階調数を拡張する補正を行う技術が開発されている。近接する画素間における差分値が所定の値以下である場合にはグラデーションを示す領域と判定して平滑化を行い、所定の値を上回る場合にはエッジを示す領域と判定して平滑化を行わずに階調数を拡張する技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１３４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、近接する画素間における差分値を用いて、グラデーションを示す領域とエッジを示す領域とを判定し、グラデーションを示す領域と判定された領域に対して平滑化を行う。ここで、明るさや色が緩やかに変化するグラデーションを示す領域では、偽輪郭（Contouring）と呼ばれる現象が生じる場合があり、画像信号の平滑化は、当該偽輪郭の発生を防止する有効な手段の一つである。
【０００７】
しかしながら、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術において判定されたグラデーションを示す領域（近接する画素間における差分値が所定の値以下の領域）は、凹凸の数が少ない領域（以下、「グラデーション領域」という。）と、凹凸の数が多い領域（以下、「テクスチャ領域」という。）とにさらに分けることができる。ここで、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、単に近接する画素間における差分値が所定の値以下であるか否かに応じて領域を判定しているに過ぎないので、グラデーション領域とテクスチャ領域との区別をつけることはできない。また、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術では、グラデーション領域だけでなく、テクスチャ領域に対しても平滑化を行ってしまう。
【０００８】
したがって、近接する画素間における差分値に応じて平滑化を行い階調数を拡張する従来の技術を用いる画像処理装置では、画像信号の補正により細かい凹凸が失われるため、例えば、壁や遠い山などの質感が損なわれ、画質が低下する。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法、プログラム、および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００１１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００１２】
また、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第１の擬似階調処理部をさらに備えてもよい。
【００１３】
かかる構成により、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【００１４】
また、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号を信号レベルに応じて非線形に補正する第１の非線形階調変換部と、上記非線形階調変換部から出力される補正された第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第２の擬似階調処理部とをさらに備えてもよい。
【００１５】
かかる構成により、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【００１６】
また、Ｎビットの上記入力画像信号を、信号レベルに応じて非線形に補正する第２の非線形階調変換部をさらに備え、上記階調数拡張部には、上記第２の非線形階調変換部から出力される補正された入力画像信号が入力されてもよい。
【００１７】
かかる構成により、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【００１８】
また、上記制御信号生成部は、上記エッジ検出信号がエッジを示す場合には、グラデーション領域以外を示す制御信号を生成してもよい。
【００１９】
かかる構成により、エッジが平滑化されることによる画質の低下を防止することができ、高画質化を図ることができる。
【００２０】
また、上記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えてもよい。
【００２１】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２２】
また、上記周波数成分検出部は、相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、上記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、上記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、上記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部とを備えてもよい。
【００２３】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２４】
また、上記周波数成分検出部は、相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、上記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、上記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、上記係数乗算部から出力される信号を画素ごとに加算して出力する加算部とを備えてもよい。
【００２５】
かかる構成により、画素ごとに検出信号を得ることができる。
【００２６】
また、上記階調数拡張部は、上記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記制御信号がグラデーション領域を示す場合には上記第２出力画像信号を出力し、上記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、上記入力画像信号をｋビットシフトさせて上記第１出力画像信号を出力する選択部とを備えてもよい。
【００２７】
かかる構成により、制御信号に基づいて画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００２８】
また、上記制御信号生成部は、上記エッジ検出信号、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号、および複数の閾値を用いて、対応する画素それぞれにおける上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、上記階調数拡張部は、上記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、上記画素ごとに混合比率が規定された上記制御信号に基づいて、対応する各画素における上記第１出力画像信号と上記第２出力画像信号との比率が上記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、上記第１出力画像信号および上記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部とを備えてもよい。
【００２９】
かかる構成により、ちらつきの発生を抑制することができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記入力画像信号からエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、上記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００３１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する最大値選択部と、上記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、上記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供される。
【００３３】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３４】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、上記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する第１最大値選択部と、上記第１最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、上記入力画像信号それぞれからエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、上記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素におけるエッジ成分を示す信号が最大となる信号を選択する第２最大値選択部と、上記第２最大値選択部が選択した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が複数入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の上記入力画像信号それぞれに対して上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える画像処理装置が提供する。
【００３５】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップと、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップと、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップと、上記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と上記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、上記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップとを有する画像処理方法が提供される。
【００３７】
かかる方法を用いることにより、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００３８】
また、上記目的を達成するために、本発明の第６の観点によれば、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップ、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップ、上記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップ、上記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と上記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、上記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００３９】
かかるプログラムにより、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【００４０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第７の観点によれば、入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、上記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（Ｎ、ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部とを備え、上記画像信号補正部は、入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部とを備える表示装置が提供される。
【００４１】
かかる構成により、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して画像を表示することができる。また、かかる構成により、入力される画像信号よりも階調性能が高い表示部の階調性能を活かすことができる。
【００４２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第８の観点によれば、入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、上記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎビット（Ｎは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部とを備え、上記画像信号補正部は、入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、上記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号と上記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、Ｎビットの上記入力画像信号が入力され、上記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、上記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは上記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、上記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部とを備える表示装置が提供される。
【００４３】
かかる構成により、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４６】
（本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要）
本発明の実施形態に係る表示装置について説明する前に、まず、本発明の実施形態に係る表示装置の処理の概要について説明する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に画像信号が入力されるものとして説明するが、表示装置に入力される画像信号は、静止画像を示すものであってもよいし、または、動画像（いわゆる映像）であってもよい。
【００４７】
また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号がデジタル信号であるとして説明するが、上記に限られず、例えば、アナログ放送などで用いられるアナログ信号がＡ／Ｄコンバータ（Analog to Digital converter）でデジタル信号に変換されたものとすることもできる。また、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、例えば、放送局から送信され表示装置が受信したものとすることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置に入力される画像信号は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部装置から送信され表示装置が受信したものであってもよいし、または、表示装置が備える記憶部に保持された映像ファイルや画像ファイルを表示装置が読み出したものであってもよい。
【００４８】
本発明の実施形態に係る表示装置における処理は、〔１〕入力された画像信号を補正する画像処理フェーズと、〔２〕補正された画像信号を表示する表示フェーズ、とに分けられる。
【００４９】
〔１〕画像処理フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、画像処理フェーズにおいて、例えば以下の〔１−１〕、〔１−２〕の処理を行い、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の画像信号（以下、「入力画像信号」という。）を、Ｎ＋ｋ（ｋは正の整数）の画像信号（以下、「出力画像信号」という。）に変換する。ここで、上記ｋの値は、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能に応じた値とすることができる。なお、本発明の実施形態に係る表示装置が画像を表示する表示部の階調性能が入力画像信号と同じＮビットの場合には、本発明の実施形態に係る表示装置は、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号をさらにＮビットに補正することもできる。
【００５０】
〔１−１〕グラデーション領域の判定
本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号が示す画像を、エッジを示す「エッジ領域」、エッジ領域以外で凹凸の数が少ない領域を示す「グラデーション領域」、およびエッジ領域以外で凹凸の数が多い領域を示す「テクスチャ領域」に大きく分類し、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定する。ここで、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、入力画像信号が対応する画素ごとにグラデーション領域の判定を行う。
【００５１】
〔１−２〕画像信号の補正
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１−１〕における判定結果に基づいて、画素ごとに以下の（Ａ）、（Ｂ）のように画像信号の補正を行う。
【００５２】
（Ａ）グラデーション領域ではないと判定された場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域ではないと判定した場合（すなわち、エッジ領域またはテクスチャ領域の場合）には、例えば、入力された画像信号をｋビット左へシフトさせ、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加した第１出力画像信号を出力する。
【００５３】
（Ｂ）グラデーション領域と判定した場合
本発明の実施形態に係る表示装置は、グラデーション領域と判定した場合には、入力された画像信号の平滑化が行われてＮ＋ｋビットに拡張された第２出力画像信号を出力する。
【００５４】
本発明の実施形態に係る表示装置は、各画素に対応する入力画像信号に対して上記（Ａ）または（Ｂ）の補正を行うことによって、Ｎビットの入力画像信号をＮ＋ｋビットの出力画像信号に補正することができる。
【００５５】
また、本発明の実施形態に係る表示装置は、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に基づいて、グラデーション領域に対しては入力画像信号を平滑化し、エッジ領域またはテクスチャ領域に対しては入力画像信号を平滑化しない。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置では、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはなく、例えば、壁や遠い山などの質感も損なわれないので、高画質化を図ることができる。
【００５６】
〔２〕表示フェーズ
本発明の実施形態に係る表示装置は、上記〔１〕の画像処理フェーズにおいて補正された画像信号（出力画像信号）に基づいて、画像を表示する。
【００５７】
本発明の実施形態に係る表示装置は、上述した処理によって、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して入力画像信号を平滑化し、入力画像信号よりも階調数の多い出力画像信号に変換して画像を表示することができる。
【００５８】
したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、表示部の階調性能が入力画像信号よりも高い場合であっても、表示部の表示性能を引き出すことができ、また、入力画像信号の補正によって細かい凹凸が失われることはないので、高画質化を図ることができる。
【００５９】
以下、本発明の実施形態に係る表示装置の構成について、具体的に説明する。また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置として、上記〔１〕画像処理フェーズを担う「画像処理部」と、上記〔２〕表示フェーズを担う「表示部」とを備える構成を示す。なお、本発明の実施形態は、上記の構成に限られず、例えば、以下に示す画像処理部を独立の装置（画像処理装置）として実現することもできる。
【００６０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００を示すブロック図である。なお、図１では、表示装置１０００として、画像処理部１００が、モノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示している。
【００６１】
[表示装置１０００の構成]
図１を参照すると、表示装置１０００は、画像処理部１００と、表示部１９０とを備える。
【００６２】
また、表示装置１０００は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され表示装置１０００全体を制御することが可能な制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random Access Memory。図示せず）、放送局などから送信される画像信号を受信する受信部（図示せず）、映像ファイルや画像ファイルなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ユーザが操作可能な操作部（図示せず）、外部装置（図示せず）と通信を行うための通信部（図示せず）などを備えてもよい。表示装置１０００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により上記各構成要素間を接続する。
【００６３】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk）などの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、ＰＲＡＭ(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリ（nonvolatile memory）が挙げられるが、上記に限られない。また、操作部（図示せず）としては、例えば、キーボードやマウスなどの操作入力デバイスや、ボタン、方向キー、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられるが、上記に限られない。
【００６４】
また、表示装置１０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子やＩＥＥＥ１３９４規格の端子、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子、あるいはＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）端子などを介して物理的に接続されてもよいし、また、ＷＵＳＢ（Wireless Universal Serial Bus）やＩＥＥＥ８０２．１１などを利用して無線で接続することもできる。さらに、表示装置１０００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ネットワークを介して接続することもできる。ネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide Area Network）など有線ネットワーク、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）を用いたＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられるが、上記に限られない。したがって、通信部（図示せず）は、外部装置（図示せず）との接続形態に応じたインタフェースを有する。
【００６５】
画像処理部１００は、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号Ｄｉを、Ｎ＋ｋ（ｋは正の整数）ビットの出力画像信号Ｄｏに変換する。より具体的には、画像処理部１００は、入力画像信号Ｄｉが示す画像を画素ごとにグラデーション領域の判定を行う制御部１０２と、制御部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて画素ごとに階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う階調数拡張部１０４とを備える。画像処理部１００の詳細については後述する。
【００６６】
表示部１９０は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有し、画像処理部１００から出力されるＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏが示す画像を表示する。
【００６７】
〔表示部１９０の構成例〕
表示部１９０は、例えば、画像表示部（図示せず）と、行駆動部（図示せず）と、列駆動部（図示せず）と、電源供給部（図示せず）と、表示制御部（図示せず）とを備える。
【００６８】
画像表示部は、例えば、マトリクス状（行列状）に配置された複数の画素を備える。例えば、ＳＤ（Standard Definition）解像度の映像を表示する画像表示部は、少なくとも６４０×４８０＝３０７２００（データ線×走査線）の画素を有し、カラー表示のために当該画素が赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のサブピクセル（sub pixel）からなる場合には、６４０×４８０×３＝９２１６００（データ線×走査線×サブピクセルの数）のサブピクセルを有する。同様に、例えば、ＨＤ（High Definition）解像度の映像を表示する表示部は、１９２０×１０８０の画素を有し、カラー表示の場合には、１９２０×１０８０×３のサブピクセルを有する。
【００６９】
また、画像表示部は、例えば、画素ごとに印加する電圧量／電流量を制御するための画素回路を備えていてもよい。画素回路は、例えば、印加される走査信号および電圧信号により電流量を制御するためのスイッチ素子およびドライブ素子と、電圧信号を保持するためのキャパシタで構成される。上記スイッチ素子および上記ドライブ素子は、例えば、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）で構成される。
【００７０】
行駆動部および列駆動部は、例えば、画像表示部が有する複数の画素に電圧信号を印加して各画素を発光させる。ここで、行駆動部および列駆動部は、一方が画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧信号（走査信号）を印加し、他方が表示させる映像に応じた電圧信号（画像信号）を印加する役割を果たすことができる。また、行駆動部および列駆動部の駆動方式としては、例えば、上記マトリクス状に配置された画素ごとに発光させる点順次駆動走査方式、上記マトリクス状に配置された画素を一列ごとに発光させる線順次駆動走査方式、そして、上記マトリクス状に配置された全ての画素を発光させる面順次駆動走査方式などが挙げられる。
【００７１】
電源供給部は、行駆動部および列駆動部に電源を供給し、行駆動部および列駆動部には電圧が印加される。また、電源供給部が、行駆動部および列駆動部に印加する電圧の大きさは、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて可変する。
【００７２】
表示制御部は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて、行駆動部および列駆動部の一方に画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧を画素に印加するための制御信号を入力し、また、他方に画像信号を入力する。また、表示制御部は、画像処理部１００から出力される出力画像信号Ｄｏに応じて、電源供給部による行駆動部および列駆動部への電源の供給を制御することもできる。
【００７３】
表示部１９０は、上記のような構成により、出力画像信号Ｄｏに応じた画像を表示する。ここで、表示部１９０としては、例えば、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示デバイスや、ＬＣＤなどのバックライト型の表示デバイスが挙げられるが、上記に限られない。
【００７４】
本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００は、図１に示すような構成により、入力画像信号に基づいて対応する画素ごとにグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じて入力画像信号Ｄｉの階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う。そして、表示装置１０００は、階調数が拡張された画像信号、すなわち、出力画像信号Ｄｏに基づいて画像を表示することができる。次に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００について、より詳細に説明する。なお、以下では、説明の簡単化のために、水平方向の処理を例に挙げて説明する。
【００７５】
[第１の実施形態に係る画像処理部１００]
図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００を示すブロック図である。図２を参照すると、画像処理部１００は、制御部１０２と、階調数拡張部１０４とを備える。また、制御部１０２は、周波数成分検出部１０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ検出部１１０と、制御信号生成部１１２とを備える。
【００７６】
周波数成分検出部１０６は、入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【００７７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６の構成例を示すブロック図である。図３を参照すると、周波数成分検出部１０６は、バンドパス・フィルタ１１４（Band-Pass Filter。以下、「ＢＰＦ」とよぶ場合もある。）と絶対値変換部１１６とで構成される。
【００７８】
バンドパス・フィルタ１１４は、特定の周波数帯域の画像信号のみを通過させ、その他の帯域の画像信号を減衰させることによって、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを画素ごとに出力する。図４は、本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタ１１４の周波数特性の一例を示す説明図である。図４を参照すると、バンドパス・フィルタ１１４は、周波数ｆをピークとする通過帯域を有する。ここで周波数fは、例えば、テクスチャ領域の周波数特性に応じて、周波数f付近の成分がテクスチャ領域に多く含まれるように定めることができる。また、周波数fは、表示部１９０の画面サイズと画素数、そして想定される視距離に応じて設定することができる。
【００７９】
絶対値変換部１１６は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの絶対値を算出して周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【００８０】
再度図２を参照して画像処理部１００の構成要素について説明する。検出値平滑部１０８は、周波数成分検出部１０６から出力された各画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆに基づいて、周波数成分検出値Ｄｆの平滑化を画素ごとに行い、平滑化された平均検出値Ｄａｖｅを出力する。ここで、平均検出値Ｄａｖｅは、後述する制御信号生成部１１２におけるグラデーション領域の判定に用いられる。
【００８１】
検出値平滑部１０８は、平滑化を行う画素に対応する注目画素を含む所定の平滑領域を画素ごとに設定し、当該平滑領域内に含まれる画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆの平均値を算出することによって、平均検出値Ｄａｖｅを画素ごとに出力する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８における平滑化処理の一例を説明するための説明図であり、平滑領域として水平方向に８画素分の大きさの領域が設定された例を示している。ここで、検出値平滑部１０８が設定する平滑領域は、図５に示す水平方向に８画素分の大きさの領域に限られず、水平方向および／または垂直方向に任意の大きさの領域とすることができる。また、平滑領域は、すべての注目画素に対して同一の大きさに設定されることに限られず、例えば、画面上の位置に応じて大きさを変えてもよい。
【００８２】
また、検出値平滑部１０８が算出する平均値は、例えば、相加平均で求めることができるが、かかる算出方法に限られず、例えば、相乗平均としてもよいし、所定の重み付けをした重み付け平均とすることもできる。
【００８３】
再度図２を参照して画像処理部１００の構成要素について説明する。エッジ検出部１１０は、周波数成分検出部１０６から出力された各画素に対応する周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【００８４】
〔周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出する意義〕
ここで、画像処理部１００がエッジ検出部１１０を備える意義、すなわち、周波数成分検出値Ｄｆに基づいてエッジを検出する意義について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００においてエッジを検出する意義を説明するための説明図である。図６（ａ）と図６（ｃ）は、ある注目画素ａと、注目画素ａに設定される平滑領域とにおける周波数成分検出値Ｄｆの例を示しており、図６（ａ）はエッジ、図６（ｃ）はテクスチャをそれぞれ表している。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す周波数成分検出値Ｄｆを平滑化した平均検出値Ｄａｖｅの例を示しており、図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す周波数成分検出値Ｄｆを平滑化した平均検出値Ｄａｖｅの例を示している。
【００８５】
図６を参照すると、注目画素ａにおいて、周波数成分検出部１０６から出力された周波数成分検出値Ｄｆが、例えば、図６（ａ）に示すように振幅が大きなエッジを示すときであっても、注目画素ａにおける平滑化された平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ１が、図６（ｃ）に示すテクスチャにおける平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ２よりも小さくなる場合がある（図６（ｂ）、（ｄ））。上記は、検出値平滑部１０８が平滑領域内の平均値を算出することによって平均検出値Ｄａｖｅを出力するためである。つまり、周波数成分検出値Ｄｆがエッジを示す場合であっても、平滑領域内における周波数成分検出値の検出数や値に応じて平均検出値Ｄａｖｅの値が変化し、その結果、図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、テクスチャよりも平均検出値Ｄａｖｅの値が小さくなる場合が起こりうる。
【００８６】
ここで、平均検出値Ｄａｖｅは、後述する制御信号生成部１１２におけるグラデーション領域の判定に用いられ、制御信号生成部１１２は、例えば所定の閾値ＴＨを用いた閾値処理によって当該判定を行う。したがって、例えば、閾値ＴＨが「平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ１＜ＴＨ＜平均検出値Ｄａｖｅの値Ｐ２」の場合には、制御信号生成部１１２において図６（ａ）に示すエッジがグラデーションであると誤判定される恐れがある。
【００８７】
画像処理部１００の階調数拡張部１０４は、制御信号生成部１１２の判定の結果に応じて入力画像信号Ｄｉの階調数の拡張、または、入力画像信号Ｄｉの補正（例えば、平滑化）および階調数の拡張を行う。したがって、グラデーション領域の判定に誤判定が生じた場合には、画像処理部１００が、例えば、平滑化を行う必要のないエッジを平滑化することが起こりうる。上記の場合には、入力画像信号Ｄｉが示す画像の輪郭が損なわれるなど鮮鋭度の低下が発生し、画質の低下が生じる可能性が高い。
【００８８】
そこで、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０を備え、エッジを検出することによって、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止する。したがって、第１の実施形態に係る表示装置１０００は、エッジが平滑化されることによる画質の低下を防止することができるので、高画質化を図ることができる。
【００８９】
エッジ検出部１１０は、例えば、周波数成分検出値Ｄｆに対して画素ごとに閾値処理を行うことによってエッジを判定（検出）し、判定結果に応じた２値のエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。ここで、エッジ検出部１１０がエッジを判定するために用いる閾値の情報は、例えば、エッジ検出部１１０が記憶手段を備え、当該記憶手段に保持されてもよい。エッジ検出部１１０が備える記憶手段としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭや、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、エッジ検出部１１０がエッジを判定するために用いる閾値の情報は、例えば、表示装置１０００の記憶部（図示せず）に記憶され、エッジ検出部１１０が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出してもよい。
【００９０】
また、本発明の実施形態に係るエッジ検出部１１０は、閾値処理によってエッジを判定する構成に限られない。例えば、エッジ検出部１１０は、遮断周波数以上の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数より小さな周波数の信号を減衰させるハイパス・フィルタ（High-Pass Filter）を備え、当該ハイパス・フィルタの出力をエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとすることもできる。
【００９１】
制御信号生成部１１２は、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、グラデーション領域の判定を画素ごとに行う。より具体的には、制御信号生成部１１２は、例えば、以下の〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。
【００９２】
〔ｉ〕エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合
エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合には、制御信号生成部１１２は、平均検出値Ｄａｖｅの値によらず、グラデーション領域以外の領域と判定する。そして、制御信号生成部１１２は、例えば、グラデーション領域以外を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力する。エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合には、グラデーション領域ではないことが明らかであり、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止するためである。
【００９３】
〔ｉｉ〕エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示さない場合
エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示さない場合には、制御信号生成部１１２は、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅに基づいて、グラデーション領域の判定を閾値処理によって画素ごとに行う。
【００９４】
〔平均検出値Ｄａｖｅに基づいて判定を行う意義〕
ここで、画像処理部１００が、平均検出値Ｄａｖｅに基づいてグラデーション領域の判定を行う意義について説明する。
【００９５】
エッジ領域では周波数成分検出値Ｄｆの値が大きくなり、一方、グラデーション領域やテクスチャ領域では、ともに周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくなる。したがって、周波数成分検出値Ｄｆの値の大小だけに注目した場合、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別することができない。
【００９６】
ここで、平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの検出の頻度に着目すると、グラデーション領域では周波数成分検出値Ｄｆの検出の頻度は低いが、テクスチャ領域では比較的検出の頻度が高くなる。また、平滑領域に含まれる周波数成分検出値Ｄｆの値は、グラデーション領域およびテクスチャ領域ともに同程度の大きさである。つまり、平滑領域における平均的な周波数成分検出値Ｄｆの値、すなわち平均検出値Ｄａｖｅに着目すると、グラデーション領域の平均検出値Ｄａｖｅよりもテクスチャ領域の平均検出値Ｄａｖｅの方が大きくなる。
【００９７】
したがって、平均検出値Ｄａｖｅと、グラデーション領域とテクスチャ領域とを区別するための適切な閾値ＴＨとに基づく閾値処理を行えば、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さい場合はグラデーション領域、また、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きい場合はテクスチャ領域またはエッジ領域として、区別することができる。ここで、閾値ＴＨの値は、例えば、明らかにグラデーションを示す領域を有する画像を示す画像信号と、明らかにテクスチャを示す領域を有する画像を示す画像信号とを用いて決定することができる。
【００９８】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２における閾値処理を説明するための説明図である。制御信号生成部１１２は、図７に示すように、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいときにはグラデーション領域を示す「１」を制御信号Ｄｃとして出力し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ以上のときにはテクスチャ領域またはエッジ領域、すなわちグラデーション領域以外を示す「０」を制御信号Ｄｃとして出力する。
【００９９】
ここで、制御信号生成部１１２がグラデーション領域を判定するために用いる閾値ＴＨの情報は、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力される。ここで、画像処理部１００が備える記憶手段としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、閾値ＴＨの情報は、例えば、制御信号生成部１１２が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置１０００の記憶部（図示せず）に記憶され、制御信号生成部１１２が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出してもよいことは、言うまでもない。
【０１００】
制御部１０２は、上記のような周波数成分検出部１０６、検出値平滑部１０８、エッジ検出部１１０、および制御信号生成部１１２を備えることによって、入力画像信号に基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定することができる。
【０１０１】
次に、階調数拡張部１０４について説明する。図８は、本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４を示すブロック図である。
【０１０２】
図８を参照すると、階調数拡張部１０４は、画像平滑部１１８と、選択部１２０とを備える。
【０１０３】
画像平滑部１１８は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉを平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。画像平滑部１１８は、例えば、遮断周波数より大きな周波数の画像信号を減衰させるローパス・フィルタ（Low-Pass Filter。図示せず）と、制御部１０２が備える検出値平滑部１０８と同様に平滑化を行いさらにＮ＋ｋビットの精度の平滑化画像信号Ｄｓを出力する検出値平滑部（図示せず）とで構成することができる。ここで、平滑化画像信号Ｄｓは、上述した第２出力画像信号に該当する。なお、画像平滑部１１８が平滑化のために設定する平滑領域は、制御部１０２が備える検出値平滑部１０８と同様の領域とすることができるが、異なる領域であってもよい。
【０１０４】
また、画像平滑部１１８は、ローパス・フィルタを備える構成に限られず、例えば、εフィルタ（ε-Filter）やバイラテラル・フィルタ（Bilateral Filter）を備えることもできる。上記フィルタは、微小な画像の変化だけを平滑化し、大きな画像の変化は平滑化しないという特徴を有することが知られている。これらを用いることにより、たとえ、領域の判定結果が誤った場合であっても、エッジ領域の劣化を最小限に抑制させることができる。
【０１０５】
選択部１２０は、制御信号生成部１１２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、以下の（ｉ）または（ｉｉ）に示すように、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを対応する画素ごとに選択的に出力する。
【０１０６】
（ｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」である場合には、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉをｋビット左へシフトさせ、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号を出力する。
【０１０７】
（ｉｉ）制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合
制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合には、選択部１２０は、画像平滑部１１８から出力されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１０８】
階調数拡張部１０４は、図８に示す構成によって、制御部１０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力することができる。
【０１０９】
〔画像処理部１００における各信号〕
第１の実施形態に係る画像処理部１００は、上述した構成によって、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を判定し、Ｎ＋ｋビットの第１出力画像信号、または平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力することができる。ここで、画像処理部１００における上述した各信号をグラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて示す。
【０１１０】
図９は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００における各信号の一例を示す第１の説明図である。ここで、図９（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図９（ｂ）は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを示している。同様に、図９（ｃ）〜図９（ｈ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、平滑化画像信号Ｄｓ、出力画像信号Ｄｏをそれぞれ示している。
【０１１１】
〔Ａ〕グラデーション領域（図９（１））
（Ａ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる。
【０１１２】
（Ａ−２）図９（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は小さく、検出される頻度も低い。
【０１１３】
（Ａ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも小さく、検出される頻度も低い。したがって、エッジ検出部１１０は、エッジと判定しない。
【０１１４】
（Ａ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅは、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１１５】
（Ａ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる。
【０１１６】
（Ａ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す。
【０１１７】
（Ａ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなる。
【０１１８】
（Ａ−８）図９（ｈ）
図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１２０は、画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１１９】
図９に示すように、グラデーション領域では、出力画像信号Ｄｏとして平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるので、グラデーション領域の変化がより滑らかになる。
【０１２０】
〔Ｂ〕テクスチャ領域（図９（２））
（Ｂ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、１階調ずつ変化しながら凹凸を形成するテクスチャ領域を例に挙げる。
【０１２１】
（Ｂ−２）図９（ｂ）
図９（１）のグラデーション領域と比較して、バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆの振幅は同程度であるが、検出される頻度は高い。
【０１２２】
（Ｂ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図９（１）のグラデーション領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は同程度であるが、検出される頻度は高い。また、周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出部１１０は、エッジと判定しない。
【０１２３】
（Ｂ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さいため、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅは、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１２４】
（Ｂ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも比較的大きな値となる。
【０１２５】
（Ｂ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２において閾値処理が行われることによって、制御信号Ｄｃが出力される。図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。
【０１２６】
（Ｂ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、凹凸の変化が乏しくなる。
【０１２７】
（Ｂ−８）図９（ｈ）
図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１２８】
図９に示すように、テクスチャ領域では、出力画像信号Ｄｏとして入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号が出力されるので、凹凸の変化を損なうことがなくなる。したがって、画像のぼやけを防止することができる。
【０１２９】
〔Ｃ〕エッジ領域（図９（３））
（Ｃ−１）図９（ａ）
入力画像信号Ｄｉとして、急峻に変化するエッジ領域を例に挙げる。
【０１３０】
（Ｃ−２）図９（ｂ）
バンドパス・フィルタ１１４から出力されるＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、振幅の大きさに幅がある。
【０１３１】
（Ｃ−３）図９（ｃ）
ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆは、絶対値変換部１１６において絶対値に変換され、周波数成分検出値Ｄｆが出力される。図９（１）のグラデーション領域、図９（２）のテクスチャ領域と比較して、周波数成分検出値Ｄｆの値は非常に大きくなる。また、周波数成分検出値Ｄｆの値はエッジ検出部１１０がエッジの判定に用いる閾値ｔｈよりも大きいため、エッジ検出部１１０は、エッジと判定する。
【０１３２】
（Ｃ−４）図９（ｄ）
エッジ検出部１１０において閾値処理が行われることによって、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力される。図９（ｃ）に示すように、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも大きくなった場合には、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅはエッジが検出さたことを表す「１」を示し、また、周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも小さい場合には、エッジが検出されなかったことを表す「０」を示す。
【０１３３】
（Ｃ−５）図９（ｅ）
検出値平滑部１０８において、対応する画素ごとに平滑領域における周波数成分検出値Ｄｆの平均値が算出され、平均検出値Ｄａｖｅが出力される。また、平均検出値Ｄａｖｅの値は、エッジの近傍において閾値ＴＨよりも十分に大きな値となる。
【０１３４】
（Ｃ−６）図９（ｆ）
制御信号生成部１１２は、平均検出値Ｄａｖｅに対して閾値処理を行うことによって、制御信号Ｄｃを出力する。エッジ近傍の領域では図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより大きいため、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す。また、エッジ近傍から遠い領域では、図９（ｅ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さくなるため制御信号Ｄｃはグラデーション領域を表す「１」を示す。なお、上記のように図９（３）では、平均検出値Ｄａｖｅに対する閾値処理によってエッジを検出することができるが、上記（Ｃ−３）で示したように、図９（３）の（ｄ）においてエッジ検出部１１０はエッジを検出している。したがって、制御信号生成部１１２は、エッジ検出部１１０から出力されるエッジが検出されたことを示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅに基づいて、平均検出値Ｄａｖｅの値によらずにエッジと判定された位置ではグラデーション領域以外の領域を表す「０」を出力することができる。
【０１３５】
（Ｃ−７）図９（ｇ）
画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓは、Ｎ＋ｋビットの精度を有するので、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉよりも画像の変化が滑らかとなるが、エッジの急峻さは鈍る。
【０１３６】
（Ｃ−８）図９（ｈ）
エッジ近傍の領域では、図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」であるため、選択部１２０は、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号を出力画像信号Ｄｏとして出力する。また、エッジ近傍から遠い領域では、図９（ｆ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、選択部１２０は、画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１３７】
図９に示すように、エッジ領域では、エッジ近傍では画像は平滑化されず、エッジ近傍以外の変化の小さい領域では画像が平滑化されてより滑らかになる。
【０１３８】
〔エッジ領域の他の例〕
なお、図９（３）では、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅの値が、エッジの近傍において閾値ＴＨよりも大きくなる例を示したが、図６を参照して示したように、平滑領域内における周波数成分検出値の検出数や値に応じて平均検出値Ｄａｖｅの値が変化することによって、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨよりも小さくなる場合がある。そこで、次に、エッジ領域の他の例について、図９と同様に画像処理部１００における上述した各信号を参照して説明する。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００における各信号の一例を示す第２の説明図である。
【０１３９】
ここで、図１０（１）は、図９（ｃ）と同様の入力画像信号Ｄｉが入力された場合を示しており、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値は閾値ＴＨよりも大きくなる（図１０（１）の（ａ）〜（ｅ））。また、図１０（２）は、エッジおよびエッジ近傍における平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨよりも小さくなる入力画像信号Ｄｉが入力された場合を示している（図１０（２）の（ａ）〜（ｅ））。
【０１４０】
平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨより小さい場合には、制御信号生成部１１２は、基本的にグラデーション領域を表す「１」を示す制御信号Ｄｃを出力する。ここで、「１」を示す制御信号Ｄｃが出力された場合には、階調数拡張部１０４は入力画像信号Ｄｉの平滑化および階調数の拡張を行うため、図１０（２）の（ａ）に示すエッジが平滑化されてしまう。
【０１４１】
そこで、画像処理部１００は、上記のように平滑化を行う必要のない図１０（２）の（ａ）に示すエッジが平滑化されることを防止するために、エッジ検出部１１０を備えてエッジを検出する。具体的には、図１０（２）の（ｃ）に示すように周波数成分検出値Ｄｆの値が閾値ｔｈよりも大きい場合には、エッジ検出部１１０はエッジを判定してエッジが検出されたことを表す「１」を示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。そして、制御信号生成部１１２は、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅがエッジを示す場合（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが「１」の場合）には、平均検出値Ｄａｖｅの値によらず、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力する（図１０（２）の（ｅ））。
【０１４２】
階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに応じて選択的に平滑化を行うので、図１０（２）に示すような平均検出値Ｄａｖｅの値が閾値ＴＨより小さくなる入力画像信号Ｄｉが入力された場合であっても、エッジ近傍は平滑化するがエッジは平滑化しない。したがって、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０がエッジを検出することによって、平滑化を行う必要のないエッジが平滑化されることを防止することができる。
【０１４３】
画像処理部１００は、入力される入力画像信号Ｄｉに基づいて、図９、図１０に示すように、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて、画質の劣化が生じないように適した出力画像信号Ｄｏを出力することができる。なお、図９、図１０では、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅについて省略したが、上述したようにエッジ検出部１１０からエッジを示すエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅが出力された場合には、制御信号生成部１１２は、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力することとなる。
【０１４４】
〔画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号〕
次に、図９の比較例として、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合、すなわち、周波数成分検出値Ｄｆに対して閾値処理を行う場合における信号を、〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合、〔ＩＩ〕閾値が小さい場合それぞれについて示す。
【０１４５】
〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合
図１１は、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。ここで、図１１（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１１（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。
【０１４６】
図１１（ａ）を参照すると、上述したように周波数成分検出値Ｄｆは、グラデーション領域、テクスチャ領域ともに同程度の小さな値となる。ここで、図１１（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回るよう、閾値ＴＨをやや大きく設定した場合、テクスチャ領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを下回る可能性が高い。このとき、図１１（ｂ）に示すように、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの場合も、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を示す「１」を示す。
【０１４７】
したがって、選択部１２０は、グラデーション領域とテクスチャ領域のいずれの領域に対しても画像平滑部１１８が出力する平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）を選択して出力画像信号Ｄｏとして出力する。上記の場合には、テクスチャ領域に対しても平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）が出力されるため、テクスチャ領域の凹凸の変化が損なわれる、すなわち画像がぼやけるという問題が生ずる。
【０１４８】
また、エッジ領域では、エッジ近傍で周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨよりも十分大きくなる。したがって、制御信号Ｄｃはエッジ近傍のみグラデーション領域以外の領域を示す「０」となるため、エッジ近傍では平滑化されず、エッジ以外のグラデーション領域は滑らかに変換される。つまり、エッジ領域では特に問題は生じない。
【０１４９】
〔ＩＩ〕閾値ＴＨが小さい場合
図１２は、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。ここで、図１２（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１２（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。
【０１５０】
図１２（ａ）に示すように、グラデーション領域の周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回るよう、閾値ＴＨをやや小さく設定した場合、グラデーション領域でも周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所が出てくる。ここで、周波数成分検出値Ｄｆが閾値ＴＨを上回る箇所とは、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所を意味するが、図１２（ｂ）に示すように制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。したがって、入力画像信号Ｄｉが変化している箇所では平滑化されず、図９（１）に示すようなグラデーション領域の階段状の変化を滑らかにすることができないという問題が生ずる。
【０１５１】
また、エッジ領域では、エッジ近傍以外のグラデーション領域についても制御信号Ｄｃは、グラデーション領域以外の領域を示す「０」となるので、上記グラデーション領域と同様の問題が生じる。
【０１５２】
図１１、図１２に示すように、画像処理部が検出値平滑部を備えない場合には、グラデーション領域、テクスチャ領域、エッジ領域それぞれについて問題が生じる。
【０１５３】
これに対して、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００は、検出値平滑部１０８を備えて検出値平滑処理を行うことによって、グラデーション領域と、グラデーション領域以外の領域（テクスチャ領域およびエッジ領域）を区別することができる。特に、画像処理部１００は、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別できるため、誤ってテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５４】
また、画像処理部１００は、エッジ検出部１１０を備えることによって、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別することができる。したがって、画像処理部１００は、平滑化を行う必要のないエッジ領域が平滑化されることによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに補正する画像処理部１００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部１００は、制御部１０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御部１０２が入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部１０４が、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。したがって、表示装置１０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０１５６】
また、表示装置１０００は、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正するため、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置１０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０１５７】
また、一般的に、階調性能が不足する場合には、視覚的には、グラデーション領域では等高線状に偽輪郭が生じるなどの画質劣化がユーザにより視認され、エッジ領域やテクスチャ領域では画質劣化が目立ちにくい。表示装置１０００は、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０１５８】
さらに、表示装置１０００は、所定の周波数帯域の信号（ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ）を検出し、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行い、グラデーション領域を判定する。したがって、表示装置１０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０１５９】
[表示装置１０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第１の実施形態に係る表示装置１０００として、図３に示すように周波数成分検出部１０６が一つのバンドパス・フィルタ１１４を備えることにより周波数成分検出値Ｄｆを出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部は、図３の構成に限られず、複数のバンドパス・フィルタを備える構成とすることもできる。
【０１６０】
図１３は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。なお、図１３では、バンドパス・フィルタを２つ備える構成を例を示しているが、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の変形例が、２つのバンドパス・フィルタを備える構成に限られないことは、言うまでもない。
【０１６１】
図１３を参照すると、第１の変形例に係る周波数成分検出部は、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａ、第１の係数乗算部１２２ａ、および第１の絶対値変換部１１６ａと、第２のバンドパス・フィルタ１１４ｂ、第２の係数乗算部１２２ｂ、および第２の絶対値変換部１１６ｂと、最大値選択部１２４とを備える。
【０１６２】
第１のバンドパス・フィルタ１１４ａには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ１をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１を出力する。
【０１６３】
第１の係数乗算部１２２ａは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に所定の係数Ｋ１を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１を出力する。ここで、第１の係数乗算部１２２ａが乗算に用いる係数Ｋ１の情報は、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、係数Ｋ１の情報は、第１の係数乗算部１２２ａが記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置の記憶部（図示せず）に記憶され、第１の係数乗算部１２２ａが当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。
【０１６４】
第１の絶対値変換部１１６ａは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ１の絶対値を算出して第１周波数成分検出値Ｄｆ１を出力する。
【０１６５】
また、第２のバンドパス・フィルタ１１４ｂには、入力画像信号Ｄｉが入力され、周波数ｆ２をピークとする周波数特性に基づいてＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２を出力する。第２の係数乗算部１２２ｂは、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に所定の係数Ｋ２を乗算し、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２を出力し、第２の絶対値変換部１１６ｂは、重み付けがなされたＢＰＦ出力Ｄｋ２の絶対値を算出して第２周波数成分検出値Ｄｆ２を出力する。ここで、第２の係数乗算部１１４ｂが乗算に用いる係数Ｋ２の情報は、第１の係数乗算部１２２ａが乗算に用いる係数Ｋ１と同様に、例えば、画像処理部１００が備える記憶手段に記憶されて当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。
【０１６６】
最大値選択部１２４は、対応する画素ごとに周波数成分検出値Ｄｆ１、Ｄｆ２のうち大きい方の値を選択して、周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【０１６７】
ここで、第１の変形例に係る周波数成分検出部が図１３の構成をとる意義について説明する。図１４は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を説明するための説明図である。図１４では、係数Ｋ１＝１、係数Ｋ２＝０．５に設定した場合の例を示しているが、係数Ｋ１、Ｋ２の値は、上記に限られない。
【０１６８】
図１４に示すＦＢは、テクスチャ領域に多く含まれる主な周波数成分の帯域であり、テクスチャ領域の主な周波数成分が周波数ｆ１となるように、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａを設定する。ここで、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａは周波数ｆ１をピークとする特性を持つが、第１のバンドパス・フィルタ１１４ａだけでは周波数帯域ＦＢの範囲をすべてカバーすることができない。例えば、テクスチャ領域が周波数ｆ２付近の成分を多く含む場合には、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１がほとんど０（ゼロ）に近い値をとり、周波数成分検出値Ｄｆもほとんど０（ゼロ）となるので、テクスチャ領域がグラデーション領域として誤検出される恐れがある。
【０１６９】
図１４に示すＤｋ１は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ１に係数Ｋ１＝１を乗じた特性を示し、Ｄｋ２はＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ２に係数Ｋ２＝０．５を乗じた特性を示している。Ｄｋ１とＤｋ２を絶対値に変換した第１周波数成分検出値Ｄｆ１および第２周波数成分検出値Ｄｆ２の最大値を選択することによって、周波数ｆ１付近では第１周波数成分検出値Ｄｆ１が選択され、周波数ｆ２付近では第２周波数成分検出値Ｄｆ２が選択される。
【０１７０】
したがって、図１４に示すように周波数特性の異なる複数のバンドパス・フィルタを用いることによって、帯域ＦＢ全体をカバーすることができる。
【０１７１】
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る表示装置は、周波数成分検出部の構成が、図３に示す周波数成分検出部１０６と異なるが、入力画像信号Ｄｉに基づいて周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。また、第１の変形例に係る表示装置のその他の構成は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様である。したがって、第１の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１７２】
〔第２の変形例〕
また、本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部は、図３、図１３に示す構成に限られない。図１５は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【０１７３】
図１５を参照すると、第２の変形例に係る周波数成分検出部は、基本的に図１３に示す第１の変形例に係る周波数成分検出部と同様の構成を有するが、図１３の最大値選択部１２４が加算部１２６に置き換わっている。
【０１７４】
加算部１２６は、対応する画素ごとに第１周波数成分検出値Ｄｆ１および第２周波数成分検出値Ｄｆ２を加算して周波数成分検出値Ｄｆ（＝Ｄｆ１＋Ｄｆ２）を出力する。このとき、周波数ｆ１付近では周波数成分検出値Ｄｆに対する第１周波数成分検出値Ｄｆ１の割合が高く、また、周波数ｆ２付近では周波数成分検出値Ｄｆに対する第２周波数成分検出値Ｄｆ２の割合が高くなる。したがって、上記の場合であっても図１４に示す帯域ＦＢ全体にわたって良好に周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。
【０１７５】
本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置は、周波数成分検出部の構成が、図３に示す周波数成分検出部１０６と異なるが、図１３に示す第１の変形例に係る周波数成分検出部と同様に、入力画像信号Ｄｉに基づいて周波数成分検出値Ｄｆを出力することができる。また、第２の変形例に係る表示装置のその他の構成は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様である。したがって、第２の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１７６】
〔第３の変形例〕
上記では、第１の実施形態、第１の変形例および第２の変形例に係る表示装置として、画像処理部が、１つの閾値ＴＨを用いて図７に示すような２値の制御信号Ｄｃを生成し、第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する構成を示した。しかしながら、本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、上記の構成に限られない。そこで、次に、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置として、画像処理部が第１出力画像信号と第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号Ｄｃを生成し、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じた出力画像信号Ｄｏを出力する構成について説明する。なお、第３の変形例に係る表示装置の画像処理部は、図２と同様の構成を有する。
【０１７７】
図１６は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。第３の変形例に係る制御信号生成部は、閾値ＴＨ１、ＴＨ２および検出値平滑部から出力される平均検出値Ｄａｖｅを用いた閾値処理により制御信号Ｄｃを出力する。
【０１７８】
具体的には、第３の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ１より小さいとき、グラデーション領域を表す制御信号「１」を生成し、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ２より大きいとき、グラデーション領域以外の領域を示す制御信号「０」を生成する。また、第３の変形例に係る制御信号生成部は、平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２との間である場合には、例えば、Ｄｃ＝１とＤｃ＝０とを結ぶ直線（すなわち、閾値ＴＨ１、ＴＨ２の設定により一意に定まる。）に基づいて、中間的な値の制御信号Ｄｃを生成する。上記のように生成される制御信号Ｄｃは、第２出力画像信号（平滑化画像信号Ｄｓ）の混合比率を示す。
【０１７９】
ここで、第３の変形例に係る制御信号生成部がグラデーション領域を判定するために用いる閾値ＴＨ１、ＴＨ２の情報は、例えば、画像処理部が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から入力されるが、上記に限られない。例えば、閾値ＴＨ１、ＴＨ２の情報は、制御信号生成部が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置の記憶部（図示せず）に記憶され、制御信号生成部が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。
【０１８０】
図１７は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。第３の変形例に係る階調数拡張部は、画像平滑部１１８と、混合部１２８とを備える。
【０１８１】
画像平滑部１１８は、図８に示す画像平滑部１１８と同様の構成を有し、Ｎビットの入力画像信号を平滑化し、Ｎ＋ｋビットの平滑化画像信号Ｄｓを出力する。
【０１８２】
混合部１２８は、制御信号Ｄｃが示す混合比率に応じて、対応する画素ごとに平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの第１出力画像信号とを、Ｄｃ：（１−Ｄｃ）の割合で混合し、出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０１８３】
ここで、第３の変形例に係る階調数拡張部が、平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）と、第１出力画像信号とを混合して出力する意義について説明する。入力画像信号Ｄｉに微小なノイズが混じることによって、同様の画像の同じ表示位置に対応する平均検出値Ｄａｖｅが時間的に変化し、閾値ＴＨを上回ったり下回ったりする場合がある。このとき、単純な閾値処理では、制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」とグラデーション領域以外の領域を示す「０」とを交互に行き来するため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）とが交互に選択されて、ちらつきとなってユーザに視認される恐れがある。
【０１８４】
一方、混合処理では、混合比率を示す制御信号Ｄｃが「１」と「０」の中間の値をとりうるため、第１出力画像信号と平滑化画像信号Ｄｓ（第２出力画像信号）との比率が極端に変化することはない。したがって、第３の変形例に係る表示装置は、第１の実施形態に係る表示装置１０００よりも、ちらつきの発生を抑制することができる。
【０１８５】
本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置は、制御信号生成部における制御信号Ｄｃの生成手段、および階調数拡張部の構成が、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と異なるが、表示装置１０００と同様に、制御信号Ｄｃに基づいて出力画像信号Ｄｏを出力して表示することができる。したがって、第３の変形例に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１８６】
〔第４の変形例〕
上記では、第１の実施形態、および第１〜第３の変形例に係る表示装置として水平方向の処理を例に挙げて説明したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の画像処理部が行う処理は、水平方向の処理に限られない。そこで、次に、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置として、画像処理部が水平方向、垂直方向に順次に処理を行う構成について説明する。
【０１８７】
図１８は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置１５００を示すブロック図である。図１８を参照すると、表示装置１５００は、画像処理部１５０と、表示部１９０を備える。ここで、表示部１９０は、図１に示す表示部１９０と同様の構成をとり、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する。
【０１８８】
画像処理部１５０は、水平制御部１０２ｈと、水平階調数拡張部１０４ｈと、垂直制御部１０２ｖと、垂直階調数拡張部１０４ｖとを備える。
【０１８９】
水平制御部１０２ｈは、入力された入力画像信号Ｄｉに基づいて、水平方向のグラデーション領域であるか否かを示す水平制御信号Ｄｈｃを画素ごとに出力する。ここで、水平制御部１０２ｈは、例えば、図２に示す制御部１０２と同様の構成をとることによって、水平制御信号Ｄｈｃを出力することができる。
【０１９０】
水平階調数拡張部１０４ｈは、水平制御信号Ｄｈｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に水平方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｈｏを出力する。ここで、画像信号Ｄｈｏは、水平方向には階調性能が向上しているが、垂直方向には階調性能は向上しておらず、入力画像信号Ｄｉと同等である。また、水平階調数拡張部１０４ｈは、例えば、図２に示す階調数拡張部１０４と同様の構成をとることによって、画像信号Ｄｈｏを出力することができる。
【０１９１】
垂直制御部１０２ｖは、入力された画像信号Ｄｈｏに基づいて、垂直方向のグラデーション領域であるか否かを示す垂直制御信号Ｄｖｃを画素ごとに出力する。ここで、垂直制御部１０２ｖは、例えば、図２に示す制御部１０２と同様の構成をとることによって、垂直制御信号Ｄｖｃを出力することができる。
【０１９２】
垂直階調数拡張部１０４ｖは、垂直制御信号Ｄｖｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に垂直方向に画像を平滑化してＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。ここで、出力画像信号Ｄｏは、水平方向に加えて、垂直方向の階調性能も向上している。また、垂直階調数拡張部１０４ｖは、例えば、図２に示す階調数拡張部１０４と同様の構成をとることによって、出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０１９３】
図１８に示すように、水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行することによって、第４の変形例に係る表示装置１５００は、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【０１９４】
また、第４の変形例に係る表示装置１５００は、水平方向の処理、垂直方向の処理それぞれを第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に行うことができるので、上述した第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の効果を奏することができる。
【０１９５】
なお、上記では、第４の変形例に係る表示装置１５００として、画像処理部１５０が水平方向の処理と垂直方向の処理とを順次実行する構成を示したが、本発明の第１の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、第１の実施形態に係る表示装置は、水平方向と垂直方向とを２次元処理で一括に実行することもできる。かかる構成であっても、第４の変形例に係る表示装置と同様に、水平方向、垂直方向の両方について、テクスチャ領域やエッジ領域の鮮鋭度を損なうことなく、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。
【０１９６】
（第１の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第１の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０１９７】
（第１の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第１の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０１９８】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０１９９】
（第１の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図１９は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図１９に示す画像処理方法を表示装置１０００が行うとして説明するが、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置に適用することができることは、言うまでもない。
【０２００】
表示装置１０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ１００）。ステップＳ１００の検出は、例えば、１または複数のバンドパス・フィルタを用いて行うことができる。
【０２０１】
表示装置１０００は、ステップＳ１００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ１０２）。表示装置１０００は、例えば、閾値処理によってエッジを判定することによって、エッジを検出することがでるが、上記に限られない。例えば、表示装置１０００は、エッジ成分を検出するためのハイパス・フィルタによって、エッジを検出することもできる。
【０２０２】
表示装置１０００は、ステップＳ１００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ１０４）。なお、図１９では、ステップＳ１０２の処理の後にステップＳ１０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置１０００は、例えば、ステップＳ１０４の処理の後にステップＳ１０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０２０３】
表示装置１０００は、ステップＳ１０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ１０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ１０６）。
【０２０４】
ここで、表示装置１０００は、エッジ検出信号がエッジを示している場合には、ステップＳ１０４において平滑化された検出値によらず、グラデーション領域以外の領域を示す制御信号Ｄｃを生成する。また、表示装置１０００は、エッジ検出信号がエッジを示していない場合には、ステップＳ１０４において平滑化された検出値に基づく閾値処理によって、グラデーション領域を示す制御信号Ｄｃ、またはグラデーション領域以外の領域を示す制御信号Ｄｃを生成する。
【０２０５】
表示装置１０００は、入力画像信号ＤｉとステップＳ１０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ１０８）。
【０２０６】
図１９に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置１０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２０７】
（第２の実施形態）
上記では、第１の実施形態に係る表示装置として、画像処理部１００の制御部１０２が周波数成分検出部１０６の後段にエッジ検出部１１０を備え、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別する構成を示した。上記の構成によって、第１の実施形態に係る表示装置は、平滑化を行う必要のないエッジ領域が平滑化されることによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、周波数成分検出部の後段にエッジ検出部を備える構成に限られない。そこで、次に、第２の実施形態に係る表示装置として、エッジ領域とその他の領域（グラデーション領域、テクスチャ領域）とを区別して画質劣化を防止することが可能な他の構成を示す。
【０２０８】
図２０は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置２０００を示すブロック図である。図２０を参照すると、表示装置２０００は、画像処理部２００と表示部１９０とを備える。
【０２０９】
画像処理部２００は、入力されたＮビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部２００の構成について、具体的に説明する。
【０２１０】
[画像処理部２００の構成例]
図２１は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理部２００を示すブロック図である。図２１を参照すると、画像処理部２００は、制御部２０２と、階調数拡張部１０４とを備える。
【０２１１】
〔制御部２０２〕
制御部２０２は、周波数成分検出部１０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ成分検出部２０４と、エッジ検出部２０６と、制御信号生成部１１２とを備える。
【０２１２】
周波数成分検出部１０６は、図１に示す第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６と同様の構成を有し、入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出し、検出結果を周波数成分検出値Ｄｆとして出力する。
【０２１３】
検出値平滑部１０８は、図１に示す第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様の構成を有し、周波数成分検出値Ｄｆに基づいて周波数成分検出値Ｄｆの平滑化を画素ごとに行い、平滑化された平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２１４】
エッジ成分検出部２０４は、入力画像信号Ｄｉからエッジ成分を画素ごとに検出し、検出結果をエッジ成分検出値Ｄｆｅとして出力する。ここで、エッジ成分検出部２０４は、例えば、エッジ成分に相当する周波数成分を通過させるハイパス・フィルタと、図３に示す絶対値変換部１１６と同様の構成を有する絶対値変換部とで構成することができるが、上記に限られない。
【０２１５】
エッジ検出部２０６は、図１に示す第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０と同様の構成を有し、エッジ成分検出部２０４から出力された各画素に対応するエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２１６】
エッジ検出部２０６は、周波数成分検出部１０６から出力される周波数成分検出値Ｄｆではなく、エッジ成分を検出する役目を果たすエッジ成分検出部２０４から出力されるエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジを検出する。したがって、エッジ検出部２０６は、第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０よりもより厳密にエッジを判定することができる。
【０２１７】
制御信号生成部１１２は、図１に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様の構成を有し、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、グラデーション領域の判定を画素ごとに行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２１８】
制御部２０２は、エッジ成分検出部２０４を備え、エッジ検出部２０６がエッジ成分検出値Ｄｆｅに基づいてエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する点が、第１の実施形態に係る制御部１０２と異なるが、第１の実施形態に係る制御部１０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。
【０２１９】
画像処理部２００を構成する階調数拡張部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有し、制御部２０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０２２０】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏに変換する画像処理部２００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部２００は、制御部２０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御部２０２が入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部１０４が、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。ここで、制御部２０２は、第１の実施形態に係る制御部１０２と構成は異なるが、第１の実施形態に係る制御部１０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。また、階調数拡張部１０４は、第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。したがって、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２２１】
また、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正するため、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置２０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２２２】
また、表示装置２０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２２３】
さらに、表示装置２０００は、エッジ成分検出値Ｄｆｅに基づくエッジの検出結果と、所定の周波数帯域の信号（ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆ）を検出して所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行い、グラデーション領域を判定する。したがって、表示装置２０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を防止することができる。
【０２２４】
[表示装置２０００の変形例]
第２の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２２５】
（第２の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第２の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第２の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２２６】
（第２の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第２の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２２７】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２２８】
（第２の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２２は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２２に示す画像処理方法を表示装置２０００が行うとして説明するが、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２２９】
表示装置２０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ２００）。そして、表示装置２０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ２００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ２０２）。
【０２３０】
表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉからエッジ成分を画素ごとに検出する（Ｓ２０４）。ここで、ステップＳ２０４の検出は、例えば、ハイパス・フィルタを用いて行うことができる。
【０２３１】
表示装置２０００は、ステップＳ２０４において検出されたエッジ成分検出値（エッジ成分検出値Ｄｆｅ）に基づいて、エッジを検出（判定）する（Ｓ２０６）。なお、図２２では、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理の後にステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理とステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置２０００は、例えば、ステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理の後にステップＳ２００、Ｓ２０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ２００、Ｓ２０２の処理とステップＳ２０４、Ｓ２０６の処理とを同期して行うこともできる。
【０２３２】
表示装置２０００は、ステップＳ２０２において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）と、ステップＳ２０６の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）とに基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ２０８）。
【０２３３】
表示装置２０００は、入力画像信号ＤｉとステップＳ２０８において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ２１０）。
【０２３４】
図２２に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置２０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２３５】
（第３の実施形態）
上記では、第１、第２の実施形態に係る表示装置として、モノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記の構成に限られない。そこで、次に、第３の実施形態に係る表示装置として、カラー画像の複数チャンネルを処理する構成について説明する。なお、以下では、カラー画像の複数チャンネルとして、赤（以下「Ｒ」という。）、緑（以下、「Ｇ」という。）、青（以下、「Ｂ」という。）の画像信号が入力される例を示す。
【０２３６】
図２３は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置３０００を示すブロック図である。図２３を参照すると、表示装置３０００は、画像処理部３００と表示部１９０とを備え、画像処理部３００は、制御部３０２と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２３７】
画像処理部３００には、ＮビットのＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉがそれぞれ入力され、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部３００の構成について、具体的に説明する。
【０２３８】
[画像処理部３００の構成例]
図２４は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理部３００を示すブロック図である。
【０２３９】
図２４を参照すると、制御部３０２は、第１の周波数成分検出部１０６ａと、第２の周波数成分検出部１０６ｂと、第３の周波数成分検出部１０６ｃと、最大値選択部３０６と、検出値平滑部１０８と、エッジ検出部１１０と、制御信号生成部１１２とを備える。また、階調数拡張部３０４は、第１の階調数拡張部３０４ａと、第２の階調数拡張部３０４ｂと、第３の階調数拡張部３０４ｃとを備える。
【０２４０】
〔制御部３０２〕
第１の周波数成分検出部１０６ａには入力画像信号Ｒｉが、第２の周波数成分検出部１０６ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３の周波数成分検出部１０６ｃには入力画像信号Ｂｉがそれぞれ入力される。ここで、第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃそれぞれは、図２に示す第１の実施形態に係る周波数成分検出部１０６と同様の構成をとることができる。したがって、第１の周波数成分検出部１０６ａは、入力画像信号Ｒｉから所定の周波数成分を検出して周波数成分検出値Ｒｆを出力し、同様に、第２の周波数成分検出部１０６ｂは周波数成分検出値Ｇｆ、第３の周波数成分検出部１０６ｃは周波数成分検出値Ｂｆを出力することができる。
【０２４１】
最大値選択部３０６は、周波数成分検出値Ｒｆ、ＧｆおよびＢｆの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘを出力する。
【０２４２】
検出値平滑部１０８は、図２に示す第１の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様に、平滑領域における最大検出値Ｄｍａｘの平均値を算出して、平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２４３】
エッジ検出部１１０は、各画素に対応する最大検出値Ｄｍａｘに基づいて、図２に示す第１の実施形態に係るエッジ検出部１１０と同様にエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２４４】
制御信号生成部１１２は、図２に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様に、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部３０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２４５】
〔階調数拡張部３０４〕
第１の階調数拡張部３０４ａ、第２の階調数拡張部３０４ｂ、および第３の階調数拡張部３０４ｃそれぞれは、図２に示す第１の実施形態に係る階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。したがって、第１の階調数拡張部３０４ａは、制御信号Ｄｃに基づいて、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｒｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｒｏとして出力することができる。また同様に、第２の階調数拡張部３０４ｂ、第３の階調数拡張部３０４ｃは、それぞれ出力画像信号Ｇｏ、Ｂｏを出力することができる。
【０２４６】
上記のように、画像処理部３００は、図２４の構成によって、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力することができる。
【０２４７】
次に、画像処理部３００が、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることの意義について説明する。図２５は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理部３００における各信号の一例を示す説明図である。ここで、図２５では、テクスチャ領域における各信号の一例を示している。カラー画像におけるテクスチャ領域では、３色のＲ／Ｇ／Ｂ画像信号が同様な頻度で変化するとは限らず、むしろＲ／Ｇ／Ｂで変化の頻度に差があるのが一般的であるからである。なお、図２５では、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号について省略するが、上述したようにエッジ検出部１１０からエッジを示すエッジ検出信号が出力された場合には、制御信号生成部１１２は、グラデーション領域以外の領域を表す「０」を示す制御信号Ｄｃを出力する。
【０２４８】
図２５（ａ）〜図２５（ｃ）は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉをそれぞれ示している。また、図２５（ｄ）〜図２５（ｆ）は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆをそれぞれ示している。ここで、図２５（ａ）の入力画像信号Ｒｉは、比較的凹凸が多いため、図２５(ｄ)の周波数成分検出値Ｒｆは比較的高い頻度で検出されている。また、図２５（ｂ）、（ｃ）の入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉは変化が少ないため、図２５（ｅ）の周波数成分検出値Ｇｆおよび図２５（ｆ）の周波数成分検出値Ｂｆの検出の頻度は低い。
【０２４９】
図２５（ｇ）は、最大検出値Ｄｍａｘを示している。ここで、画像処理部３００は、各画素ごとに周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値を選択するので、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ単独の場合よりも、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高くなる。
【０２５０】
図２５（ｈ）は平均検出値Ｄａｖｅを示し、図２５（ｉ）は制御信号Ｄｃを示している。ここで、最大検出値Ｄｍａｘの検出の頻度が高いため、平均検出値Ｄａｖｅは閾値ＴＨよりも大きな値をとり、制御信号Ｄｃはグラデーション領域以外の領域を示す「０」となる。
【０２５１】
ここで、仮に周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆに対して、最大値を選択することなく各色ごとに領域の判別を行うとすると、入力画像信号の変化の少ないＧとＢについてはグラデーション領域として検出され、画像が平滑化される恐れがある。図２５に示す入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉのように変化が少ない画像信号であっても、テクスチャ領域ではそもそも画像信号の変化の幅が小さいため、鮮鋭感への寄与は無視できない。つまり、テクスチャ領域では、変化の少ない入力画像信号が平滑化されることによって、鮮鋭感が損なわれてしまう。画像処理部２００は、Ｒ／Ｇ／Ｂの周波数成分検出結果の最大値を用いることにより、上記の問題の発生を防止することができる。
【０２５２】
画像処理部３００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化と閾値処理を行うことによって、グラデーション領域をテクスチャ領域と間違えることなく検出することができる。そのため、テクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制することができる。
【０２５３】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る表示装置３０００は、カラー画像を示す複数チャンネルの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（それぞれＮビットの入力画像信号）を、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに補正する画像処理部３００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部３００は、制御部３０２と階調数拡張部３０４とを備え、制御部３０２が入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部３０４が、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する。したがって、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２５４】
また、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正することができるので、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置３０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２５５】
また、表示装置３０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２５６】
さらに、表示装置３０００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化とエッジの検出を行う。そして、表示装置３０００は、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行ってグラデーション領域を判定する。したがって、表示装置３０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制（防止）することができる。
【０２５７】
[表示装置３０００の変形例]
第３の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２５８】
（第３の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第３の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第３の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２５９】
（第３の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第３の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６１】
（第３の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２６は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２６に示す画像処理方法を表示装置３０００が行うとして説明するが、本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２６２】
表示装置３０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ３００）。
【０２６３】
表示装置３０００は、ステップＳ３００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ３０２）。
【０２６４】
表示装置３０００は、ステップＳ３０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ３０４）。ここで、ステップＳ３０４の処理は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に行うことができる。
【０２６５】
表示装置３０００は、ステップＳ３０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ３０６）。なお、図２６では、ステップＳ３０４の処理の後にステップＳ３０６の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ３０４の処理とステップＳ３０６の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置３０００は、例えば、ステップＳ３０６の処理の後にステップＳ３０４の処理を行うことができ、また、ステップＳ３０４の処理とステップＳ３０６の処理とを同期して行うこともできる。
【０２６６】
表示装置３０００は、ステップＳ３０４の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ３０６において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ３０８）。
【０２６７】
表示装置３０００は、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ３０８において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ３１０）。
【０２６８】
図２６に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置３０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２６９】
（第４の実施形態）
上記では、第３の実施形態に係る表示装置として、カラー画像の複数チャンネルを処理する構成のうち、各チャンネルの画像信号を第１の実施形態に係る表示装置１０００と対応する構成によって処理する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る複数チャンネルを処理する表示装置は、各チャンネルの画像信号を第１の実施形態に係る表示装置１０００と対応する構成によって処理する構成に限られない。そこで、次に、本発明の第４の実施形態に係る表示装置として、各チャンネルの画像信号を第２の実施形態に係る表示装置２０００と対応する構成によって処理することによって、複数チャンネルを処理する構成について説明する。
【０２７０】
図２７は、本発明の第４の実施形態に係る表示装置４０００を示すブロック図である。図２７を参照すると、表示装置４０００は、画像処理部４００と表示部１９０とを備える。
【０２７１】
画像処理部４００は、入力されたＮビットのＲ／Ｇ／Ｂの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに変換して出力する。また、表示部１９０は、図１に示す第１の実施形態に係る表示部１９０と同様にＮ＋ｋビットの階調性能を有し、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに基づいて画像を表示する。以下、画像処理部４００の構成について、具体的に説明する。
【０２７２】
[画像処理部４００の構成例]
図２８は、本発明の第４の実施形態に係る画像処理部４００を示すブロック図である。図２８を参照すると、画像処理部４００は、制御部４０２と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２７３】
〔制御部４０２〕
制御部４０２は、第１の周波数成分検出部１０６ａと、第２の周波数成分検出部１０６ｂと、第３の周波数成分検出部１０６ｃと、最大値選択部３０６（第１の最大値選択部）と、検出値平滑部１０８と、第１のエッジ成分検出部２０４ａと、第２のエッジ成分検出部２０４ｂと、第３のエッジ成分検出部２０４ｃと、最大値選択部４０４（第２の最大値選択部）と、エッジ検出部２０６と、制御信号生成部１１２とを備える。
【０２７４】
第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃは、図２４に示す第３の実施形態に係る第１の周波数成分検出部１０６ａ〜第３の周波数成分検出部１０６ｃと同様の構成を有し、それぞれ周波数成分検出値Ｒｆ、周波数成分検出値Ｇｆ、周波数成分検出値Ｂｆを出力する。
【０２７５】
最大値選択部３０６は、図２４に示す第３の実施形態に係る最大値選択部３０６と同様の構成を有し、周波数成分検出値Ｒｆ、ＧｆおよびＢｆの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘを出力する。
【０２７６】
検出値平滑部１０８は、図２４に示す第３の実施形態に係る検出値平滑部１０８と同様の構成を有し、平滑領域における最大検出値Ｄｍａｘの平均値を算出して、平均検出値Ｄａｖｅを出力する。
【０２７７】
第１のエッジ成分検出部２０４ａには入力画像信号Ｒｉが、第２のエッジ成分検出部２０４ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３のエッジ成分検出部２０４ｃには入力画像信号Ｂｉがそれぞれ入力される。ここで、第１のエッジ成分検出部２０４ａ〜第３のエッジ成分検出部２０４ｃそれぞれは、図２１に示す第２の実施形態に係るエッジ成分検出部２０４と同様の構成をとることができる。したがって、第１のエッジ成分検出部２０４ａは、入力画像信号Ｒｉからエッジ成分を画素ごとに検出し、検出結果をエッジ成分検出値Ｒｆｅとして出力する。同様に、第２のエッジ成分検出部２０４ｂはエッジ成分検出値Ｇｆｅ、第３のエッジ成分検出部２０４ｃはエッジ成分検出値Ｂｆｅを出力する。
【０２７８】
最大値選択部４０４は、エッジ成分検出値Ｒｆｅ、ＧｆｅおよびＢｆｅの中から対応する画素ごとに最大値を選択して、最大検出値Ｄｍａｘ_ｅを出力する。ここで、最大値選択部４０４は、最大値選択部３０６と同様の構成を有することができる。
【０２７９】
エッジ検出部２０６は、図２１に示す第２の実施形態に係るエッジ検出部２０６と同様の構成を有し、最大値選択部４０４から出力される最大検出値Ｄｍａｘ_ｅに基づいてエッジを検出し、エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する。
【０２８０】
制御信号生成部１１２は、図２に示す第１の実施形態に係る制御信号生成部１１２と同様に、検出値平滑部１０８から出力される平均検出値Ｄａｖｅと、エッジ検出部１１０から出力されるエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅとに基づいて、上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理によって、グラデーション領域の判定を行う。そして、制御信号生成部１１２は、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部３０４に生成した制御信号Ｄｃを出力する。
【０２８１】
制御部４０２は、第１のエッジ成分検出部２０４ａ〜第３のエッジ成分検出部２０４ｃと最大値選択部４０４を備え、エッジ検出部２０６が最大値選択部４０４から出力される最大検出値Ｄｍａｘ_ｅに基づいてエッジ検出信号Ｄｅｄｇｅを出力する点が、第３の実施形態に係る制御部３０２と異なるが、第３の実施形態に係る制御部３０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。
【０２８２】
画像処理部４００を構成する階調数拡張部３０４は、図２４に示す第３の実施形態に係る階調数拡張部３０４と同様の構成を有し、制御部４０２から出力される制御信号Ｄｃに応じて第１出力画像信号または第２出力画像信号を選択的に出力画像信号Ｄｏとして出力する。
【０２８３】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る表示装置４０００は、カラー画像を示す複数チャンネルの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（それぞれＮビットの入力画像信号）を、それぞれＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏに補正する画像処理部４００と、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部１９０とを備える。画像処理部４００は、制御部４０２と階調数拡張部３０４とを備え、制御部４０２が入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定して制御信号Ｄｃを出力し、制御信号Ｄｃに基づいて階調数拡張部３０４が、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏとして出力する。ここで、制御部４０２は、第３の実施形態に係る制御部３０２と構成は異なるが、第３の実施形態に係る制御部３０２と同様にグラデーション領域の判定を画素ごとに行い、制御信号Ｄｃを出力することができる。また、階調数拡張部３０４は、第３の実施形態に係る階調数拡張部３０４と同様の構成を有する。したがって、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換して表示することができる。
【０２８４】
また、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、グラデーション領域を判定して選択的にグラデーション領域をより滑らかに補正することができるので、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。また、表示装置４０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像を補正しないため、出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２８５】
また、表示装置４０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、選択的にグラデーション領域の階調性能を向上させるので、視覚的には画像全体に階調性能が向上したのと同様な効果を得ることができる。
【０２８６】
さらに、表示装置４０００は、周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）に対して検出値の平滑化を行い、また、エッジ成分検出値Ｒｆｅ、Ｇｆｅ、Ｂｆｅの最大値（最大検出値Ｄｍａｘ_ｅ）に基づいてエッジの検出を行う。そして、表示装置４０００は、エッジの検出結果と所定の平滑領域で検出値を平滑した結果とに基づいて、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に上述した〔ｉ〕、〔ｉｉ〕の処理を行ってグラデーション領域を判定する。したがって、表示装置４０００は、エッジ領域とその他の領域、および、テクスチャ領域とグラデーション領域を的確に判別することができるので、誤ってエッジ領域やテクスチャ領域を平滑化することによる鮮鋭度の低下という画質劣化を抑制（防止）することができる。
【０２８７】
[表示装置４０００の変形例]
第４の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０２８８】
（第４の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第４の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第４の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０２８９】
（第４の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第４の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２９０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０２９１】
（第４の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図２９は、本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図２９に示す画像処理方法を表示装置４０００が行うとして説明するが、本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０２９２】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ４００）。
【０２９３】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３０２と同様に、ステップＳ４００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｒｆ、Ｇｆ、Ｂｆ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ４０２）。
【０２９４】
表示装置４０００は、図２６に示すステップＳ３０６と同様に、ステップＳ４０２において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ）を平滑化する（Ｓ４０４）。
【０２９５】
表示装置４０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれからエッジ成分を画素ごとに検出する（Ｓ４０６）。ここで、ステップＳ４０６における検出は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれに対して行われ、また、各処理は図２２に示すステップＳ２０４と同様に行われる。
【０２９６】
表示装置４０００は、ステップＳ４０６において検出されたエッジ成分検出値（エッジ成分検出値Ｒｆｅ、Ｇｆｅ、Ｂｆｅ）に基づいて、画素ごとに最大値を選択する（Ｓ４０８）。ここで、表示装置４０００は、ステップＳ４０８の処理をステップＳ４０２と同様に行うことができる。
【０２９７】
表示装置４０００は、ステップＳ４０６において選択された最大値（最大検出値Ｄｍａｘ_ｅ）に基づいて、エッジを検出（判定）する（Ｓ４１０）。なお、図２９では、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理の後にステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理とステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置４０００は、例えば、ステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理の後にステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理を行うことができ、また、ステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理とステップＳ４０６〜Ｓ４１０の処理とを同期して行うこともできる。
【０２９８】
表示装置４０００は、ステップＳ４１０の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ４０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ４１２）。
【０２９９】
表示装置４０００は、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉと、ステップＳ４１２において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、各チャンネルごとに選択的に出力する（Ｓ４１４）。
【０３００】
図２９に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置４０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３０１】
（第５の実施形態）
上記では、第１〜第４の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮ＋ｋビットの階調性能を有する構成について説明した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置が備える表示部は、Ｎ＋ｋビットの階調性能に限られず、Ｎビットの階調性能を有することもできる。そこで、次に、本発明の第５の実施形態に係る表示装置として、表示部がＮビットの階調性能を有する構成について説明する。
【０３０２】
図３０は、本発明の第５の実施形態に係る表示装置５０００を示すブロック図である。図３０を参照すると、表示装置５０００は、画像処理部５００と、表示部５９０とを備える。
【０３０３】
画像処理部５００は、制御部１０２と、階調数拡張部１０４と、擬似階調処理部５０２とを備える。制御部１０２および階調数拡張部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理部１００が備える制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する。つまり、制御部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。
【０３０４】
擬似階調処理部５０２は、擬似的な中間階調を使ってＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換する。
【０３０５】
ここで、擬似階調処理部５０２における擬似階調処理について説明する。図３１は、本発明の第５の実施形態に係る擬似階調処理部５０２における擬似階調処理の一例を説明するための説明図であり、擬似階調処理としてディザ処理を用いる場合の例を示している。図３１（ａ）はディザ処理を行う２×２画素の領域を示しており、図３１（ｂ）はディザパターンの一例を示している。
【０３０６】
ディザ処理は、図３１（ａ）のＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅにおける画素ａ〜ｄに対して、図３１（ｂ）のディザパターンの各画素位置に対応する値を加算した後に、下位ｋビットを丸めることにより、上位Ｎビットを出力画像信号として出力する処理である。ここで、ディザ処理は擬似階調処理の一種であり、少ないビット数でより多くのビット数の階調を擬似的に表示することができることが知られている。
【０３０７】
擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理としてディザ処理を用いることによって、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを変換してグラデーション領域の階調性能を向上させたＮビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０３０８】
[擬似階調処理の他の例]
なお、擬似階調処理部５０２における擬似階調処理は、上記ディザ処理に限られない。例えば、擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理として誤差拡散処理を用いることができる。ここで、誤差拡散処理とは、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮビットに丸めたときの下位ｋビット（「誤差データ」という。）の値を周囲の画素信号に加算あるいは減算して、誤差データを拡散していくことによって、擬似的な中間階調を得る方法である。擬似階調処理部５０２は、誤差拡散処理を用いて擬似階調処理を行ったとしても、上記ディザ処理を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
【０３０９】
再度図３０を参照して、表示装置５０００の構成要素について説明する。表示部５９０は、Ｎビットの階調性能を有し、画像処理部５００から出力されるＮビットの出力画像信号Ｄｏが示す画像を表示する。
【０３１０】
上述したように、表示装置５０００は、画像処理部５００がＮビットの入力画像信号Ｄｉを一旦、階調数を拡張してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することによって、グラデーション領域の階調性能を向上させることができる。したがって、表示装置５０００は、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３１１】
なお、図３０では、入力される画像信号がモノクロ画像の入力画像信号（あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネルに対応する画像信号）Ｄｉを例に説明を行ったが、第３、第４の実施形態に係る表示装置のように、例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂからなるカラー画像の画像信号に対しても、同様の効果を得ることができる。
【０３１２】
以上のように、本発明の第５の実施形態に係る表示装置５０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に擬似階調処理を用いてＮビットのＤｏに変換する画像処理部５００と、Ｎビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部５００は、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２と階調数拡張部１０４とを備え、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置５０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３１３】
また、表示装置５０００は、画像処理部５００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いてＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置５０００は、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３１４】
[表示装置５０００の変形例]
第５の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３１５】
（第５の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第５の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第５の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３１６】
（第５の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第５の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３１７】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３１８】
（第５の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図３２は、本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図３２に示す画像処理方法を表示装置５０００が行うとして説明するが、本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３１９】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ５００）。
【０３２０】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ５００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ５０２）。
【０３２１】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ５００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ５０４）。なお、図３２では、ステップＳ５０２の処理の後にステップＳ５０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ５０２の処理とステップＳ５０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置５０００は、例えば、ステップＳ５０４の処理の後にステップＳ５０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ５０２の処理とステップＳ５０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３２２】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ５０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ５０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ５０６）。
【０３２３】
表示装置５０００は、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号ＤｉとステップＳ５０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ５０８）。
【０３２４】
表示装置５０００は、ステップＳ５０８において出力された画像信号（第１出力画像信号または第２出力画像信号）に対して擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ５１０）。ここで、表示装置５０００は、例えば、ディザ処理や誤差拡散処理を用いることにより、ステップＳ５１０の擬似階調処理を行うことができる。
【０３２５】
図３２に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置５０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上でさらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３２６】
（第６の実施形態）
次に、本発明の実施形態に係る表示装置の他の形態である第６の実施形態に係る表示装置について説明する。図３３は、本発明の第６の実施形態に係る表示装置６０００を示すブロック図である。
【０３２７】
図３３を参照すると、表示装置６０００は、画像処理部６００と表示部５９０とを備える。画像処理部６００は、基本的に図３０に示す第５の実施形態に係る画像処理部５００と同様の構成を有するが、さらに、非線形階調変換部６０２を備える。また、表示部５９０は、図３０に示す第５の実施形態に係る表示部５９０と同様に、Ｎビットの階調性能を有する。
【０３２８】
制御部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、階調数拡張部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。
【０３２９】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０４から出力される画像信号Ｄｅが入力され、例えば、コントラスト強調処理やガンマ処理などの非線形階調変換を行って画像信号Ｄｇを出力する。ここで、非線形階調変換部６０２における非線形階調変換処理としてコントラスト強調処理を行う場合について説明する。
【０３３０】
図３４は、本発明の第６の実施形態に係る非線形階調変換部６０２における非線形階調変換処理を説明するための説明図であり、コントラスト強調を行うための入出力変換特性の一例を示している。
【０３３１】
図３４を参照すると、暗部Ｌ１と明部Ｌ３では階調の差が圧縮され、中間階調Ｌ２では階調の差が広がっている。非線形階調変換部６０２は、例えば、図３４のように画像信号Ｄｅを補正することにより、画像のコントラスト感が強調された画像信号Ｄｇを出力することができる。
【０３３２】
擬似階調処理部５０２は、擬似階調処理としてディザ処理や誤差拡散処理を用いることによって、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｇを変換してグラデーション領域の階調性能を向上させたＮビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０３３３】
ここで、画像処理部６００における各信号の一例を示す。図３５は、本発明の第６の実施形態に係る画像処理部６００における各信号の一例を示す説明図であり、図９（１）と同様にグラデーション領域を示している。また、図３５（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図３５（ｂ）は周波数成分検出値Ｄｆを示している。同様に、図３５（ｃ）〜図３５（ｆ）は、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅ、非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇをそれぞれ示している。なお、図３５はグラデーション領域を示しているため、図３５ではエッジ検出信号を省略している。
【０３３４】
入力画像信号Ｄｉとして、図９（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図３５（ａ））。図９（ｃ）と同様に周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくて検出される頻度も低く（図３５（ｂ））、また、図９（ｄ）と同様に平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる（図３５（ｃ））。また、図３５（ｃ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す（図３５（ｄ））。図３５（ｄ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、階調数拡張部１０４は、Ｎ＋ｋビットの精度を有する平滑化された第２出力信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を選択して出力画像信号Ｄｅとして出力する（図３５（ｅ））。
【０３３５】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０４から出力される図３５（ｅ）に示す画像信号Ｄｅが入力されるので、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる（図３５（ｆ））。
【０３３６】
[第６の実施形態に係る画像処理部の変形例]
図３３に示す第６の実施形態に係る画像処理部６００では、階調数を拡張した後に非線形階調変換処理を行う構成を示したが、非線形階調変換処理を行った後に階調数を拡張することも可能である。図３６は、本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０を示すブロック図である。
【０３３７】
図３６を参照すると、画像処理部６５０は、基本的に図３３に示す画像処理部６００と同様の構成を有するが、非線形階調変換部６０２に入力画像信号Ｄｉが入力され、非線形階調変換部６０２から出力される非線形階調変換後の画像信号Ｄｇに基づいて階調数を拡張する点が、画像処理部６００と異なる。
【０３３８】
ここで、画像処理部６５０における各信号の一例を示す。図３７は、本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０における各信号の一例を示す説明図であり、図３５と同様にグラデーション領域を示している。また、図３７（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図３７（ｂ）は非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇを示している。同様に、図３７（ｃ）〜図３７（ｆ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅをそれぞれ示している。なお、図３７はグラデーション領域を示しているため、図３７ではエッジ検出信号を省略している。
【０３３９】
入力画像信号Ｄｉとして、図３５（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図３７（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図３７（ａ）に示す入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理が行われるので、画像信号Ｄｇには部分的に階調の差が広がる箇所が出てくる（図３７（ｂ））。
【０３４０】
制御部１０２は、図３７（ｂ）に示す非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇに基づいてグラデーション領域の判定を行うので、部分的に階調の差が広がった箇所では、グラデーション領域以外の領域として判定される場合がある（図３７（ｃ）〜図３７（ｅ））。
【０３４１】
階調数拡張部１０４は、図３７（ｅ）に示す制御信号Ｄｃに応じて非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇ（第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、階調数拡張部１０４は、階調の差が広がった箇所では平滑化を行わない（第１出力画像信号が出力される）ため、グラデーション領域を滑らかに変換することができない場合がある（図３７（ｆ））。
【０３４２】
図３６、図３７を参照して示したように、第６の実施形態に係る画像処理部は、非線形階調変換処理を行った後に階調数を拡張する変形例をとることが可能であるが、処理の順番が処理結果に影響を与える場合がある。
【０３４３】
以上のように、本発明の第６の実施形態に係る表示装置６０００は、Ｎビットの入力画像信号ＤｉをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換した後に非線形階調変換処理を行い、さらに擬似階調処理を用いてＮビットのＤｏに変換する画像処理部６００と、Ｎビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部６００は、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２と、階調数拡張部１０４とを備え、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置６０００は、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して選択的に画像信号を平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３４４】
また、表示装置６０００は、階調数拡張部１０４から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに対してコントラスト強調処理やガンマ処理などの非線形階調変換を行う非線形階調変換部６０２を備えることにより、誤検出することなく非線形階調変換しながらグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３４５】
さらに、表示装置６０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、画像処理部６００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いて、非線形階調変換部６０２から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号ＤｇをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置６０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３４６】
[表示装置６０００の変形例]
図３３では、表示部５９０がＮビットの階調性能を有し、画像処理部６００が擬似階調処理部５０２を備える構成を示したが、第６の実施形態に係る表示装置は、図３３の構成に限られない。例えば、第６の実施形態の変形例に係る表示装置は、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部を備え、画像処理部が擬似階調処理部を備えない構成とすることもできる。かかる構成であっても、第６の実施形態の変形例に係る表示装置は、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３４７】
また、第６の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３４８】
（第６の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第６の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第６の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３４９】
（第６の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第６の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３５０】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第６の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３５１】
（第６の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図３８は、本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図３８に示す画像処理方法を表示装置６０００が行うとして説明するが、本発明の第６の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３５２】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ６００）。
【０３５３】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ６００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ６０２）。
【０３５４】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ６００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ６０４）。なお、図３８では、ステップＳ６０２の処理の後にステップＳ６０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ６０２の処理とステップＳ６０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置６０００は、例えば、ステップＳ６０４の処理の後にステップＳ６０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ６０２の処理とステップＳ６０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３５５】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ６０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ６０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ６０６）。
【０３５６】
表示装置６０００は、図１９に示すステップＳ１０８と同様に、入力画像信号ＤｉとステップＳ６０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、入力画像信号Ｄｉの下位にｋビットの固定値を付加してＮ＋ｋビットに変換した第１出力画像信号、または入力画像信号Ｄｉが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ６０８）。
【０３５７】
表示装置６０００は、ステップＳ６０８において出力されたＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、非線形階調変換処理を行う（Ｓ６１０）。ここで、ステップＳ６１０における非線形階調変換処理としては、例えば、コントラスト強調処理やガンマ処理などが挙げられるが、上記に限られない。
【０３５８】
表示装置６０００は、ステップＳ６１０において非線形階調変換処理が行われた画像信号（画像信号Ｄｇ）に対して、図３２に示すステップＳ５１０と同様に擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ６１２）。
【０３５９】
図３８に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置６０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定して画像信号を選択的に平滑化し、入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換した上で、さらに非線形階調変換処理および擬似階調処理を行うことにより、グラデーション領域を滑らかにし、階調性能を向上させることができる。
【０３６０】
[第６の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図３８では、ステップＳ６１２において、擬似階調処理によりＮ＋ｋビットの画像信号をＮビットの画像信号に変換する画像処理方法を示したが、第６の実施形態に係る画像処理方法は、図３８に示す方法に限られない。例えば、第６の実施形態に係る表示装置は、図３８に示すステップＳ６１２の処理を行わず、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮ＋ｋビットの表示部に表示させることもできる。上記の変形例に係る画像処理方法を用いたとしても、第６の実施形態に係る表示装置は、図３８に示す画像処理方法を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０３６１】
（第７の実施形態）
上記では、第６の実施形態に係る画像処理部の変形例として図３６のように非線形階調変換処理を入力画像信号Ｄｉに対して行う構成を示し、図３７に示すように処理の順番が処理結果に影響を与える場合があることを示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、非線形階調変換処理を入力画像信号Ｄｉに対して行う構成であっても、グラデーション領域を滑らかに補正することができる。そこで、次に、本発明の第７の実施形態に係る表示装置について説明する。
【０３６２】
図３９は、本発明の第７の実施形態に係る表示装置７０００を示す説明図である。図３９を参照すると、表示装置７０００は、画像処理部７００と表示部５９０とを備える。画像処理部７００は、基本的に図３６に示す第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０と同様の構成を有するが、制御部１０２に入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を判定する点が、第６の実施形態の変形例に係る画像処理部６５０と異なる。また、表示部５９０は、図３０に示す第５の実施形態に係る表示部５９０と同様に、Ｎビットの階調性能を有する。
【０３６３】
ここで、画像処理部７００における各信号の一例を示す。図４０は、本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部７００における各信号の一例を示す説明図であり、図３５と同様にグラデーション領域を示している。また、図４０（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図４０（ｂ）は非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇを示している。同様に、図４０（ｃ）〜図４０（ｆ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、階調数が拡張された画像信号Ｄｅをそれぞれ示している。なお、図４０はグラデーション領域を示しているため、図４０ではエッジ検出信号を省略している。
【０３６４】
入力画像信号Ｄｉとして、図３５（ａ）と同様に、１階調ずつ階段状に変化するグラデーション領域を例に挙げる（図４０（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図４０（ａ）に示す入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理が行われるので、画像信号Ｄｇには部分的に階調の差が広がる箇所が出てくる（図４０（ｂ））。
【０３６５】
制御部１０２には、入力画像信号Ｄｉが入力され、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域の判定を行う。したがって、図３５（ｂ）と同様に周波数成分検出値Ｄｆの値は小さくて検出される頻度も低く（図４０（ｃ））、また、図３５（ｃ）と同様に平均検出値Ｄａｖｅの値は、閾値ＴＨよりも小さな値となる（図４０（ｄ））。また、図４０（ｄ）に示す平均検出値Ｄａｖｅが閾値ＴＨより小さいため、制御信号Ｄｃは、グラデーション領域を表す「１」を示す（図４０（ｅ））。
【０３６６】
階調数拡張部１０４は、図４０（ｅ）に示す制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」であるため、非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの精度を有する第２出力信号（平滑化画像信号Ｄｓ）を選択して出力画像信号Ｄｅとして出力する（図４０（ｆ））。
【０３６７】
したがって、画像処理部７００は、図４０（ｆ）に示すように、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかにすることができる。
【０３６８】
以上のように、本発明の第７の実施形態に係る表示装置７０００は、画像処理部７００とＮビットの階調性能を有する表示部５９０とを備える。画像処理部７００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して非線形階調変換処理を行い、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて生成された制御信号Ｄｃに応じて、非線形階調変換処理後の画像信号ＤｇをＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに変換する。さらに、画像処理部７００は、Ｎ＋ｋビットの画像信号Ｄｅに対して擬似階調処理を用いることによりＮビットのＤｏに変換する。ここで、画像処理部７００は、第６の実施形態に係る非線形階調変換部６０２と、第１の実施形態に係る制御部１０２および階調数拡張部１０４と同様の構成を有する制御部１０２および階調数拡張部１０４とを備え、入力画像信号Ｄｉに基づく制御信号Ｄｃに応じて非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇ（第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇが平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を、選択的に画像信号Ｄｅとして出力する。したがって、表示装置７０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換することができる。
【０３６９】
さらに、表示装置７０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、画像処理部７００が擬似階調処理部５０２を備え、ディザ処理などの擬似階調処理を用いて、階調数拡張部１０４から出力されるＮ＋ｋビットの画像信号ＤｅをＮビットの出力画像信号Ｄｏに変換することにより、グラデーション領域の階調性能を向上させる。したがって、表示装置７０００は、第５の実施形態に係る表示装置５０００と同様に、表示部５９０の階調性能がＮビットであったとしても、グラデーション領域の階調性能を向上させた画像を表示することができる。
【０３７０】
[表示装置７０００の変形例]
第７の実施形態に係る表示装置は、上述した第６の実施形態に係る表示装置の変形例と同様に、Ｎ＋ｋビットの階調性能を有する表示部を備え、画像処理部が擬似階調処理部を備えない構成とすることもできる。かかる構成であっても、第７の実施形態の変形例に係る表示装置は、図３９に示す表示装置７０００と同様の効果を奏することができる。
【０３７１】
また、第７の実施形態に係る表示装置は、上述した第１の実施形態に係る表示装置の変形例と同様の変形例をとることができる。
【０３７２】
（第７の実施形態に係る画像処理装置）
上記では、第７の実施形態に係る表示装置について説明したが、上述した第７の実施形態に係る表示装置（変形例も含む）が備える画像処理部は、表示部とは別体の独立の装置、すなわち、画像処理装置として実現することもできる。
【０３７３】
（第７の実施形態に係るプログラム）
[表示装置に係るプログラム]
本発明の第７の実施形態に係る表示装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３７４】
[画像処理装置に係るプログラム]
本発明の第７の実施形態に係る画像処理装置ををコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなくグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３７５】
（第７の実施形態に係る画像処理方法）
次に、本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法について説明する。図４１は、本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、図４１に示す画像処理方法を表示装置７０００が行うとして説明するが、本発明の第７の実施形態に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３７６】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉから所定の周波数成分を画素ごとに検出する（Ｓ７００）。
【０３７７】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０２と同様に、ステップＳ７００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）に基づいて、エッジを検出する（Ｓ７０２）。
【０３７８】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０４と同様に、ステップＳ７００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化する（Ｓ７０４）。なお、図４１では、ステップＳ７０２の処理の後にステップＳ７０４の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ７０２の処理とステップＳ７０４の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置７０００は、例えば、ステップＳ７０４の処理の後にステップＳ７０２の処理を行うことができ、また、ステップＳ７０２の処理とステップＳ７０４の処理とを同期して行うこともできる。
【０３７９】
表示装置７０００は、図１９に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ７０２の検出結果に基づくエッジ検出信号（エッジ検出信号Ｄｅｄｇｅ）と、ステップＳ７０４において平滑化された検出値（平均検出値Ｄａｖｅ）に基づいて制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ７０６）。
【０３８０】
表示装置７０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して、図３８に示すステップＳ６１０と同様に、非線形階調変換処理を行う（Ｓ７０８）。なお、図４１では、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理の後にステップＳ７０８の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理とステップＳ７０８の処理とはそれぞれ独立に行うことができる。したがって、表示装置７０００は、例えば、ステップＳ７０８の処理の後にステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理を行うことができ、また、ステップＳ７００〜Ｓ７０６の処理とステップＳ７０８の処理とを同期して行うこともできる。
【０３８１】
表示装置７０００は、ステップ７０８において非線形階調変換処理が行われた非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ）と、ステップＳ７０６において生成された制御信号Ｄｃとに基づいて、非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ。第１出力画像信号）、または非線形階調変換処理後の画像信号（画像信号Ｄｇ）が平滑化されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を選択的に出力する（Ｓ７１０）。
【０３８２】
表示装置７０００は、ステップＳ７１０において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、図３２に示すステップＳ４１０と同様に擬似階調処理を行い、Ｎビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）に変換する（Ｓ７１２）。
【０３８３】
図４１に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置７０００は、入力される画像信号に基づいてグラデーション領域を判定し、誤検出することなく非線形階調変換しながらグラデーション領域を滑らかに補正して入力される画像信号よりも階調数の多い画像信号に変換し、さらに擬似階調処理を行うことにより階調性能を向上させることができる。
【０３８４】
[第７の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図４１では、ステップＳ７１２において、擬似階調処理によりＮ＋ｋビットの画像信号をＮビットの画像信号に変換する画像処理方法を示したが、第７の実施形態に係る画像処理方法は、図４１に示す方法に限られない。例えば、第７の実施形態に係る表示装置は、図４１に示すステップＳ７１２の処理を行わず、Ｎ＋ｋビットの画像信号をＮ＋ｋビットの表示部に表示させることもできる。上記の変形例に係る画像処理方法を用いたとしても、第５の実施形態に係る表示装置は、図４１に示す画像処理方法を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０３８５】
以上、第１〜第７の実施形態として表示装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、有機ＥＬディスプレイや、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの自発光型の表示装置や、ＬＣＤなどのバックライト型の表示装置、テレビジョン（Television）放送を受信する受信装置に適用することができる。また、本発明の実施形態は、ＰＣ（Personal Computer）、サーバ（Server）などのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置などに適用することができる。
【０３８６】
また、第１〜第７の実施形態に係る画像処理装置は、有機ＥＬディスプレイやＬＣＤなどの表示装置や、ＰＣなどのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置などに適用することができる。
【０３８７】
また、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０３８８】
例えば、第５〜第７の実施形態に係る表示装置では、入力される画像信号としてモノクロ画像の処理、あるいはカラー画像の複数チャンネルのうちの１チャンネル分の処理を行う構成を示したが、本発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置は、第３、第４の実施形態と、第５〜第７の実施形態それぞれとを組み合わせることによって、カラー画像の複数チャンネルを処理することもできる。
【０３８９】
上述した構成は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、当然に、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０３９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る周波数成分検出部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るバンドパス・フィルタの周波数特性の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る検出値平滑部における平滑化の一例を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部においてエッジを検出する意義を説明するための説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る階調数拡張部を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す第１の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す第２の説明図である。
【図１１】画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第１の例を示す説明図である。
【図１２】画像処理部が検出値平滑部を備えない場合における信号の第２の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る周波数成分検出部を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る周波数成分検出部を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る制御信号生成部における閾値処理を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る階調数拡張部を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る表示装置を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図２７】本発明の第４の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第４の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３０】本発明の第５の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第５の実施形態に係る擬似階調処理部における擬似階調処理の一例を説明するための説明図である。
【図３２】本発明の第５の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３３】本発明の第６の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態に係る非線形階調変換部における非線形階調変換処理を説明するための説明図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図３６】本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図３７】本発明の第６の実施形態の変形例に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３９】本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部を示すブロック図である。
【図４０】本発明の第７の実施形態の変形例に係る画像処理部における各信号の一例を示す説明図である。
【図４１】本発明の第７の実施形態に係る画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０３９１】
１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、６５０、７００ 画像処理部
１０２、２０２、３０２、４０２ 制御部
１０４、３０４ 階調数拡張部
１０６ 周波数成分検出部
１０８ 検出値平滑部
１１０、２０６ エッジ検出部
１１２ 制御信号生成部
１１８ 画像平滑部
１２０ 選択部
１２４、３０６、４０４ 最大値選択部
１２６ 加算部
１２８ 混合部
１９０、５９０ 表示部
２０４ エッジ成分検出部
５０２ 擬似階調処理部
６０２ 非線形階調変換部
１０００、１５００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００ 表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項２】
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第１の擬似階調処理部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号を信号レベルに応じて非線形に補正する第１の非線形階調変換部と、
前記非線形階調変換部から出力される補正された第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第２の擬似階調処理部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
Ｎビットの前記入力画像信号を、信号レベルに応じて非線形に補正する第２の非線形階調変換部をさらに備え、
前記階調数拡張部には、前記第２の非線形階調変換部から出力される補正された入力画像信号が入力されることを特徴とする、請求項１〜３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記制御信号生成部は、前記エッジ検出信号がエッジを示す場合には、グラデーション領域以外を示す制御信号を生成することを特徴とする、請求項１〜４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記周波数成分検出部は、
相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、
前記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、前記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、
前記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記周波数成分検出部は、
相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、
前記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、前記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、
前記係数乗算部から出力される信号を画素ごとに加算して出力する加算部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記階調数拡張部は、
前記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、
前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記制御信号がグラデーション領域を示す場合には前記第２出力画像信号を出力し、前記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、前記入力画像信号をｋビットシフトさせて前記第１出力画像信号を出力する選択部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記制御信号生成部は、前記エッジ検出信号、前記検出値平滑部が平滑化した検出信号、および複数の閾値を用いて、対応する画素それぞれにおける前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、
前記階調数拡張部は、
前記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、
前記画素ごとに混合比率が規定された前記制御信号に基づいて、対応する各画素における前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との比率が前記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、前記第１出力画像信号および前記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記入力画像信号からエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、
前記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１２】
Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、
前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する最大値選択部と、
前記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、
前記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１３】
Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、
前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する第１最大値選択部と、
前記第１最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、
前記入力画像信号それぞれからエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、
前記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素におけるエッジ成分を示す信号が最大となる信号を選択する第２最大値選択部と、
前記第２最大値選択部が選択した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１４】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップと、
前記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と前記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、
前記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップと、
を有することを特徴とする、画像処理方法。
【請求項１５】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップ、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップ、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップ、
前記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と前記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、
前記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップ、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、
前記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（Ｎ、ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部と、
を備え、
前記画像信号補正部は、
入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項１７】
入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、
前記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎビット（Ｎは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部と、
を備え、
前記画像信号補正部は、
入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部と、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項１】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項２】
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第１の擬似階調処理部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号を信号レベルに応じて非線形に補正する第１の非線形階調変換部と、
前記非線形階調変換部から出力される補正された第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する第２の擬似階調処理部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
Ｎビットの前記入力画像信号を、信号レベルに応じて非線形に補正する第２の非線形階調変換部をさらに備え、
前記階調数拡張部には、前記第２の非線形階調変換部から出力される補正された入力画像信号が入力されることを特徴とする、請求項１〜３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記制御信号生成部は、前記エッジ検出信号がエッジを示す場合には、グラデーション領域以外を示す制御信号を生成することを特徴とする、請求項１〜４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記周波数成分検出部は、所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する一つのバンドパス・フィルタを備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記周波数成分検出部は、
相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、
前記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、前記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、
前記係数乗算部から出力される信号に基づいて、画素ごとに最大の信号を選択して出力する最大値選択部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記周波数成分検出部は、
相異なる所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する複数のバンドパス・フィルタと、
前記複数のバンドパス・フィルタそれぞれから出力される信号に対して、前記信号が出力されたバンドパス・フィルタに応じた係数を乗算する係数乗算部と、
前記係数乗算部から出力される信号を画素ごとに加算して出力する加算部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜５に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記階調数拡張部は、
前記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を画素ごとに出力する画像平滑部と、
前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記制御信号がグラデーション領域を示す場合には前記第２出力画像信号を出力し、前記制御信号がグラデーション領域以外を示す場合には、前記入力画像信号をｋビットシフトさせて前記第１出力画像信号を出力する選択部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記制御信号生成部は、前記エッジ検出信号、前記検出値平滑部が平滑化した検出信号、および複数の閾値を用いて、対応する画素それぞれにおける前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との混合比率を規定する制御信号を出力し、
前記階調数拡張部は、
前記入力画像信号を平滑化して第２出力画像信号を出力する画像平滑部と、
前記画素ごとに混合比率が規定された前記制御信号に基づいて、対応する各画素における前記第１出力画像信号と前記第２出力画像信号との比率が前記制御信号が規定する混合比率と同一となるように、前記第１出力画像信号および前記第２出力画像信号を画素ごとに混合して出力する混合部と、
を備えることを特徴とする、請求項１〜８に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記入力画像信号からエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、
前記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１２】
Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、
前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する最大値選択部と、
前記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、
前記最大値選択部が選択した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１３】
Ｎビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号が複数入力される画像信号処理装置であって、
前記入力画像信号それぞれから所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素における検出信号が最大となる検出信号を選択する第１最大値選択部と、
前記第１最大値選択部が選択した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号それぞれを平滑化する検出値平滑部と、
前記入力画像信号それぞれからエッジ成分を示す信号を画素ごとに検出するエッジ成分検出部と、
前記エッジ成分検出部が検出した信号に基づいて、複数の入力画像信号それぞれが対応する各画素におけるエッジ成分を示す信号が最大となる信号を選択する第２最大値選択部と、
前記第２最大値選択部が選択した信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が複数入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、入力された複数の前記入力画像信号それぞれに対して前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項１４】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップと、
前記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と前記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップと、
前記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップと、
を有することを特徴とする、画像処理方法。
【請求項１５】
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出するステップ、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化するステップ、
前記検出するステップにおいて検出された検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するステップ、
前記平滑化するステップにおいて平滑化された検出信号と前記エッジを検出するステップの検出結果に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成するステップ、
前記生成するステップにおいて生成された制御信号に基づいて、Ｎビットの前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビット（ｋは正の整数）の第１出力画像信号、あるいはＮビットの前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力するステップ、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、
前記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎ＋ｋビット（Ｎ、ｋは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部と、
を備え、
前記画像信号補正部は、
入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項１７】
入力された画像信号を補正する画像信号補正部と、
前記画像信号補正部が補正した画像信号に基づいて、Ｎビット（Ｎは正の整数）の画像信号が示す画像を表示可能な画像表示部と、
を備え、
前記画像信号補正部は、
入力されたＮビットの入力画像信号から所定の周波数帯域の信号を画素ごとに検出する周波数成分検出部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて各画素に対応する検出信号をそれぞれ平滑化する検出値平滑部と、
前記周波数成分検出部が検出した検出信号に基づいて画素ごとにエッジを検出するエッジ検出部と、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号と前記エッジ検出部から出力されるエッジ検出信号とに基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
Ｎビットの前記入力画像信号が入力され、前記画素ごとに生成された制御信号に基づいて、前記入力画像信号の階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第１出力画像信号、あるいは前記入力画像信号が平滑化されて階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの第２出力画像信号を画素ごとに出力する階調数拡張部と、
前記階調数拡張部から出力される第１出力画像信号または第２出力画像信号の階調数を、擬似的な中間階調を用いてＮビットの画像信号に変換する擬似階調処理部と、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２００９−１５７５１３（Ｐ２００９−１５７５１３Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３３０９５（Ｐ２００７−３３３０９５）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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