【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平滑領域検出部と、制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、平滑領域の領域端と平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、制御信号に基づいてＮビットの入力画像信号を平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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】
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は、ローパス・フィルタ（Low-Pass Filter）を用いて平滑化を行う。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を用いる画像処理装置では、平滑化を行うフィルタのタップ長については、何らの考慮もなされていない。よって、従来の技術を用いる画像処理装置では、例えば、以下の〔ｉ〕や〔ｉｉ〕などの問題が生じる可能性が高い。
【００１０】
〔ｉ〕エッジを示す領域に対しても平滑化を行う問題
従来の技術を用いる画像処理装置では、グラデーションを示す領域と判定された領域のみならず、その他の領域であるエッジを示す領域に対しても平滑化を行う恐れがある。ここで、エッジを示す領域を平滑化した場合には、例えば、鮮鋭度の低下などの画質劣化が生じてしまう。
【００１１】
〔ｉｉ〕グラデーションを示す領域全体に対して平滑化が行われない問題
また、上記〔ｉ〕の問題の発生を回避するために、例えば、グラデーションを示す領域と判定された領域より小さな領域に対して平滑化を行った場合には、グラデーションを示す領域と判定された領域全体に対して平滑化が実行されない。上記の場合には、グラデーションを示す領域と判定された領域内に、平滑化されない領域が生じるため、画質が低下する。
【００１２】
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は、高画質化を図ることができない。
【００１３】
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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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】
【００１４】
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平滑領域検出部と、上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、上記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、上記画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号を上記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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。
【００１５】
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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【００１６】
また、上記平滑領域検出部は、入力された上記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、上記検出値平滑部が平滑化した検出信号に基づいて、上記制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部とを備えてもよい。
【００１７】
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することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【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。
【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、上記平滑領域検出部は、入力された上記入力画像信号に基づいて、画素間の差分値を検出する画素間差分値検出部と、上記画素間差分値検出部が検出した上記差分値に基づいて平滑化を行う平滑領域を判定し、判定結果に応じた上記制御信号を画素ごとに生成する平滑領域判定部とを備えてもよい。
【００２５】
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することができる。
【００２６】
また、上記階調数拡張部から出力される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。
【００２７】
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。
【００２８】
また、上記階調数拡張部から出力される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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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の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、上記検出値平滑部が平滑化した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画素ごとに生成する制御信号生成部と、上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、上記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、上記画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号それぞれを上記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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、入力される複数の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それぞれを平滑化し、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、複数の上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号ごとに画素間の差分値を検出する画素間差分値検出部と、上記画素間差分値検出部が検出した上記差分値に基づいて平滑領域を上記入力画像信号ごとに判定し、上記入力画像信号それぞれに対する判定結果を示す判定信号を画素ごとに生成する平滑領域判定部と、上記入力画像信号それぞれに対応する画素ごとの上記判定信号が入力され、上記判定信号の論理積がグラデーション領域を示す場合にはグラデーション領域を示す制御信号を画素ごとに出力する制御信号出力部と、上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、上記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、上記画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号それぞれを上記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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。
【００３５】
かかる構成により、入力される複数の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それぞれを平滑化し、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４の観点によれば、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタを画素ごとに備える画像処理装置に用いることが可能な画像処理方法であって、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する第１生成ステップと、上記第１生成ステップにおいて生成された上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、上記平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成する第２生成ステップと、上記第２生成ステップにおいて生成された上記調整信号に基づいて上記平滑フィルタのタップ長を調整し、上記第１生成ステップにおいて画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号を上記平滑フィルタで選択的に平滑化して階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【００３８】
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、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタを画素ごとに備える画像処理装置に用いることが可能なプログラムであって、入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する第１生成ステップ、上記第１生成ステップにおいて生成された上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、上記平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成する第２生成ステップ、上記第２生成ステップにおいて生成された上記調整信号に基づいて上記平滑フィルタのタップ長を調整し、上記第１生成ステップにおいて画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号を上記平滑フィルタで選択的に平滑化して階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【００４０】
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平滑領域検出部と、上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、上記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、上記画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号を上記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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平滑領域検出部と、上記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と上記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、上記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、上記画素ごとに生成された上記制御信号に基づいてＮビットの上記入力画像信号を上記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【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〕〜〔１−３〕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〕平滑化を行う平滑フィルタのタップ長の調整
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平滑化を行う平滑領域を特定する。より具体的には、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された領域を平滑領域とする。そして、本発明の実施形態に係る表示装置は、特定された平滑領域の領域端と当該平滑領域に含まれる画素の位置とに基づいて、平滑フィルタのタップ長を画素ごとに調整する。ここで、タップ長の調整は、特定された平滑領域全体が平滑化されるように行われる。
【００５２】
〔１−３〕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。
【００５３】
（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、平滑化を行わず、Ｎビットの入力画像信号の下位にｋビットの固定値を付加したＮ＋ｋビットの出力画像信号を出力する。
【００５４】
（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をＮ＋ｋビットの精度で行うことによって、平滑化されたＮ＋ｋビットの出力画像信号を出力する。ここで、上記平滑化は、上記〔１−２〕においてタップ長が調整された平滑フィルタを用いて行われる。
【００５５】
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画素ごとに上記（Ａ）または（Ｂ）の処理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。
【００５６】
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。
【００５７】
さらに、本発明の実施形態に係る表示装置は、平滑フィルタのタップ長を調整することによってグラデーション領域と判定された領域全体を平滑化することができる。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置では、グラデーション領域と判定された領域において平滑化されない領域が生じることによる画質の低下は生じない。
【００５８】
〔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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
（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。
【００６３】
[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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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平滑領域検出部１０２と、平滑領域検出部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整するための調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力するタップ長調整部１０４と、平滑領域検出部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉを選択的に平滑化し、階調数の拡張を行う階調数拡張部１０６とを備える。ここで、階調数拡張部１０６は、平滑フィルタを備えることによって平滑化を行い、当該平滑フィルタのタップ長は、タップ長調整部１０４から出力される調整信号Ｄｔｐに基づいて調整される。画像処理部１００の詳細については後述する。
【００６８】
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。
【００６９】
〔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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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を選択的に平滑化して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を行う。
【００７７】
[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、平滑領域検出部１０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６とを備える。また、平滑領域検出部１０２は、周波数成分検出部１０８と、検出値平滑部１１０と、制御信号生成部１１２とを備える。
【００７８】
〔平滑領域検出部１０２〕
周波数成分検出部１０８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。
【００７９】
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１０８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１０８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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１１０は、周波数成分検出部１０８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。
【００８３】
検出値平滑部１１０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１１０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１１０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。
【００８４】
また、検出値平滑部１１０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。
【００８５】
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。制御信号生成部１１２は、検出値平滑部１１０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。
【００８６】
〔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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
図６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６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。
【００９１】
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。
【００９２】
平滑領域検出部１０２は、上記のような周波数成分検出部１０８、検出値平滑部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Ｄｉ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。
【００９３】
〔タップ長調整部１０４〕
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。タップ長調整部１０４は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、平滑領域検出部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、グラデーション領域、すなわち、平滑化を行う平滑領域を特定する。ここで、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃの値の変化に基づいて平滑領域を特定することができる。例えば、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外を示す「０」からグラデーション領域を示す「１」へと変化したときの位置を平滑化開始位置（平滑化領域端）と判定し、また、制御信号Ｄｃが「１」から「０」へと変化したときの位置を平滑化終了位置（平滑化領域端）と判定する。
【００９４】
そして、タップ長調整部１０４は、特定された平滑領域の領域端と当該平滑領域内の画素の位置とに基づいて、平滑領域内全体が平滑化されるように画素ごとにタップ長を決定し、決定されたタップ長に対応する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。ここで、タップ長調整部１０４は、例えば、タップ長を規定する調整信号Ｄｔｐを生成して出力してもよいし、タップ長の調整量を規定する調整信号Ｄｔｐを生成して出力することもできるが、上記に限られない。
【００９５】
ここで、画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備える意義について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備える意義を説明するための第１の説明図である。図７（ａ）は、入力画像信号Ｄｉの一例を示しており、また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す入力画像信号Ｄｉに基づいて生成される制御信号Ｄｃを示している。
【００９６】
図７（ａ）に示すように、２つのエッジ領域の間にグラデーション領域がある画像を示す入力画像信号Ｄｉが画像処理部１００に入力された場合、制御信号生成部１１２は、図７（ｂ）に示すように、グラデーション領域に対しては「１」を示す制御信号Ｄｃを出力し、エッジ領域に対しては「０」を示す制御信号Ｄｃを出力する。したがって、図７の例では、「１」を示す制御信号Ｄｃが出力されるｐ〜ｑの領域が平滑化を行う平滑領域であり、ｐ〜ｑまで平滑化が行われることによって、偽輪郭の発生を有効に防止することができる。ここで、例えば、ｐを平滑化を開始する平滑化開始位置（平滑化領域端）とすると、ｑは平滑化が終了される平滑化終了位置（平滑化領域端）とおくことができる。
【００９７】
しかしながら、画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備えずにタップ長が固定の平滑フィルタで平滑化を行った場合には、例えば、以下の〔ａ−１〕、〔ａ−２〕に示す問題が生じる。以下、図８を参照して、タップ長が固定の平滑フィルタで平滑化を行った場合の問題について説明する。
【００９８】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備えない場合における問題を説明するための説明図である。図８（ａ）は図７（ａ）に示すグラデーション領域内に存在する画素Ａ〜画素Ｉと、エッジ領域の画素１、画素２を示している。また、図８（ｂ）は画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備えない場合における第１の問題を説明するための説明図であり、図８（ｃ）は、第２の問題を説明するための説明図である。ここで、図８（ａ）〜図８（ｃ）において示すｐは、図７に示す平滑化開始位置ｐを示しており、また、ｑは、図７に示す平滑化終了位置ｑを示している。
【００９９】
〔ａ−１〕第１の問題（図８（ｂ））
平滑化開始位置ｐ〜平滑化終了位置ｑ内（すなわち平滑領域内）に含まれる画素を平滑化する平滑フィルタとしてＴＡＰ１１〜ＴＡＰ１３を例に挙げる。ＴＡＰ１１は、平滑領域内の画素で平滑化開始位置ｐの位置の画素Ａに対応する平滑フィルタである。ここで、ＴＡＰ１１は、例えば、画素Ａを中心としたタップ内の各画素に対応する画素データ（入力画像信号Ｄｉ）の平均値を画素Ａに対応する画素データに変換することによって平滑化を行うが、上記に限られない。また、ＴＡＰ１３は、平滑領域内の画素で平滑化終了位置ｑの位置の画素Ｉに対応する平滑フィルタであり、ＴＡＰ１２は、平滑領域内の中心付近に位置する画素Ｅに対応する平滑フィルタである。
【０１００】
ＴＡＰ１１〜ＴＡＰ１３のタップ長が固定である場合には、図８（ｂ）に示すようにＴＡＰ１１およびＴＡＰ１３が例えばエッジ領域の画素に対応する画素データを用いて算出された平均値を、画素Ａ、画素Ｉの画素データとしてしまう。
【０１０１】
上記の場合には、グラデーション領域の平滑化に際してエッジ領域に相当する信号の影響が大きくでるため、例えば、偽輪郭の発生を有効に防止することができない、あるいは、グラデーション領域の平滑化に破綻が生じることによって画質が低下するなどの問題が生じる恐れがある。したがって、図８（ｂ）に示す状態での平滑化は望ましくない。
【０１０２】
〔ａ−２〕第２の問題（図８（ｃ））
上記第１の問題の発生を防止するための解決案としては、例えば、ＴＡＰ１１、ＴＡＰ１３など、エッジ領域の画素に対応する画素データを用いるＴＡＰを使用しないことが挙げられる。上記の場合には、例えば図８（ｃ）に示すように、エッジ領域の画素に対応する画素データを用いないＴＡＰ１４〜ＴＡＰ１５が平滑化に用いられることとなる。しかしながら、上記の場合にはＴＡＰ１４〜ＴＡＰ１５に対応する画素Ｃ〜画素Ｇの位置、すなわち平滑領域内のｐ’〜ｑ’までしか平滑化が行われない。したがって、上記の場合には、平滑領域全体、すなわち、平滑化を行うグラデーション領域全体を平滑化することができない。
【０１０３】
したがって、グラデーション領域に平滑化されない領域が生じるため、画質が低下してしまい、図８（ｃ）に示す状態での平滑化もまた望ましくない。
【０１０４】
〔ｂ〕本発明の実施形態に係る解決手段
そこで、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００は、平滑フィルタのタップ長を調整することによって、上記第１の問題および第２の問題の発生を防止する。以下、図９を参照して、画像処理部１００における上記第１の問題および第２の問題の発生の防止方法を説明する。
【０１０５】
図９は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備える意義を説明するための第２の説明図である。ここで、図９（ａ）〜図９（ｄ）において示すｐは、図７に示す平滑化開始位置ｐを示しており、また、ｑは、図７に示す平滑化終了位置ｑを示している。
【０１０６】
〔ｂ−１〕平滑フィルタのタップ長調整前の第１の状態（図９（ａ））
平滑領域内に含まれる画素を平滑化する平滑フィルタとしてＴＡＰ１〜ＴＡＰ３を例に挙げる。ここで、ＴＡＰ１は、平滑領域内の画素で平滑化開始位置ｐに位置する画素Ａに対応する平滑フィルタであり、ＴＡＰ３は、平滑領域内の画素で平滑化終了位置ｑに位置する画素Ｉに対応する平滑フィルタである。またＴＡＰ２は、平滑領域内の中心付近の画素Ｅに対応する平滑フィルタである。
【０１０７】
図９（ａ）は、平滑フィルタのタップ長調整前の状態を示しており、図８（ａ）と同様の状態である。したがって、図９（ａ）の状態のまま平滑化を行った場合には、上記第１の問題が発生する。
【０１０８】
〔ｂ−２〕平滑フィルタのタップ長調整後の第１の状態（図９（ｂ））
図９（ｂ）は、平滑フィルタのタップ長調整後の第１の状態を示している。図９（ｂ）に示すように、画像処理部１００は、平滑化開始位置ｐに位置する画素Ａに対応するＴＡＰ１について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないようにタップ長を調整する（図９（ｂ）のＴＡＰ１’）。また、画像処理部１００は、平滑化終了位置ｑに位置する画素Ｉに対応するＴＡＰ３について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないようにタップ長を調整する（図９（ｂ）のＴＡＰ３’）。上記の場合、ＴＡＰ１’およびＴＡＰ３’のタップ長は１となり、実は画素Ａおよび画素Ｉは平滑化されない。
【０１０９】
〔ｂ−３〕平滑フィルタのタップ長調整前の第２の状態（図９（ｃ））
平滑領域内に含まれる画素を平滑化する平滑フィルタとしてＴＡＰ４、ＴＡＰ５を例に挙げる。ここで、ＴＡＰ４は、平滑領域内の画素で平滑化開始位置ｐ付近に位置する画素Ｂに対応する平滑フィルタであり、ＴＡＰ５は、平滑領域内の画素で平滑化終了位置ｑ付近に位置する画素Ｈに対応する平滑フィルタである。
【０１１０】
図９（ｃ）は、平滑フィルタのタップ長調整前の状態を示しており、図８（ａ）と同様に、タップ内にエッジ領域の画素が含まれる状態である。したがって、図９（ｃ）の状態のまま平滑化を行った場合には、上記第１の問題が発生する。
【０１１１】
〔ｂ−４〕平滑フィルタのタップ長調整後の第２の状態（図９（ｄ））
図９（ｄ）は、平滑フィルタのタップ長調整後の第２の状態を示している。図９（ｄ）に示すように、画像処理部１００は、平滑化開始位置ｐ付近に位置する画素Ｂに対応するＴＡＰ４について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないようにタップ長を調整する（図９（ｄ）のＴＡＰ４’）。また、画像処理部１００は、平滑化終了位置ｑ付近に位置する画素Ｈに対応するＴＡＰ５について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないようにタップ長を調整する（図９（ｄ）のＴＡＰ５’）。
【０１１２】
上記のように平滑化開始位置ｐ〜平滑化終了位置ｑ内の各画素について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないように平滑領域内の平滑フィルタのタップ長を調整することによって、画像処理部１００は、平滑領域内全体、すなわち、判定されたグラデーション領域全体に対して平滑化を行うことができる。さらに、エッジ領域の画素に対応する画素データを平滑化に用いないので、画像処理部１００は、エッジ領域の影響を受けずに平滑化を行うことができる。したがって、第１の実施形態に係る表示装置１０００では、上記第１の問題および第２の問題は生じないため、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、平滑化による画質の低下も生じない。
【０１１３】
したがって、画像処理部１００がタップ長調整部１０４を備える意義は、平滑フィルタのタップ長を調整することによって、例えば上記第１の問題および第２の問題を生じさせないことにある。
【０１１４】
〔タップ長調整の他の例〕
なお、図９（ｂ）や図９（ｄ）では、ＴＡＰ１’、ＴＡＰ３’、ＴＡＰ４’、ＴＡＰ５’に示すように、タップ長調整部１０４が平滑フィルタの中心（例えば、平滑化を行う画素の位置）から対称となるようにタップ長を調整する例を示したが、上記に限られない。
【０１１５】
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理部１００のタップ長調整部１０４におけるタップ長調整の他の一例を示す説明図である。ここで、図１０（ａ）は、図９（ａ）と同様に平滑フィルタ（ＴＡＰ１〜ＴＡＰ３）のタップ長調整前の状態を示しており、また、図１０（ｂ）は、平滑フィルタのタップ長調整後の状態を示している。
【０１１６】
図１０（ｂ）に示すように、タップ長調整部１０４は、平滑化開始位置ｐに位置する画素Ａに対応するＴＡＰ１について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないように、平滑フィルタの中心から非対称にタップ長を調整する（図１０（ｂ）のＴＡＰ１’’）。同様に、タップ長調整部１０４は、平滑化開始位置ｑに位置する画素Ｉに対応するＴＡＰ３について、タップ内にエッジ領域の画素が含まれないように、平滑フィルタの中心から非対称にタップ長を調整する（図１０（ｂ）のＴＡＰ３’’）。
【０１１７】
上記のように、タップ長調整部１０４が平滑フィルタの中心から非対称にタップ長を調整することによって、平滑化に用いる画素データ数を増やすことができる。ここで、タップ長調整部１０４は、例えば、平滑フィルタ内の画素データの平均値を算出することによって平滑化を行う。したがって、タップ長調整部１０４は、平滑領域内、すなわち、判定されたグラデーション領域内の平滑化の精度を高めることができる。
【０１１８】
また、タップ長調整部１０４は、タップ長を対称／非対称に調整することに限られず、さらに、タップ長の調整量に応じて各平滑フィルタのフィルタ係数を変化させることもできる。フィルタ係数を変化させることによって、タップ長調整部１０４は、調整後のタップ長に応じた平滑化をさらに細かに行うことができる。
【０１１９】
ここで、タップ長調整部１０４は、例えば、タップ長の調整量と、タップ長の調整量とフィルタ係数とが対応付けられたルックアップテーブル（Look Up Table）とに基づいて、上記フィルタ係数を一意に決定することができる。また、タップ長の調整量とフィルタ係数とが対応付けられたルックアップテーブルは、例えば、タップ長調整部１０４が備える記憶手段に保持することができる。タップ長調整部１０４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、上記ルックアップテーブルは、例えば、表示装置１０００の記憶部（図示せず）に記憶され、タップ長調整部１０４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。
【０１２０】
〔階調数拡張部１０６〕
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。階調数拡張部１０６は、調整信号に応じてタップ長が可変する平滑フィルタを備え、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〔ａ〕、〔ｂ〕の処理を行うことによって、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。
【０１２１】
〔ａ〕制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」の場合
階調数拡張部１０６は、入力画像信号Ｄｉの平滑化演算をＮ＋ｋビットの精度で行い、平滑化されたＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。ここで、上記平滑化は、調整信号に応じてタップ長が調整された平滑フィルタを用いて行われる。
【０１２２】
〔ｂ〕制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域を示す「０」の場合
階調数拡張部１０６は、平滑化を行わず、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ビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。
【０１２３】
上記〔ａ〕、〔ｂ〕に示すように、階調数拡張部１０６は、制御信号Ｄｃがグラデーション領域を示す「１」である場合に平滑化を行い、また、制御信号Ｄｃがグラデーション領域以外の領域（すなわち、エッジ領域またはテクスチャ領域）を示す「０」である場合には平滑化を行わないことによって、入力画像信号Ｄｏを選択的に平滑化することができる。
【０１２４】
また、階調数拡張部１０６は、平滑フィルタとして、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（図示せず）を用いることができるが、上記に限られない。例えば、階調数拡張部１０６は、εフィルタ（ε-Filter）やバイラテラル・フィルタ（Bilateral Filter）などを平滑フィルタとして用いることもできる。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。
【０１２５】
階調数拡張部１０６は、上記構成によって、タップ長調整部１０４から出力される調整信号Ｄｔｐに応じて平滑フィルタのタップ長を調整し、また、平滑領域検出部１０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいてＮビットの入力画像信号Ｄｉに対する平滑化を選択的に行って、Ｎ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０１２６】
〔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、判定結果に基づいて選択的に平滑化を行ってＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを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。
【０１２７】
図１１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説明図である。ここで、図１１（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図１１（ｂ）は、ＢＰＦ出力Ｄｂｐｆを示している。同様に、図１１（ｃ）〜図１１（ｆ）は、周波数成分検出値Ｄｆ、平均検出値Ｄａｖｅ、制御信号Ｄｃ、出力画像信号Ｄｏをそれぞれ示している。
【０１２８】
〔Ａ〕グラデーション領域（図１１（１））
（Ａ−１）図１１（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。
【０１２９】
（Ａ−２）図１１（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。
【０１３０】
（Ａ−３）図１１（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の値は小さく、検出される頻度も低い。
【０１３１】
（Ａ−４）図１１（ｄ）
検出値平滑部１１０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。
【０１３２】
（Ａ−５）図１１（ｅ）
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１１（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。
【０１３３】
（Ａ−６）図１１（ｆ）
図１１（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、階調数拡張部１０６は、平滑化された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、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。
【０１３４】
図１１に示すように、グラデーション領域では、平滑化されたＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏ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。
【０１３５】
〔Ｂ〕テクスチャ領域（図１１（２））
（Ｂ−１）図１１（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。
【０１３６】
（Ｂ−２）図１１（ｂ）
図１１（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。
【０１３７】
（Ｂ−３）図１１（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１１（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。
【０１３８】
（Ｂ−４）図１１（ｄ）
検出値平滑部１１０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。
【０１３９】
（Ｂ−５）図１１（ｅ）
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１１（ｄ）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。
【０１４０】
（Ｂ−６）図１１（ｆ）
図１１（ｅ）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、階調数拡張部１０６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ビットに変換した出力画像信号Ｄｏを出力する。
【０１４１】
図１１に示すように、テクスチャ領域では、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ビットに変換した出力画像信号Ｄｏ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。
【０１４２】
〔Ｃ〕エッジ領域（図１１（３））
（Ｃ−１）図１１（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。
【０１４３】
（Ｃ−２）図１１（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。
【０１４４】
（Ｃ−３）図１１（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１１（１）のグラデーション領域、図１１（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。
【０１４５】
（Ｃ−４）図１１（ｄ）
検出値平滑部１１０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。
【０１４６】
（Ｃ−５）図１１（ｅ）
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。エッジ近傍の領域では図１１（ｄ）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１１（ｄ）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。
【０１４７】
（Ｃ−６）図１１（ｆ）
エッジ近傍の領域では、図１１（ｅ）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、階調数拡張部１０６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ビットに変換した出力画像信号Ｄｏを出力する。また、エッジ近傍から遠い領域では、図１１（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、階調数拡張部１０６は、平滑化されたＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。出力画像信号Ｄｏ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。
【０１４８】
図１１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。
【０１４９】
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１１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。
【０１５０】
〔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１１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。
【０１５１】
〔Ｉ〕閾値ＴＨが大きい場合
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１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。
【０１５２】
図１２（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１２（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。
【０１５３】
したがって、階調数拡張部１０６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平滑化されたＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。上記の場合には、テクスチャ領域に対しても平滑化された出力画像信号Ｄｏ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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
〔ＩＩ〕閾値ＴＨが小さい場合
図１３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１３（ａ）は周波数成分検出値Ｄｆを示し、図１３（ｂ）は制御信号Ｄｃを示している。
【０１５６】
図１３（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１３（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１１（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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
図１２、図１３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。
【０１５９】
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１１０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。
【０１６０】
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、平滑領域検出部１０２とタップ長調整部１０４と階調数拡張部１０６とを備える。平滑領域検出部１０２は、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、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。そして、階調数拡張部１０６は、調整信号Ｄｔｐに応じて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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て表示することができる。
【０１６１】
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信号Ｄｉを平滑化しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０１６２】
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。
【０１６３】
また、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、所定の平滑領域で検出値を平滑した結果に基づいて閾値処理を行う。したがって、表示装置１０００は、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。
【０１６４】
さらに、表示装置１０００は、グラデーション領域の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応する。）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置１０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置１０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０１６５】
[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１０８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。
【０１６６】
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示すブロック図である。なお、図１４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。
【０１６７】
図１４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１１８ａ、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１１８ｂ、および第２の絶対値変換部１１６ｂと、最大値選択部１２０とを備える。
【０１６８】
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。
【０１６９】
第１の係数乗算部１１８ａ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１１８ａ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１１８ａ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１１８ａが当該記憶部（図示せず）から適宜読み出すこともできる。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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１１８ｂ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１１８ｂが乗算に用いる係数Ｋ２の情報は、第１の係数乗算部１１８ａ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。
【０１７２】
最大値選択部１２０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。
【０１７３】
ここで、第１の変形例に係る周波数成分検出部が図１４の構成をとる意義について説明する。図１５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１５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。
【０１７４】
図１５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。
【０１７５】
図１５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。
【０１７６】
したがって、図１５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。
【０１７７】
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１０８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。
【０１７８】
〔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１４に示す構成に限られない。図１６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。
【０１７９】
図１６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１４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１４の最大値選択部１２０が加算部１２２に置き換わっている。
【０１８０】
加算部１２２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１５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。
【０１８１】
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１０８と異なるが、図１４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。
【０１８２】
〔第３の変形例〕
上記では、第１の実施形態、および第１、第２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３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。
【０１８３】
図１７は、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１５００を示すブロック図である。図１７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。
【０１８４】
画像処理部１５０は、水平平滑領域検出部１０２ｈと、タップ長調整部１０４ｈと、水平階調数拡張部１０６ｈと、垂直平滑領域検出部１０２ｖと、タップ長調整部１０４ｖと、垂直階調数拡張部１０６ｖとを備える。
【０１８５】
水平平滑領域検出部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、水平平滑領域検出部１０２ｈは、例えば、図２に示す平滑領域検出部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。
【０１８６】
タップ長調整部１０４ｈは、水平平滑領域検出部１０２ｈから出力される水平制御信号Ｄｈｃに基づいて、調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。ここで、タップ長調整部１０４ｈは、図１に示すタップ長調整部１０４と同様の構成をとることによって、調整信号Ｄｔｐを出力することができる。
【０１８７】
水平階調数拡張部１０６ｈは、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、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１０６ｈは、例えば、図１に示す階調数拡張部１０６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。
【０１８８】
垂直平滑領域検出部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、垂直平滑領域検出部１０２ｖは、例えば、図２に示す平滑領域検出部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。
【０１８９】
タップ長調整部１０４ｖは、水平平滑領域検出部１０２ｖから出力される水平制御信号Ｄｖｃに基づいて、調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。ここで、タップ長調整部１０４ｖは、図１に示すタップ長調整部１０４と同様の構成をとることによって、調整信号Ｄｔｐを出力することができる。
【０１９０】
垂直階調数拡張部１０６ｖは、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、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１０６ｖは、例えば、図１に示す階調数拡張部１０６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。
【０１９１】
図１７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３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。
【０１９２】
また、第３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。
【０１９３】
なお、上記では、第３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３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。
【０１９４】
また、第１の実施形態の第３の変形例に係る表示装置は、図１７に示すタップ長調整部１０４ｈとタップ長調整部１０４ｖとを一体の部で構成することもできる。
【０１９５】
（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。
【０１９６】
（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。
【０１９７】
[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。
【０１９８】
（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１８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１８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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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）を平滑化し（Ｓ１０２）、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（Ｓ１０４）。
【０２０１】
表示装置１０００は、ステップＳ１０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ１０６）。表示装置１０００は、例えば、タップ長を規定する信号、タップ長の調整量を規定する信号を調整信号Ｄｔｐとして生成することができるが、上記に限られない。
【０２０２】
表示装置１０００は、ステップＳ１０６において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ１０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）を出力する（Ｓ１０８）。
【０２０３】
図１８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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０２０４】
（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の平滑領域検出部１０２が周波数成分検出部１０８、検出値平滑部１１０、および制御信号生成部１１２を備えることによって、制御信号Ｄｃを出力する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置の画像処理部の構成は、上記に限られない。そこで、次に、第２の実施形態に係る表示装置として、制御信号Ｄｃの生成手段が第１の実施形態に係る画像処理部１００と異なる画像処理部を備える構成について説明する。
【０２０５】
図１９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１９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。
【０２０６】
画像処理部２００は、平滑領域検出部２０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６とを備え、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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
[画像処理部２００の構成例]
図２０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２０を参照すると、画像処理部２００は、平滑領域検出部２０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６とを備える。
【０２０９】
〔平滑領域検出部２０２〕
平滑領域検出部２０２は、画素間差分値検出部２０４と、平滑領域判定部２０６とを備える。
【０２１０】
画素間差分値検出部２０４は、入力画像信号Ｄｉに基づいて、画素間の差分値Ｄｄをそれぞれ検出する。図２１は、本発明の第２の実施形態に係る画素間差分値検出部２０４における差分値Ｄｄの検出方法を説明する説明図である。
【０２１１】
図２１に示すように、画素間差分値検出部２０４は、例えば、隣接する２つの画素について一の画素に対応する入力画像信号Ｄｉから、他の画素に対応する入力画像信号Ｄｉを減算することによって差分値Ｄｄを検出することができる。なお、本発明の第２の実施形態に係る画素間差分値検出部における差分値Ｄｄの検出方法は、上記に限られない。
【０２１２】
また、画素間差分値検出部２０４は、例えば、水平方向に配置された画素に対応する入力画像信号Ｄｉから差分値Ｄｄを検出することができるが、上記に限られない。例えば、画素間差分値検出部２０４は、垂直方向あるいは斜め方向など様々な方向に配置された画素に対応する入力画像信号Ｄｉを用いて差分値Ｄｄを検出することができる。
【０２１３】
平滑領域判定部２０６は、画素間差分値検出部２０４が検出した差分値Ｄｄに基づいて、平滑化を行う平滑領域、すなわちグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じて制御信号Ｄｃを出力する。図２２は、本発明の第２の実施形態に係る平滑領域判定部２０６における制御信号Ｄｃの出力方法を説明する説明図である。
【０２１４】
平滑領域判定部２０６は、例えば、差分値Ｄｄの符号を用いて単調増加の領域または単調減少の領域を判定し、単調増加の領域または単調減少の領域が所定の大きさ以上の領域をグラデーション領域と判定する。そして、平滑領域判定部２０６は、判定結果に応じて制御信号Ｄｃを出力する。
【０２１５】
平滑領域判定部２０６は、図２２（ａ）に示すように、例えば、画素間差分値検出部２０４が検出した差分値Ｄｄにおける同符号の連続数が閾値ＴＨ２より大き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、差分値Ｄｄにおける同符号の連続数が閾値ＴＨ２以下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。ここで、平滑領域判定部２０６は、例えば、差分値Ｄｄが「０」の場合には、「０」をグラデーション領域として扱うことができる。より具体的には、平滑領域判定部２０６は、例えば、単調増加中（差分値Ｄｄの正の符号が連続している場合）における「０」は単調増加として判定し、また、単調減少中（差分値Ｄｄの負の符号が連続している場合）における「０」は単調減少として判定する。また、平滑領域判定部２０６は、例えば、エッジ領域またはテクスチャ領域（グラデーション領域以外）と判定された後に「０」が連続する場合や、判定開始直後から「０」が連続する場合などには、単調増加または単調減少と判定する（単調増加であるか、または単調減少であるかは、例えば、差分値Ｄｄが「０」から変化したときの差分値Ｄｄの符号によって決定される。）。なお、平滑領域判定部２０６における差分値Ｄｄの値が「０」の場合の扱いが、上記に限られないことは、言うまでもない。
【０２１６】
上記のように判定することによって、平滑領域判定部２０６は、グラデーション領域と、例えば図１１（２）に示すような凹凸の数が多いテクスチャ領域とを判別し、判定結果に応じた制御信号Ｄｃを出力することができる。
【０２１７】
また、平滑領域判定部２０６は、ノイズなどによる差分値Ｄｄの符号変化によって生じうる誤判定を防止するために、差分値Ｄｄの符号変化の回数を一定数許容して上記判定を行うことができる。例えば、平滑領域判定部２０６は、図２２（ｂ）に示すように、画素間差分値検出部２０４が検出した差分値Ｄｄにおける符号変化の回数が閾値ＴＨ３より小さいときには符号変化を許容する「１」を示す許容判定値を出力し、差分値Ｄｄにおける符号変化の回数が閾値ＴＨ３以上のときには符号変化を許容しない「０」を示す許容判定値を出力する。そして、平滑領域判定部２０６は、許容判定値が「１」を示す場合には、たとえ差分値Ｄｄの符号が変化した場合であっても、符号の変化を無視して同符号が連続したものと取り扱う。したがって、平滑領域判定部２０６は、ノイズなどによって生じうる誤判定を防止することができる。
【０２１８】
さらに、平滑領域判定部２０６は、例えば図１１（３）に示すようなエッジ領域がグラデーション領域と判定されることを除外するために、差分値Ｄｄの絶対値が所定の値より小さい差分値Ｄｄをグラデーション領域の判定対象とすることができる。例えば、平滑領域判定部２０６は、図２２（ｃ）に示すように、画素間差分値検出部２０４が検出した差分値Ｄｄにおける絶対値が閾値ＴＨ４より小さいときには差分値Ｄｄの符号による判定を有効とする「０」を示す判定除外値を出力し、差分値Ｄｄにおける絶対値が閾値ＴＨ４以上のときには差分値Ｄｄの符号による判定を無効とする「１」を示す判定除外値を出力する。そして、平滑領域判定部２０６は、たとえ差分値Ｄｄの符号による判定では単調増加や単調減少と判定されるときであっても、判定除外値が「１」を示す場合には、単調増加、単調減少とは判定しない。したがって、平滑領域判定部２０６は、エッジ領域がグラデーション領域と判定されることを防止することができる。
【０２１９】
ここで、平滑領域判定部２０６が用いる閾値ＴＨ２〜ＴＨ４の情報は、例えば、画像処理部２００が備える記憶手段に記憶され、当該記憶手段から平滑領域判定部２０６に入力される。画像処理部２００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ＴＨ２〜ＴＨ４の情報は、例えば、平滑領域判定部２０６が記憶手段を備えて保持することができ、また、表示装置２０００の記憶部（図示せず）に記憶され、平滑領域判定部２０６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。
【０２２０】
平滑領域判定部２０６は、上記のように差分値Ｄｄの符号や絶対値を用いることによって、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）を判別し、判別の結果に応じた制御信号Ｄｃを出力することができる。また、平滑領域判定部２０６は、図２２（ａ）に示す判定と、図２２（ｂ）、（ｃ）に示す判定とを適宜組み合わせることによって、例外を許容した上で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）を判別することができる。
【０２２１】
平滑領域検出部２０２は、画素間差分値検出部２０４と、平滑領域判定部２０６とを備えることによって、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定することができる。
【０２２２】
タップ長調整部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４と同様の構成を有し、平滑領域検出部２０２から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。
【０２２３】
階調数拡張部１０６は、図１に示す第１の実施形態に係る階調数拡張部１０６と同様の構成を有し、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に入力画像信号Ｄｉを平滑化してＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。
【０２２４】
画像処理部２００は、平滑領域検出部２０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６とを備えることによって、入力画像信号Ｄｉに基づいてグラデーション領域を画素ごとに判定し、判定結果に応じて選択的に平滑化を行いＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力することができる。
【０２２５】
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に補正する画像処理部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、平滑領域検出部２０２と、第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４および階調数拡張部１０６と同様の構成を有するタップ長調整部１０４および階調数拡張部１０６とを備える。平滑領域検出部２０２は入力画像信号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、タップ長調整部１０４は制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。そして、階調数拡張部１０６は、調整信号Ｄｔｐに応じて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｄｉの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｄｏを出力する。したがって、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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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て表示することができる。
【０２２６】
また、表示装置２０００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２０００は、エッジ領域やテクスチャ領域では入力画像信号を平滑化しないため、出力画像信号Ｄｏが示す画像は鮮鋭感を損なわない。
【０２２７】
また、表示装置２０００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、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様に、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。
【０２２８】
さらに、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の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置２０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置２０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０２２９】
（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。
【０２３０】
（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。
【０２３１】
[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。
【０２３２】
（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２３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２３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ができることは、言うまでもない。
【０２３３】
表示装置２０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて、画素間の差分値Ｄｄを検出する（Ｓ２００）。そして、表示装置２０００は、ステップＳ２００において検出された差分値Ｄｄに基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ２０２）。表示装置２０００は、例えば、差分値Ｄｄの符号と絶対値とを用いてグラデーション領域を判定することができる。
【０２３４】
表示装置２０００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ２０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ２０４）。
【０２３５】
表示装置２０００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ２０４において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ２０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（出力画像信号Ｄｏ）を出力する（Ｓ２０６）。
【０２３６】
図２３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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０２３７】
（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。
【０２３８】
図２４は、本発明の第２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２４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、平滑領域検出部３０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２３９】
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。
【０２４０】
[画像処理部３００の構成例]
図２５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。図２５を参照すると、画像処理部３００は、平滑領域検出部３０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２４１】
〔平滑領域検出部３０２〕
平滑領域検出部３０２は、第１の周波数成分検出部１０８ａと、第２の周波数成分検出部１０８ｂと、第３の周波数成分検出部１０８ｃと、最大値選択部３０６と、検出値平滑部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。
【０２４２】
第１の周波数成分検出部１０８ａには入力画像信号Ｒｉが、第２の周波数成分検出部１０８ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３の周波数成分検出部１０８ｃ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１０８ａ〜第３の周波数成分検出部１０８ｃ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１０８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１０８ａ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１０８ｂは周波数成分検出値Ｇｆ、第３の周波数成分検出部１０８ｃは周波数成分検出値Ｂｆを出力することができる。
【０２４３】
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。
【０２４４】
検出値平滑部１１０は、図２に示す第１の実施形態に係る検出値平滑部１１０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。
【０２４５】
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、平均検出値Ｄａｖｅと閾値ＴＨを用いた閾値処理によってグラデーション領域を判定し、判定結果を制御信号Ｄｃとして出力する。
【０２４６】
〔タップ長調整部１０４〕
タップ長調整部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４と同様の構成を有し、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、調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。
【０２４７】
〔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１０６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、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に入力画像信号Ｒｉ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。
【０２４８】
上記のように、画像処理部３００は、図２５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。
【０２４９】
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２６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２６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。
【０２５０】
図２６（ａ）〜（ｃ）は、入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉをそれぞれ示している。また、図２６（ｄ）〜（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２６（ａ）の入力画像信号Ｒｉは、比較的凹凸が多いため、図２６(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２６（ｂ）、（ｃ）の入力画像信号Ｇｉ、Ｂｉは変化が少ないため、図２６(ｅ)の周波数成分検出値Ｇｆおよび図２６(ｆ)の周波数成分検出値Ｂｆの検出の頻度は低い。
【０２５１】
図２６（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。
【０２５２】
図２６（ｈ）は平均検出値Ｄａｖｅを示し、図２６（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。
【０２５３】
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２６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３００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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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、平滑領域検出部３０２と、第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４と同様の構成を有するタップ長調整部１０４と、階調数拡張部３０４とを備える。平滑領域検出部３０２は入力画像信号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、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。そして、階調数拡張部３０４は、調整信号Ｄｔｐに応じて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力する。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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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て表示することができる。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
また、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。したがって、表示装置３０００は、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。
【０２５９】
さらに、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の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置３０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置３０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０２６０】
[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。
【０２６１】
（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。
【０２６２】
（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。
【０２６３】
[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。
【０２６４】
（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２７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２７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。
【０２６５】
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）。
【０２６６】
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）。
【０２６７】
表示装置３０００は、ステップＳ３０２において選択された最大値（最大値Ｄｍａｘ）を平滑化し（Ｓ３０４）、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（Ｓ３０６）。
【０２６８】
表示装置３０００は、図１８のステップＳ１０６と同様に、ステップＳ３０６において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ３０８）。
【０２６９】
表示装置３０００は、ステップＳ３０８において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ３０６において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ）を出力する（Ｓ３１０）。
【０２７０】
図２７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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０２７１】
（第４の実施形態）
上記では、カラー画像の複数チャンネルを処理する表示装置として、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の方法によってグラデーション領域を判定する（制御信号Ｄｃを生成する）構成（第３の実施形態）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、上記に限られない。そこで、次に、第４の実施形態に係る表示装置として、第２の実施形態に係る表示装置２０００と同様の方法によってグラデーション領域を判定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。
【０２７２】
図２８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２８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、画像処理部４００は、平滑領域検出部４０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２７３】
画像処理部４００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４００の構成について、具体的に説明する。
【０２７４】
[画像処理部４００の構成例]
図２９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２９を参照すると、画像処理部４００は、平滑領域検出部４０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部３０４とを備える。
【０２７５】
〔平滑領域検出部４０２〕
平滑領域検出部４０２は、第１の画素間差分値検出部２０４ａと、第２の画素間差分値検出部２０４ｂと、第３の画素間差分値検出部２０４ｃと、第１の平滑領域判定部２０６ａと、第２の平滑領域判定部２０６ｂと、第３の平滑領域判定部２０６ｃと、論理積演算部４０４とを備える。
【０２７６】
第１の画素間差分値検出部２０４ａには入力画像信号Ｒｉが、第２の画素間差分値検出部２０４ｂには入力画像信号Ｇｉが、そして第３の画素間差分値検出部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の画素間差分値検出部２０４ａ〜第３の画素間差分値検出部２０４ｃそれぞれは、図２０に示す第２の実施形態に係る画素間差分値検出部２０４と同様の構成をとることができる。したがって、第１の画素間差分値検出部２０４ａは、入力画像信号Ｒｉに基づいて差分値Ｄｄ１を出力し、同様に、第２の画素間差分値検出部２０４ｂは差分値Ｄｄ２、第３の画素間差分値検出部２０４ｃは差分値Ｄｄ３を出力することができる。
【０２７７】
第１の平滑領域判定部２０６ａには差分値Ｄｄ１が、第２の平滑領域判定部２０６ｂには差分値Ｄｄ２が、そして第３の平滑領域判定部２０６ｃには差分値Ｄｄ３がそれぞれ入力される。ここで、第１の平滑領域判定部２０６ａ〜第３の平滑領域判定部２０６ｃは、図２０に示す第２の実施形態に係る平滑領域判定部２０６と同様の構成をとることができる。したがって、第１の平滑領域判定部２０６ａは、差分値Ｄｄ１に基づいて制御信号Ｄｃ１（判定信号）を出力し、同様に、第２の平滑領域判定部２０６ｂは制御信号Ｄｃ２（判定信号）、第３の平滑領域判定部２０６ｃは制御信号Ｄｃ３（判定信号）を出力することができる。
【０２７８】
論理積演算部４０４は、第１の平滑領域判定部２０６ａ〜第３の平滑領域判定部２０６ｃから出力された制御信号Ｄｃ１〜Ｄｃ３が入力され、画素ごとに論理積演算を行う。そして論理積演算部４０４は、演算結果を制御信号Ｄｃとして出力する。したがって、論理積演算部４０４は、制御信号Ｄｃ１〜Ｄｃ３の全てがグラデーション領域を示す「１」である場合には、「１」を示す制御信号Ｄｃを出力する。つまり、論理積演算部４０４は、画像処理部４００における制御信号出力部としての役目を果たす。
【０２７９】
ここで、論理積演算部４０４は、例えば、論理積回路で構成することができるが、上記に限られず、ＭＰＵで構成することもできる。また、画像処理部４００は、論理積演算部４０４を備えることによって、第３の実施形態に係る画像処理部３００が最大値選択部３０６を備えることと同様の効果を奏することができる。
【０２８０】
〔タップ長調整部１０４〕
タップ長調整部１０４は、図１に示す第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４と同様の構成を有し、論理積演算部４０４から出力される制御信号Ｄｃに基づいて、調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。
【０２８１】
〔階調数拡張部３０４〕
階調数拡張部３０４は、図２５に示す第３の実施形態に係る階調数拡張部３０４と同様の構成を有する。したがって、第１の階調数拡張部３０４ａは、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に入力画像信号Ｒｉ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。
【０２８２】
上記のように、画像処理部４００は、図２９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。
【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、平滑領域検出部４０２と、第１の実施形態に係るタップ長調整部１０４と同様の構成を有するタップ長調整部１０４と、第２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階調数拡張部３０４とを備える。平滑領域検出部４０２は、第２の実施形態に係る平滑領域検出部２０２と同様に差分値を用いることによって、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を出力する。タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。そして、階調数拡張部３０４は、調整信号Ｄｔｐに応じて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏを出力する。したがって、表示装置４０００は、第２の実施形態に係る表示装置２０００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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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て表示することができる。
【０２８４】
また、表示装置４０００は、第２の実施形態に係る表示装置２０００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２の実施形態に係る表示装置２０００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】
また、表示装置４０００は、各チャンネルの入力画像信号に基づく判定信号（図２９の制御信号Ｄｃ１〜Ｄｃ３）の論理積を制御信号Ｄｃとする。したがって、表示装置４０００は、第３の実施形態に係る表示装置３０００と同様に、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。したがって、表示装置４０００は、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。
【０２８７】
さらに、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の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置４０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置４０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０２８８】
[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。
【０２８９】
（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。
【０２９０】
（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。
【０２９１】
[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。
【０２９２】
（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３０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３０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。
【０２９３】
表示装置４０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれに基づいて、入力画像信号ごとに画素間の差分値Ｄｄを検出する（Ｓ４００）。そして、表示装置４０００は、ステップＳ４００において検出された入力画像信号ごとの差分値Ｄｄに基づいてグラデーション領域を判定し、入力画像信号ごとに判定結果に応じた判定信号（図２９の制御信号Ｄｃ１〜Ｄｃ３）を画素ごとに生成する（Ｓ４０２）。
【０２９４】
表示装置４０００は、ステップＳ４０２において生成された判定信号の論理積を画素ごとに演算し、演算結果を制御信号Ｄｃとして出力する（Ｓ４０４）。
【０２９５】
表示装置４０００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ４０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ４０６）。
【０２９６】
表示装置４０００は、ステップＳ４０６において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ４０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、各チャンネルごとの入力画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉそれぞれを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（出力画像信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ）を出力する（Ｓ４０８）。
【０２９７】
図３０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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０２９８】
（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。
【０２９９】
図３１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３１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。
【０３００】
画像処理部５００は、平滑領域検出部１０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６と、擬似階調処理部５０２とを備える。平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理部１００が備える平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６と同様の構成を有する。つまり、平滑領域検出部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。階調数拡張部１０６は、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に入力画像信号Ｄｉを平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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３２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３２（ａ）はディザ処理を行う２×２画素の領域を示しており、図３２（ｂ）はディザパターンの一例を示している。
【０３０３】
ディザ処理は、図３２（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３２（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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
[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。
【０３０６】
再度図３１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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
なお、図３１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の実施形態に係る表示装置３０００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。
【０３０９】
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の実施形態に係る平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６と同様の構成を有する平滑領域検出部１０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６とを備え、入力画像信号Ｄｉの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０３１０】
また、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、グラデーション領域の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置５０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置５０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０３１１】
さらに、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。
【０３１２】
[表示装置５０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第５の実施形態に係る表示装置として、画像処理部が第１の実施形態に係る平滑領域検出部１０２を備え、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の方法によってグラデーション領域を判定する（制御信号Ｄｃを生成する）構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、本発明の第５の実施形態の第１の変形例に係る表示装置（以下、「表示装置５５００」という。）は、画像処理部が第２の実施形態に係る平滑領域検出部２０２を備える構成とすることもできる。上記の構成であっても、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ことができるので、上述した表示装置５０００と同様の効果を奏することができる。
【０３１３】
〔第２の変形例〕
また、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。
【０３１４】
（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。
【０３１５】
（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。
【０３１６】
[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。
【０３１７】
（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。
【０３１８】
〔１〕第１の画像処理方法
図３３は、本発明の第５の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第５の実施形態に係る第１の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１８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１８に示すステップＳ１０２、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）を平滑化し（Ｓ５０２）、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（Ｓ５０４）。
【０３２１】
表示装置５０００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ５０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ５０６）。
【０３２２】
表示装置５０００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ５０６において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ５０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ５０８）。
【０３２３】
表示装置５０００は、ステップＳ５０８において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）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。
【０３２４】
図３３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。
【０３２５】
〔２〕第２の画像処理方法
図３４は、本発明の第５の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第５の実施形態の第２の画像処理方法を第１の変形例に係る表示装置５５００が行うとして説明するが、本発明の第５の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３２６】
表示装置５５００は、図２３に示すステップＳ２００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて、画素間の差分値Ｄｄを検出する（Ｓ６００）。そして、表示装置５５００は、図２３に示すステップＳ２０２と同様に、ステップＳ６００において検出された差分値Ｄｄに基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ６０２）。
【０３２７】
表示装置５５００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ６０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ６０４）。
【０３２８】
表示装置５５００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ６０４において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ６０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ６０６）。
【０３２９】
表示装置５５００は、図３３に示すステップＳ５１０と同様に、ステップＳ６０６において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）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（Ｓ６０８）。
【０３３０】
図３４に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置５５００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。
【０３３１】
（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３５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。
【０３３２】
図３５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３１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３１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。
【０３３３】
平滑領域検出部１０２は、入力画像信号Ｄｉに基づいて制御信号Ｄｃを生成し、タップ長調整部１０４は、制御信号Ｄｃに基づいて調整信号Ｄｔｐを画素ごとに出力する。階調数拡張部１０６は、調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、制御信号Ｄｃに基づいて、対応する画素ごとに選択的に入力画像信号Ｄｉを平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。
【０３３４】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０６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。
【０３３５】
図３６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。
【０３３６】
図３６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３６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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
ここで、画像処理部６００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８（１）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）は周波数成分検出値Ｄｆを示している。同様に、図３７（ｃ）〜図３７（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。
【０３３９】
入力画像信号Ｄｉとして、図１１（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））。図１１（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３７（ｂ））、また、図１１（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３７（ｃ））。また、図３７（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３７（ｄ））。図３７（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１０６は、平滑化されたＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する（図３７（ｅ））。
【０３４０】
非線形階調変換部６０２には、階調数拡張部１０６から出力される図３７（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３７（ｆ））。
【０３４１】
[第６の実施形態に係る画像処理部の変形例]
図３５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３８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。
【０３４２】
図３８を参照すると、画像処理部６５０は、基本的に図３５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。
【０３４３】
ここで、画像処理部６５０における各信号の一例を示す。図３９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３７と同様にグラデーション領域を示している。また、図３９（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図３９（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３９（ｃ）〜図３９（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。
【０３４４】
入力画像信号Ｄｉとして、図３７（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３９（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図３９（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３９（ｂ））。
【０３４５】
平滑領域検出部１０２は、図３９（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３９（ｃ）〜図３９（ｅ））。
【０３４６】
階調数拡張部１０６は、図３９（ｅ）に示す制御信号Ｄｃに応じて選択的に平滑化を行ってＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。したがって、階調数拡張部１０６は、階調の差が広がった箇所では平滑化を行わないため、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３９（ｆ））。
【０３４７】
図３８、図３９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。
【０３４８】
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の実施形態に係る平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６と同様の構成を有する平滑領域検出部１０２と、タップ長調整部１０４と、階調数拡張部１０６とを備え、入力画像信号Ｄｉの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。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、判定結果に応じて平滑フィルタのタップ長を可変させて選択的に画像信号を平滑化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。
【０３４９】
また、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、グラデーション領域の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置６０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置６０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０３５０】
また、表示装置６０００は、階調数拡張部１０６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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
[表示装置６０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第６の実施形態に係る表示装置として、画像処理部が第１の実施形態に係る平滑領域検出部１０２を備え、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の方法によってグラデーション領域を判定する（制御信号Ｄｃを生成する）構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る表示装置（以下、「表示装置６５００」という。）は、画像処理部が第２の実施形態に係る平滑領域検出部２０２を備える構成とすることもできる。上記の構成であっても、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ことができるので、上述した表示装置６０００と同様の効果を奏することができる。
【０３５３】
〔第２の変形例〕
また、図３５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３５の構成に限られない。例えば、第６の実施形態に係る表示装置は、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の実施形態の第２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。
【０３５４】
〔第３の変形例〕
さらに、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。
【０３５５】
（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。
【０３５６】
（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。
【０３５７】
[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。
【０３５８】
（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。
【０３５９】
〔１〕第１の画像処理方法
図４０は、本発明の第６の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第６の実施形態に係る第１の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。
【０３６０】
表示装置６０００は、図１８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）。
【０３６１】
表示装置６０００は、図１８に示すステップＳ１０２、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）を平滑化し（Ｓ７０２）、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（Ｓ７０４）。
【０３６２】
表示装置６０００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ７０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ７０６）。
【０３６３】
表示装置６０００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ７０６において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ７０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ７０８）。
【０３６４】
表示装置６０００は、ステップＳ７０８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（Ｓ７１０）。ここで、ステップＳ７１０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。
【０３６５】
表示装置６０００は、ステップＳ７１０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３３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（Ｓ７１２）。
【０３６６】
図４０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。
【０３６７】
〔２〕第２の画像処理方法
図４１は、本発明の第６の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第６の実施形態の第２の画像処理方法を第１の変形例に係る表示装置６５００が行うとして説明するが、本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０３６８】
表示装置６５００は、図２３に示すステップＳ２００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて、画素間の差分値Ｄｄを検出する（Ｓ８００）。そして、表示装置６５００は、図２３に示すステップＳ２０２と同様に、ステップＳ８００において検出された差分値Ｄｄに基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ８０２）。
【０３６９】
表示装置６５００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ８０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ８０４）。
【０３７０】
表示装置６５００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ８０４において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ８０２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、入力画像信号Ｄｉを画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ８０６）。
【０３７１】
表示装置６５００は、図４０に示すステップＳ７１０と同様に、ステップＳ８０６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（Ｓ８０８）。
表示装置６５００は、ステップＳ８０８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３３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（Ｓ８１０）。
【０３７２】
図４１に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置６５００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。
【０３７３】
[第６の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図４０、図４１では、ステップＳ７１２、Ｓ８１０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４０、図４１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４０に示すステップＳ７１２、図４１に示すステップＳ８１０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４０、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。
【０３７４】
（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３８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３９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。
【０３７５】
図４２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４２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３８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、平滑領域検出部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３１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。
【０３７６】
ここで、画像処理部７００における各信号の一例を示す。図４３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３９と同様にグラデーション領域を示している。また、図４３（ａ）は入力画像信号Ｄｉを示し、図４３（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４３（ｃ）〜図４３（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。
【０３７７】
入力画像信号Ｄｉとして、図３７（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４３（ａ））。非線形階調変換部６０２には、図４３（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４３（ｂ））。
【０３７８】
平滑領域検出部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３７（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４３（ｃ））、また、図３７（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４３（ｄ））。また、図４３（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４３（ｅ））。
【０３７９】
階調数拡張部１０６は、図４３（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、平滑化されたＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する（図４３（ｆ））。
【０３８０】
したがって、画像処理部７００は、図４３（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。
【０３８１】
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の実施形態に係る平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６と同様の構成を有する平滑領域検出部１０２、タップ長調整部１０４、および階調数拡張部１０６とを備え、非線形階調変換処理後の画像信号Ｄｇの平滑化を選択的に行ってＮ＋ｋビットの画像信号Ｄｅを出力する。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。
【０３８２】
また、表示装置７０００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の判定結果に応じた制御信号Ｄｃに基づいて平滑化を行う平滑化フィルタのタップ長を平滑化を行う平滑化領域（グラデーション領域に対応）に合わせて調整することができる。したがって、表示装置７０００では上述した第１の問題および第２の問題が生じないので、表示装置７０００は、偽輪郭の発生を有効に防止することができ、また平滑化による画質の低下も生じさせない。
【０３８３】
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１０６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。
【０３８４】
[表示装置７０００の変形例]
〔第１の変形例〕
上記では、第７の実施形態に係る表示装置として、画像処理部が第１の実施形態に係る平滑領域検出部１０２を備え、第１の実施形態に係る表示装置１０００と同様の方法によってグラデーション領域を判定する（制御信号Ｄｃを生成する）構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、上記に限られない。例えば、本発明の第７の実施形態の第１の変形例に係る表示装置（以下、「表示装置７５００」という。）は、画像処理部が第２の実施形態に係る平滑領域検出部２０２を備える構成とすることもできる。上記の構成であっても、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ことができるので、上述した表示装置７０００と同様の効果を奏することができる。
【０３８５】
〔第２の変形例〕
また、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の実施形態の第２の変形例に係る表示装置は、上述した表示装置７０００と同様の効果を奏することができる。
【０３８６】
〔第３の変形例〕
さらに、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。
【０３８７】
（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。
【０３８８】
（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。
【０３８９】
[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。
【０３９０】
（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。
【０３９１】
〔１〕第１の画像処理方法
図４４は、本発明の第７の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第７の実施形態に係る第１の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。
【０３９２】
表示装置７０００は、図１８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（Ｓ９００）。
【０３９３】
表示装置７０００は、図１８に示すステップＳ１０２、Ｓ１０４と同様に、ステップＳ９００において検出された検出値（周波数成分検出値Ｄｆ）を平滑化し（Ｓ９０２）、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（Ｓ９０４）。
【０３９４】
表示装置７０００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ９０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ９０６）。
【０３９５】
表示装置７０００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して、図４０に示すステップＳ７１０と同様に、非線形階調変換処理を行う（Ｓ９０８）。なお、図４４では、ステップＳ９００〜Ｓ９０６の処理の後にステップＳ９０８の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ９００〜Ｓ９０６の処理とステップＳ９０８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Ｓ９０８の処理の後にステップＳ９００〜Ｓ９０６の処理を行うことができ、また、ステップＳ９００〜Ｓ９０６の処理とステップＳ９０８の処理とを同期して行うこともできる。
【０３９６】
表示装置７０００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ９０６において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ９０４において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、ステップ９０８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）を画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ９１０）。
【０３９７】
表示装置７０００は、ステップＳ９１０において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、図３３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（Ｓ９１２）。
【０３９８】
図４４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。
【０３９９】
〔２〕第２の画像処理方法
図４５は、本発明の第７の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。なお、以下では、第７の実施形態の第２の画像処理方法を第１の変形例に係る表示装置７５００が行うとして説明するが、本発明の第７の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置に適用することもできる。
【０４００】
表示装置７５００は、図２３に示すステップＳ２００と同様に、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに基づいて、画素間の差分値Ｄｄを検出する（Ｓ１０００）。そして、表示装置７５００は、図２３に示すステップＳ２０２と同様に、ステップＳ１０００において検出された差分値Ｄｄに基づいてグラデーション領域を判定し、当該判定結果に応じた制御信号Ｄｃを生成する（Ｓ１００２）。
【０４０１】
表示装置７５００は、図１８に示すステップＳ１０６と同様に、ステップＳ１００２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号Ｄｔｐを画素ごとに生成する（Ｓ１００４）。
【０４０２】
表示装置７５００は、Ｎビットの入力画像信号Ｄｉに対して、図４０に示すステップＳ７１０と同様に、非線形階調変換処理を行う（Ｓ１００６）。なお、図４５では、ステップＳ１０００〜Ｓ１００４の処理の後にステップＳ１００６の処理が行われる例を示しているが、ステップＳ１０００〜Ｓ１００４の処理とステップＳ１００６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７５００は、例えば、ステップＳ１００６の処理の後にステップＳ１０００〜Ｓ１００４の処理を行うことができ、また、ステップＳ１０００〜Ｓ１００４の処理とステップＳ１００６の処理とを同期して行うこともできる。
【０４０３】
表示装置７５００は、図１８に示すステップＳ１０８と同様に、ステップＳ１００４において生成された調整信号Ｄｔｐに基づいて平滑フィルタのタップ長を調整し、ステップＳ１００２において生成された制御信号Ｄｃに基づいて、ステップ１００６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）を画素ごとに選択的に平滑化してＮ＋ｋビットの画像信号（画像信号Ｄｅ）を出力する（Ｓ１００８）。
【０４０４】
表示装置７５００は、ステップＳ１００８において出力された画像信号（画像信号Ｄｅ）に対して、図３３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（Ｓ１０１０）。
【０４０５】
図４５に示す画像処理方法を用いることにより、表示装置７５００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。
【０４０６】
[第７の実施形態に係る画像処理方法の変形例]
図４４、図４５では、ステップＳ９１２、Ｓ１０１０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４４、図４５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４４に示すステップＳ９１２、図４５に示すステップＳ１０１０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７の実施形態に係る表示装置は、図４４、図４５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。
【０４０７】
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。
【０４０８】
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。
【０４０９】
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。
【０４１０】
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の実施形態（または第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。
【０４１１】
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】
【０４１２】
【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７】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部がタップ長調整部を備える意義を説明するための第１の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部がタップ長調整部を備えない場合における問題を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る画像処理部がタップ長調整部を備える意義を説明するための第２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のタップ長調整部におけるタップ長調整の他の一例を示す説明図である。
【図１１】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１の例を示す説明図である。
【図１３】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示すブロック図である。
【図１５】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１６】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１７】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を示すブロック図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】本発明の第２の実施形態に係る画素間差分値検出部における差分値の検出方法を説明する説明図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る平滑領域判定部における制御信号の出力方法を説明する説明図である。
【図２３】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２４】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２５】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２６】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２７】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２８】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２９】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３０】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３１】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３２】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３３】本発明の第５の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３４】本発明の第５の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図３５】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３６】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３７】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３８】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３９】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４０】本発明の第６の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図４１】本発明の第６の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図４２】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４３】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４４】本発明の第７の実施形態に係る第１の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【図４５】本発明の第７の実施形態に係る第２の画像処理方法の一例を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０４１３】
１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、６５０、７００ 画像処理部
１０２、２０２、３０２、４０２ 平滑領域検出部
１０４ タップ長調整部
１０６、３０４ 階調数拡張部
１０８ 周波数成分検出部
１１０ 検出値平滑部
１１２ 制御信号生成部
１２０、３０６ 最大値選択部
１２２ 加算部
１９０、５９０ 表示部
２０４ 画素間差分値検出部
２０６ 平滑領域判定部
４０４ 論理積演算部
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平滑領域検出部と、
前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、
前記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、前記画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号を前記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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】
前記平滑領域検出部は、
入力された前記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、
前記検出値平滑部が平滑化した検出信号に基づいて、前記制御信号を画素ごとに生成する制御信号生成部と、
を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２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
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２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
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２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記平滑領域検出部は、
入力された前記入力画像信号に基づいて、画素間の差分値を検出する画素間差分値検出部と、
前記画素間差分値検出部が検出した前記差分値に基づいて平滑化を行う平滑領域を判定し、判定結果に応じた前記制御信号を画素ごとに生成する平滑領域判定部と、
を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７】
前記階調数拡張部から出力される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１〜６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記階調数拡張部から出力される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１〜６に記載の画像処理装置。
【請求項９】
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１〜８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
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の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、
前記検出値平滑部が平滑化した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画素ごとに生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、
前記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、前記画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号それぞれを前記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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１１】
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、
複数の前記入力画像信号に基づいて、前記入力画像信号ごとに画素間の差分値を検出する画素間差分値検出部と、
前記画素間差分値検出部が検出した前記差分値に基づいて平滑領域を前記入力画像信号ごとに判定し、前記入力画像信号それぞれに対する判定結果を示す判定信号を画素ごとに生成する平滑領域判定部と、
前記入力画像信号それぞれに対応する画素ごとの前記判定信号が入力され、前記判定信号の論理積がグラデーション領域を示す場合にはグラデーション領域を示す制御信号を画素ごとに出力する制御信号出力部と、
前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、
前記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、前記画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号それぞれを前記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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】
タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタを画素ごとに備える画像処理装置に用いることが可能な画像処理方法であって、
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する第１生成ステップと、
前記第１生成ステップにおいて生成された前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、前記平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成する第２生成ステップと、
前記第２生成ステップにおいて生成された前記調整信号に基づいて前記平滑フィルタのタップ長を調整し、前記第１生成ステップにおいて画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号を前記平滑フィルタで選択的に平滑化して階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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１３】
タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタを画素ごとに備える画像処理装置に用いることが可能なプログラムであって、
入力されたＮビット（Ｎは正の整数）の入力画像信号に基づいて、グラデーション領域を規定する制御信号を画素ごとに生成する第１生成ステップ、
前記第１生成ステップにおいて生成された前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、前記平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成する第２生成ステップ、
前記第２生成ステップにおいて生成された前記調整信号に基づいて前記平滑フィルタのタップ長を調整し、前記第１生成ステップにおいて画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号を前記平滑フィルタで選択的に平滑化して階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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１４】
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平滑領域検出部と、
前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、
前記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、前記画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号を前記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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１５】
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平滑領域検出部と、
前記制御信号に基づいて平滑化を行う平滑領域を特定し、特定された平滑領域の領域端と前記平滑領域に含まれる画素それぞれの位置とに基づいて、タップ長に応じて信号を平滑化する平滑フィルタのタップ長を調整する調整信号を画素ごとに生成するタップ長調整部と、
前記調整信号に基づいてタップ長が可変する平滑フィルタを有し、前記画素ごとに生成された前記制御信号に基づいてＮビットの前記入力画像信号を前記平滑フィルタで選択的に平滑化し、階調数が所定数拡張されたＮ＋ｋビットの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４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【公開番号】特開２００９−１５７６５６（Ｐ２００９−１５７６５６Ａ）
【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２００７−３３５２５７（Ｐ２００７−３３５２５７）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【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）】