画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法
【課題】明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法等を提供する。
【解決手段】画像信号を補正する画像処理装置は、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含む。
【解決手段】画像信号を補正する画像処理装置は、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンテンツ画像の高画質化によって、より一層広い色再現域を有する画像表示装置が望まれている。ところが、進歩した色再現技術が採用された画像表示装置であっても、照明等により明るい環境で使用される場合、照明等の映り込みによって色再現域が狭くなり、例えば全体的に淡い色の画像になってしまうことが多い。
【０００３】
そこで、画像表示装置の使用環境の明るさをセンサーで測定し、このセンサーの測定結果を用いて使用環境の明るさに応じて画像の彩度を強調する処理が行われる技術が開発され、この技術について例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、センサーにより画像表示装置に映り込む外部照明の明るさや色を測定し、その影響をキャンセルするように色補正テーブルを書き換え、書き換え後の色補正テーブルに従って画像信号に対する色補正を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、画面全体に対して一律の補正を行うため、画像の明度や彩度のコントラストを改善させることができるものの、画像のディテールが潰れたまま表現されてしまうという問題がある。
【０００７】
また、画像表示装置が明室内に設定された場合、部屋の照明からの光が画像表示装置に映り込むことによりコントラストが低下し、見た目の明るさ（明度）のレンジが圧縮されてしまう。この場合、たとえ特許文献１に開示された技術であっても、圧縮されたレンジ内で色を再現することができず、例えば画像のディテールの見えを改善できない場合がある。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の一態様は、画像信号を補正する画像処理装置が、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含む。
【００１０】
本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。しかも、階調補正処理を行い、階調補正処理の処理内容に応じて輝度成分の補正量を算出し、階調補正処理後の輝度成分に該補正量を用いて補正するようにしたので、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１１】
（２）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記階調補正部は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、前記輝度成分補正量算出部は、前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出する。
【００１２】
本態様によれば、階調補正処理に用いられる補正カーブの傾きに応じて補正量を算出するようにしたので、例えば階調変化の小さい輝度領域と階調変化の大きい輝度領域とで補正強度を異ならせることができる。その結果、明度のレンジが圧縮された領域のディテールのみを強調することができるようになる。
【００１３】
（３）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部は、前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出する。
【００１４】
本態様によれば、いわゆるＳ字の補正カーブに従って階調補正処理を行って、高輝度領域及び低輝度領域のディテールの強調処理を行うことができるようになる。
【００１５】
（４）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部が、前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出する。
【００１６】
本態様によれば、更に、視環境に応じて輝度成分の補正量を算出するようにしたので、使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１７】
（５）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部が、外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出する。
【００１８】
本態様によれば、視環境として、外光と画像表示部の出力光の輝度比を採用するようにしたので、簡素な構成で使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１９】
（６）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の輝度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、前記輝度成分補正量算出部が、前記画像信号の輝度成分の補正量を、少なくとも、前記周波数解析部の解析結果及び前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する。
【００２０】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の空間周波数を解析し、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分を、少なくとも輝度成分の空間周波数の解析結果と階調補正処理の処理内容とに応じて補正量を算出し、該補正量を用いて輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。更に、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別することができるので、暗部のディテールと一緒に輝度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。
【００２１】
（７）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記画像信号の輝度成分から所与の輝度ノイズ成分を除去する輝度ノイズ除去部を含み、前記輝度成分補正部は、前記補正量を用いて、前記輝度ノイズ除去部によって前記輝度ノイズ成分が除去された前記画像信号の輝度成分を補正する。
【００２２】
本態様によれば、輝度ノイズが除去された輝度成分に対して、輝度成分補正部により算出された補正量を用いて補正するようにしたので、上記の効果に加えて、暗部と明部の両方のディテールを表現し、且つ、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別する画像信号の補正を高精度に行うことができるようになる。
【００２３】
（８）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正部による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように前記画像信号の色差成分を補正する色差成分補正部を含む。
【００２４】
本態様によれば、輝度成分の補正前後におけるｘｙ色度の値が変化しないように輝度成分の補正と連動して色差成分を補正するようにしたので、上記の効果に加えて、各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【００２５】
（９）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正部による補正前後の前記画像信号の輝度成分に基づいて、ｘｙ色度の値が変化しないように該画像信号の色差成分の補正量を算出する色差成分補正量算出部を含み、前記色差成分補正部が、前記色差成分補正量算出部によって算出された前記色差成分の補正量を用いて、前記画像信号の色差成分を補正する。
【００２６】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の補正と連動して、輝度成分の補正量に応じて色差成分を補正するようにしたので、輝度成分の補正前後におけるｘｙ色度の値を変化させることなく、画像の暗部や明部のディテールを表現可能な画像信号の補正が可能となる。
【００２７】
（１０）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記色差成分の調整パラメーターを記憶する調整パラメーター記憶部を含み、補正前の前記輝度成分をＹｉｎ、補正後の前記輝度成分をＹｏｕｔ、前記調整パラメーターをｂとしたとき、前記色差成分補正部は、（１−ｂ×（１−Ｙｏｕｔ／Ｙｉｎ））を色差ゲインとして、前記画像信号の色差成分に前記色差ゲインを乗算することで前記色差成分を補正する。
【００２８】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の補正に連動した色差成分の補正を簡素な処理で実現できるようになる。
【００２９】
（１１）本発明の他の態様は、画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置が、前記画像信号を補正する上記のいずれか記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含む。
【００３０】
本態様によれば、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像表示装置を提供できるようになる。
【００３１】
（１２）本発明の他の態様は、画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置が、前記画像信号を補正する上記記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部の出力光の輝度と前記外光の輝度とを測定するためのセンサーとを含む。
【００３２】
本態様によれば、視環境にかかわらず明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像表示装置を提供できるようになる。
【００３３】
（１３）本発明の他の態様は、画像信号を補正する画像処理方法が、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正ステップと、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出ステップと、前記輝度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記階調補正ステップにおける前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正ステップとを含む。
【００３４】
本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。しかも、階調補正処理を行い、階調補正処理の処理内容に応じて輝度成分の補正量を算出し、階調補正処理後の輝度成分に該補正量を用いて補正するようにしたので、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【００３５】
（１４）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記階調補正ステップは、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、前記輝度成分補正量算出ステップは、前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出する。
【００３６】
本態様によれば、階調補正処理に用いられる補正カーブの傾きに応じて補正量を算出するようにしたので、例えば階調変化の小さい輝度領域と階調変化の大きい輝度領域とで補正強度を異ならせることができる。その結果、明度のレンジが圧縮された領域のディテールのみを強調することができるようになる。
【００３７】
（１５）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップは、前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出する。
【００３８】
本態様によれば、いわゆるＳ字の補正カーブに従って階調補正処理を行って、高輝度領域及び低輝度領域のディテールの強調処理を行うことができるようになる。
【００３９】
（１６）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップが、前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出する。
【００４０】
本態様によれば、更に、視環境に応じて輝度成分の補正量を算出するようにしたので、使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【００４１】
（１７）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップが、外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出する。
【００４２】
本態様によれば、視環境として、外光と画像表示部の出力光の輝度比を採用するようにしたので、簡素な方法で使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の画像処理部において行われる補正処理の説明図。
【図３】図１の画像処理部の動作説明図。
【図４】図１の画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。
【図５】図４の周波数解析回路の構成例のブロック図。
【図６】図５のＨＰＦ回路、ＬＰＦ回路のフィルター特性の一例を示す図。
【図７】重み付け算出回路の動作説明図。
【図８】重み付け算出回路が出力する重み付け係数の説明図。
【図９】図４の多段フィルター回路の構成例のブロック図。
【図１０】図４の階調補正回路の構成例のブロック図。
【図１１】図１０のＬＵＴ記憶回路に記憶される補正データの説明図。
【図１２】図４の輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図１３】図１２の重み付け算出回路の動作説明図。
【図１４】図１２の輝度ゲイン算出回路の動作説明図。
【図１５】図４の色差ゲイン算出回路の構成例のブロック図。
【図１６】図１５の色差ゲイン算出回路の動作例の説明図。
【図１７】実施形態１における画像処理部の輝度信号の補正処理例のフロー図。
【図１８】実施形態１における画像処理部の色差信号の補正処理例のフロー図。
【図１９】図１の投射部の構成例の図。
【図２０】実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図２１】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２１（Ｃ）は図２０の第１〜第３のＬＵＴの動作説明図。
【図２２】実施形態１の第２の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図２３】図２２のＬＵＴの動作説明図。
【図２４】実施形態２における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２５】図２４のセンサー及び補正強度算出部の説明図。
【図２６】図２４の補正強度算出部の動作説明図。
【図２７】図２４の画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。
【図２８】図２７の階調補正回路の構成例のブロック図。
【図２９】ＬＵＴ生成回路の動作例の説明図。
【図３０】実施形態２における画像処理部の輝度信号の補正処理例のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４５】
以下では、本発明に係る画像表示装置としてプロジェクターを例に説明するが、本発明に係る画像表示装置がプロジェクターに限定されるものではない。
【００４６】
〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。
【００４７】
画像表示システム１０は、プロジェクター（広義には画像表示装置）２０と、スクリーンＳＣＲとを含む。プロジェクター２０は、入力画像信号に基づいて図示しない光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像を表示する。
【００４８】
このプロジェクター２０は、画像処理部３０（広義には画像処理装置）と、投射部１００（広義には画像表示部）とを含む。画像処理部３０は、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく表示画像の暗部や明部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正し、補正後の画像信号を投射部１００に出力する。投射部１００は、画像処理部３０からの画像信号に基づいて変調した光をスクリーンＳＣＲに投射する。このとき、画像処理部３０は、特定の輝度領域の再現性を維持できるように階調補正処理を行い、その階調補正処理の処理内容に応じてディテールが強調されるように画像信号を補正する。
【００４９】
図２に、図１の画像処理部３０において行われる補正処理の説明図を示す。図２では、補正処理中の各画像信号により表される画像の特性として、横軸に画像の水平方向の位置、縦軸に輝度レベルを模式的に表している。
【００５０】
入力画像ＩＭＧｉｎは、例えば左側が低輝度（低階調）で、右側が高輝度（高階調）の画像であり、輝度が低い領域においても微小な階調変化を有し、輝度が高い領域においても微小な階調変化を有する。信号抽出手段Ｌ１は、この入力画像ＩＭＧｉｎの画像信号の輝度成分のうち、所与の空間周波数帯域の輝度成分の信号ＹＨを抽出する。図２では、空間周波数に対応してゲインが設定されており、信号抽出手段Ｌ１はこのゲインが大きい空間周波数帯域の輝度成分の信号ＹＨを抽出している。
【００５１】
また、階調補正手段Ｈ１は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す所与の補正カーブ（ガンマカーブ）に従って、入力画像の画像信号の輝度成分を補正し、補正後の輝度成分の信号Ｙｃｏｒを出力する。図２では、階調補正手段Ｈ１が、上に凸の補正カーブに従って輝度成分の階調補正を行う例を示しているが、高輝度側及び低輝度側で傾きが小さく中輝度領域で傾きが大きくなる、いわゆるＳ字の補正カーブに従って、輝度成分の階調補正を行ってもよい。階調補正手段Ｈ１によって行われる階調補正処理後の輝度成分は、加算器Ａ１に供給される。また、階調補正手段Ｈ１によって行われる階調補正処理の内容（階調補正処理の内容を特定するための情報（補正カーブ情報）、階調補正処理後の輝度成分でも可）は、輝度ゲイン算出手段Ｇ１に供給される。
【００５２】
輝度ゲイン算出手段Ｇ１は、階調補正手段Ｈ１によって行われた階調補正後の輝度成分のレベルに対応したゲイン係数ｇ（輝度ゲイン係数。広義には輝度ゲイン。以下同様）を算出する。図２では、輝度ゲイン算出手段Ｇ１が、輝度成分のレベルが低い領域で大きくなり、輝度成分のレベルが高い領域でほぼ０となるゲイン係数ｇを算出する。
【００５３】
この結果、乗算器Ｍ１は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された信号ＹＨに輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出されたゲイン係数ｇを掛け合わせた信号ｇＹＨを生成する。信号ｇＹＨが、入力画像信号の輝度成分の補正量に対応した信号である。加算器Ａ１は、入力画像信号の輝度信号Ｙｉｎと信号ｇＹＨとを加算して、補正後の画像信号を構成する輝度信号Ｙｏｕｔを出力する。
【００５４】
図３に、図１の画像処理部３０の動作説明図を示す。図３では、３次元の座標系において、入力画像信号の輝度成分、該輝度成分の空間周波数、該輝度成分の高周波成分の信号ＹＨＰＦを模式的に表している。
【００５５】
画像処理部３０は、画像信号の輝度成分の空間周波数を解析し、空間周波数帯域Ｆａｒ（所与の空間周波数帯域）のみにおいて画像信号の輝度成分の補正量を、階調補正処理の処理内容に応じて算出し、該補正量を用いて画像信号の輝度成分を補正する。より具体的には、画像処理部３０は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された画像信号の輝度成分の空間周波数帯域Ｆａｒにおいて、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号の輝度信号Ｙｉｎの所与のレベル範囲Ｙａｒの信号（図３では、範囲Ｓａｒ）に対して、階調補正を行う。このとき、輝度ゲイン算出手段Ｇ１は、特定の輝度領域の再現性を維持できるように階調補正処理の処理内容に応じて輝度ゲインＧ１が算出されるため、階調の補正強度を異ならせることができる。
【００５６】
更に、例えば、階調補正後の輝度成分の高周波成分が多いとき、所望の信号成分が多く輝度ノイズが少ないと判断して補正強度を強くし、階調補正後の輝度成分の高周波成分が少ないとき、所望の信号成分が少なく輝度ノイズが多いと判断して、補正強度を弱くする。これにより、特定の輝度領域について再現性を維持させて画像の輝度ノイズを強調してしまうことなく全体的な輝度の傾向を変化させずに、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された空間周波数帯域Ｆａｒであって、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号を構成する輝度信号Ｙｉｎの所与のレベル範囲Ｙａｒのみ、輝度成分を変化させることができるようになる。
【００５７】
なお、実施形態１では、高周波成分のレベルが小さくなって輝度ノイズが多くなるに従って空間周波数帯域が狭くなるように抽出された輝度信号に対して、低輝度でゲインが大きくなるように輝度ゲインを与えることで、暗部のディテールのみを増幅することができるようになっている。
【００５８】
信号抽出手段Ｌ１によって抽出される空間周波数帯域、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によってゲイン係数ｇが算出される輝度成分のレベル範囲、輝度成分の高周波帯域や階調補正処理の内容は、それぞれ指定可能であるため、指定した空間周波数帯域の指定した輝度成分のレベル範囲のみ、入力画像信号の輝度変化を、輝度ノイズ量に合わせて増幅させることができる。
【００５９】
しかも、画面全体に対して一律の補正を行わないので、暗部と明部とが混在している場合であっても、例えば一律に暗部の輝度も上げたり、或いは一律に明部の輝度も下げたりすることもなく、暗部と明部の両方のディテールを表現できるようになる。例えば、図３に示す場合には、入力画像信号の輝度の中周波数帯域から高周波数帯域に対して補正するため、入力画像の全体的な明るさを変化させずに、ディテールのみを強調できるようになる。更に、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別することができるので、暗部のディテールと一緒に輝度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。
【００６０】
図４に、図１の画像処理部３０のハードウェア構成例のブロック図を示す。
【００６１】
画像処理部３０は、ラインメモリー３２、多段フィルター回路（信号抽出回路）４０、輝度信号補正量算出回路（輝度成分補正量算出部）５０、輝度信号補正回路（輝度成分補正部）６０、周波数解析回路７０、階調補正回路（階調補正部）２００を含む。更に、画像処理部３０は、ラインメモリー３４、色差ゲイン算出回路（色差成分補正量算出部）８０、色差信号補正回路（色差成分補正部）９０を含む。
【００６２】
ラインメモリー３２は、入力画像信号を構成する輝度信号Ｙ（入力画像信号の輝度成分）を格納する。ラインメモリー３２は、多段フィルター回路４０で必要なライン数分だけ輝度信号Ｙを格納する。
【００６３】
多段フィルター回路４０は、ラインメモリー３２に格納された輝度信号Ｙ（画像信号の輝度成分）から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する。この多段フィルター回路４０は、図２の信号抽出手段Ｌ１の機能を実現することができる。
【００６４】
周波数解析回路７０は、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号の空間周波数を解析する。より具体的には、周波数解析回路７０は、輝度信号の高周波成分を抽出すると共に、ラインメモリー３２からの輝度信号から輝度ノイズを除去することができる。周波数解析回路７０によって抽出された輝度信号の高周波成分の絶対値である出力ｈｉｇｈＹは、周波数解析回路７０の解析結果として輝度信号補正量算出回路５０に供給される。周波数解析回路７０によって輝度ノイズが除去された輝度信号は、輝度信号ＮＲとして階調補正回路２００に供給される。
【００６５】
階調補正回路２００は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す所与の補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正し、補正後の輝度信号を輝度信号補正回路６０に出力すると共に、この補正処理に対応した信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する。信号ＧＲは、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の内容に対応した信号である。この階調補正回路２００による階調補正処理によって、明度レンジが圧縮された場合でも所望の輝度領域のみ再現性を維持できるようになる。階調補正回路２００は、図２の階調補正手段Ｈ１の機能を実現することができる。
【００６６】
輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号と、周波数解析回路７０の解析結果と、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量に対応する補正信号ＶＡを算出する。即ち、輝度信号補正量算出回路５０は、出力ｈｉｇｈＹ（周波数解析回路７０の解析結果）及び階調補正処理の処理内容に応じて、多段フィルター回路４０によって抽出された所与の空間周波数帯域の輝度信号のうち所与の輝度レベル範囲の輝度信号に対する補正量を算出することができる。この輝度信号補正量算出回路５０は、図２の輝度ゲイン算出手段Ｇ１の機能を実現することができる。
【００６７】
輝度信号補正回路６０は、輝度信号補正量算出回路５０によって算出された補正量を用いて、階調補正回路２００によって階調補正された輝度信号を補正し、補正後の輝度信号Ｙ１として出力する。
【００６８】
また、画像処理部３０は、輝度信号の補正と連動して色差信号を補正することができるようになっている。このため、ラインメモリー３４には、ラインメモリー３２に輝度信号Ｙが格納されるタイミングに同期して、該輝度信号に対応した色差信号Ｕ、Ｖ（入力画像信号の色差成分）が格納される。
【００６９】
色差ゲイン算出回路８０は、輝度信号補正回路６０による補正前後の輝度信号Ｙ、Ｙ１に基づいて、例えばＸＹＺ表色系（CIE 1931 standard colorimetric system）のｘｙ色度の値が変化しないように、色差信号Ｕ、Ｖの補正量を算出する。ここでは、色差ゲイン算出回路８０は、色差信号の補正量に対応したゲイン係数を算出する。
【００７０】
色差信号補正回路９０は、色差ゲイン算出回路８０によって算出された補正量を用いて、ラインメモリー３４に格納された色差信号Ｕ、Ｖを補正し、補正後の色差信号Ｕ１、Ｖ１として出力する。これにより、色差信号補正回路９０は、輝度信号補正回路６０による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように色差信号Ｕ、Ｖを補正することができる。
【００７１】
このように画像処理部３０は、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベルの輝度信号に対してのみ、階調補正処理の処理内容に応じて輝度信号を補正することができる。また、画像処理部３０は、該輝度信号の補正と連動して、輝度信号の補正量に応じて色差信号を補正することができる。
【００７２】
次に、画像処理部３０を構成する各ブロックについて説明する。
【００７３】
図５に、図４の周波数解析回路７０の構成例のブロック図を示す。図５において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図５では、周波数解析回路７０に加えて、図４のラインメモリー３２についても図示している。
【００７４】
周波数解析回路７０は、高周波成分抽出回路（高周波成分抽出部）７２と、輝度ノイズ除去回路（輝度ノイズ除去部）７４とを含む。高周波成分抽出回路７２は、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号から、画像の暗部のディテールと輝度ノイズが含まれる所与の高周波成分を抽出して、その絶対値を出力ｈｉｇｈＹとして出力する。輝度ノイズ除去回路７４は、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号から、輝度ノイズを除去した輝度信号ＮＲを生成する。ここで、輝度ノイズ除去回路７４は、高周波成分抽出回路７２によって抽出された高周波成分を用いて、輝度信号ＮＲを生成する。
【００７５】
高周波成分抽出回路７２は、ＨＰＦ（High Pass Filter)回路７３を含む。ＨＰＦ回路７３には、ラインメモリー３２から輝度信号が入力され、該輝度信号の高周波成分の絶対値を出力ｈｉｇｈＹとして、輝度信号補正量算出回路５０や輝度ノイズ除去回路７４に出力する。このようなＨＰＦ回路７３は、公知のＨＰＦ処理により、次式に従って出力ｈｉｇｈＹを、高周波成分の絶対値として出力する。
【数１】
【００７６】
ここで、ｈｉｇｈＹはＨＰＦ回路７３の出力、Ｙは入力輝度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａＨＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「３」とすることができるが、「３」以外であってもよい。
【００７７】
輝度ノイズ除去回路７４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）回路７５、重み付け算出回路７６、乗算器７７、７８、加算器７９を含む。ＬＰＦ回路７５には、ラインメモリー３２から輝度信号が入力され、該輝度信号の低周波成分を通す。このようなＬＰＦ回路７５は、公知のＬＰＦ処理により、次式に従って出力ｌｏｗＹを出力する。
【数２】
【００７８】
ここで、ｌｏｗＹはＬＰＦ回路７５の出力、Ｙは入力輝度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａＬＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「５」とすることができるが、「５」以外であってもよく、ＨＰＦ回路７３のフィルターサイズより大きいことが望ましい。
【００７９】
図６に、図５のＨＰＦ回路７３、ＬＰＦ回路７５のフィルター特性の一例を示す。図６は、横軸に輝度信号の周波数、縦軸にゲインを表す。
【００８０】
ＨＰＦ回路７３の出力は、輝度信号の空間周波数が低い領域では小さくなり、輝度信号の空間周波数が高い領域では大きくなる（図６のＴ１）。このＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数は、ωＨＰＦである。一方、ＬＰＦ回路７５の出力は、輝度信号の空間周波数が低い領域では大きくなり、輝度信号の空間周波数が高い領域では小さくなる（図６のＴ２）。このＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数は、ωＬＰＦである。ここで、ＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数とＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数とは等しいことが望ましい（ωＨＰＦ＝ωＬＰＦ＝ωｃｕｔ）。これにより、元の輝度信号の情報を欠落させることなく、輝度信号を補正することができるようになる。
【００８１】
図５において、重み付け算出回路７６は、高周波成分抽出回路７２からの出力に応じて、重み付け量を算出する。重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹに対応した重み付け量をルックアップテーブル（LookUp Table：以下、ＬＵＴと略す）形式で保存しており、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した値を読み出したり、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した複数の値を補間して出力したりできるようになっている。
【００８２】
図７に、重み付け算出回路７６の動作説明図を示す。
【００８３】
重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力に応じて、乗算器７７に対して重み付け係数αＬＰＦを出力すると共に、乗算器７８に対して重み付け係数αＨＰＦを出力する。より具体的には、重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを予めＬＵＴ形式により記憶されている。すなわち、重み付け算出回路７６には、予めＨＰＦ回路７３の出力に対応した重み付け係数（αＨＰＦａ，αＬＰＦａ）、（αＨＰＦｂ，αＬＰＦｂ）、（αＨＰＦｃ，αＬＰＦｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが入力されたとき、これに対応した重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを出力するようになっている。
【００８４】
図８に、重み付け算出回路７６が出力する重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦの説明図を示す。図８は、横軸にＨＰＦ回路７３の出力、縦軸に重み付け算出回路７６が出力する重み付け量としての重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを表す。
【００８５】
重み付け算出回路７６には、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きくなるに従って、値が大きくなる重み付け係数αＨＰＦを記憶する（図８のＴ１０）と共に、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きくなるに従って、値が小さくなる重み付け係数αＬＰＦを記憶する（図８のＴ１１）。なお、図８では、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹに応じて重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦがリニアに増加又は減少しているが、所与の関数に従って重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦが増加又は減少していてもよい。
【００８６】
図５において、乗算器７７は、ＬＰＦ回路７５の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数αＬＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。乗算器７８は、ＨＰＦ回路７３の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数αＨＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。加算器７９は、乗算器７７の乗算結果と乗算器７８の乗算結果とを加算し、輝度ノイズを除去した後の輝度信号ＮＲとして出力する。即ち、輝度ノイズ除去回路７４は、次の式に従って輝度信号ＮＲを出力する。
【数３】
【００８７】
上式において、ｈｉｇｈＹはＨＰＦ回路７３の出力であり、ｌｏｗＹはＬＰＦ回路７５の出力である。
【００８８】
重み付け算出回路７６が、図８に示したように重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを出力するため、輝度信号ＮＲは、高周波の輝度ノイズが除去された信号となる。即ち、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが小さい領域は、主として低周波数帯域に分布する輝度信号に対応しており、重み付け係数αＨＰＦを小さくし、重み付け係数αＬＰＦを大きくすることで、輝度ノイズを強調させることなく、所望の輝度信号ＮＲを得ることができる。一方、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きい領域は、主として高周波数帯域に分布する輝度信号に対応しており、重み付け係数αＨＰＦを大きくし、重み付け係数αＬＰＦを小さくすることで、エッジ情報を維持又は強調させて、所望の輝度信号ＮＲを得ることができる。
【００８９】
なお、図５では、周波数解析回路７０が、高周波成分抽出回路７２及び輝度ノイズ除去回路７４を含む構成を有しているものとして説明したが、周波数解析回路７０が高周波成分抽出回路７２のみを含む構成を有し、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号がそのまま輝度信号ＮＲとして階調補正回路２００に供給されてもよい。
【００９０】
図９に、図４の多段フィルター回路４０の構成例のブロック図を示す。図９において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９１】
多段フィルター回路４０は、互いにフィルターサイズが異なる第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６を含む。図９では、多段フィルター回路４０が、３種類のフィルター回路でフィルター処理を行う例を説明するが、フィルター回路の数に本発明が限定されるものではない。
【００９２】
多段フィルター回路４０は、それぞれが抽出する信号の周波数帯域が異なる複数のフィルター回路を有し、各フィルター回路は、画像の水平方向及び垂直方向に並ぶ画素の画素値と、フィルター係数行列との畳み込み演算結果を出力する。
【００９３】
第１のフィルター回路４２は、次の式に従ってフィルター処理された結果を出力することができる。
【数４】
【００９４】
上式において、第１のフィルター回路４２の出力をＦＯ１、座標（ｘ，ｙ）の輝度信号をＹ（ｘ，ｙ）、フィルター係数をａ、（ｉ，ｊ）は対象画素を中心とした相対座標で上式の範囲をとり、フィルターサイズをｓとする。各フィルター回路には、フィルターサイズに対応したライン数（垂直走査ライン数）の輝度信号が入力される。
【００９５】
上式では、第１のフィルター回路４２の出力について示したが、第２及び第３のフィルター回路４４、４６も、上式と同様のフィルター処理結果を出力することができる（出力ＦＯ２、ＦＯ３）。
【００９６】
図９では、第１のフィルター回路４２のフィルターサイズを「３」、第２のフィルター回路４４のフィルターサイズを「５」、第３のフィルター回路４６のフィルターサイズを「７」とするが、フィルターサイズに本発明が限定されるものではない。
【００９７】
図１０に、図４の階調補正回路２００の構成例のブロック図を示す。図１０において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。また、図１０では、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０及び周波数解析回路７０も併せて図示している。
【００９８】
階調補正回路２００は、ＬＵＴ記憶回路２１０、階調補正処理回路２２０、微分算出回路２３０を含む。ＬＵＴ記憶回路２１０には、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに対応した補正データがＬＵＴ形式で記憶される。階調補正処理回路２２０は、ＬＵＴ記憶回路２１０に記憶された補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲを補正する。
【００９９】
図１１に、図１０のＬＵＴ記憶回路２１０に記憶される補正データの説明図を示す。図１１は、横軸に補正データに基づく階調補正前の輝度信号を表し、縦軸に該補正データに基づく階調補正後の輝度信号を表す。
【０１００】
例えば、ＬＵＴ記憶回路２１０は、高輝度側及び低輝度側で傾きが小さく中輝度領域で傾きが大きくなる、いわゆるＳ字の補正カーブＦ１に対応した補正データを記憶する。より具体的には、ＬＵＴ記憶回路２１０は、変曲点において傾きが最大となり、変曲点（図１１では階調補正前の輝度がＹ０となる点）から離れるほど傾きが小さくなる、Ｓ字の補正カーブに対応した補正データを記憶している。
【０１０１】
このような補正カーブに従って階調補正処理を行う場合、例えば補正カーブの変曲点に対応した輝度信号に対してディテールの強調度合いを小さくし、変曲点から離れる輝度信号ほどディテールの強調度合いを大きくすることで、変曲点付近の階調をできるだけ忠実に再現する一方で、変曲点から離れた階調についてはディテールの強調処理により見えを改善させることができる。
【０１０２】
或いは、ＬＵＴ記憶回路２１０は、階調補正前の輝度信号が階調補正後の輝度信号とほぼ等しい直線状の補正カーブＦ２に対応した補正データを記憶するようにしてもよい。このような補正カーブに従って階調補正処理を行う場合、どの階調でもディテールの強調度合いを一定にすることができる。
【０１０３】
例えば、明室では補正カーブＦ１に従って階調補正を行い、暗室では補正カーブＦ２に従って階調補正を行うことが望ましい。
【０１０４】
このような補正データは、階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に供給される。そのため、階調補正処理回路２２０は、該補正データにより特定される補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正することができる。階調補正処理回路２２０によって補正された輝度信号は、輝度信号補正回路６０に供給される。
【０１０５】
一方、微分算出回路２３０は、ＬＵＴ記憶回路２１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲにおける補正カーブの傾きを算出する。微分算出回路２３０によって算出された補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲは、輝度信号補正量算出回路５０に供給される。これにより、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きに応じて、輝度信号の補正量を算出することができるようになり、階調補正処理に応じた補正量の算出が可能となる。
【０１０６】
図１２に、図４の輝度信号補正量算出回路５０の構成例のブロック図を示す。図１２において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図１２では、周波数解析回路７０及び階調補正回路２００についても併せて図示している。
図１３に、図１２の重み付け算出回路５２の動作説明図を示す。
図１４に、図１２の輝度ゲイン算出回路５６の動作説明図を示す。
【０１０７】
輝度信号補正量算出回路５０は、重み付け算出回路５２、乗算器５３１〜５３３、加算器５４、乗算器５５、輝度ゲイン算出回路５６を含む。
【０１０８】
重み付け算出回路５２には、周波数解析回路７０の高周波成分抽出回路７２のＨＰＦ回路７３によって生成された出力ｈｉｇｈＹが入力される。そして、重み付け算出回路５２は、図１３に示すように、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹに応じて、重み付け係数ｇ１〜ｇ３を算出する。
【０１０９】
このような重み付け算出回路５２は、入力をＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹとし、出力を重み付け係数ｇ１〜ｇ３とするＬＵＴにより実現される。そのため、重み付け算出回路５２には、予めＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹに対応した重み付け係数（ｇ１ａ，ｇ２ａ，ｇ３ａ）、（ｇ１ｂ，ｇ２ｂ，ｇ３ｂ）、（ｇ１ｃ，ｇ２ｃ，ｇ３ｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３から出力ｈｉｇｈＹが入力されたとき、これに対応した重み付け係数を出力するようになっている。
【０１１０】
加算器５４は、乗算器５３１〜５３３の各乗算結果を加算し、その加算結果を乗算器５５に出力する。この乗算器５５には、更に、輝度ゲイン算出回路５６によって算出された輝度ゲイン係数ｈが入力されている。
【０１１１】
輝度ゲイン算出回路５６には、階調補正回路２００からの信号ＧＲが入力される。そして、輝度ゲイン算出回路５６は、図１４に示すように、階調補正回路２００からの信号ＧＲに応じて、輝度ゲインｈを算出する。
【０１１２】
このような輝度ゲイン算出回路５６は、入力を階調補正回路２００からの信号ＧＲとし、出力を輝度ゲインｈとするＬＵＴにより実現される。そのため、輝度ゲイン算出回路５６には、予め階調補正回路２００からの信号ＧＲに対応した輝度ゲインｈａ、ｈｂ、ｈｃ、・・・が記憶されており、階調補正回路２００から信号ＧＲが入力されたとき、これに対応した輝度ゲインを出力するようになっている。
【０１１３】
図１２の乗算器５５は、加算器５４の加算結果に、輝度ゲイン算出回路５６からの輝度ゲインｈを乗算し、その乗算結果を、輝度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして出力する。この補正信号ＶＡは、輝度信号補正回路６０に入力される。
【０１１４】
このように、輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域の信号と、階調補正回路２００による階調補正処理の処理内容に対応して輝度ゲイン算出回路５６によって算出された輝度ゲイン係数とに基づいて、輝度信号の補正量を算出することができる。或いは、輝度信号補正量算出回路５０は、少なくとも、高周波成分抽出回路７２によって抽出された高周波成分に対応して、多段フィルター回路４０からの所与の空間周波数帯域の信号を重み付けした信号と、階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量を算出するということができる。
【０１１５】
ここで、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲを用いて補正量を算出することができる。そのため、例えば図１１に示す補正カーブに従って補正量を算出する場合、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きが小さい階調に対応する輝度成分ほど大きくなり、かつ、該補正カーブの傾きが大きい階調に対応する輝度成分ほど小さくなる補正量を算出することができる。
【０１１６】
なお、輝度信号補正量算出回路５０は、図１２に示す構成に限定されるものではない。例えば、図１２において、重み付け算出回路５２に多段フィルター回路４０からのＦＯ１〜ＦＯ３を入力させるようにしてもよい。
【０１１７】
ところで、輝度信号の補正と連動した、輝度信号の補正量に応じた色差信号の補正処理は、次のような構成で実現できる。
【０１１８】
図１５に、図４の色差ゲイン算出回路８０の構成例のブロック図を示す。図１５において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１９】
色差ゲイン算出回路８０は、色差信号調整回路８２と、調整パラメーター記憶部８４とを含む。色差信号調整回路８２には、入力画像信号を構成する輝度信号（入力画像信号の輝度成分）Ｙｉｎと、輝度信号Ｙｉｎを上記のように補正した輝度信号Ｙｏｕｔと、調整パラメーター記憶部８４に記憶された調整パラメーターｂとが入力される。そして、色差信号調整回路８２は、輝度信号Ｙｉｎ、Ｙｏｕｔ、調整パラメーターｂを用いて、色差ゲイン係数（色差ゲイン）ｇｃを算出する。
【０１２０】
より具体的には、色差ゲイン算出回路８０は、次式に従って色差ゲイン係数ｇｃを算出する。
【数５】
【０１２１】
上式において、調整パラメーターｂは、色度を調整するためのパラメーターである。調整パラメーターｂが「０」のとき、入力画像信号を構成する色差信号（色差成分）は補正されることなくそのまま出力される。一方、調整パラメーターｂが「１」のとき、入力画像信号の輝度信号の補正前後において色度が変化しないように、輝度信号の補正量に応じて色差信号も補正される。調整パラメーターｂは、「０」より大きく「１」より小さい値とすることもできるが、実施形態１では、調整パラメーターｂが「１」であることが望ましい。
【０１２２】
図１６に、図１５の色差ゲイン算出回路８０の動作例の説明図を示す。図１６では、調整パラメーターｂが「１」であるものとする。
【０１２３】
縦軸に輝度信号、横軸に色差信号を示す色空間を表すと、ＲＧＢのＲ成分とＧ成分及びＢ成分とは図１６に示す方向に定義される。ここで、領域ＤＩＳＰは、表示機器で再現可能な色域を表す。このとき、入力画像信号の色が座標Ｐ０のとき、座標Ｐ０を通る等値線ＳＶ上では、ｘｙ色度図の値が等しい。
【０１２４】
ところが、入力画像信号を構成する輝度信号を上記のように補正すると、座標Ｐ１に移動してしまう。そのため、等値線ＳＶ上に座標Ｐ１が存在しなくなり、輝度信号を補正した後の色の傾向が変化してしまう。
【０１２５】
そこで、色差ゲイン算出回路８０では、座標Ｐ０の入力信号の色を等値線ＳＶ上の座標Ｐ２に変換するように輝度信号の補正量に応じて色差信号を補正するために、色差ゲイン係数ｇｃを算出する。これにより、輝度信号を補正したとしても、補正後の輝度レベルを変えることなく、画面全体の色の傾向を維持させることができる。従って、補正前後で各画素の色度が変化することなく、見た目に自然な補正を実現できるようになる。
【０１２６】
このように算出された色差ゲイン係数ｇｃは、色差信号補正回路９０に入力される。色差信号補正回路９０は、色差ゲイン係数ｇｃをラインメモリー３４からの色差信号Ｕに乗算すると共に、該色差ゲイン係数ｇｃをラインメモリー３４からの色差信号Ｖに乗算する。こうして補正された色差信号Ｕ、Ｖは、投射部１００に入力される。
【０１２７】
このように、画像処理部３０は、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１２８】
実施形態１における画像処理部３０の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部３０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵと略す）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭと略す）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭと略す）を有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の輝度成分及び色差成分の補正処理を行う。
【０１２９】
図１７に、実施形態１における画像処理部３０の輝度信号の補正処理例のフロー図を示す。図１７の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図１７に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０１３０】
まず、画像処理部３０は、入力輝度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号（入力輝度信号）を蓄積する（ステップＳ１０）。この場合、輝度信号は、ラインメモリー３２、又はラインメモリー３２の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０１３１】
次に、画像処理部３０は、信号抽出ステップとして、輝度信号の特定の空間周波数帯域を抽出する（ステップＳ１２）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。
【０１３２】
その後、画像処理部３０は、周波数解析ステップとして、輝度信号の空間周波数を解析する（ステップＳ１４、ステップＳ１６）。より具体的には、ステップＳ１４では、高周波成分抽出ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号から所与の高周波成分の輝度信号が抽出される。そして、ステップＳ１６では、輝度ノイズ除去ステップとして、ラインメモリー３２等に蓄積された輝度信号から輝度ノイズ成分が除去される。
【０１３３】
そして、画像処理部３０は、階調補正ステップとして、ステップＳ１６において輝度ノイズが除去された輝度信号に対して、図１０及び図１１で説明したように階調補正処理を行う（ステップＳ１８）。このステップＳ１８において、画像処理部３０は、階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きを、階調補正処理の処理内容として算出する。
【０１３４】
続いて、画像処理部３０は、輝度成分補正量算出ステップとして、輝度信号の補正量を算出する（ステップＳ２０、ステップＳ２２）。より具体的には、ステップＳ２０において、輝度ゲイン算出ステップとして、ステップＳ１８における階調補正処理の処理内容に対応した輝度ゲインが算出される。ここでは、ステップＳ１８で算出された階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きに対応した輝度ゲインが算出される。そして、ステップＳ２２では、多段フィルター回路４０で抽出された信号に対して、ステップＳ１４で抽出された高周波成分の輝度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹ）に応じた係数で重み付けされた後、ステップＳ２０で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力される。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した信号に対して、ステップＳ１４で抽出された高周波成分の輝度信号に応じた係数で重み付けした後、ステップＳ２０で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力する。
【０１３５】
そして、画像処理部３０は、輝度成分補正ステップとして、ステップＳ２４で算出された補正量を用いて、ステップＳ１８における階調補正処理後の輝度信号を補正し（ステップＳ２４）、補正後の輝度信号を出力して（ステップＳ２６）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ２４では、輝度信号補正回路６０が、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。
【０１３６】
なお、図１７に示す処理において、各ステップの順序を適宜入れ替えても、同様の処理を実現できる。
【０１３７】
図１８に、実施形態１における画像処理部３０の色差信号の補正処理例のフロー図を示す。図１８の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図１８に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０１３８】
まず、画像処理部３０は、入力色差信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する色差信号（入力色差信号）を蓄積する（ステップＳ３０）。この場合、色差信号は、ラインメモリー３４、又はラインメモリー３４の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０１３９】
次に、画像処理部３０は、色差成分補正量算出ステップとして、図１７の輝度信号の補正処理における補正前後の輝度信号に応じて、色差信号を調整する色差ゲイン係数を算出する（ステップＳ３２）。例えば、色差信号調整回路８２が、補正前後の輝度信号と予め指定された調整パラメーターとに対応した色差ゲイン係数ｇｃを出力する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、予め決められた調整パラメーターｂを用いて上記の（５）式に従って色差ゲイン係数ｇｃを出力する。このように、ステップＳ３２では、輝度成分補正ステップにおける補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように画像信号の色差成分の補正量が算出される。
【０１４０】
続いて、画像処理部３０は、色差成分補正ステップとして、ステップＳ３２で算出された色差成分の補正量（色差ゲイン係数）を用いて、入力画像信号を構成する色差信号を補正し（ステップＳ３４）、補正後の色差信号を出力して（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ３４では、色差信号補正回路９０が、入力画像信号を構成する色差信号に、ステップＳ３２で算出された色差ゲイン係数を乗算して、補正後の色差信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、入力画像信号を構成する色差信号に、上記の色差ゲイン係数を乗算して補正後の色差信号を生成する。このように、ステップＳ３４では、輝度成分補正ステップにおける補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように画像信号の色差成分が補正される。
【０１４１】
画像処理部３０によって補正された輝度信号Ｙ１、色差信号Ｕ１、Ｖ１は、投射部１００に出力される。投射部１００は、輝度信号Ｙ１及び色差信号Ｕ１、Ｖ１に基づいて、光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することができる。
【０１４２】
図１９に、図１の投射部１００の構成例の図を示す。図１９では、実施形態１における投射部１００が、いわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものとして説明するが、本発明に係る画像表示装置の投射部がいわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものに限定されるものではない。即ち、以下では、１画素がＲ成分のサブ画素、Ｇ成分のサブ画素、及びＢ成分のサブ画素により構成されるものとして説明するが、１画素を構成するサブ画素数（色成分数）に限定されるものではない。
【０１４３】
また、図１９では、画像処理部３０から入力される輝度信号Ｙ１、色差信号Ｕ１、Ｖ１が、ＲＧＢの各色成分の画像信号に変換された後、色成分毎に光源からの光を変調するものとする。この場合、ＲＧＢ信号への変換回路は、画像処理部３０が備えていてもよいし、投射部１００が備えていてもよい。
【０１４４】
実施形態１における投射部１００は、光源１１０、インテグレーターレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調素子）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調素子）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調素子）、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０を含む。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。
【０１４５】
光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光、Ｂ成分の光を含む光を射出する。インテグレーターレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレーターレンズ１１４は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を液晶パネル上で重畳する。
【０１４６】
また偏光変換素子１１６は、偏光ビームスプリッターレイとλ／２板とを有し、光源１１０からの光を略一種類の偏光光に変換する。偏光ビームスプリッターレイは、インテグレーターレンズ１１２により分割された部分光をｐ偏光とｓ偏光に分離する偏光分離膜と、偏光分離膜からの光の向きを変える反射膜とを、交互に配列した構造を有する。偏光分離膜で分離された２種類の偏光光は、λ／２板によって偏光方向が揃えられる。この偏光変換素子１１６によって略一種類の偏光光に変換された光が、重畳レンズ１１８に照射される。
【０１４７】
重畳レンズ１１８からの光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。
【０１４８】
Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。
【０１４９】
リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくするために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。
【０１５０】
Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、Ｒ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５１】
Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、Ｇ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５２】
リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、Ｂ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５３】
Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ同様の構成を有している。各液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコン薄膜トランジスターをスイッチング素子として、各サブ画素の画像信号に対応して各色光の通過率を変調する。
【０１５４】
実施形態１では、１画素を構成する色成分毎に光変調素子としての液晶パネルが設けられ、各液晶パネルの透過率がサブ画素に対応した画像信号により制御される。即ち、Ｒ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒの透過率（通過率、変調率）の制御に用いられ、Ｇ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇの透過率の制御に用いられ、Ｂ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂの透過率の制御に用いられる。
【０１５５】
クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズである。
【０１５６】
実施形態１における階調補正処理を行った後に、画像表示ステップとしてこのような投射部１００を制御して、上記の階調補正処理において補正された画像信号に基づいて画像を表示することで、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像表示方法を提供できる。
【０１５７】
〔実施形態１の第１の変形例〕
実施形態１における画像処理部３０では、輝度信号補正量算出回路５０が、図１２に示すように、重み付け算出回路５２と輝度ゲイン算出回路５６とを有し、重み付け係数や輝度ゲイン係数を乗算する乗算器により補正信号ＶＡを生成する構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５８】
図２０に、実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における輝度信号補正量算出回路５０に代えて、図２０に示す輝度信号補正量算出回路が図４の画像処理部３０に内蔵される。
【０１５９】
輝度信号補正量算出回路３００は、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３、乗算器３０４１〜３０４３、加算器３０６を含む。この輝度信号補正量算出回路３００は、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３の各ＬＵＴからの輝度ゲイン係数を、多段フィルター回路４０の各出力に乗算した後、各乗算結果を加算して補正信号ＶＡとして出力する。
【０１６０】
図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２１（Ｃ）に、図２０の第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３の動作説明図を示す。
【０１６１】
第１のＬＵＴ３０２１には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ１を出力する。そのため、第１のＬＵＴ３０２１には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ１ａ、ｊ１ｂ、ｊ１ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ１として出力するようになっている。
【０１６２】
第２のＬＵＴ３０２２には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ２を出力する。そのため、第２のＬＵＴ３０２２には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ２ａ、ｊ２ｂ、ｊ２ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ２として出力するようになっている。
【０１６３】
第３のＬＵＴ３０２３には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ３を出力する。そのため、第３のＬＵＴ３０２３には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ３ａ、ｊ３ｂ、ｊ３ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ３として出力するようになっている。
【０１６４】
図２０において、乗算器３０４１は、多段フィルター回路４０を構成する第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１と第１のＬＵＴ３０２１からの輝度ゲイン係数ｊ１とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。乗算器３０４２は、多段フィルター回路４０を構成する第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２と第２のＬＵＴ３０２２からの輝度ゲイン係数ｊ２とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。乗算器３０４３は、多段フィルター回路４０を構成する第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３と第３のＬＵＴ３０２３からの輝度ゲイン係数ｊ３とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。
【０１６５】
加算器３０６は、乗算器３０４１〜３０４３の各乗算結果を加算し、加算結果を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１６６】
以上のように、実施形態１の第１の変形例における画像処理部は、画像信号の輝度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路４０を含み、輝度信号補正量算出回路３００は、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ、信号ＧＲ及び補正前の輝度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ多段フィルター回路４０の出力と上記の複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、加算器の出力を輝度成分の補正量として算出することができる。
【０１６７】
このような実施形態１の第１の変形例では、実施形態１と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の輝度信号のみを、階調補正回路２００の階調補正処理の処理内容に応じて補正できると共に、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１６８】
また、実施形態１の第１の変形例によれば、実施形態１と比較して、輝度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器の数を減らすことができるので、低消費電力化及び低コスト化が可能となる。
【０１６９】
〔実施形態１の第２の変形例〕
実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路３００は、図２０に示すように、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３と、乗算器３０４１〜３０４３と、加算器３０６とを有し、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３からの輝度ゲイン係数を用いた乗算器の乗算結果を加算する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１７０】
図２２に、実施形態１の第２の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における輝度信号補正量算出回路５０に代えて、図２２に示す輝度信号補正量算出回路３５０が図４の画像処理部３０に内蔵される。
【０１７１】
輝度信号補正量算出回路３５０は、ＬＵＴ３５２を含む。この輝度信号補正量算出回路３５０は、ＬＵＴ３５２からの出力を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１７２】
図２３に、図２２のＬＵＴ３５２の動作説明図を示す。
【０１７３】
ＬＵＴ３５２には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号と、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２〜４４の各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３が入力され、信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力との組み合わせに対応した補正量を出力する。この補正量が、補正信号ＶＡとして出力される。そのため、ＬＵＴ３５２には、予め信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３との組み合わせに対応した補正量ＶＡａ、ＶＡｂ、・・・、ＶＡｃ、ＶＡｄ、・・・、ＶＡｅ、ＶＡｆ、・・・、ＶＡｊ・・・が記憶されており、信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力が入力されたとき、これらの組み合わせに対応した補正量を出力するようになっている。
【０１７４】
以上のように、実施形態１の第２の変形例における画像処理部は、画像信号の輝度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路（広義には信号抽出回路）４０を含み、輝度信号補正量算出回路３５０は、多段フィルター回路４０の出力と信号ＧＲと補正前の輝度成分のレベルとに対応した輝度成分の補正量を出力するテーブルを含むことができる。そして、このテーブルが出力する補正量を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１７５】
実施形態１の第２の変形例では、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の輝度信号のみを、階調補正回路２００における階調補正処理の処理内容に応じて補正できると共に、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１７６】
また、実施形態１の第２の変形例によれば、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と比較して、輝度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器及び加算器を無くすことができるので、大幅な低消費電力化及び低コスト化が可能となる。
【０１７７】
〔実施形態２〕
実施形態１又はその変形例では、視環境（使用環境）にかかわらず、入力輝度信号に対して階調補正処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態２では、視環境に応じて階調補正処理を行い、その階調補正処理の処理内容に応じて補正強度を異ならせることで、視環境に応じてレンジが異なる場合であっても階調補正によって潰れてしまうディテールの見えを改善する。
【０１７８】
図２４に、本発明に係る実施形態２における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。図２４において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１７９】
画像表示システム５１０は、プロジェクター（広義には画像表示装置）５２０と、スクリーンＳＣＲとを含む。プロジェクター５２０は、プロジェクター２０と同様に、入力画像信号に基づいて図示しない光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像を表示する。
【０１８０】
プロジェクター５２０は、画像処理部５３０（広義には画像処理装置）と、投射部１００（広義には画像表示部）と、センサー６００と、補正強度算出部６１０とを含む。図２４では、センサー６００及び補正強度算出部６１０がプロジェクター５２０に内蔵されているものとして示しているが、センサー６００及び補正強度算出部６１０の少なくとも１つがプロジェクター５２０の外部に設けられてもよい。或いは、センサー６００及び補正強度算出部６１０の少なくとも１つが、画像処理部５３０又は投射部１００に内蔵されていてもよい。
【０１８１】
センサー６００は、プロジェクター５２０の使用環境（周辺光、外光）の投射領域における輝度と投射部１００の最大出力輝度とを測定する。このようなセンサー６００の機能は、いわゆるイメージセンサーや輝度計等の公知の測定機器によって実現される。センサー６００によって測定された輝度に基づいて、補正強度算出部６１０は、画像処理部５３０による入力画像信号の補正強度ＨＳを算出し、該補正強度ＨＳを画像処理部５３０に出力する。
【０１８２】
画像処理部５３０は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを用いて、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく表示画像の暗部や明部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正し、補正後の画像信号を投射部１００に出力する。投射部１００は、画像処理部３０からの画像信号に基づいて変調した光をスクリーンＳＣＲに投射する。
【０１８３】
以下では、実施形態２におけるプロジェクター５２０の詳細な構成例について説明するが、実施形態１と共通のブロックについては図示及び説明を省略する。
【０１８４】
図２５に、図２４のセンサー６００及び補正強度算出部６１０の説明図を示す。図２５は、図２４の画像表示システム５１０においてプロジェクター５２０がスクリーンＳＣＲに画像を投射する様子を横方向から見た図を模式的に表す。図２５において、図２４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１８５】
例えば、外部照明６５０による照明の下で、プロジェクター５２０が、スクリーンＳＣＲに画像を投射するものとする。このとき、外部照明６５０がスクリーンＳＣＲに映り込むことで、スクリーンＳＣＲの投射画像の見え方が大きく異なってしまう。そこで、センサー６００は、外部照明６５０による外光の輝度Ｙｉ、プロジェクター５２０の投射部１００の出力光の最大輝度Ｙｄを取得し、補正強度算出部６１０は、輝度Ｙｉ、Ｙｄに基づいて、補正強度ＨＳを算出する。
【０１８６】
実施形態２では、センサー６００をプロジェクター５２０の投射領域の方向に向けておき、プロジェクター５２０に黒画像と白画像とを表示させる。黒画像を投射したとき、プロジェクター５２０からの漏れ光を無視して、センサー６００の測定結果を外部照明６５０の輝度Ｙｉに相当する輝度Ｙｓ１（Ｙｓ１≒Ｙｉ）と判断する。一方、白画像を投射したとき、センサー６００の測定結果をプロジェクター２０（投射部１００）の出力光の最大輝度Ｙｄに外部照明６５０の輝度Ｙｉが加算された輝度Ｙｓ２（Ｙｓ２≒Ｙｉ＋Ｙｄ）と判断する。従って、輝度Ｙｓ２から輝度Ｙｓ１を差し引くことによって、プロジェクター５２０（投射部１００）の出力光の最大輝度Ｙｄを求めることができる。補正強度算出部６１０は、外光の輝度Ｙｉと投射部１００の出力光の輝度Ｙｄの輝度比Ｒ（＝Ｙｉ／Ｙｄ）に対応した補正強度を算出する。
【０１８７】
図２６に、図２４の補正強度算出部６１０の動作説明図を示す。
【０１８８】
補正強度算出部６１０は、入力を輝度比Ｒとして、出力を補正強度ＨＳとするＬＵＴにより実現される。そのため、補正強度算出部６１０には、予め輝度比Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・に対応した補正強度ＨＳａ、ＨＳｂ、ＨＳｃ、・・・が記憶されており、輝度比Ｒが入力されたとき、この輝度比Ｒに対応した補正強度を出力するようになっている。
【０１８９】
この補正強度算出部６１０は、輝度比が大きくなるほど（外光が明るくなるほど）補正強度が強くなるように、輝度比Ｒに対応した補正強度ＨＳを記憶することが望ましい。こうすることで、使用環境が明るいとき（輝度Ｙｉが大きいとき）の輝度コントラストの低下等の影響を確実に防ぐことができるようになる。
【０１９０】
なお、輝度比Ｒは、センサー６００が、自身の測定結果（輝度Ｙｉ、Ｙｄ）に基づいて算出してから補正強度算出部６１０に出力してもよいし、補正強度算出部６１０が、センサー６００からの測定結果（輝度Ｙｉ、Ｙｄ）に基づいて輝度比Ｒを算出してから、この輝度比Ｒに対応した補正強度ＨＳを出力するようにしてもよい。
【０１９１】
図２７に、図２４の画像処理部５３０のハードウェア構成例のブロック図を示す。図２７において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図２７では、画像処理部５３０の外部に設けられる補正強度算出部６１０についても併せて図示している。
【０１９２】
画像処理部５３０は、ラインメモリー３２、多段フィルター回路４０、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０、周波数解析回路７０、階調補正回路７００、ラインメモリー３４、色差ゲイン算出回路８０、色差信号補正回路９０を含む。画像処理部５３０が図４の画像処理部３０と異なる点は、階調補正回路７００が階調補正回路２００に代えて設けられており、階調補正回路７００が補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを受けて、階調補正処理を行うと共に信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する点である。
【０１９３】
ここで、階調補正回路７００は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成し、この補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正し、補正後の輝度信号を輝度信号補正回路６０に出力すると共に、この補正処理に対応した信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する。そのため、輝度信号補正量算出回路５０は、階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて補正量を算出することができる。即ち、輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号と、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳと、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量を算出することができる。そして、輝度信号補正回路６０は、輝度信号補正量算出回路５０によって算出された補正量を用いて、ラインメモリー３２に格納された輝度信号を補正し、補正後の輝度信号Ｙ１として出力する。
【０１９４】
図２８に、図２７の階調補正回路７００の構成例のブロック図を示す。図２８において、図１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。また、図２８では、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０、周波数解析回路７０及び補正強度算出部６１０も併せて図示している。
【０１９５】
階調補正回路７００は、ＬＵＴ生成回路７１０、階調補正処理回路２２０、微分算出回路２３０を含む。ＬＵＴ生成回路７１０は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを受け、補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成し、該補正カーブに対応した補正データを階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に出力する。階調補正処理回路２２０は、ＬＵＴ生成回路７１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲを補正する。微分算出回路２３０は、ＬＵＴ生成回路７１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲにおける補正カーブの傾きを算出する。微分算出回路２３０によって算出された補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲは、輝度信号補正量算出回路５０に供給される。
【０１９６】
ＬＵＴ生成回路７１０は、公知の補正カーブ生成処理に従って、補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成するようにしてもよいし、予め複数種類の補正カーブのそれぞれに対応した補正データ群を複数種類記憶しておき、補正強度ＨＳに基づいていずれか１つの補正データ群を選択することで補正カーブを生成するようにしてもよい。
【０１９７】
図２９に、ＬＵＴ生成回路７１０の動作例の説明図を示す。
【０１９８】
ＬＵＴ生成回路７１０は、例えば補正強度ＨＳａ、ＨＳｂ、ＨＳｃ、・・・のそれぞれに対応して、補正カーブを規定する補正データ群ＡＤａ、ＡＤｂ、ＡＤｃ、・・・を記憶する。そして、補正強度算出部６１０から補正強度ＨＳがＬＵＴ生成回路７１０に入力されたとき、ＬＵＴ生成回路７１０は、補正強度ＨＳに対応した補正データ群、又は補正強度ＨＳに対応した２つの補正データ群を補間して求めた補正データ群を階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に出力する。
【０１９９】
例えばＬＵＴ生成回路７１０は、視環境が明るい環境であるほど変曲点における傾きが大きくなる補正カーブを生成することが望ましい。そのため、実施形態２では、補正強度ＨＳにより、暗室ほど例えば図１１の補正カーブＦ２に近づき、明室ほど例えば図１１の補正カーブＦ１のように変曲点における傾きが大きくなる補正カーブを生成することが望ましい。
【０２００】
これにより、輝度信号補正量算出回路５０は、補正強度ＨＳに対応した補正カーブの傾きに応じて、輝度信号の補正量を算出することができるようになり、階調補正処理に応じた補正量の算出が可能となる。
【０２０１】
実施形態２における画像処理部５３０の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ又はＲＡＭを有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の輝度成分及び色差成分の補正処理を行う。
【０２０２】
図３０に、実施形態２における画像処理部５３０の輝度信号の補正処理例のフロー図を示す。図３０の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部５３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図３０に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０２０３】
まず、画像処理部５３０は、入力輝度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号（入力輝度信号）を蓄積する（ステップＳ４０）。この場合、輝度信号は、ラインメモリー３２、又はラインメモリー３２の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０２０４】
次に、画像処理部５３０は、使用環境情報取得ステップとして、センサー６００によって測定された外部照明の輝度と投射部１００の出力光の最大輝度とに基づいて算出された輝度比（広義には使用環境情報、視環境）を取得する（ステップＳ４２）。例えば、上述したように、プロジェクター５２０の投射部１００が黒画像を表示したときの輝度と投射部１００が白画像を表示したときの輝度とに基づいて、輝度比Ｒを算出することができる。
【０２０５】
続いて、画像処理部５３０は、信号抽出ステップとして、輝度信号の特定の空間周波数帯域を抽出する（ステップＳ４４）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。
【０２０６】
その後、画像処理部５３０は、周波数解析ステップとして、輝度信号の空間周波数を解析する（ステップＳ４６、ステップＳ４８）。より具体的には、ステップＳ４６では、高周波成分抽出ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号から所与の高周波成分の輝度信号が抽出される。そして、ステップＳ４８では、輝度ノイズ除去ステップとして、ラインメモリー３２等に蓄積された輝度信号から輝度ノイズ成分が除去される。
【０２０７】
そして、画像処理部５３０は、階調補正ステップとして、ステップＳ４８において輝度ノイズが除去された輝度信号に対して、実施形態１と同様に、階調補正処理を行う（ステップＳ５０）。なお、ステップＳ５０に先立って、補正カーブ生成ステップとして、ステップＳ４２で取得された輝度比に基づいて補正強度を求め、該補正強度に対応した階調補正処理の補正カーブが算出される。また、このステップＳ５０において、画像処理部５３０は、階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きを、階調補正処理の処理内容として算出する。
【０２０８】
続いて、画像処理部５３０は、輝度成分補正量算出ステップとして、輝度信号の補正量を算出する（ステップＳ５２、ステップＳ５４）。より具体的には、ステップＳ５２において、輝度ゲイン算出ステップとして、ステップＳ５０における階調補正処理の処理内容に対応した輝度ゲインが算出される。ここでは、ステップＳ５０で算出された階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きに対応した輝度ゲインが算出される。そして、ステップＳ５４では、多段フィルター回路４０で抽出された信号に対して、ステップＳ４６で抽出された高周波成分の輝度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹ）に応じた係数で重み付けされた後、ステップＳ５２で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力される。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した信号に対して、ステップＳ４６で抽出された高周波成分の輝度信号に応じた係数で重み付けした後、ステップＳ５２で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力する。
【０２０９】
そして、画像処理部５３０は、輝度成分補正ステップとして、ステップＳ５４で算出された補正量を用いて、ステップＳ５０における階調補正処理後の輝度信号を補正し（ステップＳ５６）、補正後の輝度信号を出力して（ステップＳ５８）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ５６では、輝度信号補正回路６０が、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。
【０２１０】
なお、図３０に示す処理において、各ステップの順序を適宜入れ替えても、同様の処理を実現できる。
【０２１１】
また、実施形態２における画像処理部５３０の色差信号の補正処理は、図１８と同様であるため説明を省略する。
【０２１２】
なお、実施形態２においても、実施形態１の各変形例をそれぞれ適用して、実施形態１の各変形例と同様の効果を得ることができる。
【０２１３】
以上のように、実施形態２では、実施形態１の効果に加えて、プロジェクター５２０の使用環境の明るさを測定し、それに応じて階調補正を行うことで、使用環境の照明の映り込みによるコントラストや色域の低下で失われるディテールの見えを改善することができる。
【０２１４】
以上、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法を上記の実施形態又はその変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態又はその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０２１５】
（１）上記の各実施形態又はその変形例では、画像表示装置としてプロジェクターを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る画像表示装置は、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。
【０２１６】
（２）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調素子として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を採用してもよい。
【０２１７】
（３）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、単板式の液晶パネルや２板又は４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。
【０２１８】
（４）上記の各実施形態では、１画素を３つの色成分のサブ画素で構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１画素を構成する色成分数が２、又は４以上であってもよい。
【０２１９】
（５）上記の各実施形態又はその変形例では、周波数解析回路７０によって輝度ノイズを除去してから階調補正処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４又は図２７において周波数解析回路７０を省略した構成を採用し、輝度ノイズを除去することなく階調補正処理を行うようにしてもよい。
【０２２０】
（６）上記の各実施形態又はその変形例において、本発明を、画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の画像処理装置や画像表示装置を含む画像表示システムであってもよい。或いは、例えば、本発明を実現するための画像処理装置の処理方法（画像処理方法）、又は本発明を実現するための画像表示装置の処理方法（画像表示方法）の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【符号の説明】
【０２２１】
１０，５１０…画像表示システム、 ２０，５２０…プロジェクター、
３０，５３０…画像処理部、 ３２，３４…ラインメモリー、
４０…多段フィルター回路、 ４２…第１のフィルター回路、
４４…第２のフィルター回路、 ４６…第３のフィルター回路、
５０，３００，３５０…輝度信号補正量算出回路、 ５２，７６…重み付け算出回路、
５３１〜５３３，５５，７７，７８，３０４１〜３０４３，Ｍ１…乗算器、
５４，７９，３０６，Ａ１…加算器、 ５６…輝度ゲイン算出回路、
６０…輝度信号補正回路、 ７０…周波数解析回路、 ７２…高周波成分抽出回路、
７３…ＨＰＦ回路、 ７４…輝度ノイズ除去回路、 ７５…ＬＰＦ回路、
８０…色差ゲイン算出回路、 ８２…色差信号調整回路、
８４…調整パラメーター記憶部、 ９０…色差信号補正回路、 １００…投射部、
１１０…光源、 １１２，１１４…インテグレーターレンズ、 １１６…偏光変換素子、
１１８…重畳レンズ、 １２０Ｒ…Ｒ用ダイクロイックミラー、
１２０Ｇ…Ｇ用ダイクロイックミラー、 １２２，１４８，１５０…反射ミラー、
１２４Ｒ…Ｒ用フィールドレンズ、 １２４Ｇ…Ｇ用フィールドレンズ、
１３０Ｒ…Ｒ用液晶パネル、 １３０Ｇ…Ｇ用液晶パネル、
１３０Ｂ…Ｂ用液晶パネル、 １４０…リレー光学系、
１４２，１４４，１４６…リレーレンズ、 １６０…クロスダイクロイックプリズム、
１７０…投射レンズ、 ２００，７００…階調補正回路、 ２１０…ＬＵＴ記憶回路、
２２０…階調補正処理回路、 ２３０…微分算出回路、 ３０２１…第１のＬＵＴ、
３０２２…第２のＬＵＴ、 ３０２３…第３のＬＵＴ、 ３５２…ＬＵＴ、
６００…センサー、 ６１０…補正強度算出部、 ６５０…外部照明、
７１０…ＬＵＴ生成回路、 Ｇ１…輝度ゲイン算出手段、 Ｈ１…階調補正手段、
Ｌ１…信号抽出手段、 ＳＣＲ…スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンテンツ画像の高画質化によって、より一層広い色再現域を有する画像表示装置が望まれている。ところが、進歩した色再現技術が採用された画像表示装置であっても、照明等により明るい環境で使用される場合、照明等の映り込みによって色再現域が狭くなり、例えば全体的に淡い色の画像になってしまうことが多い。
【０００３】
そこで、画像表示装置の使用環境の明るさをセンサーで測定し、このセンサーの測定結果を用いて使用環境の明るさに応じて画像の彩度を強調する処理が行われる技術が開発され、この技術について例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、センサーにより画像表示装置に映り込む外部照明の明るさや色を測定し、その影響をキャンセルするように色補正テーブルを書き換え、書き換え後の色補正テーブルに従って画像信号に対する色補正を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、画面全体に対して一律の補正を行うため、画像の明度や彩度のコントラストを改善させることができるものの、画像のディテールが潰れたまま表現されてしまうという問題がある。
【０００７】
また、画像表示装置が明室内に設定された場合、部屋の照明からの光が画像表示装置に映り込むことによりコントラストが低下し、見た目の明るさ（明度）のレンジが圧縮されてしまう。この場合、たとえ特許文献１に開示された技術であっても、圧縮されたレンジ内で色を再現することができず、例えば画像のディテールの見えを改善できない場合がある。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の一態様は、画像信号を補正する画像処理装置が、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含む。
【００１０】
本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。しかも、階調補正処理を行い、階調補正処理の処理内容に応じて輝度成分の補正量を算出し、階調補正処理後の輝度成分に該補正量を用いて補正するようにしたので、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１１】
（２）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記階調補正部は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、前記輝度成分補正量算出部は、前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出する。
【００１２】
本態様によれば、階調補正処理に用いられる補正カーブの傾きに応じて補正量を算出するようにしたので、例えば階調変化の小さい輝度領域と階調変化の大きい輝度領域とで補正強度を異ならせることができる。その結果、明度のレンジが圧縮された領域のディテールのみを強調することができるようになる。
【００１３】
（３）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部は、前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出する。
【００１４】
本態様によれば、いわゆるＳ字の補正カーブに従って階調補正処理を行って、高輝度領域及び低輝度領域のディテールの強調処理を行うことができるようになる。
【００１５】
（４）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部が、前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出する。
【００１６】
本態様によれば、更に、視環境に応じて輝度成分の補正量を算出するようにしたので、使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１７】
（５）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正量算出部が、外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出する。
【００１８】
本態様によれば、視環境として、外光と画像表示部の出力光の輝度比を採用するようにしたので、簡素な構成で使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善する画像処理装置を提供できるようになる。
【００１９】
（６）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記画像信号の輝度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、前記輝度成分補正量算出部が、前記画像信号の輝度成分の補正量を、少なくとも、前記周波数解析部の解析結果及び前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する。
【００２０】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の空間周波数を解析し、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分を、少なくとも輝度成分の空間周波数の解析結果と階調補正処理の処理内容とに応じて補正量を算出し、該補正量を用いて輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。更に、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別することができるので、暗部のディテールと一緒に輝度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。
【００２１】
（７）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記画像信号の輝度成分から所与の輝度ノイズ成分を除去する輝度ノイズ除去部を含み、前記輝度成分補正部は、前記補正量を用いて、前記輝度ノイズ除去部によって前記輝度ノイズ成分が除去された前記画像信号の輝度成分を補正する。
【００２２】
本態様によれば、輝度ノイズが除去された輝度成分に対して、輝度成分補正部により算出された補正量を用いて補正するようにしたので、上記の効果に加えて、暗部と明部の両方のディテールを表現し、且つ、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別する画像信号の補正を高精度に行うことができるようになる。
【００２３】
（８）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正部による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように前記画像信号の色差成分を補正する色差成分補正部を含む。
【００２４】
本態様によれば、輝度成分の補正前後におけるｘｙ色度の値が変化しないように輝度成分の補正と連動して色差成分を補正するようにしたので、上記の効果に加えて、各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【００２５】
（９）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記輝度成分補正部による補正前後の前記画像信号の輝度成分に基づいて、ｘｙ色度の値が変化しないように該画像信号の色差成分の補正量を算出する色差成分補正量算出部を含み、前記色差成分補正部が、前記色差成分補正量算出部によって算出された前記色差成分の補正量を用いて、前記画像信号の色差成分を補正する。
【００２６】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の補正と連動して、輝度成分の補正量に応じて色差成分を補正するようにしたので、輝度成分の補正前後におけるｘｙ色度の値を変化させることなく、画像の暗部や明部のディテールを表現可能な画像信号の補正が可能となる。
【００２７】
（１０）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記色差成分の調整パラメーターを記憶する調整パラメーター記憶部を含み、補正前の前記輝度成分をＹｉｎ、補正後の前記輝度成分をＹｏｕｔ、前記調整パラメーターをｂとしたとき、前記色差成分補正部は、（１−ｂ×（１−Ｙｏｕｔ／Ｙｉｎ））を色差ゲインとして、前記画像信号の色差成分に前記色差ゲインを乗算することで前記色差成分を補正する。
【００２８】
本態様によれば、画像信号の輝度成分の補正に連動した色差成分の補正を簡素な処理で実現できるようになる。
【００２９】
（１１）本発明の他の態様は、画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置が、前記画像信号を補正する上記のいずれか記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含む。
【００３０】
本態様によれば、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像表示装置を提供できるようになる。
【００３１】
（１２）本発明の他の態様は、画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置が、前記画像信号を補正する上記記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部の出力光の輝度と前記外光の輝度とを測定するためのセンサーとを含む。
【００３２】
本態様によれば、視環境にかかわらず明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善する画像表示装置を提供できるようになる。
【００３３】
（１３）本発明の他の態様は、画像信号を補正する画像処理方法が、前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正ステップと、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出ステップと、前記輝度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記階調補正ステップにおける前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正ステップとを含む。
【００３４】
本態様によれば、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ該画像信号の輝度成分を補正するようにしたので、画面全体に対して一律の補正を行うことなく、暗部と明部とが混在している場合であっても、暗部と明部の両方のディテールを表現できるように画像信号を補正できるようになる。しかも、階調補正処理を行い、階調補正処理の処理内容に応じて輝度成分の補正量を算出し、階調補正処理後の輝度成分に該補正量を用いて補正するようにしたので、明度のレンジが圧縮される場合であっても画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【００３５】
（１４）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記階調補正ステップは、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、前記輝度成分補正量算出ステップは、前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出する。
【００３６】
本態様によれば、階調補正処理に用いられる補正カーブの傾きに応じて補正量を算出するようにしたので、例えば階調変化の小さい輝度領域と階調変化の大きい輝度領域とで補正強度を異ならせることができる。その結果、明度のレンジが圧縮された領域のディテールのみを強調することができるようになる。
【００３７】
（１５）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップは、前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出する。
【００３８】
本態様によれば、いわゆるＳ字の補正カーブに従って階調補正処理を行って、高輝度領域及び低輝度領域のディテールの強調処理を行うことができるようになる。
【００３９】
（１６）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップが、前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出する。
【００４０】
本態様によれば、更に、視環境に応じて輝度成分の補正量を算出するようにしたので、使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【００４１】
（１７）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記輝度成分補正量算出ステップが、外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出する。
【００４２】
本態様によれば、視環境として、外光と画像表示部の出力光の輝度比を採用するようにしたので、簡素な方法で使用環境にかかわらず画像のディテールの見えを改善できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の画像処理部において行われる補正処理の説明図。
【図３】図１の画像処理部の動作説明図。
【図４】図１の画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。
【図５】図４の周波数解析回路の構成例のブロック図。
【図６】図５のＨＰＦ回路、ＬＰＦ回路のフィルター特性の一例を示す図。
【図７】重み付け算出回路の動作説明図。
【図８】重み付け算出回路が出力する重み付け係数の説明図。
【図９】図４の多段フィルター回路の構成例のブロック図。
【図１０】図４の階調補正回路の構成例のブロック図。
【図１１】図１０のＬＵＴ記憶回路に記憶される補正データの説明図。
【図１２】図４の輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図１３】図１２の重み付け算出回路の動作説明図。
【図１４】図１２の輝度ゲイン算出回路の動作説明図。
【図１５】図４の色差ゲイン算出回路の構成例のブロック図。
【図１６】図１５の色差ゲイン算出回路の動作例の説明図。
【図１７】実施形態１における画像処理部の輝度信号の補正処理例のフロー図。
【図１８】実施形態１における画像処理部の色差信号の補正処理例のフロー図。
【図１９】図１の投射部の構成例の図。
【図２０】実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図２１】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２１（Ｃ）は図２０の第１〜第３のＬＵＴの動作説明図。
【図２２】実施形態１の第２の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図。
【図２３】図２２のＬＵＴの動作説明図。
【図２４】実施形態２における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２５】図２４のセンサー及び補正強度算出部の説明図。
【図２６】図２４の補正強度算出部の動作説明図。
【図２７】図２４の画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。
【図２８】図２７の階調補正回路の構成例のブロック図。
【図２９】ＬＵＴ生成回路の動作例の説明図。
【図３０】実施形態２における画像処理部の輝度信号の補正処理例のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４５】
以下では、本発明に係る画像表示装置としてプロジェクターを例に説明するが、本発明に係る画像表示装置がプロジェクターに限定されるものではない。
【００４６】
〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。
【００４７】
画像表示システム１０は、プロジェクター（広義には画像表示装置）２０と、スクリーンＳＣＲとを含む。プロジェクター２０は、入力画像信号に基づいて図示しない光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像を表示する。
【００４８】
このプロジェクター２０は、画像処理部３０（広義には画像処理装置）と、投射部１００（広義には画像表示部）とを含む。画像処理部３０は、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく表示画像の暗部や明部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正し、補正後の画像信号を投射部１００に出力する。投射部１００は、画像処理部３０からの画像信号に基づいて変調した光をスクリーンＳＣＲに投射する。このとき、画像処理部３０は、特定の輝度領域の再現性を維持できるように階調補正処理を行い、その階調補正処理の処理内容に応じてディテールが強調されるように画像信号を補正する。
【００４９】
図２に、図１の画像処理部３０において行われる補正処理の説明図を示す。図２では、補正処理中の各画像信号により表される画像の特性として、横軸に画像の水平方向の位置、縦軸に輝度レベルを模式的に表している。
【００５０】
入力画像ＩＭＧｉｎは、例えば左側が低輝度（低階調）で、右側が高輝度（高階調）の画像であり、輝度が低い領域においても微小な階調変化を有し、輝度が高い領域においても微小な階調変化を有する。信号抽出手段Ｌ１は、この入力画像ＩＭＧｉｎの画像信号の輝度成分のうち、所与の空間周波数帯域の輝度成分の信号ＹＨを抽出する。図２では、空間周波数に対応してゲインが設定されており、信号抽出手段Ｌ１はこのゲインが大きい空間周波数帯域の輝度成分の信号ＹＨを抽出している。
【００５１】
また、階調補正手段Ｈ１は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す所与の補正カーブ（ガンマカーブ）に従って、入力画像の画像信号の輝度成分を補正し、補正後の輝度成分の信号Ｙｃｏｒを出力する。図２では、階調補正手段Ｈ１が、上に凸の補正カーブに従って輝度成分の階調補正を行う例を示しているが、高輝度側及び低輝度側で傾きが小さく中輝度領域で傾きが大きくなる、いわゆるＳ字の補正カーブに従って、輝度成分の階調補正を行ってもよい。階調補正手段Ｈ１によって行われる階調補正処理後の輝度成分は、加算器Ａ１に供給される。また、階調補正手段Ｈ１によって行われる階調補正処理の内容（階調補正処理の内容を特定するための情報（補正カーブ情報）、階調補正処理後の輝度成分でも可）は、輝度ゲイン算出手段Ｇ１に供給される。
【００５２】
輝度ゲイン算出手段Ｇ１は、階調補正手段Ｈ１によって行われた階調補正後の輝度成分のレベルに対応したゲイン係数ｇ（輝度ゲイン係数。広義には輝度ゲイン。以下同様）を算出する。図２では、輝度ゲイン算出手段Ｇ１が、輝度成分のレベルが低い領域で大きくなり、輝度成分のレベルが高い領域でほぼ０となるゲイン係数ｇを算出する。
【００５３】
この結果、乗算器Ｍ１は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された信号ＹＨに輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出されたゲイン係数ｇを掛け合わせた信号ｇＹＨを生成する。信号ｇＹＨが、入力画像信号の輝度成分の補正量に対応した信号である。加算器Ａ１は、入力画像信号の輝度信号Ｙｉｎと信号ｇＹＨとを加算して、補正後の画像信号を構成する輝度信号Ｙｏｕｔを出力する。
【００５４】
図３に、図１の画像処理部３０の動作説明図を示す。図３では、３次元の座標系において、入力画像信号の輝度成分、該輝度成分の空間周波数、該輝度成分の高周波成分の信号ＹＨＰＦを模式的に表している。
【００５５】
画像処理部３０は、画像信号の輝度成分の空間周波数を解析し、空間周波数帯域Ｆａｒ（所与の空間周波数帯域）のみにおいて画像信号の輝度成分の補正量を、階調補正処理の処理内容に応じて算出し、該補正量を用いて画像信号の輝度成分を補正する。より具体的には、画像処理部３０は、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された画像信号の輝度成分の空間周波数帯域Ｆａｒにおいて、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号の輝度信号Ｙｉｎの所与のレベル範囲Ｙａｒの信号（図３では、範囲Ｓａｒ）に対して、階調補正を行う。このとき、輝度ゲイン算出手段Ｇ１は、特定の輝度領域の再現性を維持できるように階調補正処理の処理内容に応じて輝度ゲインＧ１が算出されるため、階調の補正強度を異ならせることができる。
【００５６】
更に、例えば、階調補正後の輝度成分の高周波成分が多いとき、所望の信号成分が多く輝度ノイズが少ないと判断して補正強度を強くし、階調補正後の輝度成分の高周波成分が少ないとき、所望の信号成分が少なく輝度ノイズが多いと判断して、補正強度を弱くする。これにより、特定の輝度領域について再現性を維持させて画像の輝度ノイズを強調してしまうことなく全体的な輝度の傾向を変化させずに、信号抽出手段Ｌ１によって抽出された空間周波数帯域Ｆａｒであって、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によって算出された入力画像信号を構成する輝度信号Ｙｉｎの所与のレベル範囲Ｙａｒのみ、輝度成分を変化させることができるようになる。
【００５７】
なお、実施形態１では、高周波成分のレベルが小さくなって輝度ノイズが多くなるに従って空間周波数帯域が狭くなるように抽出された輝度信号に対して、低輝度でゲインが大きくなるように輝度ゲインを与えることで、暗部のディテールのみを増幅することができるようになっている。
【００５８】
信号抽出手段Ｌ１によって抽出される空間周波数帯域、輝度ゲイン算出手段Ｇ１によってゲイン係数ｇが算出される輝度成分のレベル範囲、輝度成分の高周波帯域や階調補正処理の内容は、それぞれ指定可能であるため、指定した空間周波数帯域の指定した輝度成分のレベル範囲のみ、入力画像信号の輝度変化を、輝度ノイズ量に合わせて増幅させることができる。
【００５９】
しかも、画面全体に対して一律の補正を行わないので、暗部と明部とが混在している場合であっても、例えば一律に暗部の輝度も上げたり、或いは一律に明部の輝度も下げたりすることもなく、暗部と明部の両方のディテールを表現できるようになる。例えば、図３に示す場合には、入力画像信号の輝度の中周波数帯域から高周波数帯域に対して補正するため、入力画像の全体的な明るさを変化させずに、ディテールのみを強調できるようになる。更に、画像の暗部のディテールと輝度ノイズとを区別することができるので、暗部のディテールと一緒に輝度ノイズを強調してしまう事態を回避できるようになる。
【００６０】
図４に、図１の画像処理部３０のハードウェア構成例のブロック図を示す。
【００６１】
画像処理部３０は、ラインメモリー３２、多段フィルター回路（信号抽出回路）４０、輝度信号補正量算出回路（輝度成分補正量算出部）５０、輝度信号補正回路（輝度成分補正部）６０、周波数解析回路７０、階調補正回路（階調補正部）２００を含む。更に、画像処理部３０は、ラインメモリー３４、色差ゲイン算出回路（色差成分補正量算出部）８０、色差信号補正回路（色差成分補正部）９０を含む。
【００６２】
ラインメモリー３２は、入力画像信号を構成する輝度信号Ｙ（入力画像信号の輝度成分）を格納する。ラインメモリー３２は、多段フィルター回路４０で必要なライン数分だけ輝度信号Ｙを格納する。
【００６３】
多段フィルター回路４０は、ラインメモリー３２に格納された輝度信号Ｙ（画像信号の輝度成分）から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する。この多段フィルター回路４０は、図２の信号抽出手段Ｌ１の機能を実現することができる。
【００６４】
周波数解析回路７０は、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号の空間周波数を解析する。より具体的には、周波数解析回路７０は、輝度信号の高周波成分を抽出すると共に、ラインメモリー３２からの輝度信号から輝度ノイズを除去することができる。周波数解析回路７０によって抽出された輝度信号の高周波成分の絶対値である出力ｈｉｇｈＹは、周波数解析回路７０の解析結果として輝度信号補正量算出回路５０に供給される。周波数解析回路７０によって輝度ノイズが除去された輝度信号は、輝度信号ＮＲとして階調補正回路２００に供給される。
【００６５】
階調補正回路２００は、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す所与の補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正し、補正後の輝度信号を輝度信号補正回路６０に出力すると共に、この補正処理に対応した信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する。信号ＧＲは、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の内容に対応した信号である。この階調補正回路２００による階調補正処理によって、明度レンジが圧縮された場合でも所望の輝度領域のみ再現性を維持できるようになる。階調補正回路２００は、図２の階調補正手段Ｈ１の機能を実現することができる。
【００６６】
輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号と、周波数解析回路７０の解析結果と、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量に対応する補正信号ＶＡを算出する。即ち、輝度信号補正量算出回路５０は、出力ｈｉｇｈＹ（周波数解析回路７０の解析結果）及び階調補正処理の処理内容に応じて、多段フィルター回路４０によって抽出された所与の空間周波数帯域の輝度信号のうち所与の輝度レベル範囲の輝度信号に対する補正量を算出することができる。この輝度信号補正量算出回路５０は、図２の輝度ゲイン算出手段Ｇ１の機能を実現することができる。
【００６７】
輝度信号補正回路６０は、輝度信号補正量算出回路５０によって算出された補正量を用いて、階調補正回路２００によって階調補正された輝度信号を補正し、補正後の輝度信号Ｙ１として出力する。
【００６８】
また、画像処理部３０は、輝度信号の補正と連動して色差信号を補正することができるようになっている。このため、ラインメモリー３４には、ラインメモリー３２に輝度信号Ｙが格納されるタイミングに同期して、該輝度信号に対応した色差信号Ｕ、Ｖ（入力画像信号の色差成分）が格納される。
【００６９】
色差ゲイン算出回路８０は、輝度信号補正回路６０による補正前後の輝度信号Ｙ、Ｙ１に基づいて、例えばＸＹＺ表色系（CIE 1931 standard colorimetric system）のｘｙ色度の値が変化しないように、色差信号Ｕ、Ｖの補正量を算出する。ここでは、色差ゲイン算出回路８０は、色差信号の補正量に対応したゲイン係数を算出する。
【００７０】
色差信号補正回路９０は、色差ゲイン算出回路８０によって算出された補正量を用いて、ラインメモリー３４に格納された色差信号Ｕ、Ｖを補正し、補正後の色差信号Ｕ１、Ｖ１として出力する。これにより、色差信号補正回路９０は、輝度信号補正回路６０による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように色差信号Ｕ、Ｖを補正することができる。
【００７１】
このように画像処理部３０は、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベルの輝度信号に対してのみ、階調補正処理の処理内容に応じて輝度信号を補正することができる。また、画像処理部３０は、該輝度信号の補正と連動して、輝度信号の補正量に応じて色差信号を補正することができる。
【００７２】
次に、画像処理部３０を構成する各ブロックについて説明する。
【００７３】
図５に、図４の周波数解析回路７０の構成例のブロック図を示す。図５において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図５では、周波数解析回路７０に加えて、図４のラインメモリー３２についても図示している。
【００７４】
周波数解析回路７０は、高周波成分抽出回路（高周波成分抽出部）７２と、輝度ノイズ除去回路（輝度ノイズ除去部）７４とを含む。高周波成分抽出回路７２は、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号から、画像の暗部のディテールと輝度ノイズが含まれる所与の高周波成分を抽出して、その絶対値を出力ｈｉｇｈＹとして出力する。輝度ノイズ除去回路７４は、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号から、輝度ノイズを除去した輝度信号ＮＲを生成する。ここで、輝度ノイズ除去回路７４は、高周波成分抽出回路７２によって抽出された高周波成分を用いて、輝度信号ＮＲを生成する。
【００７５】
高周波成分抽出回路７２は、ＨＰＦ（High Pass Filter)回路７３を含む。ＨＰＦ回路７３には、ラインメモリー３２から輝度信号が入力され、該輝度信号の高周波成分の絶対値を出力ｈｉｇｈＹとして、輝度信号補正量算出回路５０や輝度ノイズ除去回路７４に出力する。このようなＨＰＦ回路７３は、公知のＨＰＦ処理により、次式に従って出力ｈｉｇｈＹを、高周波成分の絶対値として出力する。
【数１】
【００７６】
ここで、ｈｉｇｈＹはＨＰＦ回路７３の出力、Ｙは入力輝度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａＨＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「３」とすることができるが、「３」以外であってもよい。
【００７７】
輝度ノイズ除去回路７４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）回路７５、重み付け算出回路７６、乗算器７７、７８、加算器７９を含む。ＬＰＦ回路７５には、ラインメモリー３２から輝度信号が入力され、該輝度信号の低周波成分を通す。このようなＬＰＦ回路７５は、公知のＬＰＦ処理により、次式に従って出力ｌｏｗＹを出力する。
【数２】
【００７８】
ここで、ｌｏｗＹはＬＰＦ回路７５の出力、Ｙは入力輝度信号、（ｘ，ｙ）は対象画素の座標であり、ａＬＰＦはフィルター係数、（ｕ，ｖ）は対象画素を中心とした相対座標系で上記の範囲をとり、ｓはフィルターのサイズを表す。ｓは、例えば「５」とすることができるが、「５」以外であってもよく、ＨＰＦ回路７３のフィルターサイズより大きいことが望ましい。
【００７９】
図６に、図５のＨＰＦ回路７３、ＬＰＦ回路７５のフィルター特性の一例を示す。図６は、横軸に輝度信号の周波数、縦軸にゲインを表す。
【００８０】
ＨＰＦ回路７３の出力は、輝度信号の空間周波数が低い領域では小さくなり、輝度信号の空間周波数が高い領域では大きくなる（図６のＴ１）。このＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数は、ωＨＰＦである。一方、ＬＰＦ回路７５の出力は、輝度信号の空間周波数が低い領域では大きくなり、輝度信号の空間周波数が高い領域では小さくなる（図６のＴ２）。このＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数は、ωＬＰＦである。ここで、ＨＰＦ回路７３のカットオフ周波数とＬＰＦ回路７５のカットオフ周波数とは等しいことが望ましい（ωＨＰＦ＝ωＬＰＦ＝ωｃｕｔ）。これにより、元の輝度信号の情報を欠落させることなく、輝度信号を補正することができるようになる。
【００８１】
図５において、重み付け算出回路７６は、高周波成分抽出回路７２からの出力に応じて、重み付け量を算出する。重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹに対応した重み付け量をルックアップテーブル（LookUp Table：以下、ＬＵＴと略す）形式で保存しており、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した値を読み出したり、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した複数の値を補間して出力したりできるようになっている。
【００８２】
図７に、重み付け算出回路７６の動作説明図を示す。
【００８３】
重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３の出力に応じて、乗算器７７に対して重み付け係数αＬＰＦを出力すると共に、乗算器７８に対して重み付け係数αＨＰＦを出力する。より具体的には、重み付け算出回路７６は、ＨＰＦ回路７３からの出力に対応した重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを予めＬＵＴ形式により記憶されている。すなわち、重み付け算出回路７６には、予めＨＰＦ回路７３の出力に対応した重み付け係数（αＨＰＦａ，αＬＰＦａ）、（αＨＰＦｂ，αＬＰＦｂ）、（αＨＰＦｃ，αＬＰＦｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが入力されたとき、これに対応した重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを出力するようになっている。
【００８４】
図８に、重み付け算出回路７６が出力する重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦの説明図を示す。図８は、横軸にＨＰＦ回路７３の出力、縦軸に重み付け算出回路７６が出力する重み付け量としての重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを表す。
【００８５】
重み付け算出回路７６には、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きくなるに従って、値が大きくなる重み付け係数αＨＰＦを記憶する（図８のＴ１０）と共に、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きくなるに従って、値が小さくなる重み付け係数αＬＰＦを記憶する（図８のＴ１１）。なお、図８では、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹに応じて重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦがリニアに増加又は減少しているが、所与の関数に従って重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦが増加又は減少していてもよい。
【００８６】
図５において、乗算器７７は、ＬＰＦ回路７５の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数αＬＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。乗算器７８は、ＨＰＦ回路７３の出力と重み付け算出回路７６からの重み付け係数αＨＰＦとの乗算結果を出力し、加算器７９に出力する。加算器７９は、乗算器７７の乗算結果と乗算器７８の乗算結果とを加算し、輝度ノイズを除去した後の輝度信号ＮＲとして出力する。即ち、輝度ノイズ除去回路７４は、次の式に従って輝度信号ＮＲを出力する。
【数３】
【００８７】
上式において、ｈｉｇｈＹはＨＰＦ回路７３の出力であり、ｌｏｗＹはＬＰＦ回路７５の出力である。
【００８８】
重み付け算出回路７６が、図８に示したように重み付け係数αＨＰＦ、αＬＰＦを出力するため、輝度信号ＮＲは、高周波の輝度ノイズが除去された信号となる。即ち、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが小さい領域は、主として低周波数帯域に分布する輝度信号に対応しており、重み付け係数αＨＰＦを小さくし、重み付け係数αＬＰＦを大きくすることで、輝度ノイズを強調させることなく、所望の輝度信号ＮＲを得ることができる。一方、ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹが大きい領域は、主として高周波数帯域に分布する輝度信号に対応しており、重み付け係数αＨＰＦを大きくし、重み付け係数αＬＰＦを小さくすることで、エッジ情報を維持又は強調させて、所望の輝度信号ＮＲを得ることができる。
【００８９】
なお、図５では、周波数解析回路７０が、高周波成分抽出回路７２及び輝度ノイズ除去回路７４を含む構成を有しているものとして説明したが、周波数解析回路７０が高周波成分抽出回路７２のみを含む構成を有し、ラインメモリー３２に蓄積された輝度信号がそのまま輝度信号ＮＲとして階調補正回路２００に供給されてもよい。
【００９０】
図９に、図４の多段フィルター回路４０の構成例のブロック図を示す。図９において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９１】
多段フィルター回路４０は、互いにフィルターサイズが異なる第１〜第３のフィルター回路４２、４４、４６を含む。図９では、多段フィルター回路４０が、３種類のフィルター回路でフィルター処理を行う例を説明するが、フィルター回路の数に本発明が限定されるものではない。
【００９２】
多段フィルター回路４０は、それぞれが抽出する信号の周波数帯域が異なる複数のフィルター回路を有し、各フィルター回路は、画像の水平方向及び垂直方向に並ぶ画素の画素値と、フィルター係数行列との畳み込み演算結果を出力する。
【００９３】
第１のフィルター回路４２は、次の式に従ってフィルター処理された結果を出力することができる。
【数４】
【００９４】
上式において、第１のフィルター回路４２の出力をＦＯ１、座標（ｘ，ｙ）の輝度信号をＹ（ｘ，ｙ）、フィルター係数をａ、（ｉ，ｊ）は対象画素を中心とした相対座標で上式の範囲をとり、フィルターサイズをｓとする。各フィルター回路には、フィルターサイズに対応したライン数（垂直走査ライン数）の輝度信号が入力される。
【００９５】
上式では、第１のフィルター回路４２の出力について示したが、第２及び第３のフィルター回路４４、４６も、上式と同様のフィルター処理結果を出力することができる（出力ＦＯ２、ＦＯ３）。
【００９６】
図９では、第１のフィルター回路４２のフィルターサイズを「３」、第２のフィルター回路４４のフィルターサイズを「５」、第３のフィルター回路４６のフィルターサイズを「７」とするが、フィルターサイズに本発明が限定されるものではない。
【００９７】
図１０に、図４の階調補正回路２００の構成例のブロック図を示す。図１０において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。また、図１０では、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０及び周波数解析回路７０も併せて図示している。
【００９８】
階調補正回路２００は、ＬＵＴ記憶回路２１０、階調補正処理回路２２０、微分算出回路２３０を含む。ＬＵＴ記憶回路２１０には、補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに対応した補正データがＬＵＴ形式で記憶される。階調補正処理回路２２０は、ＬＵＴ記憶回路２１０に記憶された補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲを補正する。
【００９９】
図１１に、図１０のＬＵＴ記憶回路２１０に記憶される補正データの説明図を示す。図１１は、横軸に補正データに基づく階調補正前の輝度信号を表し、縦軸に該補正データに基づく階調補正後の輝度信号を表す。
【０１００】
例えば、ＬＵＴ記憶回路２１０は、高輝度側及び低輝度側で傾きが小さく中輝度領域で傾きが大きくなる、いわゆるＳ字の補正カーブＦ１に対応した補正データを記憶する。より具体的には、ＬＵＴ記憶回路２１０は、変曲点において傾きが最大となり、変曲点（図１１では階調補正前の輝度がＹ０となる点）から離れるほど傾きが小さくなる、Ｓ字の補正カーブに対応した補正データを記憶している。
【０１０１】
このような補正カーブに従って階調補正処理を行う場合、例えば補正カーブの変曲点に対応した輝度信号に対してディテールの強調度合いを小さくし、変曲点から離れる輝度信号ほどディテールの強調度合いを大きくすることで、変曲点付近の階調をできるだけ忠実に再現する一方で、変曲点から離れた階調についてはディテールの強調処理により見えを改善させることができる。
【０１０２】
或いは、ＬＵＴ記憶回路２１０は、階調補正前の輝度信号が階調補正後の輝度信号とほぼ等しい直線状の補正カーブＦ２に対応した補正データを記憶するようにしてもよい。このような補正カーブに従って階調補正処理を行う場合、どの階調でもディテールの強調度合いを一定にすることができる。
【０１０３】
例えば、明室では補正カーブＦ１に従って階調補正を行い、暗室では補正カーブＦ２に従って階調補正を行うことが望ましい。
【０１０４】
このような補正データは、階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に供給される。そのため、階調補正処理回路２２０は、該補正データにより特定される補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正することができる。階調補正処理回路２２０によって補正された輝度信号は、輝度信号補正回路６０に供給される。
【０１０５】
一方、微分算出回路２３０は、ＬＵＴ記憶回路２１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲにおける補正カーブの傾きを算出する。微分算出回路２３０によって算出された補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲは、輝度信号補正量算出回路５０に供給される。これにより、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きに応じて、輝度信号の補正量を算出することができるようになり、階調補正処理に応じた補正量の算出が可能となる。
【０１０６】
図１２に、図４の輝度信号補正量算出回路５０の構成例のブロック図を示す。図１２において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図１２では、周波数解析回路７０及び階調補正回路２００についても併せて図示している。
図１３に、図１２の重み付け算出回路５２の動作説明図を示す。
図１４に、図１２の輝度ゲイン算出回路５６の動作説明図を示す。
【０１０７】
輝度信号補正量算出回路５０は、重み付け算出回路５２、乗算器５３１〜５３３、加算器５４、乗算器５５、輝度ゲイン算出回路５６を含む。
【０１０８】
重み付け算出回路５２には、周波数解析回路７０の高周波成分抽出回路７２のＨＰＦ回路７３によって生成された出力ｈｉｇｈＹが入力される。そして、重み付け算出回路５２は、図１３に示すように、ＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹに応じて、重み付け係数ｇ１〜ｇ３を算出する。
【０１０９】
このような重み付け算出回路５２は、入力をＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹとし、出力を重み付け係数ｇ１〜ｇ３とするＬＵＴにより実現される。そのため、重み付け算出回路５２には、予めＨＰＦ回路７３からの出力ｈｉｇｈＹに対応した重み付け係数（ｇ１ａ，ｇ２ａ，ｇ３ａ）、（ｇ１ｂ，ｇ２ｂ，ｇ３ｂ）、（ｇ１ｃ，ｇ２ｃ，ｇ３ｃ）、・・・が記憶されており、ＨＰＦ回路７３から出力ｈｉｇｈＹが入力されたとき、これに対応した重み付け係数を出力するようになっている。
【０１１０】
加算器５４は、乗算器５３１〜５３３の各乗算結果を加算し、その加算結果を乗算器５５に出力する。この乗算器５５には、更に、輝度ゲイン算出回路５６によって算出された輝度ゲイン係数ｈが入力されている。
【０１１１】
輝度ゲイン算出回路５６には、階調補正回路２００からの信号ＧＲが入力される。そして、輝度ゲイン算出回路５６は、図１４に示すように、階調補正回路２００からの信号ＧＲに応じて、輝度ゲインｈを算出する。
【０１１２】
このような輝度ゲイン算出回路５６は、入力を階調補正回路２００からの信号ＧＲとし、出力を輝度ゲインｈとするＬＵＴにより実現される。そのため、輝度ゲイン算出回路５６には、予め階調補正回路２００からの信号ＧＲに対応した輝度ゲインｈａ、ｈｂ、ｈｃ、・・・が記憶されており、階調補正回路２００から信号ＧＲが入力されたとき、これに対応した輝度ゲインを出力するようになっている。
【０１１３】
図１２の乗算器５５は、加算器５４の加算結果に、輝度ゲイン算出回路５６からの輝度ゲインｈを乗算し、その乗算結果を、輝度信号の補正量に対応した補正信号ＶＡとして出力する。この補正信号ＶＡは、輝度信号補正回路６０に入力される。
【０１１４】
このように、輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０（広義には信号抽出回路）によって抽出された所与の空間周波数帯域の信号と、階調補正回路２００による階調補正処理の処理内容に対応して輝度ゲイン算出回路５６によって算出された輝度ゲイン係数とに基づいて、輝度信号の補正量を算出することができる。或いは、輝度信号補正量算出回路５０は、少なくとも、高周波成分抽出回路７２によって抽出された高周波成分に対応して、多段フィルター回路４０からの所与の空間周波数帯域の信号を重み付けした信号と、階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量を算出するということができる。
【０１１５】
ここで、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲを用いて補正量を算出することができる。そのため、例えば図１１に示す補正カーブに従って補正量を算出する場合、輝度信号補正量算出回路５０は、補正カーブの傾きが小さい階調に対応する輝度成分ほど大きくなり、かつ、該補正カーブの傾きが大きい階調に対応する輝度成分ほど小さくなる補正量を算出することができる。
【０１１６】
なお、輝度信号補正量算出回路５０は、図１２に示す構成に限定されるものではない。例えば、図１２において、重み付け算出回路５２に多段フィルター回路４０からのＦＯ１〜ＦＯ３を入力させるようにしてもよい。
【０１１７】
ところで、輝度信号の補正と連動した、輝度信号の補正量に応じた色差信号の補正処理は、次のような構成で実現できる。
【０１１８】
図１５に、図４の色差ゲイン算出回路８０の構成例のブロック図を示す。図１５において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１９】
色差ゲイン算出回路８０は、色差信号調整回路８２と、調整パラメーター記憶部８４とを含む。色差信号調整回路８２には、入力画像信号を構成する輝度信号（入力画像信号の輝度成分）Ｙｉｎと、輝度信号Ｙｉｎを上記のように補正した輝度信号Ｙｏｕｔと、調整パラメーター記憶部８４に記憶された調整パラメーターｂとが入力される。そして、色差信号調整回路８２は、輝度信号Ｙｉｎ、Ｙｏｕｔ、調整パラメーターｂを用いて、色差ゲイン係数（色差ゲイン）ｇｃを算出する。
【０１２０】
より具体的には、色差ゲイン算出回路８０は、次式に従って色差ゲイン係数ｇｃを算出する。
【数５】
【０１２１】
上式において、調整パラメーターｂは、色度を調整するためのパラメーターである。調整パラメーターｂが「０」のとき、入力画像信号を構成する色差信号（色差成分）は補正されることなくそのまま出力される。一方、調整パラメーターｂが「１」のとき、入力画像信号の輝度信号の補正前後において色度が変化しないように、輝度信号の補正量に応じて色差信号も補正される。調整パラメーターｂは、「０」より大きく「１」より小さい値とすることもできるが、実施形態１では、調整パラメーターｂが「１」であることが望ましい。
【０１２２】
図１６に、図１５の色差ゲイン算出回路８０の動作例の説明図を示す。図１６では、調整パラメーターｂが「１」であるものとする。
【０１２３】
縦軸に輝度信号、横軸に色差信号を示す色空間を表すと、ＲＧＢのＲ成分とＧ成分及びＢ成分とは図１６に示す方向に定義される。ここで、領域ＤＩＳＰは、表示機器で再現可能な色域を表す。このとき、入力画像信号の色が座標Ｐ０のとき、座標Ｐ０を通る等値線ＳＶ上では、ｘｙ色度図の値が等しい。
【０１２４】
ところが、入力画像信号を構成する輝度信号を上記のように補正すると、座標Ｐ１に移動してしまう。そのため、等値線ＳＶ上に座標Ｐ１が存在しなくなり、輝度信号を補正した後の色の傾向が変化してしまう。
【０１２５】
そこで、色差ゲイン算出回路８０では、座標Ｐ０の入力信号の色を等値線ＳＶ上の座標Ｐ２に変換するように輝度信号の補正量に応じて色差信号を補正するために、色差ゲイン係数ｇｃを算出する。これにより、輝度信号を補正したとしても、補正後の輝度レベルを変えることなく、画面全体の色の傾向を維持させることができる。従って、補正前後で各画素の色度が変化することなく、見た目に自然な補正を実現できるようになる。
【０１２６】
このように算出された色差ゲイン係数ｇｃは、色差信号補正回路９０に入力される。色差信号補正回路９０は、色差ゲイン係数ｇｃをラインメモリー３４からの色差信号Ｕに乗算すると共に、該色差ゲイン係数ｇｃをラインメモリー３４からの色差信号Ｖに乗算する。こうして補正された色差信号Ｕ、Ｖは、投射部１００に入力される。
【０１２７】
このように、画像処理部３０は、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１２８】
実施形態１における画像処理部３０の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部３０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵと略す）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭと略す）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭと略す）を有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の輝度成分及び色差成分の補正処理を行う。
【０１２９】
図１７に、実施形態１における画像処理部３０の輝度信号の補正処理例のフロー図を示す。図１７の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図１７に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０１３０】
まず、画像処理部３０は、入力輝度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号（入力輝度信号）を蓄積する（ステップＳ１０）。この場合、輝度信号は、ラインメモリー３２、又はラインメモリー３２の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０１３１】
次に、画像処理部３０は、信号抽出ステップとして、輝度信号の特定の空間周波数帯域を抽出する（ステップＳ１２）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。
【０１３２】
その後、画像処理部３０は、周波数解析ステップとして、輝度信号の空間周波数を解析する（ステップＳ１４、ステップＳ１６）。より具体的には、ステップＳ１４では、高周波成分抽出ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号から所与の高周波成分の輝度信号が抽出される。そして、ステップＳ１６では、輝度ノイズ除去ステップとして、ラインメモリー３２等に蓄積された輝度信号から輝度ノイズ成分が除去される。
【０１３３】
そして、画像処理部３０は、階調補正ステップとして、ステップＳ１６において輝度ノイズが除去された輝度信号に対して、図１０及び図１１で説明したように階調補正処理を行う（ステップＳ１８）。このステップＳ１８において、画像処理部３０は、階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きを、階調補正処理の処理内容として算出する。
【０１３４】
続いて、画像処理部３０は、輝度成分補正量算出ステップとして、輝度信号の補正量を算出する（ステップＳ２０、ステップＳ２２）。より具体的には、ステップＳ２０において、輝度ゲイン算出ステップとして、ステップＳ１８における階調補正処理の処理内容に対応した輝度ゲインが算出される。ここでは、ステップＳ１８で算出された階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きに対応した輝度ゲインが算出される。そして、ステップＳ２２では、多段フィルター回路４０で抽出された信号に対して、ステップＳ１４で抽出された高周波成分の輝度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹ）に応じた係数で重み付けされた後、ステップＳ２０で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力される。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した信号に対して、ステップＳ１４で抽出された高周波成分の輝度信号に応じた係数で重み付けした後、ステップＳ２０で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力する。
【０１３５】
そして、画像処理部３０は、輝度成分補正ステップとして、ステップＳ２４で算出された補正量を用いて、ステップＳ１８における階調補正処理後の輝度信号を補正し（ステップＳ２４）、補正後の輝度信号を出力して（ステップＳ２６）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ２４では、輝度信号補正回路６０が、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。
【０１３６】
なお、図１７に示す処理において、各ステップの順序を適宜入れ替えても、同様の処理を実現できる。
【０１３７】
図１８に、実施形態１における画像処理部３０の色差信号の補正処理例のフロー図を示す。図１８の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図１８に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０１３８】
まず、画像処理部３０は、入力色差信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する色差信号（入力色差信号）を蓄積する（ステップＳ３０）。この場合、色差信号は、ラインメモリー３４、又はラインメモリー３４の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０１３９】
次に、画像処理部３０は、色差成分補正量算出ステップとして、図１７の輝度信号の補正処理における補正前後の輝度信号に応じて、色差信号を調整する色差ゲイン係数を算出する（ステップＳ３２）。例えば、色差信号調整回路８２が、補正前後の輝度信号と予め指定された調整パラメーターとに対応した色差ゲイン係数ｇｃを出力する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、予め決められた調整パラメーターｂを用いて上記の（５）式に従って色差ゲイン係数ｇｃを出力する。このように、ステップＳ３２では、輝度成分補正ステップにおける補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように画像信号の色差成分の補正量が算出される。
【０１４０】
続いて、画像処理部３０は、色差成分補正ステップとして、ステップＳ３２で算出された色差成分の補正量（色差ゲイン係数）を用いて、入力画像信号を構成する色差信号を補正し（ステップＳ３４）、補正後の色差信号を出力して（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ３４では、色差信号補正回路９０が、入力画像信号を構成する色差信号に、ステップＳ３２で算出された色差ゲイン係数を乗算して、補正後の色差信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、入力画像信号を構成する色差信号に、上記の色差ゲイン係数を乗算して補正後の色差信号を生成する。このように、ステップＳ３４では、輝度成分補正ステップにおける補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように画像信号の色差成分が補正される。
【０１４１】
画像処理部３０によって補正された輝度信号Ｙ１、色差信号Ｕ１、Ｖ１は、投射部１００に出力される。投射部１００は、輝度信号Ｙ１及び色差信号Ｕ１、Ｖ１に基づいて、光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することができる。
【０１４２】
図１９に、図１の投射部１００の構成例の図を示す。図１９では、実施形態１における投射部１００が、いわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものとして説明するが、本発明に係る画像表示装置の投射部がいわゆる３板式の液晶プロジェクターにより構成されるものに限定されるものではない。即ち、以下では、１画素がＲ成分のサブ画素、Ｇ成分のサブ画素、及びＢ成分のサブ画素により構成されるものとして説明するが、１画素を構成するサブ画素数（色成分数）に限定されるものではない。
【０１４３】
また、図１９では、画像処理部３０から入力される輝度信号Ｙ１、色差信号Ｕ１、Ｖ１が、ＲＧＢの各色成分の画像信号に変換された後、色成分毎に光源からの光を変調するものとする。この場合、ＲＧＢ信号への変換回路は、画像処理部３０が備えていてもよいし、投射部１００が備えていてもよい。
【０１４４】
実施形態１における投射部１００は、光源１１０、インテグレーターレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調素子）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調素子）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調素子）、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０を含む。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。
【０１４５】
光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光、Ｂ成分の光を含む光を射出する。インテグレーターレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレーターレンズ１１４は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレーターレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を液晶パネル上で重畳する。
【０１４６】
また偏光変換素子１１６は、偏光ビームスプリッターレイとλ／２板とを有し、光源１１０からの光を略一種類の偏光光に変換する。偏光ビームスプリッターレイは、インテグレーターレンズ１１２により分割された部分光をｐ偏光とｓ偏光に分離する偏光分離膜と、偏光分離膜からの光の向きを変える反射膜とを、交互に配列した構造を有する。偏光分離膜で分離された２種類の偏光光は、λ／２板によって偏光方向が揃えられる。この偏光変換素子１１６によって略一種類の偏光光に変換された光が、重畳レンズ１１８に照射される。
【０１４７】
重畳レンズ１１８からの光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。
【０１４８】
Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。
【０１４９】
リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくするために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。
【０１５０】
Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、Ｒ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５１】
Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、Ｇ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５２】
リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、Ｂ用画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【０１５３】
Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ同様の構成を有している。各液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコン薄膜トランジスターをスイッチング素子として、各サブ画素の画像信号に対応して各色光の通過率を変調する。
【０１５４】
実施形態１では、１画素を構成する色成分毎に光変調素子としての液晶パネルが設けられ、各液晶パネルの透過率がサブ画素に対応した画像信号により制御される。即ち、Ｒ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒの透過率（通過率、変調率）の制御に用いられ、Ｇ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇの透過率の制御に用いられ、Ｂ成分のサブ画素用の画像信号が、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂの透過率の制御に用いられる。
【０１５５】
クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズである。
【０１５６】
実施形態１における階調補正処理を行った後に、画像表示ステップとしてこのような投射部１００を制御して、上記の階調補正処理において補正された画像信号に基づいて画像を表示することで、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく画像のディテールの表現を改善する画像表示方法を提供できる。
【０１５７】
〔実施形態１の第１の変形例〕
実施形態１における画像処理部３０では、輝度信号補正量算出回路５０が、図１２に示すように、重み付け算出回路５２と輝度ゲイン算出回路５６とを有し、重み付け係数や輝度ゲイン係数を乗算する乗算器により補正信号ＶＡを生成する構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５８】
図２０に、実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における輝度信号補正量算出回路５０に代えて、図２０に示す輝度信号補正量算出回路が図４の画像処理部３０に内蔵される。
【０１５９】
輝度信号補正量算出回路３００は、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３、乗算器３０４１〜３０４３、加算器３０６を含む。この輝度信号補正量算出回路３００は、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３の各ＬＵＴからの輝度ゲイン係数を、多段フィルター回路４０の各出力に乗算した後、各乗算結果を加算して補正信号ＶＡとして出力する。
【０１６０】
図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２１（Ｃ）に、図２０の第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３の動作説明図を示す。
【０１６１】
第１のＬＵＴ３０２１には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ１を出力する。そのため、第１のＬＵＴ３０２１には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ１ａ、ｊ１ｂ、ｊ１ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ１として出力するようになっている。
【０１６２】
第２のＬＵＴ３０２２には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ２を出力する。そのため、第２のＬＵＴ３０２２には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ２ａ、ｊ２ｂ、ｊ２ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ２として出力するようになっている。
【０１６３】
第３のＬＵＴ３０２３には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号が入力され、信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ３を出力する。そのため、第３のＬＵＴ３０２３には、予め信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数ｊ３ａ、ｊ３ｂ、ｊ３ｃ・・・が記憶されており、信号ＧＲ及び輝度信号が入力されたとき該信号ＧＲ及び輝度信号に対応した輝度ゲイン係数を輝度ゲイン係数ｊ３として出力するようになっている。
【０１６４】
図２０において、乗算器３０４１は、多段フィルター回路４０を構成する第１のフィルター回路４２の出力ＦＯ１と第１のＬＵＴ３０２１からの輝度ゲイン係数ｊ１とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。乗算器３０４２は、多段フィルター回路４０を構成する第２のフィルター回路４４の出力ＦＯ２と第２のＬＵＴ３０２２からの輝度ゲイン係数ｊ２とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。乗算器３０４３は、多段フィルター回路４０を構成する第３のフィルター回路４６の出力ＦＯ３と第３のＬＵＴ３０２３からの輝度ゲイン係数ｊ３とを乗算し、乗算結果を加算器３０６に出力する。
【０１６５】
加算器３０６は、乗算器３０４１〜３０４３の各乗算結果を加算し、加算結果を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１６６】
以上のように、実施形態１の第１の変形例における画像処理部は、画像信号の輝度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路４０を含み、輝度信号補正量算出回路３００は、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ、信号ＧＲ及び補正前の輝度成分のレベルに対応したゲインを出力する複数のテーブルと、多段フィルター回路４０の出力ごとに設けられ多段フィルター回路４０の出力と上記の複数のテーブルを構成する各テーブルの出力とを乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器の乗算結果を加算する加算器とを含み、加算器の出力を輝度成分の補正量として算出することができる。
【０１６７】
このような実施形態１の第１の変形例では、実施形態１と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の輝度信号のみを、階調補正回路２００の階調補正処理の処理内容に応じて補正できると共に、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１６８】
また、実施形態１の第１の変形例によれば、実施形態１と比較して、輝度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器の数を減らすことができるので、低消費電力化及び低コスト化が可能となる。
【０１６９】
〔実施形態１の第２の変形例〕
実施形態１の第１の変形例における輝度信号補正量算出回路３００は、図２０に示すように、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３と、乗算器３０４１〜３０４３と、加算器３０６とを有し、第１〜第３のＬＵＴ３０２１〜３０２３からの輝度ゲイン係数を用いた乗算器の乗算結果を加算する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１７０】
図２２に、実施形態１の第２の変形例における輝度信号補正量算出回路の構成例のブロック図を示す。例えば実施形態１における輝度信号補正量算出回路５０に代えて、図２２に示す輝度信号補正量算出回路３５０が図４の画像処理部３０に内蔵される。
【０１７１】
輝度信号補正量算出回路３５０は、ＬＵＴ３５２を含む。この輝度信号補正量算出回路３５０は、ＬＵＴ３５２からの出力を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１７２】
図２３に、図２２のＬＵＴ３５２の動作説明図を示す。
【０１７３】
ＬＵＴ３５２には、階調補正回路２００からの信号ＧＲ及び入力画像信号を構成する輝度信号と、多段フィルター回路４０を構成する第１〜第３のフィルター回路４２〜４４の各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３が入力され、信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力との組み合わせに対応した補正量を出力する。この補正量が、補正信号ＶＡとして出力される。そのため、ＬＵＴ３５２には、予め信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力ＦＯ１〜ＦＯ３との組み合わせに対応した補正量ＶＡａ、ＶＡｂ、・・・、ＶＡｃ、ＶＡｄ、・・・、ＶＡｅ、ＶＡｆ、・・・、ＶＡｊ・・・が記憶されており、信号ＧＲ、輝度信号及び各フィルター回路の出力が入力されたとき、これらの組み合わせに対応した補正量を出力するようになっている。
【０１７４】
以上のように、実施形態１の第２の変形例における画像処理部は、画像信号の輝度成分から所与の空間周波数帯域の信号を抽出する多段フィルター回路（広義には信号抽出回路）４０を含み、輝度信号補正量算出回路３５０は、多段フィルター回路４０の出力と信号ＧＲと補正前の輝度成分のレベルとに対応した輝度成分の補正量を出力するテーブルを含むことができる。そして、このテーブルが出力する補正量を補正信号ＶＡとして出力する。
【０１７５】
実施形態１の第２の変形例では、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と同様に、所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の輝度信号のみを、階調補正回路２００における階調補正処理の処理内容に応じて補正できると共に、輝度信号のみならず、該輝度信号に連動して色差信号を補正することができる。これにより、輝度信号の補正量に応じて各画素の色度が変化して画面の全体的な色の傾向が変化するという事態を回避でき、画像のディテールを表現する場合に画面全体の色の傾向を維持できるようになる。
【０１７６】
また、実施形態１の第２の変形例によれば、実施形態１又は実施形態１の第１の変形例と比較して、輝度信号補正量算出回路に内蔵される乗算器及び加算器を無くすことができるので、大幅な低消費電力化及び低コスト化が可能となる。
【０１７７】
〔実施形態２〕
実施形態１又はその変形例では、視環境（使用環境）にかかわらず、入力輝度信号に対して階調補正処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態２では、視環境に応じて階調補正処理を行い、その階調補正処理の処理内容に応じて補正強度を異ならせることで、視環境に応じてレンジが異なる場合であっても階調補正によって潰れてしまうディテールの見えを改善する。
【０１７８】
図２４に、本発明に係る実施形態２における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。図２４において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１７９】
画像表示システム５１０は、プロジェクター（広義には画像表示装置）５２０と、スクリーンＳＣＲとを含む。プロジェクター５２０は、プロジェクター２０と同様に、入力画像信号に基づいて図示しない光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像を表示する。
【０１８０】
プロジェクター５２０は、画像処理部５３０（広義には画像処理装置）と、投射部１００（広義には画像表示部）と、センサー６００と、補正強度算出部６１０とを含む。図２４では、センサー６００及び補正強度算出部６１０がプロジェクター５２０に内蔵されているものとして示しているが、センサー６００及び補正強度算出部６１０の少なくとも１つがプロジェクター５２０の外部に設けられてもよい。或いは、センサー６００及び補正強度算出部６１０の少なくとも１つが、画像処理部５３０又は投射部１００に内蔵されていてもよい。
【０１８１】
センサー６００は、プロジェクター５２０の使用環境（周辺光、外光）の投射領域における輝度と投射部１００の最大出力輝度とを測定する。このようなセンサー６００の機能は、いわゆるイメージセンサーや輝度計等の公知の測定機器によって実現される。センサー６００によって測定された輝度に基づいて、補正強度算出部６１０は、画像処理部５３０による入力画像信号の補正強度ＨＳを算出し、該補正強度ＨＳを画像処理部５３０に出力する。
【０１８２】
画像処理部５３０は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを用いて、補正対象外の輝度領域に影響を与えることなく表示画像の暗部や明部のディテールを表現できるように入力画像信号を補正し、補正後の画像信号を投射部１００に出力する。投射部１００は、画像処理部３０からの画像信号に基づいて変調した光をスクリーンＳＣＲに投射する。
【０１８３】
以下では、実施形態２におけるプロジェクター５２０の詳細な構成例について説明するが、実施形態１と共通のブロックについては図示及び説明を省略する。
【０１８４】
図２５に、図２４のセンサー６００及び補正強度算出部６１０の説明図を示す。図２５は、図２４の画像表示システム５１０においてプロジェクター５２０がスクリーンＳＣＲに画像を投射する様子を横方向から見た図を模式的に表す。図２５において、図２４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１８５】
例えば、外部照明６５０による照明の下で、プロジェクター５２０が、スクリーンＳＣＲに画像を投射するものとする。このとき、外部照明６５０がスクリーンＳＣＲに映り込むことで、スクリーンＳＣＲの投射画像の見え方が大きく異なってしまう。そこで、センサー６００は、外部照明６５０による外光の輝度Ｙｉ、プロジェクター５２０の投射部１００の出力光の最大輝度Ｙｄを取得し、補正強度算出部６１０は、輝度Ｙｉ、Ｙｄに基づいて、補正強度ＨＳを算出する。
【０１８６】
実施形態２では、センサー６００をプロジェクター５２０の投射領域の方向に向けておき、プロジェクター５２０に黒画像と白画像とを表示させる。黒画像を投射したとき、プロジェクター５２０からの漏れ光を無視して、センサー６００の測定結果を外部照明６５０の輝度Ｙｉに相当する輝度Ｙｓ１（Ｙｓ１≒Ｙｉ）と判断する。一方、白画像を投射したとき、センサー６００の測定結果をプロジェクター２０（投射部１００）の出力光の最大輝度Ｙｄに外部照明６５０の輝度Ｙｉが加算された輝度Ｙｓ２（Ｙｓ２≒Ｙｉ＋Ｙｄ）と判断する。従って、輝度Ｙｓ２から輝度Ｙｓ１を差し引くことによって、プロジェクター５２０（投射部１００）の出力光の最大輝度Ｙｄを求めることができる。補正強度算出部６１０は、外光の輝度Ｙｉと投射部１００の出力光の輝度Ｙｄの輝度比Ｒ（＝Ｙｉ／Ｙｄ）に対応した補正強度を算出する。
【０１８７】
図２６に、図２４の補正強度算出部６１０の動作説明図を示す。
【０１８８】
補正強度算出部６１０は、入力を輝度比Ｒとして、出力を補正強度ＨＳとするＬＵＴにより実現される。そのため、補正強度算出部６１０には、予め輝度比Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・に対応した補正強度ＨＳａ、ＨＳｂ、ＨＳｃ、・・・が記憶されており、輝度比Ｒが入力されたとき、この輝度比Ｒに対応した補正強度を出力するようになっている。
【０１８９】
この補正強度算出部６１０は、輝度比が大きくなるほど（外光が明るくなるほど）補正強度が強くなるように、輝度比Ｒに対応した補正強度ＨＳを記憶することが望ましい。こうすることで、使用環境が明るいとき（輝度Ｙｉが大きいとき）の輝度コントラストの低下等の影響を確実に防ぐことができるようになる。
【０１９０】
なお、輝度比Ｒは、センサー６００が、自身の測定結果（輝度Ｙｉ、Ｙｄ）に基づいて算出してから補正強度算出部６１０に出力してもよいし、補正強度算出部６１０が、センサー６００からの測定結果（輝度Ｙｉ、Ｙｄ）に基づいて輝度比Ｒを算出してから、この輝度比Ｒに対応した補正強度ＨＳを出力するようにしてもよい。
【０１９１】
図２７に、図２４の画像処理部５３０のハードウェア構成例のブロック図を示す。図２７において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図２７では、画像処理部５３０の外部に設けられる補正強度算出部６１０についても併せて図示している。
【０１９２】
画像処理部５３０は、ラインメモリー３２、多段フィルター回路４０、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０、周波数解析回路７０、階調補正回路７００、ラインメモリー３４、色差ゲイン算出回路８０、色差信号補正回路９０を含む。画像処理部５３０が図４の画像処理部３０と異なる点は、階調補正回路７００が階調補正回路２００に代えて設けられており、階調補正回路７００が補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを受けて、階調補正処理を行うと共に信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する点である。
【０１９３】
ここで、階調補正回路７００は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成し、この補正カーブに従って、輝度信号ＮＲを補正し、補正後の輝度信号を輝度信号補正回路６０に出力すると共に、この補正処理に対応した信号ＧＲを輝度信号補正量算出回路５０に出力する。そのため、輝度信号補正量算出回路５０は、階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて補正量を算出することができる。即ち、輝度信号補正量算出回路５０は、多段フィルター回路４０の出力と、ラインメモリー３２に格納されている輝度信号と、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳと、階調補正回路２００によって行われた階調補正処理の処理内容とに基づいて、輝度信号の補正量を算出することができる。そして、輝度信号補正回路６０は、輝度信号補正量算出回路５０によって算出された補正量を用いて、ラインメモリー３２に格納された輝度信号を補正し、補正後の輝度信号Ｙ１として出力する。
【０１９４】
図２８に、図２７の階調補正回路７００の構成例のブロック図を示す。図２８において、図１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。また、図２８では、輝度信号補正量算出回路５０、輝度信号補正回路６０、周波数解析回路７０及び補正強度算出部６１０も併せて図示している。
【０１９５】
階調補正回路７００は、ＬＵＴ生成回路７１０、階調補正処理回路２２０、微分算出回路２３０を含む。ＬＵＴ生成回路７１０は、補正強度算出部６１０からの補正強度ＨＳを受け、補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成し、該補正カーブに対応した補正データを階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に出力する。階調補正処理回路２２０は、ＬＵＴ生成回路７１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲを補正する。微分算出回路２３０は、ＬＵＴ生成回路７１０からの補正データに基づいて、周波数解析回路７０からの輝度信号ＮＲにおける補正カーブの傾きを算出する。微分算出回路２３０によって算出された補正カーブの傾きに対応した信号ＧＲは、輝度信号補正量算出回路５０に供給される。
【０１９６】
ＬＵＴ生成回路７１０は、公知の補正カーブ生成処理に従って、補正強度ＨＳに基づいて補正カーブを生成するようにしてもよいし、予め複数種類の補正カーブのそれぞれに対応した補正データ群を複数種類記憶しておき、補正強度ＨＳに基づいていずれか１つの補正データ群を選択することで補正カーブを生成するようにしてもよい。
【０１９７】
図２９に、ＬＵＴ生成回路７１０の動作例の説明図を示す。
【０１９８】
ＬＵＴ生成回路７１０は、例えば補正強度ＨＳａ、ＨＳｂ、ＨＳｃ、・・・のそれぞれに対応して、補正カーブを規定する補正データ群ＡＤａ、ＡＤｂ、ＡＤｃ、・・・を記憶する。そして、補正強度算出部６１０から補正強度ＨＳがＬＵＴ生成回路７１０に入力されたとき、ＬＵＴ生成回路７１０は、補正強度ＨＳに対応した補正データ群、又は補正強度ＨＳに対応した２つの補正データ群を補間して求めた補正データ群を階調補正処理回路２２０及び微分算出回路２３０に出力する。
【０１９９】
例えばＬＵＴ生成回路７１０は、視環境が明るい環境であるほど変曲点における傾きが大きくなる補正カーブを生成することが望ましい。そのため、実施形態２では、補正強度ＨＳにより、暗室ほど例えば図１１の補正カーブＦ２に近づき、明室ほど例えば図１１の補正カーブＦ１のように変曲点における傾きが大きくなる補正カーブを生成することが望ましい。
【０２００】
これにより、輝度信号補正量算出回路５０は、補正強度ＨＳに対応した補正カーブの傾きに応じて、輝度信号の補正量を算出することができるようになり、階調補正処理に応じた補正量の算出が可能となる。
【０２０１】
実施形態２における画像処理部５３０の処理は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。この場合、画像処理部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ又はＲＡＭを有し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで乗算器や加算器等のハードウェアを制御して、上記の輝度成分及び色差成分の補正処理を行う。
【０２０２】
図３０に、実施形態２における画像処理部５３０の輝度信号の補正処理例のフロー図を示す。図３０の処理をソフトウェアで実現する場合、画像処理部５３０が内蔵するＲＯＭ又はＲＡＭに図３０に示す処理を実現するプログラムが格納される。
【０２０３】
まず、画像処理部５３０は、入力輝度信号蓄積ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号（入力輝度信号）を蓄積する（ステップＳ４０）。この場合、輝度信号は、ラインメモリー３２、又はラインメモリー３２の機能を実現するＲＡＭに格納される。
【０２０４】
次に、画像処理部５３０は、使用環境情報取得ステップとして、センサー６００によって測定された外部照明の輝度と投射部１００の出力光の最大輝度とに基づいて算出された輝度比（広義には使用環境情報、視環境）を取得する（ステップＳ４２）。例えば、上述したように、プロジェクター５２０の投射部１００が黒画像を表示したときの輝度と投射部１００が白画像を表示したときの輝度とに基づいて、輝度比Ｒを算出することができる。
【０２０５】
続いて、画像処理部５３０は、信号抽出ステップとして、輝度信号の特定の空間周波数帯域を抽出する（ステップＳ４４）。例えば、多段フィルター回路４０により所与の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが多段フィルター回路４０の機能を実現する乗算器や加算器を制御して上記の空間周波数帯域の輝度信号を抽出する。
【０２０６】
その後、画像処理部５３０は、周波数解析ステップとして、輝度信号の空間周波数を解析する（ステップＳ４６、ステップＳ４８）。より具体的には、ステップＳ４６では、高周波成分抽出ステップとして、入力画像信号を構成する輝度信号から所与の高周波成分の輝度信号が抽出される。そして、ステップＳ４８では、輝度ノイズ除去ステップとして、ラインメモリー３２等に蓄積された輝度信号から輝度ノイズ成分が除去される。
【０２０７】
そして、画像処理部５３０は、階調補正ステップとして、ステップＳ４８において輝度ノイズが除去された輝度信号に対して、実施形態１と同様に、階調補正処理を行う（ステップＳ５０）。なお、ステップＳ５０に先立って、補正カーブ生成ステップとして、ステップＳ４２で取得された輝度比に基づいて補正強度を求め、該補正強度に対応した階調補正処理の補正カーブが算出される。また、このステップＳ５０において、画像処理部５３０は、階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きを、階調補正処理の処理内容として算出する。
【０２０８】
続いて、画像処理部５３０は、輝度成分補正量算出ステップとして、輝度信号の補正量を算出する（ステップＳ５２、ステップＳ５４）。より具体的には、ステップＳ５２において、輝度ゲイン算出ステップとして、ステップＳ５０における階調補正処理の処理内容に対応した輝度ゲインが算出される。ここでは、ステップＳ５０で算出された階調補正処理で用いられる補正カーブのうち当該輝度信号における傾きに対応した輝度ゲインが算出される。そして、ステップＳ５４では、多段フィルター回路４０で抽出された信号に対して、ステップＳ４６で抽出された高周波成分の輝度信号（ＨＰＦ回路７３の出力ｈｉｇｈＹ）に応じた係数で重み付けされた後、ステップＳ５２で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力される。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、信号抽出処理により抽出した信号に対して、ステップＳ４６で抽出された高周波成分の輝度信号に応じた係数で重み付けした後、ステップＳ５２で算出された輝度ゲインが乗算されて補正信号ＶＡとして出力する。
【０２０９】
そして、画像処理部５３０は、輝度成分補正ステップとして、ステップＳ５４で算出された補正量を用いて、ステップＳ５０における階調補正処理後の輝度信号を補正し（ステップＳ５６）、補正後の輝度信号を出力して（ステップＳ５８）、一連の処理を終了する（エンド）。即ち、ステップＳ５６では、輝度信号補正回路６０が、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。或いは、ソフトウェア処理で実現する場合には、ＣＰＵが、階調補正処理後の輝度信号に、補正信号ＶＡを加算して、補正後の輝度信号を生成する。
【０２１０】
なお、図３０に示す処理において、各ステップの順序を適宜入れ替えても、同様の処理を実現できる。
【０２１１】
また、実施形態２における画像処理部５３０の色差信号の補正処理は、図１８と同様であるため説明を省略する。
【０２１２】
なお、実施形態２においても、実施形態１の各変形例をそれぞれ適用して、実施形態１の各変形例と同様の効果を得ることができる。
【０２１３】
以上のように、実施形態２では、実施形態１の効果に加えて、プロジェクター５２０の使用環境の明るさを測定し、それに応じて階調補正を行うことで、使用環境の照明の映り込みによるコントラストや色域の低下で失われるディテールの見えを改善することができる。
【０２１４】
以上、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法を上記の実施形態又はその変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態又はその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０２１５】
（１）上記の各実施形態又はその変形例では、画像表示装置としてプロジェクターを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る画像表示装置は、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。
【０２１６】
（２）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調素子として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を採用してもよい。
【０２１７】
（３）上記の各実施形態又はその変形例では、光変調素子として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、単板式の液晶パネルや２板又は４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。
【０２１８】
（４）上記の各実施形態では、１画素を３つの色成分のサブ画素で構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１画素を構成する色成分数が２、又は４以上であってもよい。
【０２１９】
（５）上記の各実施形態又はその変形例では、周波数解析回路７０によって輝度ノイズを除去してから階調補正処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４又は図２７において周波数解析回路７０を省略した構成を採用し、輝度ノイズを除去することなく階調補正処理を行うようにしてもよい。
【０２２０】
（６）上記の各実施形態又はその変形例において、本発明を、画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の画像処理装置や画像表示装置を含む画像表示システムであってもよい。或いは、例えば、本発明を実現するための画像処理装置の処理方法（画像処理方法）、又は本発明を実現するための画像表示装置の処理方法（画像表示方法）の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【符号の説明】
【０２２１】
１０，５１０…画像表示システム、 ２０，５２０…プロジェクター、
３０，５３０…画像処理部、 ３２，３４…ラインメモリー、
４０…多段フィルター回路、 ４２…第１のフィルター回路、
４４…第２のフィルター回路、 ４６…第３のフィルター回路、
５０，３００，３５０…輝度信号補正量算出回路、 ５２，７６…重み付け算出回路、
５３１〜５３３，５５，７７，７８，３０４１〜３０４３，Ｍ１…乗算器、
５４，７９，３０６，Ａ１…加算器、 ５６…輝度ゲイン算出回路、
６０…輝度信号補正回路、 ７０…周波数解析回路、 ７２…高周波成分抽出回路、
７３…ＨＰＦ回路、 ７４…輝度ノイズ除去回路、 ７５…ＬＰＦ回路、
８０…色差ゲイン算出回路、 ８２…色差信号調整回路、
８４…調整パラメーター記憶部、 ９０…色差信号補正回路、 １００…投射部、
１１０…光源、 １１２，１１４…インテグレーターレンズ、 １１６…偏光変換素子、
１１８…重畳レンズ、 １２０Ｒ…Ｒ用ダイクロイックミラー、
１２０Ｇ…Ｇ用ダイクロイックミラー、 １２２，１４８，１５０…反射ミラー、
１２４Ｒ…Ｒ用フィールドレンズ、 １２４Ｇ…Ｇ用フィールドレンズ、
１３０Ｒ…Ｒ用液晶パネル、 １３０Ｇ…Ｇ用液晶パネル、
１３０Ｂ…Ｂ用液晶パネル、 １４０…リレー光学系、
１４２，１４４，１４６…リレーレンズ、 １６０…クロスダイクロイックプリズム、
１７０…投射レンズ、 ２００，７００…階調補正回路、 ２１０…ＬＵＴ記憶回路、
２２０…階調補正処理回路、 ２３０…微分算出回路、 ３０２１…第１のＬＵＴ、
３０２２…第２のＬＵＴ、 ３０２３…第３のＬＵＴ、 ３５２…ＬＵＴ、
６００…センサー、 ６１０…補正強度算出部、 ６５０…外部照明、
７１０…ＬＵＴ生成回路、 Ｇ１…輝度ゲイン算出手段、 Ｈ１…階調補正手段、
Ｌ１…信号抽出手段、 ＳＣＲ…スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を補正する画像処理装置であって、
前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、
所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、
前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記階調補正部は、
補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、
前記輝度成分補正量算出部は、
前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記輝度成分補正量算出部は、
前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正量算出部が、
前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記輝度成分補正量算出部が、
外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記画像信号の輝度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、
前記輝度成分補正量算出部が、
前記画像信号の輝度成分の補正量を、少なくとも、前記周波数解析部の解析結果及び前記階調補正処理の処理内容に応じて算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記周波数解析部は、
前記画像信号の輝度成分から所与の輝度ノイズ成分を除去する輝度ノイズ除去部を含み、
前記輝度成分補正部は、
前記補正量を用いて、前記輝度ノイズ除去部によって前記輝度ノイズ成分が除去された前記画像信号の輝度成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正部による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように前記画像信号の色差成分を補正する色差成分補正部を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記輝度成分補正部による補正前後の前記画像信号の輝度成分に基づいて、ｘｙ色度の値が変化しないように該画像信号の色差成分の補正量を算出する色差成分補正量算出部を含み、
前記色差成分補正部が、
前記色差成分補正量算出部によって算出された前記色差成分の補正量を用いて、前記画像信号の色差成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記色差成分の調整パラメーターを記憶する調整パラメーター記憶部を含み、
補正前の前記輝度成分をＹｉｎ、補正後の前記輝度成分をＹｏｕｔ、前記調整パラメーターをｂとしたとき、
前記色差成分補正部は、
（１−ｂ×（１−Ｙｏｕｔ／Ｙｉｎ））を色差ゲインとして、前記画像信号の色差成分に前記色差ゲインを乗算することで前記色差成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
前記画像信号を補正する請求項１乃至１０のいずれか記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
前記画像信号を補正する請求項４又は５記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部の出力光の輝度と前記外光の輝度とを測定するためのセンサーとを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
画像信号を補正する画像処理方法であって、
前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正ステップと、
所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出ステップと、
前記輝度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記階調補正ステップにおける前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記階調補正ステップは、
補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、
前記輝度成分補正量算出ステップは、
前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記輝度成分補正量算出ステップは、
前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
請求項１３至１５のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正量算出ステップが、
前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記輝度成分補正量算出ステップが、
外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
画像信号を補正する画像処理装置であって、
前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正部と、
所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出部と、
前記輝度成分補正量算出部によって算出された前記補正量を用いて、前記階調補正部による前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記階調補正部は、
補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、
前記輝度成分補正量算出部は、
前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記輝度成分補正量算出部は、
前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正量算出部が、
前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記輝度成分補正量算出部が、
外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記画像信号の輝度成分の空間周波数を解析する周波数解析部を含み、
前記輝度成分補正量算出部が、
前記画像信号の輝度成分の補正量を、少なくとも、前記周波数解析部の解析結果及び前記階調補正処理の処理内容に応じて算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記周波数解析部は、
前記画像信号の輝度成分から所与の輝度ノイズ成分を除去する輝度ノイズ除去部を含み、
前記輝度成分補正部は、
前記補正量を用いて、前記輝度ノイズ除去部によって前記輝度ノイズ成分が除去された前記画像信号の輝度成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正部による補正前後においてｘｙ色度の値が変化しないように前記画像信号の色差成分を補正する色差成分補正部を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記輝度成分補正部による補正前後の前記画像信号の輝度成分に基づいて、ｘｙ色度の値が変化しないように該画像信号の色差成分の補正量を算出する色差成分補正量算出部を含み、
前記色差成分補正部が、
前記色差成分補正量算出部によって算出された前記色差成分の補正量を用いて、前記画像信号の色差成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記色差成分の調整パラメーターを記憶する調整パラメーター記憶部を含み、
補正前の前記輝度成分をＹｉｎ、補正後の前記輝度成分をＹｏｕｔ、前記調整パラメーターをｂとしたとき、
前記色差成分補正部は、
（１−ｂ×（１−Ｙｏｕｔ／Ｙｉｎ））を色差ゲインとして、前記画像信号の色差成分に前記色差ゲインを乗算することで前記色差成分を補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
前記画像信号を補正する請求項１乃至１０のいずれか記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
前記画像信号を補正する請求項４又は５記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって補正された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部の出力光の輝度と前記外光の輝度とを測定するためのセンサーとを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
画像信号を補正する画像処理方法であって、
前記画像信号の輝度成分に対して階調補正処理を行う階調補正ステップと、
所与の空間周波数帯域において所与の輝度レベル範囲の画像信号に対してのみ、該画像信号の輝度成分の補正量を、前記階調補正処理の処理内容に応じて算出する輝度成分補正量算出ステップと、
前記輝度成分補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量を用いて、前記階調補正ステップにおける前記階調補正処理後の前記画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記階調補正ステップは、
補正前の輝度成分と補正後の輝度成分の関係を示す補正カーブに従って階調補正処理を行い、
前記輝度成分補正量算出ステップは、
前記補正カーブの傾きに応じて前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記輝度成分補正量算出ステップは、
前記補正カーブの傾きが小さい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど大きくなり、かつ、前記補正カーブの傾きが大きい階調に対応する前記画像信号の輝度成分ほど小さくなるように、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
請求項１３至１５のいずれかにおいて、
前記輝度成分補正量算出ステップが、
前記階調補正処理の処理内容及び視環境に応じて、前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記輝度成分補正量算出ステップが、
外光と前記画像表示部の出力光の輝度比を前記視環境として前記補正量を算出することを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【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２】
【公開番号】特開２０１０−１８１８０６（Ｐ２０１０−１８１８０６Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４７８（Ｐ２００９−２７４７８）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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