JP2006301049A - 表示装置および表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 人間の感覚に近いピーク検出方法によって光源の光量を制御する。
【解決手段】 入力された画像データを構成する各画素の輝度値を第１輝度値として算出する画素輝度算出部と、第１輝度値が所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として選出する高輝度画素判定部と、複数の高輝度画素が相互に隣接して成す高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有するか否かを判定する高輝度画素数判定部と、高輝度画素群に含まれる画素の第１輝度値の統計結果に基づき、光源の光量を調整する光源光量設定部を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像信号により規定される映像を表示する表示装置及び表示方法に関し、より詳しくは、映像信号に応じて動的に光源の光量調整を行う表示装置及び表示方法に関する。

光源から射出された光を変調することにより画像を表示させる画像表示装置として液晶画像表示装置がある。直視型液晶画像表示装置では、液晶パネルの背面にバックライトと称する光照射部が設けられており、光源として一般的に冷陰極管という蛍光管が使われる。俗に液晶プロジェクタと呼ばれる投射型液晶画像表示装置では、光源としてハロゲンランプやメタルハライドランプなどが採用されている。

従来、光源の光量を調整する方法として、例えば特許文献１では、入力映像の平均輝度に応じて光源の光量を制御し、平均輝度が高い場合、光源の光量を増やし、平均輝度が低い場合、所定の輝度よりも高い輝度を持つ画素（ピーク画素）が所定数より多いか否かで判断し、所定数より多い場合、光源の光量を増やし、所定数より少ない場合、光源の光量を減らすことが行われている。

特許第３５８３１２２号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、所定の輝度よりも高い輝度を持つ画素の数を画面全体から求めている。すなわちピーク画素が空間的に集中して存在しているのか、分散しているのか、を区別することができないので、例えば星空のようにピーク画素が画面上に点在している場合でも、一箇所にピーク画素が集中してある場合と同一の光源の光量調整が行われてしまい、暗い部分が黒浮きし、映像が不鮮明になるという問題があった。

そこで、本発明は、より人間の見た目の感覚に近いピーク画素の検出方法によって光源の光量を制御することで、高画質な映像を表示することができる表示装置および表示方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の表示装置では、光源から射出された光を変調することにより画像を表示させる表示装置において、前記表示装置に入力された画像データを構成する各画素の輝度値を第１輝度値として算出する画素輝度算出部と、前記第１輝度値が所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として選出する高輝度画素判定部と、複数の前記高輝度画素が相互に隣接して成す高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有するか否かの判定結果を生成する高輝度画素数判定部と、前記判定結果と前記高輝度画素群に含まれる画素の前記第１輝度値の統計結果に基づき、前記光源の光量を調整する光源光量設定部と、を備えていることを要旨とする。

この構成によれば、入力された画像データから、所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として抽出し、連続して隣接している高輝度画素を高輝度画素群とし、高輝度画素群に含まれる高輝度画素の数が所定の画素数閾値以上であれば、高輝度画素が集中していると判断し、所定の画素数閾値未満であれば、高輝度画素が分散していると判断することができる。これにより、入力された画像データにおいて、高輝度画素が集中しているか、分散しているかを判断することができるので、高輝度画素の集中度合いに応じて光源の光量を調整することができるので、高画質な映像を表示することができる。

また、本発明の表示装置では、さらに、前記画像データに対し第１の遮断周波数によりローパスフィルタをかけて第２画像データを生成する第２フィルタ部と、前記第２画像データの各画素の輝度値を第２輝度値として算出する第２輝度値算出部と、を備え、前記高輝度画素判定部は、前記第１輝度値が前記輝度閾値以上であり、かつ、前記第１輝度値と前記第２輝度値の差が所定の輝度差閾値以上である画素を、高輝度画素として選出する。

この構成によれば、画像データから高輝度画素を抽出する条件として、画素の第１輝度値が所定の輝度閾値以上であり、かつ、画像データに第１の遮断周波数によりローパスフィルタをかけた後の第２画像データの各画素の第２輝度値を算出し、第１輝度値と第２輝度値の差が、所定の輝度差閾値以上である場合とするので、小さな領域の画像ノイズだけでなく、高すぎる輝度を持つ画素を除去することができる。これにより、高すぎる輝度に合わせて光源の光量調整を行った場合に、画面全体が眩しくなり、見づらくなるような光量調整を排除することが可能になる。

また、本発明の表示装置では、さらに、前記画像データに対し第２の遮断周波数によりローパスフィルタをかけて第３画像データを生成する第３フィルタ部と、前記第３画像データの各画素の輝度値を第３輝度値として算出する第３輝度値算出部と、を備え、前記高輝度画素判定部は、前記第１輝度値が前記輝度閾値以上であり、かつ、前記第１輝度値と前記第３輝度値の比が所定の輝度比閾値以上である画素を、高輝度画素として選出する。

この構成によれば、画像データから高輝度画素を抽出する条件として、画素の第１輝度値が所定の輝度閾値以上であり、かつ、入力画像データに第２の遮断周波数によりローパスフィルタをかけた後の第３画像データの各画素の第３輝度値を算出し、第１輝度値と第３輝度値の比が、所定の輝度比閾値を超えている場合とするので、小さな領域の画像ノイズだけでなく、広すぎる領域の高輝度画素群を排除することができる。これにより、広すぎる領域の高輝度画素群に合わせて光源の光量調整を行った場合に、画面全体が眩しくなり、見づらくなるような光量調整を排除することが可能になる。

また、本発明の表示装置では、前記判定結果が「前記高輝度画素群が前記画素数閾値以上の画素を有する」である場合、前記光源光量設定部は、前記高輝度画素群に含まれる前記高輝度画素の前記第１輝度値の度数分布が最大の輝度値に応じて前記光源の光量を増光する。

この構成によれば、高輝度画素数判定部により、「高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有する」と判定されたので、高輝度画素群の高輝度画素の第１輝度値の中で、同一輝度値の度数分布が最も多い輝度値に応じて光源の光量を増光することにより、光沢感のある画像を得ることができる。

また、本発明の表示装置では、前記判定結果が「前記高輝度画素群が前記画素数閾値以上の画素を有しない」である場合、前記光源光量設定部は、前記画像データの全画素の平均輝度値に応じて前記光源の光量を制御する。

この構成によれば、高輝度画素数判定部により、「高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有しない」と判定されたので、画像データの全画素の平均輝度値を算出し、平均輝度値に応じて光源の光量を調整するので、黒浮きのない全体に明るさが整った画像を得ることができる。

また、本発明の表示装置では、前記平均輝度値が所定の平均輝度閾値よりも高い場合、前記光源光量設定部は、前記平均輝度値に応じて前記光源の光量を増光する。

この構成によれば、画像データの全画素の平均輝度値を算出し、平均輝度値が所定の平均輝度閾値よりも高い場合、平均輝度値に応じて光源の光量を増光するので、黒浮きのない全体に明るさが整った画像を得ることができる。

また、本発明の表示装置では、前記平均輝度値が前記平均輝度閾値よりも低い場合、前記光源光量設定部は、前記平均輝度値に応じて前記光源の光量を減光する。

この構成によれば、画像データの全画素の平均輝度値を算出し、平均輝度値が所定の平均輝度閾値よりも低い場合、平均輝度値に応じて光源の光量を減光するので、黒浮きのない全体に明るさが整った画像を得ることができる。

また、本発明の表示方法では、光源から射出された光を変調することにより画像を表示させる表示装置の表示方法において、前記表示装置に入力された画像データを構成する各画素の輝度値を第１輝度値として算出する画素輝度算出工程と、前記第１輝度値が所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として選出する高輝度画素判定工程と、複数の前記高輝度画素が相互に隣接して成す高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有するか否かの判定結果を生成する高輝度画素数判定工程と、前記判定結果と前記高輝度画素群に含まれる画素の前記第１輝度値の統計結果に基づき、前記光源の光量を調整する光源光量設定工程と、からなる。

この構成によれば、入力された画像データから、所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として抽出し、連続して隣接している高輝度画素を高輝度画素群とし、高輝度画素群に含まれる高輝度画素の数が所定の画素数閾値以上であれば、高輝度画素が集中していると判断し、所定の画素数閾値未満であれば、高輝度画素が分散していると判断することができる。これにより、入力された画像データにおいて、高輝度画素が集中しているか、分散しているかを判断することができるので、高輝度画素の集中度合いに応じて光源の光量を調整することができるので、高画質な映像を表示することができる。

以下、本発明に係る表示装置の実施形態について図面に従って説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明を具体化した第１実施形態における表示装置の概略構成について、図１を参照して説明する。

＜表示装置の構成＞
図１は、本発明による表示装置を液晶プロジェクタに適用した場合の構成図である。
表示装置１は、全体として、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４、画像演算処理部１５、画像信号生成部１６、光源制御部１７、とから構成され、それらはバス２０を介して互いに接続されている。さらに、画像信号生成部１６は、ライトバルブ３１に画像信号を送り、光源制御部１７は、光源３０に制御信号を送る。

画像演算処理部１５は、画素輝度算出部１００、高輝度画素判定部であるピーク画素判定部１０２、高輝度画素数判定部を成すピーク画素群生成部１０４とピーク画素数判定部１０６、光源光量設定部１０８、画像補正部１１０、の各機能を実行する。

ＲＡＭ１２は、各処理のワーキングメモリとして役割を果たし、処理後の各種データを格納する。ＲＡＭ１２は少なくとも、入力Ｉ／Ｆ１４から受け取った入力画像データ４０に対し、画像演算処理部１５が行った演算結果の情報を、画像データテーブル４１に格納する。

ＲＯＭ１３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）や、フラッシュメモリなどで構成され、プログラムや、輝度閾値Ｐｔｈ、画素数閾値であるピーク画素数閾値Ｎｔｈ、輝度差閾値ΔＰｔｈ、輝度比閾値α、平均輝度閾値Ａｔｈ、を書き換え可能に記憶している。

入力Ｉ／Ｆ１４は、外部の装置（図示しない）から入力画像データ４０を受け取るインターフェイスの役割を果たす。入力Ｉ／Ｆ１４は入力画像データ４０を受け取ると、バス２０を介してＲＡＭ１２に格納する。

画素輝度算出部１００は、ＲＡＭ１２に格納された入力画像データ４０のＲＧＢ値から輝度を算出し、画像データテーブル４１の輝度値Ｙ０に格納する。

ピーク画素判定部１０２は、画像データテーブル４１の輝度値Ｙ０に対して遮断周波数の高いローパスフィルタをかけ、画像データテーブル４１の輝度値Ｙ１に格納し、画像データテーブル４１の各画素の輝度値Ｙ１を、輝度閾値Ｐｔｈと比較し、輝度値Ｙ１が輝度閾値Ｐｔｈ以上である画素を高輝度画素であるピーク画素と判定し、画像データテーブル４１のピーク画素判定結果Ｐにピーク画素であるか否かの結果を格納する。

ピーク画素群生成部１０４は、画像データテーブル４１の各画素のピーク画素判定結果Ｐを参照し、連続して隣接しているピーク画素を高輝度画素群であるピーク画素群として画像データテーブル４１のピーク画素群Ｇにピーク画素群番号ＧＮＯを記録し、ピーク画素群に含まれるピーク画素の数を隣接ピーク画素数Ｃｐとしてカウントする。

ピーク画素数判定部１０６は、ピーク画素群生成部１０４がカウントした隣接ピーク画素数Ｃｐが、ピーク画素数閾値Ｎｔｈを超えているかをチェックし、判定結果であるピーク判定結果を生成する。

光源光量設定部１０８は、ピーク画素数判定部１０６が生成したピーク判定結果に基づき、階調補正曲線を設定し、光源の光量を設定する。

画像補正部１１０は、光源光量設定部１０８が設定した階調補正曲線に基づき、画像データテーブル４１の輝度値Ｙ１を補正する。

画像信号生成部１６は、画像データテーブル４１に格納した補正後の輝度値Ｙ１から、補正後の画像データを、ライトバルブ３１が表示可能な画像信号に変換し、ライトバルブ３１を制御する。

光源制御部１７は、光源光量設定部１０８が設定した光源の光量に基づき、光源３０の光量を制御する。

＜ピーク画素群の判定方法１＞
次に、図２を参照して、第１実施形態のピーク画素群の判定方法について説明する。
図２は、第１実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図である。

図２では説明を簡略化する為に、図２の（Ａ１）および（Ｂ１）に示すように、画像２００をＸ軸方向に探索し、連続して隣接するピーク画素とピーク画素群を見つける方法について例示している。図２の（Ａ１）および（Ｂ１）の画像２００において、輝度閾値Ｐｔｈよりも低い輝度の画素領域を低輝度画素群２１０とし、輝度閾値Ｐｔｈ以上の輝度の画素領域をピーク画素群２２０とする。また、図２の（Ａ２）は、図２の（Ａ１）のＸ軸上の画素の輝度Ｙを示すグラフで、図２の（Ｂ２）は、図２の（Ｂ１）のＸ軸上の画素の輝度Ｙを示すグラフである。

図２の（Ａ２）の場合は、輝度閾値Ｐｔｈ以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも小さいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在しない（Ｎｏ）」となる。一方、図２の（Ｂ２）の場合は、輝度閾値Ｐｔｈ以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも大きいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在する（Ｙｅｓ）」となる。

図２では、Ｘ軸方向に連続するピーク画素群について説明したが、実際にはピーク画素群の面積で判定する。

＜ピーク画素判定部の処理＞
次に、図３を参照して、第１実施形態のピーク画素判定部１０２の処理について説明する。
図３は、第１実施形態のピーク画素判定部１０２の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態では、入力画像データ４０は、小さな領域の画像ノイズが存在する場合があるので、画像ノイズの影響を受けないように、入力画像データ４０に対して、遮断周波数の高いローパスフィルタをかける場合について説明する。

先ず、ステップＳ１００では、ＲＡＭ１２の画像データテーブル４１の輝度値Ｙ０に対して、遮断周波数の高いローパスフィルタをかける。

次に、ステップＳ１０２では、ローパスフィルタをかけた後の輝度値を、画像データテーブル４１のＹ１に格納する。

次に、ステップＳ１０４では、画像データテーブル４１の未処理の画素を選択する。

次に、ステップＳ１０６では、画像データテーブル４１の選択した画素の輝度値Ｙ１が輝度閾値Ｐｔｈ以上か否かを判定し、輝度閾値Ｐｔｈ以上ならばステップＳ１０８に移行し、輝度閾値Ｐｔｈ未満ならばステップＳ１１２に移行する。

次に、ステップＳ１０８では、ピーク画素と判定したので、画像データテーブル４１のピーク画素判定結果Ｐに１を格納し、ステップＳ１１０に移行する。

一方、ステップＳ１１２では、ピーク画素ではないと判定したので、画像データテーブル４１のピーク画素判定結果Ｐに０を格納し、ステップＳ１１０に移行する。

次に、ステップＳ１１０では、画像データテーブル４１に未選択の画素が有るか否かを判定し、ある場合はステップＳ１０４に移行し、ない場合は、処理を終了する。

＜ピーク画素群生成部とピーク画素数判定部の処理＞
次に、図４を参照して、第１実施形態のピーク画素群生成部１０４とピーク画素数判定部１０６の処理について説明する。
図４は、第１実施形態のピーク画素群生成部１０４とピーク画素数判定部１０６の処理を説明するフローチャートである。

先ず、ステップＳ１２２では、隣接ピーク画素数Ｃｐを０にリセットし、ピーク画素群番号ＧＮＯに１を加算する（ＧＮＯの初期値は０）。

次に、ステップＳ１２４では、ＲＡＭ１２に格納された画像データテーブル４１から未選択のピーク画素（Ｐ＝１の画素）を選択し、ピーク画素群に入れる。

次に、ステップＳ１２６では、画像データテーブル４１から、ピーク画素群に隣接する未選択のピーク画素を探索する。

次に、ステップＳ１２８では、ピーク画素群に隣接する未選択のピーク画素が見つかったか否かを判定し、ピーク画素が見つかった場合は、ステップＳ１３０に移行し、ピーク画素が見つからなかった場合は、ステップＳ１３６に移行する。

次に、ステップＳ１３０では、見つかったピーク画素の画像データテーブル４１のピーク画素群Ｇにピーク画素群番号ＧＮＯを入力し、隣接ピーク画素数Ｃｐに１を加算する（Ｃｐ＝Ｃｐ＋１）。

一方、ステップＳ１３６では、画像データテーブル４１に未選択のピーク画素が有るか否か判定し、未選択のピーク画素が有る場合は、ステップＳ１２２に移行し、未選択のピーク画素がない場合は、処理を終了する。

次に、ステップＳ１３２では、隣接ピーク画素数Ｃｐがピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定し、ピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上である場合は、ステップＳ１３４に移行し、ピーク画素数閾値Ｎｔｈ未満である場合は、ステップＳ１３８に移行する。

次に、ステップＳ１３４では、ピーク判定結果として、「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上である」とし、処理を終了する。

一方、ステップＳ１３８では、画像データテーブル４１に未選択のピーク画素が有るか否か判定し、未選択のピーク画素が有る場合は、ステップＳ１２６に移行し、未選択のピーク画素がない場合は、処理を終了する。

＜階調補正曲線と光量設定の関係＞
次に、図５を参照して、階調補正曲線と光量設定の関係について説明する。
図５は、階調補正曲線と光量設定の関係について説明するグラフである。

図５の（Ａ）は、ピーク判定結果が「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上である」場合の、入力輝度と階調補正曲線３００により補正された出力輝度の関係を示すグラフである。階調補正曲線３００は、ＲＯＭ１３のLook up Table（ＬＵＴ）メモリに予め記憶されているか、または、ＬＵＴを用いずに、画素毎に積和演算することにより求められる。図５の（Ａ）に示すように、階調補正曲線３００は、下側に凸に膨らんだ曲線を描き、入力輝度が低いところでは出力輝度をさらに低くなるように、入力輝度が高いところでは出力輝度をさらに高くするように設定されている。光源の光量は、ピーク画素群に含まれるピーク画素の輝度値の度数分布において最大度数の輝度値と、最大度数の輝度値を階調補正曲線３００により補正した後の輝度値の差、つまり図５の（Ａ）の矢印３０１の量だけ増光される。

図５の（Ｂ）は、ピーク判定結果が「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ未満である」、かつ、「入力画像データの全画素の平均輝度が平均輝度閾値よりも高い」場合の、入力輝度と階調補正曲線３０２により補正された出力輝度の関係を示すグラフである。図５の（Ｂ）に示すように、階調補正曲線３０２は、下側に凸に膨らんだ曲線を描き、全体に入力輝度に対し出力輝度が低くなるように設定されている。光源の光量は、入力画像データの全画素の平均輝度値と、平均輝度値を階調補正曲線３００により補正した後の輝度値の差、つまり図５の（Ｂ）の矢印３０３の量だけ増光される。

図５の（Ｃ）は、ピーク判定結果が「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ未満である」、かつ、「入力画像データの全画素の平均輝度が平均輝度閾値よりも低い」場合の、入力輝度と階調補正曲線３０４により補正された出力輝度の関係を示すグラフである。図５の（Ｃ）に示すように、階調補正曲線３０４は、上側に凸に膨らんだ曲線を描き、全体に入力輝度に対し出力輝度が高くなるように設定されている。光源の光量は、入力画像データの全画素の平均輝度値と、平均輝度値を階調補正曲線３００により補正した後の輝度値の差、図５の（Ｃ）の矢印３０５の量だけ減光される。

＜光源光量設定部の処理＞
次に、図６を参照して、光源光量設定部１０８の処理について説明する。
図６は、光源光量設定部１０８の処理を説明するフローチャートである。

先ず、ステップＳ１５２では、ピーク判定結果をチェックし、「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上である」場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１５４に移行し、「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ未満である」場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１５６に移行する。

次に、ステップＳ１５４では、画像補正部１１０に対し、図５の（Ａ）の階調補正曲線３００により入力画像データを補正するよう指示し、光源制御部１７に対し、光源の光量を図５の（Ａ）の矢印３０１の量だけ増光するよう指示し、処理を終了する。

一方、ステップＳ１５６では、ＲＡＭ１２に格納された画像データテーブル４１の全画素の輝度値Ｙ１から平均輝度を算出する。

次に、ステップＳ１５８では、平均輝度が平均輝度閾値Ａｔｈ以上か否かを判定し、「平均輝度閾値Ａｔｈ以上である」場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１６０に移行し、「平均輝度閾値Ａｔｈ未満である」場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１６２に移行する。

次に、ステップＳ１６０では、画像補正部１１０に対し、図５の（Ｂ）の階調補正曲線３０２により入力画像データを補正するよう指示し、光源制御部１７に対し、光源の光量を図５の（Ｂ）の矢印３０３の量だけ増光するよう指示し、処理を終了する。

一方、ステップＳ１６２では、画像補正部１１０に対し、図５の（Ｃ）の階調補正曲線３０４により入力画像データを補正するよう指示し、光源制御部１７に対し、光源の光量を図５の（Ｃ）の矢印３０５の量だけ減光するよう指示し、処理を終了する。

以上に述べた前記実施形態によれば、以下の効果が得られる。

本実施形態では、画像データの画素の輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ以上のピーク画素が集中しているか、分散しているかを判断できるので、ピーク画素の集中度合いに応じて光源の光量を調整することができるので、高画質な映像を表示することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る表示装置の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、ピーク画素判定部１０２が、ピーク画素を選出する条件として、画像データの画素の輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ以上の画素をピーク画素とする場合について説明したが、本第２実施形態においては、ピーク画素判定部１０２が、ピーク画素を選出する条件として、画素の第１輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ以上であり、かつ、画像データに遮断周波数の低いローパスフィルタをかけた後の第２画像データの各画素の第２輝度値を算出し、第１輝度値と第２輝度値の差が、輝度差閾値ΔＰｔｈ以上である場合について説明する。

＜ピーク画素群の判定方法２＞
先ず、図７を参照して、第２実施形態のピーク画素群の判定方法について説明する。
図７は、第２実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図である。図７では説明を簡略化する為に、図２の場合と同様に、画像２００をＸ軸方向に探索し、連続して隣接するピーク画素とピーク画素群を見つける方法について例示している。

図７の（Ａ１）、（Ｂ１）および（Ｃ１）のグラフＹ１は、元の入力画像データ、もしくは遮断周波数の高いローパスフィルタをかけた後の画像データのＸ軸上の画素の輝度Ｙ１（第１輝度値）を示すグラフで、グラフＹ２は、元の入力画像データに遮断周波数の低い（第１の遮断周波数）ローパスフィルタ（第２フィルタ部）をかけた後の画像データ（第２画像データ）のＸ軸上の画素の輝度Ｙ２（第２輝度値）を示すグラフである。また、図７の（Ａ２）、（Ｂ２）および（Ｃ２）は、輝度Ｙ１と輝度Ｙ２の輝度差ΔＹ（＝Ｙ１−Ｙ２）を示すグラフである。

図７の（Ａ１）および（Ａ２）は、画素の輝度差ΔＹが輝度差閾値ΔＰｔｈ以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも小さいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在しない（Ｎｏ）」となる場合を示している。

図７の（Ｂ１）および（Ｂ２）は、画素の輝度差ΔＹが輝度差閾値ΔＰｔｈ以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも大きいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在する（Ｙｅｓ）」となる場合を示している。

図７の（Ｃ１）および（Ｃ２）は、元の入力画像データの輝度Ｙ１だけを見ると、Ｘ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも十分に大きいが、画素の輝度差ΔＹが輝度差閾値ΔＰｔｈ以上の画素が続くピーク画素群２２０は２分されてしまい、それぞれのＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも小さいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在しない（Ｎｏ）」となる場合を示している。

＜ピーク画素判定部の処理２＞
次に、図８を参照して、第２実施形態のピーク画素判定部１０２の処理について説明する。
図８は、第２実施形態のピーク画素判定部１０２の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態では、入力画像データ４０に対して、遮断周波数の高いローパスフィルタをかける図３のステップＳ１００とステップＳ１０２がすでに実施され、ＲＡＭ１２の画像データテーブル４１のＹ１が設定された後から説明する。

先ず、ステップＳ１７２では、ＲＡＭ１２に格納された画像データテーブル４１のＹ１に格納された各画素の輝度値に対して、低めの遮断周波数ＬＰＦ２（ＬＰＦ１＜ＬＦＰ２）のローパスフィルタをかける。

次に、ステップＳ１７４では、ローパスフィルタをかけた後の輝度値を、画像データテーブル４１のＹ２に格納する。

次に、ステップＳ１７６では、画像データテーブル４１の未処理の画素を選択する。

次に、ステップＳ１７８では、画像データテーブル４１の選択した画素の輝度値Ｙ１が輝度閾値Ｐｔｈ以上か否かを判定し、輝度閾値Ｐｔｈ以上ならばステップＳ１８０に移行し、輝度閾値Ｐｔｈ未満ならばステップＳ１８６に移行する。

次に、ステップＳ１８０では、画像データテーブル４１の選択した画素の輝度値Ｙ１と輝度値Ｙ２の輝度差ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ２が輝度差閾値ΔＰｔｈ以上か否かを判定し、輝度差閾値ΔＰｔｈ以上ならばステップＳ１８２に移行し、輝度差閾値ΔＰｔｈ未満ならばステップＳ１８６に移行する。

次に、ステップＳ１８２では、ピーク画素と判定したので、画像データテーブル４１のＰに１を格納し、ステップＳ１８４に移行する。

一方、ステップＳ１８６では、ピーク画素ではないと判定したので、画像データテーブル４１のＰに０を格納し、ステップＳ１８４に移行する。

次に、ステップＳ１８４では、画像データテーブル４１に未選択の画素が有るか否かを判定し、ある場合はステップＳ１７６に移行し、ない場合は、処理を終了する。

以上に述べた前記第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。

本発明の第２実施形態では、小さな領域の画像ノイズだけでなく、高すぎる輝度を持つ画素を除去することができる。これにより、高すぎる輝度に合わせて光源の光量調整を行った場合に、画面全体が眩しくなり、見づらくなるような光量調整を排除することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る表示装置の第３実施形態について説明する。第１実施形態においては、ピーク画素判定部１０２が、ピーク画素を選出する条件として、画像データの画素の輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ以上の画素をピーク画素とする場合について説明したが、本第３実施形態においては、ピーク画素判定部１０２が、ピーク画素を選出する条件として、画素の第１輝度値が輝度閾値Ｐｔｈ以上であり、かつ、画像データにやや低めの遮断周波数のローパスフィルタをかけた後の第３画像データの各画素の第３輝度値を算出し、第１輝度値と第３輝度値の比が、輝度比閾値α以上である場合について説明する。

＜ピーク画素群の判定方法３＞
先ず、図９を参照して、第３実施形態のピーク画素群の判定方法について説明する。
図９は、第３実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図である。図９では説明を簡略化する為に、図２の場合と同様に、画像２００をＸ軸方向に探索し、連続して隣接するピーク画素とピーク画素群を見つける方法について例示している。

図９の（Ａ１）、（Ｂ１）および（Ｃ１）のグラフＹ１は、元の入力画像データ、もしくは遮断周波数の高いローパスフィルタをかけた後の画像データのＸ軸上の画素の輝度Ｙ１（第１輝度値）を示すグラフで、グラフＹ３は、元の入力画像データにやや低めの遮断周波数（第２の遮断周波数）のローパスフィルタ（第３フィルタ部）をかけた後の画像データ（第３画像データ）のＸ軸上の画素の輝度Ｙ３（第３輝度値）を示すグラフである。また、図９の（Ａ２）、（Ｂ２）および（Ｃ２）は、輝度Ｙ１と輝度Ｙ３の輝度比Ｒｙ（＝Ｙ１／Ｙ３）を示すグラフである。

図９の（Ａ１）および（Ａ２）は、画素の輝度比Ｒｙが輝度比閾値α以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも小さいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在しない（Ｎｏ）」となる場合を示している。

図９の（Ｂ１）および（Ｂ２）は、画素の輝度比Ｒｙが輝度比閾値α以上の画素が続くピーク画素群２２０のＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも大きいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在する（Ｙｅｓ）」となる場合を示している。

図９の（Ｃ１）および（Ｃ２）は、元の入力画像データの輝度Ｙ１だけを見ると、十分にＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも大きいが、画素の輝度比Ｒｙが輝度比閾値α以上の画素が続くピーク画素群２２０は２分されてしまい、それぞれのＸ軸上の隣接ピーク画素数Ｃｐは、ピーク画素数閾値Ｎｔｈよりも小さいため、ピーク判定結果は「ピーク画素群が存在しない（Ｎｏ）」となる場合を示している。

＜ピーク画素判定部の処理３＞
次に、図１０を参照して、第３実施形態のピーク画素判定部１０２の処理について説明する。
図１０は、第３実施形態のピーク画素判定部１０２の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態では、入力画像データ４０に対して、遮断周波数の高いローパスフィルタをかける図３のステップＳ１００とＳ１０２がすでに実施され、ＲＡＭ１２の画像データテーブル４１のＹ１が設定された後から説明する。

先ず、ステップＳ２０２では、ＲＡＭ１２に格納された画像データテーブル４１のＹ１に格納された各画素の輝度値に対して、やや低めの遮断周波数ＬＰＦ３（ＬＰＦ１＜ＬＰＦ３＜ＬＦＰ２）のローパスフィルタをかける。

次に、ステップＳ２０４では、ローパスフィルタをかけた後の画像データを、画像データテーブル４１のＹ３に格納する。

次に、ステップＳ２０６では、画像データテーブル４１の未処理の画素を選択する。

次に、ステップＳ２０８では、画像データテーブル４１の選択した画素の輝度値Ｙ１が輝度閾値Ｐｔｈ以上か否かを判定し、輝度閾値Ｐｔｈ以上ならばステップＳ２１０に移行し、輝度閾値Ｐｔｈ未満ならばステップＳ２１６に移行する。

次に、ステップＳ２１０では、画像データテーブル４１の選択した画素の輝度値Ｙ１と輝度値Ｙ３の輝度比Ｒｙ（＝Ｙ１／Ｙ３）が輝度比閾値α以上か否かを判定し、輝度比閾値α以上ならばステップＳ２１２に移行し、輝度比閾値α未満ならばステップＳ２１６に移行する。

次に、ステップＳ２１２では、ピーク画素と判定したので、画像データテーブル４１のＰに１を格納し、ステップＳ２１４に移行する。

一方、ステップＳ２１６では、ピーク画素ではないと判定したので、画像データテーブル４１のＰに０を格納し、ステップＳ２１４に移行する。

次に、ステップＳ２１４では、画像データテーブル４１に未選択の画素が有るか否かを判定し、ある場合はステップＳ２０６に移行し、ない場合は、処理を終了する。

以上に述べた前記第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。

本発明の第３実施形態では、小さな領域の画像ノイズだけでなく、広すぎる領域を持つピーク画素群を排除することができる。これにより、広すぎる領域を持つピーク画素群に合わせて光源の光量調整を行った場合に、画面全体が眩しくなり、見づらくなるような光量調整を排除することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）本発明に係る表示装置の第１変形例について説明する。前記第１実施形態では、輝度閾値Ｐｔｈや、ピーク画素数閾値Ｎｔｈがそれぞれ１つ設定されている場合について説明したが、複数の輝度閾値Ｐｔｈや、ピーク画素数閾値Ｎｔｈを設定してもよい。例えば、輝度が全体に高い入力画像データの場合には、輝度閾値Ｐｔｈを高く設定し、輝度が全体に低い入力画像データの場合には、輝度閾値Ｐｔｈを低く設定するなど、入力画像データに応じて輝度閾値Ｐｔｈ、ピーク画素数閾値Ｎｔｈを複数、もしくは連続して用意し、柔軟に選択できるようにしてもよい。

（変形例２）本発明に係る表示装置の第２変形例について説明する。前記第１実施形態では、隣接ピーク画素数Ｃｐがピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する場合について説明したが、広すぎるピーク画素群を対象外にできるように、下限のピーク画素数閾値Ｎｔｈ１と、上限のピーク画素数閾値Ｎｔｈ２を設け、Ｎｔｈ１≦Ｃｐ≦Ｎｔｈ２の範囲に隣接ピーク画素数Ｃｐがあるか否かを判定するようにしてもよい。

（変形例３）本発明に係る表示装置の第３変形例について説明する。前記第１実施形態では、ピーク画素群生成部１０４とピーク画素数判定部１０６の処理について、説明の簡略化のために図４のフローチャートに示すように、隣接ピーク画素数Ｃｐ≧ピーク画素数閾値Ｎｔｈが判定された時点で、「ピーク画素群の画素数がピーク画素数閾値Ｎｔｈ以上である」とし、処理を終了するように説明したが、これに限定するものではない。Ｃｐ≧Ｎｔｈと判定された以降も、ピーク画素群に隣接する未選択ピーク画素の探索を行い、隣接する画素がなくなった時点で処理を終了すればよい。また、１つのピーク画素群が生成された以降も、他にピーク画素群がないか探索し、最大領域のピーク画素群を生成するようにすればよい。

（変形例４）本発明に係る表示装置の第４変形例について説明する。前記第１実施形態ないし第３実施形態では、ピーク画素判定部１０２の処理として、入力画像データ４０は、小さな領域の画像ノイズが存在する場合があるので、画像ノイズの影響を受けないように、入力画像データ４０に対して、遮断周波数の高いローパスフィルタをかける場合について説明したが、入力画像データ４０に対して遮断周波数の高いローパスフィルタをかけなくてもよい。

（変形例５）本発明に係る表示装置の第５変形例について説明する。前記第１実施形態ないし第３実施形態では、ピーク画素群生成部１０４の処理として、隣接するピーク画素を探索するように説明したが、隣接するピーク画素を順次探索していくのは正確だが処理が重いため、もっと単純化してもよい。例えばピークが円形・楕円形であることを予め想定して、円形・楕円形の範囲内を探索すればよい。また、図２で説明したようにＹ軸上に隣接するピーク画素で探索し、次にその連続の中央位置のＸ座標において縦方向にスキャンして連続画素数を探索し、両者の積で面積を判断してもよい。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成図。 第１実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図。 第１実施形態のピーク画素判定部の処理を説明するフローチャート。 ピーク画素群生成部とピーク画素数判定部の処理を説明するフローチャート。 階調補正曲線と光量設定の関係を説明するグラフ。 光源光量設定部の処理を説明するフローチャート。 第２実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図。 第２実施形態のピーク画素判定部の処理を説明するフローチャート。 第３実施形態のピーク画素群の判定方法を説明する概略図。 第３実施形態のピーク画素判定部の処理を説明するフローチャート。

符号の説明

１…表示装置、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＡＭ、１３…ＲＯＭ、１４…入力Ｉ／Ｆ、１５…画像演算処理部、１６…画像信号生成部、１７…光源制御部、２０…バス、３０…光源、３１…ライトバルブ、４０…入力画像データ、４１…画像データテーブル、１００…画素輝度算出部、１０２…ピーク画素判定部、１０４…ピーク画素群生成部、１０６…ピーク画素数判定部、１０８…光源光量設定部、１１０…画像補正部。

Claims (8)

1. 光源から射出された光を変調することにより画像を表示させる表示装置において、
   前記表示装置に入力された画像データを構成する各画素の輝度値を第１輝度値として算出する画素輝度算出部と、
   前記第１輝度値が所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として選出する高輝度画素判定部と、
   複数の前記高輝度画素が相互に隣接して成す高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有するか否かの判定結果を生成する高輝度画素数判定部と、
   前記判定結果と前記高輝度画素群に含まれる画素の前記第１輝度値の統計結果に基づき、前記光源の光量を調整する光源光量設定部と、
   を備えていることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   さらに、前記画像データに対し第１の遮断周波数によりローパスフィルタをかけて第２画像データを生成する第２フィルタ部と、
   前記第２画像データの各画素の輝度値を第２輝度値として算出する第２輝度値算出部と、を備え、
   前記高輝度画素判定部は、前記第１輝度値が前記輝度閾値以上であり、かつ、前記第１輝度値と前記第２輝度値の差が所定の輝度差閾値以上である画素を、高輝度画素として選出する、
   ことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置において、
   さらに、前記画像データに対し第２の遮断周波数によりローパスフィルタをかけて第３画像データを生成する第３フィルタ部と、
   前記第３画像データの各画素の輝度値を第３輝度値として算出する第３輝度値算出部と、を備え、
   前記高輝度画素判定部は、前記第１輝度値が前記輝度閾値以上であり、かつ、前記第１輝度値と前記第３輝度値の比が所定の輝度比閾値以上である画素を、高輝度画素として選出する、
   ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、前記判定結果が「前記高輝度画素群が前記画素数閾値以上の画素を有する」である場合、前記光源光量設定部は、前記高輝度画素群に含まれる前記高輝度画素の前記第１輝度値の度数分布が最大の輝度値に応じて前記光源の光量を増光する、ことを特徴とする表示装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置において、前記判定結果が「前記高輝度画素群が前記画素数閾値以上の画素を有しない」である場合、前記光源光量設定部は、前記画像データの全画素の平均輝度値に応じて前記光源の光量を制御する、ことを特徴とする表示装置。
6. 請求項５に記載の表示装置において、前記平均輝度値が所定の平均輝度閾値よりも高い場合、前記光源光量設定部は、前記平均輝度値に応じて前記光源の光量を増光する、ことを特徴とする表示装置。
7. 請求項５に記載の表示装置において、前記平均輝度値が前記平均輝度閾値よりも低い場合、前記光源光量設定部は、前記平均輝度値に応じて前記光源の光量を減光する、ことを特徴とする表示装置。
8. 光源から射出された光を変調することにより画像を表示させる表示装置の表示方法において、
   前記表示装置に入力された画像データを構成する各画素の輝度値を第１輝度値として算出する画素輝度算出工程と、
   前記第１輝度値が所定の輝度閾値以上である画素を高輝度画素として選出する高輝度画素判定工程と、
   複数の前記高輝度画素が相互に隣接して成す高輝度画素群が所定の画素数閾値以上の画素を有するか否かの判定結果を生成する高輝度画素数判定工程と、
   前記判定結果と前記高輝度画素群に含まれる画素の前記第１輝度値の統計結果に基づき、前記光源の光量を調整する光源光量設定工程と、
   からなることを特徴とする表示方法。
   

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