JP2023026224A

JP2023026224A - Image display device and control method of the same

Info

Publication number: JP2023026224A
Application number: JP2021132014A
Authority: JP
Inventors: 郁男高梨; Ikuo Takanashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2023-02-24

Abstract

To alleviate image quality reduction when displaying multi-gradation with dither processing.SOLUTION: An image display device comprises: correction means 103 which corrects a signal level of an input image signal; processing means 104 which performs dither processing on the image signal whose signal level has been corrected; display means 105, 106 which displays an image according to the image signal after the dither processing; analysis means 102 which counts the pixel number for each gradation in the input image signal; and control means 105 which performs evaluation about the image quality reduction due to the dither processing according to the pixel number counted for each gradation and controls correction of the signal level according to the evaluation result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、プロジェクタや直視型モニタ等の画像表示装置に関する。 The present invention relates to image display devices such as projectors and direct-view monitors.

画像表示装置では、ディザリング（ディザ処理）により多階調を表示した際におけるちらつき（フリッカ）等による画質の低下を軽減することが求められている。 2. Description of the Related Art In image display devices, it is required to reduce degradation in image quality due to flicker or the like when displaying multiple gradations by dithering (dither processing).

特許文献１には、フレームレート制御（ＦＲＣ）により多階調を表示する際に表示画像の階調ヒストグラムに応じて表示パネルの駆動部における階調電圧を変更することで、ＦＲＣによるフリッカ等の画質低下を軽減する方法が開示されている。また、特許文献２には、入力画像におけるフリッカが視認されやすい画素の階調を変更するとともにバックライトの輝度を変更する方法が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100000 discloses that when displaying multiple grayscales by frame rate control (FRC), flicker or the like caused by FRC is changed by changing the grayscale voltage in the driving section of the display panel according to the grayscale histogram of the display image. A method for mitigating image quality degradation is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a method of changing the gradation of pixels in which flicker is likely to be visually recognized in an input image and changing the brightness of the backlight.

特開２０１０－１８１８２９号公報JP 2010-181829 A 特許第６４０７５０９号公報Japanese Patent No. 6407509

しかしながら、特許文献１に開示された方法のように、表示パネルの駆動部の階調電圧を変更することは、一般に表示パネルモジュールの外側から行うことができず、表示パネルモジュールを製造するメーカーにしか対応できない。また、特許文献２に開示された方法では、フリッカを目立たなくすることは可能であるが、ディザ処理による画質低下を軽減することきはできない。 However, unlike the method disclosed in Patent Document 1, it is generally not possible to change the gradation voltage of the driving section of the display panel from the outside of the display panel module. I can only deal with it. Further, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200023 can make flicker less noticeable, but cannot reduce image quality deterioration due to dither processing.

本発明は、ディザ処理により多階調を表示する際の画質低下を軽減することが可能な画像表示装置およびその制御方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image display device capable of reducing deterioration in image quality when displaying multiple gradations by dither processing, and a control method thereof.

本発明の一側面としての画像表示装置は、入力画像信号の信号レベルを補正する補正手段と、信号レベルが補正された画像信号に対してディザ処理を行う処理手段と、ディザ処理後の画像信号に応じた画像を表示する表示手段と、入力画像信号における階調ごとの画素数をカウントする解析手段と、階調ごとにカウントされた画素数に応じたディザ処理による画質低下に関する評価を行い、該評価の結果に応じて信号レベルの補正を制御する制御手段とを有することを特徴とする。 An image display device according to one aspect of the present invention includes correction means for correcting the signal level of an input image signal, processing means for performing dither processing on the image signal whose signal level has been corrected, and image signal after dither processing. display means for displaying an image according to the gradation; analysis means for counting the number of pixels for each gradation in the input image signal; and control means for controlling correction of the signal level according to the result of the evaluation.

また、本発明の他の一側面としての制御方法は、入力画像信号の信号レベルを補正し、該信号レベルが補正された画像信号に対してディザ処理を行い、ディザ処理後の画像信号に応じた画像を表示する画像表示装置に適用される。該制御方法は、入力画像信号における階調ごとの画素数をカウントするステップと、階調ごとにカウントされた画素数に応じたディザ処理による画質低下に関する評価を行い、該評価の結果に応じて信号レベルの補正を制御するステップとを有することを特徴とする。なお、コンピュータに、上記制御方法に従う処理を実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。 A control method as another aspect of the present invention corrects the signal level of an input image signal, performs dither processing on the image signal whose signal level has been corrected, and performs dither processing on the image signal after the dither processing. It is applied to an image display device that displays an image. The control method includes the steps of counting the number of pixels for each gradation in the input image signal, evaluating the image quality degradation due to dither processing according to the number of pixels counted for each gradation, and and controlling signal level correction. A program that causes a computer to execute processing according to the above control method also constitutes another aspect of the present invention.

本発明によれば、ディザ処理により多階調を表示する際の画質低下を軽減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce deterioration in image quality when displaying multiple gradations by dither processing.

実施例１のプロジェクタの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the projector according to the first embodiment; FIG. 実施例１のプロジェクタにおいて実行される処理を示すフローチャート。4 is a flow chart showing processing executed in the projector according to the first embodiment; 実施例における入力画像のヒストグラムを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a histogram of an input image in the embodiment; 実施例における係数乗算後のヒストグラムを示す図。The figure which shows the histogram after coefficient multiplication in an Example. 実施例における係数を示す図。The figure which shows the coefficient in an Example. 実施例１における係数を示す別の図。4 is another diagram showing coefficients in Example 1. FIG. 実施例２のプロジェクタにおいて実行される処理を示すフローチャート。9 is a flow chart showing processing executed in the projector of the second embodiment; 実施例２におけるＡＰＬと光量ゲインとの関係を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between APL and light amount gain in Example 2;

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例１である画像表示装置としての画像投射装置（プロジェクタ）の構成を示している。プロジェクタは、画像信号入力部１０１、画像信号解析部１０２、画像信号補正部１０３、ディザ処理部１０４、光源部１０５、表示デバイス部１０６、投射光学部１０７および制御部１０８を有する。 Embodiment 1 FIG. 1 shows the configuration of an image projection apparatus (projector) as an image display apparatus that is Embodiment 1 of the present invention. The projector has an image signal input section 101 , an image signal analysis section 102 , an image signal correction section 103 , a dither processing section 104 , a light source section 105 , a display device section 106 , a projection optical section 107 and a control section 108 .

画像信号入力部１０１は、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＤＶＩ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ等の画像信号入力端子を介して、パーソナルコンピュータやビデオプレイヤ等の外部機器から出力された画像信号の入力を受け付ける。画像信号入力部１０１は、入力画像信号（以下、入力画像ともいう）を画像信号解析部１０２と画像信号処理部１０３に出力する。入力画像信号は、例えば８ビット（０～２５５）で階調が表現されるものである。 The image signal input unit 101 receives input of an image signal output from an external device such as a personal computer or a video player via an image signal input terminal such as HDMI (registered trademark), DVI, or DisplayPort. The image signal input unit 101 outputs an input image signal (hereinafter also referred to as an input image) to the image signal analysis unit 102 and the image signal processing unit 103 . The input image signal expresses gradation with, for example, 8 bits (0 to 255).

解析手段としての画像信号解析部１０２は、入力画像信号の１単位（１フレームや１サブフレーム等の単位画像信号）ごとに、階調値ごとの画素数をカウント（計測）してヒストグラムを取得する。入力画像がＲＧＢのカラー画像である場合は、色ごとのヒストグラムを取得してもよい。画像信号解析部１０２は、取得したヒストグラムを制御部１０８に出力する。 An image signal analysis unit 102 as analysis means counts (measures) the number of pixels for each gradation value for each unit of input image signal (unit image signal such as one frame or one subframe) to obtain a histogram. do. If the input image is an RGB color image, a histogram for each color may be obtained. The image signal analysis unit 102 outputs the acquired histogram to the control unit 108 .

補正手段としての画像信号補正部１０３は、入力画像信号の信号レベルを補正する処理を行う。具体的には、制御部１０８により設定された補正ゲイン値を入力画像信号に乗算することで入力画像信号の信号レベルを補正する。この際、入力画像信号に階調値ごとに異なる補正ゲイン値を乗算することで、階調値ごとの信号レベルを補正してもよい。この信号レベル補正によって、後述するディザ処理後の画像信号（表示画像）に発生するちらき（フリッカ）、解像感の低下、粒状感等の画像低下成分（以下、ディザノイズという）を低減することが可能となる。画像信号補正部１０３は、信号レベル補正後の画像信号である補正画像信号をディザ処理部１０４に出力する。 The image signal correction unit 103 as correction means performs processing for correcting the signal level of the input image signal. Specifically, the signal level of the input image signal is corrected by multiplying the input image signal by the correction gain value set by the control unit 108 . At this time, the signal level for each gradation value may be corrected by multiplying the input image signal by a correction gain value that differs for each gradation value. This signal level correction reduces image deterioration components (hereinafter referred to as dither noise) such as flickering (flicker) generated in the image signal (display image) after dither processing, which will be described later, reduction in resolution, graininess, and the like. becomes possible. The image signal correction unit 103 outputs the corrected image signal, which is the image signal after signal level correction, to the dither processing unit 104 .

なお、上述したヒストグラムの取得、後述する評価値の計算および評価結果に応じた信号レベル補正は、入力画像全体に対して行ってもよい。また、入力画像のうちディザノイズが目立ち易い輝度が他の領域よりも平坦な領域（輝度の変化が小さい）等の部分領域のみに対して行ってもよい。また、ディザノイズはＲＧＢのうち一部の色（例えば緑色）において他の色よりも目立つので、ヒストグラムの取得、評価値の計算および評価結果に応じた信号レベル補正を該一部の色についてのみ行ってもよい。 Acquisition of the histogram described above, calculation of the evaluation value described later, and signal level correction according to the evaluation result may be performed on the entire input image. Further, it may be performed only for a partial area of the input image, such as an area where the brightness is flatter than other areas (a change in brightness is small) where dither noise is likely to be conspicuous. Further, since dither noise is more conspicuous in some colors of RGB (for example, green) than in other colors, histogram acquisition, evaluation value calculation, and signal level correction according to the evaluation results are performed only for those colors. may

処理手段としてのディザ処理部１０４は、画像信号補正部１０３から出力された補正画像信号の階調数を表示デバイス部１０６が表示可能な階調数に変換するディザ処理を行う。例えば、補正画像信号の階調数（８ビット）を表示デバイス部１０６が表示可能な階調数（６ビット）に変換するディザ処理を行う。この際、ある画素の階調誤差を周囲の画素に空間的に拡散する処理や、単位画像信号ごとに階調値を変えて階調誤差を時間的に拡散する処理を行う。ディザ処理部１０４は、ディザ処理後の画像信号を表示デバイス部１０６に出力する。 A dither processing unit 104 as processing means performs dither processing for converting the number of gradations of the corrected image signal output from the image signal correcting unit 103 into the number of gradations displayable by the display device unit 106 . For example, dither processing is performed to convert the number of gradations (8 bits) of the corrected image signal into the number of gradations (6 bits) that can be displayed by the display device unit 106 . At this time, a process of spatially diffusing the gradation error of a certain pixel to surrounding pixels or a process of temporally diffusing the gradation error by changing the gradation value for each unit image signal is performed. The dither processing unit 104 outputs the image signal after dither processing to the display device unit 106 .

光源部１０５は、ＬＥＤや半導体レーザ等の発光体と、該発光体の光量を制御する光量制御部から構成される。光源部１０５は、表示デバイス部１０６に向けて光を発する。 The light source unit 105 includes a light emitter such as an LED or a semiconductor laser, and a light amount control unit that controls the light amount of the light emitter. The light source section 105 emits light toward the display device section 106 .

表示デバイス部１０６は、デジタルマイクロミラーデバイスや液晶パネル（特に４Ｋ以上の高画素数対応の液晶パネル）等の複数の画素を有する光変調素子を有する。表示デバイス部１０６は、例えば、光源部１０５から発せられた白色光をＲＧＢの３つの色光に分離し、これら３つの色光を各色光に対応する画像信号に応じて３つの光変調素子により変調する。この場合、表示デバイス部１０６は、変調後の３つの色光を合成して投射光学部１０７に出力する。また、表示デバイス部１０６は、光源部１０５から順次発せられる３つの色光を各色光の画像信号に応じて１つの光変調デバイスで変調する。 The display device section 106 has a light modulation element having a plurality of pixels such as a digital micromirror device or a liquid crystal panel (especially a liquid crystal panel corresponding to a large number of pixels of 4K or more). The display device unit 106 separates, for example, white light emitted from the light source unit 105 into three color lights of RGB, and modulates these three color lights by three light modulation elements according to image signals corresponding to the respective color lights. . In this case, the display device unit 106 synthesizes the modulated three color lights and outputs the synthesized light to the projection optical unit 107 . In addition, the display device section 106 modulates the three color lights sequentially emitted from the light source section 105 with one light modulation device according to the image signal of each color light.

投射光学部１０７は、投射レンズ等により構成され、表示デバイス部１０６で変調された光をスクリーン等の被投射面に投射する。これにより、ディザ処理後の画像信号に応じた表示画像が投射される。投射光学部１０７は、フォーカス調整やズーム動作等を行ってもよい。光源部１０５、表示デバイス部１０６および投射光学部１０７により表示手段が構成される。 The projection optical unit 107 is composed of a projection lens and the like, and projects the light modulated by the display device unit 106 onto a projection surface such as a screen. As a result, a display image corresponding to the image signal after dithering is projected. The projection optical unit 107 may perform focus adjustment, zoom operation, and the like. The light source unit 105, the display device unit 106, and the projection optical unit 107 constitute display means.

制御手段としての制御部１０８は、マイクロコンピュータとソフトウェアで構成され、画像信号解析部１０２にヒストグラムを取得させたり、ヒストグラムに基づいてディザノイズを低減するように画像信号補正部１０３に設定する補正ゲイン値を変更したりする。 A control unit 108 as a control means is composed of a microcomputer and software, and causes the image signal analysis unit 102 to acquire a histogram, and sets a correction gain value to the image signal correction unit 103 so as to reduce dither noise based on the histogram. to change.

図２のフローチャートは、制御部１０８がコンピュータプログラムに従って単位画像信号（ここでは１フレームとする）ごとに実行する処理（制御方法）を示している。以下の説明において、Ｓはステップを意味する。 The flowchart in FIG. 2 shows a process (control method) executed by the control unit 108 for each unit image signal (one frame here) according to a computer program. In the following description, S means step.

Ｓ１１において、制御部１０８は、画像信号解析部１０２に、入力画像信号の現在フレームに対するヒストグラムを取得させる。図３は、画像信号解析部１０２が取得するヒストグラム（Ｈｉｓ１）の例を示している。図３において、横軸は入力画像信号の階調値（０～２５５）を示し、縦軸は階調値ごとにカウントされた画素数を示す。Ｈｉｓ１は、階調値Ｋ１の画素数が最も多く、次に階調値Ｋ３の画素数が多いことを示している。 In S11, the control unit 108 causes the image signal analysis unit 102 to acquire a histogram for the current frame of the input image signal. FIG. 3 shows an example of a histogram (His1) acquired by the image signal analysis unit 102. As shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the gradation value (0 to 255) of the input image signal, and the vertical axis indicates the number of pixels counted for each gradation value. His1 indicates that the number of pixels with the gradation value K1 is the largest, followed by the number of pixels with the gradation value K3.

次のＳ１２からＳ１６において、制御部１０８は、画像信号解析部１０２により取得されたヒストグラムに基づいて画像信号補正部１０３に設定する補正ゲイン値を算出する。 In the following S12 to S16, the control unit 108 calculates correction gain values to be set in the image signal correction unit 103 based on the histogram acquired by the image signal analysis unit 102. FIG.

まずＳ１２において、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ１を０．８に初期設定する。仮のゲイン値Ｇ１は、後のＳ１５において、０．８から０．１ずつ１．２まで変更される。 First, in S12, the control unit 108 initially sets the provisional gain value G1 to 0.8. The provisional gain value G1 is changed from 0.8 to 1.2 in steps of 0.1 in S15.

次にＳ１３では、制御部１０８は、ディザ処理後の画像信号における画質低下に関する評価を行う。具体的には、まず制御部１０８は、画像信号補正部１０３においてＨｉｓ１の階調値に対して仮のゲイン値Ｇ１を乗算して得られるヒストグラムＨｉｓ２を計算する。図４は、Ｈｉｓ２の例を示す。さらに制御部１０８は、入力画像信号の現在フレームに応じて表示デバイス部１０６に表示される表示画像の総ディザノイズ量（画質低下量）を示す評価値ｄ１を評価結果として算出する。評価値ｄ１は、次式（１）で表わされる。
ｄ１＝｛Ｔｂｌ１（０）×Ｈｉｓ２（０）｝＋｛Ｔｂｌ１（１）×Ｈｉｓ２（１）｝＋
…＋｛Ｔｂｌ１（２５５）×Ｈｉｓ２（２５５）｝（１）
式（１）のＴｂｌ１は、ディザ処理部１０４への入力階調数（例えば、８ビット）の階調値ごとの係数（データ）を保持したテーブルデータを示している。係数は、ディザ処理によって階調数変換後の階調数を持つ表示画像におけるディザノイズを定量化した値である。具体的には、係数は０～１の値を有し、ディザノイズが発生しない、すなわちディザ処理が行われない階調に対しては０であり、ディザノイズが増加する（目立つ）にしたがって大きくなって１に近くなる。 Next, in S13, the control unit 108 evaluates image quality deterioration in the image signal after the dither processing. Specifically, first, the control unit 108 calculates a histogram His2 obtained by multiplying the gradation value of His1 by a provisional gain value G1 in the image signal correction unit 103 . FIG. 4 shows an example of His2. Further, the control unit 108 calculates an evaluation value d1 indicating the total dither noise amount (image quality deterioration amount) of the display image displayed on the display device unit 106 according to the current frame of the input image signal as an evaluation result. The evaluation value d1 is represented by the following formula (1).
d1={Tbl1(0)*His2(0)}+{Tbl1(1)*His2(1)}+
…+{Tbl1(255)×His2(255)} (1)
Tbl1 in equation (1) indicates table data holding coefficients (data) for each tone value of the number of input tones (8 bits, for example) to the dither processing unit 104 . A coefficient is a value obtained by quantifying dither noise in a display image having the number of gradations after converting the number of gradations by dither processing. Specifically, the coefficient has a value between 0 and 1, and is 0 for a gradation in which dither noise does not occur, that is, for which dither processing is not performed, and increases as dither noise increases (conspicuous). close to 1.

図５は、入力画像信号の階調数を８ビットとし、表示デバイス部１０６が表示可能な階調数を６ビットとした場合のＴｂｌ１の例を示す。 FIG. 5 shows an example of Tbl1 when the number of gradations of the input image signal is 8 bits and the number of gradations displayable by the display device unit 106 is 6 bits.

なお、係数を、画像信号の色ごとに異ならせてもよい。例えば、上述したようにディザノイズは緑色において他の色よりも目立つので、緑色に対してはＴｂｌ１のような係数を設定し、青色に対しては図６に示すＴｂｌ２のようにＴｂｌ１よりも小さい係数を設定してもよい。 Note that the coefficient may be different for each color of the image signal. For example, as described above, dither noise is more conspicuous in green than in other colors, so a coefficient such as Tbl1 is set for green, and a coefficient smaller than Tbl1 is set for blue, such as Tbl2 shown in FIG. may be set.

また、表示デバイス部１０６がデジタル制御（パルス幅変調制御）される場合には、色ごとの表示期間が異なることがある。この場合は、表示可能な階調数が色ごとに異なり、色ごとの表示階調数が異なると色ごとにディザノイズ量が異なるため、色ごとに係数を異ならせることが望ましい。さらに、例えば、低階調のディザノイズが目立つ場合には、高階調に対する係数を小さくして低階調に対する係数を大きくするというように階調に応じて係数を異ならせてもよい。 Also, when the display device unit 106 is digitally controlled (pulse width modulation controlled), the display period for each color may differ. In this case, the number of gradations that can be displayed differs for each color, and if the number of display gradations differs for each color, the amount of dither noise differs for each color. Furthermore, for example, when dither noise in low gradations is conspicuous, coefficients may be varied according to gradations, such as decreasing the coefficient for high gradations and increasing the coefficient for low gradations.

式（１）で表される評価値ｄ１は、階調ごとの係数と画素数の総和となるため、入力画像信号の現フレームを仮のゲイン値Ｇ１で表示した際の表示画像の総ディザノイズ量を示す。評価値ｄ１が小さいことは総ディザノイズ量が少ないことを示し、評価値ｄ１が大きいことは総ディザノイズ量が多いことを示す。 Since the evaluation value d1 represented by Equation (1) is the sum of the coefficient for each gradation and the number of pixels, the total dither noise amount of the displayed image when the current frame of the input image signal is displayed with the provisional gain value G1 indicates A small evaluation value d1 indicates a small total dither noise amount, and a large evaluation value d1 indicates a large total dither noise amount.

次にＳ１４では、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ１である０．８～１．２についての評価値ｄ１の計算が完了したか否かを判断し、完了していなければＳ１５に進んで仮のゲイン値Ｇ１を０．１だけ増加させ、Ｓ１３に戻って評価値ｄ１の算出を継続する。なお、仮のゲイン値Ｇ１の初期値は０．８以外の値でもよいし、最終値も１．２以外の値でもよい。また、仮のゲイン値Ｇ１の増加量も０．１以外の値でもよい。このことは、後述する実施例２でも同様である。評価値ｄ１の計算が完了していればＳ１６に進む。 Next, in S14, the control unit 108 determines whether or not the calculation of the evaluation value d1 for the provisional gain value G1 of 0.8 to 1.2 has been completed. The provisional gain value G1 is increased by 0.1, and the process returns to S13 to continue calculating the evaluation value d1. The initial value of the provisional gain value G1 may be a value other than 0.8, and the final value may also be a value other than 1.2. Also, the amount of increase of the provisional gain value G1 may be a value other than 0.1. This also applies to a second embodiment, which will be described later. If the calculation of the evaluation value d1 has been completed, the process proceeds to S16.

Ｓ１６では、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ１（０．８～１．２）のうち評価値ｄ１が最も低くなった仮のゲイン値を補正ゲイン値Ｇ２に設定する。 In S16, the control unit 108 sets the provisional gain value with the lowest evaluation value d1 among the provisional gain values G1 (0.8 to 1.2) as the correction gain value G2.

次にＳ１７では、制御部１０８は、画像信号補正部１０３に対して補正ゲイン値Ｇ２を設定する。 Next, in S<b>17 , the control unit 108 sets the correction gain value G<b>2 for the image signal correction unit 103 .

次にＳ１８では、制御部１０８は、光源部１０５を、光量が１／Ｇ２になるように制御する。そして本処理を終了する。 Next, in S18, the control unit 108 controls the light source unit 105 so that the light amount becomes 1/G2. Then, this processing ends.

上記処理によって、画像信号補正部１０３に評価値ｄ１が最も小さくなる補正ゲイン値Ｇ２が設定されるため、表示画像におけるディザノイズを低減することができる。また、上記処理によって、画像信号補正部１０３が入力画像信号に対して補正ゲイン値Ｇ２を乗算したことによる表示画像の明るさの変化を抑制するように光源部１０５の光量が制御される。このため、表示画像の明るさ変化を抑制しつつディザノイズを低減することができる。
なお、本実施例では、画像信号補正部１０３が入力画像信号に乗算する補正ゲイン値は入力画像信号の階調値にかかわらず同じ値であるが、総ディザノイズ量を示す評価値ｄ１が小さくなるように階調値ごとに補正ゲイン値を異ならせるようにしてもよい。 By the above process, the correction gain value G2 that minimizes the evaluation value d1 is set in the image signal correction unit 103, so dither noise in the display image can be reduced. Further, through the above process, the light amount of the light source unit 105 is controlled so as to suppress the change in the brightness of the display image caused by the image signal correction unit 103 multiplying the input image signal by the correction gain value G2. Therefore, dither noise can be reduced while suppressing changes in brightness of the displayed image.
In this embodiment, the correction gain value that the image signal correction unit 103 multiplies the input image signal is the same value regardless of the gradation value of the input image signal, but the evaluation value d1 indicating the total amount of dither noise becomes smaller. The correction gain value may be made different for each gradation value as shown.

次に、実施例２について説明する。本実施例のプロジェクタの構成は、図１に示した実施例１のプロジェクタの構成と同じである。ただし、本実施例において、制御部１０８は、表示画像のコントラストを向上させるために、画像信号解析部１０２により取得されたヒストグラムに応じて光源部１０５の光量を制御する。また、同ヒストグラムに応じてディザノイズを低減するように画像信号補正部１０３に設定される補正ゲイン値を変更する。 Next, Example 2 will be described. The configuration of the projector of this embodiment is the same as that of the projector of the first embodiment shown in FIG. However, in this embodiment, the control unit 108 controls the light amount of the light source unit 105 according to the histogram acquired by the image signal analysis unit 102 in order to improve the contrast of the displayed image. Also, the correction gain value set in the image signal correction unit 103 is changed so as to reduce the dither noise according to the histogram.

図７のフローチャートは、制御部１０８がコンピュータプログラムに従って単位画像信号（ここでは１フレームとする）ごとに実行する処理を示している。 The flowchart in FIG. 7 shows the processing executed by the control unit 108 for each unit image signal (one frame here) according to the computer program.

Ｓ４１において、制御部１０８は、画像信号解析部１０２に、入力画像信号の現在フレームに対するヒストグラム（Ｈｉｓ１）を取得させる。 In S41, the control unit 108 causes the image signal analysis unit 102 to acquire a histogram (His1) for the current frame of the input image signal.

Ｓ４２では、制御部１０８は、表示画像のコントラストを向上させる光量ゲイン値Ｌと、光量ゲイン値Ｌに応じた入力画像信号に対する補正ゲイン値（補正基準値：以下、基準ゲイン値という）Ｇｂを算出する。具体的には、まず制御部１０８は、画像信号解析部１０２により取得されたヒストグラムから入力画像信号の輝度の平均値を示す平均輝度レベルＡＰＬを算出し、該ＡＰＬに応じて光量ゲイン値Ｌを決定する。図８は、ＡＰＬと光量ゲイン値Ｌとの関係の例を示す。 In S42, the control unit 108 calculates a light amount gain value L that improves the contrast of the displayed image, and a correction gain value (correction reference value: hereinafter referred to as a reference gain value) Gb for the input image signal according to the light amount gain value L. do. Specifically, first, the control unit 108 calculates an average brightness level APL indicating the average value of the brightness of the input image signal from the histogram acquired by the image signal analysis unit 102, and adjusts the light intensity gain value L according to the APL. decide. FIG. 8 shows an example of the relationship between APL and light amount gain value L. In FIG.

図８において、横軸はＡＰＬ（０～２５５）を示し、縦軸は光量ゲイン値Ｌ（０～１）を示している。ＡＰＬが高い場合は光量ゲイン値Ｌは１であり、ＡＰＬが低い場合は光量ゲイン値Ｌは１より低い値となる。すなわち、入力画像がＡＰＬが高くて明るい画像である場合は、光源部１０５の光量を下げないために光量ゲイン値Ｌを高い値（１）とする。一方、入力画像がＡＰＬが低くて暗い画像である場合は、表示画像の黒階調の明るさを低減してコントラストを向上させるために光源部１０５の光量を下げるため、光量ゲイン値Ｌを低い値とする。 In FIG. 8, the horizontal axis indicates APL (0 to 255), and the vertical axis indicates light amount gain value L (0 to 1). The light amount gain value L is 1 when the APL is high, and the light amount gain value L is lower than 1 when the APL is low. That is, when the input image is a bright image with a high APL, the light amount gain value L is set to a high value (1) so as not to reduce the light amount of the light source unit 105 . On the other hand, when the input image is a dark image with a low APL, the light amount gain value L is set low in order to reduce the light amount of the light source unit 105 in order to reduce the brightness of the black gradation of the display image and improve the contrast. value.

さらに制御部１０８は、光源部１０５の光量の低下に伴う表示画像の輝度の低下を補うように画像信号のレベルを持ち上げるため、基準ゲイン値Ｇｂ＝１／Ｌを算出する。 Furthermore, the control unit 108 calculates a reference gain value Gb=1/L in order to raise the level of the image signal so as to compensate for the decrease in luminance of the displayed image due to the decrease in the light amount of the light source unit 105 .

次のＳ４３からＳ４７において、制御部１０８は、画像信号解析部１０２により取得されたヒストグラムに基づいて画像信号補正部１０３に設定する補正ゲイン値を算出する。 In subsequent S43 to S47, the control unit 108 calculates correction gain values to be set in the image signal correction unit 103 based on the histogram acquired by the image signal analysis unit 102. FIG.

まずＳ４３において、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ４を０．８に初期設定する。 First, in S43, the control unit 108 initializes the provisional gain value G4 to 0.8.

次にＳ４４では、制御部１０８は、画像信号補正部１０３においてＨｉｓ１の階調値に対してＳ４２で算出された基準ゲイン値ＧｂとＳ４３にて設定された仮のゲイン値Ｇ４を乗算してヒストグラムＨｉｓ３を計算する。そして制御部１０８は、入力画像信号の現在フレームに応じて表示デバイス部１０６に表示される表示画像の総ディザノイズ量を示す評価値ｄ２を算出する。評価値ｄ２は、次式（２）で表わされる。
ｄ２＝｛Ｔｂｌ２（０）×Ｈｉｓ３（０）｝＋｛Ｔｂｌ２（１）×Ｈｉｓ３（１）｝＋
…＋｛Ｔｂｌ２（２５５）×Ｈｉｓ３（２５５）｝（２）
式（２）のＴｂｌ２は、ディザ処理部１０４への入力階調数（例えば、８ビット）の階調値ごとの係数を保持したテーブルデータを示している。係数は、実施例１と同様に、ディザ処理によって階調数変換後の階調数を持つ表示画像におけるディザノイズを定量化した値である。 Next, in S44, the control unit 108 multiplies the gradation value of His1 in the image signal correction unit 103 by the reference gain value Gb calculated in S42 and the provisional gain value G4 set in S43 to obtain a histogram. Calculate His3. Then, the control unit 108 calculates an evaluation value d2 indicating the total dither noise amount of the display image displayed on the display device unit 106 according to the current frame of the input image signal. The evaluation value d2 is represented by the following formula (2).
d2={Tbl2(0)*His3(0)}+{Tbl2(1)*His3(1)}+
…+{Tbl2(255)×His3(255)} (2)
Tbl2 in equation (2) indicates table data holding coefficients for each tone value of the number of input tones (8 bits, for example) to the dither processing unit 104 . As in the first embodiment, the coefficient is a value obtained by quantifying the dither noise in the display image having the number of gradations after converting the number of gradations by dither processing.

次にＳ４５では、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ４である０．８～１．２についての評価値ｄ２の計算が完了したか否かを判断し、完了していなければＳ４６に進んで仮のゲイン値Ｇ４を０．１だけ増加させ、Ｓ４４に戻って評価値ｄ２の算出を継続する。評価値ｄ２の計算が完了していればＳ４７に進む。 Next, in S45, the control unit 108 determines whether or not the calculation of the evaluation value d2 for the provisional gain value G4 of 0.8 to 1.2 has been completed. The provisional gain value G4 is increased by 0.1, and the process returns to S44 to continue calculating the evaluation value d2. If the calculation of the evaluation value d2 has been completed, the process proceeds to S47.

Ｓ４７では、制御部１０８は、仮のゲイン値Ｇ４（０．８～１．２）のうち評価値ｄ２が最も低くなった仮のゲイン値をゲイン値Ｇ５に設定する。 In S47, the control unit 108 sets the provisional gain value with the lowest evaluation value d2 among the provisional gain values G4 (0.8 to 1.2) as the gain value G5.

次にＳ４８では、制御部１０８は、次式（３）により、最終的に画像信号補正部１０３に設定する補正ゲイン値Ｇ６を算出する。 Next, in S48, the control unit 108 calculates the correction gain value G6 to be finally set in the image signal correction unit 103 by the following equation (3).

Ｇ６＝Ｇ５×Ｇｂ（３）
補正ゲイン値Ｇ６は、基準ゲイン値Ｇｂを基準として、仮のゲイン値Ｇ４（０．８～１．２）のうち評価値ｄ２が最も低くなるゲイン値である。 G6=G5×Gb (3)
The correction gain value G6 is a gain value at which the evaluation value d2 is the lowest among the provisional gain values G4 (0.8 to 1.2) with reference to the reference gain value Gb.

次にＳ４９では、制御部１０８は、画像信号補正部１０３に対して補正ゲイン値Ｇ６を設定する。 Next, in S<b>49 , the control unit 108 sets the correction gain value G<b>6 for the image signal correction unit 103 .

そしてＳ５０では、制御部１０８は、光源部１０５の光量を光量ゲイン値Ｌに応じて制御する。そして本処理を終了する。 Then, in S50, the control unit 108 controls the light amount of the light source unit 105 according to the light amount gain value L. FIG. Then, this processing ends.

上記処理によって、入力画像信号のヒストグラムから算出された光量ゲイン値Ｌに応じて光源部１０５の光量が制御される。これにより、入力画像信号が暗い場合に光源部１０５の光量が減少するため、表示画像の黒階調の明るさを低減してコントラストを向上させることができる。また、画像信号補正部１０３は、光源部１０５の光量の減少を補うように設定された基準ゲイン値Ｇｂを基準として算出された補正ゲイン値Ｇ６を入力画像信号に乗算する。このため、光源部１０５の光量の減少に伴う表示画像の輝度の低下を補正することができる。さらに、画像信号補正部１０３には、基準ゲイン値Ｇｂを基準として評価値ｄ２が最小となるゲイン値Ｇ６が設定されるため、表示画像のディザノイズを低減することができる。 Through the above processing, the light amount of the light source unit 105 is controlled according to the light amount gain value L calculated from the histogram of the input image signal. As a result, when the input image signal is dark, the light amount of the light source unit 105 is reduced, so that the brightness of the black gradation of the display image can be reduced and the contrast can be improved. Further, the image signal correction unit 103 multiplies the input image signal by a correction gain value G6 calculated based on the reference gain value Gb set so as to compensate for the decrease in the light amount of the light source unit 105 . Therefore, it is possible to correct the decrease in luminance of the displayed image due to the decrease in the amount of light from the light source unit 105 . Furthermore, since the gain value G6 that minimizes the evaluation value d2 with respect to the reference gain value Gb is set in the image signal correction unit 103, dither noise in the display image can be reduced.

なお、上記各実施例では、入力画像信号に補正ゲイン値を乗算することで信号レベルを補正する場合について説明したが、他の方法で信号レベルを補正してもよい。例えば、ガンマ補正でもよいし、オフセット値を加算するようにしてもよい。また、各実施例で説明した画質低下に関する評価の方法（式（１）、（２））は例にすぎず、他の方法により評価を行ってもよい。 In each of the embodiments described above, the case where the signal level is corrected by multiplying the input image signal by the correction gain value has been described, but the signal level may be corrected by other methods. For example, gamma correction may be used, or an offset value may be added. Also, the method of evaluating image quality degradation (formulas (1) and (2)) described in each embodiment is merely an example, and other methods may be used for evaluation.

さらに上記各実施例ではプロジェクタについて説明したが、各実施例と同様の処理を直視型モニタ等の他の画像表示装置において実施することもできる。 Furthermore, in each of the above embodiments, a projector has been described, but processing similar to that of each embodiment can also be performed in other image display devices such as a direct-view monitor.

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。 (Other examples)
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is merely a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

１０１画像信号入力部
１０２画像信号解析部
１０３画像信号補正部
１０４ディザ処理部
１０５光源部
１０６表示デバイス部
１０８制御部 101 image signal input unit 102 image signal analysis unit 103 image signal correction unit 104 dither processing unit 105 light source unit 106 display device unit 108 control unit

Claims

入力画像信号の信号レベルを補正する補正手段と、
前記信号レベルが補正された画像信号に対してディザ処理を行う処理手段と、
前記ディザ処理後の画像信号に応じた画像を表示する表示手段と、
前記入力画像信号における階調ごとの画素数をカウントする解析手段と、
前記階調ごとにカウントされた画素数に応じた前記ディザ処理による画質低下に関する評価を行い、該評価の結果に応じて前記信号レベルの補正を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像表示装置。 correction means for correcting the signal level of the input image signal;
processing means for performing dither processing on the image signal whose signal level has been corrected;
display means for displaying an image corresponding to the image signal after the dither processing;
analysis means for counting the number of pixels for each gradation in the input image signal;
and control means for evaluating deterioration in image quality due to the dither processing according to the number of pixels counted for each gradation, and controlling correction of the signal level according to the result of the evaluation. display device.

前記補正手段は、前記入力画像信号に補正ゲイン値を乗算することで前記信号レベルを補正し、
前記制御手段は、前記評価の結果に応じて前記補正ゲイン値を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 The correction means corrects the signal level by multiplying the input image signal by a correction gain value,
2. The image display apparatus according to claim 1, wherein said control means sets said correction gain value according to the result of said evaluation.

前記制御手段は、
前記評価において、前記入力画像信号に互いに異なる複数のゲイン値のそれぞれを乗算したときの前記ディザ処理による画質低下量を示す評価値を算出し、
前記複数のゲイン値のうち前記評価値が最も小さいゲイン値を前記補正ゲイン値に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。 The control means is
calculating an evaluation value indicating an amount of image quality deterioration due to the dither processing when the input image signal is multiplied by each of a plurality of different gain values in the evaluation;
3. The image display device according to claim 2, wherein the gain value with the smallest evaluation value among the plurality of gain values is set as the correction gain value.

前記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源を有し、
前記制御手段は、前記信号レベルの補正に応じて前記光源の光量を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。 The display means has a light source that emits light for displaying an image,
4. The image display apparatus according to claim 1, wherein said control means controls the amount of light of said light source in accordance with said signal level correction.

前記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源を有し、
前記制御手段は、
前記階調ごとにカウントされた画素数に基づいて前記光源の光量を制御するとともに、制御された前記光量に応じて前記信号レベルを補正するための補正基準値を取得し、
前記補正基準値を用いて行った前記評価の結果に応じて前記信号レベルの補正を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 The display means has a light source that emits light for displaying an image,
The control means is
controlling the amount of light of the light source based on the number of pixels counted for each gradation, and obtaining a correction reference value for correcting the signal level according to the controlled amount of light;
2. The image display apparatus according to claim 1, wherein correction of said signal level is controlled according to the result of said evaluation performed using said correction reference value.

前記補正手段は、前記入力画像信号に補正ゲイン値を乗算することで前記信号レベルを補正し、
前記制御手段は、
前記評価において、前記入力画像信号に前記補正基準値としての基準ゲイン値と互いに異なる複数のゲイン値をそれぞれ乗算したときの前記ディザ処理による画質低下量を示す評価値を算出し、
前記複数のゲイン値のうち前記評価値が最も小さいゲイン値と前記基準ゲイン値とを用いて前記補正ゲイン値を設定することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。 The correction means corrects the signal level by multiplying the input image signal by a correction gain value,
The control means is
calculating an evaluation value indicating an amount of image quality deterioration due to the dither processing when the input image signal is multiplied by a reference gain value as the correction reference value and a plurality of gain values different from each other in the evaluation;
6. The image display device according to claim 5, wherein the correction gain value is set using the gain value with the smallest evaluation value among the plurality of gain values and the reference gain value.

前記制御手段は、
前記階調ごとにカウントされた画素数と前記階調ごとに保持された前記ディザ処理による画質低下量を示すデータとを用いて前記評価を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像表示装置。 The control means is
7. The evaluation according to any one of claims 1 to 6, wherein the number of pixels counted for each gradation and data indicating an amount of image quality deterioration due to the dither processing held for each gradation are used for the evaluation. 1. The image display device according to item 1.

前記データが示す前記画質低下量が、前記階調に応じて異なることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。 8. The image display device according to claim 7, wherein the image quality reduction amount indicated by the data differs according to the gradation.

前記入力画像信号は、複数の色の画像信号を含み、
前記データが示す前記画質低下量が、前記色ごとに異なることを特徴とする請求項７または８に記載の画像表示装置。 the input image signal includes image signals of a plurality of colors;
9. The image display device according to claim 7, wherein the amount of image quality deterioration indicated by the data differs for each color.

前記制御手段は、前記入力画像信号のうち他の領域よりも輝度が平坦な領域に対して前記評価を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像表示装置。 10. The image display apparatus according to claim 1, wherein said control means performs said evaluation on an area of said input image signal whose luminance is flatter than other areas.

前記入力画像信号は、複数の色の画像信号を含み、
前記制御手段は、前記複数の色のうち一部の色の画像信号に対して前記評価を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。 the input image signal includes image signals of a plurality of colors;
11. The image display apparatus according to claim 1, wherein said control means performs said evaluation on image signals of some of said plurality of colors.

入力画像信号の信号レベルを補正し、該信号レベルが補正された画像信号に対してディザ処理を行い、前記ディザ処理後の画像信号に応じた画像を表示する画像表示装置の制御方法であって、
前記入力画像信号における階調ごとの画素数をカウントするステップと、
前記階調ごとにカウントされた画素数に応じた前記ディザ処理による画質低下に関する評価を行い、該評価の結果に応じて前記信号レベルの補正を制御するステップとを有することを特徴とする制御方法。 A control method for an image display device for correcting a signal level of an input image signal, performing dither processing on the image signal whose signal level has been corrected, and displaying an image according to the image signal after the dither processing, comprising: ,
counting the number of pixels for each gradation in the input image signal;
and a step of evaluating deterioration in image quality due to the dither processing according to the number of pixels counted for each grayscale, and controlling the correction of the signal level according to the result of the evaluation. .

コンピュータに、請求項１２に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするプログラム。 A program that causes a computer to execute a process according to the control method according to claim 12.