JP4832900B2 - 画像出力装置、画像出力方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像を出力する画像出力装置に関し、特に、外光による前記画像の視認性低下を改善する技術に関する。

プロジェクタ装置など画像出力装置が画像を出力している際に、外光の照度が増してくると、表示している画像のコントラストが悪化し、画像は見えにくくなる。このような外光によるコントラストへの悪影響を改善する技術の一つに、特許文献１に開示されている画像処理装置がある。
特許文献１に開示されている画像処理装置は、入力映像輝度信号を受け付けると、ＣＲＴ周辺の外光照度を検出し、検出された外光照度に基づいて記憶手段に記憶されている複数の階調補正テーブルの中から所望のテーブルを選択し、選択した階調補正テーブルを用いて、入力映像輝度信号を補正することにより画像の視認性の改善を図っている。
特開平９―１９０１７０号公報

しかしながら、画像には、全体的に明るい画像や、暗い画像など様々なものがあり、特許文献１のように単純に外光レベルに応じた階調補正テーブルを用いて、階調補正するのみでは、表示される画像の視認性が改善するとは限らない。
例えば、ある外光の照度に対して、低輝度部分を高輝度に補正する階調補正テーブルを用意している場合、前記階調補正テーブルを用い、元々大部分が暗い画像を補正すると、補正の効果が認められる場合もあるが、大部分が明るい映像を補正する場合には、残りの暗い部分まで明るく補正されてしまい、元々明るい部分と明るく補正された部分とのコントラスト差がなくなり、全体として画像の視認性が低下する場合も考えられる。

また、単純に外光照度の測光値により階調補正テーブルを変えると、測光値がふらつくことによって補正後の輝度がふらつき、画面にフリッカー現象が生じうる。
上記問題に鑑み、本発明は、表示画像の外光による視認性低下を改善し、視聴者が見易い画像を表示することができる画像出力装置及び画像出力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、本発明は、外光の強度に応じて原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置であって、各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶している記憶手段と、前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数手段と、各輝度区間について計数された画素数に比例する加算値を算出する算出手段と、前記各画素の輝度値について、当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について計数された加算値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換手段とを備える。

本発明の画像出力装置は、上述の構成を備えることにより、表示する画像について、輝度値が含まれる数が多いほど輝度区間における輝度のコントラストが高くなり、輝度値が含まれる数が少ないほど輝度区間における輝度のコントラストが低くなるので、画像内で最も広く分布する輝度の範囲のコントラストが向上し、視聴者にとって視認性の向上した画像を出力することができる。また、画像の輝度分布を用いず、固定的な補正テーブルを用いて輝度値を補正する場合のように、大部分が明るい映像について、残りの小部分である暗い部分を重点的に明るく補正し、全体として却って画像の視認性を低下させるようなことはなく、大部分の明るい部分のコントラストを改善して、視聴者にとって視認性を向上させた画像を出力することができる。

また、前記算出手段は、前記原画像内の全画素数を輝度区間の数で除算することにより区間画素数を算出する区間画素数算出部と、各輝度区間について、輝度値が含まれる画素数を前記区間画素数で除算することにより変換係数を算出する変換係数算出部と、輝度区間の上限値と下限値の差分値に対し、当該輝度区間に係る変換係数を乗算することにより加算値を算出する区間加算値算出部とを含むとしてもよい。

また、前記変換手段は、前記調整値を、当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値に、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値と当該輝度値との差分に比例する調整係数を乗じて算出するとしてもよい。
この構成によれば、表示する画像について、輝度値が含まれる数が多いほど輝度区間における輝度のコントラストが高くなり、輝度値が含まれる数が少ないほど輝度区間における輝度のコントラストが低くなるので、画像内で最も広く分布する輝度の範囲のコントラストが向上し、視聴者にとって視認性の向上した画像を出力することができる。

また、前記画像出力装置は、さらに、外光強度を測定する測光手段と、外光強度を輝度に係るオフセット値に変換する外光変換手段とを含み、前記変換係数算出部は、前記変換係数として、前記除算結果を、（（前記全輝度域の上限値−前記オフセット値）／前記全輝度域の上限値）倍して出力し、前記変換手段は、前記オフセット値を加算した補正輝度値で、前記輝度値を置き換えることとしてもよい。

また、前記測光手段は、外光強度を複数回測定し、前記外光変換手段は、外光強度の変化量を算出し、直近に測定された外光強度を、前記変化量に基づき補正する外光強度補正部と、外光強度の下限値から上限値までの範囲を前記全輝度域に比例配分する比例変換に従い、補正された前記外光強度を前記オフセット値に変換する外光変換部とを含んでもよい。

この構成によれば、各画素の輝度値を、外光強度に応じたオフセット値を加えた輝度値に補正するので、表示される画像について外光の影響により相対的にコントラストが低下するのを防ぎ、視聴者にとって視認性の向上した画像を出力することができる。
また、前記外光強度補正部は、前回測定した外光強度と、直近に測定した外光強度との差分を算出する差分算出部と、前記差分が所定の下限値未満である場合に、前回測定した前記外光強度を出力し、前記差分が所定の上限値より大きい場合に、前記直近に測定した前記外光強度を出力し、前記差分が所定下限値以上、所定上限値以下である場合に、前回測定した前記外光強度に所定係数を乗算して出力する調整部とを含んでもよい。

この構成によれば、外光強度の差分が、前記所定下限値から前記所定上限値の間である場合に、外光強度に対して所定係数を乗算するので、輝度値の変化をゆるやかにすることができる。特に、外光強度の測定値が数％程度ふらつくような場合に、輝度値の補正量を低減するので、ふらつきがオフセット値に直接反映されるのをふせぎ、フリッカー現象が生じるような画像出力を防ぐことができる。

また、前記画像出力装置は、さらに、原画像に係る補正輝度値のうち最小である最小補正輝度値が、所定閾値より大きい場合に、前記全輝度域の下限値を含む輝度区間である最小輝度区間における、最小輝度区間の下限値に係る補正輝度値から最小輝度区間の上限値に係る補正輝度値までの範囲を、最小輝度区間の下限値から最小輝度区間の上限値に係る補正輝度値までの範囲に比例配分する補正をする黒色補正手段を備えることとしてもよい。

この構成によれば、低輝度部分の輝度値をさらに下げるので、表示される画像における黒さをくっきりとさせ、画像を引き締めることができる。
また、前記画像出力装置は、さらに、各画素の色相が肌色か否かを判定する肌色判定手段を備え、前記算出手段は、肌色と判定された画素については、各輝度区間に係る加算値を所定数倍することとしてもよい。

この構成によれば、肌色部分について急激に階調補正をするのを防ぎ、補正によって肌色部分の色調を損なうことのない画像を出力することができる。
また、前記画像出力装置は、さらに、前記原画像の平均輝度値を算出する平均輝度算出手段を備え、前記算出手段は、前記平均輝度値が所定値以下である場合に、各輝度区間に係る加算値を所定数倍することとしてもよい。

この構成によれば、過補正を防ぐことができる。よって、例えば、夜空を映した画像など、暗い輝度成分が多い画像について、極端な過補正をせず、夜空が明るく浮いた映像になるのを防ぎ、逆に、昼の風景を映した画像など明るい輝度成分が多い画像について、過補正をせず、風景が暗くなってしまうのを防ぐことができる。
また、前記画像出力装置は、さらに、前記原画像に含まれる画素の輝度値の最大値及び最小値を検出する最大最小値検出手段を備え、前記算出手段は、各輝度区間における加算値を、（（前記全輝度域の上限値−前記全輝度域の下限値）／（原画像に含まれる画素の輝度値の最大値−原画像に含まれる画素の輝度値の最小値））倍することとしてもよい。

この構成によれば、輝度値が取りうる最小値から最大値の範囲全てを用いて各画素の輝度値を表すので、画像のコントラストを更に強調し、視認性を向上させることができる。
また、前記画像出力装置は、さらに、各画素の色差値に対し、（前記変換手段による補正後の輝度値／前記変換手段による補正前の輝度値）を乗じることにより色差値を補正する色調整手段を備えることとしてもよい。

この構成によれば、画素の輝度値を補正すると共に、前記画素の色差値についても、（補正後の輝度値／補正前の輝度値）倍することにより補正するので、輝度値のみを補正によって増加させることにより生じる画素の色が薄くなるのを防ぎ、コントラスト、色づきの良い視認性に優れた画像を出力することができる。
本発明の画像出力方法は、各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶し、外光の強度に応じて前記原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置に用いられる画像出力方法であって、前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数ステップと、各輝度区間について計数された画素数に比例する加算値を算出する算出ステップと、前記各画素の輝度値について、当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について計数された加算値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換ステップとを含む。

本発明のコンピュータプログラムは、各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶し、外光の強度に応じて前記原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置に用いられるコンピュータプログラムであって、前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数ステップと、各輝度区間について計数された画素数に比例する加算値を算出する算出ステップと、前記各画素の輝度値について、当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について計数された加算値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換ステップとを含む。

この構成によれば、表示する画像について、輝度値が含まれる数が多いほど輝度区間における輝度のコントラストが高くなり、輝度値が含まれる数が少ないほど輝度区間における輝度のコントラストが低くなるので、画像内で最も広く分布する輝度の範囲のコントラストが向上し、視聴者にとって視認性の向上した画像を出力することができる。また、画像の輝度分布を用いず、固定的な補正テーブルを用いて輝度値を補正する場合のように、大部分が明るい映像について、残りの小部分である暗い部分を重点的に明るく補正し、全体として却って画像の視認性を低下させるようなことはなく、大部分の明るい部分のコントラストを改善して、視聴者にとって視認性を向上させた画像を出力することができる。

本発明の画像出力装置は、外光の強度に応じて原画像の輝度を補正して補正画像を出力する画像出力装置であって、複数の画素から構成される原画像を記憶している記憶手段と、原画像に含まれる画素について、所定の輝度区間に含まれる輝度値を有する画素の数を示す区間画素数を計数する計数手段と、前記原画像を構成する全画素数に対する前記区間画像数の割合に基づいて、前記輝度区間に含まれる輝度値を有する画素に対する変換係数を算出する算出手段と、前記輝度区間に含まれる輝度値を有する各画素について、前記変換係数に基づいて、当該画素の輝度値を変換して、変換輝度値を算出する変換手段と、算出された変換輝度値を、外光の強度に応じて補正して、補正輝度値を生成する外光補正手段と、補正輝度値を有する補正画素から構成される補正画像を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

以下、本発明に係る画像出力装置及び画像出力方法の実施の形態について、プロジェクタ装置を例にとり、図面を参照しながら説明する。
＜１．第１実施形態＞
＜概要＞
本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置１は、スクリーンに投影する画像に関し、プロジェクタ装置１周辺の外光の影響によるコントラストの低下及び階調潰れを防ぎ、かつ外光照度の測定値のふらつきによる、フリッカー現象の発生を防ぐものである。

プロジェクタ装置１は、一例として図１に示すように、パーソナルコンピュータ１０と映像ケーブルを用いて接続されており、パーソナルコンピュータ１０が出力する映像信号を前記映像ケーブルを介して受け付け、受け付けた映像信号を信号処理して、内蔵する液晶パネルに展開してスクリーン２０に投影する。
プロジェクタ装置１の筐体には、一例として図２に示すように、ビデオ入力端子２１、Ｓビデオ入力端子２２、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３、リモコン受光部２４、レンズ２５、方向キー２６、決定ボタン２７及び外光センサ２８が設けられており、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３が、パーソナルコンピュータ１０が出力する輝度信号Ｙ、色差信号Ｐｂ、色差信号Ｐｒを受け付け、外光センサ２８が、プロジェクタ装置１の周囲の外光照度を検出する。

パーソナルコンピュータ１０が出力する映像信号が表す画像の解像度は、一例として、１画面に６４０×４８０個の画素を含むＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ）であるとする。
また、プロジェクタ装置１は、各画素について、最低輝度から最高輝度までを２５６階調で表す仕様に基づいているものとする。
＜構成＞
プロジェクタ装置１は、図３に示すように、制御部１０１と、輝度補正部１０３と、ＡＤ変換処理部１０４〜１０６と、入力バッファ部１０７〜１０９と、出力バッファ部１１０〜１１２と、映像信号処理部１１３と、映出部１１６とを含んで構成される。

プロジェクタ装置１は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レンズ、光源ランプ、液晶パネル、電源ユニット等を含んで構成され、前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶され、前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムに従って動作することにより、プロジェクタ装置１はその機能を達成する。
制御部１０１は、マイクロプロセッサとその制御プログラムから成り、プロジェクタ装置１の全体動作を制御する。

制御部１０１は、パーソナルコンピュータ１０が出力する輝度信号Ｙを、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３を介して受信し、受信した輝度信号Ｙにおける垂直帰線期間の開始タイミング及び終了タイミングを検出する。
制御部１０１は、垂直帰線期間の開始タイミングを検出した場合、輝度補正部１０３に対し補正開始指示を送信し、また後述するＡＤ変換処理部１０５により入力バッファ部１０８に蓄積された輝度データの全てを垂直帰線期間内に出力バッファ部１１１にコピーし、後述するＡＤ変換処理部１０６により入力バッファ部１０９に蓄積された輝度データの全てを垂直帰線期間内に出力バッファ部１１２にコピーする。

制御部１０１は、前記補正開始指示に対する応答として輝度補正部１０３から補正終了通知を受信する。
また、制御部１０１は、前記垂直帰線期間の終了タイミングを検出した場合、映像信号処理部１１３に対し、信号処理開始を指示し、また、ＡＤ変換処理部１０４〜１０６に対し所定のタイミングでＡＤ変換開始を指示する。

制御部１０１は、ＡＤ変換処理部１０４がＡＤ変換終了後に出力するＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０４が備えるＡＤ変換結果レジスタから、輝度信号ＹのＡＤ変換結果であるＹデータを読み出して、入力バッファ部１０７に記憶させる。
ここで、前記所定のタイミングは、画像を構成する各画素に対応する輝度信号が入力されるタイミングである。すなわち、輝度信号Ｙが表す画像の解像度はＶＧＡであるので、制御部１０１は、１画像に対応する有効映像期間中に、ＡＤ変換処理部１０４に対し６４０×４８０回のＡＤ変換開始指示を送信し、ＡＤ変換処理部１０４から６４０×４８０個のＹデータを取得して入力バッファ部１０７に記憶させる。ＡＤ変換処理部１０４におけるＡＤ変換の結果であるＹデータ１つが、１画像中の１画素の輝度を表す。

制御部１０１は、ＡＤ変換処理部１０５がＡＤ変換終了後に出力するＡＤ変換終了通知を受け付けた場合には、ＡＤ変換処理部１０５が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｂのＡＤ変換結果であるＰｂデータを読み出して、入力バッファ部１０８に記憶させる。また、ＡＤ変換処理部１０６がＡＤ変換終了後に出力するＡＤ変換終了通知を受け付けた場合には、ＡＤ変換処理部１０６が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｒのＡＤ変換結果であるＰｒデータを読み出して、入力バッファ部１０９に記憶させる。

同様に、制御部１０１は、ＡＤ変換処理部１０５からＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０５が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｂのＡＤ変換結果であるＰｂデータを読み出して、入力バッファ部１０８に記憶させ、ＡＤ変換処理部１０６からＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０６が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｒのＡＤ変換結果であるＰｒデータを読み出して、入力バッファ部１０９に記憶させる。

以上により、制御部１０１は、有効映像期間中に、ＡＤ変換処理部１０５に対し、６４０×４８０回のＡＤ変換開始指示を送信し、ＡＤ変換処理部１０５から６４０×４８０個の、色差信号ＰｂのＡＤ変換結果であるＰｂデータを取得して入力バッファ部１０８に記憶させる。
色差信号Ｐｒについても同様に、制御部１０１は、有効映像期間中に、ＡＤ変換処理部１０６に対し、６４０×４８０回のＡＤ変換開始指示を送信し、ＡＤ変換処理部１０６から６４０×４８０個の、色差信号ＰｒのＡＤ変換結果であるＰｒデータを取得して入力バッファ部１０９に記憶させる。

制御部１０１が行う上記の制御により、プロジェクタ装置１は、垂直帰線期間内に、輝度補正部１０３によって後述する輝度補正処理を行って、輝度補正結果を出力バッファ部１１０に記憶し、垂直帰線期間外に、出力バッファ部１１０に記憶された補正処理後の輝度データに基づき、輝度補正処理が成された映像を映出する。すなわち、プロジェクタ装置１は、一例として図４に模式的に示すように、パーソナルコンピュータ１０から、有効映像期間である時刻ｔ１〜ｔ２の間に画像１に係る映像信号を受信して蓄積しておき、垂直帰線期間である時刻ｔ２〜ｔ３の間に、前述の蓄積された画像１に係る映像信号の輝度を補正する。

プロジェクタ装置１は、次の有効映像期間である時刻ｔ３〜ｔ４の間に、パーソナルコンピュータ１０から画像２に係る映像信号を受信しＡＤ変換して蓄積すると共に、補正後の画像１である画像１’を投影し、次の垂直帰線期間である時刻ｔ４〜ｔ５の間に、前述の蓄積された画像２に係る映像信号の輝度を補正する。
プロジェクタ装置１は、次の有効映像期間である時刻ｔ５〜ｔ６の間に画像３に係る映像信号を受信しＡＤ変換して蓄積すると共に、補正後の画像２である画像２’を投影する。

以下、プロジェクタ装置１は、垂直帰線期間に輝度の補正をし、有効映像期間内に補正後の画像を投影することを繰り返す。
ＡＤ変換処理部１０４は、読出可能なレジスタであるＡＤ変換結果レジスタを備え、パーソナルコンピュータ１０が出力する輝度信号Ｙを、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３を介して受信しており、制御部１０１からＡＤ変換開始指示を受信するとＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換結果であるＹデータをＡＤ変換結果レジスタに保持して、ＡＤ変換終了通知を制御部１０１に送信する。

ＡＤ変換処理部１０５は、読出可能なレジスタであるＡＤ変換結果レジスタを備え、パーソナルコンピュータ１０が出力する色差信号Ｐｂを、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３を介して受信しており、制御部１０１からＡＤ変換開始指示を受信するとＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換結果であるＰｂデータをＡＤ変換結果レジスタに保持して、ＡＤ変換終了通知を制御部１０１に送信する。

ＡＤ変換処理部１０６は、読出可能なレジスタであるＡＤ変換結果レジスタを備え、パーソナルコンピュータ１０が出力する色差信号Ｐｒを、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３を介して受信しており、制御部１０１からＡＤ変換開始指示を受信するとＡＤ変換を実行し、ＡＤ変換結果であるＰｒデータをＡＤ変換結果レジスタに保持して、ＡＤ変換終了通知を制御部１０１に送信する。

ここで、ＡＤ変換処理部１０４〜１０６は、入力されるアナログ信号を、８ビット２５６階調のデジタルデータに変換するものとする。
入力バッファ部１０７は、１画面分の６４０×４８０個の各画素に対応するＹデータが蓄積可能なバッファである。
出力バッファ部１１０は、入力バッファ部１０７に蓄積されたＹデータが輝度補正部１０３により補正された結果であるＹ’データを、１画面分蓄積可能なバッファである。

入力バッファ部１０８、出力バッファ部１１１は、各画素に対応するＰｂデータを、１画面分蓄積可能なバッファである。
入力バッファ部１０９、出力バッファ部１１２は、各画素に対応するＰｒデータを、１画面分蓄積可能なバッファである。
映像信号処理部１１３は、制御部１０１から信号処理開始を受け付けると、出力バッファ部１１０に記憶されている１画面分のＹ’データを読み出して、読み出したＹ’データから輝度信号Ｙ’を生成し、出力バッファ部１１１に記憶されている１画面分のＰｂデータを読み出して、読み出したＰｂデータから色差信号Ｐｂ’を生成し、出力バッファ部１１２に記憶されている１画面分のＰｒデータを読み出して、読み出したＰｒデータから色差信号Ｐｂ’を生成して、輝度信号Ｙ’と、色差信号Ｐｂ’と、色差信号Ｐｒ’とを映出部１１６に対し出力する。

ここで、色差信号Ｐｂ’は、図４を用いて説明したように、色差信号Ｐｂを１画面分遅延させた信号であり、色差信号Ｐｒ’は、色差信号Ｐｒを１画面分遅延させた信号であり、輝度信号Ｙ’は、輝度信号Ｙを輝度補正し、１画面分遅延させた信号である。
映出部１１６は、映像信号処理部１１３から、輝度信号Ｙ’と、色差信号Ｐｂ’と、色差信号Ｐｒ’とを受信し信号処理を施して、輝度信号Ｙ’、色差信号Ｐｂ’、色差信号Ｐｒ’から生成される画像を、内蔵する液晶パネルに展開し、スクリーン２０に投影する。
（輝度補正部１０３）
次に、輝度補正部１０３について、詳細に説明する。

輝度補正部１０３は、入力バッファ部１０７からＹデータを１つずつ読み出し、読み出したＹデータである入力輝度データＤＩを、次式により、出力輝度データＤＯに補正し、補正後のＤＯデータであるＹ’データを出力バッファ部１１０に記憶させる。

上式の詳細については、後述する。また、輝度補正部１０３における演算結果の小数点以下は、一例として四捨五入するものとするが、切り捨て又は切り上げ等してもよい。
輝度補正部１０３は、一例として図５に示すように、輝度分布検出回路３０１、係数算出回路３０２、輝度レベル調整回路３０３、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５、オフセットレベル調整回路３０６、加算回路３０７とを含んで構成される。
（輝度分布検出回路３０１）
輝度分布検出回路３０１は、制御部１０１から、補正開始指示を受け付け、入力バッファ部１０７に記憶されている１画面分のＹデータを順に読み出して、輝度範囲毎のＹデータの個数を計数する。

具体的には、入力バッファ部１０７に記憶されている１画面分のＹデータのそれぞれについて、値が０〜６３である第１輝度範囲、６４〜１２７である第２輝度範囲、１２８〜１９１である第３輝度範囲、１９２〜２５５である第４輝度範囲のいずれに属するかを判定し、属する輝度範囲に対応するＹデータ数をカウントアップする。これにより、１画面分のＹデータに関し、第１〜第４輝度範囲のそれぞれに属するＹデータ数を計数することができる。

１画面分のＹデータのうち、第１輝度範囲に属すると判定されたＹデータの数をＦ１とし、第２輝度範囲に属すると判定されたＹデータの数をＦ２とし、第３輝度範囲に属すると判定されたＹデータの数をＦ３とし、第４輝度範囲に属すると判定されたＹデータの数をＦ４とする。
図６（ａ）は、１画面分のＹデータに含まれる、０〜２５５の各輝度毎のＹデータ数の分布の一例を示し、図６（ｂ）はこのような分布を有するＹデータに基づき、輝度分布検出回路３０１が計数した各輝度範囲に属するＹデータ数を、グラフ化したものである。

輝度分布検出回路３０１は、１画面分のＹデータについて、計数したＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を係数算出回路３０２に通知する。
（係数算出回路３０２）
係数算出回路３０２は、輝度分布検出回路３０１から、各輝度範囲の個数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を受け付けると、階調を補正するための補正係数Ｃｉ（ｉ＝１〜４）を、次式を用いて算出する。

ここで、ｉは前述の輝度範囲に対応しており、ｉ＝１は、前記第１輝度範囲に対応し、ｉ＝２は、前記第２輝度範囲に対応し、ｉ＝３は、前記第３輝度範囲に対応し、ｉ＝４は、前記第４輝度範囲に対応する。
係数算出回路３０２は、Ｃ１〜Ｃ４を全て算出する。
ここで、Ｐは１画像中のすべての画素数であり、１画像中の輝度データの総数と一致し、Ｆｉ（ｉ＝１〜４）は、前述した通り、第ｉ輝度範囲に含まれるデータの個数を表わす。すなわち、

である。
係数算出回路３０２は、算出した補正係数Ｃｉを、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に、輝度レベル調整回路３０３に通知する。
（外光検出器３０４）
外光検出器３０４は、受光した外光の照度（一例として０〜４００ルクス）に応じて外光センサ２８が生成する電気信号を受信し、前記電気信号を８ビットの解像度でＡＤ変換し、ＡＤ変換結果である外光輝度データを補正値決定回路３０５に送信する
外光検出器３０４は、前述のＡＤ変換処理を、一例として３０秒に一度行うものとする。
（補正値決定回路３０５）
補正値決定回路３０５は、外光検出器３０４が３０秒毎に出力する外光輝度データを受け付け、受け付けた外光輝度データＬ２と、前回受け付けた外光輝度データＬ１との間の変化量ΔＬ＝｜Ｌ２−Ｌ１｜に応じて、出力する補正値Ｑを決定する。

Ｑは、式
Ｑ ＝ Ｌ１ ＋ Ｇ × （Ｌ２−Ｌ１）
により決定する。
ゲインＧは、具体的には、ΔＬの値によって、以下の（ａ）〜（ｃ）の場合に分けて定める。

ΔＬとＧとの関係は、図８の特性図のようになる。図８の縦軸はゲインＧであり、横軸はΔＬである。図８中のｌｓは外光変動量に対してゲインＧを変化させるゲイン変化開始位置を表し、ｌｅはゲインを最大にする開始位置を示している。
（ａ）０≦ΔＬ≦ｌｓの場合
ゲインＧは０である。

よって、Ｑ ＝ Ｌ１ ＋ ０ × （Ｌ２−Ｌ１） ＝ Ｌ１となる。
（ｂ）ｌｓ≦ΔＬ≦ｌｅの場合
ゲインＧは、Ｇ ＝ ０．１ × （ΔＬ − ｌｓ）となる。
（ｃ）ｌｅ≦ΔＬ≦２５５のとき
ゲインＧ ＝ １である。

よって、Ｑ ＝ Ｌ１ ＋ １ × （Ｌ２−Ｌ１） ＝ Ｌ２となる。
ここで、補正値決定回路３０８が決定する補正値について、Ｌ１＝１０、Ｌ２＝２０の場合を例として説明する。
補正値決定回路３０５は、ΔＬ＝｜２０ − １０｜＝１０を計算し、ΔＬが上述の（ｂ）に該当するので、下記演算を行う。

Ｇ ＝ ０．１ × （１０ − ５） ＝ ０．５
Ｑ ＝ １０ ＋ ０．５ × （２０ − １０） ＝ １５
以上より、補正値Ｑの値を「１５」と決定する。
ここで、補正値Ｑについて補足説明する。
前述の式（１）において、ＤＯは、上述のＹ’データに相当する。ＱがふらつくとＤＯもふらつくこととなるが、ＤＯがふらついた場合、最終的にスクリーンに投射される画像もフリッカ現象を起こしてしまうことになる。

補正値決定回路３０５は、ΔＬが０〜ｌｓの間はゲインＧを変動させない事でＱのふらつきを抑えることにより、前述のＤＯのふらつきも抑えている。
そして、ΔＬが、ｌｓ〜ｌｅの間にゲインを急激に変化させると画面の輝度がふらつく原因となる為、上述した図８に示す特性に従い、照度の変化に追従してゲインを変化させる事で違和感なく、外光レベルの変化に応じて画面輝度を変化させることができる。

ΔＬがｌｅより大きく、周辺照度が変化した場合はゲインを最大にする。
結果として照度センサ等のセンサによる階調補正時に補正値決定回路３０５で周辺輝度の変化量に応じて階調補正をすることで画面のフリッカー現象を抑える事ができ、良好な画像を提供できる。
（輝度レベル調整回路３０３）
輝度レベル調整回路３０３は、補正値決定回路３０５から受け付けた補正値Ｑに基づいて、係数算出回路３０２から受け付けた補正係数Ｃｉを調整する。すなわち、輝度レベル調整回路３０３は補正値決定回路にて示される補正係数Ｑを用いて、次式により補正係数Ｃｉを調整してＣｉ’を算出する。

輝度レベル調整回路３０３は、次式により、ＤＫを算出する。

ここで、ＤＩは補正前の輝度データであって、第ｎ輝度範囲（ｎは１〜４のいずれか）に属する。
輝度レベル調整回路３０３が補正係数を調整することによって、補正係数は調整前には図７（ａ）に示したように補正後の輝度データが０から２５５までの範囲内にあったものが、図７（ｂ）に示すように０から（２５５−Ｑ）までの範囲内に比例配分される。

輝度レベル調整回路３０３は、算出したＤＫを、加算器３０７に出力する。
また、算出したＣ１’、Ｃ２’、Ｃ３’、Ｃ４’をオフセットレベル調整回路３０６に出力する。
（オフセットレベル調整回路３０６）
オフセットレベル調整回路３０６は、輝度レベル調整回路３０６から、Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’、Ｃ４’を取得し、補正値決定回路３０５から補正値Ｑを取得する。

オフセットレベル調整回路３０６は、

に基づき、ＤＬを計算し、計算結果ＤＬを、加算器３０７に対し出力する。
ＤＬにより、最も入力輝度が低い画素であっても、明るさ信号に応じて輝度が輝度Ｑに引き上げられる。
このように、オフセットレベル調整回路３０５は、輝度レベル調整回路３０３にて求められた補正係数Ｃｉ´を用いて映像輝度信号の有効映像期間に属する各画素の輝度を調整するためのＤＬを生成する。
（加算器３０７）
加算器３０７は、ＤＫを輝度レベル調整回路３０３から取得し、ＤＬをオフセットレベル調整回路３０６から取得し、ＤＫとＤＬとを加算することで、式（１）に示す加算結果であるＤＯを求め、出力バッファ部１１０に書き込む。

前記書き込みは、補正後の各輝度データが対応する画素に応じて予め定められたアドレスに書き込んでいく
（輝度補正部１０３による輝度補正についての補足説明）
ここで、輝度補正部１０３による輝度補正について、図７を用いて補足説明する。
輝度補正部１０３は、上述したように、入力輝度データＤＩを、出力輝度データＤＯに補正する。

図７（ａ）は、輝度補正部１０３が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉを用いた補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図である。
ここで、図７（ａ）の実線で示したグラフがの傾きが、Ｃｉとなる。
例えば、補正対象の画像について、第１輝度範囲に含まれる輝度データが多い場合は、Ｃ１が１以上となり、入力輝度データよりも大きい出力輝度データを出力する。

例えばＣ１が１．１の場合、入力輝度データが３０であれば、輝度補正部１０３は、出力輝度データ３３を出力する。
図７（ｂ）は、輝度補正部１０３が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉ’を乗算するのみの補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図である。
ここで、図７（ｂ）の実線で示したグラフがの傾きが、Ｃｉ’となる。

輝度補正部１０３が、補正係数Ｃｉを用いて補正すると図７（ａ）に示すようにＤＩが０から２５５までの範囲内にあったＤＯが、補正係数Ｃｉ’を用いて補正すると、図７（ｂ）に示すように、補正後のＤＯが０から（２５５−Ｑ）までの範囲内に比例配分される。
例えば、Ｃ１が１．１であり、Ｑが３０、ＤＩが３０であるとすると、Ｃ１’は式（４）より、Ｃ１’＝（２５６−３０）／２５６×Ｃ１＝１．０５となり、ＤＯは２９となる。

図７（ｃ）は、輝度補正部１０３が、これまで説明してきた実際の補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図である。
ここで、図７（ｃ）の実線で示したグラフがの傾きが、Ｃｉ’となる。また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）と比べると、補正値Ｑの分、画面全体の輝度データを増やしていることになる。

例えば、Ｃ１が１．１であり、Ｑが３０、ＤＩが３０であるとすると、Ｃ１’は式（４）より、Ｃ１’＝（２５６−３０）／２５６×Ｃ１＝１．０５となり、ＤＯは、２９＋Ｑ＝５９となる。
＜動作＞
次に、プロジェクタ装置１の動作について、特に輝度補正部１０３による補正処理を中心に図９を用いて説明する。

プロジェクタ装置１は、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３を介して、パーソナルコンピュータ１０が出力する輝度信号Ｙ、色差信号Ｐｂ、色差信号Ｐｒを受け付ける。ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子２３から、制御部１０１及びＡＤ変換処理部１０４が前記輝度信号Ｙを受け付け、ＡＤ変換処理部１０５が前記色差信号Ｐｂを受け付け、ＡＤ変換処理部１０６が前記色差信号Ｐｒを受け付ける。

制御部１０１は、垂直帰線期間の終了タイミングを検出し、ＡＤ変換処理部１０４〜１０６に対し所定の前記タイミングでＡＤ変換開始を指示する（ステップＳ６００）。
ＡＤ変換処理部１０４〜１０６のそれぞれがＡＤ変換を行い、ＡＤ変換終了通知を制御部１０１にＡＤ変換終了通知を送信する。
制御部１０１は、ＡＤ変換処理部１０４からＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０４が備えるＡＤ変換結果レジスタから、輝度信号ＹのＡＤ変換結果であるＹデータを読み出して、入力バッファ部１０７に記憶させる。

同様に、制御部１０１は、ＡＤ変換処理部１０５からＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０５が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｂのＡＤ変換結果であるＰｂデータを読み出して、入力バッファ部１０８に記憶させ、ＡＤ変換処理部１０６からＡＤ変換終了通知を受け付けた場合に、ＡＤ変換処理部１０６が備えるＡＤ変換結果レジスタから、色差信号ＰｒのＡＤ変換結果であるＰｒデータを読み出して、入力バッファ部１０９に記憶させる。

これにより、１画面分のＹデータが入力バッファ部１０７に記憶され、１画面分のＰｂデータが入力バッファ部１０８に記憶され、１画面分のＰｒデータが入力バッファ部１０９に記憶される。
次に、制御部１０１は、垂直帰線期間の開始タイミングを検出し（ステップＳ６０１）、輝度補正部１０３に対し補正開始指示を送信し、入力バッファ部１０８に蓄積された輝度データの全てを垂直帰線期間内に出力バッファ部１１１にコピーし、入力バッファ部１０９に蓄積された輝度データの全てを垂直帰線期間内に出力バッファ部１１２にコピーする（ステップＳ６２０）。

輝度補正部１０３における輝度分布検出回路３０１が、前記補正開始指示を受信し、入力バッファ部１０７に蓄積された１画面分のＹデータ中の、第１〜第４輝度範囲に属するＹデータの数、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を計数し、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を係数算出回路３０２に対し出力する（ステップＳ６０２）。
係数算出回路３０２は、Ｆ１〜Ｆ４を受信し、Ｆ１〜Ｆ４を用いて、Ｃ１〜Ｃ４を算出し、輝度レベル調整回路３０３に対して出力する（ステップＳ６０３）。

外光センサ２８は、外光を受光し、外光の照度に応じた電気信号を生成し、外光検出器３０４に対し出力する（ステップＳ６０４）。
外光検出器３０４は、前記電気信号を受け付けて、３０秒に１回、電気信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換結果である外光輝度データを補正値決定回路３０５に送信する。
補正値決定回路３０５は、外光輝度データを受け付けると、今回及び前回受け付けた外光輝度データを用いて、補正値Ｑを算出し、輝度レベル調整回路３０３に送信する（ステップＳ６０５）。

輝度レベル調整回路３０３は、係数算出回路３０２からＣ１〜Ｃ４を受け付け、補正値決定回路３０５から補正値Ｑを受け付けて、Ｃ１〜Ｃ４、Ｑを用いて、Ｃ１’〜Ｃ４’を算出し、Ｃ１’〜Ｃ４’をオフセットレベル調整回路３０６に出力する（ステップＳ６０６）。
輝度レベル調整回路３０３は、１画面分の輝度データＤＩを入力バッファ部１０７から読み出したか否かを判定し（ステップＳ６０７）、読み出していないと判定した場合（ステップＳ６０７：ＮＯ）、読み出すべきＤＩを１つ読み出して、ＤＩが属する輝度範囲を判定した後、第ｎ輝度範囲を示す値「ｎ」をオフセットレベル調整回路３０６に送信する（ステップＳ６０８）。

オフセットレベル調整回路３０６は、輝度レベル調整回路３０３から受信したＣ１〜Ｃ４、ｎと、補正値決定回路３０５から受信したＱとを用いて、前述した式（６）によりＤＬを算出し、ＤＬを加算器３０７に出力する（ステップＳ６０９）。
輝度レベル調整回路３０３は、ｎと、Ｃ１’〜Ｃ４’と、ＤＩとを用いて、前述した式（５）を用いてＤＫを算出し、ＤＫを加算器３０７に対し出力する（ステップＳ６１０）。

加算器３０７は、ＤＩとＤＫとを加算してＤＯを生成し、出力バッファ部１１０の、ＤＩに対応する場所に書き込み、ステップＳ６０７に移行する（ステップＳ６１１）。
また、前述のステップＳ６０７において、１画面分のＤＩ全ての読み出しが完了したと判定した場合（ステップＳ６０７：ＹＥＳ）、後述するステップＳ６１２に移行する。
輝度補正部１０３は、ステップＳ６０７〜ステップＳ６１１を、１画面分のＤＩすなわちＹデータの個数回繰り返す。

制御部１０１は、垂直帰線期間の終了タイミングを検出する（ステップＳ６１２）。
制御部１０１が、垂直帰線期間の終了タイミングの検出に成功した場合、ステップＳ６００に移行する。
また、制御部１０１は、ステップＳ６１２において、垂直帰線期間の終了タイミングを検出した場合に、映像信号処理部１１３に対し信号処理開始指示を送信する（ステップＳ６２１）。

映像信号処理部１１３は、制御部１０１から信号処理開始を受け付けると、出力バッファ部１１０に記憶されている１画面分のＹ’データを読み出して、読み出したＹ’データから輝度信号Ｙ’を生成し、出力バッファ部１１１に記憶されている１画面分のＰｂデータを読み出して、読み出したＰｂデータから色差信号Ｐｂ’を生成し、出力バッファ部１１２に記憶されている１画面分のＰｒデータを読み出して、読み出したＰｒデータから色差信号Ｐｂ’を生成して、輝度信号Ｙ’と、色差信号Ｐｂ’と、色差信号Ｐｒ’とを映出部１１６に対し出力する。

映出部１１６は、映像信号処理部１１３から受信する輝度信号Ｙ’、色差信号Ｐｂ’、Ｐｒ’に基づき、画像を生成して内蔵する液晶パネルに展開し、スクリーン２０に投影し、ステップＳ６０１に移行する（ステップＳ６２２）。
＜まとめ＞
以上、説明したように、本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置は、表示対象となっている画像について、どのような輝度値の画素が多く含まれているかを検出して補正係数Ｃｉを算出し、補正係数Ｃｉを用いて、輝度値を補正しているので、表示すべき画像の輝度に応じた適切な補正結果を得ることができる。

本発明によれば、従来技術による補正で生じていたような、外光レベルに対応する補正テーブルに基づき、高輝度な画素が多いにも関わらず、低輝度な画素の輝度値にオフセットを加えて、画像全体のコントラストを却って低下させるようなことにはならず、画像に高輝度な画素が多く含まれる場合には、高輝度な画素におけるコントラストを得ることが可能な補正係数Ｃｉを算出し、算出されたＣｉを用いて、高輝度な画素のコントラストを向上する補正が実現できる。

また、従来技術のように、外光の周辺照度を直接輝度値に対するオフセットとして反映するのではなく、周辺照度の変化量に応じてオフセットである補正値Ｑを決定して輝度値に加算するので、オフセットが急激な変化を繰り返すことによる、フリッカー現象の発生を低減することができる。
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係るプロジェクタ装置は第１実施形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様であるが、画像中の画素のうち、肌色の画素を検出して階調を滑らかに補正する点が相違する。
一般的に、肌色の画素は、色調の微妙な違いが認識され易いため、度数分布の少ない輝度範囲に肌色の画素が含まれると、逆に階調をつぶしてしまう可能性もある。本実施形態では、肌色部分については急激に階調補正をするのではなく、補正量を滑らかに変化させて、画像中の肌色部分の色調を損なうことなく階調を補正している。

以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ装置は、図１０に示すように、制御部１０１と、輝度補正部５０１と、ＡＤ変換処理部１０４〜１０６と、入力バッファ部１０７、入力バッファ部５０２〜５０３と、出力バッファ部１１０〜１１２と、映像信号処理部１１３と、映出部１１６とを含んで構成される。

第２実施形態において、第１実施形態と同符号を付した構成要素については、同機能を有するものとする。
入力バッファ部５０２は、出力バッファ部１１１に加えて、輝度補正部５０３からも読み出される点で、入力バッファ部１０８と相違し、入力バッファ部５０３は、出力バッファ部１１２に加えて、輝度補正部５０３からも読み出される点で、入力バッファ部１０９と相違する。

輝度補正部５０１は、図１１に示すように、輝度分布検出回路３０１、係数算出回路３０２、輝度レベル調整回路５１１、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５、オフセットレベル調整回路３０６及び肌色検出回路５１２とを含んで構成される。
肌色検出回路５１２は、入力バッファ部１０７から各画素に対応するＹデータを読み出し、入力バッファ部５０２から、前記Ｙデータに対応する画素のＰｂデータを読み出し、入力バッファ部５０３から、前記Ｙデータに対応する画素のＰｒデータを読み出し、Ｙデータと、Ｐｂデータと、Ｐｒデータとを用いて、３原色である赤、緑、青のそれぞれの色度を表すＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータを生成する。

Ｒ、Ｇ，Ｂは、以下の関係を満たす。
Ｐｂ＝ Ｂ − Ｙ ＝ ０．３０Ｒ − ０．３９Ｇ − ０．８９Ｂ
Ｐｒ＝ Ｒ − Ｙ ＝ ０．７０Ｒ − ０．５９Ｇ − ０．１１Ｂ
前記画素の赤成分Ｒデータ、緑成分Ｇデータ、青成分Ｂデータとを用いて、前記画素に、白成分が多く含まれるか否かを判定する。

Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータの各値が同程度であれば、画素は白色に近くなるので、肌色検出回路５１２は、前記画素の白成分が多く含まれるか否かの判定として、Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータの各値が同程度、一例として、Ｒ、Ｇ、Ｂデータの各値の差分が、閾値（一例として２０）以内であるか否かを判定する。
前記画素の白成分が多く含まれると判断した場合に、肌色検出回路５１２は、輝度レベル調整回路５１１に対し、補正係数調整通知を送信する。

補正係数調整通知を受信した場合、輝度レベル調整回路５１１は、Ｃ１〜Ｃ４の値に調整係数を乗じて使用する。
一例として、輝度レベル調整回路５１１は、調整係数として０．５を使用するものとする。
図１２は、輝度補正部５０１が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉ”を用いた補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図であり、輝度補正部５０１は、白成分が閾値以上であると判定された画素については、肌色補正を考慮していないグラフ７０１の傾きである補正係数Ｃ１〜Ｃ４の代わりに、グラフ７０２の傾きである、Ｃ１〜Ｃ４に調整係数０．５を乗じたＣ１”〜Ｃ４”を使用して、入力輝度データを、出力輝度データに変換する。
＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係るプロジェクタ装置は第１実施形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様であるが、画像の平均輝度を算出し、補正係数Ｃｉ（ｉ＝１〜４）を調整し、過補正を防ぐ点において相違している。
例えば、夜空を映した画像など、暗い輝度成分が多い画像について、極端な過補正をしてしまうと、夜空が明るく浮いた映像になってしまう場合があり、逆に、昼の風景を映した画像など明るい輝度成分が多い画像について、過補正をすると、風景が暗くなってしまう場合があるので、本実施形態では、このような極端な過補正を防いでいる。

以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態のプロジェクタ装置は、第１実施形態の輝度補正部１０３を、輝度補正部５３０に置き換えたものであり、輝度補正部５３０は、図１３に示すように、輝度分布検出回路３０１、係数算出回路３０２、輝度レベル調整回路５３１、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５、オフセットレベル調整回路３０６及び平均輝度算出回路５３２とを含んで構成される。

平均輝度算出回路５３２は、第１実施形態において説明した、輝度分布検出回路３０１による輝度分布の検出と並行して、入力バッファ部１０７に記憶されている、１画像中に含まれる全画素に係るＹデータが示す輝度の平均輝度を算出し、前記平均輝度を輝度レベル調整回路５３１に通知する。
輝度レベル調整回路５３１は、前記平均輝度を受信し、前記平均輝度が所定の上限値以上である場合には、所定の上限調整係数（一例として０．３）を、補正係数Ｃｉに乗算して使用する。

同様に、輝度レベル調整回路５３１は、前記平均輝度が所定の下限値以下である場合には、所定の下限調整係数（一例として０．２）を、補正係数Ｃｉに乗算して使用する。
ここで、前記下限調整係数と前記上限調整係数とを区別せず、同じ係数を、補正係数Ｃｉに乗算して使用することとしてもよい。
図１４は、輝度補正部５３０が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉ”を用いた補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図であり、輝度補正部５３０は、平均輝度が所定の下限値以下であると判定した場合、画像全体の画素に係る輝度値を補正する場合において、平均輝度に関して考慮していないグラフ７１１の傾きで示される補正係数Ｃ１〜Ｃ４の代わりに、グラフ７１２の傾きで示されるように、Ｃ１〜Ｃ４に調整係数０．２を乗じたＣ１”〜Ｃ４”を使用して、入力輝度データを、出力輝度データに変換する。
＜４．第４実施形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。

本実施形態に係るプロジェクタ装置は第１実施形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様であるが、階調を補正した後、更に画像の黒レベルを補正する点において相違する。
本実施形態のプロジェクタ装置は、第１実施形態の輝度補正部１０３を、輝度補正部５５０に置き換えたものであり、輝度補正部５５０は、図１５に示すように、輝度分布検出回路３０１、係数算出回路３０２、輝度レベル調整回路５５１、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５、オフセットレベル調整回路３０６及び黒レベル補正回路５５２とを含んで構成される。

黒レベル補正回路５５２は低輝度部分の輝度を低下させる。
図１６は、輝度補正部５５０が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉ”を用いた補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図であり、出力輝度データが所定の下限値（例えば６４）以下である場合、画像全体の画素に係る輝度値を補正する場合において、前記所定の下限値以下のグラフ７２１の傾きで示される補正係数Ｃ１’を、グラフ７２２のように、入力輝度データが０である場合に、出力輝度データが０になるような補正係数Ｃ１”に変換する。

よって、第１実施形態では外光が強い等に起因して補正値Ｑが大きい場合には、補正後に最も輝度が低い部分の輝度が高くなり画面が浮いた印象になる場合が考えられたが、本実施形態では、黒レベル補正回路５５２が、低輝度部分の輝度を下げるので、黒さをくっきりとさせ、映像を引き締めることができる。
黒レベル補正回路５５２は入力輝度データに対応する出力輝度データを滑らかに調整することによって、低輝度部分の出力輝度を低下させる。
＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。

本実施形態に係るプロジェクタ装置は、第１実施形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様であるが、映像輝度信号の有効映像期間中の輝度の最小値と最大値とを検出して輝度分布を補正する点において相違している。
本実施形態のプロジェクタ装置は、第１実施形態の輝度補正部１０３を、輝度補正部５７０に置き換えたものであり、輝度補正部５７０は、図１７に示すように、輝度レベル調整回路５７１、輝度分布検出回路５７２、最大値検出回路５７３、最小値検出回路５７４、係数算出回路３０２、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５及びオフセットレベル調整回路３０６とを含んで構成される。

最大値検出回路５７３は、入力バッファ部１０７に記憶されているＹデータの最大値を検出し、前記最大値を輝度分布検出回路５７２に送信する。
最小値検出回路５７４は、Ｙデータの最小値を検出し、前記最小値を輝度分布検出回路５７２に送信する。
輝度分布検出回路５７２は、受信した前記最小値から最大値までの範囲内に分布している輝度の度数を０から２５５までの範囲に比例配分して輝度分布とする。

図１８は、輝度補正部５７０が、仮に、入力輝度データＤＩに対して補正係数Ｃｉ”を用いた補正を行うこととした場合のＤＩとＤＯの関係を示す図であり、輝度補正部５７０は、グラフ７３１の傾きで示される補正係数Ｃｉの代わりに、Ｃｉを映像輝度信号の有効映像期間中の輝度の最小値から最大値までの範囲内の入力輝度を０〜２５５の範囲内の輝度になるように変換した補正係数Ｃｉ”を使用して、入力輝度データを、出力輝度データに補正する。

このようにすれば、画像のコントラストを更に強調して、視認性を向上させることができる。
＜６．第６実施形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係るプロジェクタ装置は、第１実施形態に係るプロジェクタ装置と概ね同様であるが、映像色信号を映像輝度信号の入出力の変化量により補正する点において相違している。

以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態のプロジェクタ装置は、図１９に示すように、第１実施形態の輝度補正部１０３を輝度補正部５９０に置き換え、入力バッファ部１０８を入力バッファ部５０２に置き換え、入力バッファ部１０９を入力バッファ部５０３に置き換え、出力バッファ部１１１を出力バッファ部５９１に置き換え、出力バッファ部１１２を出力バッファ部５９２に置き換えたものである。

入力バッファ部５０２は、輝度補正部５９０と接続される点が、入力バッファ部１０８と相違し、入力バッファ部５０３は、輝度補正部５９０と接続される点が、入力バッファ部１０８と相違する。
出力バッファ部５９１は、輝度補正部５９０と接続される点が、出力バッファ部１１１と相違し、出力バッファ部５９２は、輝度補正部５９０と接続される点が、出力バッファ部１１２と相違する。

輝度補正部５９０は、図２０に示すように、輝度分布検出回路３０１、係数算出回路３０２、輝度レベル調整回路５９５、外光検出器３０４、補正値決定回路３０５、オフセットレベル調整回路３０６及び色調整回路５９６とを含んで構成される。
色調整回路５９６は、補正前の輝度データＤＩと、補正後の輝度データＤＯとを取得し、輝度データＤＩと同じ画素に係るＰｂデータを入力バッファ部５０２から読み出して、Ｐｂデータに、ＤＯ／ＤＩを乗算して、出力バッファ部５９１に蓄積する。同様に、輝度データＤＩと同じ画素に係る前記Ｐｒデータを入力バッファ部５０３から読み出して、前記Ｐｒデータに、ＤＯ／ＤＩを乗算して、出力バッファ部５９２に蓄積する。

上述のように、輝度データを補正すると共に、輝度データに係る画素の色差データについても、補正するので、輝度データのみを補正により増加させることによって、輝度データに係る画素の色が薄くなるのを防ぐので、コントラスト、色づきの良い視認性に優れた画像を表示することができる。
＜変形例＞
上記に説明した実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものではなく、その旨を逸脱しない範囲において主な態様で実施し得るものである。以下のような場合も本発明に含まれる。

（１） 上記実施の形態においては、専らプロジェクタ装置を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、プロジェクタ装置以外の画像出力装置に本発明を適用しても良い。特に、外光等の影響を受けて画面が見難くなるような画像出力装置に適用すると好適である。
（２） 上記実施の形態においては、専ら外光センサをプロジェクタ装置本体に一体として取り付ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、外光センサをプロジェクタ装置本体と一体としなくても本発明の効果を得ることができる。例えば、スクリーンに入射する外光の強さを測るべく、スクリーン前面に外光センサを取り付けても良い。プロジェクタ装置が使用される環境に応じた適当な位置で明るさを測ることができるように、外光センサをプロジェクタ装置から取り外して使用できるようにしても良い。

（３） 上記実施の形態においては、専ら２５６階調の輝度を４段階に分けて補正係数を決定する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、４以外の複数段階に分けて補正係数を決定しても良い。また、１０ｂｉｔ：１０２４階調など８ｂｉｔ：２５６階調以外の階調数を用いても本発明の効果に変わりは無い。
（４） 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、本発明に係る画像処理装置は、外光の強さを指標する信号を受け付けて、上述のような階調補正を実行するプログラムであっても良いし、専用のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）であるとしても良い。

（５） 上記実施の形態においては、すべての補正係数Ｃｉ（ｉ＝１〜４）を調整して補正係数Ｃｉ´を求める場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、低輝度部分についてのみ補正係数Ｃｉを調整しても良い。この場合において、調整する係数は最も低輝度である部分の補正係数Ｃ１のみとしても良いし、Ｃ１とＣ２、或いはＣ１からＣ３を調整しても良い。

（６） 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、第１の実施の形態の補正係数Ｑの値は２５６階調の場合には高々８０ぐらいまでとしても良い。また、５１２階調の場合には高々１６０ぐらいまでとしても良い。このようにすれば、出力輝度の範囲が狭まることに起因するコントラストの低下等の問題を最小限に留めることができる。
（７） 上記実施の形態において画像の平均輝度レベルを求めるに際し画像の全画素をサンプリングしているが、２画素おきや４画素おきなど間引きサンプリングしてもよい。このようにすれば回路規模を小さくすることができる。

（８）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送するものとしてもよい。また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

（９）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明の画像出力装置は、特に外光の影響下において映像を表示する際に使用されるものであり、電気機器を取り扱う製造業者等によって、製造、販売等が成される。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の外観図である。 本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。 入力画像に対する、出力画像の表示タイミングを模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。 １画面分の輝度信号の有効映像期間における輝度分布を例示するグラフである。 輝度補正部によって調整される輝度データについての、調整前と調整後のデータの関係を模式的に示す図である。 外光の変化量と、出力する補正値との関係を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置による補正処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る輝度補正部により算出される補正係数を説明する図である。 第３実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る輝度補正部により算出される補正係数を説明する図である。 第４実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る輝度補正部により算出される補正係数を説明する図である。 第５実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る輝度補正部により算出される補正係数を説明する図である。 第６実施形態に係るプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。 第６実施形態に係る輝度補正部の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ プロジェクタ装置
１０ パーソナルコンピュータ
２０ スクリーン
２３ ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ入力端子
２８ 外光センサ
１０１ 制御部
１０３ 輝度補正部
１０４〜１０６ ＡＤ変換処理部
１０７〜１０９ 入力バッファ部
１１０〜１１２ 出力バッファ部
１１３ 映像信号処理部
１１６ 映出部
３０１ 輝度分布検出回路
３０２ 係数算出回路
３０３ 輝度レベル調整回路
３０４ 外光検出器
３０５ 補正値決定回路
３０６ オフセットレベル調整回路
３０７ 加算器

Claims (11)

1. 外光の強度に応じて原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置であって、
   各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶している記憶手段と、
   前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数手段と、
   外光強度を測定する測光手段と、
   外光強度を輝度に係るオフセット値に変換する外光変換手段と、
   前記原画像内の全画素数を輝度区間の数で除算することにより区間画素数を算出し、各輝度区間について、輝度値が含まれる画素数を前記区間画素数で除算し、前記除算結果を、（（前記全輝度域の上限値−前記オフセット値）／前記全輝度域の上限値）倍して、変換係数として出力する変換係数算出手段と、
   輝度区間の上限値と下限値の差分値に対し、当該輝度区間に係る変換係数を乗算することにより加算値を算出する区間加算値算出手段と、
   前記各画素の輝度値について、
   当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、
   輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について前記区間加算値算出手段により算出された全加算値と、
   前記オフセット値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換手段と
   を備えることを特徴とする画像出力装置。
2. 前記測光手段は、外光強度を複数回測定し、
   前記外光変換手段は、
   外光強度の変化量を算出し、直近に測定された外光強度を、前記変化量に基づき補正する外光強度補正部と、
   外光強度の下限値から上限値までの範囲を前記全輝度域に比例配分する比例変換に従い、補正された前記外光強度を前記オフセット値に変換する外光変換部と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
3. 前記外光強度補正部は、
   前回測定した外光強度と、直近に測定した外光強度との差分を算出する差分算出部と、
   前記差分が所定の下限値未満である場合に、前回測定した前記外光強度を出力し、前記差分が所定の上限値より大きい場合に、前記直近に測定した前記外光強度を出力し、前記差分が所定下限値以上、所定上限値以下である場合に、前回測定した前記外光強度に所定係数を乗算して出力する調整部と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像出力装置。
4. 前記画像出力装置は、さらに、
   原画像に係る補正輝度値のうち最小である最小補正輝度値が、所定閾値より大きい場合に、前記全輝度域の下限値を含む輝度区間である最小輝度区間における、最小輝度区間の下限値に係る補正輝度値から最小輝度区間の上限値に係る補正輝度値までの範囲を、最小輝度区間の下限値から最小輝度区間の上限値に係る補正輝度値までの範囲に比例配分する補正をする黒色補正手段
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像出力装置。
5. 前記変換手段は、前記調整値を、当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値に、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値と当該輝度値との差分に比例する調整係数を乗じて算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
6. 前記画像出力装置は、さらに、
   各画素の色相が肌色か否かを判定する肌色判定手段
   を備え、
   前記変換手段は、肌色と判定された画素については、各輝度区間に係る前記区間加算値算出手段により算出された加算値を所定数倍する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
7. 前記画像出力装置は、さらに、
   前記原画像の平均輝度値を算出する平均輝度算出手段
   を備え、
   前記変換手段は、前記平均輝度値が所定値以下である場合に、前記区間加算値算出手段により算出された加算値を所定数倍する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
8. 前記画像出力装置は、さらに、
   前記原画像に含まれる画素の輝度値の最大値及び最小値を検出する最大最小値検出手段
   を備え、
   前記変換手段は、各輝度区間における前記区間加算値算出手段により算出された加算値を、（（前記全輝度域の上限値−前記全輝度域の下限値）／（原画像に含まれる画素の輝度値の最大値−原画像に含まれる画素の輝度値の最小値））倍する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
9. 前記画像出力装置は、さらに、
   各画素の色差値に対し、（前記変換手段による補正後の輝度値／前記変換手段による補正前の輝度値）を乗じることにより色差値を補正する色調整手段
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
10. 各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶し、外光の強度に応じて前記原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置に用いられる画像出力方法であって、
    前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数ステップと、
    外光強度を測定する測光ステップと、
    外光強度を輝度に係るオフセット値に変換する外光変換ステップと、
    前記原画像内の全画素数を輝度区間の数で除算することにより区間画素数を算出し、各輝度区間について、輝度値が含まれる画素数を前記区間画素数で除算し、前記除算結果を、（（前記全輝度域の上限値−前記オフセット値）／前記全輝度域の上限値）倍して、変換係数として出力する変換係数算出ステップと、
    輝度区間の上限値と下限値の差分値に対し、当該輝度区間に係る変換係数を乗算することにより加算値を算出する区間加算値算出ステップと、
    前記各画素の輝度値について、
    当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、
    輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について前記区間加算値算出手段により算出された全加算値と、
    前記オフセット値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換ステップと
    を含むことを特徴とする画像出力方法。
11. 各画素が所定の仕様で輝度表現された原画像を記憶し、外光の強度に応じて前記原画像の輝度を補正して出力する画像出力装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
    前記仕様に基づいた全輝度域を均等分割した輝度区間の各々について、前記原画像の各画素の輝度値が含まれる画素数を計数する計数ステップと、
    外光強度を測定する測光ステップと、
    外光強度を輝度に係るオフセット値に変換する外光変換ステップと、
    前記原画像内の全画素数を輝度区間の数で除算することにより区間画素数を算出し、各輝度区間について、輝度値が含まれる画素数を前記区間画素数で除算し、前記除算結果を、（（前記全輝度域の上限値−前記オフセット値）／前記全輝度域の上限値）倍して、変換係数として出力する変換係数算出ステップと、
    輝度区間の上限値と下限値の差分値に対し、当該輝度区間に係る変換係数を乗算することにより加算値を算出する区間加算値算出ステップと、
    前記各画素の輝度値について、
    当該輝度値が含まれる輝度区間について計数された前記加算値を輝度区間における当該輝度値の位置に基づき調整した調整値と、
    輝度区間の上限値が、当該輝度値が含まれる輝度区間の下限値よりも小さい輝度区間の各々について前記区間加算値算出手段により算出された全加算値と、
    前記オフセット値とを加算した補正輝度値で、当該輝度値を置き換える変換ステップと
    を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。

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