JP6341672B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラムに関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置では、表示装置が有する部材に起因した表示ムラ（画面上の輝度や色のムラ）が発生する。例えば、液晶ディスプレイでは、液晶層やカラーフィルタの厚みのムラ、バックライトから発せられる光のムラに起因した表示ムラが発生する。また、プラズマディスプレイでは、プラズマ素子間の発光特性のばらつきに起因した表示ムラが発生する。

また、液晶ディスプレイでは、部材に起因した表示ムラ以外に、内部構造に起因した表示ムラが発生する。液晶ディスプレイでは、バックライトからの光が液晶素子を透過することで画面に画像が表示される。ここで、バックライトからの光のうち画面の縁部分の液晶素子を透過する光は、画面の縁に沿って設けられた内壁での反射や拡散により、弱まる。その結果、画面の中央部分に比べて画面の縁部分の輝度が低い輝度ムラが発生する。

バックライトの光源として複数の光源を用い、画面の縁に近い位置に設けられた光源の発光輝度を高めることで、上述した輝度ムラを低減することができる。しかしながら、光源の発光輝度のみを制御して輝度ムラを十分に低減するのは困難であり、光源の発光輝度のみを制御したのでは輝度ムラを十分に低減することはできない。例えば、液晶素子には複数の光源からの光の合成光が入射するため、輝度ムラを低減するためには全ての光源からの光を考慮する必要がある。そのため、光源の発光輝度のみを制御して輝度ムラを十分に低減するのは困難であり、光源の発光輝度のみを制御したのでは輝度ムラを十分に低減することはできない。そして、輝度ムラを十分に低減するためには、表示対象の画像データを補正する必要がある。

輝度ムラを低減するための画像処理は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、画面の領域を構成する複数の分割領域のそれぞれについて、階調値が一様な画像データを表示したときの表示輝度が予め測定される。また、分割領域毎に、輝度ムラを低減するための補正率が予め用意される。そして、分割領域毎に、その分割領域に表示すべき画像データの階調値が当該分割領域の補正率で補正される。

特許文献１に開示されているように、従来の技術では、表示輝度（画面上の輝度）が低い領域に合わせて表示輝度が高い領域の階調値を低減することにより、輝度ムラが低減される。そのため、階調値が低減された領域では、画像データのダイナミックレンジが低下してしまう。このようなダイナミックレンジの低下は好ましくない。

特開２００７−１１４４２７号公報

本発明は、画像処理により輝度ムラを低減することができ、且つ、画像処理によるダイナミックレンジの低下を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理装置であって、
入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定手段と、
前記入力画像データが閾値以上の階調値を有しない場合に、前記代表階調値に基づく増加率で前記入力画像データの各画素の階調値を高めることにより、前記入力画像データを補正する第１補正手段と、
前記第１補正手段による補正後の画像データ、または、前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、
前記入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合に、前記代表階調値に基づく増加率で、前記画像処理手段により前記入力画像データに前記画像処理が施された画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する第２補正手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置である。

本発明の第２の態様は、
表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理装置であって、
入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定手段と、
前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、
前記代表階調値に基づく増加率で前記画像処理後の画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する補正手段と、
を有し、
前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
ことを特徴とする画像処理装置である。

本発明の第３の態様は、
表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理方法であって、
入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定ステップと、
前記入力画像データが閾値以上の階調値を有しない場合に、前記代表階調値に基づく増加率で前記入力画像データの各画素の階調値を高めることにより、前記入力画像データを補正する第１補正ステップと、
前記第１補正ステップによる補正後の画像データ、または、前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、
前記入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合に、前記代表階調値に基づく増加率で、前記画像処理ステップで前記入力画像データに前記画像処理が施された画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する第２補正ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法である。

本発明の第４の態様は、
表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理方法であって、
入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定ステップと、
前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、
前記代表階調値に基づく増加率で前記画像処理後の画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する補正ステップと、
を有し、
前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
することを特徴とする画像処理方法である。

本発明の第５の態様は、上述した画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。

本発明によれば、画像処理により輝度ムラを低減することができ、且つ、画像処理によるダイナミックレンジの低下を抑制することができる。

実施例１に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例１に係る輝度ムラの一例を示す図 実施例１に係るムラ低減処理前の画像データの一例を示す図 実施例１に係る処理情報の一例を示す図 実施例１に係る表示装置の動作の一例を示すフローチャート 実施例２に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例２に係る表示装置の動作の一例を示すフローチャート 実施例２に係る入力画像データの一例を示す図 実施例１，２に係る入力画像データのヒストグラムの一例を示す図

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。本実施例に係る画像処理装置は、表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な装置である。
なお、本実施例では、画像処理のみによって輝度ムラが低減される例を説明するが、これに限らない。例えば、表示装置が液晶表示装置（液晶ディスプレイ）である場合には、画像処理と、バックライトの発光輝度を制御する処理と、により、輝度ムラが低減されてもよい。
なお、本実施例では、表示装置が画像処理装置を有する例を説明するが、画像処理装置は表示装置とは別体の装置であってもよい。
なお、本実施例では、表示ムラを低減する処理として輝度ムラを低減する処理が行われる例を説明するが、輝度ムラと色ムラの両方を低減する処理が行われてもよい。

図１は、本実施例に係る表示装置１０の機能構成の一例を示すブロック図である。
記憶部１００には、輝度ムラを低減する画像処理（ムラ低減処理）で使用する処理パラメータの値を示す処理情報が予め記録されている。記憶部１００としては、半導体メモリ、光ディスク、磁気ディスク、などを用いることができる。
代表決定部１０１は、入力画像データ（表示装置１０に入力された画像データ）に基づいて、入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する。
補正部１０２は、代表決定部１０１で決定された代表階調値に基づく増加率で入力画像データの各画素の階調値を高めることにより、入力画像データを補正する。本実施例では、代表階調値と処理情報を用いて増加率が決定される。
画像処理部１０３は、補正部１０２による補正後の画像データにムラ低減処理を施す。本実施例では、処理情報を用いてムラ低減処理が行われる。
表示部１０４は、画像処理部１０３によるムラ低減処理後の画像データを表示する。表示部１０４としては、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、などを用いることができる。

本実施例では、画像処理部１０３においてムラ低減処理が行われる。それにより、輝度ムラを低減することができる。そして、本実施例では、入力画像データの階調値が高められる。それにより、ムラ低減処理後（画像処理後）の階調値として、入力画像データの階調値を高めない場合よりも高い値を得ることができる。その結果、ムラ低減処理によるダイナミックレンジの低下を抑制することができる。さらに、本実施例では、代表決定部１０１で決定された代表階調値に基づく増加率で入力画像データの階調値が高められる。それにより、ムラ低減処理後の階調値として好ましい値を得ることができ、ダイナミックレンジの低下を高精度に抑制することができる。

なお、本実施例に係る画像処理装置が表示装置とは別体の装置である場合には、表示部１０４は表示装置に設けられる。
なお、記憶部１００は、画像処理装置から取り外し不可能な記憶媒体であってもよいし、画像処理装置から取り外し可能な記憶媒体であってもよい。

図２は、本実施例に係る輝度ムラの一例を示す図である。図２は、階調値が一様な画像データを表示した場合の表示画像（画面に表示された画像）の一例を示す。
本実施例では、図２に示すように、画面の縁から中央に向かうにつれて輝度が上昇する輝度ムラ１０５が発生するものとする。即ち、本実施例では、画面の中央から縁に向かうにつれて輝度が低下する輝度ムラ１０５が発生するものとする。
なお、輝度ムラは図２に示す輝度ムラ１０５に限らない。どのような輝度ムラが発生してもよく、輝度ムラの状態は特に限定されない。

本実施例では、表示輝度が低い領域に合わせて表示輝度が高い領域の階調値を低減するムラ低減処理が行われるものとする。
図３にムラ低減処理前（画像処理前）の画像データの一例を示す。図３の画像データ１０６において、画面中央の領域Ａの階調値が１９２であり、それ以外の領域Ｂの階調値が０である。図３に示す画像データに対して上述したムラ低減処理が行われると、画面中央で階調値の低下量及びダイナミックレンジの低下量が最大となる。
なお、ムラ低減処理の方法は上記方法に限らない。例えば、ムラ低減処理は、表示輝度が低い領域の階調値を高め、表示輝度が高い領域の階調値を低減する画像処理であってもよい。

本実施例では、処理情報として、ムラ低減処理前の階調値とムラ低減処理による階調値の低下度合いとの関係を示す情報が用意されている。
図４は、本実施例に係る処理情報の一例を示す図である。図４の処理情報１０７では、全ての画素位置、及び、ムラ低減処理前の画像データが取り得る全ての階調値について、低下度合いが示されている。図４の処理情報は、低下度合いとして、ムラ低減処理において階調値に加算される低下量を含む。本実施例では、階調値は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値である。そのため、本実施例では、図４に示すように、画素位置とＲ値（ムラ低減処理前のＲ値）の組み合わせ毎にＲ値の低下量を示し、画素位置とＧ値の組み合わせ毎にＧ値の低下量を示し、画素位置とＢ値の組み合わせ毎にＢ値の低下量を示す処理情報が用意される。
図４において、画素位置（水平方向位置，垂直方向位置）＝（１，１）は、画面の左上隅の画素位置であり、画素位置（ｍ÷２，ｎ÷２）は、画面中央の画素位置であり、画素位置（ｍ，ｎ）は、画面の右下隅の画素位置である。ｍとｎは３以上の整数である。画面のサイズ（解像度）がＦＨＤサイズである場合には、ｍ＝１９２０、ｎ＝１０８０となる。図４の処理情報は、ｍ×ｎ×ムラ低減処理前の画像データが取り得る階調値の数×階調値の種類の数の低下量を含む。

例えば、低下量は、階調値が均一な画像データが表示された状態で測定された表示輝度に基づいて予め算出される。具体的には、画素位置毎の表示輝度に基づいて、画素位置毎の低下量が算出される。そして、取り得る階調値の最小値から最大値まで階調値を変化させながら上記の処理を行うことにより、画素位置と階調値の組み合わせ毎の低下量が算出される。画像データの階調値が０以上２５５以下の整数を取り得る場合には、例えば、画素値（Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値）＝（０，０，０）の画像データ、画素値（２５５，０，０）の画像データ、画素値（０，２５５，０）の画像データ、画素値（０，０，２５５）の画像データ、画素値（１２８，１２８，１２８）の画像データ、画素値（２５５，２５５，２５５）の画像データ、などが表示される。

なお、階調値は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値に限らない。例えば、階調値は、Ｙ値（輝度値）であってもよい。
なお、処理情報として、図４に示されたテーブルが用意されていてもよいし、図４に示された関係を示す関数が用意されていてもよい。
なお、処理情報は、図４に示された情報に限らない。例えば、処理情報には、低下量の代わりに、ムラ低減処理において階調値に乗算される低下率が含まれていてもよい。また、処理情報には、低下度合いの代わりに、ムラ低減処理後の階調値が含まれていてもよい
。
なお、図４の処理情報では、全ての画素位置、及び、全ての階調値について、低下度合いが示されているが、処理情報はこれに限らない。処理情報では、一部の画素位置、及び、一部の階調値について、低下度合いが示されていてもよい。そして、ムラ低減処理において、処理情報で示されていない画素位置と階調値の組み合わせに対応する低下度合いが算出されてもよい。処理情報で示されていない画素位置と階調値の組み合わせに対応する低下度合いは、例えば、補間によって算出することができる。

代表決定部１０１は、代表階調値に対応する低下度合い（低下量）を処理情報から取得する。そして、代表決定部１０１は、取得した低下量を用いて、代表階調値がムラ低減処理前の階調値であった場合におけるムラ低減処理後の階調値を算出する。具体的には、取得した低下量を代表階調値に加算することにより、代表階調値がムラ低減処理前の階調値であった場合におけるムラ低減処理後の階調値が算出される。本実施例では、中央の画素位置（ｍ，ｎ）で低下量が最大となる。そして、代表決定部１０１では、代表階調値に対応する複数の低下量のうち画素位置（ｍ，ｎ）の低下量が取得される。そのため、代表決定部１０１では、代表階調値がムラ低減処理前の階調値であった場合におけるムラ低減処理後の階調値の最小値が算出される。
そして、代表決定部１０１は、上記算出した階調で代表階調値を除算した値を、増加率として算出する。

本実施例では、入力画像データの階調値の最大値が代表階調値として決定される。入力画像データが図３に示す画像データであった場合、代表階調値は１９２となり、代表階調値に対応する低下量（画素位置（ｍ，ｎ）の低下量）として−１８が取得される。そして、以下の式１を用いて増加率が算出される。代表階調値が１９２、低下量が−１８であった場合には、増加率として１．１が算出される。

増加率＝代表階調値÷（代表階調値＋低下量） ・・・（式１）

なお、代表階調値は、入力画像データの階調値の最大値に限らない。例えば、代表階調値は、入力画像データの階調値の最小値、最頻値、中間値、平均値、等であってもよい。
なお、増加率の算出方法は上記方法に限らない。例えば、低下量が最大となる画素位置以外の画素位置の低下量を用いて増加率が算出されてもよい。また、処理情報によってムラ低減処理後の階調値が示されている場合には、低下量ではなく、ムラ低減処理後の階調値（代表階調値＋低下量）が処理情報から取得されて使用されてもよい。
但し、入力画像データの階調値の最大値を代表階調値として用い、低下量が最大となる画素位置での階調値の低下を考慮すれば、ダイナミックレンジが最も低下する場合を想定した増加率を決定することができる。そして、そのような増加率を使用することにより、ダイナミックレンジの低下をより高精度に抑制することができる。
なお、代表階調値を決定する処理、代表階調値がムラ低減処理前の階調値であった場合におけるムラ低減処理後の階調値を算出する処理、及び、増加率を算出する処理は、互いに異なる機能部によって行われてもよい。

補正部１０２は、以下の式２に示すように、代表決定部１０１で算出された増加率を入力画像データの各画素の階調値に乗算する。式２において、ＬＫは、増加率が乗算された後の階調値である。そして、補正部１０２は、増加率が乗算された後の画像データを画像処理部１０３へ出力する。

ＬＫ＝入力画像データの階調値×増加率 ・・・（式２）

画像処理部１０３は、記憶部１００が記憶する処理情報を用いて、補正部１０２から出力された画像データにムラ低減処理を施す。そして、画像処理部１０３は、輝度ムラ低減処理後の画像データを表示部１０４へ出力する。本実施例では、補正部１０２から出力された画像データの階調値（増加率が乗算された後の階調値）に対応する低下量が、処理情報から取得される。そして、以下の式３に示すように、補正部１０２から出力された画像データの階調値ＬＫに、取得された低下量が加算される。画像処理部１０３では、このような処理が、補正部１０２から出力された画像データの各画素に対して行われる。式３において、ＨＫは、輝度ムラ低減処理後の階調値である。

ＨＫ＝ＬＫ＋低下量 ・・・（式３）

以下、本実施例に係る表示装置１０の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。以下では、図２に示す輝度ムラが発生し、入力画像データとして図３に示す画像データが入力され、図４に示す処理情報が予め用意されている場合の例を説明する。

まず、代表決定部１０１が、入力画像データの代表階調値を決定する（Ｓ１００）。具体的には、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のそれぞれについて、代表階調値が決定される。即ち、即ち、入力画像データのＲ値を代表するＲ代表階調値、Ｇ値を代表するＧ代表階調値、及び、Ｂ値を代表するＢ代表階調値が決定される。ここでは、簡単のために、Ｒ値にのみ着目する。入力画像データとして図３に示す画像データが入力された場合には、Ｒ代表階調値として１９２が取得される。

次に、代表決定部１０１が、Ｓ１００で決定された代表階調値に対応する低下量を記憶部１００から取得する（Ｓ１０１）。具体的には、Ｒ代表階調値に対応する低下量（Ｒ値の低下量）であるＲ低下量、Ｇ代表階調値に対応する低下量（Ｇ値の低下量）であるＧ低下量、及び、Ｂ代表階調値に対応する低下量（Ｂ値の低下量）であるＢ低下量が取得される。Ｒ代表階調値として１９２が取得された場合には、Ｒ低下量として−１８が取得される。

そして、代表決定部１０１が、Ｓ１００で決定された代表階調値とＳ１０１で取得された低下量とから、増加率を決定する（Ｓ１０２）。具体的には、Ｒ代表階調値とＲ低下量からＲ値の増加率であるＲ増加率が決定され、Ｇ代表階調値とＧ低下量からＧ値の増加率であるＧ増加率が決定され、Ｂ代表階調値とＢ低下量からＢ値の増加率であるＢ増加率が決定される。Ｒ代表階調値として１９２が取得され、Ｒ低下量として−１８が取得された場合には、Ｒ増加率として１．１（＝１９２÷（１９２−１８））が得られる。
代表決定部１０１は、決定した増加率を補正部１０２へ出力する。

次に、補正部１０２が、Ｓ１０２で決定された増加率で入力画像データの各画素の階調値を高める（Ｓ１０３）。具体的には、入力画像データの各画素のＲ値にＲ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＧ値にＧ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＢ値にＢ増加率が乗算される。図３に示す画像データにおいて、左上隅の画素のＲ値は０であり、中央の画素のＲ値は１９２である。そのため、Ｒ増加率として１．１が取得され、入力画像データとして図３に示す画像データが入力された場合には、以下の式４に示すように、左上隅の画素のＲ値はＲ値ＬＫ１に補正され、中央の画素のＲ値はＲ値ＬＫ２に補正される。

ＬＫ１＝左上隅のＲ値×Ｒ増加率＝０×１．１＝０
ＬＫ２＝中央のＲ値×Ｒ増加率＝１９２×１．１＝２１１
・・・（式４）

補正部１０２は、増加率が乗算された後の画像データを画像処理部１０３へ出力する。

そして、画像処理部１０３が、記憶部１００が記憶する処理情報を用いて、補正部１０２から出力された画像データにムラ低減処理を施す（Ｓ１０４）。具体的には、補正部１０２から出力された画像データの画素毎に、Ｒ値に対応するＲ補正量を取得し、Ｒ値にＲ補正量を加算する処理が行われる。補正部１０２から出力された画像データの画素毎に、Ｇ値に対応するＧ補正量を取得し、Ｇ値にＧ補正量を加算する処理が行われる。そして、補正部１０２から出力された画像データの画素毎に、Ｂ値に対応するＢ補正量を取得し、Ｂ値にＢ補正量を加算する処理が行われる。
画像処理部１０３は、輝度ムラ低減処理後の画像データを表示部１０４へ出力する。

例えば、左上隅の画素については、左上隅の画素位置とＲ値ＬＫ１＝０との組み合わせに対応するＲ低下量＝０が取得され、中央の画素については、中央の画素位置とＲ値ＬＫ２＝２１１との組み合わせに対応するＲ低下量＝−２０が取得される。そして、以下の式５に示すように、左上隅の画素のＲ値ＬＫ１＝０がＲ値ＨＫ１に補正され、中央の画素のＲ値ＬＫ２＝２１１がＲ値ＨＫ２に補正される。

ＨＫ１＝ＬＫ１＋Ｒ低下量＝０−０＝０
ＨＫ２＝ＬＫ２＋Ｒ低下量＝２１１−２０＝１９１
・・・（式５）

従来の方法では、入力画像データの階調値に対応する低下量が取得される。そして、入力画像データの階調値に低下量を加算した値が、ムラ低減処理後の階調値として出力される。そのため、中央の画素については、中央の画素位置と入力画像データのＲ値１９２との組み合わせに対応するＲ低下量−１８が取得される。そして、以下の式６に示すように、中央の画素のＲ値１９２がＲ値ＨＫ３に補正される。

ＨＫ３＝中央のＲ値−Ｒ低下量＝１９２−１８＝１７４ ・・・（式６）

このように、従来の方法では、ムラ低減処理後の階調値として入力画像データの階調値よりも低い階調値が得られてしまう。具体的には、画面の中央では階調値１９２が階調値１７４に低下してしまう。その結果、ダイナミックレンジが低下してしまう。本実施例では、式５に示すように、ムラ低減処理後の階調値として入力画像データの階調値と略等しい値を得ることができ、ダイナミックレンジの低下を抑制することができる。具体的には、画面の中央では、入力画像データの階調値１９２と略等しい階調値１９１が、ムラ低減処理後の階調値として得られる。

次に、表示部１０４が、画像処理部１０３から出力された画像データを表示する（Ｓ１０５）。

以上述べたように、本実施例によれば、ムラ低減処理を行うことにより輝度ムラを低減することができる。また、本実施例によれば、ムラ低減処理の前に、入力画像データの代表階調値に基づく増加率で入力画像データの各画素の階調値が高められる（レベル拡張処理）。それにより、ムラ低減処理による階調値の低下（入力画像データの階調値からの低下）を高精度に抑制することができ、ムラ低減処理によるダイナミックレンジの低下を高精度に抑制することができる。

なお、本実施例では、ムラ低減処理の前にレベル拡張処理が行われる例を説明したが、レベル拡張処理はムラ低減処理の後に行われてもよい。具体的には、入力画像データにムラ低減処理が施され、入力画像データの代表階調値に基づく増加率でムラ低減処理後の画像データの各画素の階調値が高められてもよい。そのような構成の場合には、レベル拡張処理後の画像データとして、ムラ低減処理による階調値の低下が高精度に抑制され、ムラ低減処理によるダイナミックレンジの低下が高精度に抑制された画像データを得ることができる。

＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。実施例１では、入力画像データの階調値が上限値（２５５）に近い場合に、増加率を乗算した後の階調値が上限値を超えてしまうことがある。そして、そのような場合には、階調値が上限値に制限されてしまい、ダイナミックレンジの低下を効果的に抑制できないことがある。本実施例では、入力画像データの階調値が上限値（２５５）に近い場合においてもダイナミックレンジの低下を効果的に抑制することのできる構成について説明する。

図６は、本実施例に係る表示装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。
なお、実施例１（図１）と同じ機能部には同じ符号を付し、その説明は省略する。

第１補正部２０１は、設定された第１増加率を入力画像データの各画素の階調値に乗算する。そして、第１補正部２０１は、第１増加率が乗算された後の画像データを画像処理部１０３へ出力する。
第２補正部２０２は、設定された第２増加率を画像処理部１０３から出力された画像データの各画素の階調値に乗算する。そして、第２補正部２０２は、第２増加率が乗算された後の画像データを表示部１０４へ出力する。

代表決定部２００は、実施例１と同様の処理により増加率を算出する。以後、実施例１と同様の処理により算出された増加率を“算出増加率”と記載する。
そして、代表決定部２００は、入力画像データが閾値以上の階調値を有するか否かを判断し、その判断結果に応じて第１補正部２０１と第２補正部２０２に増加率を設定する。本実施例では、実施例１と同様に入力画像データの階調値の最大値が代表階調値として取得される。そして、代表決定部２００では、入力画像データが閾値以上の階調値を有するか否かを判断する処理として、代表階調値が閾値以上であるか否かを判断する処理を行う。
なお、閾値は、メーカー等によって予め定められた固定値であってもよいし、ユーザによって変更可能な値であってもよい。

入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合（代表階調値が閾値以上である場合）には、入力画像データの階調値に上記算出された増加率を乗算した値が上限値を超えてしまう可能性が高い。そこで、そのような場合には、代表決定部２００は、第１補正部２０１に対して第１増加率Ａ＝１を設定し、第２補正部２０２に対して第２増加率Ｂ＝算出増加率を設定する。そのため、この場合には、第１補正部２０１から入力画像データが出力される。そして、画像処理部１０３において、入力画像データにムラ低減処理が施される。即ち、画像処理部１０３において、補正後の画像データとして入力画像データが用いられる。その後、第２補正部２０２において、ムラ低減処理後の画像データの階調値が高められる。
第２補正部２０２に対して算出増加率を設定することにより、階調値が上限値に制限されることを抑制することができ、入力画像データの階調値が上限値に近い場合においてもダイナミックレンジの低下を効果的に抑制することが可能となる。

一方、入力画像データが閾値以上の階調値を有していない場合（代表階調値が閾値未満である場合）には、入力画像データの階調値に上記算出された増加率を乗算した値が上限値を超えてしまう可能性は低い。そこで、そのような場合には、代表決定部２００は、第１補正部２０１に対して第１増加率Ａ＝算出増加率を設定し、第２補正部２０２に対して第２増加率Ｂ＝１を設定する。この場合には、第１補正部２０１において実施例１の補正部１０２と同じ処理が行われる。そして、画像処理部１０３においても実施例１と同じ処理が行われる。第２補正部２０２からは、ムラ低減処理後の画像データと同じ画像データが出力される。

なお、本実施例では、第１補正部２０１と第２補正部２０２の両方に増加率が設定される例を説明したが、第１補正部２０１と第２補正部２０２の一方に算出増加率が設定され、他方には増加率が設定されない構成であってもよい。そのような構成の場合には、増加率が設定されたかった補正部において、階調値に増加率を乗算する処理が省略されてもよい。そして、増加率が設定されたかった補正部からは、当該補正部に入力された画像データと同じ画像データが出力されてもよい。
また、画像データの伝送経路として、第１経路〜第４経路が設けられていてもよい。第１経路は、入力画像データを第１補正部２０１を介して画像処理部１０３に入力する経路であり、第２経路は、入力画像データを第１補正部２０１をバイパスして画像処理部１０３に入力する経路である。第３経路は、ムラ低減処理後の画像データを第２補正部２０２を介して表示部１０４に入力する経路であり、第４経路は、ムラ低減処理後の画像データを第２補正部２０２をバイパスして表示部１０４に入力する経路である。そして、代表階調値が閾値以上である場合に第２経路と第３経路が使用され、代表階調値が閾値未満である場合に第１経路と第４経路が使用されるように、使用する伝送経路が切り換えられてもよい。

以下、本実施例に係る表示装置２０の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。本実施例に係る表示装置２０では、実施例１と同様に、図５のＳ１０１とＳ１０２の処理が行われる。その後、図５のＳ１０３とＳ１０４の処理の代わりに、図７のＳ２００〜Ｓ２０５が行われる。そして、図５のＳ１０５の処理が行われる。
なお、図５のＳ１０１、Ｓ１０２、及び、Ｓ１０５の処理は実施例１と同じであるため、その説明は省略する。

以下では、入力画像データとして図８に示す画像データ２０３が入力され、図４に示す処理情報が予め用意されており、代表階調値の閾値として２２５が設定されている場合の例を説明する。図８の入力画像データ２０３において、画面中央の領域Ａの階調値が２５５であり、それ以外の領域Ｂの階調値が０である。そのため、代表階調値２５５に対応する低下量として−３０が取得され、算出増加率として１．１３（＝２５５÷（２５５−３０））が算出される。

Ｓ２００では、代表決定部２００が、代表階調値が閾値以上か否かを判断する。代表階調値が閾値以上である場合にはＳ２０１へ処理が進められ、代表階調値が閾値未満である場合にはＳ２０２へ処理が進められる。閾値として２２５が設定されており、図８に示す入力画像データが入力された場合には、代表階調値として閾値２２５より大きい値２５５が取得されるため、Ｓ２０１へ処理が進められる。閾値として２２５が設定されており、入力画像データとして図３に示す画像データが入力された場合には、代表階調値として閾値２２５より小さい値１９２が取得されるため、Ｓ２０２へ処理が進められる。

Ｓ２０１では、代表決定部２００が、第１補正部２０１に対して第１増加率Ａ＝１を設定し、第２補正部２０２に対して第２増加率Ｂ＝算出増加率を設定する。図８に示す入力画像データが入力された場合には、第２増加率Ｂ＝１．１３が設定される。

Ｓ２０２では、代表決定部２００が、第１補正部２０１に対して第１増加率Ａ＝算出増加率を設定し、第２補正部２０２に対して第２増加率Ｂ＝１を設定する。入力画像データとして図３に示す画像データが入力された場合には、実施例１で述べたとおり、算出増加率＝１．１が算出される。そのため、第１増加率Ａ＝１．１が設定される。

具体的には、Ｓ２００〜Ｓ２０２の処理は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のそれぞれについて実行される。
即ち、Ｓ２００において、Ｒ代表階調値が閾値以上か否か、Ｇ代表階調値が閾値以上か否か、及び、Ｂ代表階調値が閾値以上か否かが判断される。Ｒ代表階調値と比較される閾値、Ｇ代表階調値と比較される閾値、及び、Ｂ代表階調値と比較される閾値は、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。
そして、Ｒ代表階調値が閾値以上である場合には、Ｓ２０１において、第１補正部２０１に対して第１のＲ増加率Ａｒ＝１が設定され、第２補正部２０２に対して第２のＲ増加率Ｂｒ＝算出Ｒ増加率が設定される。Ｒ代表階調値が閾値未満である場合には、Ｓ２０２において、第１補正部２０１に対して第１のＲ増加率Ａｒ＝算出Ｒ増加率が設定され、第２補正部２０２に対して第２のＲ増加率Ｂｒ＝１が設定される。算出Ｒ増加率は、実施例１と同様の方法で算出されたＲ増加率である。
同様に、第１のＧ増加率、第２のＧ増加率、第１のＢ増加率、及び、第２のＢ増加率が設定される。

Ｓ２０１またはＳ２０２の次に、第１補正部２０１が、設定された第１増加率で入力画像データの各画素の階調値を高める（Ｓ２０３）。具体的には、入力画像データの各画素のＲ値に第１のＲ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＧ値に第１のＧ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＢ値に第１のＢ増加率が乗算される。図８に示す入力画像データにおいて、左上隅の画素のＲ値は０であり、中央の画素のＲ値は２５５である。そして、入力画像データとして図８に示す画像データが入力された場合には、第１のＲ増加率として１が設定される。そのため、入力画像データとして図８に示す画像データが入力された場合には、以下の式７に示すように、左上隅の画素のＲ値はＲ値ＬＫ１に補正され、中央の画素のＲ値はＲ値ＬＫ２に補正される。即ち、第１増加率が乗算された後の画像データとして入力画像データと同じ画像データが得られる。

ＬＫ１＝左上隅のＲ値×第１のＲ増加率＝０×１＝０
ＬＫ２＝中央のＲ値×第１のＲ増加率＝２５５×１＝２５５
・・・（式７）

第１補正部２０１は、第１増加率が乗算された後の画像データを画像処理部１０３へ出力する。

そして、画像処理部１０３が、記憶部１００が記憶する処理情報を用いて、第１補正部２０１から出力された画像データにムラ低減処理を施す（Ｓ２０４）。
画像処理部１０３は、輝度ムラ低減処理後の画像データを第２補正部２０２へ出力する。

ムラ低減処理の方法は実施例１と同じである。
例えば、左上隅の画素については、左上隅の画素位置とＲ値ＬＫ１＝０との組み合わせに対応するＲ低下量＝０が取得され、中央の画素については、中央の画素位置とＲ値ＬＫ２＝２５５との組み合わせに対応するＲ低下量＝−３０が取得される。そして、以下の式８に示すように、左上隅の画素のＲ値ＬＫ１＝０がＲ値ＨＫ１に補正され、中央の画素のＲ値ＬＫ２＝２５５がＲ値ＨＫ２に補正される。

ＨＫ１＝ＬＫ１＋Ｒ低下量＝０−０＝０
ＨＫ２＝ＬＫ２＋Ｒ低下量＝２５５−３０＝２２５
・・・（式８）

次に、第２補正部２０１が、設定された第２増加率で入力画像データの各画素の階調値を高める（Ｓ２０５）。具体的には、入力画像データの各画素のＲ値に第２のＲ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＧ値に第２のＧ増加率が乗算され、入力画像データの各画素のＢ値に第２のＢ増加率が乗算される。図８に示す入力画像データが入力された場合には、Ｒ代表階調値として２５５が取得され、算出Ｒ増加率として１．１３が算出される。そして、第２のＲ増加率として１．１３（算出Ｒ増加率）が設定される。そのため、入力画像データとして図８に示す画像データが入力された場合には、以下の式９に示すように、左上隅の画素のＲ値ＨＫ１はＲ値ＬＫ３に補正され、中央の画素のＲ値ＨＫ２はＲ値ＬＫ４に補正される。

ＬＫ３＝ＨＫ１×第２のＲ増加率＝０×１.１３＝０
ＬＫ４＝ＨＫ２×第２のＲ増加率＝２２５×１.１３＝２５４
・・・（式９）

第２補正部２０１は、第２増加率が乗算された後の画像データを表示部１０４へ出力する。

式９から、入力画像データの階調値が上限値に近いまたは等しい場合において、階調値が上限値に制限されることが抑制され、ダイナミックレンジの低下を効果的に抑制されることがわかる。

以上述べたように、本実施例によれば、入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合に、入力画像データに対してムラ低減処理が施される。そして、ムラ低減処理後の画像データの階調値が増加率で高められる。それにより、入力画像データの階調値が上限値に近いまたは等しい場合においても、ダイナミックレンジの低下を効果的に抑制することができる。

なお、実施例１，２において、画像処理装置が、入力画像データに基づいて、入力画像データの階調値がばらついているか否かを判断する判断部を有していてもよい。そして、入力画像データの階調値がばらついていないと判断された場合に、増加率（算出増加率）として１が使用されてもよい。入力画像データの階調値がばらついていることは、入力画像データが複雑な画像のデータであることを意味する。入力画像データの階調値がばらついていないことは、入力画像データが平坦な画像のデータであることを意味する。このような構成とすれば、入力画像データが平坦な画像のデータである場合に輝度ムラの低減を優先することができ、入力画像データが複雑な画像のデータである場合にダイナミックレンジや階調性の維持を優先することができる。

入力画像データの階調値がばらついているか否かは、例えば、入力画像データの階調値のヒストグラムを用いて判断することができる。具体的には、ヒストグラムのピーク数がピーク閾値以上である場合に入力画像データの階調値がばらついていると判断し、ヒストグラムのピーク数がピーク閾値未満である場合に入力画像データの階調値がばらついていないと判断することができる。
図９（Ａ）〜９（Ｃ）にヒストグラムの一例を示す。ここでは、ピーク閾値として２が使用されるものとする。
図９（Ａ）のヒストグラム３００と図９（Ｂ）のヒストグラム３０１にはそれぞれ２つのピークが存在する。そのため、ヒストグラム３００又はヒストグラム３０１が得られた場合には、入力画像データの階調値がばらついていると判断され、ダイナミックレンジや階調性を優先した処理が行われる。具体的には、実施例１，２で説明した方法で得られた算出増加率が使用される。
図９（Ｃ）のヒストグラム３０２にはピークは１つしか存在しない。そのため、ヒストグラム３０２が得られた場合には、入力画像データの階調値がばらついていないと判断され、輝度ムラの低減を優先した処理が行われる。具体的には、算出増加率として１が使用される。
なお、ピーク閾値は、メーカー等によって予め定められた固定値であってもよいし、ユーザによって変更可能な値であってもよい。

なお、入力画像データに基づいて、入力画像データの階調値のばらつき度合い（例えば、ヒストグラムのピーク数）が取得されてもよい。そして、ばらつき度合いが低いほど１に近い値に算出増加率が補正され、補正後の算出増加率が使用されてもよい。

＜その他の実施例＞
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施例の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ（又はＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイス）によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施例の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することができる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体（つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体）から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイスを含む）、上記方法、上記プログラム（プログラムコード、プログラムプロダクトを含む）、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。

１０１ 代表決定部
１０２ 補正部
１０３ 画像処理部

Claims (15)

1. 表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理装置であって、
   入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定手段と、
   前記入力画像データが閾値以上の階調値を有しない場合に、前記代表階調値に基づく増加率で前記入力画像データの各画素の階調値を高めることにより、前記入力画像データを補正する第１補正手段と、
   前記第１補正手段による補正後の画像データ、または、前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、
   前記入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合に、前記代表階調値に基づく増加率で、前記画像処理手段により前記入力画像データに前記画像処理が施された画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する第２補正手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理装置であって、
   入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定手段と、
   前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理手段と、
   前記代表階調値に基づく増加率で前記画像処理後の画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する補正手段と、
   を有し、
   前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理前の階調値と前記画像処理による階調値の低下度合いとの関係を示す処理
   情報が予め用意されており、
   前記処理情報において前記代表階調値に対応する低下度合いを用いて、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値が決定される
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値がばらついているか否かを判断する判断手段をさらに有し、
   前記判断手段で前記入力画像データの階調値がばらついていないと判断された場合に、前記増加率として１が使用される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記判断手段は、前記入力画像データの階調値のヒストグラムに基づいて、前記入力画像データの階調値がばらついているか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記代表階調値は、前記入力画像データの階調値の最大値である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理方法であって、
   入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定ステップと、
   前記入力画像データが閾値以上の階調値を有しない場合に、前記代表階調値に基づく増加率で前記入力画像データの各画素の階調値を高めることにより、前記入力画像データを補正する第１補正ステップと、
   前記第１補正ステップによる補正後の画像データ、または、前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、
   前記入力画像データが閾値以上の階調値を有する場合に、前記代表階調値に基づく増加率で、前記画像処理ステップで前記入力画像データに前記画像処理が施された画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する第２補正ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。
9. 表示装置の画面上の輝度ムラを低減する画像処理を実行可能な画像処理方法であって、
   入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値を代表する代表階調値を決定する決定ステップと、
   前記入力画像データに前記画像処理を施す画像処理ステップと、
   前記代表階調値に基づく増加率で前記画像処理後の画像データの各画素の階調値を高めることにより、当該画像データを補正する補正ステップと、
   を有し、
   前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
   することを特徴とする画像処理方法。
10. 前記増加率は、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値で前記代表階調値を除算した値である
    ことを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
11. 前記画像処理前の階調値と前記画像処理による階調値の低下度合いとの関係を示す処理情報が予め用意されており、
    前記処理情報において前記代表階調値に対応する低下度合いを用いて、前記代表階調値が前記画像処理前の階調値であった場合における前記画像処理後の階調値が決定される
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の画像処理方法。
12. 前記入力画像データに基づいて、前記入力画像データの階調値がばらついているか否かを判断する判断ステップをさらに有し、
    前記判断ステップで前記入力画像データの階調値がばらついていないと判断された場合に、前記増加率として１が使用される
    ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の画像処理方法。
13. 前記判断ステップでは、前記入力画像データの階調値のヒストグラムに基づいて、前記入力画像データの階調値がばらついているか否かを判断する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
14. 前記代表階調値は、前記入力画像データの階調値の最大値である
    ことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
15. 請求項８〜１４のいずれか１項に記載の画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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