JP4089483B2

JP4089483B2 - Control of gradation characteristics of image signals representing images with mixed images of different characteristics

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Publication number: JP4089483B2
Application number: JP2003087382A
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Inventors: 達彦昇
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Current assignee: Seiko Epson Corp
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Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-05-28
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号の階調特性を制御することにより、表示される画像の高画質化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置として、画像を投写表示するプロジェクタが普及しつつある。このプロジェクタは、液晶パネルのような非発光型の表示デバイスをライトバルブと呼ばれる光変調装置として用い、照明光を変調することにより画像を表示する投写型の画像表示装置である。なお、このような非発光型の表示デバイスを用いた直視型の画像表示装置もある。
【０００３】
非発光型の表示デバイスを用いた画像表示装置では、一般に、ＣＲＴ等の発光型の表示デバイスを用いた画像表示装置に比べて、コントラストが低く高画質化のネックとなっている。このため、コントラストを向上させて画質の向上を図ることが望まれている。
【０００４】
画像のコントラストを向上させる従来の第１の手法として、入力画像信号の特徴を検出し、検出した特徴に基づいて画像信号の階調特性を動的に制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。また、第２の手法として、表示された画像の任意の領域をユーザが選択して、選択領域の画像の画質を調整する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６６１２１号公報
【特許文献２】
特開平９−１４９２５７号公報
【特許文献３】
特開平１１−１４６２１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の第１の手法では、以下で説明するような不具合が発生する。図１１は、従来の手法による不具合について示す説明図である。図１１は、１つの画像中に、明るい画像領域と暗い画像領域の異なった特徴を有する画像領域が混在する画像を示している。
【０００７】
従来の第１の手法では、１つの画像を表す画像信号のすべてに対して、同一の階調変換特性に基づいて階調特性の制御を実行している。このため、図１１に示した混在画像に対して、例えば、暗い画像領域のコントラストを向上させるように画像信号の階調変換特性を設定したとする。これにより、暗い画像領域に対しては、良好な階調特性の制御を行って画質の向上を図ることができる。しかしながら、暗い画像に合わせて設定された階調変換特性では、明るい画像領域の明側および暗側の画像がつぶれてしまい、明るい画像領域に対しては却って画質の劣化を招く場合がある。
【０００８】
また、従来の第２の手法では、いったん画像を表示し、調整したい領域を選択する必要があり、自動的に画質の調整することができないため、動画像の表示に適用することができない。
【０００９】
以上説明したように、従来の手法では、１つの画像中に異なった特徴の画像領域が混在するような場合について、十分に工夫されていないという問題があった。なお、上述のような異なった特徴の画像領域が混在する画像の画質調整の問題は、非発光型の表示デバイスを用いた画像表示装置だけでなく、発光型の表示デバイスを用いた画像表示装置においても発生する問題である。
【００１０】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、異なった特徴の画像領域が混在する画像を表す画像信号の階調特性をうまく制御することのできる技術を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明の装置は、入力画像信号に基づく画像を表示する画像表示装置であって、
前記入力画像信号の表す画像を複数の領域に区分する区分パターンをあらかじめｎ種類定義し、それぞれの区分パターンに従って得られたｎ種類分の領域群のそれぞれにおいて、その領域群の各領域に対応する領域画像の特徴を表す特徴情報を前記領域ごとに取得する特徴情報取得部と、
前記ｎ種類の領域群同士の重ね合わせにより新たに区分される制御領域群を定義し、前記制御領域群の制御領域ごとに、その制御領域を特定する前記ｎ種類の領域群のｎ種類の領域に対して取得されているｎ種類の領域特徴情報に基づいて、その制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調を変換する階調変換処理部と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記画像表示装置では、ある制御領域を特定するｎ種類の領域のそれぞれに対して取得されているｎ種類の領域特徴情報に基づいて、その制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調を変換することができる。これにより、異なった特徴の画像領域が混在する画像に対して、それぞれの画像領域ごとに適切な階調変換特性を決定して、良好な階調特性の制御を行うことができる。
【００１３】
ここで、前記特徴情報取得部は、前記ｎ種類の領域群に対応してｎ個の領域特徴情報取得部を有しており、
各領域特徴情報取得部は、前記入力画像信号の表す画像を、対応する区分パターンに従って区分される領域群の各領域に対応する領域画像の特徴を表す領域特徴情報を前記領域ごとに取得することが好ましい。
【００１４】
こうすれば、制御領域群の制御領域ごとに、その制御領域を特定するｎ種類の領域群のｎ種類の領域に対してｎ種類の領域特徴情報を容易に取得することが可能である。
【００１５】
また、前記階調変換処理部は、
前記ｎ種類の領域群に対応して設けられたｎ個の領域階調変換処理部と、
前記ｎ個の領域階調変換処理部から供給されるｎ種類の領域階調変換結果の平均値を求めて、前記制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調変換結果とする平均化処理部と、を備え、
前記各領域階調変換処理部は、対応する領域群における前記制御領域を特定する領域に対して取得されている領域特徴情報に基づいて、領域階調変換特性を決定するとともに、決定された領域階調変換特性に従って、前記制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調を変換して前記領域階調変換結果を取得するようにしてもよい。
【００１６】
あるいは、前記階調変換処理部は、
前記ｎ種類の領域特徴情報に基づいて、前記制御領域に対応する制御画像に対する制御領域特徴情報を求める制御領域特徴情報取得部と、
前記制御領域特徴情報に基づいて制御領域階調変換特性を決定するとともに、前記制御領域階調変換特性に従って、前記制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調変換結果を取得する制御領域階調変換処理部と、
を備えるようにしてもよい。
【００１７】
階調変換処理部を、上記いずれのように構成しても、ある制御領域を特定するｎ種類の領域に対して取得されているｎ種類の領域特徴情報に基づいて、容易に、その制御領域に対応する制御画像を表す信号の階調を変換することができる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像表示方法および装置、画像処理方法および装置、階調特性変換方法および装置等の種々の形態で実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．画像表示装置の全体構成：
Ｂ．第１実施例の階調特性変換部：
Ｂ１．フォーマット変換部およびバッファ部：
Ｂ２．特徴情報取得部：
Ｂ３．階調変換処理部：
Ｂ４．変形例：
Ｃ．第２実施例の階調特性変換部：
Ｄ．変形例：
【００２０】
Ａ．画像表示装置の全体構成：
図１は、本発明を適用した画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。この画像表示装置は、入力処理部１０と、階調特性変換装置としての階調特性変換部２０と、画像表示部としての液晶ディスプレイパネル４０（以下、単に「液晶パネル」あるいは「ＬＣＤ」とも呼ぶ）および液晶パネル駆動部３０と、制御部７０とを備えている。また、この画像表示装置はいわゆるプロジェクタであり、画像表示部には、液晶パネル４０を照明するための照明装置５０と、液晶パネル４０から射出された画像を表す光（画像光）をスクリーンＳＣ上に投写する投写光学系６０とを備えている。
【００２１】
なお、液晶パネル４０は、照明装置５０から射出された照明光を、液晶パネル駆動部３０からの駆動信号に応じて変調し、変調された光（画像を表す「画像光」とも呼ぶ）を出力する。また、図示は省略されているが、液晶パネル４０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の３枚の液晶パネルを有している。また、照明装置５０は光を３色の光に分離する色光分離光学系を有しており、投写光学系６０は液晶パネル４０からの３色の光を合成する合成光学系を有している。なお、このようなプロジェクタの光学系の構成については、例えば本出願人により開示された特開平１０−１７１０４５号公報に詳述されているので、ここではその説明は省略する。
【００２２】
なお、液晶パネル４０を１枚のカラー液晶パネルとすることも可能である。また、液晶パネル４０を１枚のカラー液晶パネルとし、投写光学系６０を省略して、直視型の画像表示装置とすることも可能である。
【００２３】
制御部７０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成されており、ＲＯＭに記憶されているデータに従って、各ブロックの動作を制御する。また、ＲＯＭに記憶されているデータに従って、入力処理部１０や階調特性変換部２０の種々の設定を実行する。
【００２４】
入力処理部１０は、アナログの入力画像信号ＶＳに含まれる同期信号を除く画像信号（以下、単に「画像信号」と呼ぶ場合もある）を、処理が容易なディジタルの画像信号に変換し、ディジタル画像信号ＤＩＶとして出力する。また、入力処理部１０は、拡大／縮小等の画像表示装置内で一般的に実行される種々の画像処理を実行する。なお、画像信号のフォーマットはＲＧＢ信号形式である。ただし、画像信号のフォーマットはＲＧＢ信号形式に限定されるものではなく、ＹＣ信号形式等の種々の信号形式であってもよい。
【００２５】
階調特性変換部２０は、後述するように、入力処理部１０から出力されたディジタル画像信号ＤＩＶに対して階調変換を行う。階調特性変換部２０から出力された階調変換後のディジタル画像信号ＤＯＶは、液晶パネル駆動部３０に供給される。
【００２６】
液晶パネル駆動部３０は、与えられたディジタル画像信号ＤＯＶに応じて、液晶パネル４０を駆動するための駆動信号を生成する。液晶パネル４０は、照明装置５０による照明光を、駆動信号に応じて変調する。変調された光は、画像光として投写光学系６０を介してスクリーンＳＣ上に投写される。これにより、スクリーンＳＣ上に画像が表示される。
【００２７】
Ｂ．第１実施例の階調特性変換部：
図２は、第１実施例の階調特性変換部の構成を示す説明図である。階調特性変換部２０は、第１のフォーマット変換部２１０と、特徴情報取得部２２０と、階調変換処理部２４０と、バッファ部２５０と、第２のフォーマット変換部２６０とを備えている。以下では、各ブロックの構成および動作について説明する。
【００２８】
Ｂ１．フォーマット変換部およびバッファ部：
第１のフォーマット変換部２１０は、ディジタル画像信号ＤＩＶの信号形式をＹＣ信号形式に変換する。本例では、ＲＧＢ信号形式をＹＣ信号形式に変換する例を示している。ただし、これに限定されるものではなく、ディジタル画像信号ＤＩＶの信号形式に応じて、その信号形式をＹＣ信号形式に変換するものが適用される。なお、ディジタル画像信号ＤＩＶの信号形式がＹＣ信号形式ならば、第１のフォーマット変換部２１０は省略可能である。
【００２９】
バッファ部２５０は、第１のフォーマット変換部２１０から出力されるＣ信号（色差信号あるいはクロマ信号）と、階調変換処理部２４０から出力される変換処理後のＹ信号（輝度信号）との時間的なタイミングを調整する。
【００３０】
第２のフォーマット変換部２６０は、後述する階調変換処理部２４０から供給される階調変換後のＹ信号、およびバッファ部２５０から供給されるタイミング調整後のＣ信号を、ＲＧＢ信号形式の信号に変換する。
【００３１】
Ｂ２．特徴情報取得部：
特徴情報取得部２２０は、第１領域特徴情報取得部２２２ａおよび第２領域特徴情報取得部２２２ｂを備えている。第１領域特徴情報取得部２２２ａは、図３（ａ）に示すように、入力されるＹ信号(輝度信号)の表す画像を、縦横複数画素ごとにマトリクス状に区分する第１の区分パターンに従った第１の領域群に区分する。そして、第１の領域群に含まれる領域ごとに、これに対応する領域画像を表す輝度信号の特徴情報（以下、「第１領域特徴情報」とも呼ぶ）を取得する。
【００３２】
また、第２領域特徴情報取得部２２２ｂは、図３（ｂ）に示すように、輝度信号の表す画像を、第１の区分パターンと異なる第２の区分パターンに従った第２の領域群に区分する。そして、第２の領域群に含まれる領域ごとに特徴情報（以下、「第２領域特徴情報」とも呼ぶ）を取得する。
【００３３】
ここで、図３（ａ）および（ｂ）は、横方向（行方向）にＮｃ画素（＝６４画素）で縦方向(列方向)にＮｒ画素（＝４８画素）の画像の例を示している。
【００３４】
第１の区分パターンは、図３（ａ）に示すように、横方向にＮｃｂ画素（＝１６画素）で縦方向にＮｒｂ画素（＝１６画素）ごとに区分し、横方向に４領域で縦方向に３領域の領域Ａｉｊ（ｉは１〜３の整数、ｊは１〜４の整数）を有する区分パターンの例を示している。ただし、横方向および縦方向の区分の間隔は一例であって、これに限定されるものではなく、種々の間隔とすることが可能である。
【００３５】
これに対し、第２の区分パターンは、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向にＮｃｂ／２画素（＝８画素）および縦方向にＮｒｂ／２画素（＝８画素）だけシフトさせ、横方向に５領域で縦方向に４領域の領域Ｂｍｎ（ｍは１〜４の整数、ｎは１〜５の整数）を有する区分パターンが用いられる。第２の区分パターンの場合、上から第２行目と第３行目の左から第２列目から第４列目の領域Ｂ２２〜Ｂ２４，Ｂ３２〜Ｂ３４は、第１の区分パターンにおける領域Ａｉｊと同じで、横方向の画素数がＮｃｂで縦方向の画素数がＮｒｂの領域となる。しかしながら、他の領域、すなわち、上から第１行目の領域Ｂ１１〜Ｂ１５および第４行目の領域Ｂ４１〜Ｂ４５の縦方向の画素数はＮｒｂ／２画素（＝８画素）となり、左から第１列目の領域Ｂ１１〜Ｂ４１および第５列目の領域Ｂ１５〜Ｂ４５の横方向の画素数はＮｃｂ／２（＝８画素）となる。
【００３６】
なお、特徴情報としては、領域画像を表す輝度信号の最小値、最大値、平均値、輝度ヒストグラム等の種々の特徴量が考えられる。本実施例では、領域ごとに、輝度信号の最小値、最大値および平均値が少なくとも求められる。
【００３７】
Ｂ３．階調変換処理部：
階調変換処理部２４０は、図２に示すように、第１領域階調変換処理部２４２ａと、第２領域階調変換処理部２４２ｂと、平均化処理部２４４とを備えている。
【００３８】
第１領域階調変換処理部２４２ａでは、以下で説明するように、第１領域特徴情報取得部２２２ａで取得された第１領域特徴情報に基づいて階調変換特性（以下、「第１領域階調変換特性」とも呼ぶ）が決定される。入力輝度信号は、決定された第１領域階調変換特性に基づいて階調変換され、その結果（以下、「第１領域階調変換結果」とも呼ぶ）が出力される。
【００３９】
第２領域階調変換処理部２４２ｂでも、以下で説明するように、第２領域特徴情報取得部２２２ｂで取得された第２領域特徴情報に基づいて階調変換特性（以下、「第２領域階調変換特性」とも呼ぶ）が決定される。入力輝度信号は、決定された第２領域階調変換特性に基づいて階調変換され、その結果（以下、「第２領域階調変換結果」とも呼ぶ）が出力される。
【００４０】
そして、平均化処理部２４４では、第１領域階調変換結果と第２領域階調変換結果の平均値が求められて、階調変換結果として出力される。
【００４１】
以下では、さらに、具体的に、第１領域階調変換処理部２４２ａ、第２領域階調変換処理部２４２ｂ、および平均化処理部２４４の動作を説明する。
【００４２】
ここで、図３（ａ）の第１の区分パターンによる第１の領域群と図３（ｂ）の第２の区分パターンによる第２の領域群とを重ね合わせると、図４（ａ）に示すように、第１の区分パターンにおける区分線（破線で示す）および第２の区分パターンにおける区分線（一点鎖線で示す）により新たに区分されるマトリクス状の領域（以下、「制御領域」とも呼ぶ）Ｃｏｐ（ｏは１〜６の整数、ｐは１〜８の整数）を定義することができる。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、例えば、制御領域Ｃ１１は第１の領域群の領域Ａ１１と第２の領域群の領域Ｂ１１、制御領域Ｃ１２は第１の領域群の領域Ａ１１と第２の領域群の領域Ｂ１２というように、各制御領域Ｃｏｐは、第１の領域群の対応する領域Ａｉｊと第２の領域群の対応する領域Ｂｍｎの組み合わせにより、それぞれ一義的に特定することができる。
【００４４】
そこで、第１領域階調変換処理部２４２ａでは、各制御領域Ｃｏｐを特定する第１領域群の領域Ａｉｊに対して取得された第１領域特徴情報に基づいて第１領域階調変換特性を決定する。そして、入力輝度信号を、その輝度信号の対応する制御領域に対して決定される第１領域階調変換特性に基づいて階調変換し、第１領域階調変換結果として出力する。
【００４５】
同様に、第２領域階調変換処理部２４２ｂでも、各制御領域Ｃｏｐを特定する第２領域群の領域Ｂｍｎに対して取得された第２領域特徴情報に基づいて第２領域階調変換特性を決定する。そして、入力輝度信号を、その輝度信号の対応する制御領域の第２領域階調変換特性に基づいて階調変換し、第２領域階調変換結果として出力する。
【００４６】
そして、平均化処理部２４４では、第１領域階調変換結果と第２領域階調変換結果の平均値を求めて、入力輝度信号に対応する階調変換結果として出力する。
【００４７】
図５は、ある制御領域における階調変換処理動作の例を示す説明図である。図５は、コントラストの向上を図るために、下式（１）〜（４）に、特徴情報である最小値ＹＳｍｉｎ、最大値ＹＳｍａｘおよび平均値ＡＰＬの３つのパラメータを入力することにより決定される階調変換特性の例を示している。
【００４８】
Yout＝YOmin(＝0) ：YImin(＝0)≦Yin＜YSmin …(1)
Yout＝(APL−YOmin)・Yin／(APL−YSmin) ：YSmin≦Yin＜APL …(2)
Yout＝(YOmax−APL)・Yin／(YSmax−APL) ：APL≦Yin＜YSmax …(3)
Yout＝YOmax(＝1023) ：YSmax≦Yin＜YImax(＝1023) …(4)
【００４９】
上記（１）〜（４）式は、輝度信号Ｙｉｎのとり得る階調範囲（ＹＩｍｉｎ〜ＹＯｍａｘ、本例では０〜１０２３の１０ビットの階調範囲）に対して、ある領域内の入力輝度信号Ｙｉｎの最小値がＹＳｍｉｎ（ＹＩｍｉｎ≦ＹＳｍｉｎ）、最大値がＹＳｍａｘ（ＹＳｍａｘ≦ＹＩｍａｘ）、平均値がＡＰＬである場合に、入力輝度信号Ｙｉｎに対する出力輝度信号Ｙｏｕｔが、平均値ＡＰＬを基準として出力ダイナミックレンジの最大範囲（ＹＯｍｉｎ〜ＹＯｍａｘ、本例では０〜１０２３の１０ビットの階調範囲）に変換される階調変換特性を示している。
【００５０】
なお、この階調変換特性では、平均値ＡＰＬに対する出力輝度信号の値を変化させずに、平均値ＡＰＬよりも小さい入力輝度信号および大きい入力輝度信号に対する出力輝度信号の変化の範囲を直線的に伸張している。輝度信号の平均値ＡＰＬはその画像の特徴を大きく表しており、平均値ＡＰＬに対する出力輝度信号が変化すると、その画像の印象が変化してしまう可能性が大きい。上記のように決定された階調変換特性では、入力輝度信号の平均値ＡＰＬに対する出力輝度信号の値を基準とすることにより、画像の印象が変化してしまうことを抑制しつつ、コントラストの向上を図ることが可能である。
【００５１】
第１領域階調変換処理部２４２ａでは、入力輝度信号Ｙｉｎの表す画像の対応する制御領域を特定する第１の領域群の領域Ａｉｊに対して取得された第１領域特徴情報に基づいて、図５に示すように、上式（１）〜（４）に従った第１領域階調変換特性が決定される。そして、決定された第１領域階調変換特性に基づいて、入力輝度信号Ｙｉｎに対する第１領域階調変換結果Ｙｏｕｔ（Ａ）が求められる。
【００５２】
同様に、第２領域階調変換処理部２４２ｂでは、制御領域を特定する第２の領域群の領域Ｂｍｎに対して取得された第２領域特徴情報に基づいて、図５に示すように、上式（１）〜（４）に従った第２領域階調変換特性が決定される。そして、決定された第２領域階調変換特性に基づいて、入力輝度信号Ｙｉｎに対する第２領域階調変換結果Ｙｏｕｔ（Ｂ）が求められる。
【００５３】
平均化処理部２４４では、第１領域階調変換結果Ｙｏｕｔ（Ａ）および第２領域階調変換結果Ｙｏｕｔ（Ｂ）の平均値が求められ、入力輝度信号Ｙｉｎに対する階調変換結果Ｙｏｕｔとして出力される。
【００５４】
以上説明したように、本実施例の階調変換処理部においては、各制御領域を特定する２種類の領域群の領域に対して取得された２種類の領域特徴情報に基づいて、２種類の領域階調変換特性が決定される。そして、決定された２種類の領域階調変換特性に従って、その制御領域に対応する画像の輝度信号に対する２種類の領域階調変換結果を求め、これらの平均値を階調変換結果としている。これにより、以下で説明する効果を得ることが可能である。
【００５５】
制御領域ごとに、その制御領域に対応する画像の輝度信号に対して、それぞれの制御領域に対応して取得された特徴情報に基づいて決定された階調変換特性に従って階調変換することができるので、制御領域ごとの画像の特徴に応じて良好な階調変換を行うことが可能となる。これにより、従来十分に工夫されていなかった１つの画像中に複数の異なる特徴の画像領域が混在するような場合においても、それぞれの異なった特徴の画像領域ごとに良好な階調特性の制御を自動的に行って、画質の向上を図ることが可能となる。
【００５６】
また、次のような効果を得ることが可能である。図６は、本実施例の階調変換処理による効果について示す説明図である。図６は、制御領域の一部を拡大して示している。例えば、１つの制御領域Ｃ２２に着目する。この制御領域Ｃ２２を特定する第１の領域群の領域はＡ１１であり、第２の領域郡の領域はＢ２２である。ここで、第1の領域群の領域Ａ１１は、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、およびＣ２２の４つの制御領域を含んでいるので、この領域Ａ１１について取得された第１領域特徴情報には、制御領域Ｃ２２以外のこれに隣接する他の３つの制御領域Ｃ１１、Ｃ１２、およびＣ２１に対応する画像の特徴情報も含まれることになる。
【００５７】
また、第２の領域群の領域Ｂ２２は、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ３２、およびＣ３３の４つの制御領域を含んでいるので、この領域Ｂ２２について取得された第２領域特徴情報には、制御領域Ｃ２２以外のこれに隣接する他の３つの制御領域Ｃ２３、Ｃ３２、およびＣ３３に対応する画像の特徴情報も含まれることになる。
【００５８】
さらに、上述したように、制御領域ごとに、これを特定する２種類の領域群の領域の２種類の領域特徴情報に基づいて決定される２つの領域郡階調変換特性に従って変換された階調変換結果を平均して、その制御領域に対応する画像の信号の階調変換結果を求めている。
【００５９】
従って、１つの制御領域に対応する画像を表す信号の階調を変換する際に、その制御領域に隣接する周辺の制御領域の特徴情報も考慮されることになる。これにより、各制御領域の境界において、画像の連続性が得られずに画像の不整合が発生することを抑制することが可能となる。
【００６０】
また、次のような効果もある。上述した第２の区分パターンは、第１の区分パターンによる１つの領域の横方向(行方向)の画素数Ｎｃｂおよび縦方向（列方向）の画素数Ｎｒｂをそれぞれ１／２だけずらした区分パターンであるので、第１の区分パターンと第２の区分パターンを重ね合わせることにより区分される１つの制御領域は、第１の区分パターンの１つの領域の１／４の大きさとすることができる。従って、比較的大きな領域ごとにその特徴情報を求めることにより、その領域の１／４の大きさの制御領域ごとに異なった階調変換を実行することが可能となる。これにより、特徴情報を取得する領域の大きさを比較的大きくすることにより、処理に要する時間を少なくすることができるという効果がある。
【００６１】
Ｂ４．変形例：
図７は、第１実施例の階調特性変換部の変形例を示す説明図である。第１実施例の階調特性変換部２０の特徴情報取得部２２０および階調変換処理部２４０は、図７に示した変形例の階調特性変換部２０Ａのように、特徴情報取得部２２０Ａおよび階調変換処理部２４０Ａとすることが可能である。なお、特徴情報取得部２２０Ａおよび階調変換処理部２４０Ａを除く他の構成は、第１実施例の階調特性変換部２０と同じである。
【００６２】
特徴情報取得部２２０Ａは、第１実施例の特徴情報取得部２２０における第１領域特徴情報取得部２２２ａおよび第２領域特徴情報取得部２２２ｂに加えて第３領域特徴情報取得部２２２ｃおよび第４領域特徴情報取得部２２２ｄを備えている。また、階調変換処理部２４０Ａは、第１領域階調変換処理部２４２ａおよび第２領域階調変換処理部２４２ｂに加えて、第３領域特徴情報取得部２２２ｃおよび第４領域特徴情報取得部２２２ｄに対応する第３領域階調変換処理部２４２ｃおよび第４領域階調変換処理部２４２ｄを備えている。さらに、階調変換処理部２４０Ａの平均化処理部２４４は、第３領域階調変換処理部２４２ｃおよび第４領域階調変換処理部２４２ｄの追加に応じて、第１領域群階調変換処理結果〜第４領域群階調変換処理結果の平均値を求める構成に変更されている。
【００６３】
第１領域特徴情報取得部２２２ａ〜第４領域特徴情報取得部２２２ｄは、同様に、入力輝度信号の表す画像を、それぞれ第１の区分パターン〜第４の区分パターンに従って第１の領域群〜第４の領域群に区分する。そして、それぞれ、各領域群に含まれる領域ごとに、これに対応する領域画像を表す輝度信号の特徴情報（以下、「第１領域特徴情報」〜「第４領域特徴情報」とも呼ぶ）を取得する。
【００６４】
ここで、第１の区分パターンは、図８（ａ）に示すように、横方向にＮｃｂ画素で縦方向にＮｒｂ画素ごとに区分する区分パターンであるとする。これに対し、第２の区分パターンは、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向にＮｃｂ／４画素および縦方向にＮｒｂ／４画素だけシフトさせた区分パターンが用いられる。第３の区分パターンは、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）の第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向に（Ｎｃｂ・２／４）画素および縦方向に（Ｎｒｂ・２／４）画素だけシフトさせた区分パターン、すなわち、図８（ｂ）の第２の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、さらに、横方向にＮｃｂ／４画素および縦方向にＮｒｂ／４画素だけシフトさせた区分パターンが用いられる。第４の区分パターンは、図８（ｄ）に示すように、図８（ａ）の第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向に（Ｎｃｂ・３／４）画素および縦方向に（Ｎｒｂ・３／４）画素だけシフトさせた区分パターン、すなわち、図８（ｃ）の第３の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、さらに、横方向にＮｃｂ／４画素および縦方向にＮｒｂ／４画素だけシフトさせた区分パターンが用いられる。要するに、第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向にＮｃｂ／４画素および縦方向にＮｒｂ／４画素ずつ順にシフトさせた４種類の区分パターンが用いられる。
【００６５】
そして、これらの４種類の区分パターンを用いた場合、図８（ｅ）に示すように、第１の区分パターンによる１つの領域の横方向の画素数Ｎｃｂおよび縦方向の画素数Ｎｒｂに対して、横方向にＮｃｂ／４画素で縦方向にＮｒｂ／４画素の大きさ、すなわち、第１の区分パターンによる１つの領域に対して１／１６の大きさの制御領域を定義することができる。
【００６６】
第１領域階調変換処理部２４２ａ〜第４領域群特階調変換処理部２４２ｄでは、入力された輝度信号の表す画像の対応する制御領域に対して、これを特定する第１の領域群〜第４の領域群のそれぞれの領域について取得された第１領域特徴情報〜第４領域特徴情報に基づいて階調変換特性（以下、「第１領域階調変換特性」〜「第４領域階調変換特性」とも呼ぶ）が決定される。そして、その輝度信号は、決定された第１領域階調変換特性〜第４領域階調変換特性に基づいて階調変換され、その結果（以下、「第１領域階調変換結果」〜「第４領域階調変換結果」とも呼ぶ）が出力される。そして、求められた第１領域階調変換結果〜第４領域群階調変換処理結果の平均値が平均化処理部２４４で求められて、階調変換結果として出力される。
【００６７】
以上説明したように、本変形例の階調特性変換部２０Ａでは、制御領域ごとに、その制御領域に対応する画像の輝度信号に対して、それぞれの制御領域に対応して取得された特徴情報に基づいて決定された階調変換特性に従って階調変換することができるので、第１実施例の階調特性変換部２０と同様に、制御領域ごとの画像の特徴に応じて良好な階調変換を行うことが可能となる。これにより、従来十分に工夫されていなかった１つの画像中に複数の異なる特徴の画像領域が混在するような場合においても、それぞれの異なった特徴の画像領域ごとに良好な階調特性の制御を自動的に行って、画質の向上を図ることが可能となる。
【００６８】
また、１つの制御領域に対応する画像を表す信号の階調を変換する際に、その制御領域を特定する４種類の領域群の領域に対して取得された４種類の領域特徴情報に基づいて、４種類の領域階調変換特性が決定される。そして、決定された４種類の領域階調変換特性に従って、その制御領域に対応する画像の輝度信号に対する４種類の領域階調変換結果を求め、これらの平均値を階調変換結果としている。これにより、その制御領域に隣接する周辺の制御領域の特徴情報を、実施例の場合よりもさらに多く考慮することができるので、各制御領域の境界において、画像の連続性が得られずに画像の不整合が発生することを、より抑制することが可能となる。
【００６９】
また、１つの制御領域の大きさを、第１の区分パターンによる１つの領域の１／１６の大きさとすることができるので、比較的大きな領域ごとにその特徴情報を求めることにより、その領域の１／１６の大きさの制御領域ごとに異なった階調変換を実行することが可能となる。これにより、特徴情報を取得する領域の大きさを比較的大きくすることにより、処理に要する時間を、実施例に比べてさらに少なくすることができる。
【００７０】
Ｃ．第２実施例の階調特性変換部：
図９は、第２実施例の階調特性変換部の構成を示す説明図である。第２実施例の階調特性変換部２０Ｂは、第１実施例の階調特性変換部２０の階調変換処理部２４０を階調変換処理部２４０Ｂに置き変えた構成を有している。なお、階調特性変換部２０Ｂは、階調変換処理部２４０Ｂを除いて第１実施例の階調特性変換部２０と同じである。
【００７１】
階調変換処理部２４０Ｂは、制御領域特徴情報取得部２４６と、制御領域階調変換処理部２４８とを備えている。制御領域特徴情報取得部２４６では、図４に示した制御領域Ｃｏｐごとに、これを特定する第１領域群の領域Ａｉｊに対して第１領域特徴情報取得部２２２ａで取得される第１領域特徴情報と、第２領域群の領域Ｂｍｎに対して第２領域特徴情報取得部２２２ｂで取得される第２領域特徴情報とに基づいて、この制御領域に対応する画像の特徴情報(以下、「制御領域特徴情報」とも呼ぶ)を求める。
【００７２】
制御領域階調変換処理部２４８では、第１実施例の第１領域階調変換処理部２４２ａおよび第２領域階調変換処理部２４２ｂと同様に、入力輝度信号を、その輝度信号の対応する制御領域に対して求められた制御領域特徴情報に基づいて制御領域階調変換特性を決定する。そして、入力輝度信号を、その輝度信号の対応する制御領域階調変換特性に基づいて階調変換し、その階調変換結果を出力する。
【００７３】
図１０は、第２実施例における階調変換処理動作の例を示す説明図である。図１０の例も、図５の例と同様に、コントラストの向上を図るために、上式（１）〜（４）に、特徴情報である最小値ＹＳｍｉｎ、最大値ＹＳｍａｘおよび平均値ＡＰＬの３つのパラメータを入力することにより決定される階調変換特性の例を示している。
【００７４】
入力輝度信号Ｙｉｎの表す画像の対応する制御領域に対して、制御領域特徴情報取得部２４６では、その制御領域の輝度信号の平均値ＡＰＬ、最小値Ｙｓｍｉｎ、および最大値Ｙｓｍａｘを、この制御領域を特定する第１の領域群の領域Ａｉｊにおける輝度信号の平均値ＡＰＬ（Ａ）、最小値ＹＳｍｉｎ（Ａ）、および最大値ＹＳｍａｘ（Ａ）と、第２の領域群分の領域Ｂｍｎにおける輝度信号の平均値ＡＰＬ（Ｂ）、最小値ＹＳｍｉｎ（Ｂ）、および最大値ＹＳｍａｘ（Ｂ）とに基づいて求める。
【００７５】
制御領域における輝度信号の平均値ＡＰＬは、例えば、ＡＰＬ（Ａ）とＡＰＬ（Ｂ）とを平均することにより求めることができる。制御領域における輝度信号の最小値ＹＳｍｉｎは、ＹＳｍｉｎ（Ａ）とＹＳｍｉｎ（Ｂ）のいずれか小さい方とし、最大値ＹＳｍａｘは、ＹＳｍａｘ（Ａ）とＹＳｍａｘ（Ｂ）のいずれか大きい方とすることができる。最小値および最大値も２つの平均値とすることも可能であるが、ダイナミックレンジを考えると、最小値はいずれか小さいほうとし、最大値はいずれか大きい方とすることが好ましい。
【００７６】
制御領域階調変換処理部２４８では、入力輝度信号Ｙinの表す画像の対応する制御領域に対して、取得された制御領域特徴情報に基づいて上式（１）〜（４）に従って、図１０に示すように、制御領域階調変換特性が決定される。そして、決定された制御領域階調変換特性に基づいて輝度信号Ｙｉｎに対する階調変換結果Ｙｏｕｔが求められる。
【００７７】
以上説明したように、階調変換処理部２４０Ｂにおいても、制御領域ごとに、これを特定する２種類の領域群の領域に対して取得された２種類の領域特徴情報により求められた制御領域特徴情報に基づいて制御領域階調変換特性が決定され、これに従って、その制御領域に対応する画像の輝度信号に対する階調変換結果が求められる。従って、本実施例の階調特性変換部２０Ｂを用いても、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
なお、第２実施例の階調特性変換部２０Ｂも、第１実施例の階調特性変換部２０に対する変形例２０Ａと同様に、第１領域特徴情報取得部２２２ａおよび第２領域特徴情報取得部２２２ｂに加えて第３領域特徴情報取得部２２２ｃおよび第４領域特徴情報取得部２２２ｄを備えた特徴情報取得部２２０Ａに置き換えた構成とすることができる。
【００７９】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８０】
Ｄ１．変形例１：
上記第１実施例および第２実施例では、第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向にＮｃｂ／２画素および縦方向にＮｒｂ／２画素ずつシフトさせた２種類の区分パターンを用いて領域が重なるようにしている。また、第１実施例の変形例では、第１の区分パターンにおける横方向および縦方向の区分位置を、横方向にＮｃｂ／４画素および縦方向にＮｒｂ／４画素ずつ順にシフトさせた４種類の区分パターンを用いて領域が重なるようにしている。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、それぞれ大きさの異なる領域を有する異なった区分パターンを用いて領域が重なるようにしても良い。すなわち、種々の異なったｎ種類の区分パターンを利用することが可能である。
【００８１】
Ｄ２．変形例２：
上記実施例の特徴情報取得部２２０では、特徴情報として少なくとも輝度信号の最大値、最小値および平均値を取得する場合を例に示しているが、輝度ヒストグラム等の種々の特徴情報を取得することも可能である。
【００８２】
Ｄ３．変形例３：
上式（１）〜（４）により決定された階調変換特性は、コントラストの向上を図るための一例であり、これに限定されるものではなく、画像の明るさや暗さ、鮮やかさ等の種々の特徴情報をパラメータとする変換式により決定される階調変換特性を適用するようにしてもよい。
【００８３】
Ｄ４．変形例４：
上記実施例では、輝度信号に対して階調変換処理を実行する場合を示している。しかしながら、これに限定されるものではなく、クロマ信号に対して同様に階調変換処理を実行することも可能である。また、ＲＧＢ信号のそれぞれに対して同様に階調変換処理を実行することも可能である。
【００８４】
Ｄ５．変形例５：
上記実施例の画像表示装置では、非発行型の表示デバイスである液晶パネルを用いたプロジェクタを例に説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、非発光型の表示デバイスであるＤＭＤ（ＴＩ社の商標）をライトバルブと呼ばれる光変調素子として用いたプロジェクタにも適用可能である。また、プロジェクタに限らず直視型の画像表示装置にも適用可能である。また、発光型の表示デバイスを用いた投写型の画像表示装置や直視型の画像表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の階調特性変換部の構成を示す説明図である。
【図３】第１の区分パターンによる第１の領域群および第２の区分パターンによる第２の領域群を示す説明図である。
【図４】第１の領域群の領域および第２の領域群の領域により特定される制御領域について示す説明図である。
【図５】第１実施例における階調変換処理動作の例を示す説明図である。
【図６】第１実施例の階調変換処理の効果について示す説明図である。
【図７】第１実施例の階調特性変換部の変形例を示す説明図である。
【図８】特徴情報取得部における区分パターンを示す説明図である。
【図９】第２実施例の階調特性変換部の構成を示す説明図である。
【図１０】第２実施例における階調変換処理動作の例を示す説明図である。
【図１１】従来の手法による不具合について示す説明図である。
【符号の説明】
１０…入力処理部
２０…階調特性変換部
３０…液晶パネル駆動部（ＬＣＤ駆動部）
４０…液晶パネル（液晶ディスプレイパネル）
５０…照明装置
６０…投写光学系
７０…制御部
２１０…第１のフォーマット変換部
２２０…特徴情報取得部
２２０Ａ…特徴情報取得部
２２２ａ…第１領域特徴情報取得部
２２２ｂ…第２領域特徴情報取得部
２２２ｃ…第３領域特徴情報取得部
２２２ｄ…第４領域特徴情報取得部
２４０…階調変換処理部
２４２ａ…第１領域階調変換処理部
２４２ｂ…第２領域階調変換処理部
２４４…平均化処理部
２４０Ａ…階調変換処理部
２４２ｃ…第３領域階調変換処理部
２４２ｄ…第４領域階調変換処理部
２４０Ｂ…階調変換処理部
２４６…制御領域特徴情報取得部
２４８…制御領域階調変換処理部
２５０…バッファ部
２６０…第２のフォーマット変換部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for improving the quality of a displayed image by controlling the gradation characteristics of an image signal.
[0002]
[Prior art]
As image display devices, projectors that project and display images are becoming widespread. This projector is a projection-type image display device that uses a non-light-emitting display device such as a liquid crystal panel as a light modulation device called a light valve and displays an image by modulating illumination light. There is also a direct-view image display apparatus using such a non-light emitting display device.
[0003]
In general, an image display apparatus using a non-light-emitting display device has a low contrast and becomes a bottleneck for high image quality as compared with an image display apparatus using a light-emitting display device such as a CRT. For this reason, it is desired to improve the image quality by improving the contrast.
[0004]
As a first conventional technique for improving the contrast of an image, a technique for detecting the characteristics of an input image signal and dynamically controlling the gradation characteristics of the image signal based on the detected characteristics has been proposed (for example, (See Patent Document 1 and Patent Document 2). As a second method, a method is proposed in which a user selects an arbitrary region of a displayed image and adjusts the image quality of the image in the selected region (see, for example, Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-366121 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-149257
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-146219
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first conventional method, a problem as described below occurs. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a problem caused by a conventional method. FIG. 11 shows an image in which image regions having different characteristics of a bright image region and a dark image region are mixed in one image.
[0007]
In the first conventional method, gradation characteristics are controlled based on the same gradation conversion characteristics for all image signals representing one image. For this reason, for example, it is assumed that the tone conversion characteristics of the image signal are set so as to improve the contrast of the dark image region with respect to the mixed image shown in FIG. As a result, it is possible to improve image quality by controlling favorable gradation characteristics for dark image regions. However, with the tone conversion characteristics set in accordance with the dark image, the bright and dark images in the bright image area are crushed, and the image quality may be deteriorated in the bright image area.
[0008]
Further, in the conventional second method, it is necessary to display an image once and select an area to be adjusted, and the image quality cannot be automatically adjusted, so that it cannot be applied to display of a moving image.
[0009]
As described above, the conventional method has a problem in that it is not sufficiently devised in the case where image regions having different characteristics are mixed in one image. Note that the problem of image quality adjustment of an image in which image regions having different features as described above are mixed is not only an image display device using a non-light emitting display device but also an image display device using a light emitting display device. This problem also occurs.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and provides a technique capable of successfully controlling the tone characteristics of an image signal representing an image in which image regions having different characteristics are mixed. For the purpose.
[0011]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to achieve the above object, an apparatus of the present invention is an image display apparatus that displays an image based on an input image signal,
N types of division patterns for dividing the image represented by the input image signal into a plurality of regions are defined in advance, and each of the n types of region groups obtained according to the respective division patterns corresponds to each region of the region group. A feature information acquisition unit that acquires feature information representing features of a region image for each region;
A control region group newly defined by overlapping the n types of region groups is defined, and n types of regions of the n types of region group for specifying the control region for each control region of the control region group A gradation conversion processing unit that converts the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control region based on the n types of region feature information acquired for
It is characterized by providing.
[0012]
In the image display device, based on the n types of area feature information acquired for each of the n types of areas specifying a certain control area, the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control area is set. Can be converted. Thereby, with respect to an image in which image areas having different characteristics are mixed, appropriate gradation conversion characteristics can be determined for each image area, and favorable gradation characteristics can be controlled.
[0013]
Here, the feature information acquisition unit includes n region feature information acquisition units corresponding to the n types of region groups,
Each region feature information acquisition unit acquires, for each region, region feature information that represents a feature of a region image corresponding to each region of a region group in which an image represented by the input image signal is segmented according to a corresponding segment pattern. Is preferred.
[0014]
In this way, for each control region of the control region group, it is possible to easily acquire n types of region feature information for n types of regions of the n types of region group that specify the control region.
[0015]
The gradation conversion processing unit
N area gradation conversion processing units provided corresponding to the n types of area groups;
An averaging process for obtaining an average value of n types of area gradation conversion results supplied from the n number of area gradation conversion processing sections and obtaining a gradation conversion result of a signal representing a control image corresponding to the control area And comprising
Each area gradation conversion processing unit determines area gradation conversion characteristics based on area feature information acquired for an area that specifies the control area in the corresponding area group, and the determined area The region gradation conversion result may be obtained by converting the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control region according to the gradation conversion characteristics.
[0016]
Alternatively, the gradation conversion processing unit
A control region feature information acquisition unit for obtaining control region feature information for a control image corresponding to the control region based on the n types of region feature information;
A control area gradation conversion characteristic is determined based on the control area characteristic information, and a gradation conversion result of a signal representing a control image corresponding to the control area is acquired according to the control area gradation conversion characteristic. A key conversion processing unit;
You may make it provide.
[0017]
Regardless of the gradation conversion processing unit configured as described above, the control region can be easily determined based on n types of region feature information acquired for n types of regions that specify a certain control region. The gradation of the signal representing the control image corresponding to can be converted.
[0018]
The present invention can be realized in various forms, for example, in various forms such as an image display method and apparatus, an image processing method and apparatus, a gradation characteristic conversion method and apparatus, and the like. .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Overall configuration of the image display device:
B. Tone characteristic conversion unit of the first embodiment:
B1. Format converter and buffer:
B2. Feature information acquisition unit:
B3. Tone conversion processor:
B4. Variation:
C. Tone characteristic conversion unit of the second embodiment:
D. Variation:
[0020]
A. Overall configuration of the image display device:
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an image display apparatus to which the present invention is applied. This image display device is also referred to as an input processing unit 10, a gradation characteristic conversion unit 20 as a gradation characteristic conversion device, and a liquid crystal display panel 40 as an image display unit (hereinafter simply referred to as “liquid crystal panel” or “LCD”). ) And a liquid crystal panel driving unit 30 and a control unit 70. The image display device is a so-called projector, and the image display unit includes an illumination device 50 for illuminating the liquid crystal panel 40 and light (image light) representing an image emitted from the liquid crystal panel 40 on the screen SC. A projection optical system 60 for projecting onto the projector.
[0021]
The liquid crystal panel 40 modulates the illumination light emitted from the illumination device 50 in accordance with the drive signal from the liquid crystal panel drive unit 30, and outputs the modulated light (also referred to as “image light” representing an image). To do. Although not shown, the liquid crystal panel 40 has three liquid crystal panels for R, G, and B. The illumination device 50 has a color light separating optical system that separates light into three colors, and the projection optical system 60 has a combining optical system that combines the three colors from the liquid crystal panel 40. . The configuration of the optical system of such a projector is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-171045 disclosed by the applicant of the present invention, and thus the description thereof is omitted here.
[0022]
The liquid crystal panel 40 may be a single color liquid crystal panel. Further, the liquid crystal panel 40 may be a single color liquid crystal panel, and the projection optical system 60 may be omitted to provide a direct view type image display device.
[0023]
The control unit 70 includes a CPU, RAM, ROM, and the like (not shown), and controls the operation of each block according to data stored in the ROM. Further, various settings of the input processing unit 10 and the gradation characteristic conversion unit 20 are executed according to data stored in the ROM.
[0024]
The input processing unit 10 converts an image signal excluding a synchronization signal included in the analog input image signal VS (hereinafter also simply referred to as “image signal”) into a digital image signal that can be easily processed, Output as an image signal DIV. The input processing unit 10 executes various image processes generally executed in the image display device such as enlargement / reduction. The format of the image signal is an RGB signal format. However, the format of the image signal is not limited to the RGB signal format, and may be various signal formats such as the YC signal format.
[0025]
As will be described later, the gradation characteristic conversion unit 20 performs gradation conversion on the digital image signal DIV output from the input processing unit 10. The digital image signal DOV after the gradation conversion output from the gradation characteristic conversion unit 20 is supplied to the liquid crystal panel driving unit 30.
[0026]
The liquid crystal panel drive unit 30 generates a drive signal for driving the liquid crystal panel 40 in accordance with the given digital image signal DOV. The liquid crystal panel 40 modulates the illumination light from the illumination device 50 according to the drive signal. The modulated light is projected onto the screen SC via the projection optical system 60 as image light. Thereby, an image is displayed on the screen SC.
[0027]
B. Tone characteristic conversion unit of the first embodiment:
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the gradation characteristic conversion unit of the first embodiment. The gradation characteristic conversion unit 20 includes a first format conversion unit 210, a feature information acquisition unit 220, a gradation conversion processing unit 240, a buffer unit 250, and a second format conversion unit 260. Hereinafter, the configuration and operation of each block will be described.
[0028]
B1. Format converter and buffer:
The first format converter 210 converts the signal format of the digital image signal DIV into a YC signal format. In this example, the RGB signal format is converted to the YC signal format. However, the present invention is not limited to this, and one that converts the signal format into the YC signal format according to the signal format of the digital image signal DIV is applied. Note that if the signal format of the digital image signal DIV is the YC signal format, the first format converter 210 can be omitted.
[0029]
The buffer unit 250 is a time between the C signal (color difference signal or chroma signal) output from the first format conversion unit 210 and the Y signal (luminance signal) after the conversion process output from the gradation conversion processing unit 240. The correct timing.
[0030]
The second format conversion unit 260 converts the Y signal after gradation conversion supplied from the gradation conversion processing unit 240 (to be described later) and the C signal after timing adjustment supplied from the buffer unit 250 into an RGB signal format signal. Convert to
[0031]
B2. Feature information acquisition unit:
The feature information acquisition unit 220 includes a first region feature information acquisition unit 222a and a second region feature information acquisition unit 222b. As shown in FIG. 3A, the first region feature information acquisition unit 222a has a first division pattern that divides an image represented by an input Y signal (luminance signal) into a matrix for each of a plurality of vertical and horizontal pixels. The first area group is divided. Then, for each area included in the first area group, the characteristic information (hereinafter also referred to as “first area characteristic information”) of the luminance signal representing the corresponding area image is acquired.
[0032]
Further, as shown in FIG. 3B, the second region feature information acquisition unit 222b converts the image represented by the luminance signal into a second region group according to a second segment pattern different from the first segment pattern. Break down. Then, feature information (hereinafter also referred to as “second region feature information”) is acquired for each region included in the second region group.
[0033]
Here, FIGS. 3A and 3B show examples of images of Nc pixels (= 64 pixels) in the horizontal direction (row direction) and Nr pixels (= 48 pixels) in the vertical direction (column direction). Yes.
[0034]
As shown in FIG. 3A, the first division pattern is divided into Ncb pixels (= 16 pixels) in the horizontal direction and Nrb pixels (= 16 pixels) in the vertical direction, and vertically divided into four regions in the horizontal direction. The example of the division | segmentation pattern which has the area | region Aij (i is an integer of 1-3, j is an integer of 1-4) in the direction is shown. However, the interval between the horizontal and vertical sections is an example, and is not limited to this, and various intervals can be used.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the second division pattern has horizontal and vertical division positions in the first division pattern of FIG. 3A, and Ncb / 2 pixels in the horizontal direction. (= 8 pixels) and Nrb / 2 pixels (= 8 pixels) in the vertical direction, and 5 regions in the horizontal direction and 4 regions in the vertical direction Bmn (m is an integer of 1 to 4, n is 1 to 5 A segmentation pattern having an integer) is used. In the case of the second segment pattern, the regions B22 to B24 and B32 to B34 in the second column to the fourth column from the left in the second row and the third row from the top are the regions Aij in the first segment pattern. This is a region where the number of pixels in the horizontal direction is Ncb and the number of pixels in the vertical direction is Nrb. However, the number of pixels in the vertical direction of the other regions, that is, the regions B11 to B15 in the first row and the regions B41 to B45 in the fourth row from the top is Nrb / 2 pixels (= 8 pixels). The number of pixels in the horizontal direction of the regions B11 to B41 in the first column and the regions B15 to B45 in the fifth column is Ncb / 2 (= 8 pixels).
[0036]
As the feature information, various feature amounts such as a minimum value, a maximum value, an average value, and a luminance histogram of the luminance signal representing the region image can be considered. In this embodiment, at least the minimum value, maximum value, and average value of the luminance signal are obtained for each region.
[0037]
B3. Tone conversion processor:
As shown in FIG. 2, the gradation conversion processing unit 240 includes a first region gradation conversion processing unit 242a, a second region gradation conversion processing unit 242b, and an averaging processing unit 244.
[0038]
In the first area gradation conversion processing unit 242a, as described below, the gradation conversion characteristics (hereinafter referred to as “first area level”) based on the first area feature information acquired by the first area feature information acquisition unit 222a. Also called “tone conversion characteristics”). The input luminance signal is subjected to gradation conversion based on the determined first area gradation conversion characteristic, and the result (hereinafter also referred to as “first area gradation conversion result”) is output.
[0039]
Also in the second area gradation conversion processing unit 242b, as described below, gradation conversion characteristics (hereinafter referred to as “second area level”) based on the second area feature information acquired by the second area feature information acquisition unit 222b. Also called “tone conversion characteristics”). The input luminance signal is subjected to gradation conversion based on the determined second area gradation conversion characteristic, and the result (hereinafter also referred to as “second area gradation conversion result”) is output.
[0040]
Then, the averaging processing unit 244 obtains an average value of the first region gradation conversion result and the second region gradation conversion result, and outputs it as the gradation conversion result.
[0041]
Hereinafter, the operations of the first region gradation conversion processing unit 242a, the second region gradation conversion processing unit 242b, and the averaging processing unit 244 will be described more specifically.
[0042]
Here, when the first region group based on the first segment pattern in FIG. 3A and the second region group based on the second segment pattern in FIG. 3B are overlapped, FIG. 4A is obtained. As shown, a matrix-like area (hereinafter referred to as “control area”) newly divided by a dividing line (indicated by a broken line) in the first dividing pattern and a dividing line in the second dividing pattern (indicated by a one-dot chain line) Call) Cop (where o is an integer from 1 to 6 and p is an integer from 1 to 8).
[0043]
As shown in FIG. 4B, for example, the control region C11 includes the first region group region A11 and the second region group region B11, and the control region C12 includes the first region group region A11 and the second region group. Like the region B12 of the region group, each control region Cop can be uniquely specified by the combination of the region Aij corresponding to the first region group and the region Bmn corresponding to the second region group.
[0044]
Therefore, the first region gradation conversion processing unit 242a determines the first region gradation conversion characteristics based on the first region feature information acquired for the region Aij of the first region group that specifies each control region Cop. To do. Then, the input luminance signal is subjected to gradation conversion based on the first region gradation conversion characteristic determined for the control region corresponding to the luminance signal, and is output as the first region gradation conversion result.
[0045]
Similarly, in the second area gradation conversion processing unit 242b, the second area gradation conversion characteristics are obtained based on the second area characteristic information acquired for the area Bmn of the second area group that specifies each control area Cop. decide. Then, the input luminance signal is subjected to gradation conversion based on the second region gradation conversion characteristics of the control region corresponding to the luminance signal, and is output as a second region gradation conversion result.
[0046]
Then, the averaging processing unit 244 calculates an average value of the first region gradation conversion result and the second region gradation conversion result, and outputs it as a gradation conversion result corresponding to the input luminance signal.
[0047]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the gradation conversion processing operation in a certain control region. FIG. 5 is determined by inputting three parameters of the minimum value YSmin, the maximum value YSmax, and the average value APL, which are feature information, into the following formulas (1) to (4) in order to improve the contrast. An example of gradation conversion characteristics is shown.
[0048]
Yout ＝ YOmin (＝ 0) ： YImin (＝ 0) ≦ Yin <YSmin… (1)
Yout = (APL−YOmin) ・ Yin / (APL−YSmin): YSmin ≦ Yin <APL (2)
Yout = (YOmax−APL) ・ Yin / (YSmax−APL): APL ≦ Yin <YSmax (3)
Yout ＝ YOmax (＝ 1023) ： YSmax ≦ Yin <YImax (＝ 1023)… (4)
[0049]
The above equations (1) to (4) represent the input luminance signal in a certain area with respect to the gradation range (YImin to YOmax, which is a 10-bit gradation range of 0 to 1023 in this example) that the luminance signal Yin can take. When the minimum value of Yin is YSmin (YImin ≦ YSmin), the maximum value is YSmax (YSmax ≦ YImax), and the average value is APL, the output luminance signal Yout with respect to the input luminance signal Yin is output dynamic based on the average value APL. The gradation conversion characteristics converted into the maximum range (YOmin to YOmax, in this example, a 10-bit gradation range of 0 to 1023) are shown.
[0050]
In this gradation conversion characteristic, the range of change in the output luminance signal for an input luminance signal smaller than the average value APL and a larger input luminance signal is linearly changed without changing the value of the output luminance signal with respect to the average value APL. Stretching. The average value APL of the luminance signal greatly represents the characteristics of the image. When the output luminance signal with respect to the average value APL changes, there is a high possibility that the impression of the image will change. In the gradation conversion characteristics determined as described above, by using the output luminance signal value with respect to the average value APL of the input luminance signal as a reference, it is possible to improve the contrast while suppressing the image impression from changing. Can be achieved.
[0051]
In the first area gradation conversion processing unit 242a, based on the first area feature information acquired for the area Aij of the first area group that specifies the corresponding control area of the image represented by the input luminance signal Yin, FIG. As shown in FIG. 5, the first region gradation conversion characteristics according to the above equations (1) to (4) are determined. Then, based on the determined first region gradation conversion characteristic, a first region gradation conversion result Yout (A) for the input luminance signal Yin is obtained.
[0052]
Similarly, in the second area gradation conversion processing unit 242b, based on the second area feature information acquired for the area Bmn of the second area group that specifies the control area, as shown in FIG. The second region gradation conversion characteristics according to the equations (1) to (4) are determined. Then, based on the determined second region gradation conversion characteristic, a second region gradation conversion result Yout (B) for the input luminance signal Yin is obtained.
[0053]
In the averaging processing unit 244, an average value of the first region gradation conversion result Yout (A) and the second region gradation conversion result Yout (B) is obtained and output as a gradation conversion result Yout for the input luminance signal Yin. The
[0054]
As described above, in the gradation conversion processing unit of the present embodiment, two types of area feature information acquired for the areas of the two types of area groups that specify each control area are used. A region gradation conversion characteristic is determined. Then, in accordance with the determined two types of region gradation conversion characteristics, two types of region gradation conversion results for the luminance signal of the image corresponding to the control region are obtained, and the average value of these is used as the gradation conversion result. Thereby, the effect demonstrated below can be acquired.
[0055]
For each control area, the luminance signal of the image corresponding to the control area can be subjected to gradation conversion according to the gradation conversion characteristics determined based on the feature information acquired corresponding to each control area. Therefore, it is possible to perform favorable gradation conversion according to the image characteristics for each control area. As a result, even in the case where a plurality of image areas having different features are mixed in one image that has not been sufficiently devised in the past, it is possible to control favorable gradation characteristics for each image area having different features. It is possible to improve the image quality automatically.
[0056]
In addition, the following effects can be obtained. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the effect of the tone conversion process of this embodiment. FIG. 6 shows an enlarged part of the control area. For example, focus on one control region C22. The area of the first area group that specifies the control area C22 is A11, and the area of the second area group is B22. Here, since the area A11 of the first area group includes four control areas C11, C12, C21, and C22, the first area feature information acquired for the area A11 includes the control area C22. The image feature information corresponding to the other three control regions C11, C12, and C21 adjacent to this other than the above is also included.
[0057]
In addition, since the area B22 of the second area group includes four control areas C22, C23, C32, and C33, the second area feature information acquired for the area B22 includes other than the control area C22. The image feature information corresponding to the other three control regions C23, C32, and C33 adjacent to this is also included.
[0058]
Further, as described above, for each control area, the gradation converted according to the two area group gradation conversion characteristics determined based on the two types of area feature information of the areas of the two types of area groups that specify the control area The conversion results are averaged to obtain the gradation conversion result of the image signal corresponding to the control region.
[0059]
Therefore, when converting the gradation of a signal representing an image corresponding to one control area, the feature information of the peripheral control area adjacent to the control area is also taken into consideration. As a result, it is possible to suppress the occurrence of image inconsistency without obtaining image continuity at the boundary of each control region.
[0060]
There are also the following effects. The second division pattern described above is a division pattern in which the number of pixels Ncb in the horizontal direction (row direction) and the number of pixels Nrb in the vertical direction (column direction) of each region are shifted by ½, respectively. Therefore, one control region that is partitioned by overlapping the first partition pattern and the second partition pattern can be made ¼ the size of one region of the first partition pattern. Therefore, by obtaining the feature information for each relatively large area, it is possible to execute different gradation conversions for each control area having a quarter size of the area. Accordingly, there is an effect that the time required for the processing can be reduced by relatively increasing the size of the area from which the feature information is acquired.
[0061]
B4. Variation:
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a modification of the gradation characteristic conversion unit of the first embodiment. The feature information acquisition unit 220 and the tone conversion processing unit 240 of the tone characteristic conversion unit 20 of the first embodiment are similar to the feature information acquisition unit 220A and the tone characteristic conversion unit 20A of the modification shown in FIG. The gradation conversion processing unit 240A can be used. The remaining configuration except for the feature information acquisition unit 220A and the gradation conversion processing unit 240A is the same as the gradation characteristic conversion unit 20 of the first embodiment.
[0062]
The feature information acquisition unit 220A includes a third region feature information acquisition unit 222c and a fourth region in addition to the first region feature information acquisition unit 222a and the second region feature information acquisition unit 222b in the feature information acquisition unit 220 of the first embodiment. A feature information acquisition unit 222d is provided. In addition to the first region gradation conversion processing unit 242a and the second region gradation conversion processing unit 242b, the gradation conversion processing unit 240A includes a third region feature information acquisition unit 222c and a fourth region feature information acquisition unit 222d. Are provided with a third region gradation conversion processing unit 242c and a fourth region gradation conversion processing unit 242d. Further, the averaging processing unit 244 of the gradation conversion processing unit 240A performs the first region group gradation conversion processing result according to the addition of the third region gradation conversion processing unit 242c and the fourth region gradation conversion processing unit 242d. -The configuration is changed so as to obtain the average value of the fourth region group gradation conversion processing results.
[0063]
Similarly, the first region feature information acquisition unit 222a to the fourth region feature information acquisition unit 222d convert the image represented by the input luminance signal from the first region group to the fourth region according to the first partition pattern to the fourth partition pattern, respectively. Divide into 4 area groups. Then, for each area included in each area group, the characteristic information (hereinafter also referred to as “first area characteristic information” to “fourth area characteristic information”) of the luminance signal representing the corresponding area image is acquired. To do.
[0064]
Here, as shown in FIG. 8A, the first division pattern is a division pattern in which Ncb pixels are divided in the horizontal direction and Nrb pixels are divided in the vertical direction. On the other hand, as shown in FIG. 8B, the second division pattern has horizontal and vertical division positions in the first division pattern of FIG. 8A, and Ncb / 4 pixels in the horizontal direction. A segment pattern shifted by Nrb / 4 pixels in the vertical direction is used. As shown in FIG. 8 (c), the third segment pattern has the horizontal and vertical segment positions in the first segment pattern of FIG. 8 (a) in the horizontal direction (Ncb · 2/4) pixels. And the division pattern shifted by (Nrb · 2/4) pixels in the vertical direction, that is, the horizontal and vertical division positions in the second division pattern of FIG. A division pattern shifted by 4 pixels and Nrb / 4 pixels in the vertical direction is used. As shown in FIG. 8 (d), the fourth division pattern has the horizontal and vertical division positions in the first division pattern of FIG. 8 (a) in the horizontal direction (Ncb · 3/4) pixels. And the division pattern shifted by (Nrb · 3/4) pixels in the vertical direction, that is, the horizontal and vertical division positions in the third division pattern of FIG. A division pattern shifted by 4 pixels and Nrb / 4 pixels in the vertical direction is used. In short, four types of division patterns are used in which the horizontal and vertical division positions in the first division pattern are sequentially shifted by Ncb / 4 pixels in the horizontal direction and Nrb / 4 pixels in the vertical direction.
[0065]
When these four types of division patterns are used, as shown in FIG. 8E, with respect to the number of horizontal pixels Ncb and the number of vertical pixels Nrb in one region according to the first division pattern. A control region having a size of Ncb / 4 pixels in the horizontal direction and Nrb / 4 pixels in the vertical direction, that is, a control region having a size of 1/16 with respect to one region according to the first segmentation pattern can be defined.
[0066]
In the first region gradation conversion processing unit 242a to the fourth region group special gradation conversion processing unit 242d, the first region group that identifies the control region corresponding to the image represented by the input luminance signal The gradation conversion characteristics (hereinafter referred to as “first area gradation conversion characteristics” to “fourth area gradation”) based on the first area characteristic information to the fourth area characteristic information acquired for each area of the fourth area group. Also called “conversion characteristics”). The luminance signal is subjected to gradation conversion based on the determined first area gradation conversion characteristic to fourth area gradation conversion characteristic, and the result (hereinafter referred to as “first area gradation conversion result” to “first area gradation conversion result”). Also referred to as “four-region gradation conversion result”. Then, the average value of the obtained first region gradation conversion result to fourth region group gradation conversion processing result is obtained by the averaging processing unit 244 and output as the gradation conversion result.
[0067]
As described above, in the gradation characteristic conversion unit 20A of this modification, for each control region, the feature information acquired corresponding to each control region with respect to the luminance signal of the image corresponding to the control region. Since the tone conversion can be performed in accordance with the tone conversion characteristics determined on the basis of the image quality, favorable tone conversion is performed according to the characteristics of the image for each control area, as in the tone characteristic conversion unit 20 of the first embodiment. Can be performed. As a result, even in the case where a plurality of image areas having different features are mixed in one image that has not been sufficiently devised in the past, it is possible to control favorable gradation characteristics for each image area having different features. It is possible to improve the image quality automatically.
[0068]
Further, when converting the gradation of a signal representing an image corresponding to one control region, based on the four types of region feature information acquired for the regions of the four types of region groups that specify the control region. Four types of area gradation conversion characteristics are determined. Then, according to the determined four types of region gradation conversion characteristics, four types of region gradation conversion results for the luminance signal of the image corresponding to the control region are obtained, and the average value thereof is used as the gradation conversion result. As a result, the feature information of the surrounding control area adjacent to the control area can be taken into consideration more than in the case of the embodiment, so that the image continuity is not obtained at the boundary of each control area. It is possible to further suppress the occurrence of inconsistency.
[0069]
In addition, since the size of one control area can be set to 1/16 the size of one area by the first segmentation pattern, by obtaining the feature information for each relatively large area, Different gradation conversions can be executed for each control region having a size of 1/16. Thereby, the time required for processing can be further reduced as compared with the embodiment by relatively increasing the size of the area from which the feature information is acquired.
[0070]
C. Tone characteristic conversion unit of the second embodiment:
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the gradation characteristic conversion unit of the second embodiment. The gradation characteristic conversion unit 20B of the second embodiment has a configuration in which the gradation conversion processing unit 240 of the gradation characteristic conversion unit 20 of the first embodiment is replaced with a gradation conversion processing unit 240B. The gradation characteristic conversion unit 20B is the same as the gradation characteristic conversion unit 20 of the first embodiment except for the gradation conversion processing unit 240B.
[0071]
The gradation conversion processing unit 240B includes a control region feature information acquisition unit 246 and a control region gradation conversion processing unit 248. In the control region feature information acquisition unit 246, for each control region Cop shown in FIG. 4, the first region feature information acquisition unit 222a acquires the region Aij of the first region group that identifies the control region Cop. Based on the information and the second region feature information acquired by the second region feature information acquisition unit 222b for the region Bmn of the second region group, the feature information of the image corresponding to this control region (hereinafter referred to as “control”). Area characteristic information ”).
[0072]
In the control area gradation conversion processing unit 248, similarly to the first area gradation conversion processing unit 242a and the second area gradation conversion processing unit 242b of the first embodiment, the input luminance signal is controlled by the corresponding luminance signal. Control region gradation conversion characteristics are determined based on the control region feature information obtained for the region. Then, the input luminance signal is subjected to gradation conversion based on the control region gradation conversion characteristic corresponding to the luminance signal, and the gradation conversion result is output.
[0073]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the gradation conversion processing operation in the second embodiment. In the example of FIG. 10 as well, in order to improve the contrast, the above formulas (1) to (4) are changed to 3 of the minimum value YSmin, the maximum value YSmax, and the average value APL as feature information in order to improve the contrast. An example of gradation conversion characteristics determined by inputting two parameters is shown.
[0074]
For the control region corresponding to the image represented by the input luminance signal Yin, the control region feature information acquisition unit 246 obtains the average value APL, the minimum value Ysmin, and the maximum value Ysmax of the luminance signal of the control region as the control region. The average value APL (A), the minimum value YSmin (A), and the maximum value YSmax (A) of the luminance signal in the area Aij of the first area group to be specified, and the luminance signal in the area Bmn for the second area group The average value APL (B), the minimum value YSmin (B), and the maximum value YSmax (B) are obtained.
[0075]
The average value APL of the luminance signal in the control region can be obtained, for example, by averaging APL (A) and APL (B). The minimum value YSmin of the luminance signal in the control area may be the smaller of YSmin (A) and YSmin (B), and the maximum value YSmax may be the larger of YSmax (A) and YSmax (B). it can. Although the minimum value and the maximum value can also be the average of the two, considering the dynamic range, it is preferable that the minimum value is the smaller one and the maximum value is the larger one.
[0076]
In the control area gradation conversion processing unit 248, the control area corresponding to the image represented by the input luminance signal Yin is shown in FIG. 10 according to the above formulas (1) to (4) based on the acquired control area feature information. As shown, the control region tone conversion characteristics are determined. Then, a gradation conversion result Yout for the luminance signal Yin is obtained based on the determined control region gradation conversion characteristics.
[0077]
As described above, also in the gradation conversion processing unit 240B, for each control region, the control region feature obtained from the two types of region feature information acquired for the regions of the two types of region groups that specify the control region. Based on the information, the control region gradation conversion characteristic is determined, and according to this, the gradation conversion result for the luminance signal of the image corresponding to the control region is obtained. Therefore, even if the gradation characteristic conversion unit 20B of this embodiment is used, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0078]
Note that the gradation characteristic conversion unit 20B of the second example is also similar to the modification 20A of the gradation characteristic conversion unit 20 of the first example in the first region feature information acquisition unit 222a and the second region feature information acquisition unit. In addition to 222b, the configuration may be replaced with a feature information acquisition unit 220A including a third region feature information acquisition unit 222c and a fourth region feature information acquisition unit 222d.
[0079]
D. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
[0080]
D1. Modification 1:
In the first and second embodiments, the horizontal and vertical division positions in the first division pattern are shifted in two types by Ncb / 2 pixels in the horizontal direction and Nrb / 2 pixels in the vertical direction. Regions are overlapped using segmentation patterns. Further, in the modification of the first embodiment, four types of horizontal and vertical division positions in the first division pattern are sequentially shifted by Ncb / 4 pixels in the horizontal direction and Nrb / 4 pixels in the vertical direction. Regions are overlapped using segmentation patterns. However, the present invention is not limited to this. For example, the areas may be overlapped using different division patterns having areas of different sizes. That is, it is possible to use various different n types of division patterns.
[0081]
D2. Modification 2:
In the feature information acquisition unit 220 of the above-described embodiment, an example is shown in which at least the maximum value, minimum value, and average value of the luminance signal are acquired as the feature information, but various feature information such as a luminance histogram is acquired. Is also possible.
[0082]
D3. Modification 3:
The gradation conversion characteristics determined by the above formulas (1) to (4) are an example for improving the contrast, and are not limited to this, and the brightness, darkness, vividness, etc. of the image are not limited thereto. You may make it apply the gradation conversion characteristic determined by the conversion type | formula which uses various feature information as a parameter.
[0083]
D4. Modification 4:
In the above embodiment, the case where the gradation conversion process is executed on the luminance signal is shown. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to execute the gradation conversion process on the chroma signal in the same manner. It is also possible to execute gradation conversion processing on each of the RGB signals in the same manner.
[0084]
D5. Modification 5:
In the image display apparatus of the above embodiment, a projector using a liquid crystal panel which is a non-issue type display device is described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a projector using DMD (trademark of TI), which is a non-light emitting display device, as a light modulation element called a light valve. Further, the present invention can be applied not only to a projector but also to a direct view type image display device. Further, the present invention can also be applied to a projection-type image display device using a light-emitting display device and a direct-view type image display device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an image display apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a gradation characteristic conversion unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first region group based on a first segment pattern and a second region group based on a second segment pattern.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a control region specified by a region of a first region group and a region of a second region group.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a gradation conversion processing operation in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an effect of the gradation conversion process of the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a modification of the gradation characteristic conversion unit of the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a division pattern in a feature information acquisition unit.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a gradation characteristic conversion unit according to a second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of gradation conversion processing operation in the second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a defect caused by a conventional method.
[Explanation of symbols]
10: Input processing unit
20 ... gradation characteristic conversion section
30 ... Liquid crystal panel drive (LCD drive)
40 ... Liquid crystal panel (liquid crystal display panel)
50. Illumination device
60. Projection optical system
70: Control unit
210: first format converter
220 ... Feature information acquisition unit
220A ... Feature information acquisition unit
222a: first region feature information acquisition unit
222b ... second region feature information acquisition unit
222c ... Third region feature information acquisition unit
222d: fourth region feature information acquisition unit
240 ... gradation conversion processing unit
242a: first region gradation conversion processing unit
242b ... second region gradation conversion processing unit
244 ... Averaging processing unit
240A ... gradation conversion processing unit
242c ... Third region gradation conversion processing unit
242d: fourth region gradation conversion processing unit
240B ... gradation conversion processing unit
246 ... Control region feature information acquisition unit
248... Control region gradation conversion processing unit
250 ... Buffer section
260 ... second format conversion unit

Claims

An image display device for displaying an image based on an input image signal,
N types of division patterns for dividing the image represented by the input image signal into a plurality of regions are defined in advance, and each of the n types of region groups obtained according to the respective division patterns corresponds to each region of the region group. A feature information acquisition unit that acquires feature information representing features of a region image for each region;
A control region group newly defined by overlapping the n types of region groups is defined, and n types of regions of the n types of region group for specifying the control region for each control region of the control region group A gradation conversion processing unit that converts the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control region based on the n types of region feature information acquired for
An image display device comprising:

The image display device according to claim 1,
The feature information acquisition unit includes n region feature information acquisition units corresponding to the n types of region groups,
Each region feature information acquisition unit acquires, for each region, region feature information representing features of a region image corresponding to each region of a region group in which an image represented by the input image signal is segmented according to a corresponding segment pattern. Image display device.

The image display device according to claim 1,
The gradation conversion processing unit
N area gradation conversion processing units provided corresponding to the n types of area groups;
An averaging process for obtaining an average value of n types of area gradation conversion results supplied from the n number of area gradation conversion processing sections and obtaining a gradation conversion result of a signal representing a control image corresponding to the control area And comprising
Each area gradation conversion processing unit determines area gradation conversion characteristics based on area feature information acquired for an area that specifies the control area in the corresponding area group, and the determined area An image display device that obtains the area gradation conversion result by converting the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control area according to a gradation conversion characteristic.

The image display device according to claim 1,
The gradation conversion processing unit
A control region feature information acquisition unit for obtaining control region feature information for a control image corresponding to the control region based on the n types of region feature information;
A control area gradation conversion characteristic is determined based on the control area characteristic information, and a gradation conversion result of a signal representing a control image corresponding to the control area is acquired according to the control area gradation conversion characteristic. A key conversion processing unit;
An image display device comprising:

A gradation characteristic conversion device for controlling gradation characteristics of an input image signal,
N types of division patterns for dividing the image represented by the input image signal into a plurality of regions are defined in advance, and each of the n types of region groups divided according to the n types of division patterns corresponds to each region of the region group. A feature information acquisition unit that acquires, for each of the regions, feature information representing features of the region image
A control region group newly defined by overlapping the n types of region groups is defined, and n types of regions of the n types of region group for specifying the control region for each control region of the control region group A gradation conversion processing unit that converts the gradation of a signal representing a control image corresponding to the control region based on the n types of region feature information acquired for
A gradation characteristic conversion device comprising: