图像显示装置和图像显示方法

专利名称：图像显示装置和图像显示方法
技术领域：
本发明涉及根据图像数据显示图像的技术。
背景技术：
以往，提出有在投影机等图像显示装置中进行扩大图像数据的亮度范围的扩展处理(以下，称为“亮度范围扩展处理”)而提高图像的对比度的技术。
特开2001-343957号公报[专利文献2]特开2004-163518号公报但是，在对图像数据进行以往的亮度范围扩展处理时，会发生图像全体中大部分像素由于图像数据的亮度直方图而变白的感光过度(白飞)等，反而有可能损害画质。

发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供可以进行与图像数据的亮度直方图相适应的亮度范围扩展处理的技术。此外，2005年7月8日申请的日本专利申请2005-200570号、2005年7月27日申请的日本专利申请2005-216677号、2006年3月23日申请的日本专利申请2006-80231号公报和2006年5月17日申请的日本专利申请2006-137248号公报的公开内容，也结合到本说明书中，用于参考。
作为本发明的一种方式，可以采用根据图像数据显示图像的图像显示装置。该图像显示装置具备计算与图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；根据多个图像特征量，通过参照预先设定的扩展系数查找表而确定扩展系数的扩展系数导出部；以及根据扩展系数，对图像数据进行扩大图像数据的亮度范围的亮度范围扩展处理的亮度范围扩展处理部。
另外，优选地，亮度直方图采用包含在对图像的区域进行分割而得到的各小区域内的像素的亮度的平均值的度数分布。
此外，在图像数据为运动图像数据时，优选采用以下的方式。即，扩展系数导出部，对运动图像数据的各帧，参照扩展系数查找表确定扩展系数。此外，图像显示装置进一步具备扩展修正部。扩展修正部确定绝对值比理想扩展修正量的绝对值小的扩展修正量。此外，理想扩展修正量是当前帧理想扩展系数与前一帧扩展系数之差。当前帧理想扩展系数是扩展系数导出部参照扩展系数查找表并根据当前帧的图像特征量确定的扩展系数。前一帧扩展系数是在前一帧的亮度范围扩展处理中使用的扩展系数。扩展修正部，通过使用扩展修正量修正当前帧理想扩展系数，而生成当前帧扩展系数。此外，亮度范围扩展处理部，根据作为扩展系数的当前帧扩展系数，对图像数据进行亮度范围扩展处理。
此外，扩展修正部，在前扩展修正量的绝对值小于指定的阈值时，根据理想扩展修正量将扩展修正量确定为第1值。此外，前扩展修正量是前一帧扩展系数与前一帧理想扩展系数之差。前一帧理想扩展系数是扩展系数导出部参照扩展系数查找表并根据前一帧的图像特征量确定的扩展系数。另一方面，扩展修正部，在前扩展修正量的绝对值大于等于指定的阈值时，根据理想扩展修正量将扩展修正量确定为第2值。此外，在理想扩展修正量相等时，第2值的绝对值大于第1值的绝对值。
另外，优选地，扩展修正部，在前扩展修正量的绝对值大于等于指定的阈值并且理想扩展修正量为正值时，确定第3值作为第2值。此外，优选地，扩展修正部，在前扩展修正量的绝对值大于等于指定的阈值并且理想扩展修正量为负值时，确定第4值作为第2值。此外，在理想扩展修正量相等时，第4值的绝对值大于第3值的绝对值。
另外，在图像数据为运动图像数据时，优选采用以下的方式。即，扩展系数导出部，对运动图像数据的各帧，参照扩展系数查找表确定扩展系数。此外，图像显示装置进一步具备扩展置换部。该扩展置换部，在当前帧理想扩展系数与前第2帧理想扩展系数相等并且与前第1帧理想扩展系数不同时，将当前帧理想扩展系数置换为前第1帧扩展系数，而生成当前帧扩展系数。此外，当前帧理想扩展系数，是扩展系数导出部参照扩展系数查找表并根据当前帧的图像特征量确定的扩展系数。上述前第1帧理想扩展系数，是扩展系数导出部参照扩展系数查找表并根据当前帧的前一帧的图像特征量确定的扩展系数。前第2帧理想扩展系数，是扩展系数导出部参照扩展系数查找表并根据当前帧的前二帧的图像特征量确定的扩展系数。前第1帧扩展系数，是在当前帧的前一帧的亮度范围扩展处理中使用的扩展系数。亮度范围扩展处理部，根据作为扩展系数的当前帧扩展系数，对图像数据进行亮度范围扩展处理。
另外，本发明也可以作为以下形式的图像显示装置而实现。即，该图像显示装置具备照明装置；根据多个图像特征量，通过参照预先设定的调光系数查找表确定表示照明装置的光量的调光系数的调光系数导出部；以及根据调光系数进行照明装置的调光的调光部。
另外，本发明也可以作为以下形式的图像显示装置而实现。即，该图像显示装置具备照明装置；计算与图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；根据多个图像特征量，通过参照预先设定的调光系数查找表而确定调光系数的调光系数导出部；以及根据调光系数进行照明装置的调光的调光部。
此外，在图像数据是运动图像数据时，优选采用以下的形式。即，调光系数导出部，对运动图像数据的各帧，参照调光系数查找表并参照扩展系数查找表确定调光系数。此外，图像显示装置进一步具备调光修正部。该调光修正部确定绝对值比理想调光修正量的绝对值小的调光修正量。此外，理想调光修正量是当前帧理想调光系数与前一帧调光系数之差。当前帧理想调光系数是调光系数导出部参照调光系数查找表并根据当前帧的图像特征量确定的调光系数。前一帧调光系数是在对于前一帧的调光中使用的调光系数。调光修正部，通过使用调光修正量修正当前帧理想调光系数，而生成当前帧调光系数。此外，调光部，根据作为调光系数的当前帧调光系数，进行照明装置的调光。
另外，优选地，调光修正部，在前调光修正量的绝对值小于指定的阈值时，根据理想调光修正量将调光修正量确定为第1值。此外，前调光修正量是前一帧调光系数与前一帧理想调光系数之差。前一帧理想调光系数是调光系数导出部参照调光系数查找表并根据前一帧的图像特征量确定的调光系数。此外，调光修正部，在前调光修正量的绝对值大于等于指定的阈值时，根据理想调光修正量将调光修正量确定为第2值。此外，在理想调光修正量相等时，第2值的绝对值大于第1值的绝对值。
另外，优选地，调光修正部，在前调光修正量的绝对值大于等于指定的阈值并且理想调光修正量为正值时，确定第3值作为第2值。此外，优选地，调光修正部，在前调光修正量的绝对值大于等于指定的阈值并且理想调光修正量为负值时，确定第4值作为第2值。此外，在理想调光修正量相等时，第4值的绝对值大于第3值的绝对值。
此外，在图像数据为运动图像数据时，优选采用以下的形式。即，调光系数导出部，对运动图像数据的各帧，参照调光系数查找表确定调光系数。此外，图像显示装置进一步具备调光置换部。该调光置换部，在当前帧理想调光系数与前第2帧理想调光系数相等并且与前第1帧理想调光系数不同时，将当前帧理想调光系数置换为前第1帧调光系数，而生成当前帧调光系数。此外，当前帧理想调光系数，是调光系数导出部参照调光系数查找表并根据当前帧的图像特征量确定的调光系数。前第1帧理想调光系数，是调光系数导出部参照调光系数查找表并根据当前帧的前一帧的图像特征量确定的调光系数。前第2帧理想调光系数，是调光系数导出部参照调光系数查找表并根据当前帧的前二帧的图像特征量确定的调光系数。前第1帧调光系数，是在当前帧的前一帧的调光中使用的调光系数。调光部，根据作为调光系数的当前帧调光系数，进行照明装置的调光。
另外，为了解决上述问题的至少一部分，本发明的图像显示装置是根据图像数据显示图像的图像显示装置，其特征在于，具备计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的扩展系数查找表而导出在扩大上述图像数据的亮度范围的亮度范围扩展处理中使用的扩展系数的扩展系数导出部；以及根据上述扩展系数，对上述图像数据进行扩大上述图像数据的亮度范围的亮度范围扩展处理的亮度范围扩展处理部。
如果采用本发明，则由于使用通过用与图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量参照扩展系数查找表而得到的扩展系数对图像数据进行亮度范围扩展处理，所以，可以进行与图像数据的亮度直方图相应的亮度范围扩展处理。
上述亮度直方图可以是分割上述图像的各小区域内的亮度平均值的度数分布。
这样，由于使用各小区域的亮度平均值，所以，可以降低亮度范围扩展处理中的图像的噪音的影响。
上述多个图像特征量可以包括作为上述亮度直方图的亮度的最大值的白峰值；以及上述亮度直方图的亮度的平均值或亮度的最小值。
也可以形成为上述图像数据是运动图像数据；上述扩展系数导出部对每1帧导出上述扩展系数；上述图像显示装置进一步具备修正上述扩展系数导出部导出的作为当前帧的扩展系数的当前帧理想扩展系数并求出作为修正后的当前帧的扩展系数的当前帧实际扩展系数的修正部；上述修正部，从上述当前帧理想扩展系数中减去上述亮度范围扩展处理部在前一帧的亮度范围扩展处理中使用的作为扩展系数的前一帧实际扩展系数而求出理想扩展系数之差，并以从上述当前帧实际扩展系数中减去上述前一帧实际扩展系数而求出的实际扩展系数之差的绝对值小于上述理想扩展系数之差的绝对值并且上述实际扩展系数之差的符号与上述理想扩展系数之差的符号一致的方式求出上述当前帧实际扩展系数；上述亮度范围扩展处理部，根据上述当前帧实际扩展系数对上述图像数据进行上述亮度范围扩展处理。
这样，可以抑制扩展系数从前一帧开始急剧地发生变化。
上述修正部，可以进而在上述扩展系数导出部导出的前一帧的扩展系数与前一帧的修正后的扩展系数之差的绝对值大于等于预先设定的阈值时，以与该绝对值小于阈值的情况相比使上述实际扩展系数之差的绝对值增大的方式，求出当前帧实际扩展系数。
这样，在前一帧的修正前后的扩展系数之差的绝对值大于等于阈值时，与该绝对值小于阈值的情况相比，可以使实际扩展系数之差的绝对值增大。
上述修正部，可以进而在上述理想扩展系数之差为负值时，以与上述理想扩展系数之差为绝对值相同且为正值的情况相比使上述实际扩展系数之差的绝对值增大的方式，求出上述当前帧实际扩展系数。
这样，在理想扩展系数之差为负值时，可以以与理想扩展系数之差为绝对值相同且为正值的情况相比使上述实际扩展系数之差的绝对值增大的方式，求出当前帧实际扩展系数。
也可以形成为上述图像数据是运动图像数据；上述扩展系数导出部对每1帧导出上述扩展系数；具备在上述扩展系数导出部导出的当前帧的扩展系数与上述扩展系数导出部导出的当前帧的前2帧的扩展系数一致并且与上述扩展系数导出部导出的当前帧的前1帧的扩展系数不一致时，将上述当前帧的扩展系数置换为上述亮度范围扩展处理部在前1帧的亮度范围扩展处理中使用的扩展系数的置换部。
这样，在扩展系数导出部导出的当前帧的扩展系数与扩展系数导出导出的当前帧的前2帧的扩展系数一致并且与扩展系数导出部导出的当前帧的前1帧的扩展系数不一致时，可以以不与在前一帧的亮度范围扩展处理中使用的扩展系数发生变化的方式设定扩展系数。
上述图像显示装置可以进一步具备照明装置；进行上述照明装置的调光的调光部；以及通过使用上述多个图像特征量并参照预先设定的调光系数查找表，而导出表示上述照明装置的光量的调光系数的调光系数导出部；上述调光部根据上述调光系数进行调光。
这样，通过进行根据与图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的调光，可以进行与图像数据的亮度直方图相应的调光。
上述扩展系数查找表和上述调光系数查找表，可以在共同进行上述亮度范围扩展处理和上述调光的前后，以使上述图像的最大亮度不发生变化的方式被设定。
这样，可以通过使用该扩展系数查找表和调光系数查找表而导出扩展系数和调光系数，在共同进行亮度范围扩展处理和调光的前后，使图像的最大亮度不发生变化。
或者，为了解决上述问题的至少一部分，本发明的图像显示装置是根据图像数据显示图像的图像显示装置，其特征在于，具备照明装置；进行上述照明装置的调光的调光部；计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；以及通过使用上述多个图像特征量并参照预先设定的调光系数查找表，导出表示上述照明装置的光量的调光系数的调光系数导出部；上述调光部根据上述调光系数进行调光。
这样，通过进行根据与图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的调光，可以进行与图像数据的亮度直方图相应的调光。
上述亮度直方图可以是分割上述图像的各小区域内的亮度平均值的度数分布。
这样，由于使用各小区域内的亮度平均值，所以，可以降低调光中的图像的噪音的影响。
上述多个图像特征量可以包括作为上述亮度直方图中的亮度的最大值的白峰值和上述亮度直方图中的亮度的平均值或亮度的最小值。
也可以形成为上述图像数据是运动图像数据；上述调光系数导出部对每1帧导出上述调光系数；上述图像显示装置进一步具备修正上述调光系数导出部导出的作为当前帧的调光系数的当前帧理想调光系数并求出作为修正后的当前帧的调光系数的当前帧实际调光系数的修正部上述修正部，从上述当前帧理想调光系数中减去上述调光部在前一帧的调光中使用的调光系数即前一帧实际调光系数而求出理想调光系数之差，并以使从上述当前帧实际调光系数中减去上述前一帧实际调光系数而求出的实际调光系数之差的绝对值小于上述理想调光系数之差的绝对值，并且上述实际调光系数之差的符号与上述理想调光系数之差的符号一致的方式求出上述当前帧实际调光系数；上述调光部根据上述当前帧实际调光系数进行调光。
这样，可以抑制调光系数从前一帧开始急剧地发生变化。
上述修正部，进而可以在上述调光系数导出部导出的前一帧的调光系数与前一帧的修正后的调光系数之差的绝对值大于等于预先设定的阈值时，以与该绝对值小于阈值的情况相比使上述实际调光系数之差的绝对值增大的方式求出上述当前帧实际调光系数。
这样，在前一帧的修正前后的调光系数之差的绝对值大于等于阈值时，与该绝对值小于阈值的情况相比，可以增大实际调光系数之差的绝对值。
上述修正部，进而可以在上述理想调光系数之差为负值时，以与上述理想调光系数之差为绝对值相同且为正值的情况相比使上述实际调光系数之差的绝对值增大的方式，求出上述当前帧实际调光系数。
这样，也可以在理想调光系数之差为负值时，以与理想调光系数之差为绝对值相同且为正值的情况相比使上述实际调光系数之差的绝对值增大的方式，求出当前帧实际调光系数。
也可以形成为上述图像数据是运动图像数据；上述调光系数导出部对每1帧导出上述调光系数；具备在上述调光系数导出部导出的当前帧的调光系数与上述调光系数导出部导出的当前帧的前2帧的调光系数一致并且与上述调光系数导出部导出的当前帧的前1帧的调光系数不一致时，将上述当前帧的调光系数置换为上述调光部在前1帧的调光中使用的调光系数的置换部。
这样，在调光系数导出部导出的当前帧的调光系数与上述调光系数导出部导出的当前帧的前2帧的调光系数一致并且与调光系数导出部导出的当前帧的前1帧的调光系数不一致时，可以以不与在前1帧的调光中使用的调光系数发生变化的方式设定调光系数。
此外，本发明可以以各种形式来实现，例如，可以以图像显示方法、用于实现方法或装置的功能的计算机程序、记录该程序的记录介质等的形式来实现。


图1是图像显示装置1000的方框图；图2是关于图像特征量计算部100的处理的说明图；图3是示出扩展系数LUT210的输入格子点的一个例子的说明图；图4是关于插值计算的说明图；图5是示出扩展系数Gc的设定的构思的说明图。
图6是表示调光系数LUT510的说明图；图7是示出扩展系数G(n)的导出处理的步骤的流程图；图8是示出导出实际变化量dW(n)的处理的流程图；图9是表示1D-LUT220的说明图；图10是示出调光系数L(n)的导出处理的步骤的流程图；
图11是示出实施例3的实际变化量dW(n)的导出处理的步骤的流程图；图12是示出修正系数ScaleG(n)的设定的构思的说明图；以及图13是示出调光系数L(n)的实际变化量dW(n)的导出处理的步骤的流程图。
符号说明100图像特征量计算部，200扩展系数导出部，210扩展系数查找表，300亮度范围扩展处理部，400光阀，500调光系数导出部，510调光系数查找表，600调光控制部，700调光元件，710光源装置，800调光元件，800投影光学系统，900屏幕，1000图像显示装置，FR帧，DR小区域，Ydri代表亮度，Gc、Gp1、Gp2扩展系数，Lc调光系数，K1扩展率，A1光量率，G(n)、G(k)扩展系数，Gid(n)、Gid(k)理想扩展系数，dWid(n)、dWid(k)理想变化量，dW(n)、dW(k)实际变化量，L(n)调光系数，Lid(n)理想调光系数，dW1(n)、dW1(k)变化量，ScaleG(n)、ScaleG(k)修正系数，Thw阈值，ScaleGblack黑修正系数值、ScaleGwhite白修正系数值，11～19、16A直线，ScaleL(n)修正系数。
具体实施例方式
A.实施例1图1是作为本发明的实施例1的图像显示装置1000的方框图。图像显示装置1000具有根据图像特征量进行扩展图像数据的亮度的范围的亮度范围扩展处理和光源装置710的调光控制的功能。图像数据可以是静止图像数据，也可以是运动图像数据的1帧。
图像显示装置1000是具有图像特征量计算部100、扩展系数导出部200、亮度范围扩展处理部300、光阀400、调光系数导出部500、调光控制部600、光源装置710和投影光学系统800并将图像投影显示在屏幕900上的投影机。光源装置710具有由例如开关晶体管构成的调光元件700。光源装置710相当于本发明的照明装置，调光元件700相当于本发明的调光部。调光部不限于调光元件，也可以是设置在光源装置710的前方、通过开闭而调节光源装置710的光量的灯罩。
图像特征量计算部100，根据图像数据的亮度计算APL(AveragePicture Level，平均图像电平)值和白峰值。关于APL值和白峰值，在后面进行详细说明。扩展系数导出部200通过使用APL值和白峰值并参照扩展系数查找表(以下，表示为LUT)210，导出扩展系数Gc。亮度范围扩展处理部300，根据扩展系数Gc对图像数据进行亮度范围扩展处理，并根据亮度范围扩展处理后的图像数据控制光阀400。调光系数导出部500，通过使用APL值和白峰值并参照预先设定的调光控制用查找表510，导出调光系数Lc。调光控制部600，根据调光系数Lc控制放电灯的调光元件700。
图像特征量计算部100，根据图像数据的亮度计算APL值和白峰值WP。图像数据的1像素的亮度Y由例如以下的(1)或(2)式定义。
Y＝0.299R+0.587G+0.144B …(1)Y＝max(R，G，B) …(2)图2是关于图像特征量计算部100的处理的说明图。图像特征量计算部100首先将1帧FR分割为16×16像素的小区域DR。在图2的例子中，1帧FR被分割为40个小区域DR1～DR40。在将40个小区域DR1～DR40之中任意的第i个小区域DRi内的各像素的亮度用Yi1～Yi256表示时，小区域DRi的代表亮度Ydri可以由以下的(3)式表示。
Ydri＝(Yi1+Yi2+…+Yi256)/256 …(3)即，小区域DRi的代表亮度Ydri是小区域DRi内的各像素的亮度的平均值。此外，在图2中，虽然小区域DRi内的像素数被图示为是25，但是，实际上存在256个像素。图像特征量计算部100根据(3)式分别求出小区域DR1～DR40的代表亮度Ydr1～Ydr40。并且，图像特征量计算部100将代表亮度Ydr1～Ydr40的平均值作为APL值，将代表亮度Ydr1～Ydr40的最大值作为白峰值WP。在这里，APL值和白峰值WP用10位来表示。此外，小区域DR的大小、数量可以任意地设定。
扩展系数导出部200，使用该APL值和白峰值WP并参照扩展系数LUT210，导出扩展系数Gc(参照图1)。此外，扩展系数Gc的值的范围可以任意地设定，例如设定在0～255的范围内。
图3是示出扩展系数LUT210的输入格子点的一个例子的说明图。图3的横轴是APL值，纵轴是白峰值WP。在由图3的黑点表示的输入格子点的位置，分别存储有扩展系数Gc。例如，在输入格子点G1处，存储有扩展系数Gc＝0，在输入格子点G2处，存储有扩展系数Gc＝148。由于APL值不会超过白峰值WP，所以在扩展系数LUT210的右下半部分的输入格子点处不存储扩展系数Gc，由此可以削减存储量。
扩展系数导出部200，在图像数据的APL值与白峰值WP的组与图3的某一输入格子点(黑点)相对应时，直接读出该输入格子点的扩展系数Gc而进行使用。在APL值与白峰值WP的组与输入格子点不对应时，例如在坐标P1、坐标P2等的情况下，通过插值计算求出扩展系数Gc。插值计算，包括在如坐标P1那样周围存在4个输入格子点G3～G6时进行的4点插值计算和在如坐标P2那样周围仅存在3个输入格子点G7～G9时进行的3点插值计算2种。
图4是关于插值计算的说明图。图4(a)是关于4点插值计算的图，图4(b)是关于3点插值计算的图。下面，输入格子点G3～G9的扩展系数值分别用Gv3～Gv9来表示。在设定图4(a)的面积S1～S4是由分别通过坐标P1的线段11、12所分割的区域的面积，面积S为斜线区域全体的面积时，坐标P1的扩展系数Gp1用以下的(4)式来计算。
Gp1＝(Gv3×S1+Gv4×S2+Gv5×S3+Gv6×S4)/S …(4)另一方面，在设定图4(b)的面积S5～S7是由分别以坐标P2为端点的线段13～15所分割的区域的面积，面积Sa是斜线区域全体的面积时，坐标P2的扩展系数Gp2用以下的(5)式来计算。
Gp2＝(Gv7×S5+Gv8×S6+Gv9×S7)/Sa …(5)亮度范围扩展处理部300根据扩展系数导出部200求出的扩展系数Gc扩展图像数据的亮度的分布范围。该亮度范围扩展处理按以下的式(6a)～(6b)进行。这里，R0、G0、B0是亮度范围扩展处理前的图像数据的颜色信息的值，R1、G1、B1是亮度范围扩展处理后的图像数据的颜色信息的值。另外，扩展率K1由式(6d)给出。
R1＝K1×R0 …(6a)G1＝K1×G0 …(6b)B1＝K1×B0 …(6c)K1＝1+Gc/255 …(6d)由于扩展系数Gc大于等于0，所以扩展率K1大于等于1。
并且，亮度范围扩展处理部300根据亮度范围扩展处理后的图像数据控制光阀400。
此外，扩展系数LUT210的扩展系数Gc可以按以下的基准设定。图5是示出扩展系数Gc的设定的构思的说明图。图5(a)～(c)的横轴是第i个小区域DRi的代表亮度Ydri(i为任意的正整数)，纵轴是小区域DR数。即，图5(a)～(c)的亮度直方图是小区域DRi的代表亮度Ydri的度数分布。另外，在图5(a)～(c)中，实线的曲线图是亮度范围扩展处理前的图像数据的亮度直方图，示出了亮度范围扩展处理前的图像数据的白峰值WP和APL值。
图5(a)和(b)的亮度范围扩展处理前的图像数据的白峰值WP相同，而APL值不同。在图5(a)的图像数据的情况下，与图5(b)相比，APL值更接近于白峰值WP，所以，由图5(a)可知，图像全体的亮度接近于白峰值WP。因此，为了防止发生图像全体之中大部分像素变白的感光过度现象，对于图5(a)所示的图像数据，将扩展系数LUT210的扩展系数Gc设定得比图5(b)的图像数据的情况下的要小。在图5(b)的图像数据的情况下，与图5(a)的图像数据相比，由于APL值小、具有白峰值WP附近的亮度的像素占图像全体的比例小，所以，即使增大图5(b)的图像数据用的扩展系数Gc而进行亮度范围扩展处理，也几乎不会发生感光过度。因此，为了增加图像全体的亮度，将扩展系数Gc设定得比图5(a)的图像数据的情况下的要大。图5(a)、(b)的虚线的曲线图是使用这样设定的扩展系数Gc的亮度范围扩展处理后的图像数据的直方图。在图5(a)中，由于扩展系数Gc小，所以可以减小在亮度范围扩展处理后的图像数据中发生感光过度的可能性，在图5(b)，由于扩展系数Gc大，所以可以比图5(a)的情况更加扩大图像数据的亮度范围。
另一方面，图5(a)的图像数据和图5(c)的图像数据的亮度范围扩展处理前的图像数据，其APL值相同，而白峰值WP不同。在图5(c)的图像数据的情况下，与图5(a)相比，白峰值WP要大，所以，为了防止发生感光过度，将扩展系数LUT210中与图5(c)的图像数据对应的扩展系数Gc设定得比图5(a)的图像数据的情况下的要小。图5(c)的虚线的曲线图是使用这样设定的扩展系数Gc的亮度范围扩展处理后的图像数据的直方图。在图5(c)中，由于扩展系数Gc小，所以可以减小在亮度范围扩展处理后的图像数据中发生感光过度的可能性。
这样，扩展系数LUT210是考虑了APL值与白峰值WP以及两者的关系而设定的。此外，在图5(a)～(c)的任意一种的情况下，亮度范围扩展处理后的图像数据，与亮度范围扩展处理前的图像数据相比，都扩大了图像数据的亮度范围。
另一方面，调光系数导出部500通过使用APL值和白峰值WP并参照调光控制用查找表510，导出调光系数Lc(参照图1)。调光系数Lc的值的范围可以任意地设定，例如，设定在0～255的范围内。
图6是示出调光系数LUT510的说明图。横轴是APL值，纵轴是白峰值WP。比较图3和图6可知，调光系数LUT510具有和扩展系数LUT210相同的结构。另外，参照调光系数LUT510确定调光系数Lc的方法也和确定扩展系数Gc的方法相同，所以省略详细的说明。
调光控制部600根据调光系数Lc求出由以下的(7)式表示的光量率A1，并根据光量率A1的值控制调光元件700。光量率A1表示相对于最大光量的比例，A1≤1。
A1＝Lc/255 …(7)此外，如果光量率A1与由上述(6d)式求出的扩展率K1为以下的(8)式的关系，则亮度范围扩展处理和调光控制后的图像的最大亮度与亮度范围扩展处理和调光控制前的图像的最大亮度相同。
A1＝K1-γ…(8)这里，γ是光阀400的γ值，例如，γ＝2.2。图6的调光系数LUT510是以使扩展系数LUT210具有的扩展系数Gc和调光控制用查找表510具有的调光系数Lc满足代入关系式(6d)和关系式(7)的关系式(8)的方式、根据图3的扩展系数LUT210求出的。即，调光系数LUT510的调光系数Lc以使(9)式成立的方式被设定。
Lc/255＝(1+Gc/255)-γ…(9)此外，这里，虽然是以图像的最大亮度在亮度范围扩展处理和调光控制的前后不发生变化的方式设定扩展系数LUT210和调光系数LUT510的，但是，也可以使用其他的关系式进行这些的设定。例如，在通过亮度范围扩展处理比较大地扩大图像数据的亮度范围从而使图像数据变得明亮的情况下，进而也可以通过调光控制使光量增加而使图像更加明亮。相反，在比较小地扩大图像数据的亮度范围的情况下，也可以通过调光控制减少光量。
如果采用以上的实施例1的图像显示装置，则由于进行与根据图像数据的亮度直方图得到的白峰值WP和APL值相应的亮度范围扩展处理和调光控制，所以，可以进行与图像数据的亮度直方图相应的亮度范围扩展处理和调光控制。由此，也可以提高图像的对比度。进而，通过使用(9)式设定调光系数LUT510，可以使图像的最大亮度在亮度范围扩展处理和调光控制的前后不发生变化。
另外，图像特征量计算部100，由于将1帧分割为小区域，并求出小区域的代表亮度(小区域的平均亮度)(参照(3)式)，然后计算APL值(代表亮度的平均值)和白峰值WP(代表亮度的最大值)，所以，可以降低图像的噪音的影响。
但是，作为其他方式，也可以将存在于图像的规定的中央部分内的小区域的最大亮度和平均亮度分别设定为APL值和白峰值WP。这样，可以降低在字幕、图像的边缘产生的黑带的影响。或者，图像特征量计算部100可以不将1帧分割为小区域，而将图像数据的所有像素的亮度的最大值作为白峰值，将所有像素的亮度的平均值作为APL值。即，图5的亮度直方图也可以是图像数据的各像素的亮度直方图。
在上述实施例中，虽然使用了APL值作为图像特征量，但是，也可以使用作为小区域DRi的代表亮度Ydr1～Ydr40的最小值的黑峰值而取代APL值。或者，在本实施例中，虽然使用了白峰值WP和APL值这2个值作为多个图像特征量，但是，也可以使用白峰值WP、APL值和黑峰值这3个值。这时，扩展系数LUT210、调光系数LUT510为3维(dimensional，以下表示为D-)LUT。此外，也可以使用更多的图像特征量。多个图像特征量不限于白峰值、APL值、黑峰值等，而可以进行各种各样的设定。此外，黑峰值也可以是所有像素的亮度的最小值。
B.实施例2在实施例2中，扩展系数导出部200和调光系数导出部500输出的扩展系数和调光系数与实施例1不同。图像数据是运动图像数据，扩展系数导出部200和调光系数导出部500对于每1帧导出扩展系数和调光系数并输出。其他结构和实施例1相同。
下面，将扩展系数导出部200和调光系数导出部500输出的第n帧的扩展系数和调光系数分别记为G(n)、L(n)。由此，例如第n-1帧的扩展系数为G(n-1)。另外，设当前帧为第n帧而进行说明。
图7是示出扩展系数G(n)的导出处理的步骤的流程图。扩展系数导出部200，和实施例1同样(参照图1)，根据图3的扩展系数LUT210求出第n帧的扩展系数Gc(步骤S100)。下面，将从该扩展系数LUT210得到的第n帧的扩展系数Gc称为理想扩展系数Gid(n)。另一方面，将在各帧中实际使用的扩展系数称为“实际扩展系数G(n)”。实际扩展系数G(n)根据理想扩展系数Gid(n)来确定。
下面，根据以下的(10)式，求出作为第n帧的理想扩展系数Gid(n)与1帧前的第(n-1)帧的实际扩展系数G(n-1)之差的理想变化量dWid(n)(步骤S200)。
dWid(n)＝Gid(n)-G(n-1)…(10)理想变化量dWid(n)相当于理想扩展系数Gid(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)的变化量。理想变化量dWid(n)相当于本发明的理想扩展修正量。
下面，参照1D-LUT220，根据理想变化量dWid(n)求出实际变化量dW(n)(步骤S300)。所谓实际变化量dW(n)，指扩展系数导出部200输出的第n帧的实际扩展系数G(n)与前1帧的扩展系数G(n-1)之差，即第n帧的实际扩展系数G(n)与第(n-1)帧的扩展系数G(n-1)的变化量。即，(11)式的关系成立。
dW(n)＝G(n)-G(n-1) …(11)在确定了该实际变化量dW(n)时，可以根据dW(n)和第(n-1)帧的扩展系数G(n-1)计算第n帧的实际扩展系数G(n)。实际变化量dW(n)相当于本发明的实际扩展系数差。
图8是示出导出实际变化量dW(n)的处理的流程图。扩展系数导出部200，在理想变化量dWid(n)大于等于32时(步骤S301是)，将理想变化量dWid(n)置换为32(步骤S302)。另外，在理想变化量dWid(n)小于等于-32时(步骤S303是)，将理想变化量dWid(n)置换为-32(步骤S304)。这样对理想变化量dWid(n)进行限幅，是为了与在实施例2的实际变化量dW(n)的导出中所使用的1D-LUT220的输入范围相一致。1D-LUT220，根据限幅后的理想变化量dWid(n)输出实际变化量dW(n)(步骤S305)。
图9是示出1D-LUT220的输入输出关系的图，横轴是理想变化量dWid(k)，纵轴是实际变化量dW(k)。但是，k是任意的正整数。直线16表示理想变化量dWid(k)与实际变化量dW(k)的关系。扩展系数导出部200使用直线16根据理想变化量dWid(k)导出实际变化量dW(k)。
此外，扩展系数导出部200，利用对(11)式变形的(12)式，根据dW(n)和G(n-1)，求出实际扩展系数G(n)(图7的步骤S400)。
G(n)＝G(n-1)+dW(n) …(12)此外，在理想变化量dWid(n)为0时(参照(10)式)，根据直线16，实际变化量dW(n)也为0，从而当前帧的实际扩展系数G(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)一致。由于直线16是用于求实际扩展系数G(k)的直线，所以，在直线16的旁边用括弧表示为(G(k))。
此外，图9的直线17是表示实际变化量dW(k)与理想变化量dWid(k)一致的状态的直线。假如使用该直线17求实际变化量dW(k)，则实际变化量dW(k)与理想变化量dWid(k)一致。于是，由(10)式和(11)式可知，{Gid(k)-G(k-1)}与{G(k)-G(k-1)}相等。因此，扩展系数G(k)与理想扩展系数Gid(k)一致。在图9中，在直线17的旁边，用括弧来表示此状况。另外，从直线16与直线17的关系可知，在实施例2中，实际变化量dW(k)在1D-LUT220中被设定为符号与理想变化量dWid(k)相同而绝对值要小的值。
图10是示出调光系数L(n)的导出处理的步骤的流程图。比较图7和图10可知，图10的流程图等效于将关于图7的扩展系数G置换为关于调光系数的L的流程图，且由于导出调光系数L(n)的步骤与导出扩展系数G(n)的步骤相同，所以省略其说明。但是，理想调光系数Lid(n)是在实施例1中根据图6的调光系数LUT510求出的第n帧的调光系数Lc。
另外，在步骤S300L的实际变化量dW(n)的导出时使用的1D-LUT，也可以利用图9的1D-LUT220，也可以另外准备。在另外准备的情况下，在1D-LUT中，实际变化量dW(k)优选设定为符号与理想变化量dWid(k)相同而绝对值要小的值。
(10a)式是将(10)式变形而得到的。
Gid(n)＝G(n-1)+dWid(n)…(10a)如果采用实施例2的图像显示装置1000，则使用实际扩展系数G(n)(参照(12)式)，来取代理想扩展系数Gid(n)(参照(10a)式)。实际扩展系数G(n)，根据实际变化量dW(n)和第(n-1)帧的扩展系数G(n-1)而确定。实际变化量dW(n)，根据修正后的理想变化量dWid(n)而确定(参照图8和图9)。实际变化量dW(n)与理想变化量dWid(n)符号相同，而绝对值要小。由(12)式和(10a)式可知，实际扩展系数G(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)之差比与理想扩展系数Gid(n)之差要小。即，在使用该实际扩展系数G(n)时，与使用理想扩展系数Gid(n)相比，可以抑制扩展系数从前一帧的扩展系数G(n-1)开始急剧地变化。
例如，在以下2个不等式(13)、(14)中的任意一个成立时，前一帧的理想扩展系数Gid(n-1)与当前帧的理想扩展系数Gid(n)，将前一帧的实际扩展系数G(n-1)夹在中间而发生大的变化。因此，假如直接采用理想扩展系数Gid(n)作为当前帧的实际扩展系数，则图像有可能发生闪烁。
Gid(n-1)＞G(n-1)＞Gid(n) …(13)Gid(n-1)＜G(n-1)＜Gid(n) …(14)在实施例2中，使用修正后的实际扩展系数G(n)取代理想扩展系数Gid(n)。G(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)之差比与理想扩展系数Gid(n)之差要小。因此，可以抑制闪烁的发生。
同样，通过使用修正后的实际调光系数L(n)，比使用理想调光系数Lid(n)更可以抑制调光系数从前一帧的调光系数L(n-1)开始急剧地发生变化的情况。
本实施例的扩展系数导出部200，从当前帧的理想扩展系数Gid(n)减去前一帧的实际扩展系数G(n-1)而求出理想变化量dWid(n)(参照10式)。并且，扩展系数导出部200求出当前帧的实际扩展系数G(n)。作为当前帧的实际扩展系数G(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)的变化量的实际变化量dW(n)的绝对值比理想变化量dWid(n)的绝对值要小。并且，实际变化量dW(n)的符号与理想变化量dWid(n)的符号相同。即，本实施例的扩展系数导出部200相当于本发明的扩展修正部。
此外，在本实施例中，由于1D-LUT220的输入输出特性是原点对称，所以也可以仅存储1D-LUT220的正的区域或仅存储负的区域。或者，也可以仅存储理想变化量dWid(k)中与整数值的理想变化量dWid(k)对应的实际变化量dW(k)(参照图9)。在这样的方式中，在作为输入值的理想变化量dWid(n)不是整数时，通过插值计算求出实际变化量dW(n)。
在本实施例中，为了简单起见，用直线16表示1D-LUT220，但是，不是必须为直线，而是可以设定为曲线、折线等各种形状。或者，也可以实际变化量dW(n)与理想变化量dWid(n)符号相同，而绝对值要小，除了使用1D-LUT220的方法以外，可以进行各种导出。例如，也可以使理想变化量dWid(n)除以比1大的常数而求出实际变化量dW(n)。
在本实施例中，虽然单独于关于扩展系数G(n)的实际变化量dW(n)而求出关于调光系数L(n)的实际变化量dW(n)(参照图7的步骤S300和图10的步骤S300L)，但是，也可以使用彼此绝对值相同而符号不同的值。在采用扩展系数G(n)和调光系数L(n)中如果一方增加则使另一方以相同量减小的关系时，可以抑制图像的明显的急剧变化。在这样的方式中，根据扩展系数G(n)和调光系数L(n)中的一方，通过改变其符号而可以求出另一方。
C.实施例3实施例3，其图7的步骤S300的实际变化量dW(n)的求法与实施例2不同，其他结构与实施例2相同。
在实施例3中，第n帧的实际变化量dW(n)，如以下的(15)式那样，通过将第n帧的变化量dW1(n)与修正系数ScaleG(n)相乘而求出。修正系数ScaleG(n)在指定的条件下是大于等于1的值。并且，在其他条件下，修正系数ScaleG(n)为0。
dW(n)＝dW1(n)×ScaleG(n) …(15)图11是示出实施例3的实际变化量dW(n)的导出处理的步骤的流程图。扩展系数导出部200，首先按实施例2的图8的流程图所示的步骤，根据图9的1D-LUT220求实际变化量dW(n)(步骤S301A)。在实施例3中，下面，将从该1D-LUT220获得的第2帧的实际变化量dW(n)称为变化量dW1(n)(步骤S301A)。在实施例3中，第n帧的实际变化量dW(n)，根据该变化量dW1(n)来计算(参照(15)式)。
在图11的步骤S306～S313，扩展系数导出部200求出修正系数ScaleG(n)。
扩展系数导出部200，在以下的(16)式和(17)式都成立时(步骤S306是)，将修正系数ScaleG(n)设为0(步骤S307)。
Gid(n)＝Gid(n-2) …(16)Gid(n)≠Gid(n-1) …(17)在(16)式和(17)式中的某一个不成立时(步骤S306否)，扩展系数导出部200执行步骤S308。即，扩展系数导出部200利用(18)式求作为第(n-1)帧的理想扩展系数Gid(n-1)与第(n-1)帧的实际扩展系数G(n-1)之差的修正量dG(n-1)(步骤S308)。
dG(n-1)＝Gid(n-1)-G(n-1) …(18)在步骤S309，在前一帧的修正量dG(n-1)大于等于阈值Thw、而当前帧的理想变化量dWid(n)大于0时(步骤S309是)，将修正系数ScaleG(n)作为指定的黑修正系数值ScaleGblack(步骤S310)。黑修正系数ScaleGblack大于1。
在步骤S309的判断为否时，扩展系数导出部200执行步骤S311。即，在当前帧的修正量dG(n-1)小于等于-Thw、而当前帧的理想变化量dWid(n)小于0时(步骤S311是)，将修正系数ScaleG(n)作为指定的白修正系数值ScaleGwhite(步骤S312)。此外，关于各修正系数值，以下的不等式(19)成立。
1＜ScaleGblack＜ScaleGwhite …(19)在步骤S311的判断结果为否时，扩展系数导出部200执行步骤S313。即，将修正系数ScaleG(n)设为1(步骤S313)。
通过以上说明的图11的步骤S306～S313的处理，来确定修正系数ScaleG(n)。
在步骤S314，使用变化量dW1(n)(参照步骤S301A)和修正系数ScaleG(n)(参照步骤S307、S310、S312、S313)，利用(15)式计算实际变化量dW(n)(步骤S314)。
图12是示出修正系数ScaleG(n)的设定的构思的说明图。图12的直线16A与图9的直线16相同，除此之外，还增加了直线18和直线19。直线18是表示修正系数ScaleG(k)为黑修正系数值ScaleGblack时的实际变化量dW(k)的直线(参照图11的步骤S310)。直线19是表示修正系数ScaleG(k)为白修正系数值ScaleGwhite时的实际变化量dW(k)的直线(参照步骤S312)。另外，直线16A是表示修正系数ScaleG(k)为1时的实际变化量dW(k)的直线(参照步骤S313)。
根据直线的关系，使用白修正系数值ScaleGwhite这一方面，比使用黑修正系数值ScaleGblack，其实际变化量dW(k)更接近于理想变化量dWid(k)。由(12)式和(10a)式可知，实际扩展系数G(k)也更接近于理想扩展系数Gid(k)。
同样，使用黑修正系数值ScaleGblack这一方面，比使用修正系数ScaleG(k)＝1，其实际变化量dW(k)更接近于理想变化量dWid(k)。在这样的情况下，扩展系数G(k)也接近于理想扩展系数Gid(k)(参照(12)式和(10a)式)。此外，修正系数值ScaleGblack、ScaleGwhite是以实际变化量dW(k)不超过理想变化量dWid(k)的方式被设定的。
图13是示出调光系数L(n)的实际变化量dW(n)的导出处理的步骤的流程图。在符号的标注上，与实施例2同样，对于调光系数，使用L。图13的流程图等效于将图11的流程图中关于扩展系数的G置换为关于调光系数的L的流程图，且由于导出调光系数L(n)的实际变化量dW(n)的步骤和导出扩展系数G(n)的实际变化量dW(n)的步骤相同，所以省略其说明。
如果采用实施例3的图像显示装置1000，则通过设定修正系数ScaleG(n)、ScaleL(n)，可以根据情况调整实际变化量dW(n)的大小。其结果，可以调整当前帧的实际扩展系数G(n)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)的变化量。
例如，在图11的步骤S306，在第n-2帧的理想扩展系数Gid(n-2)与第n帧的理想扩展系数Gid(n)相等而它们与第n-1帧的理想扩展系数Gid(n-1)不相等时，关于这些理想扩展系数Gid(n-2)、Gid(n-1)、Gid(n)的理想变化量dWid(n-2)、dWid(n-1)、dWid(n)的值分别相当于例如图12的坐标E1、E2、E3的输入值。在这样的方式中，理想扩展系数Gid(k)是波动的。这时，在根据当前帧的理想扩展系数Gid(n)确定其实际扩展系数G(n)时，有可能发生闪烁。
在本实施例中，这时，通过在步骤S307将修正系数ScaleG(n)设为0，而将当前帧的实际扩展系数G(n)设为与前一帧的实际扩展系数G(n-1)相同的值，可以抑制闪烁的发生。扩展系数导出部200，相当于本发明的扩展置换部。另外，也可以省略步骤S307的处理。
在图11的步骤S309，所谓前一帧的修正量dG(n-1)(参照(18)式)大于阈值Thw，指前一帧的理想扩展系数Gid(n-1)与实际扩展系数G(n-1)之差太大。所谓理想扩展系数Gid(n-1)与实际扩展系数G(n-1)之差太大指理想扩展系数Gid(n-1)太大。并且，同时，意味着亮度扩展处理前的图像非常暗(在与图5(a)和图5(c)的对比上，参照图5(b))。
这里，从使用(10a)式和(12)式的以下的计算式可知，修正量dG(n-1)是理想变化量dWid(n-1)与实际变化量dW(n-1)之差。
dG(n-1)＝Gid(n-1)-G(n-1)＝{dWid(n-1)+G(n-2)}-{dW(n-1)+G(n-2)}＝dWid(n-1)-dW(n-1)…(20)在图12中示出了范围dG(n-1)(但是，设修正系数ScaleG(n-1)为1)。
因此，在当前帧(第n帧)中，通过使用大于1的黑修正系数值ScaleGblack求实际变化量dW(n)(参照(15)式)，实际变化量dW(n)成为与理想变化量dWid(n)接近的值。因此，比使用修正系数ScaleG(n)＝1时，实际扩展系数G(n)成为更接近于理想扩展系数Gid(n)的值(参照(11)式和(10a)式)。这相当于例如从使用图12的修正系数ScaleG(n)＝1时的坐标C1向使用黑修正系数值ScaleGblack时的坐标D1的变化。这里，通过使用与理想扩展系数Gid(n)接近的扩展系数G(n)进行亮度范围扩展处理，可以提高图像的亮度。
另一方面，步骤S311的条件是与步骤S309的条件相反的关系，并且由于以下的不等式(21)成立，所以，理想扩展系数Gid(n-1)变得非常小。即，这意味着图像变得非常明亮(在与图5(a)和图5(b)的对比上，参照图5(c))。
G(n-1)-Gid(n-1)≥Thw…(21)因此，为了防止感光过度，理想的是使实际扩展系数G(n)比在图像变得非常暗的情况下(参照步骤S309、S310)更接近于理想扩展系数Gid(n)。如果采用本实施例，则由于在步骤S311、S312，使用比黑修正系数值ScaleGblack更大的白修正系数值ScaleGwhite计算实际变化量dW(n)，所以，实际变化量dW(k)更接近于理想变化量dWid(k)(参照图12)。因此，可以使实际扩展系数G(n)更接近于理想扩展系数Gid(n)，从而可以防止感光过度。这相当于从例如图12的使用修正系数ScaleG(n)＝1时的坐标C2向使用白修正系数ScaleGwhite时的坐标D2的变化。
步骤S309～S312的处理，相当于以下的处理。即，在该处理中，在前一帧的理想扩展系数Gid(n-1)与前一帧的实际扩展系数G(n-1)之差dG(n-1)的绝对值大于等于预先设定的阈值Thw时(参照步骤S309、S311)，如以下那样计算实际扩展系数G(n)。即，与差dG(n-1)的绝对值小于阈值的情况相比，以使实际变化量dW(n)的绝对值增大的方式计算实际扩展系数G(n)(参照图12的直线16和18)。实施例3的扩展系数导出部200相当于本发明的扩展修正部。
此外，扩展系数导出部200，在理想变化量dWid(n)为负值时，以实际变化量dW(n)的绝对值比理想变化量dWid(n)为绝对值相同的正值的情况更加增大的方式，求扩展系数G(n)(参照图12的直线19和18)。
在本实施例中，虽然使用修正系数ScaleG(n)调整实际变化量dW(n)的绝对值的大小(参照(15)式)，但是，本发明并不限于此，例如，也可以使理想变化量dWid(n)除以适合于各个步骤S310、S312、S313的情况的大于1的常数，而求出实际变化量dW(n)。
不符合步骤S306、S309、S311的某一条件时，通过将修正系数ScaleG(n)设为1，可以得到与实施例2相同的效果(参照图12的步骤S313)。
在实施例3中，虽然单独于关于调光系数L(n)的修正系数ScaleG(n)而求出修正系数ScaleL(n)，但是，修正系数ScaleG(n)和修正系数ScaleL(n)也可以使用相同的值。另外，黑修正系数ScaleGblack和白修正系数ScaleGwhite也可以使用相同的值。
其他实施例(1)在上述各实施例中，虽然都进行亮度范围扩展处理和调光控制(参见图1)，但是，也可以仅进行其中某一种处理。
(2)本发明的图像显示装置，除了投影机以外，也可以应用于液晶电视等各种图像显示装置。在不进行调光控制而仅进行亮度范围扩展处理时，不需要具有光源装置710。
以上，根据实施例说明了本发明的图像显示装置、图像显示方法和用于实现图像显示装置和图像显示方法的功能的程序，但是，上述发明的实施方式是为了容易理解本发明，而并不是要限定本发明。在不脱离本发明的主旨和权利要求的范围的情况下，可以进行改变和改进，同时，本发明也包含其等效物。
权利要求
1.一种图像显示装置，是根据图像数据显示图像的图像显示装置，具备计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的扩展系数查找表而确定扩展系数的扩展系数导出部；以及根据上述扩展系数，对上述图像数据进行扩大上述图像数据的亮度范围的亮度范围扩展处理的亮度范围扩展处理部。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中上述亮度直方图是包含在对上述图像的区域进行分割而得到的各小区域内的像素的亮度的平均值的度数分布。
3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，其中上述多个图像特征量包括作为上述亮度直方图的亮度的最大值的白峰值；以及上述亮度直方图的亮度的平均值或亮度的最小值。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中上述图像数据是运动图像数据；上述扩展系数导出部，对上述运动图像数据的各帧，参照上述扩展系数查找表确定上述扩展系数；上述图像显示装置进一步具备扩展修正部；上述扩展修正部确定绝对值比理想扩展修正量的绝对值小的扩展修正量；上述理想扩展修正量是当前帧理想扩展系数与前一帧扩展系数之差；上述当前帧理想扩展系数是上述扩展系数导出部参照上述扩展系数查找表并根据当前帧的上述图像特征量确定的上述扩展系数；上述前一帧扩展系数是在前一帧的亮度范围扩展处理中使用的上述扩展系数；上述扩展修正部，通过使用上述扩展修正量修正上述当前帧理想扩展系数，而生成当前帧扩展系数；上述亮度范围扩展处理部，根据作为上述扩展系数的上述当前帧扩展系数，对上述图像数据进行上述亮度范围扩展处理。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中上述扩展修正部，在前扩展修正量的绝对值小于指定的阈值时，根据上述理想扩展修正量将上述扩展修正量确定为第1值；上述前扩展修正量是上述前一帧扩展系数与前一帧理想扩展系数之差；上述前一帧理想扩展系数是上述扩展系数导出部参照上述扩展系数查找表并根据前一帧的上述图像特征量确定的上述扩展系数；上述扩展修正部，在上述前扩展修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值时，根据上述理想扩展修正量将上述扩展修正量确定为第2值；在上述理想扩展修正量相等时，上述第2值的绝对值大于上述第1值的绝对值。
6.根据权利要求5所述的图像显示装置，其中上述扩展修正部，在上述前扩展修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值并且上述理想扩展修正量为正值时，确定第3值作为上述第2值；在上述前扩展修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值并且上述理想扩展修正量为负值时，确定第4值作为上述第2值；在上述理想扩展修正量相等时，上述第4值的绝对值大于上述第3值的绝对值。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中上述图像数据是运动图像数据；上述扩展系数导出部，对上述运动图像数据的各帧，参照上述扩展系数查找表确定上述扩展系数；上述图像显示装置进一步具备扩展置换部；上述扩展置换部，在当前帧理想扩展系数与前第2帧理想扩展系数相等并且与前第1帧理想扩展系数不同时，将上述当前帧理想扩展系数置换为前第1帧扩展系数，而生成当前帧扩展系数；上述当前帧理想扩展系数，是上述扩展系数导出部参照上述扩展系数查找表并根据当前帧的上述图像特征量确定的上述扩展系数；上述前第1帧理想扩展系数，是上述扩展系数导出部参照上述扩展系数查找表并根据上述当前帧的前一帧的上述图像特征量确定的上述扩展系数；上述前第2帧理想扩展系数，是上述扩展系数导出部参照上述扩展系数查找表并根据上述当前帧的前二帧的上述图像特征量确定的上述扩展系数；上述前第1帧扩展系数，是在上述当前帧的前一帧的上述亮度范围扩展处理中使用的上述扩展系数；上述亮度范围扩展处理部，根据作为上述扩展系数的上述当前帧扩展系数，对上述图像数据进行上述亮度范围扩展处理。
8.根据权利要求1所述的图像显示装置，还具备照明装置；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的调光系数查找表确定表示上述照明装置的光量的调光系数的调光系数导出部；以及根据上述调光系数进行上述照明装置的调光的调光部。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中上述扩展系数查找表和上述调光系数查找表，在共同进行上述亮度范围扩展处理和上述调光的前后，以上述图像的最大亮度不发生变化的方式被设定。
10.一种图像显示装置，是根据图像数据显示图像的图像显示装置，具备照明装置；计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量的图像特征量计算部；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的调光系数查找表而确定调光系数的调光系数导出部；以及根据上述调光系数进行上述照明装置的调光的调光部。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中上述亮度直方图是包含在对上述图像的区域进行分割而得到的各小区域内的像素的亮度的平均值的度数分布。
12.根据权利要求10或11所述的图像显示装置，其中上述多个图像特征量包括作为上述亮度直方图的亮度的最大值的白峰值；以及上述亮度直方图的亮度的平均值或亮度的最小值。
13.根据权利要求10或11所述的图像显示装置，其中上述图像数据是运动图像数据；上述调光系数导出部，对上述运动图像数据的各帧，参照上述调光系数查找表并参照上述扩展系数查找表确定上述调光系数；上述图像显示装置进一步具备调光修正部；上述调光修正部确定绝对值比理想调光修正量的绝对值小的调光修正量；上述理想调光修正量是当前帧理想调光系数与前一帧调光系数之差；上述当前帧理想调光系数是上述调光系数导出部参照上述调光系数查找表并根据当前帧的上述图像特征量确定的上述调光系数；上述前一帧调光系数是在对于前一帧的上述调光中使用的上述调光系数；上述调光修正部，通过使用上述调光修正量修正上述当前帧理想调光系数，而生成当前帧调光系数；上述调光部，根据作为上述调光系数的上述当前帧调光系数，进行上述照明装置的上述调光。
14.根据权利要求13所述的图像显示装置，其中上述调光修正部，在前调光修正量的绝对值小于指定的阈值时，根据上述理想调光修正量将上述调光修正量确定为第1值；上述前调光修正量是上述前一帧调光系数与前一帧理想调光系数之差；上述前一帧理想调光系数是上述调光系数导出部参照上述调光系数查找表并根据前一帧的上述图像特征量确定的上述调光系数；上述调光修正部，在上述前调光修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值时，根据上述理想调光修正量将上述调光修正量确定为第2值；在上述理想调光修正量相等时，上述第2值的绝对值大于上述第1值的绝对值。
15.根据权利要求14所述的图像显示装置，其中上述调光修正部，在上述前调光修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值并且上述理想调光修正量为正值时，确定第3值作为上述第2值；在上述前调光修正量的上述绝对值大于等于上述指定的阈值并且上述理想调光修正量为负值时，确定第4值作为上述第2值；在上述理想调光修正量相等时，上述第4值的绝对值大于上述第3值的绝对值。
16.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中上述图像数据是运动图像数据；上述调光系数导出部，对上述运动图像数据的各帧，参照上述调光系数查找表确定上述调光系数；上述图像显示装置进一步具备调光置换部；上述调光置换部，在当前帧理想调光系数与前第2帧理想调光系数相等并且与前第1帧理想调光系数不同时，将上述当前帧理想调光系数置换为前第1帧调光系数，而生成当前帧调光系数；上述当前帧理想调光系数，是上述调光系数导出部参照上述调光系数查找表并根据当前帧的上述图像特征量确定的上述调光系数；上述前第1帧理想调光系数，是上述调光系数导出部参照上述调光系数查找表并根据上述当前帧的前一帧的上述图像特征量确定的上述调光系数；上述前第2帧理想调光系数，是上述调光系数导出部参照上述调光系数查找表并根据上述当前帧的前二帧的上述图像特征量确定的上述调光系数；上述前第1帧调光系数，是在上述当前帧的前一帧的上述调光中使用的上述调光系数；上述调光部，根据作为上述调光系数的上述当前帧调光系数，进行上述照明装置的上述调光。
17.一种根据图像数据显示图像的方法，包括计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的扩展系数查找表，确定扩展系数；以及根据上述扩展系数，对上述图像数据进行扩大上述图像数据的亮度范围的亮度范围扩展处理。
18.一种在具有照明装置的图像显示装置中根据图像数据显示图像的方法，包括计算与上述图像数据的亮度直方图有关的多个图像特征量；根据上述多个图像特征量，通过参照预先设定的调光系数查找表，确定表示上述照明装置的光量的调光系数；以及根据上述调光系数进行上述照明装置的调光。
全文摘要
本发明提供进行与图像数据的亮度直方图相适合的亮度范围扩展处理的技术。在图像数据的亮度直方图中，使用作为亮度的最大值的白峰值WP和作为平均值的APL值，通过参照扩展系数查找表210，而导出在亮度范围扩展处理中使用的扩展系数。根据该扩展系数，对图像数据进行亮度范围扩展处理。
文档编号G09G3/20GK1892800SQ20061010171
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月7日 优先权日2005年7月8日
发明者升达彦, 小山文夫 申请人:精工爱普生株式会社