特許 7271492 画像処理装置、および画像処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】画像処理装置、および画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/208 20060101AFI20230501BHJP

   G06T 5/00 20060101ALI20230501BHJP

   H04N 1/407 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

H04N5/208

G06T5/00 740

H04N1/407

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020205513

(22)【出願日】2020-12-11

(65)【公開番号】P2022092667

(43)【公開日】2022-06-23

【審査請求日】2021-12-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】吉田 悠一

【審査官】西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０４７２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７９５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６７９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９２５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０５８６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ５／２０８

Ｇ０６Ｔ ５／００

Ｈ０４Ｎ １／４０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部と、
前記第２の画像に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部と
を備え、
前記決定部は、前記画像情報として、
前記第１の画像の最大輝度よりも大きい輝度を有する前記第２の画像の画素数、または、前記第１の画像の最小輝度よりも小さい輝度を有する前記第２の画像の画素数に基づいて、前記輝度補正範囲を決定することを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部と、
前記第２の画像に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部と
を備え、
前記決定部は、
前記第１の画像または前記第２の画像における
前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲に含まれる輝度を有する画素数
に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、
前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、
前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定する
ことを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部と、
前記第２の画像に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部と
を備え、
前記決定部は、
前記第１の画像または前記第２の画像における
前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲の広さ
に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、
前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、
前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定する
ことを特徴とする画像処理装置。

【請求項4】

前記決定部は、
前記広さが所定の値よりも大きい場合に、前記画像情報に応じて輝度補正範囲を決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理工程と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定工程と、
前記第２の画像に対して、前記決定工程において決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正工程と
を含み、
前記決定工程において、前記画像情報として、
前記第１の画像の最大輝度よりも大きい輝度を有する前記第２の画像の画素数、または、前記第１の画像の最小輝度よりも小さい輝度を有する前記第２の画像の画素数に基づいて、前記輝度補正範囲を決定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項6】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理工程と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定工程と、
前記第２の画像に対して、前記決定工程において決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正工程と
を含み、
前記決定工程において、
前記第１の画像または前記第２の画像における
前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲に含まれる輝度を有する画素数
に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、
前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、
前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前
記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定する
ことを特徴とする画像処理方法。

【請求項7】

入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理工程と、
前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定工程と、
前記第２の画像に対して、前記決定工程において決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正工程と
を含み、
前記決定工程において、
前記第１の画像または前記第２の画像における
前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲の広さ
に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、
前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、
前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定する
ことを特徴とする画像処理方法。

【請求項8】

請求項１から３の何れか１項に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記画像処理部、前記決定部、及び前記輝度補正部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理装置、および画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、映像信号に対して、ダイナミックレンジ伸長のような輝度補正を行う画像処理装置が知られている。一例として特許文献１には、オーバーシュート及びアンダーシュートが付加されることによってシャープネス処理が施された映像信号から、オーバーシュート及びアンダーシュートを除去したうえでダイナミックレンジ伸長を行う画像処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開２００９－２６７９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、映像信号から、オーバーシュート及びアンダーシュートを除去したうえでダイナミックレンジ伸長を一律に行っている。このため、オーバーシュート及びアンダーシュートが施されたシュートエリアの輝度が、表示装置で表示可能な輝度範囲を外れてしまい、シュートエリアの画像の輝度が潰れてしまうことがある。

【0005】

一方、このような問題を生じないように、映像信号から、オーバーシュート及びアンダーシュートを除去せずにダイナミックレンジ伸長を行う構成も考えられるが、そのような構成の場合、十分なダイナミック伸長を行うことができないという問題がある。

【0006】

本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力画像に応じて、より好適な輝度補正を行うことができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理部と、前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部と、前記第２の画像に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部とを備えている。

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像処理方法は、入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理工程と、前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定工程と、前記第２の画像に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正工程とを含んでいる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、入力画像に応じて、より好適な輝度補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態１に係る画像処理装置の要部構成の第１の例を示すブロック図である。

【図2】図１に示す画像処理装置の要部構成の第２の例を示すブロック図である。

【図3】図１に示す前段処理部による画像処理例を説明するための図である。

【図4】図１に示す前段処理部に入力される第１の画像信号のヒストグラムと、前段処理部による画像処理が施された第２の画像信号のヒストグラムとを示す図である。

【図5】第１、第２の重み係数α、βの算出例を示す図である。

【図6】図１に示す補正部による処理例を説明するための図である。

【図7】図１に示す画像処理装置による効果を説明するための図である。

【図8】図１に示す画像処理装置による画像処理方法を示すフローチャートである。

【図9】図１に示す画像処理装置を備える、テレビジョン受像機、及びタブレット端末の外観図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１～図９を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る画像処理装置は、入力される画像信号に対して輝度補正を行う画像処理装置である。ここで、本実施形態に係る画像処理装置が行う輝度補正の一例としてダイナミック伸長を挙げることができる。

【0012】

本実施形態に係る画像処理装置は、画像処理装置単体で実現される構成としてもよいし、表示パネル等と共に表示装置内に実装される構成としてもよい。図９は、本実施形態に係る画像処理装置を備えるテレビジョン受像機１００、及び、本実施形態に係る画像処理装置を備えるタブレット端末２００の外観図を示す図である。

【0013】

（画像処理装置の構成例１）
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１の要部構成の第１の例を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１は、前段処理部１１と、補正部１２と、後段処理部１３とを備える。また、補正部１２は、決定部１２１と、輝度補正部１２２とを備える。本実施形態において、前段処理部１１は、特許請求の範囲における画像処理部に相当する。本実施形態において、「画像」とは、静止画像であってもよいし動画像であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。

【0014】

前段処理部１１は、画像処理装置１に入力される画像を示す第１の画像信号ＩＭＧ_１に対して所定の画像処理を行うことにより、第２の画像信号ＩＭＧ_２を生成する。また、図１に示すように、第１の画像信号ＩＭＧ_１は、補正部１２にも入力される。なお、ここでいう「所定の画像処理」とは、例えばスケーリング処理やシャープネス処理等のことを指すが、これらの処理に限定されるものではない。

【0015】

前段処理部１１による画像処理の結果、第２の画像信号ＩＭＧ_２における高輝度範囲及び低輝度範囲が定まる。前段処理部１１による画像処理が、オーバーシュート及びアンダーシュートを付加する処理を含む場合、上記高輝度範囲とは、上記オーバーシュートに対応する輝度範囲のことを指し、上記低輝度範囲とは、上記アンダーシュートに対応する輝度範囲のことを指す。

【0016】

（画像処理装置の構成例２）
図２は、本実施形態に係る画像処理装置１の要部構成の第２の例を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、図１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

【0017】

図２に示すように、画像処理装置１ａは、第１の特徴量取得部１４と、前段処理部１１と、第２の特徴量取得部１５と、補正部１２ａと、後段処理部１３とを備える。また、補正部１２ａは、決定部１２１ａと、輝度補正部１２２とを備える。

【0018】

第１の特徴量取得部１４は、画像処理装置１ａに入力される画像を示す第１の画像信号ＩＭＧ_１の特徴量を取得して補正部１２ａに出力する。第２の特徴量取得部１５は、前段処理部１１により生成された第２の画像信号ＩＭＧ_２の特徴量を取得して補正部１２ａに出力する。ここでいう「特徴量」とは、例えば各画像信号の輝度等を指す。

【0019】

決定部１２１ａは、第１の数値決定部１２１１と、第２の数値決定部１２１２と、第１係数設定部１２１３と、第２係数設定部１２１４とを備えている。第１の数値決定部１２１１、第２の数値決定部１２１２、第１係数設定部１２１３、第２係数設定部１２１４の有する各機能については後述する。

【0020】

図３は、前段処理部１１による画像処理例を説明するための図である。図３の左側のグラフは、前段処理部１１に入力される第１の画像信号ＩＭＧ_１の輝度と、画素の座標との関係を模式的に示している。また、図３の右側のグラフは、前段処理部１１による画像処理後の画像信号である第２の画像信号ＩＭＧ_２の輝度と画素の座標との関係を模式的に示している。

【0021】

図３に示す例では、第１の画像信号ＩＭＧ_１は、最大輝度Ｙｍａｘ_１及び最小輝度Ｙｍｉｎ_１を有している。一方、第２の画像信号ＩＭＧ_２は、前段処理部１１による画像処理によって付加されたオーバーシュート及びアンダーシュートに起因して、最大輝度Ｙｍａｘ_２及び最小輝度Ｙｍｉｎ_２を有するものとなっている。

【0022】

図３に示す例では、前段処理部１１による画像処理によって、高輝度範囲として、Ｙｍａｘ_１からＹｍａｘ_２までの輝度範囲が定まり、低輝度範囲として、Ｙｍｉｎ_２からＹｍｉｎ_１までの輝度範囲が定まっている。

【0023】

決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）は、前段処理部１１による画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する。輝度補正部１２２は、前記第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、前記決定部が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う。そして、輝度が補正された画像である第３の画像信号ＩＭＧ_３が、補正部１２（構成例２では補正部１２ａ）から上述の後段処理部１３に入力される。

【0024】

ここで、上記画像情報とは、一例として、
・前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲に含まれる輝度を有する画素数、及び、
・前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲の広さ
の少なくとも何れかが含まれる情報である。本実施形態に係る画像情報の詳細については後述する。

【0025】

後段処理部１３は、前記第３の画像信号ＩＭＧ_３に対して、色調整などの後段処理を行い、第４の画像信号ＩＭＧ_４を出力する。出力された第４の画像信号ＩＭＧ_４は、一例として不図示の表示パネル等に供給される。

【0026】

このように、本実施形態に係る画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）は、入力される画像を示す第１の画像信号ＩＭＧ_１に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像信号ＩＭＧ_２を生成する前段処理部１１と、前段処理部１１による画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）と、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部１２２を備えている。このため、本実施形態に係る画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）によれば、入力される画像に応じて好適に輝度補正を行うことができる。

【0027】

（前段処理部１１による処理例）
続いて、参照する図面を替えて、本実施形態に係る前段処理部１１による画像処理について具体的に説明する。

【0028】

図４は、前段処理部１１に入力される第１の画像信号ＩＭＧ_１のヒストグラムと、前段処理部１１による画像処理が施された第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラムとを示している。

【0029】

図４の左側に示すように、第１の画像信号ＩＭＧ_１は、最大輝度Ｙｍａｘ_１及び最小輝度Ｙｍｉｎ_１を有している。一方、図４の右側に示すように、第２の画像信号ＩＭＧ_２は、前段処理部１１による画像処理によって付加されたオーバーシュート及びアンダーシュートに起因して、最大輝度Ｙｍａｘ_２及び最小輝度Ｙｍｉｎ_２を有するものとなっている。

【0030】

図３に示す例では、前段処理部１１による画像処理によって、高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈとして、Ｙｍａｘ_１からＹｍａｘ_２までの輝度範囲が定まり、低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗとして、Ｙｍｉｎ_２からＹｍｉｎ_１までの輝度範囲が定まる。

【0031】

（決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）による処理例１）
以下、図５を参照しながら決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）による第１の処理例を説明する。図５は、第１、第２の重み係数α、βの算出例を示す図である。

【0032】

本例では、決定部１２１は、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈ又は低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗに含まれる輝度を有する画素数に応じた第１の重み係数α及び第２の重み係数βを設定する。

【0033】

構成例２の構成では、第１係数設定部１２１３が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈに含まる輝度を有する画素数に応じた第１の重み係数αを設定する。

【0034】

ここで、第１係数設定部１２１３は、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗに含まれる輝度を有する画素数に応じて第１の重
み係数αを設定してもよい。

【0035】

また、構成例２では、第２係数設定部１２１４が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗに含まれる輝度を有する画素数に応じた第２の重み係数βを設定する。

【0036】

ここで、第２係数設定部１２１４は、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈに含まれる輝度を有する画素数に応じて第２の重み係数βを設定してもよい。

【0037】

具体的には、決定部１２１（構成例２では、第１係数設定部１２１３）は、ヒストグラムにおいて、第１の画像信号ＩＭＧ_１が有する最大輝度Ｙｍａｘ_１を上回った領域（換言すれば、第２の画像信号ＩＭＧ_２における高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈ）における度数（画素数）の、ヒストグラム全体に対する割合に応じて、第１の重み係数αを設定する。例えば、最大輝度Ｙｍａｘ_１を上回った領域における度数の、ヒストグラム全体に対する割合が０％（オーバーシュートが存在しない）の場合、第１の重み係数αを１に設定し、当該割合が例えば５％の場合、第１の重み係数αを０に設定してもよい。

【0038】

図５の左側のグラフには、決定部１２１（構成例２では、第１係数設定部１２１３）によって設定された第１の重み係数αの一例を示している。図５の左側のグラフにおいて、「Ａ」は、第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラム全体における度数を示しており、「Ｂ」は、第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラムにおいて、高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈに含まれる度数を示している。したがって、図５に左側のグラフの横軸である「Ｂ／Ａ」は、ヒストグラムにおいて、第１の画像信号ＩＭＧ_１が有する最大輝度Ｙｍａｘ_１を上回った領域における度数の、ヒストグラム全体に対する割合を示している。

【0039】

一方、決定部１２１（構成例２では、第２係数設定部１２１４）は、ヒストグラムにおいて、第１の画像信号ＩＭＧ_１が有する最小輝度Ｙｍｉｎ_１を下回った領域（換言すれば、第２の画像信号ＩＭＧ_２における低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗ）における度数（画素数）の、ヒストグラム全体に対する割合に応じて、第２の重み係数βを設定する。例えば、最小輝度Ｙｍｉｎ_１を下回った領域における度数の、ヒストグラム全体に対する割合が０％（アンダーシュートが存在しない）の場合、第２の重み係数βを１に設定し、割合が例えば４％の場合、第２の重み係数βを０に設定してもよい。

【0040】

図５の右側のグラフには、決定部１２１（構成例２では、第２係数設定部１２１４）によって設定された第２の重み係数βの一例を示している。図５の右側のグラフにおいて、「Ａ」は、第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラム全体における度数を示しており、「Ｃ」は、第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラムにおいて、低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗに含まれる度数を示している。したがって、図５に右側のグラフの横軸である「Ｃ／Ａ」は、ヒストグラムにおいて、第１の画像信号ＩＭＧ_１が有する最低輝度Ｙｍｉｎ_１を下回った領域における度数の、ヒストグラム全体に対する割合を示している。

【0041】

そして、決定部１２１（構成例２では、第１の数値決定部１２１１）は、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の上限値Ｙｍａｘ_１と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の上限値Ｙｍａｘ_２との第１の重み係数αを用いた加重平均によって輝度補正範囲の上限値ＭＡＸ（後述の図６を参照）を決定する。

【0042】

具体的には、輝度補正範囲の上限値ＭＡＸを決定するには、下記の式１を用いる。

【0043】

ＭＡＸ＝Ｙｍａｘ_１×α＋Ｙｍａｘ_２×（１－α） (式１)
一方、決定部１２１（構成例２では、第２の数値決定部１２１２）は、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の下限値Ｙｍｉｎ_１と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の下限値Ｙｍｉｎ_２との第２の重み係数βを用いた加重平均によって輝度補正範囲の下限値ＭＩＮ（後述の図６を参照）を決定する。

【0044】

具体的には、輝度補正範囲の下限値ＭＩＮを決定するには、下記の式２を用いる。

【0045】

ＭＩＮ＝Ｙｍｉｎ_１×β＋Ｙｍｉｎ_２×（１－β） (式２)
（決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）による処理例２）
以下、決定部１２１による第２の処理例を説明する。上述した処理例１では、決定部１２１は、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈ又は低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗに含まれる輝度を有する画素数に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、輝度補正範囲の上、下限値を決定することを説明したが、本例では、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈ又は低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗの広さに応じた第１及び第２の重み係数を設定し、輝度補正範囲の上、下限値を決定してもよい。

【0046】

具体的には、決定部１２１は、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、ヒストグラム中の高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈの広さ、又はヒストグラム中の低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗの広さに応じた第１の重み係数α及び第２の重み係数βを設定する構成としてもよい。

【0047】

構成例２の構成では、第１係数設定部１２１３が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、ヒストグラム中の高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈの広さに応じた第１の重み係数αを設定する構成とする。

【0048】

ここで、第１係数設定部１２１３が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、ヒストグラム中の低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗの広さに応じた第１の重み係数αを設定する構成としてもよい。

【0049】

また、構成例２では、第２係数設定部１２１４が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、ヒストグラム中の低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗの広さに応じた第２の重み係数βを設定する構成とする。

【0050】

ここで、第２係数設定部１２１４が、第１の画像信号ＩＭＧ_１または第２の画像信号ＩＭＧ_２における、ヒストグラム中の高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈの広さに応じた第２の重み係数βを設定する構成としてもよい。

【0051】

一例として、決定部１２１（構成例２では第１係数設定部１２１３）は、第１の重み係数αを、高輝度範囲Ｒ_ｈｉｇｈの広さである
Ｙｍａｘ_２－Ｙｍａｘ_１
に応じて設定し、決定部１２１（構成例２では第２係数設定部１２１４）は、第２の重み係数βを、低輝度範囲Ｒ_ｌｏｗの広さである
Ｙｍｉｎ_１－Ｙｍｉｎ_２
に応じて設定する構成としてもよい。

【0052】

そして、決定部１２１は、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の上限値と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値ＭＡＸを決定し、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の下限値と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値ＭＩＮを決定してもよい。

【0053】

構成例２の構成では、第１の数値決定部１２１１が、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の上限値と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値ＭＡＸを決定する構成としてもよい。また、構成例２では、第２の数値決定部１２１２が、第１の画像信号ＩＭＧ_１における輝度の下限値と、第２の画像信号ＩＭＧ_２における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値ＭＩＮを決定する構成としてもよい。

【0054】

具体的には、上記のように算出した第１の重み係数α及び第２の重み係数βを用いて、上述した式１及び式２を用いて輝度補正範囲の上限値ＭＡＸ及び下限値ＭＩＮを算出する構成としてもよい。

【0055】

（決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）による処理例３）
上記処理例１及び２において、決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）は、上述した画像情報に含まれる前記画素数、及び前記広さの少なくとも何れかが所定の値よりも大きい場合に、前記画像情報に応じて輝度補正範囲を決定してもよい。

【0056】

例えば、決定部１２１は、処理例１において説明したＢ／Ａが０％以上１％以下であれば輝度補正範囲の上限値ＭＡＸをＢ／Ａに依らずに決定し、Ｂ／Ａが１％より大きい場合に、輝度補正範囲の上限値ＭＡＸをＢ／Ａに応じて決定する構成としてもよい。

【0057】

構成例２の構成では、第１の数値決定部１２１１が、処理例１において説明したＢ／Ａが０％以上１％以下であれば輝度補正範囲の上限値ＭＡＸをＢ／Ａに依らずに決定し、Ｂ／Ａが１％より大きい場合に、輝度補正範囲の上限値ＭＡＸをＢ／Ａに応じて決定する構成としてもよい。

【0058】

同様に、決定部１２１、１２１ａは、処理例１において説明したＣ／Ａが０％以上１％以下であれば輝度補正範囲の下限値ＭＩＮをＣ／Ａに依らずに決定し、Ｃ／Ａが１％より大きい場合に、輝度補正範囲の下限値ＭＩＮをＣ／Ａに応じて決定する構成としてもよい。

【0059】

構成例２の構成では、第２の数値決定部１２１２が、処理例１において説明したＣ／Ａが０％以上１％以下であれば輝度補正範囲の下限値ＭＩＮをＣ／Ａに依らずに決定し、Ｃ／Ａが１％より大きい場合に、輝度補正範囲の下限値ＭＩＮをＣ／Ａに応じて決定する構成としてもよい。

【0060】

（輝度補正部１２２による処理例）
以下、図６を参照しながら、輝度補正部１２２による処理例を説明する。

【0061】

上述したように、輝度補正部１２２は、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、決定部１２１が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う。図６に示すように、一例として、輝
度補正部１２２は、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、上限値ＭＡＸ及び下限値ＭＩＮによって規定される輝度補正範囲を、表示パネルの有する最大の輝度範囲に伸長することによって、第３の画像信号ＩＭＧ_３を生成する。ここで、図６に示すように、第３の画像信号ＩＭＧ_３の輝度の上限値をＹｍａｘ_３と表記し、第３の画像信号ＩＭＧ_３の輝度の下限値をＹｍｉｎ_３と表記する。一例として、輝度補正部１２２は、Ｙｍａｘ_３の値を、表示パネルが表示可能な最大輝度となるように、かつ、Ｙｍｉｎ_３の値を、表示パネルが表示可能な最小輝度（すなわち０）となるように、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して輝度補正範囲の伸長を行う。

【0062】

これにより、図６に示すように、第２の画像信号ＩＭＧ_２が有する補正前の輝度特性（補正前特性）が、第３の画像信号ＩＭＧ_３が有する補正後の輝度特性（補正後特性）に変換される。

【0063】

（画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）による効果）
以下、図７を参照しながら、画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）による効果について具体的に説明する。図７における表記Ｙｍａｘ_１、Ｙｍａｘ_２、ＭＡＸ、及びＭＩＮについては上述した通りである。図７の左側のグラフは、前段処理部１１による画像処理により、オーバーシュートが付加された第２の画像信号ＩＭＧ_２の例を模式的に示している。

【0064】

この第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、仮に、Ｙｍａｘ_１＝ＭＡＸ、又はＹｍａｘ_１とＭＡＸがほぼ等しくなるように輝度補正範囲の上限値ＭＡＸを設定した場合、図７の中央のグラフに示す画像領域Ｒａの範囲に含まれる画素の輝度が、輝度潰れを起こしてしまう。

【0065】

一方で、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、仮に、Ｙｍａｘ_２＝ＭＡＸ、又はＹｍａｘ_２とＭＡＸがほぼ等しくなるように輝度補正範囲の上限値ＭＡＸを設定した場合、図７の右側のグラフに示すように、輝度潰れを生じることはないが、その代わり、十分な輝度補正の伸長幅が得られないという問題が生じる。

【0066】

本実施形態に係る画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）によれば、入力される画像を示す第１の画像信号ＩＭＧ_１に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像信号ＩＭＧ_２を生成する前段処理部１１と、前段処理部１１による画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部１２１と、第２の画像信号ＩＭＧ_２に対して、決定部１２１が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部１２２とを備えている。このため、本実施形態に係る画像処理装置１によれば、入力される画像に応じて好適に輝度補正を行うことができる。

【0067】

（画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）による画像処理の流れ）
以下、図８を参照しながら画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）による画像処理の流れを説明する。図８は、図１又は図２に示す画像処理装置による画像処理方法を示すフローチャートである。

【0068】

（ステップＳ１１）
ステップＳ１１において、補正部１２により、第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラム、最小輝度Ｙｍｉｎ_２、および最大輝度Ｙｍａｘ_２を取得する。

【0069】

構成例２の構成では、第２の特徴量取得部１５が第２の画像信号ＩＭＧ_２のヒストグラム、最小輝度Ｙｍｉｎ_２、および最大輝度Ｙｍａｘ_２を取得し、取得した情報を補正部１２に提供する。

【0070】

（ステップＳ１２）
続いて、ステップＳ１２において、補正部１２により、第１の画像信号ＩＭＧ_１の最小輝度Ｙｍｉｎ_１、および最大輝度Ｙｍａｘ_１を取得する。

【0071】

構成例２の構成では、第１の特徴量取得部１４が第１の画像信号ＩＭＧ_１の最小輝度Ｙｍｉｎ_１、および最大輝度Ｙｍａｘ_１を取得し、取得した情報を補正部１２に提供する。

【0072】

（ステップＳ１３）
続いて、ステップＳ１３において、補正部１２における決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）により、輝度補正範囲の上限値ＭＡＸ、および下限値ＭＩＮを決定する。ここで、輝度補正範囲の上限値ＭＡＸ、および下限値ＭＩＮの決定処理の具体例については上述した通りである。

【0073】

（ステップＳ１４）
続いて、ステップＳ１４において、補正部１２における輝度補正部１２２により、決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）が決定した輝度補正範囲の上限値ＭＡＸ、および下限値ＭＩＮに基づいた輝度補正を行う。輝度補正処理の具体例については上述した通りである。

【0074】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0075】

実施形態１に係る画像処理装置１（構成例２では画像処理装置１ａ）では、決定部１２１（構成例２では決定部１２１ａ）が、前段処理部１１による画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する構成について説明したが、本明細書に記載の態様はこれに限定されるものではない。

【0076】

一例として、本実施形態では、決定部１２１が、画像信号ＩＭＧ_１が表すコンテンツのジャンルに応じて、輝度補正範囲を決定する構成について説明する。

【0077】

本実施形態に係る画像処理装置の構成は、実施形態１において説明した画像処理装置１に加え、ジャンル特定部を備えている。当該ジャンル特定部は、画像信号ＩＭＧ_１が表すコンテンツのジャンル情報に基づき、当該コンテンツのジャンルを特定する。そしてジャンル特定部は、特定したジャンルを示す情報を、決定部１２１に供給する。

【0078】

なお、ジャンル特定部は、ジャンル情報に代えて、画像信号ＩＭＧ_１のフレームレートに応じてジャンルを特定する構成としてもよい。一例として、画像信号ＩＭＧ_１のフレームレートが２４Ｈｚであった場合、ジャンル特定部は、当該コンテンツのジャンルを映画と特定してもよい。

【0079】

本実施形態に係る決定部１２１は、ジャンル特定部から取得したジャンルを示す情報に応じて、輝度補正範囲（より具体的には実施形態１において説明したＭＡＸ、及びＭＩＮ）を決定する。

【0080】

一例として、ジャンルが映画である場合、決定部１２１は、第２の画像信号ＩＭＧ_２の上限値Ｙｍａｘ_２を輝度補正範囲の上限値ＭＡＸに設定し、第２の画像信号ＩＭＧ_２の下限値Ｙｍｉｎ_２を輝度補正範囲の下限値ＭＩＮに設定してもよい。

【0081】

これにより、本実施形態に係る画像処理装置は、映画のようなディテールを尊重すべきコンテンツに対して、ディテールを尊重しつつ輝度補正を行うことができる。

【0082】

また、本実施形態に係る画像処理装置は、ジャンル特定部に代えて、又はジャンル特定部に加えて、モード特定部を備える構成としてもよい。ここで、モード特定部は、一例として、ユーザ又は管理者からの受け付けた入力に応じてモードを特定することができる。一例として、モード特定部は、複数のモードに関する選択肢を表示パネルに表示させ、当該表示に対するユーザからの入力を受け付け、受け付けた入力に応じてモードを特定する。モード特定部は、特定したモードを示す情報を、決定部１２１に供給する。

【0083】

本実施形態に係る決定部１２１は、モード特定部から取得したモードを示す情報に応じて、輝度補正範囲（より具体的には実施形態１において説明したＭＡＸ、及びＭＩＮ）を特定する。

【0084】

一例として、モードが「店頭デモ」モードである場合、決定部１２１は、第１の画像信号ＩＭＧ_１の上限値Ｙｍａｘ１を輝度補正範囲の上限値ＭＡＸに設定し、第１の画像信号ＩＭＧ_１の下限値Ｙｍｉｎ１を輝度補正範囲の下限値ＭＩＮに設定してもよい。

【0085】

これにより、本実施形態に係る画像処理装置は、視聴者にインパクトを与えることが望まれる「店頭デモ」の状況において、視聴者に対してメリハリのある画像を表示することができる。

【0086】

〔実施形態１、２に関する付記事項〕
実施形態１、２において、「最大」「最小」「上限」「下限」との表現を用いたが、これらの表現は上記実施形態を過度に限定するものではない。例えば、厳密な意味での最小値が０であり、厳密な意味での最大値が１００である場合に、本実施形態に係る構成において、最小値を２、最大値を９８などのように、厳密な最大値及び厳密な最小値に十分近い値として設定したとても、本明細書に記載の発明は十分な効果を奏する。「上限」「下限」についても同様である。

【0087】

したがって、本明細書における「最大」「最小」「上限」「下限」との表現は、設計上又は数学上の厳密な意味に限定して解釈されるべきではなく、それぞれの厳密な値から数パーセント程度のずれをも包含する概念である。

【0088】

〔ソフトウェアによる実現例〕
画像処理装置１の制御ブロック（特に前段処理部１１、補正部１２および後段処理部１３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0089】

後者の場合、画像処理装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0090】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る画像処理装置（１）は、入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理部（１１）と、前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定部（１２１）と、前記第２の画像に対して、前記決定部（１２１）が決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正部（１２２）とを備えている。

【0091】

上記の構成によれば、入力画像に応じて、より好適な輝度補正を行うことができる。

【0092】

本発明の態様２に係る画像処理装置（１）は、上記態様１において、前記決定部（１２１）は、前記第１の画像または前記第２の画像における、前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲に含まれる輝度を有する画素数、及び、前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲の広さ、の少なくとも何れかが含まれる前記画像情報に基づいて、前記輝度補正範囲を決定してもよい。

【0093】

本発明の態様３に係る画像処理装置（１）は、上記態様２において、前記決定部（１２１）は、前記第１の画像または前記第２の画像における、前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲に含まれる輝度を有する画素数、に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定してもよい。

【0094】

本発明の態様４に係る画像処理装置（１）は、上記態様２において、前記決定部（１２１）は、前記第１の画像または前記第２の画像における、前記高輝度範囲又は前記低輝度範囲の広さ、に応じた第１及び第２の重み係数を設定し、前記第１の画像における輝度の上限値と、前記第２の画像における輝度の上限値との前記第１の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の上限値を決定し、前記第１の画像における輝度の下限値と、前記第２の画像における輝度の下限値との前記第２の重み係数を用いた加重平均によって前記輝度補正範囲の下限値を決定してもよい。

【0095】

本発明の態様５に係る画像処理装置（１）は、上記態様２から４の何れかにおいて、前記決定部（１２１）は、前記画像情報に含まれる前記画素数、及び前記広さの少なくとも何れかが所定の値よりも大きい場合に、前記画像情報に応じて輝度補正範囲を決定してもよい。

【0096】

本発明の態様６に係る画像処理方法は、入力される画像を示す第１の画像に対して所定の画像処理を行った画像である第２の画像を生成する画像処理工程と、前記画像処理に応じて定まる高輝度範囲又は低輝度範囲における画像情報に基づいて輝度補正範囲を決定する決定工程と、前記第２の画像に対して、前記決定工程において決定した輝度補正範囲の輝度値の補正を行う輝度補正工程とを含んでいる。

【0097】

上記の構成によれば、態様１と同様な効果を奏する。

【0098】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0099】

１、１ａ 画像処理装置
１１ 前段処理部（画像処理部）
１２、１２ａ 補正部
１２１、１２１ａ 決定部
１２１１ 第１の数値決定部
１２１２ 第２の数値決定部
１２１３ 第１係数設定部
１２１４ 第２係数設定部
１２２ 輝度補正部
１３ 後段処理部
１４ 第１の特徴量取得部
１５ 第２の特徴量取得部
１００ テレビジョン受像機
２００ タブレット端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】