知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-07-19
(45)【発行日】2024-07-29
(54)【発明の名称】画像表示装置、画像表示方法、及び画像表示プログラム
(51)【国際特許分類】
G09G 3/36 20060101AFI20240722BHJP
G02F 1/133 20060101ALI20240722BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20240722BHJP
【ＦＩ】
G09G3/36
G02F1/133 575
G09G3/20 632G
G09G3/20 680E
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023578217
(86)(22)【出願日】2022-02-01
(86)【国際出願番号】 JP2022003816
(87)【国際公開番号】W WO2023148814
(87)【国際公開日】2023-08-10
【審査請求日】2024-06-03
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】391010116
【氏名又は名称】ＥＩＺＯ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】中村 友哉
(72)【発明者】
【氏名】松崎 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】村田 和哉
【審査官】西島 篤宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－９０８８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－８６３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－４１０５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２７９７４９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１１５０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３３６８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０９Ｇ ３／００ － ３／３８
Ｇ０２Ｆ １／１３３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示する表示装置であって、光源と、積層して配置される複数の表示パネルと、広域平滑部と、狭域平滑部と、ブレンド部とを備え、
前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、
前記広域平滑部は、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、
前記狭域平滑部は、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑部の前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、
前記ブレンド部は、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、
第２パネルは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を表示し、
前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、表示装置。
【請求項2】
請求項１に記載の表示装置であって、前記ブレンド部は、ブレンド率決定部と、ブレンド処理部とを備え、
前記ブレンド率決定部は、前記対象画素の輝度、又は前記対象画素及び前記対象画素の近傍画素を含む近傍領域の輝度を用いて輝度レベルを算出し、前記輝度レベルに基づき前記ブレンド率を決定し、
前記ブレンド処理部は、前記ブレンド率を用いて前記ブレンド値を出力する、表示装置。
【請求項3】
請求項２に記載の表示装置であって、前記ブレンド率決定部は、前記広域平滑値の前記ブレンド率が前記輝度レベルに対して単調非減少となるように、前記ブレンド率を決定する、表示装置。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の表示装置であって、前記広域平滑部は、第１前処理部と、第１平滑化処理部を備え、
第１前処理部は、前記広域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び前記各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記広域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、
第１平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記広域平滑値を出力する、表示装置。
【請求項5】
請求項４に記載の表示装置であって、第１前処理部は、前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記広域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する、表示装置。
【請求項6】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の表示装置であって、前記狭域平滑部は、第２前処理部と、第２平滑化処理部を備え、
第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び当該各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記狭域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、
第２平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記狭域平滑値を出力する、表示装置。
【請求項7】
請求項６に記載の表示装置であって、第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む前記領域内の前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記狭域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する、表示装置。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の表示装置であって、前記平滑化処理は、平均化フィルタを用いた処理である、表示装置。
【請求項9】
表示装置に画像を表示する方法であって、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、
前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、
前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、
前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、
前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、
前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、
前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、
前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、方法。
【請求項10】
コンピュータ、又は表示装置に設けられたプロセッサに、前記表示装置に画像を表示する方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、
前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、
前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、
前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、
前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、
前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、
前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、
前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像表示装置、画像表示方法、及び画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示装置の表示品位を向上させるために、複数の表示パネルを積層して配置し、各表示パネルに画像を表示させる技術が提案されている。特許文献１に開示される表示装置では、表示装置の前面側に配置される第１表示パネルにカラー画像が、第１表示パネルの背面側に配置される第２表示パネルに白黒画像が表示される。これにより、特に表示画像の低階調領域を高品位で表示し、表示装置のコントラストを向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６７４６４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前面側の表示パネル上の画素と当該画素に対応する背面側の表示パネル上の画素とは表示パネルの厚み方向において離間しているため、観察者の視線によって画素同士の重なり具合に視差が生じる。観察者の視線が表示画面に対して斜め方向である場合には、画素同士の重なり具合のずれにより輝点の消失や二重像が知覚される場合がある。このような表示品位の低下を抑制するために、特許文献１の表示装置では、第２表示パネル用の白黒画像データに平滑化処理を施し輝度変化を滑らかにしている。
【0005】
しかしながら、平滑化処理を行うと、視差に起因する表示品位の低下を抑制できる一方、入力画像によっては干渉模様やハローが発生しやすくなる。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の表示パネルが積層して配置された表示装置において、表示品位の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、画像を表示する表示装置であって、光源と、積層して配置される複数の表示パネルと、広域平滑部と、狭域平滑部と、ブレンド部とを備え、前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、前記広域平滑部は、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、前記狭域平滑部は、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑部の前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、前記ブレンド部は、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、第２パネルは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を表示し、前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、表示装置が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る表示装置においては、大きさの異なる対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行い、その平滑化処理値をブレンドしたブレンド値を用いて第２パネルに表示される画像が生成される。平滑化処理により視差による表示品位の低下を抑制しつつ、相対的に広域及び狭域の関係にある対象領域の平滑化処理値をブレンドすることで、平滑化処理の弊害である干渉模様やハローの発生を抑制することが可能となる。
【0009】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記ブレンド部は、ブレンド率決定部と、ブレンド処理部とを備え、前記ブレンド率決定部は、前記対象画素の輝度、又は前記対象画素及び前記対象画素の近傍画素を含む近傍領域の輝度を用いて輝度レベルを算出し、前記輝度レベルに基づき前記ブレンド率を決定し、前記ブレンド処理部は、前記ブレンド率を用いて前記ブレンド値を出力する。
好ましくは、前記ブレンド率決定部は、前記広域平滑値の前記ブレンド率が前記輝度レベルに対して単調非減少となるように、前記ブレンド率を決定する。
好ましくは、前記広域平滑部は、第１前処理部と、第１平滑化処理部を備え、第１前処理部は、前記広域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び前記各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記広域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、第１平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記広域平滑値を出力する。
好ましくは、第１前処理部は、前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記広域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する。
好ましくは、前記狭域平滑部は、第２前処理部と、第２平滑化処理部を備え、第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び当該各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記狭域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、第２平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記狭域平滑値を出力する。
好ましくは、第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む前記領域内の前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記狭域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する。
好ましくは、前記平滑化処理は、平均化フィルタを用いた処理である。
好ましくは、前記ブレンド部は、ブレンド率決定部と、ブレンド処理部とを備え、前記ブレンド率決定部は、前記対象画素の輝度、又は前記対象画素及び前記対象画素の近傍画素を含む近傍領域の輝度を用いて輝度レベルを算出し、前記輝度レベルに基づき前記ブレンド率を決定し、前記ブレンド処理部は、前記ブレンド率を用いて前記ブレンド値を出力する。
好ましくは、前記ブレンド率決定部は、前記広域平滑値の前記ブレンド率が前記輝度レベルに対して単調非減少となるように、前記ブレンド率を決定する。
好ましくは、前記広域平滑部は、第１前処理部と、第１平滑化処理部を備え、第１前処理部は、前記広域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び前記各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記広域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、第１平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記広域平滑値を出力する。
好ましくは、第１前処理部は、前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記広域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する。
好ましくは、前記狭域平滑部は、第２前処理部と、第２平滑化処理部を備え、第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む領域内の各画素の輝度、及び当該各画素の前記輝度の代表値から選ばれた少なくとも１つを用いて、前記狭域平滑部において用いられる前記輝度情報値を生成し、第２平滑化処理部は、当該輝度情報値に対して平滑化処理を行って前記狭域平滑値を出力する。
好ましくは、第２前処理部は、前記狭域平滑部の前記対象領域を少なくとも含む前記領域内の前記各画素の色成分の階調値をさらに用いて、前記狭域平滑部の前記対象領域の前記輝度情報値を生成する。
好ましくは、前記平滑化処理は、平均化フィルタを用いた処理である。
【0010】
本発明の別の観点によれば、表示装置に画像を表示する方法であって、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、方法が提供される。
【0011】
本発明の別の観点によれば、コンピュータ、又は表示装置に設けられたプロセッサに、前記表示装置に画像を表示する方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、プログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る表示装置１の機能構成を示すブロック図である。
【図2】表示装置１の表示部２と観察者の視点ｅ０との位置関係を表す概要図である。
【図3】表示装置１の画像処理部３の機能構成を示すブロック図である。
【図4】第１主処理部５の機能構成を示すブロック図である。
【図6】入力画像の画素配列Ｉを示す概要図である。
【図7】輝度Ｖの２次元配列を示す概要図である。
【図10】ブレンド部８８の機能構成を示すブロック図である。
【図11】ブレンド率決定部８８ａにおいて用いられる近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎの輝度Ｖを示す概要図である。
【図12】輝度レベルＶｇと広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌとの関係の一例を示すグラフである。
【図14】図１４Ａは、第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａ及び相対輝度算出部８３ｂにおいて用いられる輝度Ｖの２次元配列を示す概要図である。図１４Ｂは、第２前処理部８６の絶対輝度算出部８６ａ及び相対輝度算出部８６ｂにおいて用いられる輝度Ｖの２次元配列を示す概要図である
【図15】相対輝度算出部８３ｂのＬＵＴ８３ｂ２における輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌと対応値ｆｖ－ｌの関係の一例を示すグラフである。
【図16】調整係数算出部８３ｃのＬＵＴ８３ｃ２における階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌと調整係数ｆａ－ｌの関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
【0014】
なお、本明細書において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものを指し得る。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、０又は１で構成される２進数のビット集合体として信号値の高低によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行され得る。また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。
【0015】
１．全体構成
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１は、表示部２、及び画像処理部３を備える。表示部２と画像処理部３は、信号ケーブルによって相互に通信可能に接続されている。図２に示すように、表示部２は、表示部２の背面側に配置される光源２３、及び積層して配置される複数の表示パネルを備える。本実施形態に係る表示部２は、複数の表示パネルとして表示部２の前面側に配置される第１パネル２１と、光源２３及び第１パネル２１の間に配置される第２パネル２２との２枚の液晶パネルを備える。表示部２の前方に位置する観察者の視点ｅ０から見た場合、第２パネル２２は第１パネル２１よりも遠い位置に配置される。なお、以下の説明において、複数の表示パネル（本実施形態においては第１パネル２１及び第２パネル２２）を合わせた全体を積層表示パネルと称する場合がある。
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置１は、表示部２、及び画像処理部３を備える。表示部２と画像処理部３は、信号ケーブルによって相互に通信可能に接続されている。図２に示すように、表示部２は、表示部２の背面側に配置される光源２３、及び積層して配置される複数の表示パネルを備える。本実施形態に係る表示部２は、複数の表示パネルとして表示部２の前面側に配置される第１パネル２１と、光源２３及び第１パネル２１の間に配置される第２パネル２２との２枚の液晶パネルを備える。表示部２の前方に位置する観察者の視点ｅ０から見た場合、第２パネル２２は第１パネル２１よりも遠い位置に配置される。なお、以下の説明において、複数の表示パネル（本実施形態においては第１パネル２１及び第２パネル２２）を合わせた全体を積層表示パネルと称する場合がある。
【0016】
画像処理部３は、入力画像に対して所定の画像処理を実行し、第１画像データＤＡＴ１及び第２画像データＤＡＴ２を表示部２に対して出力する。画像処理部３から信号ケーブルを介して送られる制御信号又はデータに従って、第１パネル２１が第１画像データＤＡＴ１に基づき第１画像を表示し、第２パネル２２が第２画像データＤＡＴ２に基づき第２画像を表示する。本実施形態では、第１パネル２１はカラー液晶パネルであり、カラー画像の第１画像を表示し、第２パネル２２はモノクロ液晶パネルであり、モノクロ画像の第２画像を表示する。
【0017】
第１パネル２１及び第２パネル２２が第１画像及び第２画像を各々表示して光源２３からの光Ｌの透過率を制御することによって、積層表示パネル上に所望の画像が表示される。図２に示すように、第１パネル２１の画素ｐ１と第２パネル２２の画素ｐ２は、表示パネルの厚み方向において距離ｄだけ離間している。従って、観察者の視線が画素の正面に向かう方向である場合（図２における視線ｅ１の場合）には高品位な画像として知覚されるが、観察者の視線が画素に対して斜め方向である場合（図２における視線ｅ２，ｅ３の場合）には、画素ｐ１と画素ｐ２の重なり具合のずれにより、輝点の消失や二重像が知覚される可能性がある。第２パネル２２の使用に伴うこのような弊害を抑制するために、画像処理部３による第２画像データＤＡＴ２の生成に際し、平滑化処理が行われる。
【0018】
２．画像処理部３
次に、画像処理部３の各構成要素について詳細に説明する。図１及び図３に示すように、本実施形態の画像処理部３は、線形変換部３１と、第１画像生成部４と、第２画像生成部７とを備える。線形変換部３１は、入力画像データに所定の処理を行って第１画像生成部４及び第２画像生成部７に対して出力する。第１画像生成部４及び第２画像生成部７は、第１画像データＤＡＴ１及び第２画像データＤＡＴ２を各々生成する。
次に、画像処理部３の各構成要素について詳細に説明する。図１及び図３に示すように、本実施形態の画像処理部３は、線形変換部３１と、第１画像生成部４と、第２画像生成部７とを備える。線形変換部３１は、入力画像データに所定の処理を行って第１画像生成部４及び第２画像生成部７に対して出力する。第１画像生成部４及び第２画像生成部７は、第１画像データＤＡＴ１及び第２画像データＤＡＴ２を各々生成する。
【0019】
２．１．線形変換部３１
線形変換部３１は、入力画像データとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の各々について１０ビットで階調が表現される入力信号ＲＧＢγを受信する。ここで、入力信号ＲＧＢγは、入力画像の階調に対してガンマ特性に応じたガンマ補正が適用されたものである。線形変換部３１は、入力信号ＲＧＢγの各成分について階調値の増加に対して輝度が線形に増加する線形特性を示すように変換した線形信号ＲＧＢを生成する。本実施形態においては、成分毎に設けられた３つのＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ ｔａｂｌｅ）を用いて、線形信号ＲＧＢへの変換が行われる。
線形変換部３１は、入力画像データとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の各々について１０ビットで階調が表現される入力信号ＲＧＢγを受信する。ここで、入力信号ＲＧＢγは、入力画像の階調に対してガンマ特性に応じたガンマ補正が適用されたものである。線形変換部３１は、入力信号ＲＧＢγの各成分について階調値の増加に対して輝度が線形に増加する線形特性を示すように変換した線形信号ＲＧＢを生成する。本実施形態においては、成分毎に設けられた３つのＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ ｔａｂｌｅ）を用いて、線形信号ＲＧＢへの変換が行われる。
【0020】
２．２．第２画像生成部７
第２画像生成部７は、第２主処理部８及び第２非線形変換部９を備える。第２主処理部８は、線形変換部３１から線形信号ＲＧＢを受け取り、平滑化処理を含む所定の処理を実行して第２処理信号Ｄを生成する。なお、第２主処理部８が行う処理の詳細は後述する。第２非線形変換部９は、第２主処理部８から第２処理信号Ｄを受け取り、第２パネル２２の表示特性に基づき作成されたＬＵＴを用いて第２処理信号Ｄを非線形な信号である第２画像信号Ｄγに変換する。第２画像信号Ｄγは第２画像データＤＡＴ２として表示部２へ出力され、第２画像信号Ｄγに基づく第２画像が第２パネル２２に表示される。
第２画像生成部７は、第２主処理部８及び第２非線形変換部９を備える。第２主処理部８は、線形変換部３１から線形信号ＲＧＢを受け取り、平滑化処理を含む所定の処理を実行して第２処理信号Ｄを生成する。なお、第２主処理部８が行う処理の詳細は後述する。第２非線形変換部９は、第２主処理部８から第２処理信号Ｄを受け取り、第２パネル２２の表示特性に基づき作成されたＬＵＴを用いて第２処理信号Ｄを非線形な信号である第２画像信号Ｄγに変換する。第２画像信号Ｄγは第２画像データＤＡＴ２として表示部２へ出力され、第２画像信号Ｄγに基づく第２画像が第２パネル２２に表示される。
【0021】
２．３．第１画像生成部４
第１画像生成部４は、第１主処理部５及び第１非線形変換部６を備える。図４に示すように、第１主処理部５は、係数算出部５１及び演算部５２を備える。係数算出部５１は、第２画像生成部７の第２主処理部８から第２処理信号Ｄを受け取り、ＬＵＴを用いて第２処理信号Ｄに対応付けられた係数Ｆを出力する。演算部５２は、線形変換部３１から線形信号ＲＧＢを、係数算出部５１から係数Ｆを受け取り、線形信号ＲＧＢに係数Ｆを乗じることにより第１処理信号ＲＧＢ'を生成する。本実施形態においては、光源２３から発せられた光は、第２表示パネルにより第２画像データＤＡＴ２に基づく透過率で透過され、さらに第１表示パネルにより第１画像データＤＡＴ１に基づく透過率で透過され、これにより積層表示パネルにおいて入力画像データに応じた所望の透過率が実現される。係数算出部５１が用いるＬＵＴには、このような第１表示パネル及び第２表示パネルの透過率の関係に基づき、入力データとしての第２処理信号Ｄに対応付けられた出力データとしての係数Ｆが格納されている。
第１画像生成部４は、第１主処理部５及び第１非線形変換部６を備える。図４に示すように、第１主処理部５は、係数算出部５１及び演算部５２を備える。係数算出部５１は、第２画像生成部７の第２主処理部８から第２処理信号Ｄを受け取り、ＬＵＴを用いて第２処理信号Ｄに対応付けられた係数Ｆを出力する。演算部５２は、線形変換部３１から線形信号ＲＧＢを、係数算出部５１から係数Ｆを受け取り、線形信号ＲＧＢに係数Ｆを乗じることにより第１処理信号ＲＧＢ'を生成する。本実施形態においては、光源２３から発せられた光は、第２表示パネルにより第２画像データＤＡＴ２に基づく透過率で透過され、さらに第１表示パネルにより第１画像データＤＡＴ１に基づく透過率で透過され、これにより積層表示パネルにおいて入力画像データに応じた所望の透過率が実現される。係数算出部５１が用いるＬＵＴには、このような第１表示パネル及び第２表示パネルの透過率の関係に基づき、入力データとしての第２処理信号Ｄに対応付けられた出力データとしての係数Ｆが格納されている。
【0022】
第１非線形変換部６は、第１主処理部５から第１処理信号ＲＧＢ'を受け取り、第１パネル２１の表示特性に基づき色成分毎に作成されたＬＵＴを用いて第１処理信号ＲＧＢ'を非線形な信号である第１画像信号ＲＧＢ'γに変換する。第１画像信号ＲＧＢ'γは第１画像データＤＡＴ１として表示部２へ出力され、第１画像信号ＲＧＢ'γに基づく第１画像が第１パネル２１に表示される。
【0023】
本実施形態の画像処理部３においては、第１主処理部５及び第２主処理部８による処理に先駆けて線形変換部３１による線形信号への変換が行われる。また、第１主処理部５及び第２主処理部８が各々生成した第１処理信号ＲＧＢ'及び第２処理信号Ｄは、第１非線形変換部６及び第２非線形変換部９により非線形な信号に変換されて表示部２へ出力される。このような構成では、積層表示パネルを通して見える階調と同等の線形な信号に対して第１主処理部５及び第２主処理部８による処理が行われる。従って、第１主処理部５においては、複数の表示パネルを組み合わせた場合に表示される色により正確に依拠した処理を行うことが可能となり、第２主処理部８においては、平滑化処理等においてより適切な結果を得ることが可能となる。
【0024】
３．第２主処理部８
次に、第２主処理部８が行う処理について詳細に説明する。図５Ａに示すように、第２主処理部８は、輝度変換部８１と、広域平滑部８２と、狭域平滑部８５と、ブレンド部８８とを備える。図５Ｂは、第２主処理部８における処理を示すフロー図である。
次に、第２主処理部８が行う処理について詳細に説明する。図５Ａに示すように、第２主処理部８は、輝度変換部８１と、広域平滑部８２と、狭域平滑部８５と、ブレンド部８８とを備える。図５Ｂは、第２主処理部８における処理を示すフロー図である。
【0025】
３．１．輝度変換部８１
輝度変換部８１は、線形信号ＲＧＢを受け取り、入力画像中の各画素の階調値に基づき輝度Ｖを出力する（図５ＢにおけるステップＳ１）。本実施形態の輝度変換部８１は、各画素の各色成分の階調値のうち最大のものを輝度Ｖとして出力する。図６は本実施形態における入力画像の画素配列Ｉを示しており、画素配列ＩはＭ×Ｎ個の画素を有する。図６の左上の端部の画素を基準として、ｍ行ｎ列目の画素をｉｍ，ｎと表す。線形信号ＲＧＢにおいて入力画像中の画素ｉｍ，ｎの諧調値の各成分を０以上１以下の範囲で正規化した値が（Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ）であるとき、式（１）で表されるようにＲｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎのうちの最大値を画素ｉｍ，ｎの輝度ｖｍ，ｎとして用いる。
ｖｍ，ｎ＝ｍａｘ｛Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ｝ （１）
（０≦Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ≦１）
輝度変換部８１は、図７に示すような各画素ｉｍ，ｎの輝度ｖｍ，ｎの２次元配列である輝度Ｖを出力する。なお、輝度Ｖの算出方法は、上記の例に限定されず、例えば、各画素の各色成分の階調値に対して重み付けを行い和をとったものを輝度Ｖとして出力してもよい。
輝度変換部８１は、線形信号ＲＧＢを受け取り、入力画像中の各画素の階調値に基づき輝度Ｖを出力する（図５ＢにおけるステップＳ１）。本実施形態の輝度変換部８１は、各画素の各色成分の階調値のうち最大のものを輝度Ｖとして出力する。図６は本実施形態における入力画像の画素配列Ｉを示しており、画素配列ＩはＭ×Ｎ個の画素を有する。図６の左上の端部の画素を基準として、ｍ行ｎ列目の画素をｉｍ，ｎと表す。線形信号ＲＧＢにおいて入力画像中の画素ｉｍ，ｎの諧調値の各成分を０以上１以下の範囲で正規化した値が（Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ）であるとき、式（１）で表されるようにＲｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎのうちの最大値を画素ｉｍ，ｎの輝度ｖｍ，ｎとして用いる。
ｖｍ，ｎ＝ｍａｘ｛Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ｝ （１）
（０≦Ｒｍ，ｎ，Ｇｍ，ｎ，Ｂｍ，ｎ≦１）
輝度変換部８１は、図７に示すような各画素ｉｍ，ｎの輝度ｖｍ，ｎの２次元配列である輝度Ｖを出力する。なお、輝度Ｖの算出方法は、上記の例に限定されず、例えば、各画素の各色成分の階調値に対して重み付けを行い和をとったものを輝度Ｖとして出力してもよい。
【0026】
３．２．広域平滑部８２及び狭域平滑部８５
広域平滑部８２及び狭域平滑部８５は、輝度Ｖについての情報である輝度情報値Ｖ'ｌ，Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行い、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ及び狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓを各々出力する。輝度情報値Ｖ'ｌ，Ｖ'ｓは、輝度Ｖを用いて生成される。ここで、広域平滑部８２が入力画像中の対象画素及び当該対象画素の周辺画素を含む対象領域Ａｌの輝度情報値Ｖ'ｌに対して平滑化処理を行うのに対し、狭域平滑部８５は対象画素及び当該対象画素の周辺画素を含み広域平滑部８２の対象領域Ａｌよりも小さい対象領域Ａｓの輝度情報値Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行う。
広域平滑部８２及び狭域平滑部８５は、輝度Ｖについての情報である輝度情報値Ｖ'ｌ，Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行い、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ及び狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓを各々出力する。輝度情報値Ｖ'ｌ，Ｖ'ｓは、輝度Ｖを用いて生成される。ここで、広域平滑部８２が入力画像中の対象画素及び当該対象画素の周辺画素を含む対象領域Ａｌの輝度情報値Ｖ'ｌに対して平滑化処理を行うのに対し、狭域平滑部８５は対象画素及び当該対象画素の周辺画素を含み広域平滑部８２の対象領域Ａｌよりも小さい対象領域Ａｓの輝度情報値Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行う。
【0027】
広域平滑部８２は、図５Ａに示すように、第１前処理部８３、及び第１平滑化処理部８４を備える。第１前処理部８３は、輝度Ｖに対して所定の前処理を行い（図５ＢにおけるステップＳ２）、図８Ａに示すような各画素ｉｍ，ｎの輝度情報値ｖ'ｌ＿ｍ，ｎの２次元配列である輝度情報値Ｖ'ｌを出力する。なお、第１前処理部８３が行う処理の詳細は後述する。
【0028】
対象画素をｍ行ｎ列目の画素ｉｍ，ｎとした場合において対象画素ｉｍ，ｎに対応する対象領域ＡｌをＡｌ＿ｍ，ｎと表すと、対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその周辺画素を含む計ｋｌ×ｋｌ個の画素からなる領域に設定される。ｋｌは、例えば、９９～９９９であり、好ましくは、１４９～５９９であり、本実施形態においてはｋｌ＝３０１に設定される。ｋｌは、具体的には例えば、９９、１９９、２９９、３９９、４９９、５９９、６９９、７９９、８９９、９９９であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。第１平滑化処理部８４は、図８Ｂにおいて太線で示された対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎの輝度情報値Ｖ'ｌに対して平滑化処理を行う（広域平滑ステップ、図５ＢのステップＳ３）。これにより、対象画素ｉｍ，ｎについての広域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎが得られる。
【0029】
第１平滑化処理部８４による平滑化処理は、干渉模様の抑制を目的として比較的大きな対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎに対して行われる。対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎのサイズｋｌ×ｋｌは、本実施形態の例に限定されるものではなく、表示パネルのサイズや積層表示パネルに対する観察者の視野角の想定範囲を考慮し、視線が積層表示パネルに対して斜め方向である場合でも干渉模様が知覚されない程度に十分大きくなるように決定される。なお、本実施形態における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎは行方向及び列方向が同数の画素（ｋｌ個）で構成されるが、行方向及び列方向が異なる数の画素で構成されるように対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎを設定してもよい。
【0030】
本実施形態の第１平滑化処理部８４は、このように決定された対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎの輝度情報値Ｖ'ｌに対して、フィルタサイズがｋｌ×ｋｌの平均化フィルタを用いた平滑化処理を行う。従って、広域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎは、対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ内の画素の輝度情報値Ｖ'の総和をｋｌ×ｋｌで除した値となる。
【0031】
狭域平滑部８５は、図５Ａに示すように、第２前処理部８６、及び第２平滑化処理部８７を備える。第２前処理部８６は、輝度変換部８１から出力された輝度Ｖに対して所定の前処理を行い（図５ＢにおけるステップＳ４）、図９Ａに示すような各画素ｉｍ，ｎの輝度情報値ｖ'ｓ＿ｍ，ｎの２次元配列である輝度情報値Ｖ'ｓを出力する。なお、第２前処理部８６が行う処理の詳細は後述する。
【0032】
対象画素ｉｍ，ｎに対応する対象領域ＡｓをＡｓ＿ｍ，ｎと表すと、対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその周辺画素を含む計ｋｓ×ｋｓ個の画素からなる領域に設定される。ｋｓは、例えば、５～６１であり、好ましくは、１１～３９であり、本実施形態においてはｋｓ＝１５に設定される。ｋｓは、具体的には例えば、５、１３、２１、２９、３７、４５、５３、６１であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。第２平滑化処理部８７は、図９Ｂにおいて太線で示された対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎの輝度情報値Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行う（狭域平滑ステップ、図５ＢのステップＳ５）。これにより、対象画素ｉｍ，ｎについての狭域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎが得られる。
【0033】
第２平滑化処理部８７による平滑化処理の対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎは、第１平滑化処理部８４による平滑化処理の対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎよりも小さくなるように設定される。本実施形態においては、ｋｓ＜ｋｌの関係を満たし、第２平滑化処理部８７の対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎが第１平滑化処理部８４の対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎの一部となるように対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎが設定される。第２平滑化処理部８７による平滑化処理は、観察者の視線が積層表示パネルに対して斜め方向である場合の第１パネル２１及び第２パネル２２の画素同士の重なり具合のずれに起因する輝点の消失を抑制することを目的として、比較的小さな対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎに対して行われる。対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎは、表示パネルの厚み方向における第１パネル２１及び第２パネル２２の画素間の距離や、積層表示パネルに対する観察者の視線の角度を考慮して、視線が積層表示パネルに対して斜め方向である場合でも輝点の消失が知覚されない程度に最小限のサイズｋｓ×ｋｓを有するように決定される。第２平滑化処理部８７の対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎのサイズが、第１平滑化処理部８４の対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎのサイズに対して縦横１／ａ倍である場合、例えば、５≦ａ≦５０であり、好ましくは、１０≦ａ≦４０であり、本実施形態におけるａは約２０である。ａは、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。なお、本実施形態における対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎは行方向及び列方向が同数の画素（ｋｓ個）で構成されるが、行方向及び列方向が異なる数の画素で構成されるように対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎを設定してもよい。
【0034】
第２平滑化処理部８７は、このように決定された対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎの輝度情報値Ｖ'ｓに対して平滑化処理を行い、フィルタサイズがｋｓ×ｋｓの平均化フィルタを用いた平滑化処理を行う。従って、狭域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎは、対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎ内の画素の輝度情報値Ｖ'の総和をｋｓ×ｋｓで除した値となる。
【0035】
本実施形態の第１平滑化処理部８４及び第２平滑化処理部８７においては、平均化フィルタを用いて平滑化処理を行う。平均化フィルタは、距離に応じて重みをかけるガウシアンフィルタのようなローパスフィルタ（ＬＰＦ）と比較して、平滑化処理後の画像における階調の勾配が一定となる。これによって、第１パネル２１と第２パネル２２の相対位置がずれて見えることで生じる干渉模様を軽減することができる。言い換えれば、ＬＰＦとして減衰域が空間的にも周波数的にも広くなる平均化フィルタを用いることで、広い範囲において干渉を低減することが可能となる。
【0036】
３．３．ブレンド部８８
ブレンド部８８は、広域平滑部８２から広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌを、狭域平滑部８５から狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓを受け取り、これらを所定のブレンド率でブレンドし、ブレンド値を第２処理信号Ｄとして出力する。ブレンド部８８は、図１０に示すように、ブレンド率決定部８８ａ、及びブレンド処理部８８ｂを備える。
ブレンド部８８は、広域平滑部８２から広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌを、狭域平滑部８５から狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓを受け取り、これらを所定のブレンド率でブレンドし、ブレンド値を第２処理信号Ｄとして出力する。ブレンド部８８は、図１０に示すように、ブレンド率決定部８８ａ、及びブレンド処理部８８ｂを備える。
【0037】
ブレンド率決定部８８ａは、輝度変換部８１から輝度Ｖを受け取り、対象画素の輝度Ｖ、又は対象画素及び対象画素の近傍画素を含む近傍領域Ａｎの輝度Ｖを用いて輝度レベルＶｇを算出する。さらに、ブレンド率決定部８８ａは、輝度レベルＶｇに基づきブレンド率ｆｌ，ｆｓを決定する。ブレンド率ｆｌ，ｆｓは、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ及び狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓをブレンドする際に、式（２）に示すように各平滑値の重み付けに用いられる。
Ｄ＝ｆｌ×Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＋ｆｓ×Ｖ'ｍｅａｎ－ｓ （２）
（０≦ｆｌ，ｆｓ≦１、且つｆｓ＝１－ｆｌ）
Ｄ＝ｆｌ×Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＋ｆｓ×Ｖ'ｍｅａｎ－ｓ （２）
（０≦ｆｌ，ｆｓ≦１、且つｆｓ＝１－ｆｌ）
【0038】
対象画素ｉｍ，ｎに対応する近傍領域ＡｎをＡｎ＿ｍ，ｎと表すと、本実施形態の近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎは、ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその近傍画素を含む計ｋｎ×ｋｎ個の画素からなる領域に設定される。本実施形態においては、ｋｎ＝９に設定される。本実施形態のブレンド率決定部８８ａは、図１１において太線で示された近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎの輝度Ｖに対してガウス分布に基づくＬＰＦ８８ａ１を用いた処理を行い、対象画素ｉｍ，ｎについての輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎを算出する。ＬＰＦ８８ａ１は近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎの輝度Ｖに対して対象画素ｉｍ，ｎからの距離に応じた重みづけを行うためのものであり、これにより近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎにおける輝度Ｖの分布が反映された輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎを得ることができる。なお、ＬＰＦ８８ａ１による重み付けは、ガウス分布に従う本実施形態の構成に限定されるものではなく、他の重み付け方法を用いてもよい。
【0039】
近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎのサイズは、大きすぎると対象画素ｉｍ，ｎの近傍の輝度Ｖの分布を輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎに適切に反映できず、ブレンド部８８による処理の性能が低下する。従って、近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎのサイズは、広域平滑部８２における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎのサイズ以下に設定することが好ましく、狭域平滑部８５における対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎのサイズ以下に設定することがさらに好ましい。本実施形態においては、近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎのサイズを狭域平滑部８５における対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎのサイズよりも小さく（ｋｓ＝１５に対して、ｋｎ＝９）に設定している。なお、本実施形態における近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎは行方向及び列方向が同数の画素（ｋｎ個）で構成されるが、行方向及び列方向が異なる数の画素で構成されるように近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎを設定してもよい。
【0040】
なお、輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎの算出方法は本実施形態の例に限定されるものではなく、対象画素ｉｍ，ｎの輝度ｖｍ，ｎをそのまま輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎとして用いてもよい。
【0041】
ブレンド率決定部８８ａは、入力データとしての輝度レベルＶｇに対応付けられた出力データとして広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌが格納されたＬＵＴ８８ａ２を用いて、対象画素ｉｍ，ｎの輝度レベルｖｇ＿ｍ，ｎに対応するブレンド率ｆｌ＿ｍ，ｎを決定する。ブレンド率ｆｌが格納されるＬＵＴ８８ａ２は、第１パネル２１による低諧調領域の表現性能や、実際の表示パネルの大きさに応じた干渉模様の知覚されやすさ等に応じて作成される。ここで、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌは、輝度レベルＶｇに対して単調非減少であることが好ましい。換言すれば、狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓのブレンド率ｆｓは、輝度レベルＶｇに対して単調非増加であることが好ましい。さらに、輝度レベルＶｇが比較的高い領域においては広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌが狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓのブレンド率ｆｓよりも大きく、輝度レベルＶｇが比較的低い領域においては狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓのブレンド率ｆｓが広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌよりも大きくなるように、ブレンド率ｆｌ，ｆｓを決定することがより好ましい。これにより、表示画像における干渉模様の発生を抑制しつつ、低階調領域の表示品位の低下を抑制することが可能となる。
【0042】
図１２は、ＬＵＴ８８ａ２における輝度レベルＶｇと広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌとの関係の一例を示すグラフである。輝度レベルＶｇが低い領域においてはブレンド率ｆｌが単調増加し、輝度レベルＶｇが中程度から高い領域においてはブレンド率ｆｌが凡そ一定となる。なお、輝度レベルＶｇとブレンド率ｆｌとの関係はこの例に限定されるものではなく、例えば、Ｓ字型曲線状に単調非減少となる関係や、階段関数状に単調非減少となる関係としてもよい。
【0043】
このように得られたブレンド率ｆｌ＿ｍ，ｎを用いて、ブレンド処理部８８ｂは、式（２）により画素ｉｍ，ｎについてのブレンド値ｄｍ，ｎを算出する（ブレンドステップ、図５ＢにおけるステップＳ６）。また、広域平滑部８２、狭域平滑部８５、及びブレンド部８８は、対象画素ｉｍ，ｎを変更しながら上記の処理を繰り返す（図５ＢのステップＳ７）。全画素のブレンド値ｄｍ，ｎの２次元配列が、第２処理信号Ｄとして出力される。
【0044】
広域平滑部８２により比較的大きな対象領域Ａｌに対して平滑化処理を行って得られた広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのみを用いて第２画像データＤＡＴ２を生成した場合、積層表示パネル上に表示された画像において干渉模様が知覚されにくくなる。一方、画像中の高階調領域から低階調領域に向けてぼんやりと明るい領域が現れる所謂白ハローが広範囲に広がりやすくなり、低階調領域の表示品位が低下する可能性がある。狭域平滑部８５により最小限のサイズを有するＡｓに対して平滑化処理を行って得られた狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓのみを用いて第２画像データＤＡＴ２を生成した場合、白ハローの発生を狭い範囲に抑制できるが、表示画像において干渉模様が知覚されやすくなる。
【0045】
本発明においては、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌ及び狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓをブレンドすることにより、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌを用いる利点である干渉模様の抑制効果を享受しつつ、広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌを用いた場合の弊害である白ハローによる低階調領域の表示品位の低下を抑制することができる。
【0046】
また、本発明においては、広域平滑部８２及び狭域平滑部８５による輝度情報値に対する平滑化処理を並列的に独立して行っている。一方の平滑部による平滑化処理の結果にさらに他方の平滑部の平滑化処理を行う直列的な処理を行う場合、平滑化処理が過剰となりコントラストが低下したり、他方の平滑部による平滑化処理の効果が損なわれたりする可能性がある。対象領域の大きさの異なる平滑化処理を独立して行い、その結果をブレンドすることで、上記のような事態を回避することが可能となる。
【0047】
また、干渉模様は、中間階調以上の領域において知覚されやすく、低階調領域において知覚されにくい。上記のように広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌのブレンド率ｆｌを輝度レベルＶｇに対して単調非減少となるよう設定することにより、輝度レベルＶｇが比較的高い領域においてはブレンドにおける広域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｌの比率を高めて干渉模様の抑制効果を高めるとともに、輝度レベルＶｇが比較的低い領域においてはブレンドにおける狭域平滑値Ｖ'ｍｅａｎ－ｓの比率を高めて低階調領域の表示品位の低下の抑制効果を高めることができる。
【0048】
３．４．第１前処理部８３及び第２前処理部８６
＜第１前処理部８３の全体構成＞
図１３Ａに示すように、広域平滑部８２の第１前処理部８３は、絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、調整係数算出部８３ｃ、及び調整値算出部８３ｄを備える。絶対輝度算出部８３ａは、輝度変換部８１から輝度Ｖを受け取り、対象画素を含む注目領域Ｂｌにおける輝度最大値Ｖｍａｘ－ｌを出力する。
＜第１前処理部８３の全体構成＞
図１３Ａに示すように、広域平滑部８２の第１前処理部８３は、絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、調整係数算出部８３ｃ、及び調整値算出部８３ｄを備える。絶対輝度算出部８３ａは、輝度変換部８１から輝度Ｖを受け取り、対象画素を含む注目領域Ｂｌにおける輝度最大値Ｖｍａｘ－ｌを出力する。
【0049】
相対輝度算出部８３ｂは、輝度変換部８１から輝度Ｖのデータを受け取り、対象画素を含む注目領域Ｂｌにおける輝度Ｖに対して平均化フィルタ８３ｂ１を適用し、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌを算出する。さらに、相対輝度算出部８３ｂは、ＬＵＴ８３ｂ２を用いて輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌに対応する対応値ｆｖ－ｌを決定する。
【0050】
調整係数算出部８３ｃは、画素の各色成分の階調値を用いて、調整係数ｆａ－ｌを決定する。本実施形態の調整係数算出部８３ｃは、対象画素を含む注目領域Ｂｌにおける線形信号ＲＧＢに対して平均化フィルタ８３ｃ１を適用し、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌを算出する。そして、ＬＵＴ８３ｃ２を用いて階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌに対応する調整係数ｆａ－ｌが決定される。
【0051】
調整値算出部８３ｄは、絶対輝度算出部８３ａから輝度最大値Ｖｍａｘ－ｌを、相対輝度算出部８３ｂから対応値ｆｖ－ｌを受け取り、式（３）及び式（４）に基づき輝度下限値Ｖｌｉｍｉｔ－ｌを設定する。
Ｖｍａｘ－ｌ＜ｆｖ－ｌ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｌ＝ｆｖ－ｌ （３）
Ｖｍａｘ－ｌ≧ｆｖ－ｌ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｌＶｍａｘ－ｌ （４）
さらに、調整値算出部８３ｄは、調整係数算出部８３ｃから調整係数ｆａ－ｌを受け取り、式（５）に基づき広域平滑部８２において用いられる輝度情報値Ｖ'ｌを算出する。
Ｖｌ'＝１－ｆａ－ｌ×（１－Ｖｌｉｍｉｔ－ｌ） （５）
Ｖｍａｘ－ｌ＜ｆｖ－ｌ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｌ＝ｆｖ－ｌ （３）
Ｖｍａｘ－ｌ≧ｆｖ－ｌ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｌＶｍａｘ－ｌ （４）
さらに、調整値算出部８３ｄは、調整係数算出部８３ｃから調整係数ｆａ－ｌを受け取り、式（５）に基づき広域平滑部８２において用いられる輝度情報値Ｖ'ｌを算出する。
Ｖｌ'＝１－ｆａ－ｌ×（１－Ｖｌｉｍｉｔ－ｌ） （５）
【0052】
なお、第１前処理部８３は、上記の構成に限定されるものではなく、絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃのうちいずれか１つのみ、又はいずれか２つのみを備える構成としてもよい。
【0053】
＜第２前処理部８６の全体構成＞
図１３Ｂに示すように、狭域平滑部８５の第２前処理部８６は、絶対輝度算出部８６ａ、相対輝度算出部８６ｂ、調整係数算出部８６ｃ、及び調整値算出部８６ｄを備える。これらの構成要素による処理は、対象画素を含む注目領域Ｂｓの大きさを除いて、第１前処理部８３の構成要素による処理と同様である。絶対輝度算出部８６ａは、注目領域Ｂｓにおける輝度最大値Ｖｍａｘ－ｓ出力する。相対輝度算出部８６ｂは、注目領域Ｂｓにおける輝度Ｖに対して平均化フィルタ８６ｂ１を適用して輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓを算出し、ＬＵＴ８６ｂ２を用いて輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓに対応する対応値ｆｖ－ｓを決定する。調整係数算出部８６ｃは、注目領域Ｂｓにおける線形信号ＲＧＢに対して平均化フィルタ８６ｃ１を適用して階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓを算出し、ＬＵＴ８６ｃ２を用いて階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓに対応する調整係数ｆａ－ｓを決定する。
図１３Ｂに示すように、狭域平滑部８５の第２前処理部８６は、絶対輝度算出部８６ａ、相対輝度算出部８６ｂ、調整係数算出部８６ｃ、及び調整値算出部８６ｄを備える。これらの構成要素による処理は、対象画素を含む注目領域Ｂｓの大きさを除いて、第１前処理部８３の構成要素による処理と同様である。絶対輝度算出部８６ａは、注目領域Ｂｓにおける輝度最大値Ｖｍａｘ－ｓ出力する。相対輝度算出部８６ｂは、注目領域Ｂｓにおける輝度Ｖに対して平均化フィルタ８６ｂ１を適用して輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓを算出し、ＬＵＴ８６ｂ２を用いて輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓに対応する対応値ｆｖ－ｓを決定する。調整係数算出部８６ｃは、注目領域Ｂｓにおける線形信号ＲＧＢに対して平均化フィルタ８６ｃ１を適用して階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓを算出し、ＬＵＴ８６ｃ２を用いて階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓに対応する調整係数ｆａ－ｓを決定する。
【0054】
調整値算出部８６ｄは、式（６）及び式（７）に基づき輝度下限値Ｖｌｉｍｉｔ－ｓを設定する。
Ｖｍａｘ－ｓ＜ｆｖ－ｓ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＝ｆｖ－ｓ （６）
Ｖｍａｘ－ｓ≧ｆｖ－ｓ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＝Ｖｍａｘ－ｓ （７）
さらに、調整値算出部８３ｄは、式（８）に基づき狭域平滑部８５において用いられる輝度情報値Ｖ'ｓを算出する。
Ｖｓ'＝１－ｆａ－ｓ×（１－Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ） （８）
Ｖｍａｘ－ｓ＜ｆｖ－ｓ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＝ｆｖ－ｓ （６）
Ｖｍａｘ－ｓ≧ｆｖ－ｓ⇒Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＝Ｖｍａｘ－ｓ （７）
さらに、調整値算出部８３ｄは、式（８）に基づき狭域平滑部８５において用いられる輝度情報値Ｖ'ｓを算出する。
Ｖｓ'＝１－ｆａ－ｓ×（１－Ｖｌｉｍｉｔ－ｓ） （８）
【0055】
なお、第２前処理部８６は、上記の構成に限定されるものではなく、絶対輝度算出部８６ａ、相対輝度算出部８６ｂ、及び調整係数算出部８６ｃのうちいずれか１つのみ、又はいずれか２つのみを備える構成としてもよい。
【0056】
＜絶対輝度算出部８３ａ，８６ａ＞
絶対輝度算出部８３ａ，８６ａにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３において対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域をＢｌ＿ｍ，ｎと表すと、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその周辺画素を含む計ｊｌ×ｊｌ個の画素からなる領域に設定される。本実施形態においては、ｊｌ＝３０５に設定される。第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａは、図１４Ａにおいて太線で示された注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの輝度Ｖの最大値を、対象画素ｉｍ，ｎについての輝度最大値ｖｍａｘ－ｌ＿ｍ，ｎとして算出する。
絶対輝度算出部８３ａ，８６ａにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３において対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域をＢｌ＿ｍ，ｎと表すと、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその周辺画素を含む計ｊｌ×ｊｌ個の画素からなる領域に設定される。本実施形態においては、ｊｌ＝３０５に設定される。第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａは、図１４Ａにおいて太線で示された注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの輝度Ｖの最大値を、対象画素ｉｍ，ｎについての輝度最大値ｖｍａｘ－ｌ＿ｍ，ｎとして算出する。
【0057】
第２前処理部８６において対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域をＢｓ＿ｍ，ｎと表すと、注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし対象画素ｉｍ，ｎ及びその周辺画素を含む計ｊｓ×ｊｓ個の画素からなる領域に設定される。本実施形態においては、ｊｓ＝１９に設定される。第２前処理部８６の絶対輝度算出部８６ａは、図１４Ｂにおいて太線で示された注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎの輝度Ｖの最大値を、対象画素ｉｍ，ｎについての輝度最大値ｖｍａｘ－ｓ＿ｍ，ｎとして算出する。
【0058】
輝度変換部８１から出力された輝度Ｖをそのまま用いて平滑化処理を行うと、広域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎ及び狭域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎが平滑化処理前の輝度ｖｍ，ｎよりも小さくなる場合がある。このような場合、表示画像においてピーク輝度の鈍化や、画像中の低階調領域から高階調領域に向けてぼんやりと暗い領域が現れる所謂黒ハローが知覚され、高階調領域の表示品位が低下する可能性がある。本実施形態において、絶対輝度算出部８３ａ，８６ａが算出する輝度最大値ｖｍａｘ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｖｍａｘ－ｓ＿ｍ，ｎは、このような平滑化処理に伴う輝度の減少を回避するための輝度の下限値として機能する。輝度最大値ｖｍａｘ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｖｍａｘ－ｓ＿ｍ，ｎに基づき設定された対象画素ｉｍ，ｎについての輝度下限値ｖｌｉｍｉｔ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＿ｍ，ｎを用いて輝度情報値ｖ'ｌ＿ｍ，ｎ，ｖ'ｓ＿ｍ，ｎを算出することにより、広域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｌ＿ｍ及び狭域平滑値ｖ'ｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎが平滑化処理前の輝度ｖｍ，ｎ以上の値となり、ピーク輝度の鈍化及び黒ハローを抑制することが可能となる。
【0059】
なお、絶対輝度算出部８３ａ，８６ａは、上記の構成に限定されるものではない。例えば、輝度最大値ｖｍａｘ－ｌ＿ｍ，ｎと，ｖｍａｘ－ｓ＿ｍ，ｎにさらに別の演算処理を行った値を出力する構成や、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎにおける輝度Ｖの他の代表値を出力する構成としてもよい。
【0060】
＜相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂ＞
相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３の相対輝度算出部８３ｂは、図１４Ａの注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの輝度Ｖに対してフィルタサイズがｊｌ×ｊｌの平均化フィルタ８３ｂ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。従って、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ内の画素の輝度Ｖの総和をｊｌ×ｊｌで除した値となる。相対輝度算出部８３ｂが用いるＬＵＴ８３ｂ２には、入力データとしての輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌに対応付けられた出力データとして対応値ｆｖ－ｌが格納されている。このようなＬＵＴ８３ｂ２を用いて、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての対応値ｆｖ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する。
相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３の相対輝度算出部８３ｂは、図１４Ａの注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの輝度Ｖに対してフィルタサイズがｊｌ×ｊｌの平均化フィルタ８３ｂ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。従って、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ内の画素の輝度Ｖの総和をｊｌ×ｊｌで除した値となる。相対輝度算出部８３ｂが用いるＬＵＴ８３ｂ２には、入力データとしての輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌに対応付けられた出力データとして対応値ｆｖ－ｌが格納されている。このようなＬＵＴ８３ｂ２を用いて、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての対応値ｆｖ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する。
【0061】
第２前処理部８６の相対輝度算出部８６ｂは、図１４Ｂの注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎの輝度Ｖに対してフィルタサイズがｊｓ×ｊｓの平均化フィルタ８６ｂ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎを算出する。従って、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎは、注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎ内の画素の輝度Ｖの総和をｊｓ×ｊｓで除した値となる。相対輝度算出部８６ｂが用いるＬＵＴ８６ｂ２には、入力データとしての輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓに対応付けられた出力データとして対応値ｆｓ－ｌが格納されている。このようなＬＵＴ８６ｂ２を用いて、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての対応値ｆｓ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する。
【0062】
第２パネル２２を使用することにより、換言すれば、第２パネル２２の階調値を小さくすることにより、特に低諧調領域の表示品位を向上させることができる。一方、対象画素の周辺が相対的に高輝度の領域である場合には、当該領域から拡散する光の存在により、相対的に低輝度である対象画素の表現力の変化が知覚されにくいため、第２パネル２２を使用する意義が低くなる。本実施形態において、相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂ決定する対応値ｆｖ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆｓ－ｌ＿ｍ，ｎは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎ内の対象画素について、第２パネル２２を使用することによる表現力の向上効果が知覚可能なレベルで期待できる輝度の下限値として機能する。対応値ｆｖ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆｓ－ｌ＿ｍ，ｎに基づき設定された対象画素ｉｍ，ｎについての輝度下限値ｖｌｉｍｉｔ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｖｌｉｍｉｔ－ｓ＿ｍ，ｎを用いて輝度情報値ｖ'ｌ＿ｍ，ｎ，ｖ'ｓ＿ｍ，ｎを算出することにより、低輝度の画素における表現力の向上効果を享受しつつ、第２パネル２２の使用を最小限にとどめることが可能となる。
【0063】
ここで、相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂが用いるＬＵＴ８３ｂ２，８６ｂ２において、対応値ｆｖ－ｌ，ｆｖ－ｓは、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌ，Ｖｍｅａｎ－ｓの各々に対して単調非減少であることが好ましい。このような構成により、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌ，Ｖｍｅａｎ－ｓが比較的低い領域において第２パネル２２を使用して表示品位を向上させるとともに、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌ，Ｖｍｅａｎ－ｓが比較的高い領域において第２パネル２２の使用を最小限にとどめることができる。
【0064】
図１５は、相対輝度算出部８３ｂのＬＵＴ８３ｂ２における輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌと対応値ｆｖ－ｌの関係の一例を示すグラフである。輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌの増加に伴い対応値ｆｖ－ｌが直線的に増加し、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌが比較的高い側では対応値ｆｖ－ｌ＝１で一定となる。なお、輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌと対応値ｆｖ－ｌの関係はこの例に限定されるものではなく、例えば、曲線状に単調非減少となる関係としてもよい。また、相対輝度算出部８６ｂのＬＵＴ８６ｂ２における輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｓと対応値ｆｖ－ｓの関係は、相対輝度算出部８３ｂのＬＵＴ８３ｂ２における輝度平均値Ｖｍｅａｎ－ｌと対応値ｆｖ－ｌの関係と同一であってもよく、異なってもよい。
【0065】
なお、相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂは、上記の構成に限定されるものではない。例えば、輝度平均値ｖｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｖｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎにさらに別の演算処理を行った値、又は注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎにおける輝度の他の代表値（例えば、中央値、最頻値、ガウシアンフィルタを用いて重みづけを行った値）を用いて、対応値ｆｖ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆｓ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する構成としてもよい。
【0066】
＜調整係数算出部８３ｃ，８６ｃ＞
調整係数算出部８３ｃ，８６ｃにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３の調整係数算出部８３ｃは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの線形信号ＲＧＢに対してフィルタサイズがｊｌ×ｊｌの平均化フィルタ８３ｃ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。本実施形態においては、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの画素ごとに色成分の階調値の平均値を算出し、当該平均値に対して平均化フィルタ８３ｃ１を適用することにより、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。調整係数算出部８３ｃが用いるＬＵＴ８３ｃ２には、入力データとしての階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌに対応付けられた出力データとして調整係数ｆａ－ｌが格納されている。このようなＬＵＴ８３ｃ２を用いて、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての調整係数ｆａ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する。
調整係数算出部８３ｃ，８６ｃにおける対象画素毎の処理、及び当該処理の効果について、より詳細に説明する。第１前処理部８３の調整係数算出部８３ｃは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの線形信号ＲＧＢに対してフィルタサイズがｊｌ×ｊｌの平均化フィルタ８３ｃ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。本実施形態においては、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎの画素ごとに色成分の階調値の平均値を算出し、当該平均値に対して平均化フィルタ８３ｃ１を適用することにより、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎを算出する。調整係数算出部８３ｃが用いるＬＵＴ８３ｃ２には、入力データとしての階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌに対応付けられた出力データとして調整係数ｆａ－ｌが格納されている。このようなＬＵＴ８３ｃ２を用いて、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての調整係数ｆａ－ｌ＿ｍ，ｎを決定する。
【0067】
第２前処理部８６の調整係数算出部８６ｃは、注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎの線形信号ＲＧＢに対してフィルタサイズがｊｓ×ｊｓの平均化フィルタ８６ｃ１を適用して、対象画素ｉｍ，ｎに対応する階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎを算出する。本実施形態においては、注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎの画素ごとに色成分の階調値の平均値を算出し、当該平均値に対して平均化フィルタ８６ｃ１を適用することにより、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎを算出する。調整係数算出部８６ｃが用いるＬＵＴ８６ｃ２には、入力データとしての階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓに対応付けられた出力データとして調整係数ｆａ－ｓが格納されている。このようなＬＵＴ８６ｃ２を用いて、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓ＿ｍ，ｎから対象画素ｉｍ，ｎについての調整係数ｆａ－ｓ＿ｍ，ｎを決定する。
【0068】
第２パネル２２を使用することによる表現力の向上効果は、画素の各色成分の階調値によっても変化する。本実施形態において、調整係数算出部８３ｃ，８６ｃが決定する調整係数ｆａ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆａ－ｓ＿ｍ，ｎは、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎ内の対象画素ｉｍ，ｎについて、色成分の階調値に基づく第２パネル２２の必要度合いを反映した係数として機能する。従って、調整係数ｆａ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆａ－ｓ＿ｍ，ｎを用いて輝度情報値ｖ'ｌ＿ｍ，ｎ，ｖ'ｓ＿ｍ，ｎを算出することにより、低諧調領域における表示品位の向上効果を享受しつつ、第２パネル２２の使用を最小限にとどめることが可能となる。
【0069】
ここで、調整係数算出部８３ｃ，８６ｃが用いるＬＵＴ８３ｃ２，８６ｃ２において、調整係数ｆａ－ｌ，ｆａ－ｓは、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ，ＲＧＢｍｅａｎ－ｓの各々に対して単調非増加であることが好ましい。このような構成により、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ，ＲＧＢｍｅａｎ－ｓが比較的低い領域において第２パネル２２を使用して表示品位を向上させるとともに、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌ，ＲＧＢｍｅａｎ－ｓが比較的高い領域において第２パネル２２の使用を最小限にとどめることができる。
【0070】
図１６は、調整係数算出部８３ｃのＬＵＴ８３ｃ２における階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌと調整係数ｆａ－ｌの関係の一例を示すグラフである。横軸は、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌを０以上１以下の範囲で正規化した値を示している。階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌの増加に伴い調整係数ｆａ－ｌが直線的に減少し、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌが比較的高い側では調整係数ｆａ－ｌ＝０で一定となる。なお、階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌと調整係数ｆａ－ｌの関係はこの例に限定されるものではなく、例えば、曲線状に単調非増加となる関係としてもよい。また、調整係数算出部８６ｃのＬＵＴ８６ｃ２における階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｓと調整係数ｆａ－ｓの関係は、調整係数算出部８３ｃのＬＵＴ８３ｃ２における階調平均値ＲＧＢｍｅａｎ－ｌと調整係数ｆａ－ｌの関係と同一であってもよく、異なってもよい。
【0071】
なお、調整係数算出部８３ｃ，８６ｃは、上記の構成に限定されるものではない。例えば、観察者による各色成分の感度の差異や表示パネルの光学特性を考慮して各色成分に対応する線形信号ＲＧＢの信号値に重み付けを行い、重み付けした信号値に対して平均化フィルタ８３ｃ１，８６ｃ１を適用してもよい。また、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎにおける階調値の他の代表値（例えば、中央値、最頻値、ガウシアンフィルタを用いて重みづけを行った値）を用いて調整係数ｆａ－ｌ＿ｍ，ｎ，ｆａ－ｓ＿ｍ，ｎを決定する構成としてもよい。
【0072】
＜注目領域＞
第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおける対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎは、第１平滑化処理部８４における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎと同一か、対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎよりも拡大した領域となるように設定することが好ましい。同様に、第２前処理部８６の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおける対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎは、第２平滑化処理部８７における対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎと同一か、対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎよりも拡大した領域となるように設定することが好ましい。
第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおける対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎは、第１平滑化処理部８４における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎと同一か、対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎよりも拡大した領域となるように設定することが好ましい。同様に、第２前処理部８６の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおける対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎは、第２平滑化処理部８７における対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎと同一か、対象領域Ａｓ＿ｍ，ｎよりも拡大した領域となるように設定することが好ましい。
【0073】
注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎを各平滑化処理部８４，８７における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎと同一とすることにより、対象画素ｉｍ，ｎを正面から見た際に絶対輝度算出部８３ａ，８６ａ、相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂ、及び調整係数算出部８３ｃ，８６ｃに係る上記の効果を享受することができる。また、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎを各平滑化処理部８４，８７における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎよりも拡大させることにより、対象画素ｉｍ，ｎを斜め方向から見た際にも絶対輝度算出部８３ａ，８６ａ、相対輝度算出部８３ｂ，８６ｂ、及び調整係数算出部８３ｃ，８６ｃに係る上記の効果を享受することができる。なお、各平滑化処理部８４，８７における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎに対する注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎの拡大量が大きすぎると、白ハロー等の弊害が起きやすくなる。従って、実際の表示パネルの条件に応じた当該弊害の起きやすさを考慮して、注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎを各平滑化処理部８４，８７における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎに対してわずかに拡大させることが好ましい。注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎを各平滑化処理部８４，８７における対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎの各々に対して、行方向及び列方向にｈ画素ずつ拡大させる場合、例えば、１≦ｈ≦１５であり、好ましくは、１≦ｈ≦１０であり、本実施形態においては、ｈ＝４である。ｈは、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【0074】
なお、本実施形態では、第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおいては、対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎを同一とし、第２前処理部８６の絶対輝度算出部８６ａ、相対輝度算出部８６ｂ、及び調整係数算出部８６ｃにおいては、対象画素ｉｍ，ｎに対応する注目領域Ｂｓ＿ｍ，ｎを同一とした。注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎの設定態様はこれに限定されるものではなく、例えば、第１前処理部８３の絶対輝度算出部８３ａ、相対輝度算出部８３ｂ、及び調整係数算出部８３ｃにおける注目領域、及び第２前処理部８６の絶対輝度算出部８６ａ、相対輝度算出部８６ｂ、及び調整係数算出部８６ｃにおける注目領域を各々相互に異なるように設定してもよい。
【0075】
４．他の実施形態
本発明は、コンピュータ、又は表示装置に設けられたプロセッサに、表示装置に画像を表示する方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、プログラムとして提供することもできる。当該プログラムは、内蔵の記憶部に格納してもよく、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納してもよい。また、外部の記憶部に格納されたプログラムを読み出し、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現してもよい。
本発明は、コンピュータ、又は表示装置に設けられたプロセッサに、表示装置に画像を表示する方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、広域平滑ステップと、狭域平滑ステップと、ブレンドステップと、表示ステップとを備え、前記表示装置は、光源と、積層して配置される複数の表示パネルとを備え、前記複数の表示パネルは、第１パネルと、前記光源及び第１パネルの間に配置される第２パネルとを備え、前記広域平滑ステップでは、入力画像中の対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含む対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って広域平滑値を出力し、前記狭域平滑ステップでは、前記対象画素及び前記対象画素の周辺画素を含み前記広域平滑ステップの前記対象領域よりも小さい対象領域の輝度情報値に対して平滑化処理を行って狭域平滑値を出力し、前記ブレンドステップでは、前記広域平滑値及び前記狭域平滑値を所定のブレンド率でブレンドしたブレンド値を出力し、前記表示ステップでは、前記ブレンド値を用いて生成された画像を第２パネルに表示し、前記輝度情報値は、画素の輝度を用いて生成される、プログラムとして提供することもできる。当該プログラムは、内蔵の記憶部に格納してもよく、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納してもよい。また、外部の記憶部に格納されたプログラムを読み出し、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現してもよい。
【0076】
上記実施形態においては、線形変換部３１が、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の各々について１０ビットで階調が表現される入力信号ＲＧＢγを入力画像データとして受信する構成であったが、入力画像データの形式はこれに限定されるものではない。一例として、入力画像データとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の各々について８ビットで階調が表現される入力信号を用いてもよい。
【0077】
上記実施形態においては、対象画素ｉｍ，ｎに対応する対象領域Ａｌ＿ｍ，ｎ，Ａｓ＿ｍ，ｎ、近傍領域Ａｎ＿ｍ，ｎ、及び注目領域Ｂｌ＿ｍ，ｎ，Ｂｓ＿ｍ，ｎとして四角形状の領域を設定したが、各領域の形状はこれに限定されるものではない。好ましくは、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とし、行方向及び列方向の各々において線対称な形状を有するように各領域を設定する。例えば、対象画素ｉｍ，ｎを凡そ中心とする略楕円形状又は略長円形状となるように各領域を設定してもよい。
【0078】
以上、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0079】
１：表示装置、２：表示部、３：画像処理部、４：第１画像生成部、５：第１主処理部、６：第１非線形変換部、７：第２画像生成部、８：第２主処理部、９：第２非線形変換部、２１：第１パネル、２２：第２パネル、２３：光源、３１：線形変換部、５１：係数算出部、５２：演算部、８１：輝度変換部、８２：広域平滑部、８３：第１前処理部、８３ａ：絶対輝度算出部、８３ｂ：相対輝度算出部、８３ｂ１：平均化フィルタ、８３ｃ：調整係数算出部、８３ｃ１：平均化フィルタ、８３ｄ：調整値算出部、８４：第１平滑化処理部、８５：狭域平滑部、８６：第２前処理部、８６ａ：絶対輝度算出部、８６ｂ：相対輝度算出部、８６ｂ１：平均化フィルタ、８６ｃ：調整係数算出部、８６ｃ１：平均化フィルタ、８６ｄ：調整値算出部、８７：第２平滑化処理部、８８：ブレンド部、８８ａ：ブレンド率決定部、８８ａ１：ＬＰＦ、８８ｂ：ブレンド処理部、ｐ１：画素、ｐ２：画素
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
