JP2010091760A - Display - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress degradation in the image quality due to changes in the hue of the video signal after setting the gain and achieve low power consumption, in a display that controls gain setting of a video signal and brightness of a backlight light source linked with each other based on a brightness histogram of the input video signal. <P>SOLUTION: The display includes a configuration design unit 13 for setting a gain of an input video signal and a distortion module 5 for selecting a light source brightness level of the backlight of a liquid crystal panel. The gain setting in the configuration design unit 13 is linked with the selected light source brightness level. The distortion module 5 regulates a lower limit of the emission brightness level of the backlight in accordance with the maximum brightness value in the histogram of the input video signal. Thus, saturation in an output value due to an excessive increase in the gain can be suppressed to maintain video quality. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳細には、映像品位を維持して所望の階調特性を実現させると共に、コントラストの高い映像表示を行うことができる表示装置に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device capable of realizing a desired gradation characteristic while maintaining video quality and performing video display with high contrast.

従来、表示装置のコントラストを高めることを目的として、入力映像信号の輝度レベルに応じて入力映像信号のゲインを上げる技術が種々提案されている。
例えば特許文献1には、 デジタル画像データをデジタルガンマ補正回路にて補正した際のガンマ補正特性に起因して生ずるダイナミックレンジの問題を解消することを目的とした液晶表示装置が開示されている。ここでは、デジタル画像データをデジタルガンマ補正回路にて補正して、液晶表示部の印加電圧−透過率特性に適したデジタル画像データとする。そしてそのデジタル画像データをDA変換し、ゲインを与えて表示している。このとき入力デジタル画像データの階調値が最大に達する前に、ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値に達する飽和(サチレーション)が生じたときに、ガンマ補正回路よりも前段側の前置回路にて、ゲインが低くなるように設定することにより、表示画像のダイナミックレンジを調整するようにしている。
Conventionally, various techniques for increasing the gain of an input video signal in accordance with the luminance level of the input video signal have been proposed for the purpose of increasing the contrast of the display device.
For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device aimed at solving the problem of dynamic range caused by gamma correction characteristics when digital image data is corrected by a digital gamma correction circuit. Here, the digital image data is corrected by a digital gamma correction circuit to obtain digital image data suitable for the applied voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal display unit. The digital image data is D / A converted and displayed with gain. At this time, when saturation (saturation) occurs in which the gradation value of the output digital image data from the gamma correction circuit reaches the maximum value before the gradation value of the input digital image data reaches the maximum value, the gamma correction circuit The dynamic range of the display image is adjusted by setting the gain to be low in the pre-stage front circuit.

また最近では、特に液晶表示装置において、入力映像信号のゲインを行うだけではなく、入力映像信号のゲインと連動してバックライト光源の輝度を変調させることにより、消費電力を低減させるとともによりコントラスト感を高める技術が提案されている。
例えば、特許文献2,3には、映像信号のヒストグラムが表示可能帯域の所定比率以下である場合(輝度分布が暗い場合)に、バックライトの輝度を落とすとともに入力映像信号のゲインを上げて、映像表示輝度を保ちながらコントラスト感の向上を図る技術が示されている。
特開平10−319922号公報 特開2006−276677号公報 米国特許出願公開2006/0274026号公報
Recently, especially in liquid crystal display devices, not only gaining the input video signal but also modulating the brightness of the backlight light source in conjunction with the gain of the input video signal reduces the power consumption and increases the sense of contrast. A technique for improving the above has been proposed.
For example, in Patent Documents 2 and 3, when the histogram of the video signal is equal to or less than a predetermined ratio of the displayable band (when the luminance distribution is dark), the backlight luminance is decreased and the gain of the input video signal is increased. A technique for improving the feeling of contrast while maintaining image display brightness is shown.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-319922 JP 2006-276677 A US Patent Application Publication No. 2006/0274026

上記のような入力映像信号のゲインと連動してバックライト光源の輝度を変調させる技術に関し、映像の特徴量の一つであるヒストグラムに応じてバックライト光源の輝度と映像のゲインを調整することによって、低消費電力と映像のダイナミックレンジの増大を行うようにした技術が知られている。このような技術を用いた液晶表示装置では、ヒストグラムとして映像信号の輝度値のヒストグラムを算出し、各色のヒストグラムや色差ヒストグラムを算出せずに、輝度値ヒストグラムを使用してバックライト輝度とゲインの調整を行うようにしたものがある。   Regarding the technology for modulating the luminance of the backlight light source in conjunction with the gain of the input video signal as described above, adjusting the luminance of the backlight light source and the video gain according to a histogram which is one of the feature quantities of the video. Thus, there is known a technique for reducing power consumption and increasing the dynamic range of video. In a liquid crystal display device using such a technique, a luminance value histogram of a video signal is calculated as a histogram, and the luminance value histogram is used to calculate the backlight luminance and the gain without calculating the histogram of each color or the color difference histogram. Some adjustments have been made.

このような液晶表示装置では、映像信号のヒストグラムに応じてバックライト光源の輝度を決定し、その輝度に基づいて映像信号を伸張するためのゲインを決定している。
このときに映像信号を伸張するゲイン設定において、伸張後に表現できない出力値となる場合には、出力値に飽和(サチレーション)が生じる。例えば、256階調(0〜255)で出力表示を行う表示パネルにおいて、映像信号のRGBの各信号にゲインを与えて伸張するときに、伸張後の出力値が255階調を越える場合には、全て255でクリップして255階調で出力されることになる。この部分が上記の飽和が生じる部分となる。
また、液晶表示装置によっては、上記のような映像信号を伸張するゲイン設定において、映像のピーク部分を目立たない範囲で飽和させるようにしているものもある。
In such a liquid crystal display device, the luminance of the backlight light source is determined according to the histogram of the video signal, and the gain for expanding the video signal is determined based on the luminance.
At this time, in the gain setting for expanding the video signal, if the output value cannot be expressed after expansion, saturation (saturation) occurs in the output value. For example, in a display panel that performs output display with 256 gradations (0 to 255), when the RGB output signals are expanded by giving gains to the RGB signals, if the output value after expansion exceeds 255 gradations , All are clipped at 255 and output in 255 gradations. This portion is the portion where the above saturation occurs.
Some liquid crystal display devices saturate the peak portion of the video in an inconspicuous range in the gain setting for expanding the video signal as described above.

一例として、輝度ヒストグラムに基づいて設定するゲインが2.0、映像信号のRGBが(R,G,B)=(200,100,50)であるとき、ゲインを与えた後の映像信号は、(R,G,B)=(400,200,100)となる。ここで256階調で映像表示を行う表示装置では、Rに飽和を生じ、クリップされて255となる。つまり(R,G,B)=(255,200,100)となる。つまり、ゲインを与えたことによってこの映像信号部分の色相が変化してしまうことになる。
特に肌色の画像については、上記のようなゲイン設定時の飽和による色相の変化が、人間の目に感じやすく、映像品位の低下が目立つ。
As an example, when the gain set based on the luminance histogram is 2.0 and RGB of the video signal is (R, G, B) = (200, 100, 50), the video signal after giving the gain is (R, G, B) = (400, 200, 100). Here, in a display device that displays an image with 256 gradations, saturation occurs in R and is clipped to 255. That is, (R, G, B) = (255, 200, 100). That is, the hue of the video signal portion changes due to the gain.
Particularly for flesh-colored images, the change in hue due to saturation at the time of gain setting as described above is easily perceived by the human eye, and the degradation of video quality is noticeable.

このときにRGB各色ヒストグラム、または色差のヒストグラムがあれば、その値に基づいて、映像信号のピーク部分の飽和量を軽減させることができるが、輝度値のヒストグラムのみではこのような対応を行うことはできない。このため、輝度値のヒストグラムによって映像信号のゲインとバックライト光源の輝度とを調整する表示装置において、ゲイン設定時の映像品位の低下を改善することが求められている。   At this time, if there is an RGB color histogram or a color difference histogram, the saturation amount of the peak portion of the video signal can be reduced based on the value, but such correspondence is performed only with the luminance value histogram. I can't. For this reason, in a display device that adjusts the gain of the video signal and the brightness of the backlight light source by the histogram of the brightness value, it is required to improve the deterioration of the video quality when the gain is set.

本発明は、上述のごとくの実情に鑑みてなされたものであり、入力映像信号の輝度ヒストグラムに基づいて映像信号のゲイン設定とバックライト光源の輝度とを連動して調整する表示装置において、ゲイン設定後の映像信号の色相の変化による映像品位の低下を抑え、かつ低消費電力を実現する表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and in a display device that adjusts the gain setting of a video signal and the luminance of a backlight light source in conjunction with each other based on a luminance histogram of an input video signal, It is an object of the present invention to provide a display device that suppresses a reduction in video quality due to a change in hue of a video signal after setting and realizes low power consumption.

上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源とを有し、光源の発光輝度と、映像信号のゲインとを連動して設定する表示装置において、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定した輝度制御特性に基づいて、参照用の発光輝度レベルを設定する輝度レベル設定部と、入力映像信号の輝度値のヒストグラムを検出するヒストグラム検出部と、入力映像信号のヒストグラムから、光源の制御に使用する発光輝度レベルを選択する輝度レベル選択部と、輝度レベル選択部で選択した発光輝度レベルと、輝度レベル設定部で設定した参照用の発光輝度レベルとを用いて、映像信号のゲインを設定するゲイン設定部とを有し、輝度レベル設定部は、ヒストグラムの最大輝度値に従って光源の発光輝度レベルの下限値を制限することを特徴としたものである。   In order to solve the above problems, a first technical means of the present invention includes a liquid crystal panel that displays an image based on an input video signal, and a light source that illuminates the liquid crystal panel. A brightness level setting unit that sets a reference light emission luminance level based on a luminance control characteristic that defines a light emission luminance of a light source with respect to a feature amount of an input video signal; A histogram detection unit that detects a histogram of the luminance value of the signal, a luminance level selection unit that selects a light emission luminance level used for light source control from the histogram of the input video signal, and a light emission luminance level selected by the luminance level selection unit And a light emission luminance level for reference set in the luminance level setting unit, and a gain setting unit that sets the gain of the video signal, and the luminance level setting unit It is obtained by and limits the lower limit of the light emission luminance level of the light source according to the maximum luminance value of Sutoguramu.

第2の技術手段は、第1の技術手段において、ヒストグラムの最大輝度値に応じた発光輝度レベルの下限値を定める制御特性を予め記憶する手段を有し、輝度レベル選択部は、予め設定された液晶パネルの目標コントラストを使用し、入力映像信号のヒストグラムにおいて、目標コントラストのときに液晶パネルで表示可能な入力映像信号の映像輝度範囲のうち、光源の特定の発光輝度レベルにおいて表現できない映像輝度範囲の画像の頻度に所定の重み係数を乗算して評価値を得る処理を、選択可能な光源の発光輝度レベルの全てについて実行し、評価値の最も低い発光輝度レベルを、輝度レベル設定部で設定された参照用の発光輝度レベルを超えない範囲で抽出し、制御特性を参照して、入力映像信号のヒストグラムの最大輝度値に応じた下限値が、抽出した発光輝度レベルより高ければ、下限値を選択した発光輝度レベルとして出力することを特徴としたものである。   The second technical means has means for preliminarily storing a control characteristic for determining a lower limit value of the light emission luminance level according to the maximum luminance value of the histogram in the first technical means, and the luminance level selection unit is set in advance. In the histogram of the input video signal using the target contrast of the liquid crystal panel, the video brightness that cannot be expressed at the specific light emission brightness level of the light source within the video brightness range of the input video signal that can be displayed on the liquid crystal panel at the target contrast A process of multiplying the frequency of the image in the range by a predetermined weighting factor to obtain an evaluation value is performed for all the light emission luminance levels of the selectable light sources, and the light emission luminance level with the lowest evaluation value is obtained by the luminance level setting unit. Extract within the range that does not exceed the set emission luminance level for reference, refer to the control characteristics, and according to the maximum luminance value of the histogram of the input video signal The lower limit is higher than the extracted light emission luminance level is obtained by and outputs as a light emission luminance level selected lower limit.

第3の技術手段は、第2の技術手段において、発光輝度レベルの下限値を定める制御特性は、ヒストグラムの最大輝度値が取り得る範囲のうちの所定の高輝度側の範囲において、下限値が一定であることを特徴としたものである。   According to a third technical means, in the second technical means, the control characteristic for determining the lower limit value of the light emission luminance level is such that the lower limit value is within a predetermined high luminance side range of the maximum luminance value of the histogram. It is characterized by being constant.

第4の技術手段は、第1〜3のいずれか1の技術手段において、ゲイン設定部は、参照用の発光輝度レベルを選択した発光輝度レベルで除した後、1/γ乗することによって設定するゲインを算出することを特徴としたものである。   According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the gain setting unit is set by dividing the light emission luminance level for reference by the selected light emission luminance level and then raising to the 1 / γ power. It is characterized in that the gain to be calculated is calculated.

本発明によれば、入力映像信号の輝度ヒストグラムに基づいて映像信号のゲイン設定とバックライト光源の輝度とを連動して調整する表示装置において、ゲイン設定後の映像信号の色相の変化による映像品位の低下を抑え、かつ低消費電力を実現する表示装置を提供することができる。   According to the present invention, in a display device that adjusts the gain setting of a video signal and the luminance of a backlight light source in conjunction with each other based on the luminance histogram of the input video signal, the video quality due to the change in the hue of the video signal after the gain setting is achieved. It is possible to provide a display device that suppresses the decrease in power consumption and realizes low power consumption.

また、本発明によれば、輝度ヒストグラムに基づいて映像信号のゲイン設定とバックライト光源の輝度とを連動して調整する表示装置において、輝度ヒストグラムの特性に応じてバックイト光源の輝度の低下を制限することにより、暗い画像のときは、画質を損なうことなくより低消費電力化及び黒レベルの向上を十分に行うことができ、かつ、特に肌色の色相に変化が生じることなく、適正な映像表示を行いつつ、低消費電力と映像信号のダイナミックレンジのアップによる映像品位の向上を実現させることができる。   According to the present invention, in the display device that adjusts the gain setting of the video signal and the luminance of the backlight light source based on the luminance histogram, the reduction of the luminance of the backlight light source is limited according to the characteristic of the luminance histogram. As a result, when the image is dark, it is possible to sufficiently reduce power consumption and improve the black level without impairing the image quality, and in particular, display an appropriate image without causing a change in the hue of the skin color. The video quality can be improved by reducing the power consumption and increasing the dynamic range of the video signal.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。以下に説明する本発明に係る実施形態は、光源としてのバックライトを備えた映像表示装置において、入力映像信号の映像特徴量に応じて入力映像信号の増幅の度合い(ゲイン)を調整するもので、このときに、目標コントラスト(ターゲットCR)を設定し、バックライト光源の発光輝度の制御とゲインの制御によりそのターゲットCRに近づけるように映像表現を行う。このような映像信号とバックライトの輝度変調処理を本明細書ではアドバンスト輝度変調処理とする。   Hereinafter, preferred embodiments according to a display device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment according to the present invention described below adjusts the degree of amplification (gain) of an input video signal in accordance with the video feature amount of the input video signal in a video display device having a backlight as a light source. At this time, a target contrast (target CR) is set, and video expression is performed so as to approach the target CR by controlling the light emission luminance of the backlight light source and controlling the gain. In this specification, such a video signal and backlight luminance modulation processing is referred to as advanced luminance modulation processing.

〈本発明に係る輝度変調処理の概要〉
表示装置から発せられる光量は、表示する映像信号のレベルを忠実に再現するのが理想である。つまり、黒画面を表示する場合、画面から発せられる光量は理想的には0でなければならない。しかし、現実の液晶表示装置では、若干の光漏れがあり、黒画面を表示する場合にも黒ではなくグレー表示となる。
<Outline of Luminance Modulation Processing According to the Present Invention>
Ideally, the amount of light emitted from the display device faithfully reproduces the level of the video signal to be displayed. That is, when displaying a black screen, the amount of light emitted from the screen should ideally be zero. However, in an actual liquid crystal display device, there is some light leakage, and even when a black screen is displayed, gray display is performed instead of black.

表示装置の重要な性能の一つとしてコントラスト比(以下CRともいう)がある。表示装置において、CRは表示パネル上の最大輝度と最小輝度の比である。液晶表示装置の場合、最大輝度は光源の最大発光輝度で決まり、最小輝度は黒表示時の光漏れ量によって決まる。よって、光源の発光輝度が一定の場合、同一の液晶パネルにおいてコントラスト比は一定となる。   One of the important performances of the display device is a contrast ratio (hereinafter also referred to as CR). In the display device, CR is a ratio between the maximum luminance and the minimum luminance on the display panel. In the case of a liquid crystal display device, the maximum luminance is determined by the maximum light emission luminance of the light source, and the minimum luminance is determined by the amount of light leakage during black display. Therefore, when the light emission luminance of the light source is constant, the contrast ratio is constant in the same liquid crystal panel.

図1は、CRが3000と6000の液晶パネルについて、入力階調(映像信号レベル)と液晶パネル上での輝度値との関係を示すグラフである。最大輝度は共に同じ450cdであるが、入力階調(画素値)0での液晶パネル上の表示輝度(最小輝度)はCR3000の場合に0.15cd、CR6000の場合に0.075cdとなり、2倍の差がある。   FIG. 1 is a graph showing the relationship between the input gradation (video signal level) and the luminance value on the liquid crystal panel for liquid crystal panels with CR of 3000 and 6000. The maximum luminance is the same 450 cd, but the display luminance (minimum luminance) on the liquid crystal panel at the input gradation (pixel value) 0 is 0.15 cd for CR3000 and 0.075 cd for CR6000. There is a difference.

ここで、CR3000の液晶パネル使用時に光源の発光輝度を50%まで下げるとともにゲイン設定で入力映像信号を所定量増幅させると、入力映像信号の画素値と液晶パネルの表示輝度値との関係は、図1において点線で示すような関係となり、画素値0〜128においてはCR6000の液晶パネルに近い輝度表現をさせることが可能になる。しかしながら、画素値128より大きい映像は階調表現できず、いわゆる白つぶれを起こすことになる。従って、入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度の調節と、ゲイン設定を行う必要がある。   Here, when the light emission luminance of the light source is reduced to 50% and the input video signal is amplified by a predetermined amount when the CR3000 liquid crystal panel is used, the relationship between the pixel value of the input video signal and the display luminance value of the liquid crystal panel is The relationship is as shown by the dotted line in FIG. 1, and with pixel values 0 to 128, it is possible to express the luminance close to that of a CR6000 liquid crystal panel. However, an image with a pixel value greater than 128 cannot be expressed in gradation, and so-called whitening occurs. Therefore, it is necessary to adjust the light emission luminance of the backlight and set the gain according to the feature amount of the input video signal.

例えば、入力映像信号の輝度のヒストグラムが画素値128以下の輝度分布を示す場合に、上述の図1で示すようにバックライトの輝度を50%まで下げるとともにゲイン設定で所定入力映像信号を所定量増幅させるような制御を行うようにすればよい。このように入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度の制御及びゲイン設定を行うことにより、コントラスト感を高めることができると同時にバックライトの発光輝度を下げることによる省電力化を図ることが可能になる。   For example, when the luminance histogram of the input video signal shows a luminance distribution with a pixel value of 128 or less, the backlight luminance is reduced to 50% as shown in FIG. Control to be amplified may be performed. By controlling the backlight emission luminance and setting the gain in accordance with the feature amount of the input video signal in this way, it is possible to increase the contrast feeling and at the same time to save power by lowering the backlight emission luminance. It becomes possible.

上記では入力映像信号の輝度のヒストグラムが画素値128以下の輝度分布を示す場合を例に挙げ説明したが、上記例以外でも、例えば、映像中の白部分が極めて少ない場合には、白部分の重視度を下げ、黒表現の向上を同様にして図ることができる。このとき、重視しない部分の白つぶれは無視してもよいし、ターゲットCRを実現させるゲイン設定によっても白つぶれが緩和できるように、白側領域でのゲインを決めるようにしてもよい。   In the above description, the case where the luminance histogram of the input video signal shows a luminance distribution with a pixel value of 128 or less has been described as an example. However, other than the above example, for example, when the white portion in the video is extremely small, The degree of importance can be lowered and black expression can be improved in the same manner. At this time, the unsharp portions of the white area may be ignored, or the gain in the white area may be determined so that the white area can be reduced by the gain setting for realizing the target CR.

さらに本発明に係るバックライトの発光輝度の制御及びゲイン設定においては、ゲイン設定時のRGB出力値の飽和による色相の変化を抑えるために、映像信号のYヒストグラムの最大値に従って、バックライトの発光輝度レベルの下限値を制限し、ゲインの上昇を抑えて色変化を抑制させるようにしている。   Further, in the control of the luminance of the backlight and the gain setting according to the present invention, the light emission of the backlight is controlled according to the maximum value of the Y histogram of the video signal in order to suppress the hue change due to the saturation of the RGB output value at the time of the gain setting. The lower limit value of the luminance level is limited to suppress the color change by suppressing the gain increase.

また、本発明に係る輝度変調処理では、省電力化を図るために、後述するように映像信号から得た映像のAPL等の特徴量に応じて動的に光源の発光輝度を抑える処理も併せて実行する。つまり、ゲイン設定及びバックライト光源の発光輝度レベルを設定するための参照用の発光輝度レベルをまず映像特徴量(APL,ピーク(最大輝度値),ヒストグラム情報等)に応じて設定し、省電力化を図ると共に、参照用の発光輝度レベルに対して、さらに上述のごときコントラスト感を出すための処理(すなわち発光輝度レベルを参照用の発光輝度レベル以下の適切な値に設定する)を実行して、CR向上及び更なる省電力化を図り、その処理と連動させて映像信号のゲインを設定して、視覚上の輝度を保つようにしている。   In addition, in the luminance modulation processing according to the present invention, in order to save power, processing for dynamically suppressing the light emission luminance of the light source according to the feature amount such as APL of the video obtained from the video signal as described later is also performed. And execute. In other words, the reference emission luminance level for setting the gain setting and the emission luminance level of the backlight light source is first set in accordance with the video feature amount (APL, peak (maximum luminance value), histogram information, etc.), thereby saving power. In addition, a process for producing a contrast feeling as described above (that is, setting the light emission luminance level to an appropriate value equal to or lower than the reference light emission luminance level) is performed on the reference light emission luminance level. Thus, CR improvement and further power saving are achieved, and the gain of the video signal is set in conjunction with the processing to maintain the visual brightness.

〈本発明に係る輝度変調処理を行う液晶表示装置のシステム構成例〉
図2は、本発明に係る液晶表示装置のシステム構成例を示すブロック図である。図2で例示する液晶表示装置は、スケーリング部1、Yヒストグラム検出部2、APL検出部3、BL(バックライト)輝度レベル設定部8、CPU(Central Processing Unit)/CPLD(Complex Programmable Logic Device)11、BL調光部12、画質補正部14、RGBγ/WB(White Balance)調整部15、FRC(Frame Rate Control)部16、及び映像出力部17を備える。
<System configuration example of a liquid crystal display device that performs luminance modulation processing according to the present invention>
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration example of the liquid crystal display device according to the present invention. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 2 includes a scaling unit 1, a Y histogram detection unit 2, an APL detection unit 3, a BL (backlight) luminance level setting unit 8, a CPU (Central Processing Unit) / CPLD (Complex Programmable Logic Device). 11, a BL light control unit 12, an image quality correction unit 14, an RGBγ / WB (White Balance) adjustment unit 15, an FRC (Frame Rate Control) unit 16, and a video output unit 17.

図2で例示する液晶表示装置は、さらに本発明に係る輝度変調処理の主な部分を実行するアドバンスト輝度変調部20を備える。アドバンスト輝度変調部20は、ヒストグラムストレッチング部4、ディストーションモジュール5、シーンチェンジ検出部6、第1のテンポラリフィルタ7、第2のテンポラリフィルタ9、可変ディレイ10、コンフィグレーションデザイン部13を有する。なお、上述したように、本発明に係る輝度変調処理は、APL等の特徴量に応じた動的な光源の発光輝度制御を行うだけでなく、その映像特徴量の所定の条件により決定される光源の参照用の発光輝度レベルBLrefに対しさらにコントラスト感を出すような発光輝度レベルBLreducedを選択し、且つ映像信号のゲインも設定する輝度変調処理である。この処理を実行する部位を「アドバンスト」輝度変調部20と呼んでいる。 The liquid crystal display device illustrated in FIG. 2 further includes an advanced luminance modulation unit 20 that executes the main part of the luminance modulation processing according to the present invention. The advanced luminance modulation unit 20 includes a histogram stretching unit 4, a distortion module 5, a scene change detection unit 6, a first temporary filter 7, a second temporary filter 9, a variable delay 10, and a configuration design unit 13. Note that, as described above, the luminance modulation processing according to the present invention is determined not only by dynamic light emission luminance control according to a feature quantity such as APL but also by a predetermined condition of the video feature quantity. This is a luminance modulation process in which a light emission luminance level BL reduced that gives a sense of contrast to the light emission luminance level BL ref for reference of the light source is selected and the gain of the video signal is also set. A part that executes this process is called an “advanced” luminance modulation unit 20.

まず、図2の液晶表示装置における各ブロックの概要について説明する。
映像出力部17は、映像信号による映像を表示する液晶パネルと、映像信号を液晶パネル駆動のための信号に変換し液晶パネルに出力する液晶制御回路とを有する。その詳細は後述するが、映像信号は、アドバンスト輝度変調部20で設定されたゲインを用いて変換された後、この映像出力部17に入力される。つまり、本発明に係る輝度変調処理においては、この映像出力部17で表示すべき映像を示す映像信号が処理対象となる。ゲイン及びその設定については後述する。
First, the outline of each block in the liquid crystal display device of FIG. 2 will be described.
The video output unit 17 includes a liquid crystal panel that displays video based on the video signal, and a liquid crystal control circuit that converts the video signal into a signal for driving the liquid crystal panel and outputs the signal to the liquid crystal panel. Although the details will be described later, the video signal is converted using the gain set by the advanced luminance modulation unit 20 and then input to the video output unit 17. That is, in the luminance modulation processing according to the present invention, a video signal indicating a video to be displayed by the video output unit 17 is a processing target. The gain and its setting will be described later.

BL調整部12は、蛍光管で構成されるランプと、そのランプを駆動するランプ駆動回路とを有し、液晶パネルを背面や側面から照射する光源(バックライト光源、或いは単にバックライトともいう)を構成する。本発明に係る輝度変調処理においては、このランプが発光輝度制御の対象となる。   The BL adjustment unit 12 includes a lamp composed of a fluorescent tube and a lamp driving circuit that drives the lamp, and a light source that irradiates the liquid crystal panel from the back and side surfaces (also referred to as a backlight light source or simply a backlight). Configure. In the luminance modulation processing according to the present invention, this lamp is a target of emission luminance control.

BL調整部12は、CPU/CPLD11で制御される。CPU/CPLD11は、アドバンスト輝度変調部20から出力された発光輝度レベルBLreducedを示す信号(例えばデューティ信号)に従って、BL調整部12のランプ駆動回路(例えばインバータ回路)で実際に調光するための信号(例えばパルス幅変調等の駆動に適した信号)に変換して、BL調整部12へ出力する。バックライト調光値を実際のバックライト調光のための信号に変換するものである。また、ランプとしては、例えばLED(Light Emitting Diode)で構成されるものや、LEDと蛍光管の組み合わせで構成されるものを採用してもよく、同時にそれに対応したランプ駆動回路を設けておけばよい。 The BL adjustment unit 12 is controlled by the CPU / CPLD 11. The CPU / CPLD 11 uses the lamp driving circuit (for example, an inverter circuit) of the BL adjusting unit 12 to actually perform light control according to a signal (for example, a duty signal) indicating the light emission luminance level BL reduced output from the advanced luminance modulation unit 20. The signal is converted into a signal (for example, a signal suitable for driving such as pulse width modulation) and output to the BL adjustment unit 12. The backlight dimming value is converted into a signal for actual backlight dimming. Further, as the lamp, for example, a lamp composed of an LED (Light Emitting Diode) or a combination of an LED and a fluorescent tube may be adopted, and at the same time, a lamp driving circuit corresponding to the lamp may be provided. Good.

映像出力部17へ出力する映像信号の処理、並びにCPU/CPLD11を介してBL調整部12の制御を行う部位が、スケーリング部1、Yヒストグラム検出部2、APL検出部3、BL輝度レベル設定部8、画質補正部14、RGBγ/WB調整部15、FRC部16、及びアドバンスト輝度変調部20である。   The parts for processing the video signal output to the video output unit 17 and controlling the BL adjustment unit 12 via the CPU / CPLD 11 are the scaling unit 1, the Y histogram detection unit 2, the APL detection unit 3, and the BL luminance level setting unit. 8, an image quality correction unit 14, an RGBγ / WB adjustment unit 15, an FRC unit 16, and an advanced luminance modulation unit 20.

まず、スケーリング部1は、液晶パネルの解像度等に応じて、入力された映像信号(入力映像信号)が示す映像フレームの画素数、或いはその映像フレームのアスペクト比を、演算により変更する。   First, the scaling unit 1 changes the number of pixels of the video frame indicated by the input video signal (input video signal) or the aspect ratio of the video frame by calculation according to the resolution of the liquid crystal panel and the like.

ここで、入力映像信号としては、例えば放送波として受信した映像信号を復調した信号、通信ネットワーク経由で受信した映像信号、内部記憶装置に記憶された映像信号を読み出した信号、各種レコーダや各種プレーヤやチューナ機器といった外部機器から受信した映像信号などが該当し、或いはそれら映像信号に対して各種映像処理を施した後の映像信号が該当する。図示しないが、図2の液晶表示装置は、このような映像信号のいずれかを取得可能なよう構成しておけばよい。   Here, as the input video signal, for example, a signal obtained by demodulating a video signal received as a broadcast wave, a video signal received via a communication network, a signal obtained by reading a video signal stored in an internal storage device, various recorders and various players This corresponds to a video signal received from an external device such as a tuner device or a tuner device, or a video signal obtained by performing various video processes on the video signal. Although not shown, the liquid crystal display device of FIG. 2 may be configured to be able to acquire any of such video signals.

画質補正部14は、スケーリング部1から出力された映像信号に対し、ユーザ設定等により、映像のコントラストや色味等を変更する。   The image quality correction unit 14 changes the contrast, color, and the like of the video with respect to the video signal output from the scaling unit 1 according to user settings and the like.

RGBγ/WB調整部15は、画質補正部14から出力された映像信号に対し、映像のγ、WB(ホワイトバランス)/CT(色温度)等の調整を行う。さらに、RGBγ/WB調整部15は、アドバンスト輝度変調部20(実際にはコンフィグレーションデザイン部13)からのゲイン設定信号によって信号のゲインを変更する。   The RGB γ / WB adjustment unit 15 adjusts γ, WB (white balance) / CT (color temperature), etc., of the video signal output from the image quality correction unit 14. Further, the RGBγ / WB adjustment unit 15 changes the gain of the signal by a gain setting signal from the advanced luminance modulation unit 20 (actually the configuration design unit 13).

RGBγ/WB調整部15ではそのゲインに基づき映像信号の変換が施され、後述するようなアドバンスト輝度変調部20で発光輝度レベルを低下させる制御に対して輝度低下分をゲインによって補償する。ここで、低階調部分のノイズを抑えるため、この変換は、γ調整後であってWB調整前に施すようにする。あるいは、ゲインを変更した後にγ調整を行う構成をもち、さらにここのときにゲイン変更の後にγ調整を行うことによる階調特性のずれを補正するために、ゲイン変更の前にさらに階調補正部を備えてもよい。   The RGBγ / WB adjustment unit 15 converts the video signal based on the gain, and compensates for the luminance reduction by the gain with respect to the control for reducing the emission luminance level by the advanced luminance modulation unit 20 as described later. Here, in order to suppress noise in the low gradation part, this conversion is performed after γ adjustment and before WB adjustment. Alternatively, γ adjustment is performed after the gain is changed, and further, gradation correction is performed before the gain change in order to correct a shift in gradation characteristics due to γ adjustment after the gain change. May be provided.

アドバンスト輝度変調部20からのゲイン設定信号は、上述の液晶パネルへ出力すべき映像信号の画素値(映像信号レベル)を変換するための変換係数を示す信号である。このゲイン設定信号は、以下の例で示すように各映像信号レベル(この例では0〜255の値)に乗算するための共通の1つの変換係数とし、ゲインすることで頭打ちとなる映像信号レベルの範囲などに基づいて得た或る映像信号レベルの範囲に対しては、ゲインをRGBγ/WB調整部15で補正してもよい。   The gain setting signal from the advanced luminance modulation unit 20 is a signal indicating a conversion coefficient for converting the pixel value (video signal level) of the video signal to be output to the liquid crystal panel. This gain setting signal is a common conversion coefficient for multiplying each video signal level (in this example, a value of 0 to 255) as shown in the following example, and the video signal level that reaches the peak by gaining is obtained. The gain may be corrected by the RGBγ / WB adjustment unit 15 for a certain video signal level range obtained based on the above range.

FRC部16は、フレームレートコンバータであり、RGBγ/WB調整部15から出力された調整後の映像信号に対し、映像の動きベクトルを検出し補完映像を生成することによって、通常60Hzの表示周波数から120Hzの表示周波数に変換するものである。勿論、FRC部16での処理対象の表示周波数や処理後の表示周波数はこれに限ったものではない。図2の例では、映像出力部17の液晶駆動回路は、FRC部16から出力された映像信号を液晶パネル駆動のための信号に変換し、液晶パネルに出力することになる。   The FRC unit 16 is a frame rate converter, and detects the motion vector of the video from the adjusted video signal output from the RGB γ / WB adjustment unit 15 to generate a complementary video, thereby generating a normal video from a display frequency of 60 Hz. The display frequency is converted to 120 Hz. Of course, the display frequency to be processed in the FRC unit 16 and the display frequency after processing are not limited to this. In the example of FIG. 2, the liquid crystal driving circuit of the video output unit 17 converts the video signal output from the FRC unit 16 into a signal for driving the liquid crystal panel and outputs the signal to the liquid crystal panel.

Yヒストグラム検出部2は、映像フレームを画素単位等に分割し、各画素の輝度値の発生頻度を表したヒストグラムを生成する。Yヒストグラム検出部2で生成されたヒストグラムは、例えば輝度値(Y)0〜255のそれぞれに対して頻度の値を持つ。
APL検出部3は、映像信号の平均輝度レベルを、映像フレーム毎に算出する。APL検出部3で算出される値としては、全画面で黒の場合には0%を示す値となり、全画面で白の場合には100%を示す値となる。
The Y histogram detection unit 2 divides the video frame into pixel units and generates a histogram representing the frequency of occurrence of the luminance value of each pixel. The histogram generated by the Y histogram detection unit 2 has a frequency value for each of luminance values (Y) 0 to 255, for example.
The APL detection unit 3 calculates the average luminance level of the video signal for each video frame. The value calculated by the APL detection unit 3 is a value indicating 0% when the entire screen is black, and a value indicating 100% when the entire screen is white.

ヒストグラムストレッチング部4は、Yヒストグラム検出部2で生成されたヒストグラムから、アドバンスト輝度変調部20で使用する範囲を設定する。例えば、ディストーションモジュール5が最小値0〜最大値255で演算を実行するモジュールであり、且つ入力映像信号が元々最小値10〜最大値235の値をとるような信号であった場合を想定する。このような場合には、ヒストグラムストレッチング部4は、ディストーションモジュール5での演算に合わせるために、最小値10〜最大値235のそれぞれに対する頻度値を、最小値0〜最大値255のそれぞれに対する頻度値に当てはめるように引き伸ばすものである。   The histogram stretching unit 4 sets a range to be used by the advanced luminance modulation unit 20 from the histogram generated by the Y histogram detection unit 2. For example, it is assumed that the distortion module 5 is a module that performs an operation with a minimum value 0 to a maximum value 255, and the input video signal is originally a signal having a minimum value 10 to a maximum value 235. In such a case, the histogram stretching unit 4 sets the frequency value for each of the minimum value 10 to the maximum value 235 to the frequency for each of the minimum value 0 to the maximum value 255 in order to match the calculation in the distortion module 5. It stretches to fit the value.

ディストーションモジュール5は、本発明の輝度レベル選択部に該当し、ヒストグラムストレッチング部4から入力されたヒストグラムと、後述するBL輝度レベル設定部8で設定された参照用の発光輝度レベル(バックライト目標値ともいう)BLrefとから、実際に設定する発光輝度レベル(バックライト値ともいう)BLreduced、すなわちバックライトの制御に使用する発光輝度レベルを選択する。選択は、予め定められた複数の発光輝度レベルの中からBL輝度レベル設定部8で設定された参照用発光輝度レベルBLrefを超えない範囲で行う。また、ここでは、ターゲットCRをもつ液晶パネルにより近い表示映像を実現できるバックライト値BLreducedを選択する。
このとき、ゲイン設定時のRGB出力値の飽和による色相の変化を抑えるために、映像信号のヒストグラムの最大値に応じた下限値に従って、バックライト値BLreducedの低下を所定レベルに制限し、ゲインの上昇を抑えて色変化を抑制させるようにしている。ターゲットCR等のディストーションパラメータは図示しないメインCPUから設定すればよい。
The distortion module 5 corresponds to a luminance level selection unit of the present invention, and includes a histogram input from the histogram stretching unit 4 and a reference emission luminance level (backlight target) set by a BL luminance level setting unit 8 described later. The light emission luminance level (also referred to as a backlight value) BL reduced that is actually set, that is, the light emission luminance level used for backlight control, is selected from BL ref . The selection is performed in a range that does not exceed the reference light emission luminance level BL ref set by the BL luminance level setting unit 8 from a plurality of predetermined light emission luminance levels. Here, the backlight value BL reduced that can realize a display image closer to the liquid crystal panel having the target CR is selected.
At this time, in order to suppress a change in hue due to saturation of the RGB output value at the time of gain setting, the reduction of the backlight value BL reduced is limited to a predetermined level according to the lower limit value according to the maximum value of the histogram of the video signal, and the gain The color change is suppressed by suppressing the rise of the color. The distortion parameters such as the target CR may be set from a main CPU (not shown).

シーンチェンジ検出部6では、1フレーム前のヒストグラムと現ヒストグラムの変化の程度からシーンチェンジの有無を検出する。例えば、各輝度値の頻度変化の累計値を算出し、特定の値よりも大きかった場合には場面が変わったと判定する。   The scene change detection unit 6 detects the presence or absence of a scene change from the degree of change between the histogram one frame before and the current histogram. For example, the cumulative value of the frequency change of each luminance value is calculated, and if it is larger than a specific value, it is determined that the scene has changed.

第1のテンポラリフィルタ7は、ディストーションモジュール5で選択された上述の実際に設定する発光輝度レベルBLreducedが急激に変化した場合に生じる、視覚上の違和感を防止するために設けられたものであり、発光輝度レベルBLreducedの変化量を時間的に緩慢なものにした後、実際に設定する発光輝度レベルBLreducedとして後段に出力する。また、シーンチェンジ時には、緩慢な発光輝度レベルBLreducedの変化を施すと返って違和感を持つため、シーンチェンジ検出部6によるシーンチェンジ検出信号により、第1のテンポラリフィルタ7の値を変え、比較的早い変化ができるようにする。 The first temporary filter 7 is provided to prevent visual discomfort caused when the above-described actually set light emission luminance level BL reduced selected by the distortion module 5 changes abruptly. after the amount of change in light emission luminance level BL reduced to those temporally slow, output to the subsequent stage as a light emission luminance level BL reduced to be actually set. Further, at the time of a scene change, if a slow light emission brightness level BL reduced is applied, the result is uncomfortable. Therefore , the value of the first temporary filter 7 is changed according to the scene change detection signal from the scene change detection unit 6. Make fast changes possible.

BL輝度レベル設定部8は、本発明の輝度レベル設定部に該当し、APL検出部3から出力されたAPL値もしくはYヒストグラム検出部2から出力されたヒストグラム情報などの映像特徴量、および図示しないメインCPUから出力されたOPC(Optical Picture Control;明るさセンサともいう)の値やユーザ設定値などを参照して、バックライトの発光輝度レベルの最大値を決定する。例えば、APLが高い場合にはバックライトの発光輝度レベルの最大値を低い値とすることで、眩しさを感じない映像とすることができる。このバックライトの発光輝度レベルの最大値が、アドバンスト輝度変調部20で実行されるアドバンスト輝度変調の参照用の発光輝度レベル(バックライト目標値)BLrefとなる。参照用の発光輝度レベルBLrefを決定するための映像特徴量としては、上述のようにAPLやヒストグラム情報を用いることができ、実施形態に応じて使用する特徴量が選択される。ヒストグラム情報には、映像のピーク値(最大輝度値)や、最大輝度より小さい所定輝度の間に含まれる映像信号の割合などが使用される。 The BL luminance level setting unit 8 corresponds to the luminance level setting unit of the present invention, and includes video feature amounts such as an APL value output from the APL detection unit 3 or histogram information output from the Y histogram detection unit 2, and not shown. The maximum value of the light emission luminance level of the backlight is determined with reference to the value of OPC (Optical Picture Control; also referred to as a brightness sensor) output from the main CPU, the user setting value, and the like. For example, when the APL is high, the maximum value of the light emission luminance level of the backlight is set to a low value so that an image without feeling dazzling can be obtained. The maximum value of the backlight emission luminance level is the reference emission luminance level (backlight target value) BL ref for advanced luminance modulation executed by the advanced luminance modulation unit 20. As the video feature amount for determining the light emission luminance level BL ref for reference, APL or histogram information can be used as described above, and the feature amount to be used is selected according to the embodiment. For the histogram information, the peak value (maximum luminance value) of the video, the ratio of the video signal included between the predetermined luminances smaller than the maximum luminance, and the like are used.

なお、ディストーションモジュール5での選択が、BL輝度レベル設定部8で設定された参照用発光輝度レベルBLrefを超えない範囲で行われることから、BL輝度レベル設定部8では、参照用発光輝度レベルBLrefとしてバックライトの発光輝度レベルの最大値が設定されると説明している。また、図2の例では、第2のテンポラリフィルタ9を経由した参照用発光輝度レベルをBLrefとしている。 Since the selection by the distortion module 5 is performed within a range that does not exceed the reference emission luminance level BL ref set by the BL luminance level setting unit 8, the BL luminance level setting unit 8 uses the reference emission luminance level. It is described that the maximum value of the light emission luminance level of the backlight is set as BL ref . In the example of FIG. 2, the reference light emission luminance level that has passed through the second temporary filter 9 is BL ref .

第2のテンポラリフィルタ9は、第1のテンポラリフィルタ7と同等の機能を持つフィルタである。概略を説明すると、APLが急激に変化し、且つその変化がディストーションモジュール5での選択に影響を与えないような場合に、第1のテンポラリフィルタ7から出力される発光輝度レベルBLreducedはその時間的変化が緩和されている。しかし、ゲイン設定はBL輝度レベル設定部8から出力された参照用発光輝度レベルを元に計算するため、ゲインが変化してしまい、液晶パネル上の表示輝度が急激に変化してしまう。このような表示輝度の急激な変化を無くす或いは緩和するために、第2のテンポラリフィルタ9を設けている。 The second temporary filter 9 is a filter having a function equivalent to that of the first temporary filter 7. In brief, when the APL changes rapidly and the change does not affect the selection in the distortion module 5, the emission luminance level BL reduced output from the first temporary filter 7 is the time. Change has been mitigated. However, since the gain setting is calculated based on the reference emission luminance level output from the BL luminance level setting unit 8, the gain changes and the display luminance on the liquid crystal panel changes abruptly. In order to eliminate or alleviate such a sudden change in display luminance, a second temporary filter 9 is provided.

可変ディレイ10は、映像出力部17での映像出力とBL調光部12でのバックライト調光とのタイミングを取るための遅延部である。バックライト調光は、調光値が決定すれば比較的少ない処理後、バックライト輝度制御が行われる。それに対して、映像信号はアドバンスト輝度変調で映像のゲインが決定し、映像信号の輝度レベルを変更した後もFRC部16でのフレームレート制御や、液晶制御回路でのパネル制御信号への変換など、多くの処理が行われるため、時間的な遅延が発生する。そうすると、本来同時におこなわれるべきバックライト調光制御と映像のゲイン制御のタイミングがずれてしまい、バックライトと映像のバランスが崩れてしまうことになる。そこで、可変ディレイ10によってバックライト調光をあえて遅らせ、バックライト調光制御と映像のゲイン制御のタイミングを合わせるものである。   The variable delay 10 is a delay unit for timing the video output from the video output unit 17 and the backlight dimming in the BL dimming unit 12. In backlight dimming, backlight luminance control is performed after a relatively small amount of processing if the dimming value is determined. On the other hand, the video signal gain is determined by advanced luminance modulation, the frame rate is controlled by the FRC unit 16 and converted to the panel control signal by the liquid crystal control circuit after the luminance level of the video signal is changed. Since many processes are performed, a time delay occurs. Then, the timing of the backlight dimming control and the video gain control that should be performed at the same time is shifted, and the balance between the backlight and the video is lost. Therefore, the backlight dimming is intentionally delayed by the variable delay 10 to match the timing of the backlight dimming control and the video gain control.

コンフィグレーションデザイン部13は、本発明のゲイン設定部に該当するもので、BL輝度レベル設定部8で決定された参照用発光輝度レベルBLrefとディストーションモジュール5によって選択された発光輝度レベルBLreducedとに基づき、映像信号のゲインを決定する。なお、図2の例では各レベルBLreduced,BLrefがそれぞれテンポラリフィルタ7,9を通過したレベルを用いている。参照用発光輝度レベル(バックライト目標値)BLrefと選択された発光輝度レベル(バックライト値)BLreducedが同じであれば、映像信号の輝度レベルを変更する必要はなく、ゲインは1である。また、参照用発光輝度レベルよりも選択された発光輝度レベルが低い場合は、その値に応じて、映像信号の輝度レベルを上げる方向にゲイン設定を行う。 The configuration design unit 13 corresponds to the gain setting unit of the present invention, and the reference emission luminance level BL ref determined by the BL luminance level setting unit 8 and the emission luminance level BL reduced selected by the distortion module 5. Based on the above, the gain of the video signal is determined. In the example of FIG. 2, the levels BL reduced and BL ref are levels that have passed through the temporary filters 7 and 9, respectively. If the reference light emission luminance level (backlight target value) BL ref and the selected light emission luminance level (backlight value) BL reduced are the same, it is not necessary to change the luminance level of the video signal, and the gain is 1. . Further, when the selected light emission luminance level is lower than the reference light emission luminance level, the gain is set in a direction to increase the luminance level of the video signal according to the value.

〈本発明に係る輝度変調処理を実行する主要ブロックの詳細説明〉
図2の液晶表示装置における主要ブロックとして、BL輝度レベル設定部8、コンフィグレーションデザイン部13、RGBγ/WB調整部15を、この順序で説明する。
<Detailed Description of Main Blocks for Performing Luminance Modulation Processing According to the Present Invention>
The BL luminance level setting unit 8, the configuration design unit 13, and the RGBγ / WB adjustment unit 15 will be described in this order as main blocks in the liquid crystal display device of FIG.

《BL輝度レベル設定部8》
BL輝度レベル設定部8には、APL検出部3で検出された映像信号のAPLが入力されるとともに、周囲の明るさ(周囲の照度)を測定する図示しない明るさセンサの検出情報に基づく制御信号、及び液晶パネルの明るさを設定するユーザ設定に基づく制御信号が入力される。また、映像特徴量として、映像信号を仮に伸張したときに表現できない頻度、あるいは映像信号の最小輝度及び最大輝度などの情報を使用する場合には、ヒストグラム検出部2から、映像信号の画面単位(フレーム単位)で必要とするこれら情報(ヒストグラム情報とする)が入力される。また、APLとヒストグラム情報の両方を使用する場合には、それぞれの情報がBL輝度レベル設定部8に入力される。
<< BL brightness level setting section 8 >>
The BL luminance level setting unit 8 receives the APL of the video signal detected by the APL detection unit 3 and controls based on detection information from a brightness sensor (not shown) that measures the ambient brightness (ambient illuminance). A signal and a control signal based on a user setting for setting the brightness of the liquid crystal panel are input. Also, when information such as the frequency that cannot be expressed when the video signal is expanded or information such as the minimum luminance and the maximum luminance of the video signal is used as the video feature amount, the histogram detection unit 2 outputs the video signal screen unit ( These pieces of information necessary for each frame (to be referred to as histogram information) are input. When both APL and histogram information are used, each information is input to the BL luminance level setting unit 8.

そして、BL輝度レベル設定部8ではこれらの制御信号とAPLとに基づいて、参照用発光輝度レベルBLrefを出力する。より具体的には、画面単位(フレーム単位)で変化する入力映像信号のAPLに応じて、バックライト輝度を動的に調整する方式を適用し、これにより得られた発光輝度レベルを参照用発光輝度レベルBLrefとして出力する。 Then, the BL luminance level setting unit 8 outputs the reference light emission luminance level BL ref based on these control signals and APL. More specifically, a method of dynamically adjusting the backlight luminance according to the APL of the input video signal that changes in screen units (frame units) is applied, and the light emission luminance level obtained thereby is used for reference light emission. Output as luminance level BL ref .

参照用発光輝度レベルBLrefの生成には、BL輝度レベル設定部8に保持されている輝度制御テーブル(ルックアップテーブル)が用いられる。輝度制御テーブルは、入力映像信号の映像特徴量(ここではAPL)に応じたバックライトの発光輝度レベルの関係、すなわち輝度制御特性を定めるものである。そして予め選択可能な複数の輝度制御テーブルを用意し、BL輝度レベル設定部8が備えるROM(Read Only Memory)等のテーブル格納メモリに保持させておく。 A luminance control table (lookup table) held in the BL luminance level setting unit 8 is used to generate the reference emission luminance level BL ref . The luminance control table defines the relationship of the light emission luminance level of the backlight according to the video feature amount (APL in this case) of the input video signal, that is, the luminance control characteristic. A plurality of selectable brightness control tables are prepared and held in a table storage memory such as a ROM (Read Only Memory) provided in the BL brightness level setting unit 8.

液晶表示装置周囲の明るさを測定する明るさセンサには、例えばフォトダイオードが適用される。明るさセンサは、検出した周囲光に応じた直流電圧信号を生成し、図示しないメインCPUに出力する。メインCPUは、周囲光に応じた直流電圧信号に応じて輝度制御テーブルを選択する制御信号をBL輝度レベル設定部8に出力する。   For example, a photodiode is applied to a brightness sensor that measures the brightness around the liquid crystal display device. The brightness sensor generates a DC voltage signal corresponding to the detected ambient light and outputs it to a main CPU (not shown). The main CPU outputs a control signal for selecting the brightness control table to the BL brightness level setting unit 8 according to the DC voltage signal corresponding to the ambient light.

さらに、メインCPUは、液晶パネルの明るさを設定するユーザ設定に基づく制御信号として、輝度制御テーブルの輝度制御値を調整するための輝度調整係数を出力する。輝度調整係数は、ユーザ操作に応じて画面全体の明るさ設定を行うために使用される。例えば、液晶表示装置が保持するメニュー画面には、画面の明るさ調整項目が設定されている。ユーザは、その設定項目を操作することによって、任意の画面明るさを設定することができる。メインCPUは、その明るさ設定を認識し、設定された明るさに従ってBL輝度レベル設定部8に輝度調整係数を出力する。   Further, the main CPU outputs a luminance adjustment coefficient for adjusting the luminance control value of the luminance control table as a control signal based on a user setting for setting the brightness of the liquid crystal panel. The brightness adjustment coefficient is used for setting the brightness of the entire screen in accordance with a user operation. For example, screen brightness adjustment items are set on a menu screen held by the liquid crystal display device. The user can set an arbitrary screen brightness by operating the setting item. The main CPU recognizes the brightness setting and outputs a brightness adjustment coefficient to the BL brightness level setting unit 8 according to the set brightness.

BL輝度レベル設定部8では、明るさセンサの検出情報に従ってメインCPUから出力された制御信号により、テーブルNoを指定して輝度制御テーブルを選択する。若しくは選択する輝度制御テーブルを演算によって生成するようにしてもよい。そして、選択した輝度制御テーブルの輝度変換値に対して、ユーザ設定に基づく制御信号として得た輝度調整係数を乗算し、輝度制御テーブルの輝度制御特性の傾きを変化させ、最終的に、参照用発光輝度レベルBLrefの生成に使用する輝度制御テーブルを決定する。そして、BL輝度レベル設定部8は、決定した輝度制御テーブルの輝度制御特性を使用し、APL検出部3から出力されたAPLに応じて参照用発光輝度レベルBLrefを生成して出力する。 The BL luminance level setting unit 8 selects a luminance control table by designating a table No. according to a control signal output from the main CPU according to the detection information of the brightness sensor. Alternatively, the luminance control table to be selected may be generated by calculation. Then, the brightness conversion value of the selected brightness control table is multiplied by the brightness adjustment coefficient obtained as a control signal based on the user setting, and the slope of the brightness control characteristic of the brightness control table is changed, and finally, for reference A brightness control table used to generate the light emission brightness level BL ref is determined. Then, the BL luminance level setting unit 8 uses the luminance control characteristic of the determined luminance control table to generate and output a reference emission luminance level BL ref according to the APL output from the APL detection unit 3.

輝度制御テーブルは、上述したように、入力映像信号の特徴量であるAPLとバックライトの発光輝度レベルとの関係を定めるものであって、例えば、APLが大きいときにはバックライトの発光輝度レベルが小さくなるように設定することで、高輝度の映像のときに眩しさを感じないようにバックライトの発光輝度を抑えるようにしている。輝度制御テーブルの輝度制御特性に従って、映像信号のAPLの変化に応じて発光輝度レベルBLrefが動的に変化する。本発明においては、輝度制御テーブルにおける輝度制御特性については特に限定されるものではなく、入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度レベルを動的に変化させる特性を規定するものを適宜適用することができる。 As described above, the luminance control table defines the relationship between the APL that is the feature amount of the input video signal and the light emission luminance level of the backlight. For example, when the APL is large, the light emission luminance level of the backlight is small. By setting so as to be, the luminance of the backlight is suppressed so as not to feel dazzling in the case of a high-luminance image. In accordance with the luminance control characteristics of the luminance control table, the light emission luminance level BL ref dynamically changes according to the change in the APL of the video signal. In the present invention, the brightness control characteristics in the brightness control table are not particularly limited, and those that prescribe characteristics that dynamically change the light emission brightness level of the backlight according to the feature amount of the input video signal are appropriately selected. Can be applied.

このようにしてBL輝度レベル設定部8から出力された参照用発光輝度レベルBLrefは、第1のテンポラリフィルタ7の作用で遅延された後、コンフィグレーションデザイン部13に入力し、映像ゲインの演算に使用されるとともに、ディストーションモジュール5に入力して、ヒストグラムに応じた発光輝度レベルBLreducedの決定に使用される。 In this way, the BL luminance level for reference light emission luminance level BL ref output from the setting section 8, after being delayed by the action of the first temporary filter 7, and input to the configuration design portion 13, operation of the image gain And is input to the distortion module 5 and used to determine the emission luminance level BL reduced according to the histogram.

以下にディストーションモジュールで実行されるバックライトの発光輝度レベルの選択処理例を説明する。
本発明では、上述したように、ゲイン設定時のRGB出力値の飽和による色相の変化を抑えるために、映像のヒストグラムの最大値に従って、バックライトの発光輝度レベルの下限値を制限し、ゲインの上昇を抑えて色変化を抑制させるようにしている。つまり、ディストーションモジュールで評価値をもとに計算されるバックライトの発光輝度レベルに対して、下限値を制限するようにしている。
以下では、まず、発光輝度レベルの下限値に制限を与える前に、映像のヒストグラムの評価値に基づいて発光輝度レベルを選択する処理を説明する。
Hereinafter, an example of the process of selecting the light emission luminance level of the backlight executed by the distortion module will be described.
In the present invention, as described above, in order to suppress a change in hue due to saturation of the RGB output value at the time of gain setting, the lower limit value of the light emission luminance level of the backlight is limited according to the maximum value of the histogram of the video, The rise is suppressed and the color change is suppressed. That is, the lower limit value is limited with respect to the light emission luminance level of the backlight calculated based on the evaluation value by the distortion module.
In the following, first, a process for selecting the light emission luminance level based on the evaluation value of the histogram of the video before limiting the lower limit value of the light emission luminance level will be described.

図3は、図2の液晶表示装置におけるディストーションモジュールで実行される発光輝度レベル選択処理の一例を説明するための図である。h1は映像信号のYヒストグラムを示している。ここで横軸は映像信号の入力階調(映像信号としてとりうる画素値、又は映像信号レベルともいう)を示し、縦軸は各映像信号レベルの頻度を示している。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the light emission luminance level selection process executed by the distortion module in the liquid crystal display device of FIG. h1 represents a Y histogram of the video signal. Here, the horizontal axis represents the input gradation of the video signal (also referred to as a pixel value or video signal level that can be taken as the video signal), and the vertical axis represents the frequency of each video signal level.

このような映像のヒストグラムh1に対して、使用する液晶パネルにおいてバックライトの発光輝度レベルが100%の時に表示可能な映像輝度範囲をAとする。また、ターゲットCRの液晶パネルで表示可能な映像輝度範囲をBとする。また、ディストーションモジュール5で選択可能な発光輝度レベルのうち、ある特定の発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲をCとする。そして、ヒストグラムh1において、映像輝度範囲Cの両側で映像輝度範囲Bと重なる部分が、上述の数値化を行う対象となる部分であり、評価値算出部分である。この評価値算出部分のうち、低輝度部分をD1、高輝度部分をD2とする。   For such a video histogram h1, A is a video luminance range that can be displayed when the light emission luminance level of the backlight is 100% in the liquid crystal panel to be used. Also, let B be the video luminance range that can be displayed on the liquid crystal panel of the target CR. Also, let C be an image luminance range that can be displayed at a specific light emission luminance level among the light emission luminance levels that can be selected by the distortion module 5. In the histogram h1, the portions that overlap the video luminance range B on both sides of the video luminance range C are the portions to be subjected to the above-mentioned numericalization, and are evaluation value calculation portions. Of the evaluation value calculation portion, the low luminance portion is D1 and the high luminance portion is D2.

評価値(Distortion)は、選択可能な発光輝度レベルに対して、頻度と重み付けによって下式(1)によって算出する。
Distortion=Σ{(映像輝度範囲D1+D2の頻度)×(距離重み)}・・・(1)
The evaluation value (Distortion) is calculated by the following equation (1) based on the frequency and weighting with respect to the selectable light emission luminance level.
Distortion = Σ {(frequency of image luminance range D1 + D2) × (distance weight)} (1)

重みとしては、評価値算出対象となる発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲Cから遠ざかる程大きくする距離重みを用いる。ここでは、低輝度部分D1の距離重みをE1、高輝度部分D2の距離重みをE2とする。従って、同じ頻度値であっても、表現できる範囲から遠いほうが、評価値は大きくなる。これは表現できる範囲から遠いほうが、映像として表現できない影響が大きいためである。頻度と重み付けによって算出した値はF1(低輝度部分)、F2(高輝度部分)である。評価値はF1とF2の面積(累計)を合計した値となる。   As the weight, a distance weight that increases as the distance from the image luminance range C that can be displayed at the light emission luminance level that is an evaluation value calculation target increases. Here, the distance weight of the low luminance portion D1 is E1, and the distance weight of the high luminance portion D2 is E2. Therefore, even if the frequency value is the same, the evaluation value becomes larger as it is far from the range that can be expressed. This is because the farther from the range that can be expressed, the greater the influence that cannot be expressed as video. The values calculated by the frequency and the weight are F1 (low luminance part) and F2 (high luminance part). The evaluation value is the sum of the areas (cumulative total) of F1 and F2.

ディストーションモジュール5では、各発光輝度レベルに対して算出した評価値のうち、最も評価値が低い映像輝度範囲Cに対応する発光輝度レベルを、出力する発光輝度レベルBLreducedとして選択する。このとき、ディストーションモジュール5では、BL輝度レベル設定部8で設定され、第2のテンポラリフィルタ9によって緩和された発光輝度レベルBLrefを越えない範囲で、最も評価値が低い映像輝度範囲Cに対応する発光輝度レベルBLreducedを選択する。 In the distortion module 5, the light emission luminance level corresponding to the video luminance range C having the lowest evaluation value among the evaluation values calculated for each light emission luminance level is selected as the light emission luminance level BL reduced to be output. At this time, the distortion module 5 corresponds to the video luminance range C having the lowest evaluation value within a range not exceeding the light emission luminance level BL ref set by the BL luminance level setting unit 8 and relaxed by the second temporary filter 9. The emission luminance level BL reduced to be selected is selected.

このような評価値の算出は、ディストーションモジュール5で、選択可能な発光輝度レベルの全てについて行うことが理想である。しかし、処理時間等の制限があるため、選択可能な発光輝度レベルの輝度制御範囲を均等に分け、例えば10%程度毎の発光輝度レベルについて算出すればよい。   Ideally, the evaluation value is calculated for all selectable light emission luminance levels in the distortion module 5. However, since there is a limitation on the processing time or the like, the luminance control range of selectable light emission luminance levels may be equally divided, and for example, the light emission luminance level may be calculated for about 10%.

つまり、上式(1)の特定の発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲をCとして、選択可能な発光輝度レベルを順次適用し、発光輝度レベルごとに評価値を算出する。そして算出した評価値の中から、最も低い評価値をもつ発光輝度レベルを、選択した発光輝度レベルBLreducedとする。ここでヒストグラムの最大値に従う発光輝度レベルの下限値よりも選択した発光輝度レベルが高ければ、この値を第1のテンポラリフィルタ7に出力してバックライトの調光制御に用いるとともに、コンフィグレーションデザイン部13に出力して映像ゲインの設定(算出)に用いる。
また、最も低い評価値をもつ発光輝度レベルが、ヒストグラムの最大値に従う発光輝度レベルの下限値よりも低くなってしまう場合には、その最大値に応じて定められた下限値をゲイン設定に使用する発光輝度レベルBLreducedとして出力する。
That is, the video luminance range that can be displayed at the specific light emission luminance level of the above equation (1) is set as C, and the selectable light emission luminance levels are sequentially applied, and the evaluation value is calculated for each light emission luminance level. Then, the light emission luminance level having the lowest evaluation value among the calculated evaluation values is set as the selected light emission luminance level BL reduced . Here, if the selected light emission luminance level is higher than the lower limit value of the light emission luminance level according to the maximum value of the histogram, this value is output to the first temporary filter 7 to be used for dimming control of the backlight. This is output to the unit 13 and used for setting (calculation) of the video gain.
If the emission brightness level with the lowest evaluation value is lower than the lower limit value of the emission brightness level according to the maximum value of the histogram, the lower limit value determined according to the maximum value is used for gain setting. Is output as the emission luminance level BL reduced .

ディストーションモジュール5での選択処理を、図4〜図7を参照し具体的な数値で説明する。図4は、本発明に係る液晶表示装置における輝度変調処理の具体例を説明するための図で、映像ヒストグラムにおけるパネルCRとターゲットCRとの関係の一例を示す図である。ここでは、使用する液晶パネルのCR(パネルCR)が2000、ターゲットCRが3500、バックライトの輝度制御範囲が20〜100%で、バックライト輝度100%のときの液晶パネルの最大輝度は450cdとする。また、図4における各アルファベット記号は図3に準拠する。   The selection process in the distortion module 5 will be described with specific numerical values with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram for explaining a specific example of the luminance modulation processing in the liquid crystal display device according to the present invention, and is a diagram showing an example of the relationship between the panel CR and the target CR in the video histogram. Here, the maximum luminance of the liquid crystal panel is 450 cd when the CR (panel CR) of the liquid crystal panel to be used is 2000, the target CR is 3500, the luminance control range of the backlight is 20 to 100%, and the backlight luminance is 100%. To do. Moreover, each alphabet symbol in FIG. 4 is based on FIG.

この例において、使用する液晶パネルで表示可能な映像輝度範囲Aは、450cd〜0.225cdである。また、目標とする液晶パネルの表示可能な映像輝度範囲Bは、450cd〜0.128cdである。そして、各映像信号レベル0〜255に対する頻度を映像輝度範囲Bに合わせるように割り付ける。この場合、映像輝度範囲Aと映像輝度範囲Bとの差は5デジット程度である。   In this example, the video luminance range A that can be displayed on the liquid crystal panel to be used is 450 cd to 0.225 cd. In addition, the target video luminance range B that can be displayed on the liquid crystal panel is 450 cd to 0.128 cd. Then, the frequency for each video signal level 0 to 255 is assigned so as to match the video luminance range B. In this case, the difference between the video luminance range A and the video luminance range B is about 5 digits.

ヒストグラムh1において、映像輝度範囲Bと映像輝度範囲Aとの差の部分に映像があれば、バックライトの発光輝度レベルを下げることで、よりターゲットCRに近い輝度表現が可能になる。しかし、高輝度側にも映像が分布していると、バックライトの発光輝度レベルを下げることで表現できない部分が発生する。そこで、上述したように、評価値を算出して最適な発光輝度レベルBLreducedを求める。 If there is an image in the difference between the image luminance range B and the image luminance range A in the histogram h1, the luminance expression closer to the target CR can be expressed by lowering the light emission luminance level of the backlight. However, if an image is distributed on the high luminance side, a portion that cannot be expressed by reducing the light emission luminance level of the backlight occurs. Therefore, as described above, the evaluation value is calculated to obtain the optimum light emission luminance level BL reduced .

図5は、選択対象の一つである発光輝度レベル100%のときの映像輝度範囲Cを示す図、図6は、選択対象の一つである発光輝度レベル70%程度のときの映像輝度範囲Cを示す図、図7は、選択対象の一つである発光輝度レベル50%程度のときの映像輝度範囲Cを示す図である。図5〜図7における各アルファベット記号は図3に準拠する。   FIG. 5 is a diagram showing a video luminance range C when the light emission luminance level is 100%, which is one of the selection targets, and FIG. 6 is a video luminance range when the light emission luminance level is about 70%, which is one of the selection targets. FIG. 7 is a diagram showing a video luminance range C at a light emission luminance level of about 50%, which is one of the selection targets. Each alphabet symbol in FIGS. 5-7 is based on FIG.

図5で示したように、発光輝度レベルが100%を示すものである場合、低輝度部分の評価値F1には或る程度の値があり、高輝度部分の評価値F2には値がない。また、図6で示したように、発光輝度レベルを70%程度に下げた場合、低輝度部分の評価値F1及び高輝度部分の評価値F2ともに、低い値を持つ。また、図7で示したように、発光輝度レベルを50%程度に下げた場合、低輝度部分の評価値F1には値がなく、高輝度部分の評価値F2には大きな値を持つ。図5〜図7で例示した各発光輝度レベルでの評価値算出結果の面積(累積)を比較してみると、発光輝度レベルが70%のときが最も低い。従って、ディストーションモジュール5では発光輝度レベル70%を選択する。   As shown in FIG. 5, when the light emission luminance level is 100%, the evaluation value F1 for the low luminance portion has a certain value, and the evaluation value F2 for the high luminance portion has no value. . Further, as shown in FIG. 6, when the emission luminance level is lowered to about 70%, both the low luminance portion evaluation value F1 and the high luminance portion evaluation value F2 have low values. Further, as shown in FIG. 7, when the emission luminance level is lowered to about 50%, the evaluation value F1 for the low luminance portion has no value, and the evaluation value F2 for the high luminance portion has a large value. Comparing the areas (cumulative values) of the evaluation value calculation results at the respective light emission luminance levels exemplified in FIGS. 5 to 7, the light emission luminance level is the lowest when it is 70%. Therefore, the distortion module 5 selects the light emission luminance level of 70%.

そして、ディストーションモジュール5は、選択した発光輝度レベル70%の値が、評価したヒストグラムの最大値に従って定められた発光輝度レベルの下限値以上であれば、選択した発光輝度レベル70%の値を発光輝度レベルとして出力する。また、選択した発光輝度レベル70%の値が、評価したヒストグラムの最大値に従って定められた発光輝度レベルの下限値より低ければ、下限値として定められた発光輝度レベルの値を発光輝度レベルとして出力する。   Then, the distortion module 5 emits the value of the selected light emission luminance level of 70% if the value of the selected light emission luminance level of 70% is equal to or greater than the lower limit value of the light emission luminance level determined according to the maximum value of the evaluated histogram. Output as luminance level. Further, if the selected value of 70% of the light emission luminance level is lower than the lower limit value of the light emission luminance level determined according to the maximum value of the evaluated histogram, the value of the light emission luminance level determined as the lower limit value is output as the light emission luminance level. To do.

《コンフィグレーションデザイン部13》
液晶パネルへ入力される画素値と液晶パネルでの表示輝度との関係を示す基本的なモデルは、下式(2)により示される。ここで、Yは液晶パネルでの表示輝度、BLはバックライトの発光輝度レベル(バックライトDUTY)、CV(Code Value)は液晶パネルへ入力される画素値である。また、この例では映像信号の階調は0〜255で量子化されているものとする。
Y=BL(CV/255)γ ・・・(2)
<< Configuration Design Section 13 >>
A basic model showing the relationship between the pixel value input to the liquid crystal panel and the display brightness on the liquid crystal panel is expressed by the following equation (2). Here, Y is the display luminance on the liquid crystal panel, BL is the light emission luminance level of the backlight (backlight DUTY), and CV (Code Value) is the pixel value input to the liquid crystal panel. In this example, it is assumed that the gradation of the video signal is quantized from 0 to 255.
Y = BL (CV / 255) γ (2)

コンフィグレーションデザイン部13は、ディストーションモジュール5で選択された発光輝度レベルBLreducedによってバックライトの発光輝度が低下したときに、画面上の輝度を上げるように、映像ゲインを調整する。ゲインをかけた画素値をCVreduced とするとき、発光輝度レベルを低下させたときの画面の明るさ(液晶パネルでの表示輝度)は、BLreduced(CVreduced/255)γである。一方で、参照用発光輝度レベルBLrefでバックライトを制御したときの画面の明るさは、BLref(CVref/255)γとなる。これらの値を等しくさせ、発光輝度レベルBLreducedによって生じるバックライトの発光輝度の低下分を補償するように、画素値を決定すればよい。つまり、コンフィグレーションデザイン部13は、下式(3)を満たすようなゲイン設定を行えばよい。
Y=BLreduced(CVreduced/255)γ=BLref(CVref/255)γ・・・(3)
The configuration design unit 13 adjusts the video gain so that the luminance on the screen is increased when the luminance of the backlight is reduced by the luminance level BL reduced selected by the distortion module 5. When the pixel value to which the gain is applied is CV reduced , the screen brightness (display brightness on the liquid crystal panel) when the light emission brightness level is reduced is BL reduced (CV reduced / 255) γ . On the other hand, the brightness of the screen when the backlight is controlled at the reference emission luminance level BL ref is BL ref (CV ref / 255) γ . The pixel values may be determined so that these values are equalized and the decrease in the light emission luminance of the backlight caused by the light emission luminance level BL reduced is compensated. That is, the configuration design unit 13 may perform a gain setting that satisfies the following expression (3).
Y = BL reduced (CV reduced / 255) γ = BL ref (CV ref / 255) γ (3)

従って、ゲイン(Gとする)は、下式(4)のようになる。例えば、参照用発光輝度レベルBLrefが100%のときには、下式(5)のようになる。なお、BLrefとBLreducedとの関係をルックアップテーブルとしてコンフィグレーションデザイン部13のROMなどに格納しておき、下式(4)の演算処理を高速に実行させることが好ましい。 Therefore, the gain (G) is expressed by the following equation (4). For example, when the reference light emission luminance level BL ref is 100%, the following equation (5) is obtained. Note that it is preferable to store the relationship between BL ref and BL reduced as a lookup table in the ROM of the configuration design unit 13 or the like so that the arithmetic processing of the following expression (4) is executed at high speed.

G=CVreduced/CVref=(BLref/BLreduced1/γ・・・(4)
G=(1/BLreduced1/γ ・・・(5)
G = CV reduced / CV ref = (BL ref / BL reduced ) 1 / γ (4)
G = (1 / BL reduced ) 1 / γ (5)

(バックライトの発光輝度レベルの下限値を用いた輝度変調制御例)
バックライトの発光輝度レベルと映像信号のゲイン調整とを連動して実行する場合、例えば1つの傾向として、映像のRGBの最大値とY値との差が大きいときに出力値の飽和(サチレーション)が生じやすくなる。RGBの最大値の値が高く、相対的に少ないゲインでも飽和を生じやすくなるためである。また、映像信号のAPLの変化に応じてバックライトの発光輝度レベルBLrefを動的に変化させるときに、暗い画面ほどバックライトの発光輝度レベルを上げる制御を行うように設定している場合には、映像信号のY値が低いほど発光輝度レベルBLrefが高くなり、上記(4)式からゲインの設定値が高くなる傾向が生じる。
(Example of luminance modulation control using the lower limit of the backlight luminance level)
When the backlight emission luminance level and the video signal gain adjustment are executed in conjunction with each other, for example, as one tendency, the output value is saturated when the difference between the maximum RGB value and the Y value of the video image is large (saturation). Is likely to occur. This is because the maximum value of RGB is high and saturation is likely to occur even with a relatively small gain. In addition, when the backlight emission brightness level BL ref is dynamically changed according to the change in the APL of the video signal, when the control is performed to increase the backlight emission brightness level in a darker screen. In other words, the lower the Y value of the video signal, the higher the emission luminance level BL ref , and the gain setting value tends to increase from the above equation (4).

ここで、映像のRGBの最大値とY値との差が大きく、かつゲイン設定時の色変化が大きいRGB値を考える。上記の差が最大になるのは、(R,G,B)=(0,0,255)のときになるが、単色の映像の場合には飽和は生じない。
色変化は、ゲインを設定することにより生じる。アドバンスト輝度変調により設定するゲインGは、上記(4)式のように、G=(BLref/BLreduced1/γである。
Here, an RGB value in which the difference between the maximum RGB value and the Y value of the video is large and the color change at the time of gain setting is large is considered. The above difference becomes maximum when (R, G, B) = (0, 0, 255), but saturation does not occur in the case of a monochrome image.
The color change is caused by setting the gain. The gain G set by advanced luminance modulation is G = (BL ref / BL reduced ) 1 / γ , as shown in the above equation (4).

また、バックライトの発光輝度レベルの調整範囲は、無制限に設定できるものではなく、下限値が設けられる。例えば、バックライトとして使用するCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)では、調光レベルを下げすぎると不安定になり輝度むらが発生する。このような下限値のレベルの一例は、調光レベル20%程度である。このため、アドバンスト輝度変調を実施する際にも、バックライトの発光輝度レベルBLreducedは、最低20%〜最大100%までの範囲で設定するようにしている。 Further, the adjustment range of the light emission luminance level of the backlight cannot be set without limitation, and a lower limit value is provided. For example, in a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) used as a backlight, if the dimming level is lowered too much, it becomes unstable and uneven brightness occurs. An example of such a lower limit level is a dimming level of about 20%. For this reason, even when the advanced luminance modulation is performed, the light emission luminance level BL reduced of the backlight is set in a range from a minimum of 20% to a maximum of 100%.

このようなバックライトの調整範囲に従えば、本アドバンスト輝度変調で取りうる最大のゲインは、γを2.2とするとき、
max=(BLref/BLreduced1/γ =(100/20)1/2.2 =2.07
となる。つまり、ゲインが2を越える程度の値をとることもあり得る。また、CPUなどのハードウェアの制約から上限が2程度のゲインまでしか対応できない場合もある。
According to such a backlight adjustment range, the maximum gain that can be obtained with this advanced luminance modulation is when γ is 2.2.
G max = (BL ref / BL reduced ) 1 / γ = (100/20) 1 / 2.2 = 2.07
It becomes. That is, the gain may take a value exceeding 2. In some cases, the upper limit is limited to about 2 gains due to restrictions on hardware such as a CPU.

上記のような例では、入力映像のRGBの値が全て128以下であれば、ゲインを最大の2に設定したとしても飽和が生じない(表現階調が0〜255の場合)。従って、ゲイン設定時に色変化が生じることはない。逆に言えば、RGBのいずれか値が128より大きい場合に、ゲイン設定によっては飽和が生じる。従って、映像のRGBの最大値とY値との差が大きいときに出力値の飽和が生じやすくなる表示パネルでは、RGBのいずれかの値が128以上で、かつY値が相対的に小さいときに飽和が起こりやすくなり、このときに色変化が生じる。   In the example as described above, if the RGB values of the input video are all 128 or less, saturation does not occur even when the gain is set to the maximum of 2 (when the expression gradation is 0 to 255). Therefore, no color change occurs when the gain is set. Conversely, when any of RGB values is greater than 128, saturation occurs depending on the gain setting. Therefore, in a display panel in which the output value is likely to be saturated when the difference between the RGB maximum value and the Y value of the video is large, when any of the RGB values is 128 or more and the Y value is relatively small Saturation tends to occur, and color change occurs at this time.

本発明に係る実施形態においては、ゲイン設定時の出力値の飽和による色変化を抑制する目的で、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの下限値をYヒストグラムの最大値に応じて決めている。つまり映像の特徴に応じて、発光輝度レベルBLreducedを所定の下限値より低い値に低下させないようにすることにより、ゲインが高くなることを防ぎ、飽和が生じないようにしている。 In the embodiment according to the present invention, the lower limit value of the light emission luminance level BL reduced of the backlight is determined according to the maximum value of the Y histogram for the purpose of suppressing the color change due to the saturation of the output value at the time of gain setting. That is, by preventing the emission luminance level BL reduced from being lowered to a value lower than a predetermined lower limit value according to the characteristics of the video, the gain is prevented from becoming high and saturation is not caused.

ここで本発明に係る実施形態では、人間の目で変化を感じやすい肌色に着目し、ゲイン設定時に肌色の色変化が生じないような制御を行う。
例えば肌色を示すRGB値の例として、明るい肌色(R,G,B)=(239,193,143),中間の明るさの肌色(R,G,B)=(230,160,80),暗い肌色(R,G,B)=(150,100,90)を考えるものとする。
これらの肌色についてITUT−R BT.601に従う変換式でY値を算出すると、(R,G,B)=(239,193,143)ではY=201、(230,160,80)ではY=171、(150,100,90)ではY=113となる。
Here, in the embodiment according to the present invention, attention is given to a skin color that is easily changed by human eyes, and control is performed so that the skin color does not change when gain is set.
For example, as an example of RGB values indicating skin color, bright skin color (R, G, B) = (239, 193, 143), intermediate skin color (R, G, B) = (230, 160, 80), Consider a dark skin color (R, G, B) = (150, 100, 90).
When Y values are calculated for these skin colors by a conversion formula according to ITUT-R BT.601, Y = 201 for (R, G, B) = (239, 193, 143), Y = for (230, 160, 80). 171 and (150, 100, 90), Y = 113.

上記の暗い肌色、つまり(R,G,B)=(150,100,90)を考える。ここでY=113のときに、RGBの最大値であるRの値は150である。このときRが飽和しないゲイン設定値は、255/150=1.7となる。
1.7のゲインを得るためには、BLrefが100%のとき、BLreducedの値(limitとする)は、(100/limit)1/2.2=1.7 と表すことができる。これよりlimit=79%となる。
Consider the dark skin color, ie, (R, G, B) = (150, 100, 90). Here, when Y = 113, the value of R, which is the maximum value of RGB, is 150. At this time, the gain setting value at which R does not saturate is 255/150 = 1.7.
In order to obtain a gain of 1.7, when BL ref is 100%, the value of BL reduced (referred to as limit) can be expressed as (100 / limit) 1 / 2.2 = 1.7. From this, limit = 79%.

つまり、暗い肌色の例では、飽和を起こさないゲイン1.7以下に抑えるためには、バックライトの発光輝度レベルを79%より落とさないようにする必要がある。
アドバンスト輝度変調においては、Yヒストグラムの状態に応じて、バックライトの輝度制御範囲のなかで最もディストーションの少ない発光輝度レベルが選択されるが、暗い肌色のような色の変化を抑えるために、バックライトの発光輝度レベルを下限値より低い値には落とさないように制御する。
ここでは、暗い肌色に着目して、制御範囲を定めるものとする。明るい肌色のときには画像も明るめであって、輝度ヒストグラムの最大値が高いので、見た目にはそれほど問題にならない。これに対して暗い肌色は、飽和したときの色変化が目立ちやすいためである。
That is, in the example of dark skin color, in order to suppress the gain to 1.7 or less that does not cause saturation, it is necessary to prevent the backlight luminance level from dropping below 79%.
In advanced luminance modulation, the light emission luminance level with the least distortion in the luminance control range of the backlight is selected according to the state of the Y histogram, but in order to suppress color changes such as dark skin color, Control is performed so as not to drop the light emission luminance level to a value lower than the lower limit.
Here, the control range is determined by focusing on dark skin color. When the skin tone is light, the image is bright and the maximum value of the luminance histogram is high, so that it does not matter so much to the eye. On the other hand, the dark skin color is likely to notice a color change when saturated.

図8は、バックライトの発光輝度レベルの下限値制御の一例を説明するための図である。上述のように、本発明に係る実施形態では、アドバンスト輝度変調制御において、ヒストグラムの最大値に従ってバックライトの発光輝度レベルの下限値を設定し、バックライトの発光輝度レベルを下限値より低い値に下げないようにする。これにより、ゲインの上昇によるRGB出力値の飽和を抑えて、ゲイン設定時の色変化(特に肌色変化)が目立たないようにしている。   FIG. 8 is a diagram for explaining an example of lower limit control of the light emission luminance level of the backlight. As described above, in the embodiment according to the present invention, in the advanced luminance modulation control, the lower limit value of the backlight emission luminance level is set according to the maximum value of the histogram, and the backlight emission luminance level is set to a value lower than the lower limit value. Do not lower. This suppresses the saturation of the RGB output value due to the gain increase so that the color change (particularly the skin color change) at the time of gain setting is not noticeable.

具体的には、図8に示すように、ヒストグラム(Yヒストグラム)の最大値に従って、アドバンス輝度変調時のバックライトの発光輝度レベルBLreducedの下限値を設定し、その制御範囲を制限する。ヒストグラムの最大値とは、ヒストグラムにカウントされる輝度値の最大値である。
図8の例では、ヒストグラムの最大値が100〜255の範囲では、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの下限値を80%に設定している。これにより、この範囲では、ヒストグラムから得られるディストーションに応じてバックライト発光輝度レベルBLreducedを決定するときに80%より小さい値には設定せず、80〜100%の範囲で制御する。
Specifically, as shown in FIG. 8, a lower limit value of the backlight emission luminance level BL reduced at the time of advanced luminance modulation is set according to the maximum value of the histogram (Y histogram), and the control range is limited. The maximum value of the histogram is the maximum luminance value counted in the histogram.
In the example of FIG. 8, when the maximum value of the histogram is in the range of 100 to 255, the lower limit value of the backlight emission luminance level BL reduced is set to 80%. Thereby, in this range, when determining the backlight emission luminance level BL reduced according to the distortion obtained from the histogram, it is not set to a value smaller than 80%, but is controlled in the range of 80 to 100%.

つまり、ディストーションモジュール5では、上記のごとくの処理によって各発光輝度レベルに対して算出した評価値のうち、最も評価値が低い映像輝度範囲に対応する発光輝度レベルをBLreducedとして選択するが、このときに、ヒストグラムの最大値が100〜255の範囲のときには、評価値に従って選択したBLreducedが80%より低い場合には全て80%に設定して出力し、80%より下げないようにする。
そしてコンフィグレーションデザイン部13では、設定したBLreducedを用い、G=(BLref/BLreduced1/γに従って、ゲインGを決定する。これにより、ゲインの上昇によるRGB値の飽和を抑え、ゲイン設定時の色変化を抑制することができる。
That is, the distortion module 5 selects, as BL reduced, the light emission luminance level corresponding to the video luminance range with the lowest evaluation value among the evaluation values calculated for each light emission luminance level by the processing as described above. At times, when the maximum value of the histogram is in the range of 100 to 255, if the BL reduced selected according to the evaluation value is lower than 80%, all are set to 80% and are not output.
Then, the configuration design unit 13 uses the set BL reduced to determine the gain G according to G = (BL ref / BL reduced ) 1 / γ . Thereby, saturation of RGB values due to gain increase can be suppressed, and color change at the time of gain setting can be suppressed.

BLreducedを80%より小さい値に下げないようにすることにより、例えば、上記の暗い肌色(Y=113)の例でも飽和が起きない79%より大きい値に維持することができ、ゲイン設定時の色変化を抑えることができる。 By preventing BL reduced from being reduced to a value smaller than 80%, for example, even in the case of the dark skin color (Y = 113), it can be maintained at a value larger than 79% at which saturation does not occur. Color change can be suppressed.

また、ヒストグラムの最大値が100より小さい場合には、図8の点線に示すように、バックライトの発光輝度レベルの下限値を最大値0に向かって直線的に低減させて制御させるようにする。最大値が低く暗い画像では、RGB値が低いためにゲインを上げても飽和しにくい。従って、下限値より低くならない範囲でディストーションの評価値に応じてバックライトの発光輝度レベルBLreducedを低下させ、これに応じてゲインを上げるようにする。 Further, when the maximum value of the histogram is smaller than 100, the lower limit value of the light emission luminance level of the backlight is linearly reduced toward the maximum value 0 and controlled as shown by the dotted line in FIG. . In a dark image with a low maximum value, the RGB value is low, so it is difficult to saturate even if the gain is increased. Accordingly, the light emission luminance level BL reduced of the backlight is reduced according to the distortion evaluation value within a range not lower than the lower limit value, and the gain is increased accordingly.

例えば、(R,G,B)=(64,64,255)の画像は、Y=85である。この画像に対して例えばゲイン1.7を与えると、ゲイン設定後は(R,G,B)=(108,108,255)となる。つまりBが飽和して255のままとなる。この場合には、ゲイン設定により色が変化してしまう。変化の度合いは、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの下限値とのトレードオフになる。つまり下限値のレベルが高ければ、ゲインの上昇が抑えられ、飽和による色変化の度合いが小さくなる。
しかしながら、上記のような画像は、肌色ほど色変化が目立たない。上記のようにゲイン1.7を与えた場合にも、色が変わるが少し薄くなる程度で、見た目にはそれほど気にならないレベルである。
For example, an image of (R, G, B) = (64, 64, 255) has Y = 85. For example, when a gain of 1.7 is applied to this image, (R, G, B) = (108, 108, 255) after the gain is set. That is, B is saturated and remains at 255. In this case, the color changes depending on the gain setting. The degree of change is a trade-off with the lower limit value of the light emission luminance level BL reduced of the backlight. That is, if the lower limit level is high, the gain increase is suppressed and the degree of color change due to saturation is reduced.
However, the color change of the above image is not as noticeable as the skin color. Even when a gain of 1.7 is given as described above, the color changes, but it becomes a little lighter, and is a level that does not bother much to the eye.

つまり上記の制御を行うことにより、ゲイン設定による色変化を全ての色について抑えることはできないものの、人間の目に敏感に感じ取ることができる肌色の色変化を効果的に抑えることができる。そして輝度が低い画像では、バックライトの発光輝度レベルを十分に下げることで、映像品位を保ちつつ省電力化を実現できる。   That is, by performing the above control, the color change due to the gain setting cannot be suppressed for all colors, but the skin color change that can be perceived sensitively to human eyes can be effectively suppressed. For an image with low luminance, it is possible to realize power saving while maintaining video quality by sufficiently reducing the light emission luminance level of the backlight.

図9は、バックライトの発光輝度レベルの下限値制御の他の例を説明するための図である。図9の制御例では、ヒストグラムの最大値が100〜255の範囲では、バックライトの発光輝度BLreducedの下限値を80%としていたが、本例では、この範囲のBLreducedを常に100%としている。つまり本制御例の場合には、ヒストグラムの最大値が100〜255の場合には、評価値にかかわらずBLreducedを100%にして低下させないようにする。これにより1より大きいゲインが付与されることはなく、明るい映像の色変化を完全に抑えることができ、特に肌色については、明るい肌色であっても暗い肌色であってもその色変化を完全に抑えることができる。 FIG. 9 is a diagram for explaining another example of the lower limit control of the light emission luminance level of the backlight. In the control example of FIG. 9, when the maximum value of the histogram is in the range of 100 to 255, the lower limit value of the light emission brightness BL reduced of the backlight is set to 80%. In this example, the BL reduced in this range is always set to 100%. Yes. That is, in the case of this control example, when the maximum value of the histogram is 100 to 255, BL reduced is set to 100% regardless of the evaluation value so as not to be lowered. As a result, a gain larger than 1 is not given, and the color change of a bright image can be completely suppressed. Especially, the skin color is completely changed regardless of whether the skin color is light or dark. Can be suppressed.

上記図8及び図9の各例において、ヒストグラムの最大値が100より小さい範囲では、各図の点線に示すような直線的な制御特性のみならず、最大値100から0に向かって段階的に傾きを変えながら下限値を落としていくような制御でもよく、あるいは最大値100より小さい範囲では、BLreducedの下限値を付与することなく、評価値に従ってBLreducedを設定するような制御特性であってもよい。また、ヒストグラムの下限値を一定とした範囲を100〜255としたのは制御の一例であることはいうまでもなく、適宜その範囲を設定することができる。 8 and 9, in the range where the maximum value of the histogram is smaller than 100, not only the linear control characteristic as shown by the dotted line in each figure but also stepwise from the maximum value 100 to 0. It may be controlled as will drop the lower limit while changing the inclination, or the maximum value 100 is smaller than the range, without imparting the lower limit of BL reduced, there in the control characteristic to set the BL reduced in accordance with the evaluation value May be. In addition, it is needless to say that the range in which the lower limit value of the histogram is constant is set to 100 to 255 is an example of control, and the range can be set as appropriate.

また、ヒストグラムの最大値の検出に際して、上記の例では例えば0〜255階調の輝度値の最大値を検出するようにしているが、制御を簡略化して、0〜255を複数領域に分割し(16分割、32分割等)、輝度値の最大値が含まれる分割領域を検出し、その分割領域ごとにバックライトの発光輝度レベルの下限値を定めるようにしてもよい。   Further, when detecting the maximum value of the histogram, in the above example, for example, the maximum value of the luminance value of 0 to 255 gradations is detected. However, the control is simplified and 0 to 255 are divided into a plurality of regions. (16 divisions, 32 divisions, etc.), a divided region including the maximum luminance value may be detected, and a lower limit value of the light emission luminance level of the backlight may be determined for each divided region.

あるいは、最大値を検出するときに、同一輝度値の値が所定数あったときに、その輝度値を最大値として検出するようにしてもよい。例えば同一輝度値に2つ、あるいは3つ以上のカウントがあったときにその輝度値を最大値として検出するように定めることができる。あるいは全体の所定%以上のカウントがあったときに最大値として検出する等の制御を行ってもよい。そしてこのときに、上記のように0〜255の階調を複数領域に分割し、その領域内のヒストグラムのカウントが、所定数(1つ、2つ、3つ以上、所定%以上など)あったときに、その領域を最大値の領域として検出し、その領域に応じて定められた下限値の制御特性に従ってBLreducedを決定するようにしてもよい。 Alternatively, when the maximum value is detected, when there are a predetermined number of the same luminance value, the luminance value may be detected as the maximum value. For example, when there are two or three or more counts in the same luminance value, it can be determined that the luminance value is detected as the maximum value. Alternatively, control such as detection as a maximum value when the total count exceeds a predetermined percentage may be performed. At this time, the gradation of 0 to 255 is divided into a plurality of areas as described above, and the histogram count in the area is a predetermined number (one, two, three or more, a predetermined% or more, etc.). In this case, the area may be detected as the maximum value area, and BL reduced may be determined according to the control characteristic of the lower limit value determined according to the area.

CRが3000と6000の液晶パネルについて、入力階調レベル(映像信号レベル)と液晶パネル上での輝度値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an input gradation level (video signal level) and the luminance value on a liquid crystal panel about liquid crystal panels with CR of 3000 and 6000. 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のシステム構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration example of the liquid crystal display device which concerns on one Embodiment of this invention. 図2の液晶表示装置におけるディストーションモジュールで実行される発光輝度レベル選択処理の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the light emission luminance level selection process performed with the distortion module in the liquid crystal display device of FIG. 図2の液晶表示装置におけるアドバンスト輝度変調処理の具体例を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a specific example of advanced luminance modulation processing in the liquid crystal display device of FIG. 2. 選択対象の一つである発光輝度レベル100%のときの映像輝度範囲Cを示す図である。It is a figure which shows the video-luminance range C in the case of the light emission luminance level 100% which is one of the selection objects. 選択対象の一つである発光輝度レベル70%程度のときの映像輝度範囲Cを示す図である。It is a figure which shows the image luminance range C when the light emission luminance level which is one of the selection objects is about 70%. 選択対象の一つである発光輝度レベル50%程度のときの映像輝度範囲Cを示す図である。It is a figure which shows the image luminance range C when the light emission luminance level which is one of the selection objects is about 50%. バックライトの発光輝度レベルの下限値制御の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the lower limit control of the light emission luminance level of a backlight. バックライトの発光輝度レベルの下限値制御の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of lower limit control of the light emission luminance level of a backlight.

符号の説明Explanation of symbols

1…スケーリング部、2…Yヒストグラム検出部、3…APL検出部、4…ヒストグラムストレッチング部、5…ディストーションモジュール、6…シーンチェンジ検出部、7…第1のテンポラリフィルタ、8…BL輝度レベル設定部、9…第2のテンポラリフィルタ、9a…第3のテンポラリフィルタ、10…可変ディレイ、11…CPU/CPLD、12…BL調光部、13…コンフィグレーションデザイン部、14…画質補正部、15…RGBγ/WB調整部、16…FRC部、17…映像出力部、20…アドバンスト輝度変調部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scaling part, 2 ... Y histogram detection part, 3 ... APL detection part, 4 ... Histogram stretching part, 5 ... Distortion module, 6 ... Scene change detection part, 7 ... 1st temporary filter, 8 ... BL brightness level Setting unit, 9 ... second temporary filter, 9a ... third temporary filter, 10 ... variable delay, 11 ... CPU / CPLD, 12 ... BL dimming unit, 13 ... configuration design unit, 14 ... image quality correction unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... RGB (gamma) / WB adjustment part, 16 ... FRC part, 17 ... Video output part, 20 ... Advanced brightness | luminance modulation part.

Claims (4)

入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源とを有し、前記光源の発光輝度と、映像信号のゲインとを連動して設定する表示装置において、
入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定した輝度制御特性に基づいて、参照用の発光輝度レベルを設定する輝度レベル設定部と、
入力映像信号の輝度値のヒストグラムを検出するヒストグラム検出部と、
前記ヒストグラムから、前記光源の制御に使用する発光輝度レベルを選択する輝度レベル選択部と、
該輝度レベル選択部で選択した発光輝度レベルと、前記輝度レベル設定部で設定した前記参照用の発光輝度レベルとを用いて、映像信号のゲインを設定するゲイン設定部とを有し、
前記輝度レベル設定部は、前記ヒストグラムの最大輝度値に従って前記光源の発光輝度レベルの下限値を制限することを特徴とする表示装置。
In a display device that includes a liquid crystal panel that displays an image based on an input video signal, and a light source that illuminates the liquid crystal panel, and sets the emission luminance of the light source and the gain of the video signal in conjunction with each other.
A luminance level setting unit that sets a reference emission luminance level based on a luminance control characteristic that defines the emission luminance of the light source with respect to a feature amount of an input video signal;
A histogram detector for detecting a histogram of luminance values of the input video signal;
A luminance level selection unit for selecting a light emission luminance level used for controlling the light source from the histogram;
A gain setting unit that sets a gain of a video signal using the light emission luminance level selected by the luminance level selection unit and the reference light emission luminance level set by the luminance level setting unit;
The display device according to claim 1, wherein the brightness level setting unit limits a lower limit value of a light emission brightness level of the light source according to a maximum brightness value of the histogram.
請求項1に記載の表示装置において、
前記ヒストグラムの最大輝度値に応じた前記発光輝度レベルの下限値を定める制御特性を予め記憶する手段を有し、
前記輝度レベル選択部は、予め設定された前記液晶パネルの目標コントラストを使用し、前記入力映像信号のヒストグラムにおいて、前記目標コントラストのときに前記液晶パネルで表示可能な入力映像信号の映像輝度範囲のうち、前記光源の特定の発光輝度レベルにおいて表現できない映像輝度範囲の画像の頻度に所定の重み係数を乗算して評価値を得る処理を、選択可能な前記光源の発光輝度レベルの全てについて実行し、前記評価値の最も低い発光輝度レベルを、前記輝度レベル設定部で設定された前記参照用の発光輝度レベルを超えない範囲で抽出し、
前記制御特性を参照して、入力映像信号のヒストグラムの最大輝度値に応じた下限値が、前記抽出した発光輝度レベルより高ければ、前記下限値を前記選択した前記発光輝度レベルとして出力することを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 1,
Means for preliminarily storing a control characteristic for determining a lower limit value of the light emission luminance level according to the maximum luminance value of the histogram;
The luminance level selection unit uses a preset target contrast of the liquid crystal panel, and, in the histogram of the input video signal, the video luminance range of the input video signal that can be displayed on the liquid crystal panel at the target contrast. Among them, a process of obtaining an evaluation value by multiplying a frequency of an image in a video luminance range that cannot be expressed at a specific light emission luminance level of the light source by a predetermined weighting factor is executed for all the light emission luminance levels of the selectable light source. , Extracting the lowest emission luminance level of the evaluation value in a range not exceeding the reference emission luminance level set by the luminance level setting unit,
With reference to the control characteristic, if the lower limit value according to the maximum luminance value of the histogram of the input video signal is higher than the extracted light emission luminance level, the lower limit value is output as the selected light emission luminance level. Characteristic display device.
請求項2に記載の表示装置において、前記発光輝度レベルの下限値を定める制御特性は、前記ヒストグラムの最大輝度値が取り得る範囲のうちの所定の高輝度側の範囲において、前記下限値が一定であることを特徴とする表示装置。   3. The display device according to claim 2, wherein the control characteristic for determining the lower limit value of the light emission luminance level has a constant lower limit value in a range on a predetermined high luminance side of a range that the maximum luminance value of the histogram can take. A display device characterized by the above. 請求項1〜3のいずれか1に記載の表示装置において、前記ゲイン設定部は、前記参照用の発光輝度レベルを前記選択した発光輝度レベルで除した後、1/γ乗することによって前記設定するゲインを算出することを特徴とする表示装置。   4. The display device according to claim 1, wherein the gain setting unit divides the light emission luminance level for reference by the selected light emission luminance level, and then raises the power by 1 / γ. A display device characterized in that a gain to be calculated is calculated.
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