WO2006025120A1 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

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WO2006025120A1
WO2006025120A1 PCT/JP2004/014625 JP2004014625W WO2006025120A1 WO 2006025120 A1 WO2006025120 A1 WO 2006025120A1 JP 2004014625 W JP2004014625 W JP 2004014625W WO 2006025120 A1 WO2006025120 A1 WO 2006025120A1
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light source
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control data
amount
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PCT/JP2004/014625
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Jun Someya
Shuichi Kagawa
Hideki Yoshii
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • G09G3/2003—Display of colours

Definitions

  • the present invention relates to an image display device and an image display method, and in particular, adjusts brightness, image data, and the like according to an input image signal.
  • An image display apparatus using a light-receiving light modulation element such as a liquid crystal panel improves the contrast of an image by adjusting the brightness of a knock light source according to an image signal.
  • the contrast of the displayed image is adjusted by adjusting the brightness of the light source according to the change of the DC level so that the average brightness level of the displayed image does not change during the contrast adjustment. We are trying to improve.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • An object is to provide a display method.
  • An image display apparatus is an image display apparatus that includes light modulation means for inputting image data and forming an image by modulating light from a light source based on the image data.
  • Color information detecting means for detecting the amount of chromatic color components of the image represented by the image data;
  • Light source control data generating means for generating light source control data for controlling the luminance of the light source based on the amount of the chromatic color component
  • Light source control means for controlling the luminance of the light source based on the light source control data. It is a thing.
  • ⁇ 1 It is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of characteristics of luminance control data.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the image display device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing processing in the image display apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an internal configuration of a light source control data generation unit.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of characteristics of luminance control data.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an internal configuration of a light source control data generation unit.
  • ⁇ 17 It is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a color information detection unit.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of a light source control data generation unit.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of characteristics of image control data.
  • FIG. 23 is a flowchart showing processing in the image display apparatus according to the present invention.
  • 24 A block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of characteristics of image control data.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining the operation of the image display device according to the present invention.
  • FIG. 27 is a flowchart showing processing in the image display apparatus according to the present invention.
  • FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image display apparatus shown in FIG. 1 includes a reception unit 2, a color information detection unit 3, a light source control data generation unit 4, a light source control unit 5, a modulation unit 6, and a light source 7.
  • the modulation unit 6 is composed of a display device that modulates light from the light source 7 to form an image. Specifically, it can be constituted by a liquid crystal panel, a projector using a liquid crystal panel, a projector using a reflective light modulation element (DMD) provided with a minute mirror element corresponding to a pixel, and the like.
  • DMD reflective light modulation element
  • the receiving unit 2 receives an image signal in a predetermined format used by a television or a computer via the input terminal 1, converts the received image signal into image data composed of RGB color data, and outputs the image data.
  • the receiver 2 is configured with an A / D converter or the like when an analog image signal is input, and is configured with a predetermined demodulator when a modulated image signal is input. To do.
  • the image data output from the reception unit 2 is input to the color information detection unit 3 and the modulation unit 6.
  • the color information detection unit 3 detects the size of the chromatic color component of the input image data in units of one screen (one frame) and outputs it to the light source control data generation unit 4.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the color information detection unit 3.
  • the color information detection unit 3 shown in FIG. 2 includes a maximum value detection unit 8, a minimum value detection unit 9, a subtractor 10, and an average value calculation unit 11.
  • the maximum value detector 8 detects the maximum value of the RGB color data for each pixel and outputs it as maximum value data.
  • the minimum value detection unit 9 detects the value of the minimum of RGB color data for each pixel and outputs it as minimum value data. This minimum value data represents the amount of the achromatic component in the image data.
  • the maximum value data and the minimum value data output from the maximum value detection unit 8 and the minimum value detection unit 9 are sent to the subtractor 10.
  • the subtracter 10 reduces the chromaticity at each pixel by subtracting the minimum value data from the maximum value data power. Calculate the size of the color component.
  • the chromatic color component is related to the saturation of the image data. Generally, the larger the chromatic color component, the higher the saturation of the image.
  • the magnitude of the chromatic color component in each pixel output from the subtracter 10 is input to the average value calculation unit 11.
  • the average value calculation unit 11 calculates the average value of chromatic color components of each pixel in one frame as chromatic color data CHR representing the amount of chromatic color components in the frame.
  • the chromatic color data CHR calculated by the average value calculation unit 11 is sent to the light source control data generation unit 4.
  • the light source control data generating unit 4 outputs light source control data k used when displaying the frame based on the chromatic color data CHR.
  • the light source control data k is used when driving the light source 7 and is controlled so that the light source 7 becomes brighter as the value of the light source control data k increases.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the chromatic color data CHR and the light source control data k.
  • the chromatic color data CHR is compared with two preset threshold values SHO and SH1, and if it is smaller than the threshold value SHO, the light source control data k is 1, and if it is larger than the threshold value SH1, the light source control data k is X and SHO ⁇
  • SHO threshold value
  • SH1 the threshold value
  • CHR ⁇ SHl the value is between 1 and x.
  • the light source control data k is 1, the light source 7 is driven to have a standard luminance, and when it is larger than 1, the light source 7 is driven to have a higher luminance than the standard.
  • the light source 7 is driven to have the maximum luminance.
  • the amount of the chromatic color component is larger than the threshold value SH1
  • the light source 7 is higher than the standard luminance, and may have any luminance as long as it has a luminance! /.
  • the light source control data k generated by the light source control data generation unit 4 is sent to the light source control unit 5.
  • the light source controller 5 controls the brightness of the light source 7 by adjusting the number of pulses (pulse frequency) or pulse width of the drive current or drive voltage of the light source 7 based on the light source control data k.
  • the modulator 6 modulates the illumination light from the light source 7 based on the image data output from the receiver 2 to form a display image.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the image display device shown in FIG. FIG. 4 (a) shows the color reproduction range of a conventional image display device, and FIG. 4 (b) shows the color reproduction range when the processing according to the present invention is performed.
  • the luminance of the light source 7 is controlled based on the light source control data k generated based on the relationship shown in FIG. Therefore, when the amount of the chromatic color component is large, the luminance of the illumination light increases.
  • the high saturation region is displayed brighter, so that the visual color reproduction range of the display image can be expanded.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention described above.
  • image data is received (ST1), and the amount of chromatic color components for one frame is detected as color information of the received image data (ST2).
  • light source control data is generated based on the detected color information (ST3), and the luminance of the light source is controlled based on the generated light source control data (ST4).
  • the light of the light source whose luminance is adjusted based on the light source control data is optically modulated for each pixel to display an image (ST5).
  • the image display device controls the luminance of the light source based on the amount (saturation) of the chromatic color component of the display image.
  • the amount of chromatic components is V
  • the luminance of the light source is set to an average level
  • the amount of chromatic components is large
  • the luminance of the light source is increased.
  • the high saturation area can be displayed brighter and the visual color reproduction range can be expanded.
  • by increasing the difference in visual brightness between a black and white image and a pure color image a display image with more vivid colors can be obtained.
  • the color of the display image can be made clear without increasing the color purity of the color filter used in the modulation element, it is possible to suppress an increase in power consumption of the light source.
  • the color information detection unit 3 determines the maximum and minimum values of RGB color data. Ability to average the difference to obtain the chromatic color data CHR.
  • FIG. 6 is a block diagram showing another configuration of the color information detection unit 3.
  • the color information detection unit 3 shown in FIG. 6 includes a frequency distribution calculation unit 12.
  • the size of the chromatic color component of each pixel calculated by the subtracter 10 is input to the frequency distribution calculation unit 12.
  • the frequency distribution calculation unit 12 obtains the frequency distribution of the chromatic color component in one frame, obtains the frequency distribution power chromatic color data CH R and outputs it to the light source control data generation unit 4.
  • the maximum value of the chromatic color component, a value near the maximum value, or a value indicating the half of the frequency is obtained from the frequency distribution for one frame and used as chromatic color data.
  • the light source control data k may be obtained based on the average value of the chromatic color data CHR in a plurality of frames. Also, by adding the average value (integral term) of chromatic color data CHR in multiple frames and chromatic color data (proportional term) for one frame at an arbitrary ratio, a time constant is provided for the change in light source control data k. By providing such a time constant, it is possible to prevent the brightness of the light source 7 from changing abruptly and make the brightness change smoother.
  • the chromatic color data CHR may be calculated based on pixels in a partial area in the display image.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another configuration of the color information detection unit 3.
  • the color information detection unit 3 shown in FIG. 7 includes frequency distribution calculation units 37 and 38 and a frequency distribution comparison unit 39.
  • the maximum value data and the minimum value data output from the maximum value detection unit 8 and the minimum value detection unit 9 are sent to the frequency distribution calculation units 37 and 38, respectively.
  • the frequency distribution calculation units 37 and 38 obtain the frequency distribution for one frame of the maximum value data and the minimum value data, respectively.
  • the frequency distribution of the maximum value data and the minimum value data calculated by the frequency distribution calculation units 37 and 38 is sent to the frequency distribution comparison unit 39.
  • the amount of the chromatic color component for one frame is determined when the frequency distribution of the maximum value data is concentrated in the high gradation region and the frequency distribution of the minimum value data is concentrated in the low gradation region.
  • the number increases when the frequency distribution of the maximum value data and the frequency distribution of the minimum value data are the same. Therefore, it is based on a comparison between the frequency distribution of the maximum value data and the frequency distribution of the minimum value data. Therefore, the amount of chromatic color components for one frame can be obtained.
  • the frequency distribution comparison unit 39 obtains the amount of the chromatic color component in one frame by comparing the frequency distribution of the maximum value data and the minimum value data, and outputs the chromatic color data CHR.
  • the cumulative frequency of the maximum value data is obtained from the high gradation side, and this cumulative frequency is compared with a preset first threshold value, and the gradation number exceeding the threshold value is obtained as the maximum gradation data.
  • the cumulative frequency of the minimum value data is also calculated for the low gradation side force, and this cumulative frequency is compared with the second threshold value, and the gray level number exceeding the threshold value is determined as the minimum gray level data of the minimum value data.
  • the difference between the maximum gray level data and the minimum gray level data may be used as the chromatic color data CHR. Note that the maximum gradation data and the minimum gradation data may be directly obtained without using the threshold value.
  • the difference power between the average value of the maximum value data calculated using the frequency distribution of the maximum value data and the average value of the minimum value data calculated using the frequency distribution of the minimum value data Find the amount of ingredients.
  • FIG. 8 is a block diagram showing another configuration of the color information detection unit 3.
  • the color information detection unit 3 shown in FIG. 8 includes average value calculation units 40 and 41 and an average value comparison unit 42.
  • the average value calculation unit 40 obtains an average value in one frame of the maximum value data output from the maximum value detection unit 8.
  • the average value calculation unit 41 obtains an average value in one frame of the minimum value data output from the minimum value detection unit 9.
  • the average value of the maximum value data and the minimum value data is sent to the average value comparison unit 42.
  • the average value comparison unit 42 calculates the difference between the average values of the maximum value data and the minimum value data to obtain the amount of chromatic color components in one frame, and outputs chromatic color data CHR.
  • FIG. 9 is a block diagram showing another configuration of the image display device shown in FIG.
  • the image display device shown in FIG. 9 further includes an area signal generator 13.
  • the area signal generation unit 13 generates an area designation signal s for designating a predetermined area of the display image based on the vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal of the image data, and outputs the area designation signal s to the color information detection unit 14.
  • the color information detection unit 14 generates chromatic color data CHR based on the amount of chromatic color components in the region specified by the region specifying signal s. Other operations are the same as those of the image display device shown in FIG.
  • chromatic color data CHR in a specific region based on the region designation signal s.
  • more appropriate luminance adjustment can be performed according to the amount of the chromatic color component in the region of interest of the viewer such as the center of the screen.
  • Brightness control can be performed when displaying a movie stored on a DVD or the like.
  • the area signal generation unit 13 may detect an area representing a specific luminance or a specific color and output a signal specifying the detected area as the area specifying signal s.
  • FIG. 10 is a block diagram showing another configuration of the image display device shown in FIG.
  • the image display apparatus shown in FIG. 10 further includes an OSD signal receiving unit 16 and an image composition unit 17.
  • the OSD signal receiving unit 13 receives a character generated outside the image display device or an image signal composing a graph status (hereinafter referred to as an OSD signal), and character information represented by the received OSD signal is stored in the image combining unit 17.
  • an area designation signal s indicating an area other than the part where the character image is displayed is generated and output to the color information detection unit 14.
  • the image composition unit 17 synthesizes character information represented by the OSD signal with the image data output from the reception unit 2 to generate a new image.
  • the R, G, B color data representing the image generated by the image composition unit 17 is sent to the color information detection unit 14 and the modulation unit 6.
  • the color information detection unit 14 detects the amount of the chromatic color component in the region other than the display portion of the character information based on the region designation signal output from the OSD signal reception unit 16. Other operations are the same as those of the image display device in FIG.
  • the brightness of the light source 7 is adjusted appropriately without being affected by the character information superimposed on the display image by the OSD signal. can do.
  • FIG. 11 is a diagram showing another configuration of the image display device shown in FIG.
  • the image display device shown in FIG. 11 includes an OSD signal generator 18 that generates an OSD signal.
  • the OSD signal generator 18 generates an OSD signal representing symbols, characters, etc. displayed during channel display or remote control operation, and outputs the OSD signal to the image compositing unit 17 as well as the symbols represented by the OSD signal,
  • An area designation signal s indicating an area other than the character display area is generated and output to the color information detection unit 14.
  • Other operations are the same as those of the image display apparatus shown in FIG.
  • FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the internal configuration of the color information detection unit 19 in the image display apparatus shown in FIG.
  • the color information detection unit 19 shown in FIG. 13 includes a minimum value detection unit 9, subtractors 21, 22, 23, and average value calculation units 24, 25, 26.
  • the subtracters 21, 22, and 23 receive G, R, and B color data that constitute image data, respectively, and the minimum value detection unit 9 receives all RGB color data.
  • the minimum value detection unit 9 detects the minimum color data among the RGB color data, and outputs the minimum color data to the subtracters 21, 22, and 23.
  • the subtractor 21 also subtracts the minimum value data from the color data G force, and outputs the subtraction value to the average value calculation unit 24 as data representing the amount of the green chromatic color component.
  • the subtractor 22 subtracts the minimum value data from the color data R, and outputs the subtraction value to the average value calculation unit 25 as data representing the amount of the red chromatic color component.
  • the subtracter 23 subtracts the minimum value data from the color data B, and outputs the subtraction value to the average value calculation unit 26 as data representing the amount of the chromatic color component of blue.
  • data representing the amount of red, green, and blue chromatic components in the unit pixel is zero.
  • the average value calculation units 24, 25, and 26 calculate the average value of the chromatic color components of green, red, and blue for each pixel in one frame, and the chromatic color data Ga, Ra , Ba and output to the light source control data generation unit 20 in the subsequent stage.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an internal configuration of the light source control data generation unit 20.
  • the light source control data generation unit 20 shown in FIG. 14 includes data generation units 27, 28, 29, and a data selection unit 30.
  • the data generators 27, 28, 29 generate light source control data Gk, Rk, Bk based on the chromatic color data Ga, Ra, Ba.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the chromatic color data Ga, Ra, Ba and the light source control data Gk, Rk, Bk.
  • the chromatic color data Gk, Rk, and Bk for green, red, and blue are respectively compared with two preset threshold values SHgO, SHgl, SHrO, SHrl, and SHbO, SHbl. These thresholds are set so that SHgO> SHrO> SHbO, SHgl> SHrl> SHbl.
  • the light source control data Gk when the chromatic color data Gk is smaller than the threshold value SHgO, the light source control data Gk is 1, and when it is larger than the threshold value SHgl, it is xl.
  • the chromatic color data Gk force HgO ⁇ Gk ⁇ SHgl the light source control data Gk is a value between 1 and xl.
  • the chromatic color data Rk and Bk force when the chromatic color data Rk and Bk force are smaller than the S threshold SHrO and SHbO, the light source control data Rk and Bk are 1, respectively, and larger than the thresholds SHrl and SHbl.
  • the light source control data Rk and Bk are x2 and x3, respectively.
  • the light source control data Rk, Bk are values between 1 and x2, 1—x3, respectively.
  • the values xl, x2, and x3 of the light source control data are set to satisfy xl ⁇ x2 ⁇ x3.
  • the light source control data Gk, Rk, Bk are input to the data selection unit 30.
  • the data selection unit 30 selects the maximum data among the light source control data Gk, Rk, and Bk and outputs the selected data to the light source control unit 5 at the subsequent stage.
  • the light source control unit 5 controls the luminance of the light source 7 based on the selected light source control data.
  • the human visual sensitivity to brightness is G> R> B
  • the maximum of the light source IJ data Gk, Rk, Bk shown in Fig. 15 is large / xl. J
  • the relationship can be set so that xl ⁇ x2 ⁇ x3.
  • SHgO> SHrO> SHbO, SHgl> SHrl> SHbl it is possible to adjust the brightness appropriately considering the visual sensitivity.
  • the characteristics of the light source control data Gk, Rk, and Bk shown in FIG. 15 are examples, and can be set as appropriate.
  • the maximum value x3 of the light source control data Bk is an arbitrary value as long as the luminance of the light source 7 is higher than the standard.
  • FIG. 16 is a block diagram showing another configuration of the light source control data generation unit 20 in the image display apparatus shown in FIG.
  • the light source control data generation unit 20 shown in FIG. 16 includes a maximum value detection unit 31. Other configurations are the same as the light source control data generation unit 20 shown in FIG. 14.
  • the maximum value detection unit 31 selects the largest data among the chromatic color data Ga, Ra, Ba calculated by the color information detection unit 19. Then, a light source control data selection signal for designating luminance control data corresponding to the selected chromatic color data is generated and output to the data selection unit 32.
  • the data selection unit 32 is based on the light source control data selection signal output from the maximum value detection unit 31.
  • the light source control data Gk, Rk, and Bk specified are selected and output.
  • the amount of the chromatic component of each color that is actually detected can be increased. Based on this, the luminance of the light source 7 is adjusted, so that the light source control data Gk, Rk, and Bk are accurately selected. Further, the degree of freedom in setting the light source control data is increased.
  • FIG. 17 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the internal configuration of the color information detection unit 33 in the image display device shown in FIG.
  • the color information detection unit 33 shown in FIG. 18 includes a maximum value detection unit 8, a minimum value detection unit 9, a subtractor 10, an average value calculation unit 11, and a frequency distribution calculation unit 35.
  • RGB value data constituting image data is input to maximum value detection unit 8, minimum value detection unit 9, and frequency distribution calculation unit 35.
  • the maximum value detection unit 8 detects the maximum value of the RGB color data constituting the image data for each pixel and outputs it as maximum value data.
  • the minimum value detection unit 9 detects the smallest value of the RGB color data for each pixel and outputs it as minimum value data.
  • the subtracter 10 subtracts the minimum value data from the maximum value data, and calculates the size of the chromatic color component in each pixel.
  • the average value calculation unit 11 calculates the average value of the chromatic color components of each pixel in one frame, and calculates it as chromatic color data CHR representing the amount of the chromatic color component in the frame.
  • the chromatic color data CHR calculated by the average value calculator 11 is sent to the light source control data generator 34.
  • the frequency distribution calculation unit 35 calculates the frequency distribution (histogram) of each RGB color data, and sends the frequency distribution data HD indicating the calculated frequency distribution to the light source control data generation unit 34.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an internal configuration of the light source control data generation unit 34.
  • the light source control data generation unit 34 shown in FIG. 19 includes data generation units 27, 28, 29 and a data processing unit 36.
  • the chromatic color data CHR output by the color information detection unit 33 is input to the data generation units 27, 28 and 29, and the frequency distribution data HD is input to the data force check unit 36.
  • the data generation units 27, 28, and 29 output three types of light source control data Gk, Rk, and Bk preset for the chromatic color data CHR, and send them to the data force control unit 36.
  • the characteristics of the light source control data Rk, Gk, Bk can be set based on the relationship shown in FIG.
  • the data force checking unit 36 selects or checks the light source control data Gk, Rk, Bk based on the frequency distribution data HD indicating the frequency distribution of each RGB color data, thereby generating the light source control data. Generate. Specifically, colors with many chromatic components, such as R, G, B, which are the three primary colors of light, and C, M, Y, which are complementary colors, are obtained, and light source control data is obtained based on these ratios. Select one of Gk, Rk, and Bk for output, or select two light source control data, and multiply the selected light source control data by a coefficient corresponding to the ratio of the chromatic component of each color. Add and output. For example, if the frequency distribution power 3 ⁇ 4 and 0 indicate high saturation, light source control data Gk and Rk are selected, and light source control is performed by multiplying and calculating Gk and Rk according to the distribution status of the frequency distribution Calculate data k.
  • the light source control data k generated by the data processing unit 36 is sent to the light source control unit 5.
  • the light source control unit 5 controls the luminance of the light source 7 based on the light source control data.
  • the luminance of the light source 7 is set to be different for each kind of chromatic color component, for example, three primary colors of light such as R, G, B, C, M, and Y and their complementary colors. Therefore, it is possible to set an appropriate brightness for each chromatic color component ratio of each screen.
  • the data processing unit 36 selects or checks the light source control data Gk, Rk, Bk based on the frequency distribution of R, G, B.
  • the present invention is not limited to this, and the light source control data k may be obtained by performing calculations based on the values of the light source control data Gk, Rk, and Bk. For example, a coefficient set for each light source control data according to the frequency distribution data HD may be added to the light source control data Gk, Rk, Bk.
  • FIG. 20 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • the image display apparatus shown in FIG. 20 includes a receiving unit 2, a light source control data generation unit 4, a color information detection unit 43, an image control data generation unit 44, an image control unit 45, a light source control unit 5, a modulation unit 6, and a light source. 7 is provided.
  • the image data output from the reception unit 2 is input to the color information detection unit 43 and the image control unit 45.
  • the color information detection unit 43 detects the amount of chromatic color components in one frame of image data. And the amount of the detected chromatic color component is sent to the light source control data generation unit 4 as chromatic color data CHR.
  • the light source control data generation unit 4 outputs light source control data k based on the chromatic color data CHR.
  • the light source control data k is sent to the light source control unit 5 and the image control data generation unit 44.
  • the light source control unit 5 controls the luminance of the light source 7 based on the light source control data k.
  • the color information detection unit 43 detects the amount of the chromatic color component in each pixel of one frame, and the chromatic color data CHRp representing the amount of the chromatic color component in each detected pixel is the image control data generation unit. Output to 44. Based on the chromatic color data CHRp and the light source control data k, the image control data generation unit 44 cancels the luminance change of the light source 7 controlled based on the light source control data k for pixels with a small amount of chromatic color components. Such image control data j is generated for each pixel.
  • FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the chromatic color data CHRp and the image control data j.
  • the chromatic color data CHRp is compared with two preset threshold values SH2 and SH3. If the chromatic color data CHRp is smaller than the threshold value SH2, the light source control data j is y. j is 1, and when SH2 ⁇ CHRp ⁇ SH3, the value is between y ⁇ 1.
  • the value y of the control data is set so as to cancel the brightness change of the light source 7 controlled based on the light source control data k. That is, the value y of the control data changes depending on the value of the light source control data k.
  • the image control data j is sent to the image control unit 45.
  • the image control unit 45 corrects the tone of each pixel of the image specified by the image data output from the receiving unit 2 based on the image control data j, and outputs the corrected tone to the modulating unit 6.
  • the gradation of each pixel is adjusted so as to cancel the brightness of the light source 7 controlled based on the light source control data k when the amount of the chromatic color component in the pixel is small.
  • the image data adjustment by the image control unit 45 may be performed on the RGB image data. However, the image data may be converted into RGB image data after converting the luminance data and the color data into force data. Good.
  • the modulation unit 6 modulates the illumination light from the light source 7 based on the image data adjusted by the image control unit 45 to form an image.
  • FIG. 22 is a diagram showing a color reproduction range of the image display device according to the present embodiment shown in FIG.
  • the broken line shown in FIG. 22 indicates the color reproduction range of the conventional image display device.
  • the luminance of the light source 7 is increased when the amount of the chromatic color component in one frame is large, and the brightness of the light source 7 is canceled for the pixel with the small amount of chromatic color component.
  • the gradation of the image data is corrected. This makes it possible to display more vivid colors by increasing the brightness of pixels with high saturation V and low brightness, while reducing the brightness of pixels with low saturation and low saturation. As shown, a wider color reproduction range can be realized.
  • FIG. 23 is a diagram showing a flow chart for explaining the operation of the image display apparatus according to the present embodiment.
  • image data is received (ST11), and the amount of chromatic color components in each pixel in one frame is detected as color information of the received image data (ST12).
  • light source control data is generated based on the detected color information (ST13), and the luminance of the light source is controlled based on the generated light source control data (ST14).
  • image control data for correcting the gradation of each pixel in the image data based on the amount of the chromatic color component of each pixel detected in ST12 and the light source control data generated in ST13 Specifically, image control data for canceling the brightness of the light source controlled by the light source control data is generated for a pixel having a small amount of chromatic color component (ST15).
  • the image display device when the amount of chromatic color components in one frame is large, the luminance of light source 7 is increased and the amount of chromatic color components is increased. For pixels with few pixels, the gradation of the image data is corrected so that the brightness of the light source 7 is canceled.For pixels with high saturation, the brightness is increased to display more vividly, and for pixels with low saturation, By reducing the brightness, a wider color reproduction range can be realized as shown by the solid line in FIG.
  • the color of the display image can be made clear without increasing the color purity of the color filter used in the modulation element, it is possible to suppress an increase in power consumption of the light source.
  • FIG. 24 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • the image display device shown in FIG. 24 includes a reception unit 2, a color information detection unit 3, a light source control data generation unit 4, an image control data generation unit 47, an image control unit 48, a light source control unit 5, a modulation unit 6, and a light source 7 It has.
  • the image data output from the reception unit 2 is input to the color information detection unit 3, the luminance information detection unit 46, and the image control unit 48.
  • the color information detection unit 3 detects the amount of the chromatic color component in one frame of the image data, and sends the detected amount of the chromatic color component to the light source control data generation unit 4 as the chromatic color data CHR.
  • the light source control data generation unit 4 outputs light source control data k based on the chromatic color data CHR.
  • the light source control data k is sent to the light source control unit 5 and the image control data generation unit 47.
  • the light source control unit 5 controls the luminance of the light source 7 based on the light source control data k.
  • the luminance information detection unit 46 detects the amount of luminance component in each pixel of one frame, and outputs luminance data Yp representing the amount of detected luminance component of each pixel to the image control data generation unit 47. Based on the luminance data Yp and the light source control data k, the image control data generation unit 47 generates image control data i that cancels the luminance change of the light source 7 controlled by the light source control data, for pixels with a small amount of luminance component. To do.
  • FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the luminance data Yp and the image control data i.
  • the luminance data Yp is compared with two preset threshold values SH4 and SH5.
  • the light source control data i is z
  • the luminance data Yp is larger than the threshold value SH5
  • the light source control data is obtained.
  • I is 1, and when SH4 ⁇ Yp ⁇ SH5, the value is between z ⁇ 1.
  • the value z of the control data is set so as to cancel the luminance change of the light source 7 controlled based on the light source control data k. That is, the control data value z varies depending on the light source control data k value. To do.
  • the image control data i is sent to the image control unit 48.
  • the image control unit 48 adjusts the gradation of each pixel in the image data output from the receiving unit 2 based on the image control data i, and outputs it to the modulation unit 6.
  • the gradation of each pixel is adjusted so as to cancel the luminance change of the light source 7 controlled based on the light source control data k when the amount of the luminance component in the pixel is small.
  • the image data adjustment by the image control unit 48 may be performed on the RGB image data. However, the image data may be converted into the RGB image data after adjustment is performed by converting the luminance data and the color data. .
  • the modulation unit 6 modulates the illumination light from the light source 7 based on the image data adjusted by the image control unit 48 to form an image.
  • FIG. 26 is a diagram showing a color reproduction range of the image display device according to the present embodiment.
  • the broken line in Fig. 26 shows the color reproduction range of the conventional image display device.
  • the luminance of the light source 7 is increased when the amount of luminance component in one frame is large, and the brightness of the light source 7 is canceled for pixels with a small amount of luminance component.
  • the gradation of the image data is corrected so that the pixels with higher saturation and higher brightness can be displayed more vividly and the brightness of dark pixels can be reduced.
  • the solid line in Fig. 22 a wide color reproduction range can be realized.
  • FIG. 27 is a diagram showing a flowchart for explaining the operation of the image display device according to the embodiment of the present invention.
  • image data is received (ST21), and the amount of chromatic color components in each pixel in one frame is detected as color information of the received image data (ST22).
  • light source control data is generated based on the detected color information (ST23), and the brightness of the light source is controlled based on the generated light source control data (ST24).
  • the amount of luminance component of the image data received in ST21 is detected (ST25). Based on the detected amount of luminance component of each pixel and the light source control data generated in ST23! /, Image control data for correcting the gradation of each pixel in the image data, and more specifically, an image for canceling the brightness of the light source controlled by the light source control data for pixels with a small amount of luminance component Control data is generated (ST26).
  • the image display device increases the luminance of the light source 7 when the amount of the luminance component in one frame is large, and the light source for the pixel with the small amount of luminance component. Since the gradation of the image data is corrected so as to cancel out the brightness of 7, the brightness of pixels with high saturation is increased by increasing the brightness, and the brightness of dark pixels is suppressed by reducing the brightness. A wide color reproduction range can be realized as shown by the solid line in FIG. In particular, it is possible to improve the contrast of an image with many chromatic color components by suppressing the increase in brightness (black float) in dark pixels.
  • FIG. 28 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • the image display apparatus shown in FIG. 28 includes a reception unit 2, a color information detection unit 3, a light source control data generation unit 4, a light source control unit 5, modulation units 6, 49, and a light source 7.
  • the image data output from the reception unit 2 is input to the color information detection unit 3 and the modulation unit 6.
  • the color information detection unit 3 detects the amount of the chromatic color component in one frame of the image data, and sends the detected amount of the chromatic color component to the light source control data generation unit 4 as the chromatic color data CHR.
  • the light source control data generation unit 4 outputs light source control data k based on the chromatic color data CHR.
  • the light source control data k is sent to the light source control unit 5.
  • the light source control unit 5 generates a control signal for the modulation unit 49 based on the light source control data k.
  • the modulation unit 49 controls the luminance of the illumination light incident on the modulation unit 6 by modulating the light emitted from the light source 7 based on the control signal generated by the light source control unit 5.
  • the modulation unit 6 forms an image by modulating the illumination light whose luminance has been adjusted by the modulation unit 49 based on the image data output from the reception unit 2.
  • the luminance adjustment of the light source 7 is performed by the modulation unit 49. Therefore, the luminance adjustment according to the chromatic color component of the image is performed using a light source with a constant output luminance. It can be carried out.
  • the luminance of the illumination light incident on the modulation unit 6 is set to an average level, and when the amount of the chromatic color component is large, the luminance of the illumination light is increased.
  • the high saturation area can be displayed brighter and the visual color reproduction range can be expanded.
  • a display image with more vivid colors can be obtained.
  • the color of the display image can be sharpened without increasing the color purity of the color filter used in the modulation element, it is possible to suppress an increase in power consumption of the light source.
  • FIG. 29 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • the image display apparatus shown in FIG. 29 includes a reception unit 2, a color information detection unit 3, a display control data generation unit 51, a display control unit 52, and a display unit 50.
  • As the display unit 50 plasma 'display panel (PDP), CRT, organic EL display, field' emission 'display (FED), LED display and! /, Self-luminous display device can be used. .
  • the image data output from the receiving unit 2 is input to the color information detecting unit 3 and the display unit 50.
  • the color information detection unit 3 detects the amount of the chromatic color component in one frame of the image data, and sends the detected amount of the chromatic color component to the display control data generation unit 51 as the chromatic color data CHR.
  • the display control data generation unit 51 generates display control data for controlling the overall brightness (average luminance level) of the display unit 50 based on the chromatic color data CHR, and sends the display control data to the display control data generation unit 51. This display control data is generated so as to increase the brightness of the entire display unit 50 for an image with many chromatic color components in one frame.
  • the display control unit 52 adjusts the brightness of the entire display screen by controlling the amount of voltage or current supplied to the display unit 50 based on the display control data.
  • a display device that performs pulse control such as PDP
  • the brightness of the screen is adjusted by adjusting the voltage or current pulse number (pulse frequency) and the pulse width ratio of the display unit 50.
  • the display unit 50 displays an image based on the image data output from the receiving unit 2. The image is displayed.
  • the brightness of the entire display unit 50 is adjusted based on the amount of chromatic color components for one frame.
  • the color reproduction range of can be expanded. Further, by increasing the difference in visual brightness between a black and white image and a pure color image, a display image with more vivid colors can be obtained.
  • FIG. 30 is a block diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.
  • the image display apparatus shown in FIG. 30 includes a reception unit 2, a color information detection unit 53, an image control data generation unit 54, an image control unit 55, and a display unit 56.
  • the display unit 56 any display device such as the liquid crystal panel, plasma 'display' panel, or organic EL display exemplified in the first and seventh embodiments can be used.
  • the image data output from the reception unit 2 is input to the color information detection unit 53 and the image control unit 55.
  • the color information detection unit 53 detects the amount of chromatic color components in one frame of image data and the amount of chromatic color components of each pixel, and outputs them to the image control data generation unit 54.
  • the image control data generation unit 54 generates image control data for correcting the gradation of the image data based on the amount of the chromatic color component detected by the color information detection unit 53. Specifically, when the amount of chromatic color components in one frame is large, image control data for correcting the gradation of image data is generated so that pixels with a large amount of chromatic color components are displayed brighter. .
  • the image control data generated by the image control data generation unit 54 is sent to the image control unit 55.
  • the image control unit 55 corrects the gradation of each pixel of the image data output from the receiving unit 2 based on the image control data.
  • the display unit 56 displays an image based on the image data whose gradation has been corrected by the image control unit 55.
  • the operation of other configurations is the same as that of the first embodiment.
  • the image display device when the amount of chromatic color components in one frame is large, the image is displayed so that the amount of chromatic color components is large and the pixels are displayed brighter. Since the gradation of the data is corrected, as in the first embodiment, the brightness of the high saturation area is By increasing the degree, it is possible to widen the visual color reproduction range and obtain a vivid display image. Further, by increasing the difference in visual brightness between a black and white image and a pure color image, a display image with more vivid colors can be obtained.
  • the image display device and the image display method according to the present invention adjust the brightness of an image based on the amount of chromatic color components, so that a brightly displayed color is displayed with a high saturation color. An image can be obtained.

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Abstract

　この発明は、消費電力を抑えるとともに、より色鮮やかな表示画像を得ることが可能な画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。 　上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、画像の有彩色成分の量を検出する色情報検出手段と、上記有彩色成分の量に基づいて上記光源の輝度を制御するための光源制御データを生成する光源制御データ生成手段と、上記光源制御データに基づいて光源の輝度を制御する光源制御手段とを備えたものである。

Description

明 細 書
画像表示装置および画像表示方法
技術分野
[0001] 本発明は、画像表示装置、および画像表示方法に関するものであり、特に、入力さ れる画像信号に応じて輝度や画像データ等の調整を行うものである。
背景技術
[0002] 液晶パネル等の受光型光変調素子を用いた画像表示装置は、画像信号に応じて ノ ックライト光源の輝度を調整することにより、画像のコントラスト改善を行っている。 特許第 3215388号公報に記載された画像表示装置は、コントラスト調整の際、表示 画像の平均輝度レベルが変化しないよう DCレベルの変化に応じて光源の輝度を調 整することにより、表示画像のコントラスト改善を図っている。
[0003] 一方、より色鮮やかな画像を表示するためにはカラーフィルターの色純度を高める などの方法が採用されている。しかし、色純度の高いカラーフィルターを用いると、透 過光 (あるいは反射光）の波長帯域が狭くなり、透過率 (ある 、は反射率）が下がる。 このため所望の表示輝度を得るには光源の輝度を高くする必要があり、消費電力が 上昇するなどの問題があった。
[0004] この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、消費電力を 抑えるとともに、より色鮮ゃ力な表示画像を得ることが可能な画像表示装置および画 像表示方法を提供することを目的とする。
発明の開示
[0005] 本発明に係る画像表示装置は、画像データを入力し、当該画像データに基づ ヽて 光源からの光を変調することにより画像を形成する光変調手段を備えた画像表示装 置であって、上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する色情 報検出手段と、
上記有彩色成分の量に基づ!ヽて、上記光源の輝度を制御するための光源制御デー タを生成する光源制御データ生成手段と、
上記光源制御データに基づいて上記光源の輝度を制御する光源制御手段とを備え たものである。
図面の簡単な説明
圆 1]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 2]色情報検出部の内部構成を示すブロック図である。
[図 3]輝度制御データの特性の一例を示す図である。
圆 4]本発明に係る画像表示装置の作用について説明するための図である。
[図 5]本発明に係る画像表示装置における処理を示すフローチャートである。
[図 6]色情報検出部の内部構成の一例を示すブロック図である。
[図 7]色情報検出部の内部構成の一例を示すブロック図である。
[図 8]色情報検出部の内部構成の一例を示すブロック図である。
圆 9]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 圆 10]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 圆 11]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 圆 12]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 13]色情報検出部の内部構成を示すブロック図である。
[図 14]光源制御データ生成部の内部構成を示すブロック図である。
[図 15]輝度制御データの特性の一例を示す図である。
[図 16]光源制御データ生成部の内部構成を示すブロック図である。
圆 17]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 18]色情報検出部の内部構成の一例を示すブロック図である。
[図 19]光源制御データ生成部の内部構成の一例を示すブロック図である。
圆 20]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 21]画像制御データの特性の一例を示す図である。
圆 22]本発明に係る画像表示装置の作用について説明するための図である。
[図 23]本発明に係る画像表示装置における処理を示すフローチャートである。 圆 24]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 25]画像制御データの特性の一例を示す図である。
圆 26]本発明に係る画像表示装置の作用について説明するための図である。 [図 27]本発明に係る画像表示装置における処理を示すフローチャートである。
[図 28]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 29]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
[図 30]本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
[0007] 実施の形態 1.
図 1は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図 1に示す画像表示装置は、受信部 2、色情報検出部 3、光源制御データ生成部 4、 光源制御部 5、変調部 6、および光源 7を備えている。変調部 6は光源 7からの光を変 調して画像を形成する表示デバイスにより構成される。具体的には、液晶パネルや、 液晶パネルを用いたプロジェクタ、画素に対応する微小なミラー素子を備えた反射型 光変調素子 (DMD)を用いたプロジェクタ等により構成することができる。
受信部 2は、入力端子 1を介してテレビやコンピュータ等で用いられる所定の形式 の画像信号を受信し、受信した画像信号を RGBの色データからなる画像データに変 換して出力する。受信部 2は、アナログ形式の画像信号が入力される場合は、 A/D 変換器などで構成され、また、変調された画像信号が入力される場合は所定の復調 器により構成されるものとする。
[0008] 受信部 2から出力された画像データは、色情報検出部 3および変調部 6に入力され る。色情報検出部 3は、入力された画像データの有彩色成分の大きさを 1画面（1フレ ーム）単位で検出し、光源制御データ生成部 4に出力する。
[0009] 図 2は、色情報検出部 3の内部構成を示すブロック図である。図 2に示す色情報検 出部 3は、最大値検出部 8、最小値検出部 9、減算器 10、および平均値算出部 11を 備えている。最大値検出部 8は、 RGB色データのうち最大となるものの値を画素毎に 検出し、最大値データとして出力する。一方、最小値検出部 9は、 RGB色データのう ち最小となるものの値を画素毎に検出し最小値データとして出力する。この最小値デ ータは、画像データにおける無彩色成分の量を表す。最大値検出部 8および最小値 検出部 9により出力された最大値データと最小値データは減算器 10に送られる。減 算器 10は、最大値データ力も最小値データを減じることにより、各画素における有彩 色成分の大きさを算出する。有彩色成分は画像データの彩度に関連し、一般に有彩 色成分が大きくなれば画像の彩度は高くなる。
[0010] 減算器 10により出力される各画素における有彩色成分の大きさは平均値算出部 1 1に入力される。平均値算出部 11は、 1フレームにおける各画素の有彩色成分の平 均値を当該フレームにおける有彩色成分の量を表す有彩色データ CHRとして算出 する。平均値算出部 11により算出される有彩色データ CHRは光源制御データ生成 部 4に送られる。光源制御データ生成部 4は、有彩色データ CHRに基づいて、当該 フレームを表示する際に用いる光源制御データ kを出力する。光源制御データ kは、 光源 7を駆動する際に用いられ、光源制御データ kの値が大きくなるほど光源 7は明 るくなるよう〖こ制御される。
[0011] 図 3は、有彩色データ CHRと光源制御データ kとの関係の一例を示す図である。有 彩色データ CHRは予め設定された 2つの閾値 SHO, SH1と比較され、閾値 SHOより 小さい場合、光源制御データ kは 1となり、閾値 SH1より大きい場合、光源制御デー タ kは Xとなり、 SHO≤CHR≤SHlの場合は、 1一 xの間の値となる。なお、光源制御 データ kが 1の場合、光源 7は標準的な輝度となるよう駆動され、 1よりも大きい場合は 標準より高い輝度となるよう駆動される。また光源制御データ力 Sxの場合、光源 7は最 大輝度となるよう駆動される。ここで、有彩色成分の量が閾値 SH1より大きい場合、 光源 7は標準的な輝度より高 、輝度であれば任意の輝度であってもよ!/、。
[0012] 光源制御データ生成部 4により生成された光源制御データ kは光源制御部 5に送ら れる。光源制御部 5は、光源制御データ kに基づいて光源 7の駆動電流あるいは駆 動電圧のパルス数 (パルス周波数）、またはパルス幅を調整することにより光源 7の輝 度を制御する。
変調部 6は、受信部 2により出力される画像データに基づいて、光源 7からの照明 光を変調して表示画像を形成する。
[0013] 図 4は、図 1に示す画像表示装置の作用について説明するための図である。図 4 (a )は、従来の画像表示装置の色再現範囲を示し、図 4 (b)は本発明に係る処理を行つ た場合の色再現範囲を示している。本発明に係る画像表示装置においては、図 3〖こ 示す関係に基づいて生成される光源制御データ kに基づいて光源 7の輝度を制御す るので、有彩色成分の量が多い場合、照明光の輝度は上昇する。これにより、図 4 (b )の実線に示すように、高彩度領域がより明るく表示されるので、表示画像の視覚上 の色再現範囲を広げることができる。つまり、 R, G, B, C, M, Yといった純色が多く 含まれるような画像、すなわち画像の有彩色成分の量が多い画像をより明るく表示す ることがでさる。
[0014] 表示画像の明度が高くなるとより色鮮やかに知覚されることは経験的に知られてい る。また、同じ色度の色であっても、その明るさが変化することにより知覚される彩度 が変化する現象は Hunt効果として知られている。これに対し、白黒の画像といった 有彩色成分の量が少な!、画像にぉ ヽては、知覚される平均輝度レベルは変化しな い。したがって、画像の彩度に応じて光源の輝度を上げることにより、白黒の画像か ら純色の画像にかけての輝度差がより大きく表現されるので、色鮮やかな表示画像 を得ることができる。
[0015] 図 5は、以上において説明した本発明の一実施形態に係る画像表示装置の動作を 示すフローチャートである。まず、画像データを受信し (ST1)、受信した画像データ の色情報として 1フレーム分の有彩色成分の量を検出する（ST2)。次に、検出され た色情報に基づいて光源制御データを生成し (ST3)、生成された光源制御データ に基づいて光源の輝度を制御する（ST4)。そして、光源制御データに基づいて輝度 調整される光源の光を画素毎に光変調して画像を表示する（ST5)。
[0016] 以上において説明したように、本発明に係る画像表示装置は、表示画像の有彩色 成分の量 (彩度）に基づいて光源の輝度を制御する。つまり、有彩色成分の量が少な V、ときは光源の輝度を平均的なレベルとし、有彩色成分の量が多 ヽときは光源の輝 度を高くする。これにより、高彩度領域をより明るく表示し、視覚上の色再現範囲を広 げることができる。また、白黒の画像と純色の画像との間における視覚上の明度の差 を大きくすることにより、より色鮮ゃ力な表示画像を得ることができる。
また、変調素子に用いられるカラーフィルターの色純度を上げることなく表示画像の 色を鮮明にすることができるので、光源の消費電力の増加を抑えることが可能である
[0017] なお、上記説明では、色情報検出部 3は RGB色データの最大値および最小値の 差を平均して有彩色データ CHRを求めるものとした力 他の方法によって求めてもよ い。
図 6は、色情報検出部 3の他の構成を示すブロック図である。図 6に示す色情報検 出部 3は、度数分布算出部 12を備えている。減算器 10により算出される各画素の有 彩色成分の大きさは度数分布算出部 12に入力される。度数分布算出部 12は、 1フ レームにおける有彩色成分の度数分布を求め、この度数分布力 有彩色データ CH Rを求めて光源制御データ生成部 4に出力する。具体的には、 1フレーム分の度数分 布から有彩色成分の最大値または最大値付近の値、あるいは度数の半分を示す値 ( いわゆる重心）を求め、有彩色データとして用いる。なお、度数分布から 1フレーム分 の有彩色成分の平均値を求めてもょ 、。
[0018] なお、光源制御データ kは、複数のフレームにおける有彩色データ CHRの平均値 に基づいて求めてもよい。また、複数のフレームにおける有彩色データ CHRの平均 値 (積分項)と 1フレーム分の有彩色データ (比例項)とを任意の割合で加算して光源 制御データ kの変化に時定数を設けてもよぐこのような時定数を設けることで光源 7 の輝度が急激に変化することを防ぎ、輝度変化をより滑らかにすることができる。 ここで、有彩色データ CHRは、表示画像における一部の領域の画素に基づいて算 出してもよい。
[0019] 図 7は、色情報検出部 3の他の構成を示すブロック図である。図 7に示す色情報検 出部 3は、度数分布算出部 37, 38、および度数分布比較部 39を備えている。最大 値検出部 8および最小値検出部 9により出力される最大値データおよび最小値デー タは度数分布算出部 37, 38にそれぞれ送られる。度数分布算出部 37, 38は、最大 値データおよび最小値データの 1フレーム分の度数分布をそれぞれ求める。度数分 布算出部 37, 38により算出された最大値データおよび最小値データの度数分布は 度数分布比較部 39に送られる。
[0020] ここで、 1フレーム分の有彩色成分の量は、最大値データの度数分布が高階調領 域に集中し、最小値データの度数分布が低階調領域に集中している場合に多くなり 、最大値データの度数分布と最小値データの度数分布が同様である場合に少なくな る。したがって、最大値データの度数分布と最小値データの度数分布との比較に基 づいて 1フレーム分の有彩色成分の量を求めることができる。度数分布比較部 39は 、最大値データと最小値データの度数分布を比較することにより 1フレームにおける 有彩色成分の量を求め、有彩色データ CHRを出力する。
[0021] また、最大値データの累積度数を高階調側から求め、この累積度数を予め設定さ れた第 1の閾値と比較し、当該閾値を超えた階調数を最大階調データとして求めると ともに、最小値データの累積度数を低階調側力も求め、この累積度数を第 2の閾値と 比較し、当該閾値を超えた階調数を最小値データの最小階調データとして求め、こ の最大階調データと最小階調データとの差を有彩色成データ CHRとして用いてもよ い。なお、閾値を用いずに最大階調データと最小階調データを直接求めてもよい。
[0022] さらに、最大値データの度数分布を用いて算出される最大値データの平均値と、最 小値データの度数分布を用いて算出される最小値データの平均値との差分力 有 彩色成分の量を求めてもょ 、。
[0023] 図 8は、色情報検出部 3の他の構成を示すブロック図である。図 8に示す色情報検 出部 3は、平均値算出部 40, 41、および平均値比較部 42を備えている。平均値算 出部 40は、最大値検出部 8により出力される最大値データの 1フレームにおける平均 値を求める。平均値算出部 41は、最小値検出部 9により出力される最小値データの 1フレームにおける平均値を求める。最大値データおよび最小値データの平均値は 平均値比較部 42に送られる。平均値比較部 42は、最大値データおよび最小値デー タの平均値の差を算出することにより 1フレームにおける有彩色成分の量を求め、有 彩色データ CHRを出力する。
[0024] 図 9は、図 1に示す画像表示装置の他の構成を示すブロック図である。図 9に示す 画像表示装置は領域信号生成部 13をさらに備えている。領域信号生成部 13は、画 像データの垂直同期信号、水平同期信号に基づいて、表示画像の所定の領域を指 定するための領域指定信号 sを発生し色情報検出部 14に出力する。色情報検出部 14は、領域指定信号 sにより指定される領域における有彩色成分の量に基づいて有 彩色データ CHRを生成する。他の動作については、図 1に示す画像表示装置と同 様である。
[0025] 領域指定信号 sに基づいて特定の領域における有彩色データ CHRを求めることに より、画面中央部といった視聴者が着目する領域における有彩色成分の量に応じた より適切な輝度調整を行うことができる。また、 DVD等に記憶された映画を表示する 場合、画面上下に表示される字幕用の黒帯状の部分を除いて有彩色成分の量を検 出することにより、画像の内容に応じた適切な輝度制御を行うことができる。
なお、領域信号生成部 13は、特定の輝度や特定の色を表す領域を検出し、検出さ れた領域を指定する信号を領域指定信号 sとして出力してもよい。
[0026] 図 10は、図 1に示す画像表示装置の他の構成を示すブロック図である。図 10に示 す画像表示装置は、 OSD信号受信部 16、および画像合成部 17をさらに備えている 。 OSD信号受信部 13は、画像表示装置の外部で生成される文字あるいはグラフイツ タスを構成する画像信号 (以下、 OSD信号)を受信し、受信した OSD信号により表さ れる文字情報を画像合成部 17に出力するとともに、当該文字画像が表示される部分 以外の領域を示す領域指定信号 sを生成して色情報検出部 14に出力する。
[0027] 画像合成部 17は、受信部 2から出力される画像データに OSD信号により表される 文字情報を合成して新たな画像を生成する。画像合成部 17により生成された画像を 表す R, G, B色データは、色情報検出部 14と変調部 6に送られる。色情報検出部 14 は、 OSD信号受信部 16により出力される領域指定信号に基づいて、文字情報の表 示部分以外の領域における有彩色成分の量を検出する。他の動作は、図 1の画像 表示装置と同じである。
以上のように、 OSD信号以外の領域における有彩色成分の量を検出することによ り、 OSD信号により表示画像に重畳される文字情報の影響を受けることなく適切に光 源 7の輝度を調整することができる。
[0028] 図 11は、図 10に示す画像表示装置の他の構成を示す図である。図 11に示す画像 表示装置は、 OSD信号を生成する OSD信号発生部 18を備えている。 OSD信号発 生部 18は、チャンネル表示や、リモコン操作の際に表示される記号、文字等を表す OSD信号を発生し、画像合成部 17に出力するとともに、当該 OSD信号により表され る記号、文字の表示部分以外の領域を示す領域指定信号 sを生成して色情報検出 部 14に出力する。他の動作は、図 10に示す画像表示装置と同様である。
[0029] 実施の形態 2. 図 12は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 13は、図 12に示す画像表示装置における色情報検出部 19の内部構成を示すプロ ック図である。図 13に示す色情報検出部 19は、最小値検出部 9、減算器 21, 22, 2 3、平均値算出部 24, 25, 26を備えている。
[0030] 減算器 21, 22, 23には、画像データを構成する G, R, Bの色データがそれぞれ入 力され、最小値検出部 9には RGB全ての色データが入力される。最小値検出部 9は 、 RGB色データのうち、最小となる色データを検出し、最小値データとして減算器 21 , 22, 23に出力する。減算器 21は、色データ G力も最小値データを減算し、減算値 を緑の有彩色成分の量を表すデータとして平均値算出部 24に出力する。同様に減 算器 22は、色データ Rから最小値データを減算し、減算値を赤の有彩色成分の量を 表すデータとして平均値算出部 25に出力する。減算器 23は、色データ Bから最小値 データを減算し、減算値を青の有彩色成分の量を表すデータとして平均値算出部 2 6に出力する。ここで、単位画素における赤、緑、青の有彩色成分の量を表すデータ の少なくとも 1つは 0となる。
[0031] 平均値算出部 24, 25, 26は、 1フレームにおける各画素の緑、赤、青の有彩色成 分の平均値を当該フレームにおける有彩色成分の量を表す有彩色データ Ga, Ra, Baとして算出し、後段の光源制御データ生成部 20に出力する。
[0032] 図 14は、光源制御データ生成部 20の内部構成を示すブロック図である。図 14に 示す光源制御データ生成部 20は、データ発生部 27, 28, 29、およびデータ選択部 30を備えている。データ発生部 27, 28, 29は、有彩色データ Ga, Ra, Baに基づい て、光源制御データ Gk, Rk, Bkを生成する。
[0033] 図 15は、有彩色データ Ga, Ra, Baと光源制御データ Gk, Rk, Bkとの関係を示す 図である。緑、赤、青の有彩色データ Gk, Rk, Bkはそれぞれ、予め設定された 2つ の閾値 SHgO, SHgl、 SHrO, SHrl、および SHbO, SHblと比較される。これらの 閾値は、 SHgO>SHrO >SHbO, SHgl >SHrl >SHblとなるよう設定される。
[0034] 図 15 (a)に示すように、有彩色データ Gkが閾値 SHgOより小さい場合、光源制御 データ Gkは 1となり、閾値 SHglより大きい場合は xlとなる。また、有彩色データ Gk 力 HgO≤Gk≤SHglとなる場合、光源制御データ Gkは 1一 xlの間の値となる。同 様に、図 15 (b) , (c)に示すように、有彩色データ Rk, Bk力 S閾値 SHrO, SHbOより 小さい場合、光源制御データ Rk, Bkはそれぞれ 1となり、閾値 SHrl, SHblより大き い場合、光源制御データ Rk, Bkはそれぞれ x2, x3となる。また、有彩色データ Rk, Bk力 HrO≤Rk≤SHrl, SHbO≤Bk≤ SHblとなる場合、光源制御データ Rk, B kはそれぞれ 1一 x2, 1— x3の間の値となる。ここで、光源制御データの値 xl, x2, x 3は、 xl <x2<x3となるよう設定される。
[0035] 光源制御データ Gk, Rk, Bkは、データ選択部 30に入力される。データ選択部 30 は、光源制御データ Gk、 Rk、 Bkのうち最大となるデータを選択して後段の光源制御 部 5に出力する。光源制御部 5は、選択された光源制御データに基づいて、光源 7の 輝度を制御する。
[0036] 明るさに対する人間の視覚上の感度は G>R>Bとなっているので、図 15に示す光 源帘 IJ御データ Gk, Rk, Bkの最大値 xl, x2, x3の大 /J、関係は、 xl <x2<x3となる よう設定して ヽる。また、闘値【こつ ヽても SHgO>SHrO>SHbO, SHgl >SHrl > SHblとしているので視覚上の感度を考慮した適切な輝度調整が可能となる。
また、有彩色成分の種類、例えば、 R, G, Bの光の 3原色にカ卩え、その補色である C, M, Yごとに光源制御データを設定することにより、画像の色に応じて適切な輝度 の設定を行うことが可能になる。
なお、図 15に示す光源制御データ Gk, Rk, Bkの特性は一例であり、適宜設定す ることができる。例えば、光源制御データ Bkの最大値 x3は光源 7の輝度を標準より 高める値であれば任意の値としてよ 、。
[0037] 図 16は、図 12に示す画像表示装置における光源制御データ生成部 20の他の構 成を示すブロック図である。図 16に示す光源制御データ生成部 20は、最大値検出 部 31を備えている。他の構成は図 14に示す光源制御データ生成部 20と同様である 最大値検出部 31は、色情報検出部 19により算出された有彩色データ Ga, Ra, Ba のうち最大となるデータを選択し、選択された有彩色データに対応する輝度制御デ ータを指定する光源制御データ選択信号を生成し、データ選択部 32に出力する。デ ータ選択部 32は、最大値検出部 31により出力される光源制御データ選択信号によ つて指定される光源制御データ Gk, Rk, Bkを選択して出力する。
[0038] このように有彩色データ Ga, Ra, Baの大小関係に基づいて光源制御データ Gk, Rk, Bkを選択するよう構成することで、実際に検出される各色の有彩色成分の量に 基づいて光源 7の輝度が調整されるので、光源制御データ Gk, Rk, Bkが正確に選 択される。また、光源制御データを設定する際の自由度が高くなる。
[0039] 実施の形態 3.
図 17は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 18は、図 17に示す画像表示装置における色情報検出部 33の内部構成を示すプロ ック図である。図 18に示す色情報検出部 33は、最大値検出部 8、最小値検出部 9、 減算器 10、平均値算出部 11、および度数分布算出部 35を備えている。
[0040] 最大値検出部 8、最小値検出部 9、および度数分布算出部 35には、画像データを 構成する RGB色データが入力される。最大値検出部 8は、画像データを構成する R GB色データのうち最大となるものの値を画素毎に検出し、最大値データとして出力 する。一方、最小値検出部 9は、 RGB色データのうち最小となるものの値を画素毎に 検出し最小値データとして出力する。減算器 10は、最大値データから最小値データ を減じ、各画素における有彩色成分の大きさを算出する。平均値算出部 11は、 1フレ ームにおける各画素の有彩色成分の平均値を算出し、当該フレームにおける有彩色 成分の量を表す有彩色データ CHRとして算出する。平均値算出部 11により算出さ れた有彩色データ CHRは光源制御データ生成部 34に送られる。一方、度数分布算 出部 35は、 RGB各色データの度数分布 (ヒストグラム)を算出し、算出された度数分 布を示す度数分布データ HDを光源制御データ生成部 34に送る。
[0041] 図 19は、光源制御データ生成部 34の内部構成を示すブロック図である。図 19に 示す光源制御データ生成部 34は、データ発生部 27, 28, 29、およびデータ加工部 36を備えている。色情報検出部 33により出力された有彩色データ CHRはデータ発 生部 27, 28, 29に入力され、度数分布データ HDはデータ力卩ェ部 36に入力される 。データ発生部 27, 28, 29は、有彩色データ CHRに対して予め設定される 3通りの 光源制御データ Gk, Rk, Bkを出力し、データ力卩ェ部 36に送る。この場合、光源制 御データ Rk, Gk, Bkの特性は、図 15に示す関係に基づいて設定することができる [0042] データ力卩ェ部 36は、 RGB各色データの度数分布を示す度数分布データ HDに基 づいて光源制御データ Gk, Rk, Bkを選択、またはカ卩ェすることにより光源制御デー タを生成する。具体的には、有彩色成分の多い色、例えば光の 3原色である R, G, B とその補色である C, M, Yの有彩色成分を求め、これらの比率に基づいて光源制御 データ Gk、 Rk、 Bkから 1つを選択して出力する力、あるいは 2つの光源制御データ を選択して、選択された光源制御データに各色の有彩色成分の割合に応じた係数を 掛けたものを加算して出力する。例えば、度数分布力 ¾と0の彩度が高いことを示す 場合は、光源制御データ Gkと Rkを選択し、度数分布の分布状況に応じて、 Gkと Rk を積和演算することにより光源制御データ kを算出する。
データ加工部 36により生成された光源制御データ kは光源制御部 5に送られる。光 源制御部 5は、光源制御データに基づいて、光源 7の輝度を制御する。
[0043] この構成によれば、光源 7の輝度を有彩色成分の種類、例えば、 R, G, B, C, M, Yなどの光の 3原色とその補色ごとに異なるように設定することができるので、それぞ れの画面が持つ有彩色成分の割合ごとに適切な輝度の設定を行うことが可能になる
[0044] なお、上記説明にお 、て、データ加工部 36は R, G, Bの度数分布に基づ 、て光 源制御データ Gk, Rk, Bkを選択またはカ卩ェするものとした力 これに限らず、光源 制御データ Gk, Rk, Bkの値に基づく演算を行って、光源制御データ kを求めてもよ い。例えば、光源制御データ Gk, Rk, Bkに対して、度数分布データ HDに応じて各 光源制御データにつ ヽて設定される係数を加算してもよ ヽ。
[0045] 実施の形態 4.
図 20は、本発明による画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 2 0に示す画像表示装置は、受信部 2、光源制御データ生成部 4、色情報検出部 43、 画像制御データ生成部 44、画像制御部 45、光源制御部 5、変調部 6、および光源 7 を備えている。
[0046] 受信部 2から出力された画像データは、色情報検出部 43および画像制御部 45に 入力される。色情報検出部 43は、画像データの 1フレームにおける有彩色成分の量 を検出し、検出された有彩色成分の量を有彩色データ CHRとして光源制御データ 生成部 4に送る。光源制御データ生成部 4は、有彩色データ CHRに基づいて光源 制御データ kを出力する。光源制御データ kは、光源制御部 5および画像制御データ 生成部 44に送られる。光源制御部 5は、光源制御データ kに基づいて光源 7の輝度 を制御する。
[0047] また、色情報検出部 43は、 1フレームの各画素における有彩色成分の量を検出し、 検出された各画素における有彩色成分の量を表す有彩色データ CHRpを画像制御 データ生成部 44に出力する。画像制御データ生成部 44は、有彩色データ CHRpお よび光源制御データ kに基づいて、有彩色成分の量が少ない画素については、光源 制御データ kに基づいて制御される光源 7の輝度変化を打ち消すような画像制御デ ータ jを各画素について生成する。
[0048] 図 21は、有彩色データ CHRpと、画像制御データ jとの関係を示す図である。図 21 に示すように、有彩色データ CHRpは予め設定された 2つの閾値 SH2, SH3と比較 され、閾値 SH2より小さい場合、光源制御データ jは yとなり、閾値 SH3より大きい場 合、光源制御データ jは 1となり、 SH2≤CHRp≤SH3の場合は、 y— 1の間の値とな る。ここで、制御データの値 yは、光源制御データ kに基づいて制御される光源 7の輝 度変化を打ち消すように設定される。すなわち、制御データの値 yは光源制御データ kの値によって変化する。
[0049] 画像制御データ jは画像制御部 45に送られる。画像制御部 45は、画像制御データ jに基づいて受信部 2から出力される画像データにより指定される画像の各画素の階 調を補正し、変調部 6に出力する。このとき、各画素の階調は当該画素における有彩 色成分の量が少ない場合、光源制御データ kに基づいて制御される光源 7の明るさ を打ち消すように調整される。なお、画像制御部 45による画像データの調整は、 RG B画像データに対して行ってもよいが、輝度データと色データに変換して力 調整を 行った後、 RGB画像データに変換してもよい。変調部 6は、画像制御部 45により調 整された画像データに基づいて光源 7からの照明光を変調し、画像を形成する。
[0050] 図 22は、図 20に示す本実施の形態に係る画像表示装置の色再現範囲を示す図 である。図 22に示す破線は従来の画像表示装置の色再現範囲を示している。本実 施の形態に係る画像表示装置によれば、 1フレームにおける有彩色成分の量が多い 場合は光源 7の輝度を上げるとともに、有彩色成分の量が少ない画素については光 源 7の明るさを打ち消すように画像データの階調が補正される。これにより、彩度の高 V、画素につ 、ては輝度を上げることでより色鮮やかに表示し、彩度の低!、画素につ いては明るさが抑えられるので、図 22の実線に示すようにより広い色再現範囲を実 現することができる。
[0051] 図 23は、本実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するためのフローチヤ ートを示す図である。まず、画像データを受信し (ST11)、受信した画像データの色 情報として 1フレーム中の各画素における有彩色成分の量を検出する（ST12)。次 に、検出された色情報に基づいて光源制御データを生成し (ST13)、生成された光 源制御データに基づ 、て光源の輝度を制御する（ST14)。
[0052] 一方、 ST12において検出された各画素の有彩色成分の量、および ST13におい て生成された光源制御データに基づいて画像データにおける各画素の階調を補正 するための画像制御データ、より具体的には、有彩色成分の量が少ない画素につい ては光源制御データにより制御される光源の明るさを打ち消すための画像制御デー タが生成される（ST15)。
[0053] 次に、 ST15において生成された画像制御データに基づいて画像データの各画素 の階調が補正される（ST16)。最後に、補正された画像データに基づいて、 ST14に おいて輝度制御された光源の光を変調することにより画像が表示される（ST17)。
[0054] 以上において説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置によれば、 1フレ ームにおける有彩色成分の量が多い場合は光源 7の輝度を上げるとともに、有彩色 成分の量が少ない画素については光源 7の明るさを打ち消すように画像データの階 調を補正するので、彩度の高い画素については輝度を上げることでより色鮮やかに 表示し、彩度の低い画素については、明るさを抑えることで、図 22に実線で示すよう に、より広い色再現範囲を実現することができる。
[0055] また、有彩色成分の量が多い 1フレームの画像中に有彩色成分の量が少ない画素 が含まれている場合、有彩色成分の量が多い領域は色鮮やかに表示され、有彩色 成分の量が少な 、画素では、視覚的な平均輝度レベルが変化しな 、ように表示され る。これにより、白黒の画素力も純色の画素までの視覚上の輝度レベルの差が大きく なるので、視覚的により色鮮ゃ力な画像を得ることができる。
[0056] また、変調素子に用いられるカラーフィルターの色純度を上げることなく表示画像の 色を鮮明にすることが可能なため、光源の消費電力の増加を抑えることが可能である
[0057] 実施の形態 5.
図 24は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 24に示す画像表示装置は、受信部 2、色情報検出部 3、光源制御データ生成部 4、 画像制御データ生成部 47、画像制御部 48、光源制御部 5、変調部 6、および光源 7 を備えている。
[0058] 受信部 2から出力された画像データは、色情報検出部 3、輝度情報検出部 46およ び画像制御部 48に入力される。色情報検出部 3は、画像データの 1フレームにおけ る有彩色成分の量を検出し、検出された有彩色成分の量を有彩色データ CHRとし て光源制御データ生成部 4に送る。光源制御データ生成部 4は、有彩色データ CHR に基づいて光源制御データ kを出力する。光源制御データ kは、光源制御部 5および 画像制御データ生成部 47に送られる。光源制御部 5は、光源制御データ kに基づい て光源 7の輝度を制御する。
[0059] 輝度情報検出部 46は、 1フレームの各画素における輝度成分の量を検出し、検出 された各画素の輝度成分の量を表す輝度データ Ypを画像制御データ生成部 47に 出力する。画像制御データ生成部 47は、輝度データ Ypおよび光源制御データ kに 基づいて、輝度成分の量が少ない画素については、光源制御データにより制御され る光源 7の輝度変化を打ち消す画像制御データ iを生成する。
[0060] 図 25は、輝度データ Ypと、画像制御データ iとの関係示す図である。図 25に示す ように、輝度データ Ypは予め設定された 2つの閾値 SH4, SH5と比較され、閾値 SH 4より小さい場合、光源制御データ iは zとなり、閾値 SH5より大きい場合、光源制御デ ータ iは 1となり、 SH4≤Yp≤SH5の場合は、 z— 1の間の値となる。ここで、制御デ 一タの値 zは、光源制御データ kに基づ 、て制御される光源 7の輝度変化を打ち消す よう設定される。すなわち、制御データの値 zは光源制御データ kの値によって変化 する。
[0061] 画像制御データ iは画像制御部 48に送られる。画像制御部 48は、画像制御データ iに基づいて受信部 2から出力される画像データにおける各画素の階調を調整し、変 調部 6に出力する。このとき、各画素の階調は当該画素における輝度成分の量が少 な ヽ場合に光源制御データ kに基づ ヽて制御される光源 7の輝度変化を打ち消すよ うに調整される。なお、画像制御部 48による画像データの調整は、 RGB画像データ に対して行ってもよいが、輝度データと色データに変換して調整を行った後、 RGB画 像データに変換してもよい。変調部 6は、画像制御部 48により調整された画像データ に基づいて光源 7からの照明光を変調し、画像を形成する。
[0062] 図 26は、本実施の形態に係る画像表示装置の色再現範囲を示す図である。図 26 に示す破線は従来の画像表示装置の色再現範囲を示して ヽる。本実施の形態に係 る画像表示装置によれば、 1フレームにおける輝度成分の量が多い場合は光源 7の 輝度を上げるとともに、輝度成分の量が少ない画素については光源 7の明るさを打ち 消すように画像データの階調を補正するので、彩度の高 、画素にっ 、ては輝度を上 げることでより色鮮やかに表示し、暗い画素については、明るさを抑えることで、図 22 に実線で示すように、広 、色再現範囲を実現することができる。
[0063] 図 27は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作を説明するためのフロ 一チャートを示す図である。まず、画像データを受信し (ST21)、受信した画像デー タの色情報として 1フレーム中の各画素における有彩色成分の量を検出する（ST22 )。次に、検出された色情報に基づいて光源制御データを生成し (ST23)、生成され た光源制御データに基づ ヽて光源の輝度を制御する（ST24)。
[0064] 一方、 ST21において受信した画像データの輝度成分の量を検出し (ST25)、検 出された各画素の輝度成分の量、および ST23において生成された光源制御データ に基づ!/、て画像データにおける各画素の階調を補正するための画像制御データ、よ り具体的には、輝度成分の量が少ない画素については光源制御データにより制御さ れる光源の明るさを打ち消すための画像制御データを生成する（ST26)。
[0065] 次に、 ST26において生成した画像制御データに基づいて画像データにおける各 画素の階調を補正する（ST27)。最後に、補正された画像データに基づいて、 ST2 4において輝度制御された光源の光を変調することにより画像が表示される（ST28)
[0066] 以上において説明したように、本実施の形態による画像表示装置は、 1フレームに おける輝度成分の量が多い場合は光源 7の輝度を上げるとともに、輝度成分の量が 少ない画素については光源 7の明るさを打ち消すように画像データの階調を補正す るので、彩度の高い画素については輝度を上げることでより色鮮やかに表示し、暗い 画素については、明るさを抑えることで、図 22に実線で示すように、広い色再現範囲 を実現することができる。特に、暗い画素における輝度の上昇 (黒浮き）を抑えること で、有彩色成分の多い画像のコントラストを向上させることができる。
[0067] また、有彩色成分の量が多い 1フレームの画像中に輝度成分の量が少ない画素が 含まれている場合、有彩色成分の量が多い領域は色鮮やかに表示され、輝度成分 の量が少な!/、画素では視覚的な輝度レベルが変化しな 、ように表示される。これに より、白黒の画素から純色の画素までの視覚上の輝度レベルの差が大きくなるので、 視覚的により色鮮ゃ力な画像を得ることができる。
[0068] 実施の形態 6.
図 28は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 28に示す画像表示装置は、受信部 2、色情報検出部 3、光源制御データ生成部 4、 光源制御部 5、変調部 6, 49、および光源 7を備えている。
[0069] 受信部 2から出力された画像データは、色情報検出部 3、および変調部 6に入力さ れる。色情報検出部 3は、画像データの 1フレームにおける有彩色成分の量を検出し 、検出された有彩色成分の量を有彩色データ CHRとして光源制御データ生成部 4 に送る。光源制御データ生成部 4は、有彩色データ CHRに基づいて光源制御デー タ kを出力する。光源制御データ kは光源制御部 5に送られる。光源制御部 5は、光 源制御データ kに基づいて変調部 49の制御信号を生成する。変調部 49は、光源制 御部 5により生成される制御信号に基づいて光源 7が発する光を変調することにより 変調部 6に入射する照明光の輝度を制御する。変調部 6は、受信部 2により出力され る画像データに基づいて、変調部 49により輝度調整された照明光を変調することに より画像を形成する。 [0070] 本実施の形態に係る画像処理装置においては、変調部 49により光源 7の輝度調 整を行うので、出力輝度が一定の光源を用いて画像の有彩色成分に応じた輝度調 整を行うことができる。これにより、有彩色成分の量が少ないときは変調部 6に入射す る照明光の輝度を平均的なレベルとし、有彩色成分の量が多いときは照明光の輝度 を高くする。これにより、高彩度領域をより明るく表示し、視覚上の色再現範囲を広げ ることができる。また、白黒の画像と純色の画像との間における視覚上の明度の差を 大きくすることにより、より色鮮ゃ力な表示画像を得ることができる。
また、変調素子に用いられるカラーフィルターの色純度を上げることなく表示画像の 色を鮮明にすることが可能なため、光源の消費電力の増加を抑えることが可能である
[0071] 実施の形態 7.
図 29は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 29に示す画像表示装置は、受信部 2、色情報検出部 3、表示制御データ生成部 51 、表示制御部 52、表示部 50を備えている。表示部 50としては、プラズマ 'ディスプレ ィ.パネル（PDP)、 CRT、有機 ELディスプレイ、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ (FED)、 LEDディスプレイと!/、つた自発光型の表示デバイスを用いることができる。
[0072] 受信部 2から出力された画像データは、色情報検出部 3、および表示部 50に入力 される。色情報検出部 3は、画像データの 1フレームにおける有彩色成分の量を検出 し、検出された有彩色成分の量を有彩色データ CHRとして表示制御データ生成部 5 1に送る。表示制御データ生成部 51は、有彩色データ CHRに基づいて、表示部 50 の全体の明るさ（平均輝度レベル)を制御する表示制御データを生成し、表示制御 データ生成部 51に送る。この表示制御データは、 1フレームにおける有彩色成分の 多い画像については表示部 50全体の明るさを上げるよう生成される。
[0073] 表示制御部 52は、表示制御データに基づいて表示部 50に供給される電圧または 電流量を制御することにより表示画面全体の明るさを調整する。表示部 50に PDP等 のパルス制御を行う表示デバイスを用いた場合、当該表示部 50の電圧または電流 のパルス数 (パルス周波数)や、パルス幅の比を調整することにより画面の明るさを調 整することができる。表示部 50は、受信部 2から出力された画像データに基づいて画 像表示を行う。
[0074] 本実施の形態による画像表示装置によれば、 1フレーム分の有彩色成分の量に基 づいて表示部 50全体の明るさを調整するので、高彩度領域をより明るく表示し、視覚 上の色再現範囲を広げることができる。また、白黒の画像と純色の画像との間におけ る視覚上の明度の差を大きくすることにより、より色鮮ゃ力な表示画像を得ることがで きる。
[0075] 実施の形態 8.
図 30は、本発明に係る画像表示装置の他の実施形態を示すブロック図である。図 30に示す画像表示装置は、受信部 2、色情報検出部 53、画像制御データ生成部 5 4、画像制御部 55、表示部 56を備えている。表示部 56には、上記実施の形態 1、 7 において例示した液晶パネル、プラズマ 'ディスプレイ 'パネル、有機 ELディスプレイ t ヽつた任意の表示デバイスを用いることができる。
[0076] 受信部 2から出力される画像データは、色情報検出部 53および画像制御部 55に 入力される。色情報検出部 53は、画像データの 1フレームにおける有彩色成分の量 、および各画素の有彩色成分の量を検出し、画像制御データ生成部 54に出力する 。画像制御データ生成部 54は、色情報検出部 53により検出された有彩色成分の量 に基づ!/、て画像データの階調を補正するための画像制御データを生成する。具体 的には、 1フレームにおける有彩色成分の量が多い場合、有彩色成分の量が多い画 素についてはより明るく表示されるよう画像データの階調を補正するための画像制御 データを生成する。
[0077] 画像制御データ生成部 54により生成された画像制御データは、画像制御部 55〖こ 送られる。画像制御部 55は、画像制御データに基づいて受信部 2から出力された画 像データの各画素の階調を補正する。表示部 56は、画像制御部 55により階調補正 された画像データに基づいて画像を表示する。他の構成の動作については、実施の 形態 1と同様である。
[0078] 本実施の形態に係る画像表示装置においては、 1フレームにおける有彩色成分の 量が多 、場合、有彩色成分の量が多 、画素にっ 、てはより明るく表示されるよう画 像データの階調を補正するので、上記実施の形態 1と同様に、彩度の高い領域の明 度を高めることで、視覚上の色再現範囲を広げ、色鮮ゃ力な表示画像を得ることがで きる。また、白黒の画像と純色の画像との間における視覚上の明度の差を大きくする ことにより、より色鮮ゃ力な表示画像を得ることができる。
産業上の利用可能性
本発明に係る画像表示装置および画像表示方法は、有彩色成分の量に基づ ヽて 画像の明るさを調整するので、彩度の高い色についてはより明るく表示することで、 色鮮やかな表示画像を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 画像データを入力し、当該画像データに基づいて光源力 の光を変調することにより 画像を形成する光変調手段を備えた画像表示装置であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する色情報検出手段と 上記有彩色成分の量に基づ!ヽて、上記光源の輝度を制御するための光源制御デー タを生成する光源制御データ生成手段と、
上記光源制御データに基づいて上記光源の輝度を制御する光源制御手段とを備え たことを特徴とする画像表示装置。
[2] 上記光源制御データ生成手段は、上記画像データにより表される画像の 1フレーム における有彩色成分の量、または複数の各フレームにおける有彩色成分の量に基 づ ヽて光源制御データを生成することを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置
[3] 上記色情報検出手段は、上記画像データにより表される画像の特定の領域における 有彩色成分の量を検出し、
上記光源制御データ生成手段は、上記特定の領域における有彩色成分の量に基づ Vヽて光源制御データを生成することを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[4] 上記色情報検出部は、複数の色成分毎に有彩色成分の量を検出し、
上記光源制御データ生成部は、上記色成分毎に検出される有彩色成分の量に基づ Vヽて光源制御データを生成することを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[5] 上記画像データにより表される画像の各画素における輝度成分の量を検出する輝度 情報検出手段と、
上記輝度成分の量、および上記光源制御データに基づいて、上記画像データにより 表される画像の各画素の階調を補正するための画像制御データを生成する画像制 御データ生成手段と、
上記画像制御データに基づいて上記画像データを補正する画像制御手段とをさら に備え、上記光変調手段は、補正された上記画像データに基づいて上記光源から の光を変調することを特徴とする請求項 1に記載の画像表示装置。
[6] 画像データを入力し、当該画像データに基づいて光源力もの光を変調することにより 画像を表示する光変調手段を備えた画像表示装置であって、
上記画像データにより表される画像の 1フレームにおける有彩色成分の量、および各 画素における有彩色成分の量を検出する色情報検出手段と、
上記 1フレーム分の有彩色成分の量に基づいて光源制御データを生成する光源制 御データ生成手段と、
上記光源制御データに基づいて上記光源の輝度を制御する光源制御手段と 上記各画素における有彩色成分の量に基づいて、上記画像データにより表される画 像の各画素の階調を補正するための画像制御データを生成する画像制御データ生 成部と、
上記画像制御データに基づ!/ヽて上記画像データを補正する画像制御手段とを備え 上記光変調手段は、補正された上記画像データに基づいて画像を表示することを特 徴とする画像表示装置。
[7] 画像データを入力し、当該画像データに基づいて画像を表示する表示手段を備え た画像表示装置であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する色情報検出手段と 検出された上記有彩色成分の量に基づ！/、て、上記表示手段の平均輝度レベルを制 御するための表示制御データを生成する表示制御データ生成手段と、
上記表示制御データに基づ 、て、上記表示手段の平均輝度レベルを制御する表示 制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
[8] 画像データを入力し、当該画像データにより表される画像を表示する画像表示装置 であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する色情報検出手段と 上記有彩色成分の量に基づいて、上記画像データにより表される画像の各画素の 明度を調整するための画像制御データを生成する画像データ制御手段と、 上記画像制御データに基づいて上記画像データの階調を補正する画像制御データ 生成手段と、
補正された上記画像データに基づいて画像を表示することを特徴とする画像表示装 置。
[9] 画像データを入力し、当該画像データに基づいて光源力もの光を変調することにより 画像を形成する画像表示方法であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する工程と、 上記有彩色成分の量に基づ!ヽて、上記光源の輝度を制御するための光源制御デー タを生成する工程とを備え、
上記光源制御データに基づ！ヽて上記光源の輝度を制御することを特徴とする画像 表示方法。
[10] 上記光源制御データは、上記画像データにより表される画像の 1フレームにおける有 彩色成分の量、または複数の各フレームにおける有彩色成分の量に基づいて生成さ れることを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[11] 上記画像データにより表される画像の特定の領域における有彩色成分の量を検出し 上記特定の領域における有彩色成分の量に基づいて光源制御データを生成するこ とを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[12] 上記画像データにより表される画像の有彩色成分を複数の色成分毎に検出し、 上記色成分毎に検出される有彩色成分の量に基づいて光源制御データを生成する ことを特徴とする請求項 9に記載の画像表示方法。
[13] 上記画像データにより表される画像の各画素における輝度成分の量を検出する工程 と、
上記輝度成分の量、および上記光源制御データに基づいて、上記画像データにより 表される画像の各画素の階調を補正するための画像制御データを生成する工程と、 上記画像制御データに基づいて上記画像データを補正する工程とをさらに備え、 補正された上記画像データに基づいて上記光源力 の光を変調することを特徴とす る請求項 9に記載の画像表示方法。
[14] 画像データを入力し、当該画像データに基づいて光源力 の光を変調することにより 画像を表示する画像表示方法であって、
上記画像データにより表される画像の 1フレームにおける有彩色成分の量、および各 画素における有彩色成分の量を検出する工程と、
上記 1フレーム分の有彩色成分の量に基づいて光源制御データを生成する工程と、 上記光源制御データに基づ ヽて上記光源の輝度を制御する工程と
上記各画素における有彩色成分の量に基づいて、上記画像データにより表される画 像の各画素の階調を補正するための画像制御データを生成する工程と、 上記画像制御データに基づいて上記画像データを補正する工程とを備え、 上記画像データに基づいて上記光源力 の光を変調することにより画像を表示する ことを特徴とする画像表示方法。
[15] 画像データを入力し、当該画像データにより表される画像を表示する画像表示方法 であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する工程と、 検出された上記有彩色成分の量に基づ！/、て、上記手段の平均輝度レベルを制御す るための表示制御データを生成する工程とを備え、
上記表示制御データに基づ 、て、上記表示手段の平均輝度レベルを制御すること を特徴とする画像表示方法。
[16] 画像データを入力し、当該画像データにより表される画像を表示する画像表示方法 であって、
上記画像データにより表される画像の有彩色成分の量を検出する工程と、 上記 1フレームにおける有彩色成分の量に基づいて、上記画像データにより表される 画像の各画素における明度を調整するための画像制御データを生成する工程と、 上記画像制御データに基づいて上記画像データの階調を補正する工程と、 補正された上記画像データに基づいて画像を表示することを特徴とする画像表示方 法。
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