CN102483899A - 图像显示装置和图像显示方法 - Google Patents

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Abstract

在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制由功耗的增大、黑浮等引起的画质降低，并使各背光源的光源以合适的亮度发光。发光亮度算出部(151)将输入图像(31)分隔成多个区域，求出各区域的LED的发光时的亮度(第1发光亮度)(34)。预先准备多个校正模式作为校正该第1发光亮度(34)的方法，把发光亮度校正处理时应用的校正模式(被选择校正模式)(35)存储在校正模式存储部(155)中。发光亮度校正部(152)针对校正使能图(156)中存储的标志数据(36)的值为1的LED单元，根据被选择校正模式(35)，参考校正值表(157)中存储的校正值数据(37)而校正第1发光亮度(34)，求出第2发光亮度(33)。

Description

图像显示装置和图像显示方法
技术领域
本发明涉及图像显示装置，特别是涉及具有控制背光源的亮度的功能(背光源调光功能)的图像显示装置。
背景技术
在液晶显示装置等具备背光源的图像显示装置中，基于输入图像来控制背光源的亮度，从而能抑制背光源的功耗，能改善显示图像的画质。特别是将画面分割成多个区域，并基于区域内的输入图像来控制与该区域对应的背光源的光源的亮度，从而能实现进一步的低功耗化和高画质化。以下，将这样基于区域内的输入图像来边控制背光源的光源的亮度边对显示面板进行驱动的方法称为“区域激活驱动”。
在进行区域激活驱动的液晶显示装置中，作为背光源的光源，例如，使用RGB3色的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)或白色LED。与各区域对应的LED的发光时的亮度(以下称为“发光亮度”。)是基于该各区域内的像素的亮度的最大值、平均值等而求出的，并作为LED数据而被提供到背光源用的驱动电路。此外，基于该LED数据和输入图像，生成显示用数据(用于控制液晶的光透射率的数据)，该显示用数据被提供到液晶面板用的驱动电路。
根据以上这样的液晶显示装置，基于输入图像，求出合适的显示用数据和LED数据，基于显示用数据，控制液晶的光透射率，并基于LED数据，对与各区域对应的LED的发光亮度进行控制，从而能将输入图像显示于液晶面板。此外，在区域内的像素的亮度小时，使与该区域对应的LED的发光亮度变小，从而能减少背光源的功耗。
此外，与本件发明相关联地，已知有以下的现有技术文献。在国际公开2009/096068号小册子中公开了如下图像显示装置的发明：在基于1帧的量的图像的平均亮度等级所算出的上限值和下限值的范围内，求出各区域的LED的发光亮度，以便抑制动态图像显示时的闪烁的产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利文献1：国际公开2009/096068号小册子。
发明内容
发明要解决的问题
在进行上述的区域激活驱动的液晶显示装置中，在进行仅是少数的LED的点亮时，有时会在要进行高亮度显示的部分产生亮度不足。对于该理由，进行以下说明。各区域的LED的发光亮度基于针对该各区域的输入图像的亮度分布来进行求出。在此，一般而言，根据低功耗化的观点，尽可能地提高液晶的光透射率，从而控制LED的发光亮度以使其不会不必要地变高。此外，从某区域的LED出射的光不仅照射该区域，而且还对周围的区域进行照射。换言之，在各区域所显现的亮度(以下称为“显示亮度”。)不是仅由该各区域的LED的发光亮度来决定的，而是还会受到从周围的区域的LED出射的光的影响。考虑于此，一般是在全部LED最明亮地点亮时画面所显现的亮度被设定为与能显示的最大灰度级值相对应的亮度。此时，由于当进行仅是少数的LED的点亮时，对于各点亮区域来说从周围的区域受到的影响(对提高亮度的方向的影响)变得较小，所以会因点亮区域中所包含的各像素的灰度级值的大小而产生亮度不足。
因此，为了防止仅是少数的LED点亮时的亮度不足的产生，而进行使全部的LED的发光亮度一样地提高与规定灰度级相当的量的处理。然而，如上述那样，各区域的LED的发光亮度首先基于针对该各区域的输入图像的亮度分布来进行求出。因此，以下将为了防止上述这样的亮度不足的产生等，而对基于针对各区域的输入图像的亮度分布所求出的发光亮度实施校正的处理，称为“发光亮度校正处理”。此外，以下将通过发光亮度校正处理来校正的亮度的量(大小)称为“补偿(offset)量”。
图16是示意性地示出表示“夜空中仅有一个星星发光的状态”(将图16中与星星的部分相当的像素称为“高灰度级像素”。)的图像的图。在显示图16所示那样的图像时未进行发光亮度校正处理的情况下，存在于A-A线部分的区域的发光亮度成为如图17所示那样。即，仅是包含高灰度级像素的区域的LED点亮。与此相比，在进行发光亮度校正处理的情况下，存在于A-A线部分的区域的发光亮度成为图18所示那样。即，与未进行发光亮度校正处理的情况相比，在全部的区域中，LED的发光亮度被提高了与规定的补偿量相当的量。由此，包含高灰度级像素的区域会从周围的区域受到向提高显示亮度的方向的较大的影响。作为其结果，包含高灰度级像素的区域的显示亮度会充分提高，可消除亮度不足。
可是，根据以往的发光亮度校正处理，如图18中附图标记91、92所示的区域那样，从包含高灰度级像素的区域偏离的区域的LED也提高了发光亮度。这些区域的LED即使发光，也几乎或完全不会对提高包含高灰度级像素的区域的显示亮度产生贡献。因此，在以往的发光亮度校正处理中，会产生无用的功耗。此外，在应进行黑显示的部分，液晶虽然是关闭的状态，但有时会因LED点亮而进行了微亮的显示。这样的现象称作“黑浮”，其成为画质降低的一个因素。
因此，本发明的目的是，在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制由功耗的增大、黑浮等引起的画质降低，并同时使各背光源的光源以合适的亮度发光。
用于解决问题的方案
本发明的第1方面是一种图像显示装置，其特征在于，具有控制背光源的亮度的功能，具备：
显示面板，其包含多个显示元素；
背光源，其包含多个光源；
发光亮度算出部，其将输入图像分割为多个区域，基于与各区域对应的输入图像，求出与该各区域对应的光源的发光时的亮度作为第1发光亮度；
发光亮度校正部，其根据从预先准备的多个校正模式中选择的被选择校正模式来校正上述第1发光亮度，由此求出第2发光亮度；
显示用数据算出部，其基于上述输入图像和上述第2发光亮度，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；
面板驱动电路，其基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动电路，其基于上述第2发光亮度，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号。
本发明的第2方面属于本发明的第1方面，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第1校正模式，上述第1校正模式是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度。
本发明的第3方面属于本发明的第1方面，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第2校正模式，上述第2校正模式是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度。
本发明的第4方面属于本发明的第2或第3方面，其特征在于，
上述多个校正模式还包括：第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
本发明的第5方面属于本发明的第1方面，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括：第1校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度；第2校正模式，其是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度；第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
本发明的第6方面属于本发明的第1方面，其特征在于，
还具备校正可否数据存储部，上述校正可否数据存储部存储与各区域对应的校正可否数据作为表示进行和不进行与上述被选择校正模式相应的校正中的任一种的数据，
上述发光亮度校正部针对上述校正可否数据存储部中存储的校正可否数据表示不进行与上述被选择校正模式相应的校正的含义的区域，将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
本发明的第7方面是一种图像显示方法，其特征在于，是图像显示装置的图像显示方法，上述图像显示装置具备包含多个显示元素的显示面板和包含多个光源的背光源，
上述图像显示方法具备：
发光亮度算出步骤，将输入图像分割为多个区域，基于与各区域对应的输入图像，求出与该各区域对应的光源的发光时的亮度作为第1发光亮度；
发光亮度校正步骤，根据从预先准备的多个校正模式中选择的被选择校正模式来校正上述第1发光亮度，由此求出第2发光亮度；
显示用数据算出步骤，基于上述输入图像和上述第2发光亮度，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；
面板驱动步骤，基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动步骤，基于上述第2发光亮度，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号。
此外，通过在本发明的第7方面中参考实施方式和附图而把握的变形例可考虑为用于解决问题的方案。
发明效果
根据本发明的第1方面，按每个区域基于输入图像求出的(光源的)发光亮度(第1发光亮度)，利用从预先准备的多个校正模式中选择的校正模式(被选择校正模式)进行校正。因此，与对全部光源一样地将规定的补偿量的亮度值加上发光亮度的值的以往的校正方法不同，能更灵活地校正光源的发光亮度。
根据本发明的第2方面，例如，能将针对存在于面板的中央附近的光源的校正值设定为较大的值、能将针对存在于面板的边缘附近的光源的校正值设定为较大的值。这样，在校正发光亮度时，不是对全部的光源的发光亮度的值加上共同的补偿量的亮度值，而是按各个光源的每一个来确定最低限度的必要的发光亮度。因此，能使光源在面板内的所希望的区域中可靠地以规定的亮度值以上来进行发光。由此，在该区域中，可抑制亮度不足的产生，可确保良好的画质。此外，对于校正值存储部中存储的校正值被应用作第2发光亮度的光源，以不会不必要地提高亮度且不会产生亮度不足的最小亮度值发光。因此，与以往的结构相比，可有效地降低功耗。进而，由于并不会通过校正而提高全部光源的发光亮度，所以可抑制面板内的对比度比的降低。
根据本发明的第3方面，例如，能将针对存在于面板的中央附近的光源的校正值设定为较大的值、能将针对存在于面板的边缘附近的光源的校正值设定为较大的值。这样，在校正发光亮度时，不是对全部的光源的发光亮度的值加上共同的补偿量的亮度值，而是能按各个光源的每一个将不同补偿量的亮度值加上发光亮度的值。此外，对于全部的光源，除了超过最大亮度值的情况之外，通过对第1发光亮度的值加上按每个光源而确定的补偿量的亮度值而算出第2发光亮度。因此，可维持面板整体的良好的亮度平衡，并同时提高各光源的发光亮度。由此，可抑制由光源间的亮度差引起的晕渗(图像的模糊)等现象的产生。
根据本发明的第4方面，具备第3校正模式，从而可获得以下这样的效果。首先，能使无需点亮的光源强制地成为熄灭状态。由此，可降低功耗。此外，能在显示应进行高亮度显示的特定的图像时，提高与该图像部分对应的光源的亮度。由此，能使该图像显眼。进而，能在测定亮度分布时，生成仅是使(任意的)指定的位置的光源以(任意的)指定的亮度点亮那样的亮度数据。由此，可容易地获得所希望的开发环境，使开发效率提高。此外，具备第4校正模式，从而可获得以下这样的效果。虽然有时当各光源的发光亮度因校正而提高时面板内的对比度比会降低，但是当选择第4校正模式时，由于不进行发光亮度的校正，所以可防止对比度比的降低。
根据本发明的第5方面，能获得与本发明的第2至第4方面相同的效果。
根据本发明的第6方面，能通过校正可否数据存储部，来按每个区域确定是否进行发光亮度的校正。由此，例如对于应进行黑显示的区域的光源，能预先确定成不进行发光亮度的校正，可抑制无用的功耗，并且，可抑制由黑浮导致的画质的降低。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图2是表示上述实施方式的液晶显示装置的构成的框图。
图3是表示图2所示的背光源的细节的图。
图4是表示上述实施方式中区域激活驱动处理部的处理顺序的流程图。
图5是表示上述实施方式中在获得液晶数据和LED数据之前的经过的图。
图6是表示上述实施方式中校正使能图的一个例子的图。
图7是用于说明上述实施方式中校正值表的图。
图8是用于说明上述实施方式中LED编号的图。
图9是用于说明上述实施方式中根据第1校正模式的校正处理的图。
图10是用于说明上述实施方式中根据第2校正模式的校正处理的图。
图11是用于说明上述实施方式中根据第3校正模式的校正处理的图。
图12是用于说明上述实施方式中根据第4校正模式的校正处理的图。
图13是用于说明上述实施方式中的效果的图。
图14是用于说明校正发光亮度以便消除单一区域点亮时的亮度不足的处理的图。
图15是用于说明根据各区域中的最大亮度位置来校正发光亮度的处理的图。
图16是示意性地示出表示“夜空中仅有一个星星发光的状态”的图像的图。
图17是用于说明现有例的图。
图18是用于说明现有例的图。
具体实施方式
下面，一边参考附图，一边说明本发明的一个实施方式。
<1.整体构成和动作概要>
图2是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置10的构成的框图。图2所示的液晶显示装置10具备液晶面板11、面板驱动电路12、背光源13、背光源驱动电路14和区域激活驱动处理部15。该液晶显示装置10进行区域激活驱动，该区域激活驱动是将画面分割成多个区域，基于各区域内的输入图像来控制背光源的光源的亮度并同时驱动液晶面板11。以下，设为m和n是2以上的整数，p和q是1以上的整数，p和q中的至少一方为2以上的整数。
对液晶显示装置10输入包含R图像、G图像和B图像的输入图像31。R图像、G图像和B图像均包含(m×n)个像素的亮度。区域激活驱动处理部15基于输入图像31，求出在液晶面板11的驱动中使用的显示用数据(以下称为液晶数据32)和在背光源13的驱动中使用的发光亮度控制数据(以下称为LED数据33)(细节将在后面叙述)。
液晶面板11具备(m×n×3)个显示元素21。显示元素21在行方向(图2的横向)各配置3m个，在列方向(图2的纵向)各配置n个，作为整体配置成二维状。在显示元素21中，包含使红色光透射的R显示元素、使绿色光透射的G显示元素和使蓝光透射的B显示元素。R显示元素、G显示元素和B显示元素在行方向并排配置，由这三个显示元素形成一个像素。其中，显示元素的排列不限于该形式。
面板驱动电路12是液晶面板11的驱动电路。面板驱动电路12基于从区域激活驱动处理部15输出的液晶数据32，对液晶面板11输出控制显示元素21的光透射率的信号(电压信号)。从面板驱动电路12输出的电压被写入到显示元素21内的像素电极，显示元素21的光透射率根据写入到像素电极的电压而发生变化。
背光源13设置于液晶面板11的背面侧，对液晶面板11的背面照射背光源的光。图3是表示背光源13的细节的图。背光源13如图3所示那样，包含(p×q)个LED单元22。LED单元22在行方向各配置p个，在列方向各配置q个，作为整体配置成二维状。LED单元22包含红色LED23、绿色LED24和蓝色LED25各一个。从一个LED单元22中所包含的三个LED23～25出射的光照到液晶面板11的背面的一部分。
背光源驱动电路14是背光源13的驱动电路。背光源驱动电路14基于从区域激活驱动处理部15输出的LED数据33，对背光源13输出控制LED23～25的发光亮度的信号(脉冲信号PWM或电流信号)。LED23～25的发光亮度与单元内和单元外的LED的发光亮度独立地被控制。
液晶显示装置10的画面被分割成(p×q)个区域，在一个区域中对应有一个LED单元22。区域激活驱动处理部15针对(p×q)个区域的每一个，基于区域内的R图像，求出与该区域对应的红色LED23的发光亮度。同样地，绿色LED24的发光亮度基于区域内的G图像来决定，蓝色LED25的发光亮度基于区域内的B图像来决定。区域激活驱动处理部15求出背光源13中所包含的全部LED23～25的发光亮度，并将表示所求出的发光亮度的LED数据33输出到背光源驱动电路14。
此外，区域激活驱动处理部15基于LED数据33，求出液晶面板11中所包含的全部显示元素21中的背光源的光的亮度(显示亮度)。进而，区域激活驱动处理部15基于输入图像31和显示亮度，求出液晶面板11中所包含的全部显示元素21的光透射率，并将表示所求出的光透射率的液晶数据32输出到面板驱动电路12。
在液晶显示装置10中，R显示元素的亮度为从背光源13出射的红色光的亮度与R显示元素的光透射率之积。从一个红色LED23出射的光以对应的一个区域为中心照到多个区域。由此，R显示元素的亮度成为从多个红色LED23出射的光的亮度的合计与R显示元素的光透射率之积。同样地，G显示元素的亮度成为从多个绿色LED24出射的光的亮度的合计与G显示元素的光透射率之积，B显示元素的亮度成为从多个蓝色LED25出射的光的亮度的合计与B显示元素的光透射率之积。
根据如以上这样构成的液晶显示装置10，基于输入图像31来求出合适的液晶数据32和LED数据33，基于液晶数据32，对显示元素21的光透射率进行控制，基于LED数据33，对LED23～25的发光亮度进行控制，由此，能将输入图像31显示于液晶面板11。此外，在区域内的像素的亮度小时，使与该区域对应的LED23～25的发光亮度变小，从而能减少背光源13的功耗。此外，在区域内的像素的亮度小时，将与该区域对应的显示元素21的亮度在较少的等级间进行切换，从而能提高图像的分辨率，并能改善显示图像的画质。
图4是表示区域激活驱动处理部15的处理顺序的流程图。对区域激活驱动处理部15，输入包含于输入图像31中的某颜色成分(以下称为颜色成分c)的图像(步骤S11)。在颜色成分c的输入图像中包含(m×n)个像素的亮度。
接着，区域激活驱动处理部15对颜色成分c的输入图像进行亚采样处理(平均化处理)，求出包含(sp×sq)个(s是2以上的整数)像素的亮度的缩小图像(步骤S12)。在步骤S12中，颜色成分c的输入图像在横向上缩小到(sp/m)倍，在纵向上缩小到(sq/n)倍。接着，区域激活驱动处理部15将缩小图像分割成(p×q)个区域(步骤S13)。在各区域中包含(s×s)个像素的亮度。接着，区域激活驱动处理部15针对(p×q)个区域分别求出区域内的像素的亮度的最大值Ma和区域内的像素的亮度的平均值Me(步骤S14)。接着，区域激活驱动处理部15基于在步骤S14求出的最大值Ma、平均值Me等，求出与各区域对应的LED的发光亮度(步骤S15)。此外，以下将在步骤S15求出的发光亮度称为“第1发光亮度”。
接着，区域激活驱动处理部15为了进行亮度不足的消除、画质的调整等，而进行校正第1发光亮度并求出第2发光亮度的处理(发光亮度校正处理)(步骤S16)。在本实施方式中，发光亮度校正处理中的亮度的校正方法(以下，称为“校正模式”。)准备了4种。而且，根据在进行该发光亮度校正处理时选择的校正模式(被选择校正模式)，进行从第1发光亮度向第2发光亮度的校正。此外，对发光亮度校正处理的详细说明将在后面叙述。
接着，区域激活驱动处理部15对在步骤S16求出的(p×q)个第2发光亮度应用亮度扩散滤子(点扩散滤子)，从而求出包含(tp×tq)个(t为2以上的整数)的显示亮度的第1背光源亮度数据(步骤S17)。在步骤S17中，(p×q)个第2发光亮度分别在横向和纵向上放大到t倍。
接着，区域激活驱动处理部15通过对第1背光源亮度数据进行线性插值处理，求出包含(m×n)个显示亮度的第2背光源亮度数据(步骤S18)。在步骤S18中，第1背光源亮度数据在横向上放大到(m/tp)倍，在纵向上放大到(n/tq)倍。第2背光源亮度数据表示在(p×q)个颜色成分c的LED以在步骤S16求出的第2发光亮度发光时入射到(m×n)个颜色成分c的显示元素21中的颜色成分c的背光源的光的亮度。
接着，区域激活驱动处理部15将颜色成分c的输入图像中所包含的(m×n)个像素的亮度分别除以第2背光源亮度数据中所包含的(m×n)个显示亮度，由此，求出(m×n)个颜色成分c的显示元素21的光透射率T(步骤S19)。
最后，区域激活驱动处理部15针对颜色成分c，输出表示在步骤S19求出的(m×n)个光透射率T的液晶数据32和表示在步骤S16求出的(p×q)个第2发光亮度的LED数据33(步骤S20)。此时，液晶数据32和LED数据33与面板驱动电路12和背光源驱动电路14的规格相匹配地变换为合适范围的值。
区域激活驱动处理部15通过对R图像、G图像以及B图像进行图4所示的处理，基于包含(m×n×3)个像素的亮度的输入图像31，求出表示(m×n×3)个光透射率的液晶数据32和表示(p×q×3)个第2发光亮度的LED数据33。
图5是表示对m＝1920、n＝1080、p＝32、q＝16、s＝10、t＝5的情况得到液晶数据32和LED数据33之前的经过的图。如图5所示那样，对包含(1920×1080)个像素的亮度的颜色成分c的输入图像进行亚采样处理，从而得到包含(320×160)个像素的亮度的缩小图像。缩小图像被分割成(32×16)个区域(区域尺寸为(10×10)像素)。针对各区域求出像素的亮度的最大值Ma和平均值Me，从而得到包含(32×16)个最大值的最大值数据和包含(32×16)个平均值的平均值数据。进而，基于最大值数据、平均值数据等，得到(32×16)个发光亮度(第1发光亮度)。第1发光亮度通过发光亮度校正处理进行校正，得到表示(32×16)个发光亮度(第2发光亮度)的颜色成分c的LED数据33。
对颜色成分c的LED数据33应用亮度扩散滤子，从而得到包含(160×80)个亮度的第1背光源亮度数据，对第1背光源亮度数据进行线性插值处理，从而得到包含(1920×1080)个亮度的第2背光源亮度数据。最后，将输入图像中所包含的像素的亮度除以第2背光源亮度数据中所包含的亮度，从而得到包含(1920×1080)个光透射率的颜色成分c的液晶数据32。
此外，虽然在图4和图5中，为了易于说明，设区域激活驱动处理部15按顺序进行对各颜色成分的图像的处理，但也可以以时分方式进行对各颜色成分的图像的处理。此外，虽然在图4和图5中，设区域激活驱动处理部15为了除去噪声而对输入图像进行亚采样处理，并基于缩小图像来进行区域激活驱动，但也可以设为基于原输入图像来进行区域激活驱动的构成。
<2.区域激活驱动处理部的构成>
图1是表示本实施方式中的区域激活驱动处理部15的详细构成的框图。区域激活驱动处理部15具备发光亮度算出部151、发光亮度校正部152、显示亮度算出部153和液晶数据算出部154作为用于执行规定处理的构成要素。区域激活驱动处理部15还具备校正模式存储部155、校正使能图(map)156和校正值表157作为用于存储规定数据的构成要素。此外，在本实施方式中，由显示亮度算出部153和液晶数据算出部154来实现显示用数据算出部，由校正值表来实现校正值存储部，由校正使能图来实现校正可否数据存储部。
发光亮度算出部151将输入图像31分割成多个区域，并基于该输入图像31，求出各区域的LED的发光亮度。作为求出该发光亮度的方法，例如，有基于区域内的像素的亮度的最大值Ma来决定的方法、基于区域内的像素的亮度的平均值Me来决定的方法、基于对区域内的像素的亮度的最大值Ma和平均值Me进行加权平均而得到的值来决定的方法等。通过该发光亮度算出部151求出的发光亮度作为上述的第1发光亮度34而被提供到发光亮度校正部152。
在校正模式存储部155中，存储有表示要在发光亮度校正部152进行的发光亮度的校正方法的校正模式(被选择校正模式)35。在本实施方式中，在各时刻，1到4的任一数值存储到校正模式存储部155中。此外，对于在该校正模式存储部155中存储的校正模式35，通过输入图像31的内容(例如，是动态图像或静止图像的哪一种)、液晶显示装置10的使用状态、使用者所进行的设定等，从区域激活驱动处理部15的外部进行改写。
在校正使能图156中，存储有针对各LED单元22，表示进行和不进行根据发光亮度校正处理的发光亮度的校正的任一种的标志数据(校正可否数据)36。在本实施方式中，对于标志数据36的值为1的LED单元22，进行发光亮度的校正，对于标志数据36的值为0的LED单元22，不进行发光亮度的校正。在此，假设在行方向上有8个并且在列方向上有4个(在图3中，p＝8并且q＝4)的LED单元22被设置为背光源13。此外，将对面板进行俯视时的左上的坐标设为(x，y)＝(0，0)。在这种情况下，校正使能图156成为例如如图6所示那样。在图6所示的例子中，对于配置于第1行(y＝0)和第4行(y＝3)的LED单元22，不进行发光亮度的校正，对于配置于第2行(y＝1)和第3行(y＝2)的LED单元22，进行发光亮度的校正。
在校正值表157中，存储有在第2发光亮度33的算出时应由发光亮度校正部152参考的值。如上述那样LED单元22由红色LED23、绿色LED24和蓝色LED25构成，该校正值表157按LED的颜色的每一种来进行设置。即，如图7所示那样，设有红色用、绿色用和蓝色用的三种校正值表157。此外，也可以以根据校正模式来参考不同的校正值表157的方式，按每种颜色且每种校正模式来设置校正值表157。此外，以下将存储于校正值表157中的数据称为“校正值数据”。
发光亮度校正部152针对存储于校正使能图156中的标志数据36的值为1的LED单元22，根据存储于校正模式存储部155中的校正模式(被选择校正模式)35，参考存储于校正值表157中的校正值数据37并且对第1发光亮度34进行校正，求出第2发光亮度33。此外，对于未进行根据发光亮度校正处理的发光亮度的校正的LED单元22，第1发光亮度34的值保持原样地成为第2发光亮度33。
表示在发光亮度校正部152求出的第2发光亮度33的数据作为LED数据33被提供给背光源驱动电路14，并且被提供给显示亮度算出部153。显示亮度算出部153基于LED数据(第2发光亮度)33，求出液晶面板11中所包含的全部显示元素21中的显示亮度38。液晶数据算出部154基于输入图像31和显示亮度38，求出表示液晶面板11中包含的全部显示元素21的光透射率的液晶数据32。
<3.发光亮度校正处理>
以下，对本实施方式中的发光亮度校正处理详细地进行说明。此外，假定为：在此也是在行方向设置8个并且在列方向上设置4个LED单元22，对各LED单元22如图8所示那样分配唯一的编号(LED编号)。例如，在(x，y)＝(3，0)的坐标处配置的LED单元22的LED编号为“3”，在(x，y)＝(5，3)的坐标处配置的LED单元22的LED编号为“29”。
发光亮度校正部152首先从校正使能图156取得针对各LED单元22的标志数据36。而且，发光亮度校正部152对标志数据36的值为0的LED单元22(红色LED23、绿色LED24和蓝色LED25)，将第1发光亮度34的值保持原样地作为第2发光亮度33。发光亮度校正部152接着取得在校正模式存储部155中存储的校正模式35。而且，发光亮度校正部152对标志数据36的值为1的LED单元22(红色LED23、绿色LED24和蓝色LED25)，根据校正模式35进行后述的校正(从第1发光亮度34向第2发光亮度33的校正)。此外，在本实施方式中，设有第1校正模式(校正模式＝1)、第2校正模式(校正模式＝2)、第3校正模式(校正模式＝3)和第4校正模式(校正模式＝4)的4种校正模式。
以下，一边参考图9～图12，一边对根据各校正模式的校正处理的内容进行说明。此外，关于图9～图12，左上图示意性地示出了针对各LED的第1发光亮度34的值，右上图示意性地示出了校正值表157中存储的针对各LED的校正值数据37的值，下图示意性地示出了由发光亮度校正处理得到的针对各LED的第2发光亮度33的值。其中，在图9～图12中仅示出了LED编号从0到8的LED。此外，在以下的说明中使用如下这样的定义。
(x，y)：配置有LED的坐标。在此将俯视面板时的左上的坐标假设为(0，0)。
c：颜色成分。例如，“c＝0”表示红色，“c＝1”表示绿色，“c＝2”表示蓝色。
Vo(x，y，c)：在坐标(x，y)处配置的LED单元22内的颜色成分c的LED的第1发光亮度34的值。
Vc(x，y，c)：在坐标(x，y)处配置的LED单元22内的颜色成分c的LED的第2发光亮度33的值。
Vmax：最大亮度值(LED能发出的最大的亮度的值)。此外，在图9～图12中，为了说明的方便，将最大亮度值设为10。
Vmin：最小亮度值。典型的是，表示熄灭状态的“0”为最小亮度值。
O(x，y，c)：在坐标(x，y)处配置的LED单元22内的颜色成分c的LED的校正值数据37的值。此外，对于该值，设定为Vmin以上且Vmax以下的值。
Max(a，b)：取得a、b中较大的值的函数。
Min(a，b)：取得a、b中较小的值的函数。
<3.1第1校正模式>
在“校正模式＝1”时，发光亮度校正部152通过下式(1)求出各LED的第2发光亮度33。
Vc(x，y，c)＝Max(Vo(x，y，c)，O(x，y，c))
…(1)
如根据上式(1)所把握的那样，对于各LED，第1发光亮度34的值、校正值表157中存储的校正值数据37的值中较大的值成为第2发光亮度33。
例如，对于某颜色成分c的LED，假设如图9的左上图所示那样算出第1发光亮度34，并且，如图9的右上图所示那样在校正值表157中存储有校正值数据37。在此，当着眼于“LED编号＝4”的数据时，第1发光亮度34的值为“2”，校正值数据37的值为“5”。由于校正值数据37的值大于第1发光亮度34的值，所以对于“LED编号＝4”的LED，第2发光亮度33成为作为校正值数据37的值的“5”。此外，当着眼于“LED编号＝8”的数据时，第1发光亮度34的值为“10”，校正值数据37的值为“1”。由于第1发光亮度34的值大于校正值数据37的值，所以对于“LED编号＝8”的LED，第2发光亮度33成为作为第1发光亮度34的值的“10”。按以上那样，由发光亮度校正部152求出的第2发光亮度33成为图9的下图所示那样。
<3.2第2校正模式>
在“校正模式＝2”时，发光亮度校正部152通过下式(2)求出各LED的第2发光亮度33。
Vc(x，y，c)＝Min(Vmax，Vo(x，y，c)+O(x，y，c))
…(2)
如根据上式(2)所把握的那样，对于各LED，最大亮度值、对第1发光亮度34的值加上校正值数据37的值所得到的值中较小的值成为第2发光亮度33。换言之，对于各LED，将能发出的最大的亮度的值设为上限值，对第1发光亮度34的值加上校正值数据37的值所得到的值成为第2发光亮度33。
例如，对于某颜色成分c的LED，假设如图10的左上图所示那样算出第1发光亮度34，并且，如图10的右上图所示那样在校正值表157中存储有校正值数据37。在此，当着眼于“LED编号＝1”的数据时，第1发光亮度34的值为“3”，校正值数据37的值为“2”。第1发光亮度34的值与校正值数据37的值之和为“5”，“5”小于作为最大亮度值的“10”。因此，对于“LED编号＝1”的LED，第2发光亮度33为“5”。此外，当着眼于“LED编号＝8”的数据时，第1发光亮度34的值为“10”，校正值数据37的值为“1”。第1发光亮度34的值与校正值数据37的值之和为“11”，作为最大亮度值的“10”小于“11”。因此，对于“LED编号＝8”的LED，第2发光亮度33为“10”。按以上那样，由发光亮度校正部152求出的第2发光亮度33成为图10的下图所示那样。
<3.3第3校正模式>
在“校正模式＝3”时，发光亮度校正部152通过下式(3)求出各LED的第2发光亮度33。
Vc(x，y，c)＝O(x，y，c)…(3)
如根据上式(3)所把握的那样，对于各LED，在校正值表157中存储的校正值数据37的值本身成为第2发光亮度33。
例如，对于某颜色成分c的LED，假设如图11的左上图所示那样算出第1发光亮度34，并且，如图11的右上图所示那样在校正值表157中存储有校正值数据37。在第3校正模式中，由于校正值数据37的值与第1发光亮度34的值无关地成为第2发光亮度33，所以由发光亮度校正部152求出的第2发光亮度33成为图11的下图所示那样。
<3.4第4校正模式>
在“校正模式＝4”时，发光亮度校正部152通过下式(4)求出各LED的第2发光亮度33。
Vc(x，y，c)＝Vo(x，y，c)…(4)
如根据上式(4)所把握的那样，对于各LED，第1发光亮度34的值保持原样地成为第2发光亮度33。
例如，对于某颜色成分c的LED，假设如图12的左上图所示那样算出第1发光亮度34，并且，如图12的右上图所示那样在校正值表157中存储有校正值数据37。在第4校正模式中，由于第1发光亮度34的值与校正值数据37的值无关地保持原样地成为第2发光亮度33，所以由发光亮度校正部152求出的第2发光亮度33成为图12的下图所示那样。
<4.效果>
根据本实施方式，在进行区域激活驱动的液晶显示装置中，按每个区域基于输入图像的亮度分布而求出的发光亮度(第1发光亮度)，以预先准备的4种校正模式中的根据输入图像31的内容、液晶显示装置10的使用状态等所选择的校正模式来进行校正。因此，与针对全部LED一样地将规定的补偿量的亮度值加上发光亮度的值的以往的校正方法不同，能更灵活地进行发光亮度的校正。此外，具有校正使能图156，从而能按每个区域来确定是否进行发光亮度的校正。由此，能对于例如要进行黑显示的区域的LED预先确定成不进行发光亮度的校正，可抑制不必要的功耗，并且，可抑制由黑浮引起的画质的降低。
此外，具备第1校正模式，从而能得到如下这样的效果。关于校正值表157，例如能将针对与面板的中央附近对应的LED的校正值数据37的值设定为较大的值。当进行这样的设定时，在面板的中央附近，会可靠地以规定的亮度值以上的亮度来使LED发光。由此，可在面板的中央附近确保良好的画质。例如，在显示如图16所示那样的图像(表示“夜空中仅有一个星星发光的状态”的图像)时，当根据以往的发光亮度校正处理时，存在于图16的A-A线部分的区域的发光亮度成为如图18所示那样。另一方面，当根据本实施方式中的第1校正模式时，能使存在于图16的A-A线部分的区域的发光亮度成为如图13所示那样。即，能使各个LED以更合适的亮度发光。此外，关于校正值表157，例如能将针对与面板的边缘附近对应的LED的校正值数据37的值设定为较大的值。当进行这样的设定时，在面板的边缘附近，会可靠地以规定的亮度值以上的亮度来使LED发光。由此，可防止面板的边缘附近的亮度不足的产生。如上所述，在对发光亮度进行校正时，不是对全部LED的发光亮度的值加上共同的补偿量的亮度值，而是能按每个LED来确定最低限度需要的发光亮度。此外，应用校正值数据37的值作为第2发光亮度33的LED在不使亮度不必要地提高的情况下，以不会产生亮度不足的最小的亮度值进行发光。因此，与以往的构成相比，可有效地减少功耗。进而，与将第1发光亮度34的值加上校正值数据37的值所得的值作为第2发光亮度33的第2校正模式相比，可抑制面板内的对比度比的降低。
而且，具备第2校正模式，从而能得到如下这样的效果。首先，与第1校正模式同样地，可实现面板的中央附近的良好的画质的确保、面板的边缘附近的亮度不足的产生的防止。这样，在对发光亮度进行校正时，不是对全部LED的发光亮度的值加上共同的补偿量的亮度值，而是能按每个LED对不同的补偿量的亮度值加上发光亮度的值。此外，对于全部LED，除了超过最大亮度值的情况之外，通过对第1发光亮度34的值加上按每个LED而确定的补偿量的亮度值，从而算出第2发光亮度33(在第1校正模式中，会出现对第1发光亮度34的值加上亮度值的LED和不加上亮度值的LED。)。因此，可维持面板整体的良好的亮度平衡，并且可提高各LED的发光亮度。由此，可抑制起因于LED间的亮度差的晕渗(图像的模糊)等现象的产生。
此外，具备第3校正模式，从而能得到如下这样的效果。一般地，在电影宽屏幕(Cinema Scope)尺寸的图像(例如按“纵∶横＝1∶2.35”这样的横的尺寸为纵的尺寸的2倍以上的图像)用全HD标准的显示装置进行显示时，会在面板的上方和下方产生黑带部分(长方形的非显示部分)。对于这样的黑带部分，无需使LED点亮。因此，预先准备针对与黑带部分对应的LED的校正值数据37的值被设定为“0”的校正值表157，在发光亮度的校正方法中采用第3校正模式，从而能使与黑带部分对应的LED成为熄灭状态。这样，能使无需进行点亮的LED强制地成为熄灭状态，可减少功耗。此外，例如在显示OSD菜单(让使用者设定显示器的对比度、明亮度等的菜单)时，能以更高的亮度使与OSD菜单的显示位置对应的部分的LED发光。这样，在显示要进行高亮度显示的特定的图像时，可提高与该图像部分对应的LED的亮度以使该图像显眼。而且，能生成在测定亮度分布时仅是使(任意的)指定的位置的LED以(任意的)指定的亮度点亮那样的亮度数据。由此，可容易得到所希望的开发环境，会使开发效率提高。
此外，具备第4校正模式，从而能得到如下这样的效果。一般来说当利用发光亮度校正处理来提高各LED的发光亮度时，可抑制亮度不足、上述的晕渗等现象的产生。然而，提高LED的最小的亮度值有时会使面板内的对比度比降低。因此，在重视对比度比的图像显示时采用第4校正模式，从而可防止对比度比的降低。例如，只要在设有重视对比度比的影像位置的液晶电视中在选择了该影像位置时应用本模式即可。
在此，上述4个校正模式中的在发光亮度校正处理时采用的校正模式可基于在校正模式存储部155存储的数值数据来进行切换。因此，根据在显示图像时所重视的事项，能容易对发光亮度的校正方法进行切换。
<5.变形例等>
虽然在上述实施方式中，举出液晶显示装置为例子进行了说明，但是本发明不限定于此。通过在具备背光源的任意的图像显示装置中如上述那样进行发光亮度校正处理，从而能得到与液晶显示装置的情况相同的效果。
此外，虽然在上述实施方式中设有第1校正模式、第2校正模式、第3校正模式和第4校正模式的4个校正模式，但是本发明不限定于此。只要构成为预先准备多个校正模式，根据在发光亮度校正处理时选择的校正模式来进行发光亮度的校正即可。例如，也可以成为设有第1校正模式、第3校正模式和第4校正模式的3个校正模式的构成，或设有第2校正模式、第3校正模式和第4校正模式的3个校正模式的构成。
而且，虽然在上述实施方式中，背光源13由红色LED23、绿色LED24和蓝色LED25构成，但是本发明不限定于此。例如，可以由白色LED构成背光源13，也可以由4色以上的LED构成背光源13。此外，在由白色LED构成背光源13的情况下，只要设有与该白色LED对应的校正值表157即可，在由4色以上的LED构成背光源13的情况下，只要设有与这些4色以上的LED分别对应的校正值表157即可。
此外，除了上述的发光亮度校正处理之外，还可以以消除单一区域点亮时的亮度不足的方式由发光亮度校正部152来进行校正发光亮度的处理。在这种情况下，准备如下滤子：该滤子示出在设某区域的发光亮度为“100”、其以外的区域的发光亮度为“0”时，以该区域为中心的例如25区域的量所涉及的LED以怎样的亮度发光(参考图14)。而且，基于该滤子，可提高点亮区域的周边的区域的LED的发光亮度。此外，除了上述的发光亮度校正处理之外，还可以由发光亮度校正部152进行根据各区域中的最大亮度的像素的位置(以下称为“最大亮度位置”。)校正发光亮度的处理。在这种情况下，以各区域的中心位置为基准而位于与最大亮度位置相同侧的区域的发光亮度被设为较高的亮度，以各区域的中心位置为基准而位于与最大亮度位置不同侧的区域的发光亮度被设为较低的亮度(参考图15)。
附图标记说明
10：液晶显示装置；
11：液晶面板；
12：面板驱动电路；
13：背光源；
14：背光源驱动电路；
15：区域激活驱动处理部；
21：显示元素；
22：LED单元；
31：输入图像；
32：液晶数据；
33：第2发光亮度(LED数据)；
34：第1发光亮度；
35：校正模式；
36：标志数据；
37：校正值数据；
38：显示亮度；
151：发光亮度算出部；
152：发光亮度校正部；
153：显示亮度算出部；
154：液晶数据算出部；
155：校正模式存储部；
156：校正使能图；
157：校正值表。

Claims (12)

1.一种图像显示装置，其特征在于，
具有控制背光源的亮度的功能，具备：
显示面板，其包含多个显示元素；
背光源，其包含多个光源；
发光亮度算出部，其将输入图像分割为多个区域，基于与各区域对应的输入图像，求出与该各区域对应的光源的发光时的亮度作为第1发光亮度；
发光亮度校正部，其根据从预先准备的多个校正模式中选择的被选择校正模式来校正上述第1发光亮度，由此求出第2发光亮度；
显示用数据算出部，其基于上述输入图像和上述第2发光亮度，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；
面板驱动电路，其基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动电路，其基于上述第2发光亮度，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第1校正模式，上述第1校正模式是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第2校正模式，上述第2校正模式是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度。
4.根据权利要求2或3所述的图像显示装置，其特征在于，
上述多个校正模式还包括：第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括：第1校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度；第2校正模式，其是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度；第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
还具备校正可否数据存储部，上述校正可否数据存储部存储与各区域对应的校正可否数据作为表示进行和不进行与上述被选择校正模式相应的校正中的任一种的数据，
上述发光亮度校正部针对上述校正可否数据存储部中存储的校正可否数据表示不进行与上述被选择校正模式相应的校正的含义的区域，将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
7.一种图像显示方法，其特征在于，
是图像显示装置的图像显示方法，上述图像显示装置具备包含多个显示元素的显示面板和包含多个光源的背光源，
上述图像显示方法具备：
发光亮度算出步骤，将输入图像分割为多个区域，基于与各区域对应的输入图像，求出与该各区域对应的光源的发光时的亮度作为第1发光亮度；
发光亮度校正步骤，根据从预先准备的多个校正模式中选择的被选择校正模式来校正上述第1发光亮度，由此求出第2发光亮度；
显示用数据算出步骤，基于上述输入图像和上述第2发光亮度，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；
面板驱动步骤，基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动步骤，基于上述第2发光亮度，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号。
8.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，
上述图像显示装置还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第1校正模式，上述第1校正模式是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度。
9.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，
上述图像显示装置还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括第2校正模式，上述第2校正模式是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度。
10.根据权利要求8或9所述的图像显示方法，其特征在于，
上述多个校正模式还包括：第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
11.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，
上述图像显示装置还具备存储与各区域对应的校正值的校正值存储部，
上述多个校正模式包括：第1校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值、上述校正值存储部中存储的校正值中较大的值作为上述第2发光亮度；第2校正模式，其是针对各区域将上述光源的最大发光亮度的值、对上述第1发光亮度的值和上述校正值存储部中存储的校正值进行加法运算而获得的值中较小的值作为上述第2发光亮度；第3校正模式，其是针对各区域将上述校正值存储部中存储的校正值作为上述第2发光亮度；以及第4校正模式，其是针对各区域将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
12.根据权利要求7所述的图像显示方法，其特征在于，
上述图像显示装置还具备校正可否数据存储部，上述校正可否数据存储部存储与各区域对应的校正可否数据作为表示进行和不进行与上述被选择校正模式相应的校正中的任一种的数据，
在上述发光亮度校正步骤中，针对上述校正可否数据存储部中存储的校正可否数据表示不进行与上述被选择校正模式相应的校正的含义的区域，将上述第1发光亮度的值作为上述第2发光亮度。
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