CN104115213B - 视频显示装置及电视接收装置 - Google Patents

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Abstract

检测视频信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行增强以使其突出显示，并根据此时设定的画质模式来控制亮度扩展，从而始终呈现无异样感的高品质的视频。发光检测部(12)对于输入视频信号的规定特征量，生成对像素数进行累计而得到的直方图，将该直方图的规定范围的上位区域检测作为发光部。区域主动控制和亮度扩展部(14)基于有关明亮度的指标，对光源部(16)的亮度进行扩展而使其增大，使除发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下降，其中，该有关明亮度的指标是根据输入视频信号基于规定条件来计算出。此时，区域主动控制和亮度扩展部(14)根据画质模式设定部(19)中设定的画质模式，切换决定有关明亮度的指标与扩展量之间的关系的控制曲线。

Description

视频显示装置及电视接收装置
技术领域
本发明涉及视频显示装置及电视接收装置，更详细而言，涉及具有视频信号和背光源的亮度扩展功能以提高显示视频的画质的视频显示装置及电视接收装置。
背景技术
近年来，关于电视接收机的显示技术，忠实地再现并显示自然界存在的物体的HDR(high dynamic range imaging：高动态范围成像)的技术被广为研究。作为HDR的目的之一，例如有忠实地再现画面内的烟花、霓虹灯之类的发光色部分，呈现出亮度感。
在此情况下，可利用发光检测功能检测出发光色和物体色并进行分离，利用信号处理和背光源的发光亮度控制来仅使画面上的发光色变得明亮。此处，在进行各种变化的视频中，根据视频的亮度分布，检测出相对明亮地发光的部分，并有意地对该发光部分进行扩展，从而使画面上发光的部分更加突出，获得提高画质的效果。
作为现有技术，例如在专利文献1中，公开了一种以实现与视频的内容相对应的适当的画面显示亮度并充分降低功耗为目的的显示装置。该液晶显示装置中，根据该设置中设定的画质模式，使得对与输入视频信号的特征量(例如APL)对应的背光源的发光亮度进行规定的亮度转换特性发生变化。此时，可根据由明亮度传感器检测出的明亮度，进一步使该亮度转换特性发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平2007-140436号公报
发明概要
发明所要解决的技术问题
如上所述，在HDR的技术中，通过检测出画面中明亮地发亮的发光部分，并对该发光部分的显示亮度进行扩展，从而对人眼而言对比感上升，明亮感增加，能提供高品质的显示视频。
此处，视频显示装置中，具有能设定各种画质模式的视频显示装置。通过任意设定画质模式，从而进行预先设定的画质调整处理以进行视频显示。作为这种画质模式的示例，例如有重视明亮感的动态模式、以标准画质为对象的标准模式、用于收视电影内容的电影模式、及用于收视从PC(Personal Computer：个人计算机)输出的内容的PC模式等。
视频显示装置中显示的显示画面的观看形态根据画质模式的设定而变化。此时，若不管画质模式的状态，在一定条件下使HDR动作，则根据视频的情况，有时会感到刺眼而产生异样感，所谓漏光(black float)变显著，从而品质下降。
例如，在视频显示装置中设定有电影模式的情况下，例如用户会长时间认真收看较暗画面较多的电影内容。这种情况下，若利用HDR的信号处理和背光源的亮度扩展来统一地增大画面亮度，则尽管想认真收看，但刺眼感变强，有时会产生疲劳。此外，较暗画面较多的电影内容中，有时会因HDR的亮度扩展而导致所谓的漏光变显著，视觉上的品质也会下降。如此，在不同画质模式中，需要与画质模式分别对应的画质，因此，若利用HDR来统一进行亮度扩展，则根据视频内容、环境的不同，有时会因刺眼感等而使视频产生异样感，或因漏光等而导致视频品质下降。
专利文献1的视频显示装置中，根据设定的画质模式，使得对与输入视频信号的特征量对应的背光源的发光亮度进行规定的亮度转换特性发生变化，但其并非检测出发光部分并对此时的亮度进行扩展，且并未公开如下思想：使画面内的发光部分特别突出而变明亮，此时，根据画质模式，对亮度扩展的程度进行控制，从而抑制刺眼感，或防止因漏光而导致视频品质下降。
本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供视频显示装置及电视接收装置，其检测视频信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行扩展以使其突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行显示，并根据此时视频显示装置中设定的画质模式来控制亮度扩展，从而始终呈现无异样感的高品质的视频。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第1技术手段是一种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部基于决定有关明亮度的指标与使所述光源的亮度扩展的亮度扩展量之间的关系的控制曲线，对所述光源的亮度进行扩展而使其增大，其中，该有关明亮度的指标是根据所述输入视频信号基于规定条件来计算出，并且，基于所述输入视频信号的规定特征量，检测出视为是正在发光的视频的发光部，使除该发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下降，从而对所述发光部的显示亮度进行增强，其特征在于，该视频显示装置具有设定该视频显示装置的画质模式的画质模式设定部，所述控制部根据所述画质模式设定部中设定的画质模式，切换控制曲线。
第2技术手段的特征在于，在第1技术手段中，所述控制部将输入视频信号所产生的图像分割成多个区域，并基于该分割出的区域的视频信号的灰度值，使与每一所述区域相对应的所述光源的点亮率发生变化，所述控制曲线决定对相当于所有区域的所述点亮率求平均而得到的平均点亮率、与由在所述显示部的画面上能取得的最大亮度所表示的所述亮度扩展量之间的关系，所述控制部使用所述平均点亮率作为所述有关明亮度的指标，基于根据该平均点亮率决定的所述最大亮度，对所述光源的亮度进行扩展。
第3技术手段的特征在于，在第2技术手段中，所述控制曲线在特定的平均点亮率下具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值的值发生变化。
第4技术手段的特征在于，在第2或第3技术手段中，所述控制曲线在特定的平均点亮率下具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值沿着所述平均点亮率增大或减小的方向变化。
第5技术手段的特征在于，在第1技术手段中，所述控制曲线对于将检测出的所述发光部的区域包含在内的规定范围的视频，决定得分与所述亮度扩展量之间的关系，该得分通过对每一像素的明亮度进行加权并对像素数进行计数来得到，所述控制部使用所述得分作为所述有关明亮度的指标，按照根据所述输入视频信号计算出的所述得分，对所述光源的亮度进行扩展。
第6技术手段的特征在于，在第5技术手段中，所述控制曲线在所述得分的特定区域中具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值的值发生变化。
第7技术手段的特征在于，在第5或第6技术手段中，所述控制曲线在将所述得分的最高值包含在内的特定区域中，具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，随着所述得分下降，亮度扩展量从所述最大值的水平开始下降的点的所述得分的值根据所述画质模式而变化。
第8技术手段的特征在于，在第2至第7技术手段的任一项技术手段中，所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，决定输入灰度与输出灰度之间的关系的输入输出特性具有在比所述发光部与所述非发光部之间的边界要低灰度的非发光部的区域中决定的第1阈值、以及决定所述发光部与所述非发光部之间的边界的第2阈值，所述控制部预先决定应用于视频信号的增益与所述亮度扩展量之间的关系，根据所述亮度扩展量，确定输出灰度相对于输入视频信号的输入灰度下降的增益，对比所述第1阈值要低灰度的区域应用确定的所述增益，以进行所述视频处理，该视频处理中，根据所述画质模式设定部中设定的画质模式，使所述第1阈值和/或所述第2阈值产生变化。
第9技术手段的特征在于，在第8技术手段中，所述控制部在所述特征量较低的规定区域中，利用所述视频处理，使因所述光源的亮度的扩展而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
第10技术手段为包括第1至第9技术手段的任一项技术手段的视频显示装置的电视接收装置。
发明效果
根据本发明的视频显示装置，能提供视频显示装置及电视接收装置，其检测视频信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行增强以使其突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行显示，并根据此时视频显示装置中设定的画质模式来控制亮度扩展，从而始终呈现无异样感的高品质的视频。
附图说明
图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频显示装置的主要部分的结构。
图2是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的图。
图3是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的其他图。
图4是对平均点亮率的确定处理进行具体说明的图。
图5是用于对区域主动控制和亮度扩展部的处理例进行说明的图。
图6是表示根据亮度信号Y生成的Y直方图的示例的图。
图7是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
图8是用于对区域主动控制和亮度扩展部所输出的最大亮度进行说明的图。
图9是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的控制例进行说明的图。
图10是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的其他控制例进行说明的图。
图11是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的另一控制例进行说明的图。
图12是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的另一控制例进行说明的图。
图13是用于对根据画质模式而变化的第1阈值及第2阈值进行说明的图。
图14是对根据画质模式而变化的色调映射的示例进行说明的图。
图15是对根据画质模式而变化的色调映射的其他示例进行说明的图。
图16是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图。
图17是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图。
图18是表示通过区域主动控制和亮度扩展部14的处理、使得画面亮度被增强的状态的图。
图19是对本发明所涉及的视频显示装置的实施方式2进行说明的图。
图20表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的Y直方图的示例。
图21是表示与第3阈值以上的像素相对应的亮度扩展量的计算例的图。
图22是用于对亮度扩展量的控制曲线的设定例进行说明的图。
图23是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的其他设定例进行说明的图。
图24是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的另一设定例进行说明的图。
图25是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的另一设定例进行说明的图。
图26是对根据画质模式而变化的色调映射的示例进行说明的图。
图27是对根据画质模式而变化的色调映射的其他示例进行说明的图。
图28是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图。
图29是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图。
图30是对本发明所涉及的视频显示装置的另一实施方式进行说明的图。
图31是用于对根据要由视频显示装置显示的广播视频信号来计算CMI的方法进行说明的图。
图32是用于对作为特征量使用的RGB的最大灰度值进行说明的图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频显示装置的主要部分的结构。视频显示装置具有对输入视频信号进行图像处理以进行视频显示的结构，可适用于电视接收装置等。
从广播信号分离出的视频信号、从外部设备输入的视频信号输入到信号处理部11及区域主动控制和亮度扩展部14。此时，对给区域主动控制和亮度扩展部14的视频信号应用由信号处理部11的映射部13生成的色调映射，之后输入到区域主动控制和亮度扩展部14。
在信号处理部11的发光检测部12中，基于输入视频信号的特征量，生成每一帧的直方图，检测正在发光的部分。发光部分是利用直方图的平均值和标准偏差来求得的，因此作为每一直方图的相对值来检测。
画质模式设定部19对视频显示装置的画质模式进行设定，并将其设定信息输出到发光检测部12、及区域主动控制和亮度扩展部14。作为画质模式，例如有动态模式、标准模式、电影模式、PC模式等。对于各画质模式的特征和此时的控制例，将在后面阐述。
画质模式设定部19中的画质模式的设定可通过利用操作输入部20的用户操作来设定。操作输入部20可由用户进行规定的操作输入，例如可由遥控器装置、或设置于视频显示装置本体的未图示的按键和按钮组等来构成。
映射部13使用由发光检测部12所检测到的发光部分的信息、及从区域主动控制和亮度扩展部14输出的最大亮度，生成色调映射，并应用于输入视频信号。最大亮度表示想在画面上显示的最大亮度，相当于背光源的亮度扩展量。
区域主动控制和亮度扩展部14根据所输入的视频信号，将基于视频信号的图像分割成规定区域，并对每一分割区域提取出视频信号的最大灰度值等规定统计值。然后，基于该最大灰度值，计算背光源部16的点亮率。对与视频的分割区域相对应的背光源部16的每一区域确定点亮率。此外，背光源部16由多个LED构成，可对每一区域进行亮度的控制。
背光源部16的每一区域的点亮率基于预定的运算式来确定，但基本上，在高灰度的较亮的具有最大灰度值的区域中，维持使LED的亮度不下降，在低灰度的较暗区域，进行使LED的亮度下降这样的运算。
然后，区域主动控制和亮度扩展部14根据各区域的点亮率来计算整个背光源部16的平均点亮率，并根据该平均点亮率，利用规定的运算式来计算背光源部16的亮度扩展量。由此，得到在画面内的区域中能获得的最大亮度值(最大亮度)。此处，基于画质模式设定部19中的画质模式的设定信息，确定最大亮度，并将其输出到信号处理部11的映射部13。
然后，在区域主动控制和亮度扩展部14中，将根据画质模式设定部19中设定的画质模式而确定的最大亮度返回给信号处理部11，使与背光源部16的亮度扩展量相当的亮度下降。
此时，对整个背光源部16进行亮度扩展，对于除发光部以外的、视为未发光的部分，利用视频信号处理使其亮度下降。由此，仅使正在发光的部分的画面亮度增大，能以高对比度来呈现视频，能提高画质。
区域主动控制和亮度扩展部14将用于控制背光源部16的控制数据输出到背光源控制部15，背光源控制部15基于该数据，对每一分割区域控制背光源部16的LED的发光亮度。背光源部16的LED的亮度由PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制来进行控制，但也可通过电流控制或利用它们的组合来将其控制为所希望的值。
此外，区域主动控制和亮度扩展部14将用于控制显示部18的控制数据输出到显示控制部17，显示控制部17基于该数据，控制显示部18的显示。显示部18使用由背光源部16的LED进行照明并显示图像的液晶面板。
另外，本实施方式中，本发明的控制部控制背光源部16和显示部18，对应于信号处理部11、区域主动控制和亮度扩展部14、背光源控制部15、及显示控制部17。
将上述显示装置作为电视接收装置构成的情况下，电视接收装置具有对由天线接收到的广播信号进行选台并进行解调、解码以生成重放用视频信号的单元，对重放用视频信号适当实施规定的图像处理，作为图1的输入视频信号进行输入。由此，能将接收到的广播信号显示于显示部18。本发明可构成为视频显示装置、及包括该视频显示装置的电视接收装置。
以下，对具有上述结构的本实施方式的各部分的处理例进行更为具体的说明。
区域主动控制和亮度扩展部14中，将视频分割为规定的多个区域(area)，并对每一区域控制与该分割出的区域相对应的LED的发光亮度。图2～图3是用于对区域主动控制和亮度扩展部14的发光区域的控制处理进行说明的图。适用于本实施方式的区域主动控制是将视频分割为规定的多个区域(area)，并对每一区域控制与该分割出的区域相对应的LED的发光亮度。
此处，区域主动控制和亮度扩展部14基于输入视频信号，将1帧的视频分割为预定的多个区域，对每一该分割区域提取视频信号的最大灰度值。例如，将图2(A)所示那样的视频分割为预定的多个区域。此处，提取各区域的视频信号的最大灰度值。在其他示例中，也可以利用视频信号的灰度平均值等其他统计值，而不是最大灰度值。以下，利用提取出最大灰度值的示例进行说明。
区域主动控制和亮度扩展部14根据提取出的最大灰度值，确定每一区域的LED的点亮率。图2(B)中示出此时的各区域的LED的点亮率的情况。在视频信号的灰度较高的明亮部分中，提高LED的点亮率以进行明亮的显示。对此时的处理进行更为具体的说明。
图3中示出提取1帧的各分割区域的最大灰度值时的情况的一个示例。图3中，为了简化说明，将1帧的画面分割为8个区域(区域<1>～<8>)。图3(A)中示出各区域(区域<1>～<8>)的点亮率，图3(B)中示出各区域的点亮率和整个画面的平均点亮率。此处，根据各区域中的最大灰度值，计算该区域的背光源的LED的点亮率。点亮率可通过例如LED的驱动占空比来表示。在该情况下，点亮率的最大值为100％。
在确定各区域的LED的点亮率时，对于最大灰度值较低的较暗区域，降低点亮率，以使背光源的亮度下降。作为一个示例，在视频的灰度值由0-255的8位数据来呈现的情况下，在最大灰度值为128时，使背光源下降至(1/(255/128))2.2＝0.217倍(21.7％)。
图3的示例中，对于各区域，在10～90％的范围内确定背光源的点亮率。上述点亮率计算方法表示其一个示例，但基本上是根据预先确定的运算式以在较亮的高灰度的区域中不降低背光源亮度、在低灰度的较暗区域中使背光源的亮度下降的方式来计算各区域的点亮率。
然后，对根据视频信号的最大灰度值计算得到的每个区域的背光源的点亮率求平均，计算出1帧中背光源的平均点亮率。此例中，平均点亮率为图3(B)中示出的平均点亮率的水平。平均点亮率是本发明中与亮度相关联的指标的一个示例。
图4是对平均点亮率的确定处理进行更为具体的说明的图。在上述那样确定各区域的LED的点亮率时，对于最大灰度值较低的较暗区域，通过降低点亮率来使背光源的亮度下降。此处，各区域的实际点亮率以能够准确地显示想要显示的灰度、且尽可能降低LED占空比的方式来确定。虽然想要在各区域中尽可能地降低LED占空比，但由于需要在不破坏想要显示的灰度的情况下准确地进行显示，因此，设定能够显示区域内的最大灰度、且能够尽可能降低LED占空比的LED占空比(暂定的点亮率)，并基于此来设定显示部18(此处指LCD面板)的灰度。
作为一个示例，对以0-255的8位数据呈现视频的灰度值、且在图4(A)中示出图3(A)中的一个区域内的多个像素的灰度值的情况进行说明。此处，设1个区域对应有9个像素。图4(A)所示的像素组中，最大灰度值为128，在该情况下，如图4(B)所示，使该区域中的背光源的点亮率降低至(1/(255/128))2.2＝0.217倍(21.7％)。
然后，作为一个示例，区域主动控制和亮度扩展部14按此方式确定点亮率，并且，对于显示部18中每个像素的灰度值，将包含该像素的区域的点亮率考虑在内来进行计算。例如，在想要显示的灰度值为96的情况下，由于96/(128/255)＝192，因此只要使用灰度值192来呈现像素即可。同样地，计算对图4(A)的各像素进行显示时的灰度值，图4(C)示出该计算结果。
基于根据平均点亮率而确定的最大亮度的值，将实际的背光源部16的亮度进一步扩展而增强。作为基础的基准亮度例如是在最大灰度值时画面亮度达到550(cd/m2)的亮度。基准亮度并不限于该示例，可适当确定。
图5是用于对区域主动控制和亮度扩展部14的处理例进行说明的图。如上所述，区域主动控制和亮度扩展部14基于根据各区域的最大灰度值而确定的点亮率，计算整个画面的平均点亮率。若点亮率较高的区域变多，则整个画面的平均点亮率变高。然后，利用图5的关系，确定可获取的亮度的最大值(最大亮度)。横轴表示背光源的点亮率(窗口尺寸)，纵轴表示最大亮度下的画面亮度(cd/m2)。平均点亮率可表示为点亮率为100％的点亮区域(窗口区域)与点亮率为0％的熄灭区域之比。在没有点亮区域的状态下，点亮率为零，随着点亮区域的窗口变大，点亮率增大，在全点亮状态下，点亮率成为100％。
图5中，设背光源全点亮(平均点亮率为100％)时的最大亮度例如为550(cd/m2)。而且，随着平均点亮率下降，使最大亮度增大。此时，灰度值为255灰度级(用8位来呈现的情况)的像素在画面内的画面亮度最高，成为能获得的最大的画面亮度(最大亮度)。因而可知，即使是同一平均点亮率，根据像素的灰度值，画面亮度也可能不上升到最大亮度。
在平均点亮率为Q1时，最大亮度的值最大，此时的最大的画面亮度为1500(cd/m2)。即，在Q1时，所能获得的最大的画面亮度与全点亮时的550(cd/m2)相比，可扩展到1500(cd/m2)。Q1设定为平均点亮率相对较低的位置。即，在整体较暗的画面中平均点亮率较低、且在一部分具有高灰度的峰值的画面的情况下，背光源的亮度最高可被扩展到1500(cd/m2)为止。此外，作为平均点亮率越高时、背光源的亮度的扩展程度越小的理由在于，对于原本明亮的画面，若背光源的亮度过度，则反而会感到刺眼，因此，要抑制扩展的程度。
在最大亮度从最大的平均点亮率Q1到平均点亮率0(全黑)为止，使最大亮度的值缓慢下降。在平均点亮率最低的规定区域中，与全点亮时的550(cd/m2)相比，画面亮度进一步下降。即，若以全点亮时为基准，则画面亮度沿负向扩展。平均点亮率较低的范围相当于较暗画面的视频，与其扩展背光源的亮度而提高画面亮度，不如反过来抑制背光源的亮度，使对比感提高，从而抑制漏光，保持显示品质。
区域主动控制和亮度扩展部14根据图5的曲线来扩展背光源的亮度，并将其控制信号输出到背光源控制部15。此处，如上所述，平均点亮率会根据对视频的每个分割区域检测出的最大灰度值发生变化，亮度扩展的状态会根据该平均点亮率发生变化。
对输入到区域主动控制和亮度扩展部14的视频信号应用色调映射，使低灰度区域的增益降低来进行输入，其中，该色调映射通过以下说明的信号处理部11所进行的信号处理来生成。由此，在低灰度的非发光区域，对应于背光源的亮度的扩展量，由视频信号处理降低亮度，其结果是，仅正在发光的区域中，画面亮度被增强，亮度感增加。
区域主动控制和亮度扩展部14根据图5的曲线，将根据背光源的平均点亮率和来自画质模式设定部19的画质模式的设定信息确定的最大亮度的值输出到信号处理部11的映射部13。在映射部13中，使用从区域主动控制和亮度扩展部14输出的最大亮度，进行色调映射。
对信号处理部11进行说明。
在信号处理部11的发光检测部12中，根据视频信号，检测出正在发光的部分。图6表示根据亮度信号Y生成的Y直方图的示例。发光检测部12中，对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Y直方图。横轴表示亮度Y的灰度值，纵轴表示对每一灰度值累计的像素数(频度)。亮度Y是制作直方图的视频的一个特征量，对于特征量的其他示例将在后面阐述。此处，对于亮度Y，设为检测发光部分。
若生成Y直方图，则根据该Y直方图来计算平均值(Ave)、标准偏差(σ)，并利用它们来计算2个阈值Th。
第2阈值Th2是确定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视为发光部分并进行处理。
设第2阈值Th2为
Th2＝Ave+Nσ ···式(1)
。N为规定的常数。
此外，第1阈值Th1是为了抑制比Th2要小的区域的灰度性等的异样感而设定的阈值，设为
Th1＝Ave+Mσ ···式(2)
。M为规定的常数，M＜N。此外，M的值根据画质模式设定部19中设定的画质模式而变化。
发光检测部12所检测出的第1及第2阈值Th1、Th2的值输出到映射部13，用于生成色调映射。
图7是表示映射部13所生成的色调映射的一个示例的图。横轴是视频的亮度值的输入灰度，纵轴是输出灰度。发光检测部12所检测出的在第2阈值Th2以上的像素是视频中的发光部分，对除发光部分以外的部分应用压缩增益来降低增益。此时，若对小于发光边界即Th2的区域统一应用固定的压缩增益，来抑制输出灰度，则会在灰度性方面产生异样感。因此，利用发光检测部12设定并检测第1阈值Th1，对小于Th1的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2，由此来进行色调映射。
对增益的设定方法进行说明。
从区域主动控制和亮度扩展部14向映射部13输入最大亮度的值。如上所述，最大亮度表示根据背光源的平均点亮率、及画质模式设定部19中的画质模式的设定信息而确定的最大亮度，例如作为背光源占空比的值来输入。
第1增益G1应用于比第1阈值Th1要小的区域，由
G1＝(Ls/Lm)1/γ ···式(3)
来设定。Ls为基准亮度(不扩展背光源亮度时的基准亮度；作为一个示例，最大的画面亮度为550cd/m2时的亮度)，Lm表示从区域主动控制和亮度扩展部14输出的最大亮度。因而，应用于比第1阈值Th1要小的区域的第1增益G1使视频信号的输出灰度下降，以减小因背光源的亮度扩展而增加的画面亮度部分。
在第2阈值Th2以上的色调映射设为f(x)＝x。即，设为输入灰度＝输出灰度，不进行使输出灰度下降的处理。第1阈值Th1～第2阈值Th2之间设定成用直线连接因第1增益G1而下降的第1阈值Th1的输出灰度、与第1阈值Th1的输出灰度。
即，利用
G2＝(Th2-G1·Th1)/(Th2-Th1) ···式(4)
来确定第2增益G2。
通过上述处理，获得图7所示的色调映射。此时，对于Th1、Th2的连接部分，利用二次函数来对规定范围(例如连接部分±Δ(Δ为规定值))进行平滑即可。
由映射部13生成的色调映射应用于输入视频信号，将基于背光源的亮度扩展量来抑制低灰度部分的输出后得到的视频信号输入到区域主动控制和亮度扩展部14。
图8是用于对区域主动控制和亮度扩展部14所输出的最大亮度进行说明的图。
区域主动控制和亮度扩展部14输入应用了由映射部13生成的色调映射后的视频信号，基于该视频信号，进行区域主动控制，确定基于平均点亮率的最大亮度。此时，根据来自画质模式设定部19的画质模式设定信息，最大亮度的控制曲线发生变化，但此处为了说明，不考虑画质模式。
设基于上述平均点亮率确定的帧为N帧。N帧的最大亮度的值输出到信号处理部11的映射部13。在映射部13中，使用所输入的N帧的最大亮度，生成图7所示的色调映射，应用于N+1帧的视频信号。
如此，对基于区域主动的平均点亮率的最大亮度进行反馈，以使用于下一帧的色调映射。映射部13基于在N帧确定的最大亮度，对小于第1阈值Th1的区域应用使视频输出下降的增益(第1增益G1)。对于Th1与Th2之间的区域，应用将Th1与Th2之间线性连接的第2增益G2，使Th1与Th2之间的视频输出下降。
由于在N帧应用使视频输出下降的增益，因此，在平均点亮率为Q1以上的高点亮率的区域，在N+1帧，每一区域的最大灰度值下降，点亮率有下降的趋势，由此，在N+1帧，最大亮度有上升的趋势。由此，背光源的亮度扩展量进一步变大，画面的亮度感有增加的趋势。但是，在点亮率低于Q1的低点亮率区域，未观察到该趋势，而是具有相反的趋势。
接下来，对与画质模式相对应的处理进行说明。本发明所涉及的实施方式中，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使如上述图5所示那样的与平均点亮率相对应的最大亮度的控制曲线发生变化。
(基于画质模式的背光源的亮度控制例)
如上所述，区域主动控制和亮度扩展部14输入应用了由映射部13生成的色调映射后的视频信号，基于该视频信号，进行区域主动控制，确定基于平均点亮率的最大亮度。此时，区域主动控制和亮度扩展部14中，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使最大亮度的控制曲线不同。此外，同时在映射部13中，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使第1阈值Th1、第2阈值Th2朝亮度等的特征量方向移动，进行与画质模式相对应的最佳视频显示。
图9是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的控制例进行说明的图，示出画质模式为动态模式时的最大亮度的控制例。
如上所述，区域主动控制和亮度扩展部14基于根据各区域的最大灰度值等确定的点亮率，计算整个画面的平均点亮率。若点亮率较高的区域变多，则整个画面的平均点亮率变高。然后，利用图9的关系，确定可获取的亮度的最大值(最大亮度)。
此时，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使决定图9的最大亮度与平均点亮率之间的关系的控制曲线发生变化。图9表示动态模式时的控制曲线的一个示例。
此外，动态模式是用特别逼真、色彩鲜艳的视频，能使例如体育节目等作为具有强烈视觉表现力的节目来收看的模式。动态模式能作为例如在商店的店面中用来展现该装置的特征的展示模式(称作店面模式)来使用。通常，动态模式利用对视频显示装置准备的最佳的画质、亮度来执行。
如图9所示，动态模式中，将最大亮度的最大值设定得较高，并且，将具有最大亮度的最大值的平均点亮率的水平设定得较高。例如，设在平均点亮率的所有范围内最大的最大亮度的水平为B，平均点亮率为100％时的最大亮度水平为C，具有最大的最大亮度的平均点亮率为D，此时，动态模式的控制曲线R1中，将B设定为约1500cd/m2，将C设定为约550cd/m2。将D的位置设定为平均点亮率为较高的约30％的位置。
此外，最低点亮率(点亮率为0％)时的最大亮度为0(cd/m2)，此时背光源完全熄灭。即，若以C水平的550cd/m2为基准，则在低点亮率的规定区域中，背光源沿负向扩展。动态模式中，B设定为C的约3倍的亮度差，B与C之比在所有的画质模式中设定为最高。
控制曲线R1中，设最大亮度的最大值B为1500cd/m2而进行较大的亮度扩展，从而获得明亮的有亮度感的视频。此外，即使是平均点亮率较低的较暗视频的区域，通过将最大亮度设定成高到某一程度，从而也能提供重视明亮度的视频。
图10是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的其他控制例进行说明的图，示出画质模式为标准模式时的最大亮度的控制例。标准模式是表示画质等的设定为标准值的模式，是有意识地主要在家庭中使用的模式。一般在标准模式中，以自然地进行视频呈现为重点，有意识地在某一程度上省电。
图10的标准模式的情况下，决定最大亮度与平均点亮率的关系的控制曲线R2与图8的动态模式的控制曲线R1不同。标准模式的控制曲线R2中，与动态模式相比，将最大亮度的最大值设定得较低，例如在平均点亮率的所有范围内最大的最大亮度的水平B设定为约700cd/m2。
C、D的水平与动态模式相同，分别设定为约550cd/m2、约30％。此外，最低点亮率(点亮率为0％)时的最大亮度与动态模式相同，为0(cd/m2)，此时背光源完全熄灭。标准模式中，B设定为C的约1.3倍的亮度差。
标准模式的控制曲线R2中，设最大亮度的最大值B为约700cd/m2，与动态模式相比抑制了亮度扩展量，从而在家庭等标准收视环境中，抑制显示画面过度刺眼，并显示具有锐度的图像。此外，标准模式中，设具有最大的最大亮度的平均点亮率D的水平与动态模式相等。由此，即使是较低的较暗视频的区域，通过将最大亮度维持在某一较高的程度，从而也能提供虽未亮度扩展至动态模式但也具有标准明亮度的视频。
图11是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的另一控制例进行说明的图，示出画质模式为电影模式时的最大亮度的控制例。电影模式是重视忠实地再现电影源中包含的视频、表现电影感的模式。
图11的电影模式的情况下，决定最大亮度和平均点亮率之间的关系的控制曲线R3中，在平均点亮率的所有范围内最大的最大亮度的水平B为与标准模式相同程度的约700cd/m2。此外，C的水平与动态模式、标准模式相同，设定为约550cd/m2。此外，最低点亮率(点亮率为0％)时的最大亮度与动态模式、标准模式相同，为0(cd/m2)，此时背光源完全熄灭。电影模式中，B设定为C的约1.3倍的亮度差。
此处，电影模式的控制曲线R3中，将具有最大的最大亮度的平均点亮率D的水平设定为比动态模式、标准模式要低的水平。例如，电影模式的D的平均点亮率为约17％。通过这样与标准模式相比，使D的水平向低平均点亮率侧移动，从而可防止在认真收视电影内容等时感到过度刺眼，并且，重视在分割区域中的黑暗中也有峰值的情况、即较小面积的明亮部分的亮度感来再现视频。此外，通过降低D的水平，在视频较暗时设定最大的最大亮度，因此，即使在像电影内容这样长时间连续观看视频时，也可防止因刺眼而产生疲劳。
图12是用于对根据画质模式而变化的最大亮度的另一控制例进行说明的图，示出画质模式为PC模式时的最大亮度的控制例。PC模式是将从PC输出的视频用最佳图像并以容易观看的方式来显示的模式，例如将从PC输出的有清晰锐度的几何学画面结构的图像等以容易观看的方式来显示。
图12的PC模式的情况下，在决定最大亮度与平均点亮率之间的关系的控制曲线R4中，无关乎平均点亮率，使最大亮度一定。此时的最大亮度的水平设为标准的约550cd/m2的水平。即，PC模式中，实质上将利用发光检测的亮度增强处理关闭。PC模式中，重视忠实性地再现视频，因此，不会检测视频的明亮部分来进行视频处理，或进行背光源的亮度扩展，而是忠实地再现输入视频信号。
图13是用于对根据画质模式而变化的第1阈值及第2阈值进行说明的图。如上所述，发光检测部12中，对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Y直方图。然后，根据该Y直方图来计算平均值(Ave)、标准偏差(σ)，设定决定发光边界的第2阈值Th2、及用于抑制比Th2要小的区域的灰度性等的异样感的第1阈值Th1(Th1＝Ave+Mσ)。
此时，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使图13的第1阈值Th1的位置、及第2阈值Th2的位置发生变化。此外，也可以根据设定的画质模式，使第1阈值Th1和第2阈值Th2中的任一个的位置发生变化。具体而言，在第1阈值的情况下，变更Th1＝Ave+Mσ中的“M”的值，使Th1的位置向直方图的亮度方向发生变化。此外，在第2阈值的情况下，变更Th2＝A+Nσ(M＜N)中的“N”的值，使Th2的位置向直方图的亮度方向发生变化。
例如，如图13所示，若根据画质模式，增大M、N的值，使第1及第2阈值Th1、Th2向高亮度侧移动，则强调在较暗的环境中的画质的锐度，可获得重视对比感的画质。另一方面，若使第1及第2阈值Th1、Th2向低亮度侧移动，则可获得重视画面的明亮度的画质。
图14是对根据画质模式而变化的色调映射的示例进行说明的图，是表示动态模式时设定的色调映射的一个示例的图。
如上所述，在映射部13中，对小于第1阈值Th1的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2，由此来进行色调映射。此时，按照根据画质模式设定部19中设定的画质模式而确定的第1阈值Th1、第2阈值Th2的位置，进行色调映射。在动态模式中，将第1阈值Th1和第2阈值Th2抑制在较低水平(直方图的低亮度侧)，提供重视明亮度的视频。
图15是对根据画质模式而变化的色调映射的其他示例进行说明的图，是表示标准模式时设定的色调映射的一个示例的图。
标准模式中，与重视明亮度的动态模式相比，将第1阈值Th1及第2阈值Th2二者的水平提高。即，使第1及第2阈值Th1、Th2向直方图的高亮度侧移动。由此，在家庭等标准收视环境中，抑制显示画面的过度刺眼，显示有锐度的图像。
图16是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图，是表示电影模式时设定的色调映射的一个示例的图。
电影模式中，与标准模式相比，仅将第1阈值Th1设为更高的水平。即，仅使Th1向直方图的高亮度侧移动。由此，强调较暗环境中的画质的锐度，防止因刺眼而产生疲劳。
图17是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图，是表示PC模式时设定的色调映射的一个示例的图。
如上所述，PC模式中，实质上将利用发光检测的亮度增强处理关闭。因而，即使在色调映射中，相对于输入灰度的输出灰度也为相同值。
图18是表示通过区域主动控制和亮度扩展部14的处理、使得画面亮度被增强的状态的图。横轴是输入视频信号的灰度值，纵轴是显示部18的画面亮度(cd/m2)。
T2、T3分别相当于发光检测部12中使用的第1及第2阈值Th1、Th2的灰度值的位置。如上所述，在由发光检测部12检测出的第2阈值Th2以上的区域中，不进行根据背光源的亮度扩展量来使视频信号的输出灰度下降的信号处理。其结果是，在T3～T4中，利用根据由区域主动控制确定的最大亮度得到的γ曲线，对输入视频信号进行增强并显示。例如，在最大亮度为1500(cd/m2)的情况下，当输入视频信号为最高灰度值(255)时，画面亮度为1500(cd/m2)。此时的最大亮度是根据基于视频信号确定的平均点亮率和所设定的画质模式来确定的最大亮度。
另一方面，对于T1～T2为止的输入灰度值的情况，如上所述，由于对视频信号应用第1增益G1，以减少因背光源的亮度扩展而增加的画面亮度部分，因此，利用基于基准亮度的γ曲线来进行画面显示。这是由于，根据由区域主动控制和亮度扩展部14确定的最大亮度，在映射部13中与亮度扩展量相对应地将视频信号的输出值抑制在比阈值Th1(相当于T2)要小的范围内。T2～T3中，根据Th1～Th2的色调映射，画面亮度转移。
若最大亮度变大，则基于T1～T2的基准亮度的曲线、与基于T3～T4的最大亮度的曲线在画面亮度方向上的差变大。基于基准亮度的曲线如上所述是最大灰度值的画面亮度为不扩展背光源亮度时的基准亮度(作为一个示例，最大灰度值的画面亮度为550cd/m2)的γ曲线，基于最大亮度的曲线是最大灰度值的画面亮度为由区域主动控制和亮度扩展部14确定的最大亮度的γ曲线。
如此，在输入视频信号从0灰度(T1)到T2之间，利用基准亮度来控制画面亮度。在灰度较低的较暗视频的情况下，若提高亮度来进行显示，则会导致对比度的下降、漏光等的品质下降，因此，通过视频信号处理来与背光源的亮度扩展量相应地抑制亮度，使得画面亮度不会上升。
此外，输入视频信号为T3以上的范围是被视为正在发光的范围，因此，在利用亮度扩展来对背光源进行了扩展的状态下，维持视频信号而不进行抑制。由此，画面亮度得以增强，从而能进行更有亮度感的高品质的图像显示。
在此情况下，若例如根据画质模式设定部19中设定的画质模式来将最大亮度抑制得较低，则基于T1～T2的基准亮度的曲线、与基于T3～T4的最大亮度的曲线在画面亮度方向上的差变小。即，随着根据画质模式设定部19中设定的画质模式而决定的最大亮度变小，T3～T4的曲线向低亮度侧移动。此外，T2、T3的位置相当于根据设定的画质模式而变化的第1阈值Th1、第2阈值Th2各自的位置。若T2、T3的位置向输入信号的高灰度侧移动，则成为重视对比感的显示。另外，T1到T2为止的γ曲线无需与基准亮度一致，只要是与发光部分的增强区域具有差异的水平，就能通过适当调整增益G1来进行设定。
(实施方式2)
图19是对本发明所涉及的视频显示装置的实施方式2进行说明的图。
实施方式2具有与实施方式1相同的结构，但与实施方式1不同的是，并不由区域主动控制和亮度扩展部14来确定在进行色调映射时使用的最大亮度的值，而是基于发光检测部12的检测结果及画质模式设定部19中设定的画质模式来确定亮度扩展量，并基于该确定的亮度扩展量来执行色调映射。因而，在信号处理部11的映射部13中，无需像实施方式1那样，从区域主动控制和亮度扩展部14输出亮度扩展所产生的最大亮度值。
画质模式设定部19与实施方式1相同，根据操作输入部20的操作等来设定视频显示装置的画质模式。实施方式2中，设定的画质模式的信息输出到发光检测部12。
图20表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的Y直方图的示例。与实施方式1相同，发光检测部12中，使用亮度作为视频的特征量，对所输入的视频信号的每一帧，累计像素的每一亮度灰度的像素数，生成Y直方图。接着根据该Y直方图，计算平均值(Ave)、标准偏差(σ)，并利用它们来计算2个阈值Th1、Th2。与实施方式1相同，第2阈值Th2是确定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视为发光部分。作为视频的特征量，可使用后述的其他特征量，但此处设为使用亮度。
本实施方式中，在实施方式1的第1阈值Th1及第2阈值Th2的基础上，进一步设定第3阈值Th3。第3阈值Th3处于Th1与Th2之间，为了检测发光部分的像素的状态而设置。
阈值Th3也可以是与Th2相同的值，是为了使Th2以上的发光部分具有余量而扩大、易于进行处理而设置的。
因此，
Th3＝Ave+Qσ(M＜Q≤N) ···式(5)
成立。
图21是表示与第3阈值Th3以上的像素相对应的亮度扩展量的计算例的图。横轴表示阈值Th3以上的像素值的得分(score)，纵轴表示与得分相对应的亮度扩展量。得分相当于与本发明的明亮度相关联的指标的一个示例。
得分定义为“某一阈值以上的像素的比例”ד与阈值间的距离(亮度的差)”，表示通过对具有大于第3阈值Th3的灰度值的像素的像素数进行计数，并对与阈值Th3间的距离进行加权而计算得到的明亮度的程度，例如，通过下式(6)来进行计算。
[数学式1]
式(6)中，count[i]是对灰度值i的像素数的计数。此外，i2-(Thresh3)2是指关于图20所示那样的亮度的距离(亮度的差)，也可以采用明度L*下与阈值间的距离来替代。另外，该平方表示亮度，实际为2.2次方。即，当数字的代码值为i时，亮度为i2.2。此时，明度L*为(i2.2)1/3≈i。实际的视频显示装置中进行验证得到的结果是亮度中距离阈值的差比明度中距离阈值的差等更为有效。此外，式(6)中，全像素数是指对所有的像素数进行计数而得到的值，而不限于i>Th3。若采用这种计算值作为得分，则在发光部分中偏离Th3的高灰度的像素较多的情况下得分变高。此外，即使Th3以上的像素数固定，灰度较高的像素较多时的得分更高。
然后，在得分为一定以上的高水平时，将亮度扩展量设定得较高，将高灰度的发亮的视频扩展到更高亮度，增加亮度感。在该示例中，在得分为一定以上的较高部分，设定成在亮度扩展后能获得的最大的画面亮度为1500(cd/m2)。此外，在得分较低的情况下，设定成得分越少，亮度扩展量越小。然后，在发光检测部12中，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使对得分与亮度扩展量之间的关系进行规定的控制曲线发生变化。该亮度扩展量与实施方式1的最大亮度概念相同，例如由背光源占空比的值来表示。
图22是用于对亮度扩展量的控制曲线的设定例进行说明的图，表示画质模式为动态模式时的亮度扩展量的控制例。
如上所述，发光检测部12中，根据阈值Th3以上的像素值的得分，确定亮度扩展量，但使此时的决定得分与亮度扩展量之间的关系的控制曲线根据从画质模式设定部19输出的画质模式的设定信息而变化。
图22的控制曲线U1中，设在得分的所有范围内最大的亮度扩展量的水平为E，亮度扩展量随着得分下降而从最大的亮度扩展量的水平E开始下降的点的得分为F。
图22的动态模式下的控制曲线U1中，亮度扩展量E设定为约1500cd/m2的高亮度扩展量，得分F设定为整体得分中大致靠近中间的较低值。控制曲线U1中，通过将亮度扩展量E设定为较高水平，从而获得具有明亮的亮度感的图像。此外，通过将得分F设定得较低，从而提供重视明亮度的图像。
图23是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的其他设定例进行说明的图，表示画质模式为动态模式时的亮度扩展量的控制例。图23的控制曲线U2中，与动态模式相比，将最大的亮度扩展量E设定得较低，例如为800cd/m2。此时，得分F的水平与动态模式相同，设定为整体得分中大致靠近中间的较低值。
标准模式的控制曲线U2中，设亮度扩展量的最大值E为约800cd/m2，与动态模式相比要抑制亮度扩展量，从而在家庭等标准收视环境中，抑制显示画面过度刺眼，并显示具有锐度的图像。此外，标准模式中，通过使得分F的水平与动态模式相等，从而即使是较低的较暗视频的区域，通过将亮度扩展量维持在某一较高程度，从而也能以标准明亮度提供视频。
图24是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的另一设定例进行说明的图，表示画质模式为电影模式时的亮度扩展量的控制例。图24的控制曲线U3中，最大的亮度扩展量E与标准模式相同，设定得较低，为约800cd/m2。然后，得分F的水平设定为比动态模式及标准模式要低的值。
此处，电影模式的控制曲线U3中，通过将最大的亮度扩展量E设定为比动态模式要低的水平，从而可防止在认真收视电影内容等时感到过度刺眼，来再现视频。此外，通过与标准模式相比，使F的水平向低得分侧移动，从而可防止在认真收视电影内容等时感到过度刺眼，并且，重视在分割区域中的黑暗中也有峰值的情况、即较小面积的明亮部分的亮度感来再现视频。
图25是用于对根据画质模式而变化的亮度扩展量的控制曲线的另一设定例进行说明的图，表示画质模式为PC模式时的亮度扩展量的控制例。PC模式的情况下，决定得分与亮度扩展量之间的关系的控制曲线U4中，无关乎得分的值，使亮度扩展量一定。此时的亮度扩展量的水平设为标准的约550cd/m2的水平。即，PC模式中，实质上将利用发光检测的亮度增强处理关闭。PC模式中，重视忠实性地再现视频，因此，不检测视频的明亮部分来进行视频处理，或进行背光源的亮度扩展，而是忠实地再现输入视频信号。
接下来，对根据画质模式而变化的色调映射的示例进行说明。
与上述实施方式1中参照图13说明的那样，本实施方式中，发光检测部12也对所输入的视频信号的每一帧，累计像素的每一亮度灰度的像素数，生成Y直方图。然后，根据该Y直方图来计算平均值(Ave)、标准偏差(σ)，设定决定发光边界的第2阈值Th2、及用于抑制比Th2要小的区域的灰度性等的异样感的第1阈值Th1(Th1＝Ave+Mσ)。
此时，根据画质模式设定部19中设定的画质模式，使第1阈值Th1的位置、及第2阈值Th2的位置发生变化。或者，也可以根据设定的画质模式，使第1阈值Th1和第2阈值Th2中的任一个的位置发生变化。具体而言，在第1阈值的情况下，变更Th1＝Ave+Mσ中的“M”的值，使Th1的位置向直方图的亮度方向发生变化。此外，在第2阈值的情况下，变更Th2＝A+Nσ(M＜N)中的“N”的值，使Th2的位置向直方图的亮度方向发生变化。例如，若根据画质模式，增大M、N的值，使第1及第2阈值Th1、Th2向高亮度侧移动，则强调在较暗的环境中的画质的锐度，可获得重视对比感的画质。另一方面，若使第1及第2阈值Th1、Th2向低亮度侧移动，则可获得重视画面的明亮度的画质。
图26是对根据画质模式而变化的色调映射的示例进行说明的图，是表示动态模式时设定的色调映射的一个示例的图。
如上所述，在映射部13中，对小于第1阈值Th1的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2，由此来进行色调映射。此时，按照根据画质模式设定部19中设定的画质模式而确定的第1阈值Th1、第2阈值Th2的位置，进行色调映射。在动态模式中，将第1阈值Th1和第2阈值Th2抑制在较低水平(直方图的低亮度侧)，提供重视明亮度的视频。
图27是对根据画质模式而变化的色调映射的其他示例进行说明的图，是表示标准模式时设定的色调映射的一个示例的图。
标准模式中，与重视明亮度的动态模式相比，将第1阈值Th1及第2阈值Th2二者的水平提高。即，向直方图的高亮度侧移动。由此，在家庭等标准收视环境中，抑制显示画面的过度刺眼，显示具有锐度的图像。
图28是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图，是表示电影模式时设定的色调映射的一个示例的图。
电影模式中，与标准模式相比，仅将第1阈值Th1设为更高的水平。即，仅使Th1向直方图的高亮度侧移动。由此，强调较暗环境中的画质的锐度，防止因刺眼而产生疲劳。
图29是对根据画质模式而变化的色调映射的另一示例进行说明的图，是表示PC模式时设定的色调映射的一个示例的图。
如上所述，PC模式中，实质上将利用发光检测的亮度增强处理关闭。因而，即使在色调映射中，相对于输入灰度的输出灰度也为相同值。
通过上述处理得到的色调映射应用于输入视频信号，输入到区域主动控制和亮度扩展部14。
区域主动控制和亮度扩展部14中的处理与实施方式1相同。但是，在区域主动控制和亮度扩展部14中，无需像实施方式1那样根据背光源的平均点亮率来确定最大亮度并输出到信号处理部11，相反，基于从信号处理部11的发光检测部12输出的亮度扩展量，将背光源部16的LED的亮度扩展。
即，在区域主动控制和亮度扩展部14中，将视频分割为规定的多个区域(area)，对其每一分割区域提取视频信号的最大灰度值，根据提取出的最大灰度值，确定每一区域的LED的点亮率。例如，对于最大灰度值较低的较暗区域，通过降低点亮率来使背光源的亮度下降。然后，在该状态下，根据从发光检测部12输出的亮度扩展量，增大整个背光源的接入功率，由此提高背光源的整体亮度。由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理降低与亮度扩展相当的亮度，因此，其结果是，在画面上仅发光部分的亮度提高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。输入视频信号与画面亮度的关系和实施方式1所示的图18相同。
(实施方式3)
图30是对本发明所涉及的视频显示装置的另一实施方式进行说明的图。
实施方式3具有与实施方式2相同的结构，进行与实施方式2相同的动作，但与实施方式2不同的是，在亮度扩展部21中不进行区域主动控制，基于从信号处理部11的发光检测部12输出的亮度扩展量，将背光源部16的亮度扩展。
即，在亮度扩展部21中，输入应用了由映射部13生成的色调映射的视频信号，将显示该视频信号的控制数据输出到显示控制部17。此时，不进行区域主动控制的处理。另一方面，基于从发光检测部12输出的亮度扩展量，统一对整个背光源部16进行扩展。
由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理来减小与亮度扩展相当的亮度，因此，其结果是，在画面上发光部分的亮度变高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。
对于实施方式3中的其它结构部分的动作，由于与实施方式2相同，因此，省略重复说明。
(其他特征量)
在上述各例中，使用亮度Y作为发光检测部12中的发光部的检测处理的特征量，生成亮度的直方图，从中检测出发光部。作为生成直方图的特征量，除了亮度外，还可以使用例如CMI(Color Mode Index：色彩模式指数)或最大RGB。
CMI是表示所关注的颜色有多亮的指标。此处，CMI与亮度不同，CMI表示将颜色信息也考虑在内的明亮度。CMI由
L＊/L＊模式边界×100 ···式(7)
来定义。
上述L*是颜色的相对明亮度的指标，在L*＝100时，是作为物体色最明亮的白色的明度。在上述式(7)中，L*是所关注的颜色的明度，L*模式边界(modeboundary)是以与所关注的颜色相同的色度进行发光而看到的边界的明度。这里已知L*模式边界≈最明色(物体色中最亮的颜色)的明度。将CMI＝100的颜色的明度称为发光色边界，若超过CMI＝100，则定义为发光。
参照图31，对根据视频显示装置中所应显示的广播视频信号来计算CMI的方法进行说明。广播视频信号基于BT.709标准进行标准化，以进行发送。因此，首先利用BT.709用的转换矩阵来将广播视频信号的RGB数据变换成3刺激值XYZ的数据。然后，利用转换式，根据Y计算明度L*。所关注的颜色的L*设为处于图31的位置J1。接下来，根据经转换后的XYZ来计算色度，并根据已知的最明色的数据来求出与所关注的颜色相同色度的最明色的L*(L*模式边界)。图31上的位置为J2。
根据这些值，利用上述式(7)来计算CMI。CMI由关注像素的L*与该色度的最明色的L*(L*模式边界)的比来表示。
利用上述那样的方法，对视频信号的每个像素求出CMI。由于是标准化后的广播信号，因此，所有像素的CMI取0～100的范围内的任一值。然后，对于1帧视频，将横轴设为CMI，纵轴设为频度来制作CMI直方图。此处，计算平均值Ave.和标准偏差Σ，设定各阈值来检测出发光部分。
此外，在其他示例中，特征量是RGB数据中具有最大灰度值的数据(最大RGB)。在RGB组合中，2种颜色具有相同色度的意义与RGB之比没有变化的意义相同。即，对CMI中相同色度的最明色进行运算的处理是在不改变RGB数据的比率的情况下使其倍增一定倍数时，得到RGB数据的灰度变为最大时的RGB组合的处理。
例如，将具有图32(A)所示的灰度的RGB数据的像素设为关注像素。在对关注像素的RGB数据乘以一定的数值时，如图32(B)所示，RGB中的任一项最先饱和时的颜色是与原像素相同色度的最明亮的颜色。然后，在设最先饱和的颜色(该情况下为R)的关注像素的灰度为r1，最明色的R的灰度为r2时，通过
r1/r2×100 ···式(8)
能获得与CMI类似的值。将RGB倍增一定倍数时最先饱和的颜色为关注像素的RGB中具有最大灰度的颜色。
然后，对每一像素计算上述式(8)所得到的值，制作直方图。根据该直方图，计算平均值Ave.和标准偏差σ，设定各阈值来检测出发光部分，或者可检测出黑色的量。此时的直方图也可以是累计像素的RGB的最大灰度值，而不是根据式(8)转换为0～100的值。
标号说明
11…信号处理部，12…发光检测部，13…映射部，14…区域主动控制和亮度扩展部，15…背光源控制部，16…背光源部，17…显示控制部，18…显示部，19…画质模式设定部，20…操作输入部，21…亮度扩展部。

Claims (12)

1.一种视频显示装置，
具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、及对该显示部和该光源进行控制的控制部，
该控制部基于决定有关明亮度的指标与使所述光源的亮度扩展的亮度扩展量之间的关系的控制曲线，对所述光源的亮度进行扩展而使其增大，其中，该有关明亮度的指标是根据所述输入视频信号基于规定条件来计算出，并且，
基于所述输入视频信号的规定的特征量，生成对像素数进行累计而得到的直方图，将该直方图的具有规定的所述特征量的像素检测作为发光部，使除该发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下降，从而对所述发光部的显示亮度进行增强，其特征在于，
该视频显示装置具有设定该视频显示装置的画质模式的画质模式设定部，
所述控制部根据所述画质模式设定部中设定的画质模式，切换控制曲线。
2.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部将输入视频信号所产生的图像分割成多个区域，并基于该分割出的多个区域的视频信号的灰度值，使与每一所述区域相对应的所述光源的点亮率发生变化，
所述控制曲线决定对相当于所有区域的所述点亮率求平均而得到的平均点亮率、与由在所述显示部的画面上能取得的最大亮度所表示的所述亮度扩展量之间的关系，
所述控制部使用所述平均点亮率作为所述有关明亮度的指标，基于根据该平均点亮率决定的所述最大亮度，对所述光源的亮度进行扩展。
3.如权利要求2所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在特定的平均点亮率下具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值的值发生变化。
4.如权利要求2所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在特定的平均点亮率下具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值沿着所述平均点亮率增大或减小的方向变化。
5.如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在特定的平均点亮率下具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值沿着所述平均点亮率增大或减小的方向变化。
6.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线对于将检测出的所述发光部的区域包含在内的规定范围的视频，决定得分与所述亮度扩展量之间的关系，该得分通过对每一像素的明亮度进行加权并对像素数进行计数来得到，
所述控制部使用所述得分作为所述有关明亮度的指标，按照根据所述输入视频信号计算出的所述得分，对所述光源的亮度进行扩展。
7.如权利要求6所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在所述得分的特定区域中具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，根据所述画质模式，所述最大值的值发生变化。
8.如权利要求6所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在将所述得分的最高值包含在内的特定区域中，具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，随着所述得分下降，亮度扩展量从所述最大值的水平开始下降的点的所述得分的值根据所述画质模式而变化。
9.如权利要求7所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线在将所述得分的最高值包含在内的特定区域中，具有所述光源的扩展量变得最大的最大值，随着所述得分下降，亮度扩展量从所述最大值的水平开始下降的点的所述得分的值根据所述画质模式而变化。
10.如权利要求2至9中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，
决定输入灰度与输出灰度之间的关系的输入输出特性具有在比所述发光部与所述非发光部之间的边界要低灰度的非发光部的区域中决定的第1阈值、以及决定所述发光部与所述非发光部之间的边界的第2阈值，
所述控制部预先决定应用于视频信号的增益与所述亮度扩展量之间的关系，根据所述亮度扩展量，确定输出灰度相对于输入视频信号的输入灰度下降的增益，对比所述第1阈值要低灰度的区域应用确定的所述增益，以进行所述视频处理，
该视频处理中，根据所述画质模式设定部中设定的画质模式，使所述第1阈值和/或所述第2阈值产生变化。
11.如权利要求10所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部在所述特征量较低的规定区域中，利用所述视频处理，使因所述光源的亮度的扩展而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
12.一种电视接收装置，其包括权利要求1至11中任一项所述的视频显示装置。
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