CN104867463A - 显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置及其控制方法。所述显示装置包括：发光单元，其包括多个发光器件；显示单元；第一确定单元，其被构造为确定在区域中，第一类型像素的总数的比率是否为第一比率或更大；第二确定单元，其被构造为在所述第一确定单元的确定结果是肯定的情况下，确定在所述区域中，第二类型像素的总数的比率是否为第二比率或更大；以及控制单元，其被构造为基于所述第二确定单元的确定结果，来提高目标器件的发光亮度。

Description

显示装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其控制方法。

背景技术

作为与液晶显示装置相关的技术，可用的有基于输入图像数据来控制背光源的发光亮度(发光量)的技术。如果使用该技术，则能够提高显示图像(在画面上显示的图像)的对比度，并且能够减少显示装置的电力消耗。如果构成背光源的多个光源的发光亮度被分别控制，或者如果根据背光源的发光亮度来校正输入图像数据，则能够进一步提高显示图像的对比度。

此外，如果使用3个发光器件，即发射红光的R器件、发射绿光的G器件以及发射蓝光的B器件，作为背光源的光源，则可以通过分别控制3个发光器件的发光亮度(发光量)，来控制光源的发光颜色。然后，通过基于输入图像数据来控制光源的发光颜色，能够扩大显示图像的色域(color gamut)。

例如，在日本特开第2009-53687号公报中以及在日本特开第2007-322944号公报中，公开了用来控制光源的发光颜色的技术。

利用在日本特开第2009-53687号公报中公开的技术，所述3个发光器件的3种发光颜色中的一种被检测为输入图像数据的主色分量。然后，具有检测出的发光颜色的发光器件的发光亮度被最大化(具有除了检测的发光颜色之外的发光颜色的发光器件的发光亮度被降低)，由此，输入图像数据的主色分量的颜色纯度被提高。

在日本特开第2007-322944号公报中公开的技术的情况下，控制光源的发光颜色，使得从光源发射的颜色具有接近于输入图像数据的色度的色度，由此显示图像的色域被扩大。

发明内容

根据上述的现有技术，如果输入图像数据是单色图像数据，则能够实现高色域扩大效果(扩大显示图像的色域的效果)。然而，如果输入图像数据中包括多种颜色，则可能无法实现高色域扩大效果。

本发明的目的是提供一种使得能够以高精度来扩大显示图像的色域的技术。

本发明在其第一方面提供一种显示装置，该显示装置包括：

发光单元，其包括发光颜色彼此不同的多个发光器件；

显示单元，其被构造为通过基于图像数据调制来自所述发光单元的光，来在画面上显示图像；

第一确定单元，其被构造为确定在与所述发光单元相对应的所述画面的区域中，第一类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第一比率或更大，所述第一类型像素的色度水平小于第一色度水平；

第二确定单元，其被构造为确定在所述第一确定单元的确定结果是肯定的情况下，在所述区域中，第二类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第二比率或更大，所述第二类型像素的色度水平是第二色度水平或更高；以及

控制单元，其被构造为基于所述第二确定单元的确定结果，来提高作为所述多个发光器件中的至少一个发光器件的目标器件的发光亮度。

本发明在其第二方面提供一种显示装置的控制方法，该显示装置具有：

发光单元，其包括发光颜色彼此不同的多个发光器件；以及

显示单元，其被构造为通过基于图像数据调制来自所述发光单元的光，来在画面上显示图像，

所述控制方法包括：

第一确定步骤，确定在与所述发光单元相对应的所述画面的区域中，第一类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第一比率或更大，所述第一类型像素的色度水平小于第一色度水平；

第二确定步骤，确定在所述第一确定步骤中的确定结果是肯定的情况下，在所述区域中，第二类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第二比率或更大，所述第二类型像素的色度水平是第二色度水平或更高；以及

控制步骤，基于所述第二确定步骤中的确定结果，来提高作为所述多个发光器件中的至少一个发光器件的目标器件的发光亮度。

本发明在其第三方面提供一种程序，该程序使计算机执行所述的显示装置的控制方法的各步骤。

根据本发明，能够以高精度来扩大显示图像的色域。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是描绘根据实施例1的显示装置的功能结构的示例的框图；

图2是描绘根据实施例1的对应像素比率与校正率之间的对应关系的示例的图；

图3是描绘根据实施例1的校正之后的图像数据的显示色域的示例的图；

图4是描绘根据实施例1的图像校正单元的功能结构的示例的框图；

图5是描绘根据实施例1的最小色差与混合比率之间的关系的示例的图；

图6是描绘根据实施例1的显示装置的处理流程的示例的流程图；

图7是描绘根据实施例2的提高率与灰度的分辨率之间的关系的示例的图；

图8是描绘根据实施例2的显示装置的功能结构的示例的框图；

图9是描绘根据实施例3的图像校正单元109的功能结构的示例的框图；

图10是描绘根据实施例3的子像素值与校正系数之间的关系的示例的图；以及

图11是描绘色域扩大效果的示例的图。

具体实施方式

<实施例1>

现在，将描述根据本发明的实施例1的显示装置及其控制方法。

在下面的描述中，根据该实施例的显示装置是透射型液晶显示装置，但是，根据该实施例的显示装置并不限定于此。根据该实施例的显示装置可以是通过调制来自光源装置的光而在画面上显示图像的任何显示装置。例如，根据该实施例的显示装置可以是反射型的液晶显示装置。根据该实施例的显示装置可以是使用微机电系统(MEMS)快门替代液晶器件的MEMS快门式显示装置。

图1是描绘根据实施例1的显示装置的功能结构的示例的框图。

根据该实施例的显示装置包括背光源101、液晶屏102、特征值获取单元103、提高率确定单元104、增强颜色确定单元105、发光控制单元106、照射光量确定单元107、校正系数确定单元108及图像校正单元109。

背光源101是如下的发光单元，其包括发光颜色彼此不同的多个发光器件。从背光源101发射的光被照射到液晶屏102的背面上。在该实施例中，背光源101具有多个光源，所述多个光源各自具有多个发光器件。具体而言，在构成背光源101的发光面的多个发光区域的各个中，均布置了光源。例如，背光源101具有与m(水平方向)×n(垂直方向)(m和n是1或更大的整数)个发光区域相对应的m×n个光源。多个发光器件的发光亮度能够被分别控制。具体而言，发光器件以根据发光控制值的发光亮度来发射光，并且多个发光器件的发光控制值能够被分别控制。另外，在该实施例中，光源具有3个发光器件：发射红光的R器件；发射绿光的G器件；以及发射蓝光的B器件。

发光器件并不限于R器件、G器件或B器件。例如，可以使用发射黄光的发光器件。

液晶屏102是如下的显示单元(显示屏)，其以基于被输入到液晶屏102的图像数据的透射率，来透射来自背光源101的光，从而在画面上显示图像。在该实施例中，将描述输入图像数据的像素由如下3个子像素构成的情况，所述3个子像素是作为红色子像素的R子像素、作为绿色子像素的G子像素，以及作为蓝色子像素的B子像素。输入图像数据针对各子像素具有作为12位(0至4095)的值的子像素值。以下，R子像素的值被称为“R值”，G子像素的值被称为“G值”，并且B子像素的值被称为“B值”。

子像素值并不限于12位的值。子像素值的位数可以大于或小于12位。

由输入图像数据，特征值获取单元103获取表示输入图像数据的亮度的特征值。具体而言，针对各光源，由输入图像数据获取在与该光源相对应的画面的区域(对应区域)中应当显示的图像数据的特征值。在该实施例中，多个光源对应于构成画面的区域的多个对应区域。然后，针对各对应区域，由输入图像数据，获取在该对应区域中应当显示的图像数据的特征值。在该实施例中，针对各发光器件来获取如下的特征值，该特征值表示与该发光器件的发光颜色相对应的颜色的亮度。具体而言，获取对应区域中的R值的最大值、G值的最大值以及B值的最大值，作为特征值。

特征值获取单元103将获取到的特征值，输出到提高率确定单元104。

特征值并不限于R值的最大值、G值的最大值和B值的最大值。例如，特征值可以是像素值的直方图、亮度值的直方图、像素值的代表值或者亮度值的代表值。代表值是例如最大值、最小值、平均值、众数或中间值。

特征值获取单元103从输入图像数据的像素中，检测非对应像素(第一类型像素)及对应像素(第二类型像素)。非对应像素是如下的像素，即在背光源101的多个发光器件的各个中，发光器件的发光颜色与该像素的颜色之差大于第一阈值。对应像素是如下的像素，即在背光源101的多个发光器件中的任何发光器件中，发光器件的发光颜色与该像素的颜色之差是第二阈值或更小。具体而言，针对各光源，从在与该光源相对应的对应区域中应当显示的像素当中，检测非对应像素及对应像素。

在该实施例中，确定色度水平小于阈值C1(小于第一色度水平)的像素，作为具有低色度的像素以及作为非对应像素。确定色度水平是阈值C1或更高并且小于阈值C2的像素，作为具有中间色度的像素。确定色度水平是阈值C2或更高(第二色度水平或更高)的像素，作为具有高色度的像素以及作为对应像素。在此，0<阈值C1≤阈值C2≤1。如果纯白色的色度水平是0，并且纯红色/纯绿色/纯蓝色的色度水平是1，则例如针对阈值C1设置0.3，并且针对阈值C2设置0.7。可以把具有高色度的像素，视为相对于发光器件的发光颜色的颜色纯度是阈值C2或更高的像素。可以把具有低色度的像素，视为相对于发光器件的发光颜色的颜色纯度小于阈值C1的像素。

第一阈值、第二阈值、阈值C1及阈值C2可以是任何值。这些阈值可以是由制造商预先确定的固定值，或者可以是用户能够自由设置或改变的值。第二阈值可以是与第一阈值相同的值，或者可以是与第一阈值不同的值。

根据本发明的色度表示颜色的饱和度，并且不限于作为构成特定颜色空间的一个要素的色度，所述特定颜色空间是诸如HSV颜色空间(由色调、饱和度(色度)及值(明度)构成的颜色空间)。

下面，将具体地描述检测对应像素的方法。

在该实施例中，针对各发光器件，将该发光器件的发光颜色与像素的颜色之差是第二阈值或更小的像素检测作为对应像素。具体而言，将红色与像素的颜色之差是第二阈值或更小的对应像素检测作为R单色像素。例如，检测R值高、并且G值及B值低的像素，作为R单色像素。具体而言，检测R值是阈值D或更大、并且G值及B值是阈值E或更小(阈值E≤阈值D)的像素，作为R单色像素。如果R值的上限值是1，则例如将0.7设置为阈值D，将0.3设置为阈值E。

同样，检测绿色与像素的颜色之差是第二阈值或更小的对应像素，作为G单色像素，并且检测蓝色与像素的颜色之差是第二阈值或更小的对应像素，作为B单色像素。

阈值D及E可以是任何值。这些阈值可以是由制造商预先确定的固定值，或者可以是用户能够自由设置或改变的值。

特征值获取单元103把各光源的检测结果，输出到增强颜色确定单元105。在该实施例中，输出针对光源而检测出的非对应像素的总数、R单色像素的总数、G单色像素的总数以及B单色像素的总数，作为对该光源的检测结果。

用于检测对应像素(单色像素)的方法并不限于上述方法。例如，可以检测具有与红色的色度之差是阈值或更小的色度的像素，作为R单色像素。

在该实施例中，描述了当对应区域是与发光区域相同的区域时的示例，但是，对应区域也可以与发光区域不同。画面的区域可以不由多个对应区域构成。对应区域可以大于或小于发光区域。对应区域可以与其他对应区域交叠。对于多个对应区域，可以使用不相互接触的多个区域。一个对应区域可以对应于两个或更多光源。

可以由相互不同的功能单元，来进行特征值的获取和对应像素的检测。例如，显示装置可以包括获取特征值的获取单元，以及检测对应像素的检测单元。

提高率确定单元104基于输入图像数据，来确定发光器件的发光亮度的提高率。在该实施例中，基于由特征值获取单元103获取的特征值，来针对各光源，获取构成该光源的多个发光器件的各个的发光亮度的提高率。具体而言，针对各光源，基于针对该光源的多个发光器件而获取的多个特征值，来确定该光源的提高率。在此，提高率是发光亮度与预定基准值的比率。预定基准值是当不进行使用输入图像数据的发光亮度的控制时的发光亮度。在该实施例中，控制各发光器件的发光亮度，使得在图像数据的亮度高的情况下，与图像数据的亮度低的情况相比，背光源101的发光亮度变得较高。因此，在由特征值表示的亮度较高时，提高率确定单元104针对光源确定较高的提高率。

下面，将描述用于确定提高率的方法的示例。

为了以与像素值相对应的亮度来显示对应区域内的全部像素，设置各对应区域的发光亮度，使得以与该对应区域中的像素值的最大值相对应的亮度，来显示图像。换言之，将提高率确定为大于如下比率的值，所述比率是子像素值的最大值(子像素最大值)与子像素值能够具有的值的最大值(例如，在子像素值是12位的值的情况下是4095)的比率。在该实施例中，基于多个子像素最大值中的最大值以及子像素值能够具有的最大值，来针对各光源确定该光源的提高率。

用于确定提高率的方法并不限于上述方法。例如，可以控制各发光器件的发光亮度，使得在图像数据的亮度低的情况下，与图像数据的亮度高的情况相比，背光源101的发光亮度较高。为了进行这样的控制，在由特征值表示的亮度较低时，确定较高的提高率。替代针对R器件、G器件及B器件确定共同的提高率，可以针对各发光器件来确定提高率。具体而言，可以针对各发光器件，基于与该发光器件的发光颜色相对应的子像素最大值，来确定该发光器件的提高率。

增强颜色确定单元105基于由特征值获取单元103对非对应像素及对应像素的检测结果，来确定增强颜色。在该实施例中，针对各光源来确定增强颜色。具体而言，增强颜色确定单元105执行第一确定处理及第二确定处理。第一确定处理是如下的处理，即针对各光源来确定在与该光源相对应的对应区域中应当显示的非对应像素的总数、与该对应区域中的图像数据的总像素数的比率是否为第一比率或更大。当第一确定处理的确定结果是肯定的时，执行第二确定处理。第二确定处理是如下的处理，即针对第一确定处理的确定结果为肯定的光源的各发光器件，来确定如下的比率是否为第二比率或更大，所述比率为：在与具有该发光器件的光源相对应的对应区域中应当显示的、并且该发光器件的发光颜色与像素的颜色之差是第二阈值或更小的对应像素的总数，跟与具有该发光器件的光源相对应的对应区域中的图像数据的总像素数的比率。将第二确定处理的确定结果为肯定的发光器件的发光颜色确定作为增强颜色。换言之，如果第一确定处理的确定结果是否定的，并且如果不存在第二确定处理的结果为肯定的发光器件，则不确定增强颜色。可以把增强颜色，视为显示图像(画面上的图像显示)的色域应该被扩大的颜色分量(扩大方向)。

增强颜色确定单元105将各光源的增强颜色，输出到发光控制单元106。

发光控制单元106提高如下发光器件(目标器件)的发光亮度，所述目标器件发射由增强颜色确定单元105确定的增强颜色的光。具体而言，控制发光器件的发光亮度，使得在针对发射增强颜色的光的该发光器件而检测出的对应像素的数量越大时，该发光器件以越高的发光亮度来发射光。在该实施例中，基于第二确定处理的确定结果，来控制各光源的发光。具体而言，控制各光源(各对应区域)，使得在针对发射针对该光源而确定的增强颜色的光的发光器件而检测出的对应像素的数量越大时，该发光器件的发光亮度变得越高。

在此，之所以基于对应像素的数量来控制发光亮度，是因为在宽的面积上分布了具有高色度的像素的图像区域中，能够更容易地目视感知颜色的饱和度。如上所述，通过控制发光亮度，能够把来自背光源101的光的颜色，精确地改变为能够更容易地感知颜色的饱和度的颜色。结果，随着饱和度的该目视感知的明显化，能够进一步提高能够更容易地目视感知饱和度的颜色的颜色纯度。

在该实施例中，发光控制单元106进行校正，使得在针对发射增强颜色的光的发光器件而检测出的对应像素的数量越大时，所述发光器件的提高率变得越高。具体而言，以依照对应像素比率的校正率来校正提高率，所述对应像素比率是在对应区域中显示的并且具有与增强颜色相对应的颜色(与增强颜色之差是第二阈值或更小的颜色)的对应像素的总数、与在该对应区域中显示的总像素数的比率。例如，利用表示对应像素比率与校正率之间的对应关系的信息，来确定校正率，并且利用确定的校正率来校正提高率。图2示出了对应像素比率与校正率之间的对应关系的示例。如果对应像素比率和校正率具有图2中的对应关系，则当对应像素比率是100％时，提高率被校正5倍。

然后，发光控制单元106针对各发光器件，把该发光器件的发光亮度，控制到通过利用校正后的提高率校正预定基准值而生成的值。具体而言，将发光亮度控制到通过将预定基准值乘以校正后的提高率而生成的值。因此，把发射加强颜色的光的发光器件的发光亮度，控制到通过利用如下的提高率校正预定基准值而生成的值，所述提高率基于与增强颜色相对应的对应像素的数量而被校正。然后，把发射具有增强颜色之外的颜色的光的发光器件的发光亮度，控制到通过利用由提高率确定单元104确定的提高率校正预定基准值而生成的值。在该实施例中，发光控制单元106确定与控制之后的发光亮度相对应的发光控制值，并且将确定的发光控制值输出到背光源101。由此，发光器件的发光亮度被控制到根据发光控制值的值。

发光器件的发光亮度具有上限值。因此，发光控制单元106限制校正后的提高率，使得发光器件的发光亮度不超过上限值(第一限制处理)。然后，发光控制单元106把发光亮度，控制到通过用限制后的提高率校正预定基准值而生成的值。

在根据该实施例的显示装置中，依照峰值亮度控制信号来控制显示亮度的上限值。例如，显示装置具有各自具有不同显示亮度的多个显示模式，根据用户操作来选择多个显示模式中的一个，并且依照选择的显示模式来生成峰值亮度控制信号。然后，显示装置把显示亮度的上限值，控制到依照峰值亮度控制信号的值。例如，作为显示亮度的上限值，在电影模式下设置A[cd/m²]，在标准模式下设置B[cd/m²]，并且在TV模式下设置C[cd/m²]。在此，假设A<B<C。通过控制背光源101的发光亮度，来实现显示亮度的此类切换。在上述示例的情况下，背光源101具有以C[cd/m²]或更高发光亮度来发光的能力，并且如果通过用户操作将显示模式切换到电影模式，则通过降低背光源101的发光亮度，来降低显示亮度。在该实施例中，利用背光源101的发光能力的剩余部分，来增强发光器件的发光亮度，从而取得色域扩大效果。

如上所述，发光器件的发光亮度具有上限值。发光亮度还具有下限值，以用于依照显示模式来实现上限值的显示亮度。例如，如果当图像数据的亮度是上限值时，子像素的透射率是100％，则发光器件必须以A[cd/m²]或更高来发光，以实现上限值A[cd/m²]的显示亮度。提高率确定单元104在图像数据的亮度较高时确定较高的提高率，从而实现依照显示模式的期望显示亮度。因此，可以把设置显示亮度的上限值的处理，视为设置由提高率确定单元104确定的提高率的上限值的处理。

设置由提高率确定单元104确定的提高率的上限值的处理，可以由提高率确定单元104来进行，或者可以由其他功能单元来进行。显示装置可以包括设置单元，该设置单元设置由提高率确定单元104确定的提高率的上限值。

发光控制单元106将校正后的提高率限制到值B1/B2或更小，其中B1表示发光亮度的上限值，并且B2表示通过利用由提高率确定单元104确定的提高率的上限值校正预定基准值而生成的值。如果发光亮度的上限值是C[cd/m²]，并且设置了电影模式，则将校正后的提高率限制到值C/A或更小。

对于校正提高率、限制提高率以及控制发光亮度当中的至少一个处理，可以由与进行其余两个处理的功能单元不同的功能单元来进行。例如，显示装置可以具有用来校正提高率的校正单元、用来限制提高率的限制单元，以及用来控制发光亮度的控制单元。

在该实施例的描述中，执行6个处理步骤，即确定提高率、检测对应像素、确定增强颜色、校正提高率、限制提高率以及控制发光亮度，但是，本发明并不限于此。可以省略确定提高率、确定增强颜色、校正提高率以及限制提高率的步骤中的至少一个。如果能够仅针对第二确定处理的确定结果为肯定的发光器件来提高发光亮度，则用于控制发光亮度的方法不被特别限制。

照射光量确定单元107基于由发光控制单元106确定的发光控制值(控制之后的发光亮度)，来针对各对应区域，确定从背光源101发射并且照射到液晶屏102上的光的量(照射光量)。在该实施例中，针对发光器件的各发光颜色来确定照射光量。从发光器件发射的光泄漏到其他对应区域中。因此，照射光量确定单元107确定从各对应区域中的发光器件发射的光的合计值，作为照射光量。从发光器件发射的光发生衰减，并照射到液晶屏102上。在该实施例中，预先提供如下的信息(函数，表格)，这些信息表示到发光器件的距离与从发光器件发射的光的到达率(或衰减率)之间的对应关系。照射光量确定单元107对根据所述信息而加权的各发光器件的发光量进行相加，从而计算照射光量。

然后，照射光量确定单元107将计算出的照射光量输出到校正系数确定单元108。在该实施例中，照射光量确定单元107利用在全部发光器件的发光亮度均被控制到预定基准值的情况下的照射光量(基准光量)，来对计算出的照射光量进行归一化。然后，照射光量确定单元107将归一化的照射光量(照射光量比)输出到校正系数确定单元108。

校正系数确定单元108基于各对应区域的照射光量，来确定用来校正输入图像数据的校正系数。然后，校正系数确定单元108将确定的校正系数输出到图像校正单元109。

在该实施例中，校正系数确定单元108计算颜色转换矩阵Mstd及颜色转换矩阵Mex。具体而言，针对各对应区域，来计算颜色转换矩阵Mstd及颜色转换矩阵Mex。颜色转换矩阵Mstd是如下的矩阵，其用来把输入图像数据，转换为能够准确显示由输入图像数据表示的亮度及颜色的图像数据。颜色转换矩阵Mex是如下的矩阵，其用来把输入图像数据，转换为在从背光源101发射的光的颜色改变方向上、显示图像的色域被扩大的图像数据。颜色转换矩阵的各分量是校正系数。

图3示出了通过颜色转换矩阵Mstd转换的图像数据的显示色域(显示图像的色域)，以及通过颜色转换矩阵Mex转换的图像数据的显示色域的示例。图3中的实线表示通过颜色转换矩阵Mstd转换的图像数据的显示色域(基准色域)，并且由实线表示的显示色域与输入图像数据的色域相同。图3中的点线表示通过颜色转换矩阵Mex转换的图像数据的显示色域(扩大的色域)。图3中的点线表示当从背光源101发射的光的颜色在蓝色方向上已改变时的示例。如图3中的点线所示，在作为从背光源101发射的光的改变方向的蓝色方向上，显示色域已被扩大。此外，如图3中的点线所示，如果使用颜色转换矩阵Mex，则作为显示图像的蓝色，获取到具有比由输入图像数据表示的颜色高的颜色纯度的颜色。

可以利用颜色矩阵M，通过下面所示的式1，来表示作为输入图像数据的像素值的转换之前的像素值(R值,G值,B值)＝(Rin,Gin,Bin)与转换之后的像素值(Rout,Gout,Bout)之间的关系。

[数1]

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rout}\\ \mathrm{Gout}\\ \mathrm{Bout}\end{array}\right)=M\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rin}\\ \mathrm{Gin}\\ \mathrm{Bin}\end{array}\right)$   (式1)

如果不执行使用输入图像数据的发光亮度控制，即如果照射光量是基准光量，则能够利用矩阵XYZstd，通过下面所示的式2，来表示输入图像数据的像素值(RGB值)与显示图像的XYZ三刺激值之间的关系。

[数2]

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\mathrm{XYZstd}\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rin}\\ \mathrm{Gin}\\ \mathrm{Bin}\end{array}\right)$

$\mathrm{XYZstd}=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{XstdR}& \mathrm{XstdG}& \mathrm{XstdB}\\ \mathrm{YstdR}& \mathrm{YstdG}& \mathrm{YstdB}\\ \mathrm{ZstdR}& \mathrm{ZstdG}& \mathrm{ZstdB}\end{array}\right)$

           (式2)

如果执行使用输入图像数据的发光亮度控制，则能够通过下面所示的式3，来表示与输入图像数据的像素值(1,0,0)相对应的显示图像的X值TXR。在式3中，GR表示从R器件发射的光与照射光量之比，GG表示从G器件发射的光与照射光量之比，并且GB表示从B器件发射的光与照射光量之比。TXRLr表示当从R器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TXRLg表示当从G器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TXRLb表示当从B器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TXRLr、TXRLg及TXRLb都是关于X值的透射率。

TXR＝TXRLr×GR+TXRLg×GG+TXRLb×GB(式3)

同样，可以通过下面所示的式4，来表示与输入图像数据的像素值(1,0,0)相对应的显示图像的Y值TYR，并且可以通过下面所示的式5，来表示与输入图像数据的像素值(1,0,0)相对应的显示图像的Z值TZR。

TYR＝TYRLr×GR+TYRLg×GG+TYRLb×GB(式4)

TZR＝TZRLr×GR+TZRLg×GG+TZRLb×GB(式5)

在式4及式5中，TYRLr及TZRLr是当从R器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TYRLg及TZRLg是当从G器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TYRLb及TZRLb是当从B器件发射的光透射过R子像素时的透射率。TYRLr、TYRLg及TYRLb都是关于Y值的透射率，并且TZRLr、TZRLg及TZRLb都是关于Z值的透射率。

同样，可以通过下面所示的式6至式8，来表示与输入图像数据的像素值(0,1,0)相对应的显示图像的X值TXG、Y值TYG及Z值TZG。

TXG＝TXGLr×GR+TXGLg×GG+TXGLb×GB(式6)

TYG＝TYGLr×GR+TYGLg×GG+TYGLb×GB(式7)

TZG＝TZGLr×GR+TZGLg×GG+TZGLb×GB(式8)

在式6至式8中，TXGLr、TYGLr及TZGLr都是当从R器件发射的光透射过G子像素时的透射率。TXGLg、TYGLg及TZGLg都是当从G器件发射的光透射过G子像素时的透射率。TXGLb、TYGLb及TZGLb都是当从B器件发射的光透射过G子像素时的透射率。TXGLr、TXGLg及TXGLb都是关于X值的透射率。TYGLr、TYGLg及TYGLb都是关于Y值的透射率。TZGLr、TZGLg及TZGLb都是关于Z值的透射率。

同样，可以通过下面所示的式9至式11，来表示与输入图像数据的像素值(0,0,1)相对应的显示图像的X值TXB、Y值TYB及Z值TZB。

TXB＝TXBLr×GR+TXBLg×GG+TXBLb×GB(式9)

TYB＝TYBLr×GR+TYBLg×GG+TYBLb×GB(式10)

TZB＝TZBLr×GR+TZBLg×GG+TZBLb×GB(式11)

在式9至式11中，TXBLr、TYBLr及TZBLr都是当从R器件发射的光透射过B子像素时的透射率。TXBLg、TYBLg及TZBLg都是当从G器件发射的光透射过B子像素时的透射率。TXBLb、TYBLb及TZBLb都是当通过B器件发射的光透射过B子像素时的透射率。TXBLr、TXBLg及TXBLb都是关于X值的透射率。TYBLr、TYBLg及TYBLb都是关于Y值的透射率。TZBLr、TZBLg及TZBLb都是关于Z值的透射率。

可以通过下面所示的式12，来表示转换之后的像素值与显示图像的XYZ三刺激值之间的关系。

[数3]

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\mathrm{Txyz}\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rout}\\ \mathrm{Gout}\\ \mathrm{Bout}\end{array}\right)$

$\mathrm{Txyz}=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{TXR}& \mathrm{TXG}& \mathrm{TXB}\\ \mathrm{TYR}& \mathrm{TYG}& \mathrm{TYB}\\ \mathrm{TZR}& \mathrm{TZG}& \mathrm{TZB}\end{array}\right)$

            (式12)

如果不论是否执行使用输入图像数据的发光亮度控制，显示图像的XYZ都是相同的，则不论是否执行使用输入图像数据的发光亮度控制，都能够获取相同的显示图像。换言之，如果不论是否执行使用输入图像数据的发光亮度控制，显示图像的XYZ三刺激值都是相同的，则能够获取准确再现输入图像数据的亮度及颜色的显示图像。基于条件“不论是否执行使用输入图像数据的发光亮度控制，显示图像的XYZ三刺激值都是相同的”，并且基于式2及式12，获取到下面所示的式13。

[数4]

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rout}\\ \mathrm{Gout}\\ \mathrm{Bout}\end{array}\right)={\mathrm{Txyz}}^{-1}\mathrm{XYZstd}\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rin}\\ \mathrm{Gin}\\ \mathrm{Bin}\end{array}\right)$   (式13)

然后，基于式1及式13，获取到表示颜色转换矩阵Mstd的下面所示的式14。

Mstd＝Txyz^-1XYZstd(式14)

校正系数确定单元108利用式3至式11，基于由照射光量确定单元107确定的照射光量比，来计算逆矩阵Txyz^-1。然后，校正系数确定单元108由计算出的逆矩阵Txyz^-1以及预先提供的矩阵XYZstd，来计算颜色转换矩阵Mstd。

可以预先提供用于输入照射光量比以及输出颜色转换矩阵Mstd的表格或函数。可以利用这样的表格或函数，通过由照射光量确定单元107确定的照射光量比，来确定颜色转换矩阵Mstd。

可以通过下面所示的式15，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、红色的显示颜色(画面上的颜色)的色度坐标(u’b(R),v’b(R))。换言之，可以利用通过用(4095,0,0)替代在基于式12的改变之后的像素值(Rout,Gout,Bout)而获取到的XYZ三刺激值(X(R),Y(R),Z(R))，来计算色度坐标(u’b(R),v’b(R))。4095是在改变之后子像素值能够取的最大值，并且0是在改变之后子像素值能够取的最小值。

[数5]

$\left(\begin{array}{c}X\left(R\right)\\ Y\left(R\right)\\ Z\left(R\right)\end{array}\right)=\mathrm{Txyz}\left(\begin{array}{c}4095\\ 0\\ 0\end{array}\right)$

$u^{,}b\left(R\right)=\frac{4\&times;X\left(R\right)}{X\left(R\right)+15\&times;Y\left(R\right)+3\&times;Z\left(R\right)}$

$v^{,}b\left(R\right)=\frac{9\&times;Y\left(R\right)}{X\left(R\right)+15\&times;Y\left(R\right)+3\&times;Z\left(R\right)}$

             (式15)

同样，可以通过下面所示的式16，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、绿色的显示颜色的色度坐标(u’b(G),v’b(G))。

[数6]

$\left(\begin{array}{c}X\left(G\right)\\ Y\left(G\right)\\ Z\left(G\right)\end{array}\right)=\mathrm{Txyz}\left(\begin{array}{c}0\\ 4095\\ 0\end{array}\right)$

$u^{,}b\left(G\right)=\frac{4\&times;X\left(G\right)}{X\left(G\right)+15\&times;Y\left(G\right)+3\&times;Z\left(G\right)}$

$v^{,}b\left(G\right)=\frac{9\&times;Y\left(G\right)}{X\left(G\right)+15\&times;Y\left(G\right)+3\&times;Z\left(G\right)}$

             (式16)

可以通过下面所示的式17，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、蓝色的显示颜色的色度坐标(u’b(R),v’b(R))。

[数7]

$\left(\begin{array}{c}X\left(B\right)\\ Y\left(B\right)\\ Z\left(B\right)\end{array}\right)=\mathrm{Txyz}\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ 4095\end{array}\right)$

$u^{,}b\left(B\right)=\frac{4\&times;X\left(G\right)}{X\left(B\right)+15\&times;Y\left(G\right)+3\&times;Z\left(G\right)}$

$v^{,}b\left(B\right)=\frac{9\&times;Y\left(B\right)}{X\left(B\right)+15\&times;Y\left(B\right)+3\&times;Z\left(B\right)}$

                               (式17)

可以通过下面所示的式18-1，来计算当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、红色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’(R)。可以通过下面所示的式18-2，来计算当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、绿色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’(G)。并且，可以通过下面所示的式18-3，来计算当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、蓝色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’(B)。

同样，可以通过下面所示的式18-4，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、红色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’b(R)。可以通过下面所示的式18-5，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度颜色控制时的、绿色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’b(G)。并且，可以通过下面所示的式18-6，来计算当执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、蓝色的显示颜色与白色的显示颜色之间的色差Δu’v’b(B)。

[数8]

$\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}\left(R\right)=\sqrt{{(u^{,}\left(R\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}\left(R\right)-v^{,}\left(W\right))}^2}$

                                    (式18-1)

$\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}\left(G\right)=\sqrt{{(u^{,}\left(G\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}\left(G\right)-v^{,}\left(G\right))}^2}$

                                    (式18-2)

$\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}\left(B\right)=\sqrt{{(u^{,}\left(B\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}\left(B\right)-v^{,}\left(W\right))}^2}$

                                    (式18-3)

$\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}b\left(R\right)\\ =\sqrt{{(u^{,}b\left(R\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}b\left(R\right)-v^{,}\left(W\right))}^2}\end{array}$

                                    (式18-4)

$\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}b\left(G\right)\\ =\sqrt{{(u^{,}b\left(G\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}b\left(G\right)-v^{,}\left(W\right))}^2}\end{array}$

                                    (式18-5)

$\begin{array}{c}\mathrm{\&Delta;}{u}^{,}{v}^{,}b\left(B\right)\\ =\sqrt{{(u^{,}b\left(B\right)-u^{,}\left(W\right))}^2+{(v^{,}b\left(B\right)-v^{,}\left(W\right))}^2}\end{array}$

                                    (式18-6)

在式18-1至式18-3中，u’(R)及v’(R)表示当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、红色的显示颜色的色度坐标。u’(G)及v’(G)表示当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、绿色的显示颜色的色度坐标。并且，u’(B)及v’(B)表示当不执行使用输入图像数据的发光亮度控制时的、蓝色的显示颜色的色度坐标。

在式18-1至式18-6中，u’(W)及v’(W)表示白色的显示颜色的色度坐标。

校正系数确定单元108利用式3至式11，通过由照射光量确定单元107确定的照射光量比，来计算矩阵Txyz。然后，由计算出的矩阵Txyz，校正系数确定单元108通过计算式15至式17以及式18-4至式18-6，来计算在执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的、各显示颜色的色差。同样，校正系数确定单元108通过计算式18-1至式18-3，来计算在不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的、各显示颜色的色差。在此，假设预先提供色度坐标的分量u’(R)、v’(R)、u’(G)、v’(G)、u’(B)、v’(B)、u’(W)及v’(W)。

然后，校正系数确定单元108针对各显示颜色，来计算色差Δu’v’b与色差Δu’v’之间的距离，如下面示出的式19中所示。校正系数确定单元108进行如下的确定，即色差的差最大的颜色，是显示图像的色域应当被扩大的颜色分量(扩大方向)。以下，色差的差最大的颜色被称为“图像增强颜色”。

红色：Δu’v’b(R)-Δu’v’(R)

绿色：Δu’v’b(G)-Δu’v’(G)

蓝色：Δu’v’b(B)-Δu’v’(B)

                         (式19)

用来确定图像增强颜色的方法并不限上述方法。例如，可以预先提供用于输入照射光量比以及输出色差Δu’v’b的表格或函数。可以利用这样的表格或函数，通过由照射光量确定单元107确定的照射光量比，来确定色差Δu’v’b。可以在不利用照射光量比进行计算的情况下，将由增强颜色确定单元105确定的增强颜色确定为图像增强颜色。

可以预先提供在不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的、各显示颜色的色差。

可以通过式20，来计算如下的矩阵XYZex，该矩阵XYZex对应于通过执行使用输入图像数据的发光亮度控制而扩大的色域。式20是通过如下方式生成的矩阵，即通过基于在执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的图像增强颜色的XYZ三刺激值，来校正在式2的矩阵XYZstd中包括的XYZ三刺激值之中的、与图像增强颜色相对应的X值及Y值，而生成该矩阵。式20是图像增强颜色是蓝色的情况。在式20中，矩阵XYZstd的XstdB被替换为X(B)×YstdB/Y(B)，并且ZstdB被替换为Z(B)×YstdB/Y(B)。如果通过矩阵XYZex进行转换，则在不用改变与显示亮度相对应的Y分量的情况下，能够扩大显示图像的色域，就像从背光源101发射的光的色域一样。

[数9]

$\mathrm{XYZex}=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{XstdR}& \mathrm{XstdG}& X\left(B\right)\&times;\mathrm{YstdB}/Y\left(B\right)\\ \mathrm{YstdR}& \mathrm{YstdG}& \mathrm{YstdB}\\ \mathrm{ZstdR}& \mathrm{ZstdR}& Z\left(B\right)\&times;\mathrm{YstdB}/Y\left(B\right)\end{array}\right)$

                                           (式20)

然后，将式14的矩阵XYZstd替换为XYZex，由此获取到表示颜色转换矩阵Mex的下面所示的式21。

Mex＝Txyz^-1XYZex(式21)

校正系数确定单元108依照图像增强颜色来计算矩阵XYZex。然后，校正系数确定单元108由计算的Txyz^-1以及矩阵XYZex，来计算颜色转换矩阵Mex。

可以预先针对各图像增强颜色，提供用于输入照射光量比以及输出颜色转换矩阵Mex的表格或函数。然后，可以利用与确定的图像增强颜色相对应的此种表格或函数，通过由照射光量确定单元107确定的照射光量比，来确定颜色转换矩阵Mex。

图像校正单元109依照多个发光器件的发光亮度，来校正输入图像数据。在该实施例中，当与显示暗图像数据的对应区域相对应的光源的发光亮度被控制时，针对该对应区域中的图像数据，进行用于扩展像素值的图像处理。由此，暗图像的黑浮(black floating)被减轻，并且背光源101的电力消耗被减小，而不会降低液晶屏的显示亮度(画面上的亮度)。可以把“针对图像数据来扩展像素值的图像处理”，视为“提高液晶屏102的透射率的图像处理”。在该实施例中，基于增强颜色的对应像素的数量，来改变光源的多个发光器件的发光亮度之比，但是基于光源的多个发光器件各自的发光亮度，来校正输入图像数据。由此，能够提高与增强颜色相对应的显示图像的颜色的颜色纯度，并且能够扩大显示图像的色域。

具体而言，图像校正单元109利用由校正系数确定单元108确定的颜色转换矩阵Mstd及颜色转换矩阵Mex，来校正输入图像数据。如果使用颜色转换矩阵Mstd，则能够获取与不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况相同的显示图像。

如果使用颜色转换矩阵Mstd，则能够获取如下的显示图像，在该显示图像中，以与从背光源101发射的光的色域相同的方式扩大色域。

在该实施例中，使用了颜色转换矩阵Mstd和颜色转换矩阵Mex两者。

然后，图像校正单元109将校正后的图像数据输出到液晶屏102。由此，来自背光源101的光基于校正后的图像数据而透射过液晶屏102。

可以使用颜色转换矩阵Mstd和颜色转换矩阵Mex中的仅一者。例如，可以单独地使用颜色转换矩阵Mstd，或者可以单独地使用颜色转换矩阵Mex。可以根据用户操作、输入图像数据的类型以及显示装置的安装环境等，来选择颜色转换矩阵Mstd和颜色转换矩阵Mex中的任何一者，并且可以利用选择的颜色转换矩阵，来校正输入图像数据。

图4是图像校正单元109的功能结构的示例。图像校正单元109包括基准矩阵生成单元121、扩大矩阵生成单元122、基准矩阵计算单元123、扩大矩阵计算单元124、色度计算单元125及混合单元126。

基准矩阵生成单元121利用各对应区域的颜色转换矩阵Mstd，来计算各像素的颜色转换矩阵(基准矩阵)。具体而言，通过组合各对应区域的颜色转换矩阵Mstd，来计算各像素的基准矩阵，使得在图像的空间方向上，颜色转换矩阵的改变变得平滑，并且针对未计算颜色转换矩阵Mstd的像素位置，也设置颜色转换矩阵。基准矩阵生成单元121将各像素的基准矩阵，输出到基准矩阵计算单元123。

扩大矩阵生成单元122利用各对应区域的颜色转换矩阵Mex，来计算各像素的颜色转换矩阵(扩大矩阵)。具体而言，通过组合各对应区域的颜色转换矩阵Mex，来计算各像素的扩大矩阵，使得在图像的空间方向上，颜色转换矩阵的改变变得平滑，并且针对未计算颜色转换矩阵Mex的像素位置，也设置颜色转换矩阵。扩大矩阵生成单元122将各像素的扩大矩阵，输出到扩大矩阵计算单元124。

基准矩阵计算单元123利用基准矩阵来转换输入图像数据。具体而言，针对各像素，利用该像素的基准矩阵，来转换该像素的输入像素值(输入图像数据的像素值)。基准矩阵计算单元123把利用基准矩阵而转换后的图像数据，作为基准转换图像数据输出到混合单元126。

扩大矩阵计算单元124利用扩大矩阵来转换输入图像数据。具体而言，针对各像素，利用该像素的扩大矩阵，来转换该像素的输入像素值。扩大矩阵计算单元124把利用扩大矩阵而转换后的图像数据，作为扩大转换图像数据输出到混合单元126。

色度计算单元125针对各像素，计算由输入图像数据的像素值表示的色度坐标(u’,v’)，作为输入色度。然后，色度计算单元125将各像素的输入色度输出到混合单元126。

混合单元126针对各像素，把该像素的基准转换像素值(基准转换图像数据的像素值)以及该像素的扩大转换像素值(扩大转换图像数据的像素值)，与依照该像素的输入色度的权重进行组合，从而计算组合像素值。然后，混合单元126把包括各像素的组合像素值的组合图像数据(显示图像数据)，输出到液晶屏102。

具体而言，混合单元126计算输入色度与在不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的红色的显示颜色之差(R色差)。同样，混合单元126计算G色差及B色差。G色差是输入色度与在不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的绿色的显示颜色之差。B色差是输入色度与在不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况下的蓝色的显示颜色之差。

然后，混合单元126选择R色差的绝对值、G色差的绝对值和B色差的绝对值中的最小值，作为最小色差。

然后，混合单元126确定混合比率，使得在最小色差越大时，扩大转换像素值与基准转换像素值的比率变得越小。在该实施例中，描述了确定扩大转换像素值与基准转换像素值的比率作为混合比率的情况，但是，混合比率并不限于此。例如，混合比率可以是基准转换像素值与扩大转换像素值的比率。

图5示出了最小色差与混合比率之间的关系的示例。混合单元126利用表示图5中所示的关系的表格或函数，来确定混合比率。

根据图5中的示例，如果最小色差是0，即，如果输入色度是红色、绿色或蓝色，则获取1作为混合比率，并且获取扩大转换像素值作为组合像素值。如果输入色度是红色、绿色或蓝色，则获取大于0的值作为最小色差。在最小色差越大时，获取越小的混合比率，并且在最小色差越大时，获取越接近于基准转换像素值的组合像素值。在图5中的示例中，当最小色差大于约0.15时，获取0作为混合比率，并且获取基准转换像素值作为组合像素值。

现在，将参照图6中的流程图，来描述根据该实施例的显示装置的处理流程的示例。

首先，特征值获取单元103获取在各对应区域中应当显示的图像数据(输入图像数据的一部分)的R值的最大值、G值的最大值以及B值的最大值，作为各对应区域的特征值(S1)。在该步骤中，特征值获取单元103针对各对应区域，来对非对应像素的总数、R单色像素的总数、G单色像素的总数，以及B单色像素的总数进行计数。

然后，提高率确定单元104针对各对应区域，基于在S1中获取到的特征值，来初步确定R器件、G器件及B器件的提高率(S2)。

然后，增强颜色确定单元105针对各对应区域，来确定如下的比率是否为第一比率“1/3”或更大，所述比率为在该对应区域中应当显示的非对应像素的总数与该对应区域的总像素数的比率(S3：第一确定处理)。

如果存在S3中的确定结果为肯定的对应区域，则处理从S3前进到S4。如果不存在S3中的确定结果为肯定的对应区域，则处理从S3前进到S7，在S7中，S2中初步确定的提高率被最终确定为最终值。

第一比率并不限于1/3。例如，第一比率可以是1/2或1/4。第一比率可以是由制造商预先确定的固定值，或者可以是用户能够自由设置或改变的值。

在S4中，增强颜色确定单元105针对与S3中的确定结果为肯定的对应区域相对应的各发光器件，来确定如下的比率是否为第二比率“1/2”或更大，所述比率是针对该发光器件而检测出的对应像素的总数跟与该发光器件相对应的对应区域的总像素数的比率。S4中的处理是上述的第二确定处理。如果存在S4中的确定结果为肯定的发光器件，则处理从S4前进到S5。如果不存在S4中的确定结果为肯定的发光器件，则处理从S4前进到S7，在S7中，S2中确定的提高率被最终确定为最终值。

第二比率并不限于1/2。例如，第二比率可以是1/3或1/4。第二比率可以是由制造商预先确定的固定值，或者可以是用户能够自由设置或改变的值。第二比率可以具有与第一比率相同的值，或是与第一比率不同的值。

在S5中，增强颜色确定单元105针对各对应区域，来确定S4的确定结果为肯定的发光器件的发光颜色，作为增强颜色。

然后，发光控制单元106提高发射增强颜色的光的发光器件的提高率(S6：初步确定的提高率的校正)。发射增强颜色的光的发光器件的提高率的提高(增强)，是基于针对发射增强颜色的光的发光器件而检测出的对应像素的总数，以及被设置为显示亮度的上限值的值。通过该处理，提高率被最终确定为最终值。

然后，发光控制单元106针对各发光器件，基于最终确定的提高率以及基准控制值(与预定基准值相对应的发光控制值)，来确定发光控制值(S7)。如果执行了S6中的处理，则利用在S6中的处理之后的提高率(校正的提高率)来确定发光控制值，并且如果未执行S6中的处理，则利用在S3中初步确定了的提高率来确定发光控制值。发光控制单元106把各发光器件的发光控制值，输出到背光源101及照射光量确定单元107。背光源101的各发光器件利用从发光控制单元106输出的发光控制值来发光。

然后，照射光量确定单元107针对各对应区域，基于各发光器件的发光控制值来确定照射光量(S8)。在该实施例中，针对发光器件的各发光颜色来确定照射光量。

然后，校正系数确定单元108针对各对应区域，基于照射光量来确定校正系数(S9)。

然后，图像校正单元109基于在S7中确定的各对应区域的校正系数，来校正输入图像数据，并且将校正后的图像数据输出到液晶屏102(S10)。由此，从背光源101发射的光以基于校正后的图像数据的透射率被透射，并且图像被显示在画面上。

现在，将参照图11来描述该实施例的效果。

图11是描绘通过控制如下背光源的发光颜色而实现的色域扩大效果的示例的图，所述背光源具有3个发光器件，即R器件、G器件及B器件。图11的(a)示出了当输入图像数据是蓝色单色图像数据时的示例。图11的(b)示出了当输入图像数据是在蓝色背景上存在白色对象的图像数据时的示例。具体而言，图11的(b)中的输入图像数据包括蓝天的区域和白云的区域。在图11中，“图像”是指由输入图像数据表示的图像，“背光源的发光亮度”是指R器件、G器件及B器件的发光亮度，“背光源的发光颜色”是指表示背光源的发光颜色的XYZ三刺激值。并且，“图像的校正率”是指当根据背光源的发光颜色来校正输入图像数据时的校正率(液晶屏的透射率的校正率)。具体而言，“图像的校正率”是指红色的子像素值的校正率、绿色的子像素值的校正率，以及蓝色的子像素值的校正率。在图11中，设置发光器件的发光亮度的倒数，作为与该发光器件的发光颜色相同的颜色的子像素值的校正率。“蓝色的显示颜色”是指表示显示图像的蓝色的XYZ三刺激值，并且“色域扩大效果”是指色域扩大效果的内容。

在图11的(a)的示例中，在图像中仅存在蓝色，因此如果B器件被点亮，则能够准确显示输入图像数据。根据日本特开第2009-53687号公报中公开的技术，R器件及G器件的发光亮度被降低(R器件及G器件的减光)。因此，显示图像中的蓝色的颜色纯度及色度能够被提高，并且显示图像的色域在蓝色方向上能够被扩大。此外，根据在日本特开第2007-322944号公报中公开的技术，光源的发光颜色被控制为蓝色，因此，显示图像中的蓝色的颜色纯度及色度能够被提高，并且显示图像的色域在蓝色方向上能够被扩大。

然而，在图11的(b)的示例中，在图像中存在多个颜色(白色及蓝色)。因此，根据在日本特开第2009-53687号公报中公开的技术，可能检测不出输入图像数据的主色分量。如果未检测出主色分量，则R器件及G器件的光不减少，并且不能获取色域扩大效果，如图11的(b)所示。具体而言，R器件、G器件及B器件以相同的发光亮度被点亮，使得白色的显示优先，因此不能实现色域扩大效果。根据在日本特开第2007-322944号公报中公开的技术，背光源的发光颜色被控制为图像中存在的多个颜色的中间色，因此当在图像中存在多个颜色时，不能实现高色域扩大效果。

图11的(c)示出了该实施例的效果的示例。在图11的(c)中，为简单起见，例示了着重于一个对应区域的效果。图11的(c)是当输入图像数据(具体而言，是在对应区域上应当显示的图像数据)是在蓝色背景上存在白色对象的图像数据时的示例。具体而言，图11的(c)中的输入图像数据包括蓝天的区域和白云的区域。

在图11的(c)中的示例中，存在大量的蓝色像素，因此蓝色被设置为增强颜色，并且B器件的发光亮度被提高(B器件的放大)。结果，显示图像中的蓝色的颜色纯度及色度能够被提高，并且显示图像的色域在蓝色方向上能够被扩大。此外，设置了依照B器件的发光亮度的增加的校正率，因此，能够抑制由于B器件的发光亮度的增加而导致的白色的色度的改变。

在图11的(c)中，为简单起见，示出了与上述校正系数不同的校正率，但是，即使使用上述的校正系数，也能够实现类似的效果。

另外，上述的效果是针对整个画面而实现的。

如上所述，根据该实施例，当非对应像素的总数与图像数据的总像素数的比率是第一比率或更大时，对应像素的总数与图像数据的总像素数的比率是第二比率或更大的发光器件的发光亮度被提高。在针对对应像素的总数与图像数据的总像素数的比率是第二比率或更大的发光器件而检测出的对应像素的数量较多时，该发光器件的发光亮度被控制为较高的值。由此，能够以高精度来扩大显示图像的色域。具体而言，即使在图像中存在多个颜色，也能够以高精度来扩大显示图像的色域。

此外，根据该实施例，依照多个发光器件的发光亮度来校正输入图像数据。因此，与不校正输入图像数据的情况相比，能够以更高的精度来扩大显示图像的色域。

即使不执行图像处理，但如果对应像素的总数与图像数据的总像素数的比率是第二比率或更大的发光器件的发光亮度能够被提高，则也能够扩大显示图像的色域。这意味着，图像处理的执行是不必要的。

在图11的(c)中，为简单起见，着重于一个对应区域，但是，即使着重于全部对应区域或者画面的整个区域，也能够实现类似的效果。

在该实施例中，描述了针对各发光区域来控制发光亮度的情况，但是，也可以同步控制整个背光源101的发光亮度，替代针对各发光区域来控制发光亮度。如果同步控制整个背光源101的发光亮度，则将背光源101的整个发光面视为一个发光区域，并且执行与上述处理相同的处理。由此，能够以高精度来扩大显示图像的色域。然而，如果针对各发光区域来控制发光亮度，则与同步控制整个背光源101的发光亮度相比，能够以更高的精度来扩大显示图像的色域。

在该实施例中，基于对应像素的数量来确定增强颜色，但是，也可以通过其他方法来确定增强颜色。例如，如果输入图像数据的色域，宽于在各发光器件的发光亮度被控制为预定基准值的情况下的显示色域，则可以基于输入图像数据的非再现像素的统计信息，来确定增强颜色。非再现像素是具有如下像素值的像素，所述像素值表示在各发光器件的发光亮度被控制为预定基准值的情况下的显示色域外部的色度。

如果输入图像数据的色域宽于在各发光器件的发光亮度被控制为预定基准值的情况下的显示色域，则可以通过使用颜色转换矩阵Mex的图像处理，来显著地改变显示图像。因此，在这样的情况下，可以针对混合比率设置0，从而获取与不执行使用输入图像数据的发光亮度控制的情况相同的显示图像。如果针对混合比率使用0，则确定颜色转换矩阵Mex的处理是不必要的。

在该实施例中，通过对各发光器件的发光量进行加权相加，来计算照射光量，但是，用于获取照射光量的方法并不限定于此。例如，在各发光区域中，安装用来检测从背光源101照射到液晶屏102的光的量的光传感器，并且可以获取光传感器的检测值作为照射光量。

<实施例2>

现在，将描述根据本发明的实施例2的显示装置及其控制方法。

在实施例1中，描述了基于显示亮度的上限值(由提高率确定单元104确定的提高率的上限值)来限制校正后的提高率的情况。在实施例2中，将描述基于图像处理的操作模式来限制校正后的提高率的情况。

下面，将描述提高率与图像数据的灰度之间的关系。

在该实施例中，以与实施例1相同的方式来进行图像处理。在以与实施例1相同的方式执行图像处理的情况下，背光源101的发光量与图像处理之后(校正之后)的像素值成反比。因此，如果提高发光器件的发光亮度来扩大显示色域，则像素值通过图像处理而被减小。结果，图像数据的灰度(灰度的分辨率)下降，并且显示图像的灰度也下降。

图7示出了提高率与灰度的分辨率之间的关系的示例。在图7中的示例中，当提高率是1时，即当发光器件的发光亮度是预定基准值时，灰度的分辨率是与12位相当的值。然而，如果提高率是4，则灰度的分辨率下降到与10位相当的值。因此，通过提高提高率来扩大色域与增加显示图像的灰度是折衷关系。

因此，在该实施例中，基于图像处理的操作模式来限制校正后的提高率。

图8是描绘根据实施例2的显示装置的功能结构的示例的框图。

根据该实施例的显示装置包括背光源101、液晶屏102、特征值获取单元103、提高率确定单元104、增强颜色确定单元105、发光控制单元206、照射光量确定单元107、校正系数确定单元108、图像校正单元109及上限设置单元210。

背光源101、液晶屏102、特征值获取单元103、提高率确定单元104、增强颜色确定单元105、照射光量确定单元107、校正系数确定单元108及图像校正单元109的操作与实施例1相同。

上限设置单元210设置图像处理的操作模式。操作模式表示图像数据的灰度数的下限值。因此，上限设置单元210设置图像数据的灰度数的下限值(灰度数设置处理)。

在设置的灰度数的下限值越大时，上限设置单元210针对提高率的上限值设置越小的值。由此，能够针对提高率的上限值，设置图像处理之后的图像数据的灰度数变为不小于下限值的值的提高率。上限设置单元210将设置的提高率的上限值输出到发光控制单元206。

在该实施例中，上限设置单元210基于图7中所示的提高率与分辨率之间的关系，来设置提高率的上限值。例如，如果设置了表示10位的分辨率的操作模式，则针对提高率的上限值设置4。

可以由不同的功能单元，来进行设置灰度数的下限值的处理和设置提高率的上限值的处理。例如，显示装置可以具有设置灰度数的下限值的下限值设置单元，以及设置提高率的上限值的上限值设置单元。

发光控制单元206具有与实施例1的发光控制单元106类似的功能。然而，发光控制单元206将校正后的提高率，限制为不大于由上限设置单元210设置的提高率的上限值的值(第二限制处理)。然后，就像实施例1一样，发光控制单元206把发光亮度，控制为通过利用在限制提高率之后的提高率校正预定基准值而生成的值。

可以进行所述第二限制处理和实施例1中所述的第一限制处理两者，或者可以进行这两个处理中的任何一者。

如上所述，根据该实施例，基于灰度数的下限值来控制提高率的上限值，因此能够在控制灰度不在下限值以下的同时，扩大显示图像的色域。

在该实施例中，基于图像处理的操作模式来控制提高率的上限值，但是用于控制提高率的上限值的方法并不限定于此。例如，可以基于表示电力消耗的上限值的操作模式，来设置提高率的上限值。由此，能够控制色域的扩大程度和显示装置的电力消耗两者。具体而言，能够在控制电力消耗不超过上限值的同时，扩大显示图像的色域。

<实施例3>

现在，将描述根据本发明的实施例3的显示装置及其控制方法。

在实施例1及实施例2中，描述了在维持输入图像的亮度的同时扩大显示图像的色域的情况。然而，也可以输入高亮度区域中的亮度灰度被压缩的图像数据，作为输入图像数据。例如，可以输入进行了拐点校正(knee correction)来减少白化(whitening)的图像数据，作为输入图像数据。如果高亮度区域中的亮度灰度被压缩，则高亮度区域中的亮度降低。在实施例3中，将描述如下的情况，即在扩大显示图像的色域的同时，恢复压缩之前的亮度灰度，而不产生白化。

根据实施例3的显示装置的功能结构与实施例1(图1)相同。然而，在实施例3中，图像校正单元109的操作与实施例1不同。图像校正单元109之外的功能单元的操作与实施例1相同。

就像实施例1一样，根据实施例3的图像校正单元109进行扩大显示图像的色域的处理。根据实施例3的图像校正单元109还进行如下的处理，即提高输入图像数据的高亮度区域中的亮度值。

图9示出了根据实施例3的图像校正单元109的功能结构的示例。

根据该实施例的图像校正单元109包括基准矩阵生成单元121、扩大矩阵生成单元122、基准矩阵计算单元123、扩大矩阵计算单元124、色度计算单元125、混合单元126及高亮度区域校正单元327。

基准矩阵生成单元121、扩大矩阵生成单元122、基准矩阵计算单元123、扩大矩阵计算单元124、色度计算单元125及混合单元126的操作与实施例1(图4)相同。

高亮度区域校正单元327提高扩大转换图像数据的亮度值，从而提高输入图像数据的高亮度区域的亮度值。然后，高亮度区域校正单元327向混合单元126，输出亮度值已被提高的扩大转换图像数据。在高亮度区域校正单元327中，基于输入图像数据的子像素值(R值、G值或B值)来校正扩大转换图像数据的子像素值。

图10示出了子像素值与高亮度区域校正系数之间的关系的示例。在图10中的示例中，在子像素值高的区域(高亮度区域)中，高亮度区域校正系数大于1。另外，在高亮度区域中，在子像素值较大时，表示较大的高亮度区域校正系数。在除高度区域之外的区域中，1被表示为高亮度区域校正系数。高亮度区域校正单元327针对各子像素，根据图10中所示的关系，来确定与输入图像数据的子像素值相对应的高亮度区域校正系数。然后，针对各子像素，高亮度区域校正单元327把从扩大矩阵计算单元124输出的扩大转换图像数据的子像素值，乘以确定的高亮度区域校正系数。由此，提高了扩大转换图像数据的亮度值，使得输入图像数据的高亮度区域的亮度值被提高。

优选的是，基于对输入图像数据进行的图像处理(例如，拐点处理)，而确定了图10中的关系。

混合单元126进行与实施例1类似的处理。然而，替代从扩大矩阵计算单元124输出的扩大转换图像数据，而使用从高亮度区域校正单元327输出的扩大转换图像数据(亮度值已被提高的扩大转换图像数据)。

如上所述，根据该实施例，提高输入图像数据的高亮度区域的亮度值，由此能够在不产生白化的情况下，恢复在压缩输入图像数据之前的亮度灰度。此外，能够扩大显示图像的色域，就像实施例1及实施例2一样。

在该实施例中，描述了如下的示例，即通过提高扩大转换图像数据的亮度值，来提高输入图像数据的亮度值，但是，本发明并不限定于此。可以提高基准转换图像数据的亮度值，或者，可以提高扩大转换图像数据的亮度值和基准转换图像数据的亮度值两者。可以在将输入图像数据输入到基准矩阵计算单元123及扩大矩阵计算单元124之前，提高输入图像数据的亮度。可以提高从混合单元126输出的组合图像数据的亮度值。

<其他实施方式>

另外，可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多程序)以执行上述实施例中的一个或更多的功能、和/或包括用于执行上述实施例中的一个或更多的功能的一个或更多电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由所述系统或装置的所述计算机例如读出并执行来自所述存储介质的所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多的功能、和/或控制所述一个或更多电路执行上述实施例中的一个或更多的功能的方法，来实现本发明的实施例。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或所述存储介质被提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存设备以及存储卡等中的一者或更多。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限定于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (22)

1.一种显示装置，该显示装置包括：

发光单元，其包括发光颜色彼此不同的多个发光器件；

显示单元，其被构造为通过基于图像数据调制来自所述发光单元的光，来在画面上显示图像；

第一确定单元，其被构造为确定在与所述发光单元相对应的所述画面的区域中，第一类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第一比率或更大，所述第一类型像素的色度水平小于第一色度水平；

第二确定单元，其被构造为在所述第一确定单元的确定结果是肯定的情况下，确定在所述区域中，第二类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第二比率或更大，所述第二类型像素的色度水平是第二色度水平或更高；以及

控制单元，其被构造为基于所述第二确定单元的确定结果，来提高作为所述多个发光器件中的至少一个发光器件的目标器件的发光亮度。

2.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括：

确定单元，其被构造为基于所述图像数据，确定所述多个发光器件的各个的发光亮度的提高率；以及

校正单元，其被构造为在针对所述目标器件的发光颜色的色度水平是所述第二色度水平或更高的所述第二类型像素的数量越多，则将所述目标器件的发光亮度的提高率校正为越大的值，其中

所述控制单元将所述目标器件的发光亮度，控制为通过利用所述校正单元进行校正之后的提高率校正预定基准值而生成的值。

3.根据权利要求2所述的显示装置，该显示装置还包括：

限制单元，其被构造为限制所述校正单元进行校正之后的提高率，使得所述目标器件的发光亮度不超过上限值，其中

所述控制单元将所述目标器件的发光亮度，控制为通过利用由所述限制单元限制提高率之后的提高率校正所述预定基准值而生成的值。

4.根据权利要求3所述的显示装置，该显示装置还包括：

设置单元，其被构造为设置由所述确定单元确定的提高率的上限值，其中

所述限制单元将所述校正单元进行校正之后的提高率，限制为不大于B1/B2的值，其中B1表示发光亮度的上限值，并且B2表示通过利用由所述设置单元设置的上限值校正所述预定基准值而生成的值。

5.根据权利要求4所述的显示装置，该显示装置还包括：

灰度数设置单元，其被构造为设置所述图像数据的灰度数的下限值，其中

由所述灰度数设置单元设置的下限值越大，则所述设置单元将越小的值设置作为提高率的上限值。

6.根据权利要求1至权利要求5中的任何一项所述的显示装置，该显示装置还包括：

图像校正单元，其被构造为根据所述多个发光器件的各个的发光亮度，来校正所述图像数据，其中

所述显示单元基于所述图像校正单元进行校正之后的所述图像数据，来调制来自所述发光单元的光。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中

通过提高所述目标器件的发光亮度，来改变从所述发光单元发射的光的颜色，并且

所述图像校正单元校正所述图像数据，使得在从所述发光单元发射的光的颜色改变的方向上，所述画面上显示的图像的色域被扩大。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其中

所述图像数据是高亮度区域的亮度灰度被压缩的图像数据，并且所述图像校正单元提高所述图像数据的所述高亮度区域的亮度值。

9.根据权利要求1至权利要求5中的任何一项所述的显示装置，其中

配设有多个所述发光单元，

针对各个所述发光单元，所述第一确定单元确定在与所述发光单元相对应的区域中，第一类型像素的总数与该区域中的总像素数的比率是否为所述第一比率或更大，并且

所述第二确定单元确定在与所述第一确定单元的确定结果为肯定的发光单元相对应的区域中，第二类型像素的总数与该区域中的总像素数的比率是否为所述第二比率或更大。

10.根据权利要求1至权利要求5中的任何一项所述的显示装置，其中

所述第二确定单元针对各个所述发光器件，利用针对所述发光器件的发光颜色的色度水平是所述第二色度水平或更高的像素作为所述第二类型像素，来进行确定，并且

所述控制单元提高所述第二确定单元的确定结果为肯定的发光器件的发光亮度。

11.根据权利要求1至权利要求5中的任何一项所述的显示装置，其中

所述第一类型像素是如下的像素，该像素的颜色与所述多个发光器件的各个的发光颜色之差是第一阈值或更大，并且

所述第二类型像素是如下的像素，该像素的颜色与所述多个发光器件中的任何发光器件的发光颜色之差是第二阈值或更小。

12.一种显示装置的控制方法，该显示装置具有：

发光单元，其包括发光颜色彼此不同的多个发光器件；以及

显示单元，其被构造为通过基于图像数据调制来自所述发光单元的光，而在画面上显示图像，

所述控制方法包括：

第一确定步骤，确定在与所述发光单元相对应的所述画面的区域中，第一类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第一比率或更大，所述第一类型像素的色度水平小于第一色度水平；

第二确定步骤，在所述第一确定步骤中的确定结果是肯定的情况下，确定在所述区域中，第二类型像素的总数与所述区域中的总像素数的比率是否为第二比率或更大，所述第二类型像素的色度水平是第二色度水平或更高；以及

控制步骤，基于所述第二确定步骤中的确定结果，来提高作为所述多个发光器件中的至少一个发光器件的目标器件的发光亮度。

13.根据权利要求12所述的控制方法，该控制方法还包括：

确定步骤，基于所述图像数据，来确定所述多个发光器件的各个的发光亮度的提高率；以及

校正步骤，在针对所述目标器件的发光颜色的色度水平是所述第二色度水平或更高的所述第二类型像素的数量越多，则将所述目标器件的发光亮度的提高率校正为越大的值，其中

在所述控制步骤中，将所述目标器件的发光亮度控制为通过利用在所述校正步骤中的校正之后的提高率校正预定基准值而生成的值。

14.根据权利要求13所述的控制方法，该控制方法还包括：

限制步骤，限制在所述校正步骤中的校正之后的提高率，使得所述目标器件的发光亮度不超过上限值，其中

在所述控制步骤中，将所述目标器件的发光亮度控制为通过利用在所述限制步骤中限制提高率之后的提高率校正所述预定基准值而生成的值。

15.根据权利要求14所述的控制方法，该控制方法还包括：

设置步骤，设置在所述确定步骤中确定的提高率的上限值，其中

在所述限制步骤中，将在所述校正步骤中的校正之后的提高率限制到不大于B1/B2的值，其中B1表示发光亮度的上限值，并且B2表示通过利用在所述设置步骤中设置的上限值校正所述预定基准值而生成的值。

16.根据权利要求15所述的控制方法，该控制方法还包括：

灰度数设置步骤，设置所述图像数据的灰度数的下限值，其中

在所述灰度数设置步骤中设置的下限值越大，则在所述设置步骤中将越小的值设置作为提高率的上限值。

17.根据权利要求12至权利要求16中的任何一项所述的控制方法，该控制方法还包括：

图像校正步骤，根据所述多个发光器件的各个的发光亮度，来校正所述图像数据，其中

所述显示单元基于在所述图像校正步骤中的校正之后的所述图像数据，来调制来自所述发光单元的光。

18.根据权利要求17所述的控制方法，其中，

通过提高所述目标器件的发光亮度，来改变从所述发光单元发射的光的颜色，并且

在所述图像校正步骤中，校正所述图像数据，使得在从所述发光单元发射的光的颜色改变的方向上，所述画面上显示的图像的色域被扩大。

19.根据权利要求17所述的控制方法，其中，

所述图像数据是高亮度区域的亮度灰度被压缩的图像数据，并且在所述图像校正步骤中，提高所述图像数据的所述高亮度区域的亮度值。

20.根据权利要求12至权利要求16中的任何一项所述的控制方法，其中，

配设有多个所述发光单元，

在所述第一确定步骤中，针对各个所述发光单元，确定在与所述发光单元相对应的区域中，第一类型像素的总数与该区域中的总像素数的比率是否为所述第一比率或更大，并且

在所述第二确定步骤中，确定在与所述第一确定步骤中的确定结果为肯定的发光单元相对应的区域中，第二类型像素的总数与该区域中的总像素数的比率是否为所述第二比率或更大。

21.根据权利要求12至权利要求16中的任何一项所述的控制方法，其中，

在所述第二确定步骤中，针对各个所述发光器件，利用针对所述发光器件的发光颜色的色度水平是所述第二色度水平或更高的像素作为所述第二类型像素，来进行确定，并且

在所述控制步骤中，提高所述第二确定步骤中的确定结果为肯定的发光器件的发光亮度。

22.根据权利要求12至权利要求16中的任何一项所述的控制方法，其中，

所述第一类型像素是如下的像素，该像素的颜色与所述多个发光器件的各个的发光颜色之差是第一阈值或更大，并且

所述第二类型像素是如下的像素，该像素的颜色与所述多个发光器件中的任何发光器件的发光颜色之差是第二阈值或更小。