CN112419990A - 显示设备及其控制方法和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示设备及其控制方法和存储介质。用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示的该显示设备包括：液晶面板；背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元；以及控制器，其被配置为控制所述多个光源单元中的各光源单元，其中，所述控制器基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。

Description

显示设备及其控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及显示设备、显示设备的控制方法和存储介质。
背景技术
随着高动态范围(HDR)的广泛使用，要求显示设备以高亮度和高对比度显示图像。例如，电影与电视工程师协会(SMPTE)ST 2084标准定义了最大灰度为10000尼特(cd/m2)的显示。然而，目前的显示设备的峰值亮度最多为1000～2000尼特。要以峰值亮度或更高亮度显示在显示设备上的图像通常被剪切并显示。
相比之下，在液晶显示设备中，可以通过局部调光控制来提高对比度。局部调光控制是如下的技术，该技术用于基于与输入至液晶显示设备的图像数据中的亮度有关的特征量(平均图像电平(APL)或最大图像电平)，针对各分割区域来控制用于用光照射液晶面板的背光源的发光亮度。此外，在液晶显示设备中，通过增加背光源的发光亮度来实现具有高亮度的显示。
在局部调光控制中，使各分割区域的背光源发光，使得光扩散到各分割区域的周边区域。因此，在扩散光到达的区域中，由于来自液晶面板的光泄露而导致发生黑电平波动。在许多情况下，在背光源的背面和侧面，用反射板覆盖背光源，以提高光的利用效率。在这种情况下，当使画面端部处的各个分割区域的背光源发光时，来自侧面的反射光增加，因而光更有可能扩散。换句话说，在画面端部处显示具有高亮度的物体的情况下，使位于画面端部处的背光源以高亮度发光。因而，扩散光到达离画面端部远的诸如画面的中央部等的区域，因而在诸如画面的中央部等的离画面端部远的区域中也有可能发生黑电平波动。
作为局部调光控制技术，如日本特开2015-215482中所公开的，已知有如下的技术：从图像数据检测显示信息的区域，并且校正图像数据中的亮度值以提高所检测到的区域中的显示亮度。
在上述情况下，可以通过控制画面端部处的各背光源的亮度增加来减少例如画面的中央部的部分中的黑电平波动。然而，如果控制了画面端部处的各背光源的这种亮度增加，则画面端部处的显示亮度下降。尽管在画面的中央部中在低显示亮度的情况下黑电平波动明显，但在画面的中央部中在高显示亮度的情况下黑电平波动不明显。因而，即使在画面的中央部的显示亮度高的情况下控制画面端部处的各背光源的亮度增加，也仅画面端部处的显示亮度下降，这可能会对显示图像的质量产生不利影响。
发明内容
考虑到上述问题，为了例示的目的，本发明旨在提供一种液晶显示设备，该液晶显示设备能够在维持显示亮度尽可能高的同时，减少由于扩散光而引起的黑电平波动对显示图像的不利影响。
根据本发明的第一方面，提供一种显示设备，用于根据与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：液晶面板；背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元；以及控制器，其被配置为控制所述多个光源单元中的各光源单元，其中，所述控制器基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
根据本发明的第二方面，提供一种显示设备，用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：控制器，其被配置为基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，所述控制器以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，所述控制器以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
根据本发明的第三方面，提供一种显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：液晶面板；以及背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元，所述控制方法包括：控制所述多个光源单元中的各光源单元，其中，基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
根据本发明的第四方面，提供一种显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述控制方法包括：基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
根据本发明的第五方面，提供一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序用于使得计算机执行显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：液晶面板；以及背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元，所述控制方法包括：控制所述多个光源单元中的各光源单元，其中，基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
根据本发明的第六方面，提供一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序用于使得计算机执行显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述控制方法包括：基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的更多特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据第一典型实施例的液晶显示设备的框图。
图2是示出根据第一典型实施例的调整增益获取单元的功能块的框图。
图3A是示出分割区域的示意图，图3B是示出第一区域的示意图，并且图3C是示出第二区域的示意图。
图4A和4B是各自示意性示出图像数据的特征量与背光源控制值的调整增益之间的关系的图。
图5是示出输入至液晶显示设备的第一输入图像的示意图。
图6A是示出与第一输入图像有关的数据的最大图像电平的示意图，并且图6B是示出与第一输入图像有关的数据的平均图像电平的示意图。
图7A是示出根据第一典型实施例的用于显示第一输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图7B是示出根据第一典型实施例的用于显示第一输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图8A是示出输入至液晶显示设备的第二输入图像的示意图，并且图8B是示出液晶显示设备上所显示的第二显示图像的示意图。
图9A是示出与第二输入图像有关的数据的最大图像电平的示意图，并且图9B是示出与第二输入图像有关的数据的平均图像电平的示意图。
图10A是示出根据第一典型实施例的用于显示第二输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图10B是示出根据第一典型实施例的用于显示第二输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图11是示出输入至液晶显示设备的第三输入图像的示意图。
图12A是示出与第三输入图像有关的数据的最大图像电平的示意图，并且图12B是示出与第三输入图像有关的数据的平均图像电平的示意图。
图13A是示出根据第一典型实施例的用于显示第三输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图13B是示出根据第一典型实施例的用于显示第三输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图14是示出输入至液晶显示设备的第四输入图像的示意图。
图15A是示出与第四输入图像有关的数据的最大图像电平的示意图，并且图15B是示出与第四输入图像有关的数据的平均图像电平的示意图。
图16A是示出根据第一典型实施例的用于显示第四输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图16B是示出根据第一典型实施例的用于显示第四输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图17是示出根据第二典型实施例的液晶显示设备的功能块的框图。
图18是示出根据第二典型实施例的上限值获取单元的功能块的框图。
图19是示意性示出图像数据的特征量与背光源控制值的上限值之间的关系的图。
图20A是示出根据第二典型实施例的用于显示第一输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图20B是示出根据第二典型实施例的用于显示第一输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图21A是示出根据第二典型实施例的用于显示第二输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图21B是示出根据第二典型实施例的用于显示第二输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图22A是示出根据第二典型实施例的用于显示第三输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图22B是示出根据第二典型实施例的用于显示第三输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图23A是示出根据第二典型实施例的用于显示第四输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图23B是示出根据第二典型实施例的用于显示第四输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图24A是示出输入至液晶显示设备的第五输入图像的示意图，并且图24B是示出液晶显示设备上所显示的第五输入图像的示意图。
图25A是示出与第五输入图像有关的数据的最大图像电平的示意图，并且图25B是示出与第五输入图像有关的数据的平均图像电平的示意图。
图26A是示出根据第一典型实施例的用于显示第五输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图26B是示出根据第一典型实施例的用于显示第五输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图27A是示出根据第二典型实施例的用于显示第五输入图像的(调整前的)背光源控制值的示意图，并且图27B是示出根据第二典型实施例的用于显示第五输入图像的(调整后的)背光源控制值的示意图。
图28是液晶显示设备的外观的正面图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的典型实施例。本发明的技术范围是在权利要求书中定义的，并且不受以下的典型实施例限制。此外，并非在典型实施例中描述的特征的所有组合对于本发明而言都是必需的。本说明书和附图中的描述的详情是说明性的，并且不应被解释为限制本发明。可以在本发明的范围内进行各种修改，并且这些修改未被排除在本发明的范围之外。换句话说，实施例和变形例的组合结构全部包括在本发明中。
[第一典型实施例]
以下将说明本发明的第一典型实施例。
图1是示出显示设备100的框图。图28是示出显示设备100的外观的正面图。显示设备100包括背光源107、面板110、以及用于控制显示设备100的显示的控制器。控制器包括图像输入单元101、特征量获取单元102、背光源控制值获取单元103、调整增益获取单元104、背光源控制值调整单元105、背光源控制单元106、图像校正单元108和面板控制单元109。显示设备100还包括容纳这些构件的机架1a和使得机架1a能够直立的支架1b。图像输入单元101、特征量获取单元102和图像校正单元108是利用专用电路模块配置成的。背光源控制值获取单元103、调整增益获取单元104、背光源控制值调整单元105、背光源控制单元106、图像校正单元108和面板控制单元109是通过至少一个中央处理单元(CPU)读出程序并执行这些程序所执行的功能块。控制器中所包括的所有单元都可以利用通过至少一个CPU从存储器读出程序并执行这些程序所执行的控制块配置成。
图像输入单元101从外部设备获取与图像(输入图像)有关的数据。外部设备的示例包括摄像设备和再现设备。
特征量获取单元102在图像输入单元101所获取到的图像数据中获取诸如最大图像电平和平均图像电平等的特征量。术语“最大图像电平”是指属于特定区域的像素中的红色(R)值、绿色(G)值和蓝色(B)值的最大值。更具体地，在无需彼此区分R值、G值和B值的情况下，RGB值中的最大灰度值(代码值)被视为最大图像电平。术语“平均图像电平”是指属于特定区域的像素中的RGB值的平均值。更具体地，在无需彼此区分R值、G值和B值的情况下，RGB值中的所有灰度值的平均值用作平均图像电平。图3A是示出分割区域的示意图。在本典型实施例中，针对图3A所示的各分割区域获取最大图像电平和平均图像电平。图3A示出显示设备100的画面(面板110)被分割成8行×12列的96个分割区域。所获取到的特征量所来自的区域不限于分割区域。特征量可以是从整个画面获取的，或者可以是从除整个画面以外的区域获取的。分割区域的数量可以多于96个或少于96个。
背光源控制值获取单元103基于特征量获取单元102所获取到的图像数据中的特征量，针对图3A所示的各分割区域，生成用于控制背光源107的背光源控制值。更具体地，背光源控制值是通过针对各分割区域利用与平均图像电平相对应的系数调整最大图像电平所获得的。
调整增益获取单元104基于特征量获取单元102所获取到的图像数据中的特征量，计算针对背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值的调整增益。
背光源控制值调整单元105通过将背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值乘以调整增益获取单元104所计算出的调整增益来调整背光源控制值。由背光源控制值调整单元105调整后的背光源控制值被发送至背光源控制单元106。
背光源控制单元106针对图3A所示的各分割区域，通过脉冲宽度调制(PWM)控制来调整背光源107中所包括的各发光二极管(LED)的发光亮度。根据基于背光源控制值获取单元103和背光源控制值调整单元105各自所获得的背光源控制值来确定PWM控制的占空比。
背光源107是从面板110的背面施加光的光源。背光源107针对各分割区域包括包含多个LED的光源单元。背光源107被配置成分别控制多个光源单元。
图像校正单元108基于背光源控制值调整单元105调整后的背光源控制值来校正图像输入单元101所获取到的图像数据。更具体地，在背光源控制值调整单元105调整后的背光源控制值是背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值的0.5倍的情况下，图像校正单元108将图像数据的RGB值乘以1/0.5＝2的校正增益。然而，在这种情况下，图像校正单元108调整校正增益，使得图像数据的RGB值不超过最大灰度值。更具体地，在图像数据的特定像素中的RGB值的最大值为930且最大灰度值为1023的情况下，将1023/930＝1.1设置为校正增益的上限值。该结构使得可以防止由于R值、G值和B值中的任一值饱和而导致R值、G值和B值之间的平衡的改变所引起的颜色变化。图像校正单元108还可以在不考虑调整增益的情况下，基于背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值来校正图像输入单元101所获取到的图像数据。
面板控制单元109控制面板110的透过率，使得在面板110上显示基于从图像校正单元108输出的校正图像数据的图像。
面板110是在面板控制单元109的控制下将显示图像显示在画面上的液晶面板。
图2是示出调整增益获取单元104的功能块的框图。
区域判断单元10401判断图1所示的特征量获取单元102获取到特征量的各个分割区域对应于第一区域还是第二区域。特征量获取单元102使用由图3A中的虚线定义的各分割区域作为一个单位来从图像数据获取特征量。如果分割区域包括在面板110中的由图3B中的阴影部表示的中央区域(第一区域)中，则区域判断单元10401将该分割区域判断为第一区域。如果分割区域包括在面板110中的由图3C中的阴影部表示的周边区域(第二区域)中，则区域判断单元10401将该分割区域判断为第二区域。图3B是示出第一区域的示意图。图3C是示出第二区域的示意图。第一区域和第二区域分别不限于图3B和3C所示的区域，并且分别不限于中央区域和周边区域。任何区域均可用作第一区域和第二区域，只要第一区域和第二区域是不同的区域即可。
第一增益计算单元10402基于由区域判断单元10401判断为第一区域的分割区域中的特征量来计算第一增益。这里，在第一区域中要减少黑电平波动。因而，如图4A所示，随着第一区域中的特征量减少，第一增益被设置为更小的值。第一增益计算单元10402所要使用的特征量是整个第一区域中的最大图像电平，即被判断为第一区域的分割区域中的最大图像电平的最大值。基于整个第一区域中的最大图像电平来计算第一增益，这使得可以在第一区域中存在诸如星空中的亮点等的亮点的情况下，控制第一调整增益的下降、即亮点处的显示亮度的下降。用于计算第一增益的图像数据中的特征量不限于该示例。可选地，例如，可以使用整个第一区域中的平均图像电平、或者被判断为第一区域的分割区域中的平均图像电平的最大值。
第二增益计算单元10403基于由区域判断单元10401判断为第二区域的分割区域中的特征量来计算第二增益。这里，在第二区域中要降低亮度。因而，如图4B所示，随着第二区域中的特征量增加，第二增益被设置为更小的值。第二增益计算单元10403所要使用的特征量是被判断为第二区域的分割区域中的平均图像电平的最大值。第二增益是基于平均图像电平的最大值来计算的，由此随着高亮度部分的面积的增加，使第二增益下降，即、使显示亮度下降。用于计算第二增益的图像数据中的特征量不限于该示例。可选地，例如，可以使用整个第二区域中的最大图像电平或平均图像电平。
合并单元10404将第二增益计算单元10403所计算出的第二增益乘以第一增益计算单元10402所计算出的第一增益，由此计算针对背光源控制值的调整增益。更具体地，在第一增益由Gain1表示并且第二增益由Gain2表示的情况下，根据以下的公式(1)来计算调整增益curGain。在公式(1)中，Gain1、Gain2和curGain各自被视为对于1.0为1的乘数。然而，如果Gain1或Gain2为1.0，则不论公式(1)如何，curGain都被设置为1.0。
curGain＝Gain1×Gain2…(1)
校正单元10405校正合并单元10404所计算出的调整增益，以控制调整增益的急剧变化。更具体地，在合并单元10404所计算出的调整增益由curGain表示、前一调整增益由preGain表示、并且校正系数由Coe表示的情况下，通过使用公式(2)来计算校正后的调整增益Gain。前一调整增益由保持单元10406保持。在公式(2)中，curGain、preGain、Coe和Gain各自被视为对于1.0为1的乘数。用于校正调整增益的计算不限于公式(2)。可以使用任何计算，只要可以缓和地改变调整增益即可。
Gain＝curGain-(curGain-preGain)×Coe…(2)
将说明针对背光源控制值的增益调整的具体示例。
图5示出在黑图像的左上方布置有具有2.5％面积的白框(white box)的输入图像。图6A示出通过针对各分割区域获取图5所示的图像的最大图像电平所获得的值的示例。在本典型实施例中，使用12位的灰度值0～4095作为RGB值。术语“黑图像”表示图像的各像素中的RGB值对应于黑色(例如，对于整个范围为(0,0,0))的图像。术语“白框”(白块(whitepatch))表示该区域中的各像素的RGB值对应于白色(例如，对于整个范围为(4095,4095,4095))的图像。如图6A所示，与图3B所示的阴影部(第一区域)相对应的区域的最大图像电平为“0”。因此，基于图4A所示的图来计算出第一增益0.5。图6B示出通过针对各分割区域获取图5所示的图像的平均图像电平所获得的值的示例。如图6B所示，与图3C所示的阴影部(第二区域)相对应的区域中所包括的分割区域的平均图像电平在0～4095的范围内，并且最大值为4095。因此，基于图4B所示的图来计算出第二增益0.5。因而，根据公式(1)，通过0.5(第一增益)×0.5(第二增益)＝0.25来计算调整增益。
图7A示出用于显示图5所示的输入图像的背光源控制值的示例。通过将图7A所示的背光源控制值乘以调整增益0.25来获得图7B所示的调整后的背光源控制值。因而，在画面的端部处的背光源发光亮度高的情况下，使该背光源发光亮度下降，由此控制来自画面的端部的扩散光的量。任何值均可用作图7A所示的背光源控制值，只要可以以期望亮度显示图5所示的输入图像即可，并且没有特别限制计算方法。
图9A示出通过针对各分割区域获取图8A所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。图8A示出在黑图像的四个角处布置有白框的输入图像。各白框的面积与输入图像的面积的2.5％相对应(该面积在下文被称为2.5％面积)。各白框的长宽比可以等于或不同于输入图像的长宽比。如图9A所示，与图3B所示的阴影部(第一区域)相对应的区域的最大图像电平为“0”。因此，基于图4A所示的图来计算出第一增益0.5。图9B示出通过针对各分割区域获取图8A所示的输入图像的平均图像电平所获得的值的示例。如图9B所示，与图3C所示的阴影部(第二区域)相对应的区域中所包括的分割区域的平均图像电平在0～4095的范围内，并且最大值为4095。因此，基于图4B所示的图来计算出第二增益0.5。因而，根据公式(1)，通过0.5(第一增益)×0.5(第二增益)＝0.25来计算调整增益。
图10A示出用于显示图8A所示的输入图像的背光源控制值的示例。通过将图10A所示的背光源控制值乘以调整增益0.25来获得图10B所示的调整后的背光源控制值。因此，即使在画面的四个角处的背光源发光亮度高的情况下，也使背光源发光亮度下降，由此减少来自画面的端部的扩散光的量。图8B示出基于与图8A所示的输入图像有关的数据而在显示设备100的画面上显示的显示图像。该显示图像的四个角处所布置的各个白框中的亮度降低。显示设备100可以通过如上所述降低四个角处所布置的各个白框中的亮度，来将图8B所示的显示图像的中央部处的显示亮度控制成小于或等于预定亮度。在本典型实施例中，预定亮度为0.005尼特(更优选为0.001尼特)。显示设备100被配置为在输入仅在黑图像的中央布置有具有10％面积的白色矩形的输入图像的情况下，以1000尼特或更大的中心显示亮度来对显示图像进行显示。
图12A示出通过针对各分割区域获取图11所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。图11示出在黑图像的左上方布置具有2.5％面积的灰框的输入图像。与灰色相对应的RGB值为(1024,1024,1024)。如图12A所示，与图3B所示的阴影部(第一区域)相对应的区域中的最大图像电平为“0”。因此，基于图4A所示的图来计算出第一增益0.5。图12B示出通过针对各分割区域获取图11所示的输入图像的平均图像电平所获得的值的示例。如图12B所示，与图3C所示的阴影部(第二区域)相对应的区域中所包括的分割区域中的平均图像电平在0～1024的范围内，并且最大值为1024。因此，基于图4B所示的图来计算出第二增益1.0。在这种情况下，由于第二增益为1.0，因此不论第一增益如何，调整增益都被设置为1.0。
图13A示出用于显示图8A所示的输入图像的背光源控制值。将图13A所示的背光源控制值各自乘以调整增益1.0，因而如图13B所示，背光源控制值不改变。具体地，在如图11所示、画面的端部处的背光源发光亮度低的情况下，扩散光的影响小，因而背光源发光亮度不会降低。
图15A示出通过针对各分割区域获取图14所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。图14示出在黑图像的左上方和中央布置各自具有2.5％面积的白框的输入图像。如图15A所示，与图3B所示的阴影部(第一区域)相对应的区域中的最大图像电平为4095。因此，基于图4A所示的图来计算出第一增益1.0。图15B示出通过针对各分割区域获取图14所示的输入图像的平均图像电平所获得的值的示例。如图15B所示，与图3C所示的阴影部(第二区域)相对应的区域所包括的分割区域中的平均图像电平在0～4095的范围内，并且最大值为4095。因此，基于图4B所示的图来计算出第二增益0.5。在这种情况下，由于第一增益为1.0，因此不论第二增益如何，调整增益都被设置为1.0。
图16A示出用于显示图14所示的输入图像的背光源控制值的示例。将图16A所示的背光源控制值各自乘以调整增益1.0，因而如图16B所示，背光源控制值不会改变。具体地，在如图14所示、画面的中央部处的亮度高的情况下，黑电平波动不明显，因而无需减少黑电平波动。因而，进行控制操作以不降低背光源发光亮度。
图25A示出通过针对各分割区域获取图24A所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。图24A示出在黑图像的四个角和中央处布置有各自具有2.5％面积的白框的输入图像。如图25A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为4095。因此，基于图4A所示的图来计算出第一增益1.0。图25B示出通过针对各分割区域获取图24A所示的输入图像的平均图像电平所获得的值的示例。如图25B所示，与图3C所示的阴影部(第二区域)相对应的区域中所包括的分割区域中的平均图像电平在0～4095范围内，并且最大值为4095。因此，基于图4B所示的图来计算出第二增益0.5。在这种情况下，由于第一增益为1.0，因此不论第二增益如何，调整增益都被设置为1.0。
图26A示出用于显示图24A所示的输入图像的背光源控制值的示例。将图26A所示的背光源控制值分别乘以调整值1.0，因此如图26B所示，背光源控制值不会改变。因而，在如图24A所示、画面的中央部处的亮度高的情况下，无需降低黑电平波动。因此，进行控制以不降低背光源发光亮度。图24B示出基于与图24A所示的输入图像有关的数据而在显示设备100的画面上显示的显示图像。不同于图8B所示的显示图像，图24B所示的显示图像的四个角处所布置的各个白框中的亮度不会降低。换句话说，图8B所示的显示图像的四个角处所布置的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)低于图24B所示的显示图像的四个角处所布置的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)。假定将如下的多个输入图像中的各输入图像输入至显示设备100的情况：在该输入图像中，图24A所示的五个白框中的仅位于显示图像的中央的白框中的RGB值逐渐减小，并且该白框中的最大图像电平(或平均亮度电平)逐渐下降。在这种情况下，对于典型的显示设备，仅位于显示图像的中央的白框中的显示亮度逐渐下降。然而，对于根据本典型实施例的显示设备100，不仅位于图24B所示的显示图像的中央的白框中的显示亮度(最大值或平均值)逐渐下降，而且位于四个角处的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)也逐渐下降。
如上所述，根据第一典型实施例的液晶显示设备被配置为在诸如画面的中央部等的关注区域中的图像暗的情况下，降低诸如画面的端部等的非关注区域中的背光源发光亮度。因而，可以控制画面的端部处的背光源发光亮度的增加，并且减少由于光扩散而引起的黑电平波动。
[第二典型实施例]
上述第一典型实施例示出了如下的示例：将背光源控制值乘以调整增益，由此控制背光源发光亮度的增加并减少由于光扩散而引起的黑电平波动。第二典型实施例示出限制背光源控制值以控制背光源发光亮度的增加的示例。
图17是示出根据第二典型实施例的显示设备100A的框图。以下将详细说明进行与第一典型实施例的操作不同的操作的功能块。
上限值获取单元111基于特征量获取单元102所获取到的图像数据中的特征量来计算背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值的上限值。
限制处理单元112用上限值获取单元111所计算出的背光源控制值的上限值来限制背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值。由限制处理单元112进行了限制的背光源控制值被发送至背光源控制单元106。
图像校正单元113基于由限制处理单元112进行了限制的背光源控制值来校正图像输入单元101所获取到的图像数据。具体地，在由限制处理单元112进行了限制的背光源控制值是背光源控制值获取单元103所生成的背光源控制值的0.5倍的情况下，图像校正单元113将图像数据中的RGB值乘以校正增益1/0.5＝2。与根据第一典型实施例的图像校正单元108同样，可以调整校正增益，使得图像数据中的RGB值不超过最大灰度值。
图18是示出上限值获取单元111的功能块的框图。
与第一典型实施例同样，区域判断单元10401判断图17所示的特征量获取单元102获取到特征量的各个分割区域对应于第一区域还是第二区域。
计算单元11102基于第一区域中的特征量来计算上限值。这里，在第一区域中要减少黑电平波动。因此，如图19所示，随着第一区域的特征量减少，上限值被设置为更小的值。计算单元11102所使用的特征量是与图3B所示的阴影部(第一区域)相对应的整个区域中的最大图像电平。可以使用任何特征量，只要该特征量表示与输入图像有关的数据中的亮度即可。可选地，例如，可以使用整个第一区域中的平均图像电平、或者被判断为第一区域的分割区域中的平均图像电平的最大值。
将说明背光源控制值限制处理的具体示例。
图6A示出通过针对各分割区域获取图5所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。如图6A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为“0”。因此，基于图19所示的图来计算出上限值1024。图20A示出用于显示图11所示的图像数据的背光源控制值。通过将图20A所示的背光源控制值限制到上限值1024来获得图20B所示的背光源控制值。
图9A示出针对各分割区域获取图8A所示的输入图像的最大图像电平的示例。如图9A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为“0”。因此，基于图19所示的图来计算出上限值1024。图21A示出用于显示图8A所示的输入图像的背光源控制值。通过将图21A所示的背光源控制值限制到上限值1024来获得图21B所示的背光源控制值。
因而，将背光源控制值限制到上限值，这在控制画面的端部处的背光源发光亮度的增加的同时，与增益调整的情况相比防止了亮度降低。图8B示出基于与图8A所示的输入图像有关的数据而在显示设备100A的画面上显示的显示图像。该显示图像的四个角处所布置的各个白框中的亮度下降。显示设备100A可以通过降低四个角处所布置的各个白框中的亮度，来将图8B所示的显示图像的中央的显示亮度控制为小于或等于0.005尼特(更期望地，小于或等于0.001尼特)。显示设备100A被配置为在输入了仅在黑图像的中央布置有具有10％面积的白色矩形的输入图像的情况下，以1000尼特或更大的中心显示亮度来对显示图像进行显示。
图12A示出通过针对各分割区域获取图11所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。如图12A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为“0”。因此，基于图19所示的图来计算出上限值1024。图22A示出用于显示图11所示的输入图像的背光源控制值。由于图22A所示的最大背光源控制值为1024，因此即使当背光源控制值各自被限制为上限值1024时，如图22B所示，背光源控制值在限制处理之前和之后也没有改变。换句话说，在图像数据的暗部区域中，可以减少亮度降低的不利影响。
图15A示出通过针对各分割区域获取图14所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。如图15A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为“4095”。因此，基于图19所示的图来计算出上限值4096。图23A示出用于显示图14所示的输入图像的背光源控制值。由于图23A所示的最大背光源控制值为4096，因此即使当背光源控制值各自被限制为上限值4096时，如图23B所示，背光源控制值在限制处理之前和之后也没有改变。具体地，在画面的中央部的图像数据中的显示亮度高的情况下，将限制处理的上限值设置为高电平，由此控制背光源发光亮度的降低。
图25A示出通过针对各分割区域获取图24A所示的输入图像的最大图像电平所获得的值的示例。如图25A所示，与图3B所示的阴影部相对应的区域中的最大图像电平为“4095”。因此，基于图19所示的图来计算出上限值4096。图27A示出用于显示图24A所示的输入图像的背光源控制值。由于图27A所示的最大背光源控制值为4096，因此即使当背光源控制值被限制为上限值4096时，如图27B所示，背光源控制值在限制处理之前和之后也没有改变。具体地，在画面的中央部的图像数据中的显示亮度高的情况下，将限制处理的上限值设置为高电平，由此控制背光源发光亮度的降低。
图24B示出基于与图24A所示的输入图像有关的数据而在显示设备100A的画面上显示的显示图像。不同于图8B所示的显示图像，图24B所示的显示图像的四个角处所布置的各白框中的亮度没有降低。换句话说，图8B所示的显示图像的四个角处所布置的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)低于图24B所示的显示图像的四个角处所布置的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)。假定将如下的多个输入图像中的各输入图像输入至显示设备100A的情况，在该输入图像中，图24A所示的输入图像中的五个白框中的仅位于显示图像的中央的白框中的RGB值逐渐减小，并且该白框中的最大图像电平(或平均亮度电平)逐渐下降。在这种情况下，对于典型的显示设备，仅位于显示图像的中央的白框中的显示亮度逐渐下降。然而，对于根据本典型实施例的显示设备100A，不仅位于图24B所示的显示图像的中央的白框中的显示亮度(最大值或平均值)逐渐下降，而且四个角处所布置的各个白框中的显示亮度(最大值或平均值)也逐渐下降。
如上文所述，根据本典型实施例的液晶显示设备被配置为在诸如画面的中央部等的关注区域中的图像数据的图像暗的情况下，限制背光源发光亮度。这样仅在以高亮度发光的区域中控制背光源发光亮度的增加，由此减少由于光扩散而引起的黑电平波动。另外，在图像数据的暗区域中，可以减少背光源发光亮度的不利影响。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或设备，该系统或设备的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
上述典型实施例例示了将画面的中央区域设置为关注区域(第一区域)并且将画面的周边区域设置为非关注区域(第二区域)的示例。可选地，可以将用户所指定的任何区域设置为关注区域(第一区域)，并且可以将除所指定的区域以外的区域设置为非关注区域(第二区域)。

Claims (18)

1.一种显示设备，用于根据与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：
液晶面板；
背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元；以及
控制器，其被配置为控制所述多个光源单元中的各光源单元，
其中，所述控制器基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
2.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，在所述输入图像的所述第一区域中的特征量由第一值表示、并且与所述输入图像的所述第二区域中的亮度有关的特征量由第二值表示的情况下，所述控制器使与所述输入图像的所述第二区域相对应的光源单元以第一发光亮度发光，以及
其中，在所述输入图像的所述第一区域中的特征量由比所述第一值小的第三值表示、并且所述输入图像的所述第二区域中的特征量由所述第二值表示的情况下，所述控制器使与所述输入图像的所述第二区域相对应的光源单元以比所述第一发光亮度低的第二发光亮度发光。
3.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，所述输入图像的所述第一区域与所述输入图像的中央区域相对应，以及
其中，所述输入图像的所述第二区域与所述输入图像的周边区域相对应。
4.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，所述控制器包括：
特征量获取单元，其被配置为针对所述输入图像的各区域获得与亮度有关的特征量；
控制值获取单元，其被配置为基于所述特征量来获得针对所述多个光源单元中的各光源单元的控制值；
增益获取单元，其被配置为基于所述输入图像的所述第一区域中的特征量和与所述输入图像的所述第二区域中的亮度有关的特征量来获得增益；以及
调整单元，其被配置为基于所述增益来调整所述控制值。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述增益获取单元校正所述增益，使得控制所述增益的变化。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述控制器包括：
特征量获取单元，其被配置为针对所述输入图像的各区域获得与亮度有关的特征量；
控制值获取单元，其被配置为基于所述特征量来获得针对所述多个光源单元中的各光源单元的控制值；
上限值获取单元，其被配置为基于所述输入图像的所述第一区域中的特征量来获得上限值；以及
调整单元，其被配置为基于所述上限值来调整所述控制值。
7.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述控制器包括面板控制单元，所述面板控制单元被配置为基于所述调整单元调整后的控制值来控制所述背光源。
8.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述控制器包括校正单元，所述校正单元被配置为基于调整后的控制值来校正与所述输入图像有关的数据。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述控制器包括面板控制单元，所述面板控制单元被配置为基于校正后的与所述输入图像有关的数据来控制所述液晶面板。
10.一种显示设备，用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：
控制器，其被配置为基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，
其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，所述控制器以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及
其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，所述控制器以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，所述控制器以所述第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域，使得所述显示图像的中央部处的显示亮度低于或等于预定亮度。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述预定亮度约为0.005尼特。
13.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述预定亮度约为0.001尼特。
14.根据权利要求10所述的显示设备，其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处布置了具有与该输入图像的约10％相对应的面积的白色矩形的黑图像的情况下，所述控制器进行控制，使得所述显示图像的所述中央部处的显示亮度大于或等于约1000尼特。
15.一种显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：液晶面板；以及背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元，所述控制方法包括：
控制所述多个光源单元中的各光源单元，
其中，基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
16.一种显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述控制方法包括：
基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，
其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及
其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
17.一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序用于使得计算机执行显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述显示设备包括：液晶面板；以及背光源，其包括与所述液晶面板的多个分割区域相对应的多个光源单元，所述控制方法包括：
控制所述多个光源单元中的各光源单元，
其中，基于与所述输入图像的第一区域中的亮度有关的特征量，来改变所述多个光源单元中的与不同于所述输入图像的所述第一区域的第二区域相对应的光源单元的发光亮度。
18.一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序用于使得计算机执行显示设备的控制方法，所述显示设备用于基于与输入图像有关的数据来对显示图像进行显示，所述控制方法包括：
基于与所述输入图像有关的数据来进行局部调光控制，
其中，在所述输入图像是在该输入图像的中央部处和在该输入图像的四个角处布置了各自具有与该输入图像的约2.5％相对应的面积的白框的黑图像的情况下，以第一显示亮度来显示与该输入图像的四个角处的白框相对应的所述显示图像的四个角处的区域，以及
其中，在所述输入图像是在该输入图像的四个角处布置了所述白框的黑图像的情况下，以比所述第一显示亮度低的第二显示亮度来显示所述显示图像的四个角处的区域。
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