JP2000330542A - 表示装置及び表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画像中の高輝度の画素を簡単な回路構成
の検出部により検出し、その情報を用いて表示画面の輝
度を調整する表示装置を実現し、また、表示画像がグラ
フィック画面であるかテキスト画面であるかを判断し
て、テキスト画面の場合には表示画面の輝度を自動調整
しない表示装置の制御方法を実現する。 【解決手段】 ＲＧＢの各信号が各々の閾値よりも大き
くなる画素の数を計数する画像情報検出部７が、デジタ
ル映像信号Ｓ２から画像に含まれる高輝度画素数の割合
を算出し、高輝度画素割合情報Ｓ３としてＭＰＵ８に出
力する。高輝度画素割合情報Ｓ３を受け取ったＭＰＵ８
はインバータ部１１に制御信号Ｓ４を送出し、バックラ
イト部１０での発光強度を調節する。また、階調の中心
を軸に左右入れ換えた画素数と階調との分布特性の標準
偏差を計算して、テキスト画面かどうかを判断し、テキ
スト画面の場合には信号Ｓ４を固定値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パーソナルコン
ピュータやワークステーション等からの映像信号を受け
て画像を表示する表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ション等からの映像信号を受けて画像を表示する表示装
置として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＣＲＴ、プラ
ズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等がある。これら表
示装置の映し出す画像をよりよい状態で鑑賞するために
は、表示画面の有する種々の光学的パラメータがベスト
の状態に調整される必要がある。

【０００３】そのような光学的パラメータの１つに表示
画面の輝度（表示画面全体の明るさ）がある。表示画面
の輝度は、表示内容に高輝度の部分が多いかどうかに依
存する。例えば、表示内容に高輝度の部分が少なけれ
ば、表示画面全体の輝度が落ちて表示画面が薄暗く見づ
らいものとなる。よって、表示内容に応じて表示装置の
発光強度を調整することが望ましい。すなわち、表示内
容に高輝度の部分が少ないときには表示画面全体の輝度
が高くなるよう表示装置の発光強度を補正すれば、表示
画面が見づらくなることを防止でき、きれいでメリハリ
のある画像を提供できる。

【０００４】表示内容に応じて表示画面の輝度を自動的
に調整する表示装置の一例を挙げると、特開平７−１２
９１１３号公報に記載の技術がある。この表示装置は、
表示画像のうち高輝度である白の部分の面積を検出して
輝度調整回路にフィードバックすることにより、表示内
容の変化に対して表示画面の輝度を一定に保つことを目
的としている。図１１は、この技術を表示装置ＤＰ２と
して示したものである。表示装置ＤＰ２は、ＬＣＤ２１
と、ＬＣＤ２１に透過光を供給するためのバックライト
光源２２と、コンピュータ等から送出された画像データ
を蓄えておくためのＶＲＡＭ２３と、ＬＣＤ２１を駆動
させるためのＬＣＤドライバ２７とを備えている。さら
に表示装置ＤＰ２は、白色を表示した画素（以下、白画
素と記す）の数を検出するための白画素計数器２４と、
ＬＣＤ２１の表示画面の輝度を補正するための補正値を
生成する補正値生成ロジック回路２５と、バックライト
光源２２の発光強度を調節する調光回路２６とを備えて
いる。

【０００５】次に、表示装置ＤＰ２の動作について説明
する。ＬＣＤドライバ２７は、ＶＲＡＭ２３からの表示
画像データＳ２を得てビデオ信号Ｓ６を出力し、ビデオ
信号Ｓ６によりＬＣＤ２１の各画素のオンオフを制御し
てＬＣＤ２１上に画像を表示させる。ＬＣＤドライバ２
７はまた、ＬＣＤ２１の駆動電圧を制御して表示コント
ラストを調整するが、その調整値はユーザが可変抵抗Ｒ
１を手動調整することによって設定される。また、調光
回路２６は、発光強度信号Ｓ５によりバックライト光源
２２の電源電圧または駆動デューティを制御してバック
ライト光源２２の発光強度を変化させ、それによりＬＣ
Ｄ２１の表示画面の輝度を変化させる。この輝度の概略
値の設定については、ユーザによる可変抵抗Ｒ２の手動
調整にて行われる。しかし、表示内容による微妙な補正
については次のように自動で行われる。まず、白画素計
数器２４は表示画像データＳ２より１フレーム内の白画
素数を計数し、白画素数情報Ｓ３を補正値生成ロジック
回路２５に送出する。そして、補正値生成ロジック回路
２５は、この白画素数情報Ｓ３に基づいて補正値信号Ｓ
４を生成し、調光回路２６に出力する。調光回路２６
は、補正値信号Ｓ４を受けて発光強度信号Ｓ５を変化さ
せ、バックライト光源２２の発光強度を表示内容に適し
た輝度となるように変化させる。

【０００６】この補正値信号Ｓ４の生成については以下
のようにして行う。１フレームにおける白画素数の全画
素数に占める割合と表示画面の輝度との特性を図１２に
示す。図１２によれば、白画素数の割合の増加に比例し
て表示画面の輝度は増加している。そこで、輝度の補正
値と白画素数割合との特性を図１３に示すように設定す
る。図１３では、Ｂの部分において白画素数の割合と補
正値とが反比例するように設定している。このように白
画素数の割合に反比例するように輝度が補正されると、
表示画面の輝度が、図１４のＢの部分に示すように白画
素数に影響されず一定となるので、表示画面が見づらく
なることを防止できる。なお、白画素数が極端に少なく
真っ黒に近い場合（Ａの部分）には、補正量を増加させ
るとかえって見づらくなるので補正を行わない。また、
白画素数の割合が多い場合（Ｃの部分）にも輝度補正を
行う必要はなく、補正の対象外としている。よって、補
正値生成ロジック回路２５に図１３に示すような白画素
数割合と輝度補正値との特性のテーブルを持たせてお
き、その特性テーブルを参照して補正値信号Ｓ４を生成
させるようにする。

【０００７】なお、同期信号がＬＣＤドライバ２７から
白画素計数器２４に入力され、１フレーム分の白画素計
数の終了を検知し次フレームの計数を行うためのリセッ
ト信号としてはたらく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平７−１２
９１１３号公報に記載の表示装置の場合、１フレームの
全画素中の白画素の検出が輝度の補正にとって重要とな
る。白画素数の大小によってバックライト光源２２の発
光強度が決定され、それが表示画面の輝度に大きく影響
するからである。

【０００９】しかし上記の公報では、白画素検出の方法
や検出回路について何ら触れていないので、具体性に欠
ける面があった。

【００１０】また、例えばワープロやエディタにおける
文字入力画面（テキスト画面）の場合は、文字数の多寡
によって表示画面の輝度が変動すると、かえって目が疲
れるので、表示内容によっては表示画面の輝度を調整し
ない方がよいこともある。

【００１１】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、表示画像中の高輝度の画素を簡単な回路
構成の検出部により検出し、その情報を用いて表示画面
の輝度を調整することが可能な表示装置を実現する。ま
た、その表示装置を用いて表示内容がグラフィック画面
であるかテキスト画面であるかを判断する方法をも実現
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、映像信号に応じた画像を表示する表示
手段と、前記表示手段に表示される前記画像の輝度を調
整する調整手段と、前記画像の１画面の画素のうち前記
映像信号の階調が所定の閾値を超える画素の数の割合を
算出し、前記割合に基づいて前記調整手段の調整量を決
定する調整量決定手段とを備える表示装置である。

【００１３】この発明のうち請求項２にかかるものは、
請求項１記載の表示装置であって、前記調整量決定手段
は、前記調整量を固定値に切り替える切り替え手段をさ
らに含む。

【００１４】この発明のうち請求項３にかかるものは、
請求項１または２記載の表示装置であって、前記映像信
号は、複数の色映像信号を含み、前記所定の閾値は、前
記色映像信号の各々に対応した閾値を含み、前記調整量
決定手段は、前記画像の１画面の画素のうち、全ての前
記色映像信号の階調が各々に対応した前記閾値を超える
画素の数の割合を算出する。

【００１５】この発明のうち請求項４にかかるものは、
請求項３記載の表示装置であって、前記複数の色映像信
号は、赤映像信号及び緑映像信号及び青映像信号を含
み、前記色映像信号の各々に対応した前記閾値は、前記
赤映像信号に対応した閾値、前記緑映像信号に対応した
閾値、前記青映像信号に対応した閾値を含み、前記調整
量決定手段は、前記赤映像信号と前記赤映像信号に対応
した前記閾値とを比較し、前記赤映像信号が前記赤映像
信号に対応した前記閾値よりも大きい場合に第１の信号
を出力する第１の比較器と、前記緑映像信号と前記緑映
像信号に対応した前記閾値とを比較し、前記緑映像信号
が前記緑映像信号に対応した前記閾値よりも大きい場合
に第２の信号を出力する第２の比較器と、前記青映像信
号と前記青映像信号に対応した前記閾値とを比較し、前
記青映像信号が前記青映像信号に対応した前記閾値より
も大きい場合に第３の信号を出力する第３の比較器と、
前記第１乃至第３の信号の全てが入力された場合に第４
の信号を出力するＡＮＤ回路と、前記第４の信号の出力
回数を計数し、高輝度画素数情報として出力する第１の
カウンタと、前記画像の１画面の画素数を計数し、全画
素数情報として出力する第２のカウンタと、前記高輝度
画素数情報を前記全画素数情報で除して、前記割合を算
出する除算器とをさらに含む。

【００１６】この発明のうち請求項５にかかるものは、
請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置を用いて、
前記画像がグラフィック画面であるかテキスト画面であ
るかを判断し、テキスト画面である場合には前記調整量
を固定値とする、表示装置の制御方法である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を述べる前
に、図１１に示した表示装置ＤＰ２における白画素計数
器２４の具体的構成について検討すると、以下のような
ものが考えられる。

【００１８】例えば、ＶＲＡＭ２３から出力される表示
画像データＳ２が、１画素に付き赤、緑、青それぞれ８
ビットの階調のデジタル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂから
成り立っていると仮定したとき、各信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓ
ｂの階調がそれぞれ所定の閾値Ｘ，Ｙ，Ｚよりも大きな
値で、かつ、各信号の階調の比率が白色に対応する一定
値となる場合にその画素を白と判断する、という白画素
計数器２４が考えられる。図１５にそのような白画素計
数器２４の回路構成例を示す。この回路においては、デ
ジタル映像信号Ｓｒの階調が、８ビットコンパレータＣ
Ｐｒにおいて、閾値記憶レジスタＲＧｒに蓄えられた閾
値Ｘと比較される。そして、デジタル映像信号Ｓｒの階
調がＸよりも大きな値の場合に、コンパレータＣＰｒか
らアクティブとして出力される信号（例えばＨｉｇｈア
クティブの場合のＨｉｇｈ信号のこと、以下アクティブ
信号と記す）ＡＳｒがスイッチＳＷｒを閉じて、デジタ
ル映像信号Ｓｒを次段の８ビットコンパレータＣＰｇｒ
に伝達する。なお、図中の太線及び８の数字は、８本の
信号線が存在することを示している。また、煩瑣な表示
を避けるために図示していないが、デジタル映像信号Ｓ
ｂについても同様に、８ビットコンパレータＣＰｂにお
いて閾値記憶レジスタＲＧｂに蓄えられた閾値Ｚと比較
され、そして、デジタル映像信号Ｓｂの階調がＺよりも
大きな値の場合にコンパレータＣＰｂの出力するアクテ
ィブ信号ＡＳｂがスイッチＳＷｂを閉じてデジタル映像
信号Ｓｂを次段の８ビットコンパレータＣＰｇｂに伝達
する。また、デジタル映像信号Ｓｇについても同様に、
８ビットコンパレータＣＰｇにおいて閾値記憶レジスタ
ＲＧｇに蓄えられた閾値Ｙと比較され、デジタル映像信
号Ｓｇの階調がＹよりも大きな値の場合にコンパレータ
ＣＰｇの出力するアクティブ信号ＡＳｇがスイッチＳＷ
ｇを閉じて、デジタル映像信号Ｓｇを次段の８ビットコ
ンパレータＣＰｇｂ，ＣＰｇｒに伝達する。

【００１９】さて、図１５に示す回路においては、白画
素と判断する階調の比率の例として、Ｓｒ：Ｓｇ：Ｓｂ
＝１：１：１の場合を考えている。よって、次段の８ビ
ットコンパレータＣＰｇｒはデジタル映像信号Ｓｒ，Ｓ
ｇが一致しているかどうかを判断し、一致している場合
にのみＡＮＤ回路Ａ２へとアクティブ信号ＡＳｇｒを伝
える。同様に、８ビットコンパレータＣＰｇｂはデジタ
ル映像信号Ｓｂ，Ｓｇが一致しているかどうかを判断
し、一致している場合にのみＡＮＤ回路Ａ２へとアクテ
ィブ信号ＡＳｇｂを伝える。そしてＡＮＤ回路Ａ２は、
８ビットコンパレータＣＰｇｒ，ＣＰｇｂの両者からア
クティブ信号が出力された場合にのみ、カウンタＣＴ２
にアクティブ信号ＡＳ２を出力する。そして、カウンタ
ＣＴ２は、垂直同期信号検出器ＶＳにより同期信号Ｓ７
から検出された垂直同期信号Ｓ７ｖをカウンタのリセッ
ト信号として用いつつ、ＡＮＤ回路Ａ２からの信号出力
回数を計数し、白画素数情報Ｓ３として補正値生成ロジ
ック２５へと出力する。

【００２０】なお、白画素と判断する各信号Ｓｒ，Ｓ
ｇ，Ｓｂの階調の比率を１：１：１以外の値にしたい場
合には、スイッチＳＷｒの出力部分にＳｇに対するＳｒ
の比率の逆数に応じた乗算器または除算器を挿入し、ス
イッチＳＷｂの出力部分にＳｇに対するＳｂの比率の逆
数に応じた乗算器または除算器を挿入すればよい。例え
ば、Ｓｒ：Ｓｇ：Ｓｂ＝１：２：４となるようにしたい
場合には、スイッチＳＷｒの出力部分に入力値を２倍の
値にする乗算器を、スイッチＳＷｂの出力部分に入力値
を半分の値にする除算器を、それぞれ挿入すればよい。
そうすれば、所望する白色に対応する各信号Ｓｒ，Ｓ
ｇ，Ｓｂの階調の比率で白画素の判断ができる。

【００２１】以上にみたように、白画素計数器２４を具
体的に構成することは可能である。しかし、このような
白画素計数器の構成では、デジタル映像信号Ｓｒ，Ｓ
ｇ，ＳｂをコンパレータＣＰｇｒ，ＣＰｇｂに送出する
ので、ビット数に対応した本数分の信号線が多く必要と
なる。さらに、白画素の判定についても、予め決めた各
信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂの階調の比率に一致するもののみ
を白画素と判断するので、ほんの少し比率が異なるだけ
で実質的に白色とみなせる画素や、白色でなくとも高輝
度である色の画素を計数することはできない。

【００２２】実施の形態１．図１は、本実施の形態にか
かる表示装置ＤＰ１を示したものである。表示装置ＤＰ
１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２から出力さ
れたアナログ映像信号Ｓ０を適切な電圧レベルのアナロ
グ映像信号Ｓ１として出力する映像信号増幅部１と、ア
ナログ映像信号Ｓ１をデジタル映像信号Ｓ２に変換する
アナログ−デジタル変換（ＡＤＣ）回路部２と、デジタ
ル映像信号Ｓ２に画像の拡大縮小やガンマ補正等を施し
デジタル映像信号Ｓ６として出力するデジタル画像処理
部３と、デジタル映像信号Ｓ６を受けて画像を表示する
ＬＣＤ表示部４とを備えている。そしてさらに表示装置
ＤＰ１は、デジタル映像信号Ｓ２のうち１フレーム中の
高輝度の画素を検出して計数する画像情報検出部７と、
表示装置ＤＰ１の各部の動作を司るマイクロコンピュー
タ（ＭＰＵ）８と、ＬＣＤ表示部４の光源となるバック
ライト部１０と、ＭＰＵ８からの制御信号Ｓ４を受けて
バックライト部１０を発光強度信号Ｓ５により制御する
インバータ部１１とを備える。また表示装置ＤＰ１は、
ＰＣ１２から送出される同期信号（水平、垂直を含む）
Ｓ７のうち水平同期信号に同期し、かつ、ＭＰＵ８から
の制御信号Ｓ８に基づく周波数及び位相を有する高周波
数のサンプリングクロックＳ９を発生させるクロック発
生部６と、ＭＰＵ８からの制御信号Ｓ１４を受けてサン
プリングクロックＳ９の位相を最適に調整しサンプリン
グクロックＳ１０としてＡＤＣ回路部２へと与えるクロ
ック位相調整部５と、同期信号Ｓ７の信号の有無や周波
数、極性といった同期信号の判定用データを検出してＭ
ＰＵ８に信号Ｓ１１として伝達する同期信号検出部９
と、表示画面の輝度を自動調整にするか否かを切り替え
るための押しボタン１３とを備える。

【００２３】次にこの表示装置ＤＰ１の動作について述
べる。ＡＤＣ回路部２に入力されたアナログ映像信号Ｓ
１は、クロック発生部６で発生しクロック位相調整部５
で位相調整されたサンプリングクロックＳ１０の周期に
基づいてサンプリングされ、デジタル映像信号Ｓ２へと
変換される。デジタル映像信号Ｓ２は、デジタル画像処
理部３を経てＬＣＤ表示部４で映像として表示される
が、同時に画像情報検出部７、ＭＰＵ８にも入力され
る。そして、画像情報検出部７はデジタル映像信号Ｓ２
の全画素数と画像に含まれる高輝度画素の数とを計数
し、高輝度画素の数を全画素数で除してその割合を求め
る。また、その割合を高輝度画素割合情報Ｓ３としてＭ
ＰＵ８に出力する。ＭＰＵ８は、信号Ｓ１１から得た垂
直同期信号の情報を利用して、垂直同期信号が入力され
る直前の高輝度画素割合情報Ｓ３に基づいて制御信号Ｓ
４を生成する。そして、インバータ部１１に制御信号Ｓ
４を送出し、バックライト部１０での発光強度を調節す
る。なお画像情報検出部７においては、１画素のデジタ
ル映像信号Ｓ２の情報が入力される度に、すなわちＡＤ
Ｃ回路部２におけるサンプリング周期ごとに、高輝度で
あるかどうかを検出するため、サンプリングクロックＳ
１０も入力される。また、１フレーム分の検出終了を検
知し次フレームの計数を行うためのリセット信号として
同期信号Ｓ７も入力される。

【００２４】制御信号Ｓ４の生成については以下のよう
にして行う。１フレームにおける高輝度画素数の全画素
数に占める割合とバックライト部１０における発光強度
との特性を、例えば図２のグラフＢ１〜Ｂ４のいずれか
に示すように設定する。図２において、グラフＢ１は、
高輝度画素数の割合が１００％から０％になるにつれて
一定割合でバックライト発光強度を増加させていく場合
のグラフである。またグラフＢ２は、高輝度画素数の割
合が１００％〜ｎ１％間は一定のバックライト発光強度
とし、ｎ１％〜０％間はｎ１％から０％になるにつれて
一定割合でバックライト発光強度を増加させていく場合
のグラフである。グラフＢ３もグラフＢ２と同様、高輝
度画素数の割合が１００％〜ｎ２％間は一定のバックラ
イト発光強度とし、ｎ２％〜０％間はｎ２％から０％に
なるにつれて一定割合でバックライト発光強度を増加さ
せていく場合のグラフである。また、グラフＢ４は、高
輝度画素数の割合の如何にかかわらず一定のバックライ
ト発光強度とする、自動調整しない場合のグラフであ
る。

【００２５】また図３は、グラフＢ１〜Ｂ４のそれぞれ
に対応する表示画面の輝度と高輝度画素数の割合との特
性を示した図である。グラフＢ４のようにバックライト
発光強度を調整しない場合は、図１２と同様、高輝度画
素数の割合が低下するにつれて表示画面の輝度は一定割
合で減少し、高輝度画素数の割合が０％のときに最低値
となる（グラフＬ４）。しかし、グラフＢ１のように高
輝度画素数の割合が低下するにつれて一定割合でバック
ライト発光強度を増加させれば、グラフＬ１のように高
輝度画素数の割合が低下しても、表示画面の輝度はグラ
フＬ４ほどには低下しない。また、グラフＢ２の場合は
高輝度画素数の割合がｎ１％を下った場合にバックライ
ト強度が増加するので、グラフＬ２のようにｎ１％以下
の部分で表示画面の輝度が増強される。同様にグラフＬ
３についても、ｎ２％以下の部分で表示画面の輝度が増
強される。

【００２６】これらＢ１〜Ｂ３のようなグラフをもとに
高輝度画素数の割合とバックライト発光強度の特性テー
ブルを作り、ＭＰＵ８がこの特性テーブルを記憶したメ
モリ（図示せず）を参照しつつ制御信号Ｓ４を生成すれ
ば、表示内容の輝度に応じてバックライト部１０での発
光強度を調節することができる。

【００２７】さて、画像情報検出部７における高輝度画
素の検出手法は、上述の特開平７−１２９１１３号公報
に記載の表示装置の場合と異なる。つまり、デジタル映
像信号Ｓ２のうちの白画素を高輝度部分と捉えるのでは
なく、赤、緑、青の各階調がそれぞれの予め設定された
閾値を同時に超える画素を高輝度部分と捉えるのであ
る。図４はこの高輝度部分の判断手法を説明するもので
ある。デジタル映像信号Ｓ２は赤、緑、青のデジタル映
像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂを含み、各信号の閾値はそれぞ
れＸ，Ｙ，Ｚである。なお図４では、理解しやすくする
ために本来はデジタル映像信号である信号Ｓｒ，Ｓｇ，
Ｓｂを、アナログ信号的に表示している。図４において
「カウント領域」と示したように、垂直同期信号の間に
記録された各デジタル映像信号のうち、信号Ｓｒが閾値
Ｘよりも大きく、かつ、信号Ｓｇが閾値Ｙよりも大き
く、かつ、信号Ｓｂが閾値Ｚよりも大きい部分が、高輝
度であると認識される。なお、これら閾値Ｘ，Ｙ，Ｚの
各値は、表示装置ＤＰ１の動作前に予め、使用者や製造
者等により決定されて、ＭＰＵ８に入力され、ＭＰＵ８
から信号Ｓ１３として、画像情報検出部７に与えられて
いる。

【００２８】次に、画像情報検出部７の具体的構成につ
いて説明する。例えば、デジタル映像信号Ｓ２に含まれ
た赤、緑、青のデジタル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂは、
それぞれ８ビットの階調のデジタル映像信号であるとす
る。図５は、この画像情報検出部７の具体的構成を示し
たものである。この回路においては、デジタル映像信号
Ｓｒの階調が、信号Ｓ１３によってＭＰＵ８から閾値記
憶レジスタＲＧｒに蓄えられた閾値Ｘと８ビットコンパ
レータＣＰｒにおいて比較される。そして、デジタル映
像信号Ｓｒの階調がＸよりも大きな値の場合にコンパレ
ータＣＰｒの出力するアクティブ信号ＡＳｒはＡＮＤ回
路Ａ１ａへと入力される。なお、図中の太線及び８の数
字は、８ビットに対応する８本の信号線が存在すること
を示している。また、煩瑣な表示を避けるために図示し
ていないが、デジタル映像信号Ｓｂについても同様に、
ＭＰＵ８から閾値記憶レジスタＲＧｂに蓄えられた閾値
Ｚと８ビットコンパレータＣＰｂにおいて比較され、そ
して、デジタル映像信号Ｓｂの階調がＺよりも大きな値
の場合にコンパレータＣＰｂの出力するアクティブ信号
ＡＳｂがＡＮＤ回路Ａ１ａへと入力される。また、デジ
タル映像信号Ｓｇについても同様に、ＭＰＵ８から閾値
記憶レジスタＲＧｇに蓄えられた閾値Ｙと８ビットコン
パレータＣＰｇにおいて比較され、デジタル映像信号Ｓ
ｇの階調がＹよりも大きな値の場合にコンパレータＣＰ
ｇの出力するアクティブ信号ＡＳｇがＡＮＤ回路Ａ１ａ
へと入力される。

【００２９】そしてＡＮＤ回路Ａ１ａは、８ビットコン
パレータＣＰｒ，ＣＰｇ，ＣＰｂの全てからアクティブ
信号が出力された場合にのみ、カウンタＣＴ１ａにアク
ティブ信号ＡＳ１ａを出力する。そして、カウンタＣＴ
１ａは、垂直同期信号検出器ＶＳにより同期信号Ｓ７か
ら検出された垂直同期信号Ｓ７ｖをカウンタのリセット
信号として用い、また、信号ＡＳ１ｂをクロック信号と
して用いつつ、ＡＮＤ回路Ａ１ａからの信号出力回数を
計数し、高輝度画素数情報ＣＳ１ａとして出力する。

【００３０】また、カウンタＣＴ１ｂは、垂直同期信号
Ｓ７ｖをリセット信号として用い、信号ＡＳ１ｂをクロ
ック信号として用いつつ、水平同期信号検出器ＨＳによ
り同期信号Ｓ７から検出された水平同期信号の反転出力
（水平同期信号の存在しない期間がアクティブとなる出
力）Ｓ７ｈを計数し、全画素数情報ＣＳ１ｂとして出力
する。

【００３１】そして、除算器ＤＶ１はサンプリングクロ
ックＳ１０が入力される度に、高輝度画素数情報ＣＳ１
ａを全画素数情報ＣＳ１ｂで除した値を計算して高輝度
画素割合情報Ｓ３として出力する。除算器ＤＶ１では常
に計算が行われていることになるが、ＭＰＵ８は、先述
のように垂直同期信号が入力される直前の高輝度画素割
合情報Ｓ３に基づいて制御信号Ｓ４を生成するので、制
御信号Ｓ４は１フレーム中の全画素数に対する高輝度画
素数の割合を反映している。

【００３２】なお信号ＡＳ１ｂは、水平同期信号の反転
出力Ｓ７ｈとサンプリングクロックＳ１０とのＡＮＤ回
路Ａ１ｂによる論理和の信号である。このような信号を
カウンタＣＴ１ａ，ＣＴ１ｂのクロック信号に採用した
理由は、帰線消去期間にカウンタＣＴ１ａ，ＣＴ１ｂを
動作させないようにするためである。ただしここでは水
平同期信号の反転出力Ｓ７ｈを用いているので、帰線消
去期間中のフロントポーチ、バックポーチにおいても画
素数を計数してしまっていることになる。しかし、映像
信号の期間に対するフロントポーチ、バックポーチの期
間の割合は微小であるので、計数してもそれほど大きな
誤差とはならない。

【００３３】なお、高輝度画素数情報ＣＳ１ａはＭＰＵ
８にも入力される。

【００３４】このようにすれば、閾値Ｘ，Ｙ，Ｚの値を
所望の値に設定しておくことで、カラー画像のうち所望
の色及び輝度の画素を、高輝度画素として計数すること
が可能となる。よって、予め決めた赤、緑、青の階調の
比率に一致する白色のみを高輝度であると判断するので
はないので、ほんの少し比率が異なるだけで実質的に白
色とみなせる画素や、白色でなくとも高輝度である色の
画素をも計数することが可能となる。また、図１５に示
した回路のうちコンパレータＣＰｇｂ，ＣＰｇｒのよう
な赤、緑、青の各色の映像信号の階調の比率を検出する
回路要素は不要となる。

【００３５】よって本実施の形態にかかる表示装置を用
いれば、表示画像中の高輝度の画素を簡単な回路構成の
検出部により検出でき、その情報を用いて表示画面の輝
度を調整することができる。

【００３６】なおＭＰＵ８では、押しボタン１３を押す
ことで、例えば、信号Ｓ１３が閾値Ｘ，Ｙ，Ｚの全てに
最低値を出力するようにし、画面中の全画素が高輝度で
あると判断させて画像情報検出部７の働きを無効化させ
られるようにしておけばよい。そうすれば、制御信号Ｓ
４を固定値にすることができる。制御信号Ｓ４を固定値
にすれば、表示画面の輝度を自動調整しないようにする
ことができ、画像がテキスト画面の場合に文字数の多寡
によって表示画面の輝度が変動することがない。

【００３７】また、バックライト部１０だけでなく、Ｌ
ＣＤ表示部４へのデジタル映像信号Ｓ６を制限すること
でも、同様に表示画面の輝度の調整が可能である。その
場合、例えば制御信号Ｓ４をデジタル画像処理部３にも
与え、デジタル映像信号Ｓ６の階調の上限値を、制御信
号Ｓ４の値が大きくなるほど低くするようにすればよ
い。そうすれば、表示画面の輝度を抑えることができ
る。ただし、デジタル映像信号Ｓ６の制限により階調が
少なくなるため高画質が実現できない可能性もあるの
で、できるだけ階調を減らさなくて済むよう、バックラ
イト部１０の制御と組み合わせて使用する方がよい。

【００３８】なお、本実施の形態においては表示装置と
してＬＣＤを例に挙げたが、本実施の形態の手法は他に
も応用可能である。例えばＣＲＴに応用する場合には、
ＬＣＤ表示部４を映像信号増幅部及び偏向回路と、バッ
クライト部１０を電子銃の駆動回路とそれぞれ読み替え
ればよい。

【００３９】実施の形態２．本実施の形態は、実施の形
態１の表示装置ＤＰ１を用いて表示画像がグラフィック
画面であるかテキスト画面であるかを判断し、テキスト
画面の場合には表示画面の輝度を自動調整しないように
する、表示装置の制御方法について示すものである。

【００４０】図６（ａ），（ｂ）は、説明を簡単にする
ため閾値Ｘ，Ｙ，Ｚに共通の値を用いた場合の、閾値を
階調の最大値付近から最小値付近まで変化させたときの
各閾値を超える画素数の分布の一例を示した図である。
この図においては、各デジタル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓ
ｂは、例として２５６階調の信号である場合を想定し、
また、例として階調を１６等分して閾値Ａを２４０、閾
値Ｂを２２４、閾値Ｃを２０８、・・・・とした場合につい
て示している。図６（ａ），（ｂ）中のａは、閾値Ｘ，
Ｙ，Ｚがともに閾値Ａと設定された場合に、各信号Ｓ
ｒ，Ｓｇ，Ｓｂの階調の値がＡを超えた画素の数を示し
ている。また、ｂは各信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂの階調の値
がＡ以下であってＢを超える画素の数を示している。同
様に、ｃは各信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂの階調の値がＢ以下
であってＣを超える画素の数を示している。

【００４１】図６（ａ）のように画素が高階調付近と低
階調付近に偏る場合は、テキスト画面と判断できる。テ
キスト画面では、高階調の文字と低階調の背景または高
階調の背景と低階調の文字という組み合わせが一般的だ
からである。逆に図６（ｂ）のように、画素数が全体に
ばらつく場合にはグラフィック画面と判断できる。図６
（ａ）と図６（ｂ）との中間的な分布特性の場合は、装
置によって判断基準を適宜設定しておけばよい。

【００４２】この判断基準には、図７（ｂ）に示すよう
な、取り込んだ画素数データ（図７（ａ））の階調の最
大値と最小値との中間値から右側のデータと左側のデー
タとを入れ替えた（つまり、中間値から右側のデータ全
ての閾値から一律に中間値を差し引き、逆に、中間値か
ら左側のデータ全ての閾値に一律に中間値を加える処理
を行った）分布特性から計算して得られる標準偏差を採
用すればよい。テキスト画面の場合は高階調と低階調と
に偏るので、階調の中間値を基準として左右を入れ替え
れば、階調の中心に分布の山を有する特性となる。よっ
て、この分布特性の平均値付近に画素数データが集まっ
ている場合には標準偏差が低くなり、分布が分散してい
る場合には標準偏差が高くなるので、テキスト画面か否
かの判定が可能となる。つまり、この標準偏差の判断基
準値をＰとすれば、計算した標準偏差の値がＰ以上のと
きはグラフィック画面、Ｐ未満のときはテキスト画面と
判定できる。このＰの値を先述のように適宜設定してお
けばよい。

【００４３】次に、テキスト画面かグラフィック画面か
を判断するアルゴリズムについて述べる。図８，９にそ
のアルゴリズムのフローチャートを示す。まず、アルゴ
リズムが開始する（ステップＳＴ１）と、閾値の設定数
（最大階調の等分の数（ここでは１６）より１小さい
値）が初期値としてｎに代入される（ステップＳＴ
２）。次に、赤、緑、青のデジタル映像信号Ｓｒ，Ｓ
ｇ，Ｓｂのそれぞれの閾値Ｘ，Ｙ，Ｚが設定される（ス
テップＳＴ３）。ここでは、最大階調（２５６）を等分
数（１６）で除した値（１６）とｎとの積をＸ，Ｙ，Ｚ
の全てに採用している。そして、ＰＣ１２からアナログ
映像信号Ｓ０が出力されると、デジタル映像信号Ｓｒ，
Ｓｇ，Ｓｂが画像情報検出部７に入力され、１画素ごと
にそれぞれの閾値Ｘ，Ｙ，Ｚと比較される。全てのデジ
タル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂが閾値を超える場合に
は、カウンタＣＴ１ａでの計数値がインクリメントされ
る。

【００４４】ＭＰＵ８は、信号Ｓ１１から得た垂直同期
信号の情報を利用して、次の垂直同期信号が入力される
直前（つまり、カウンタＣＴ１ａが１フレーム中の高輝
度画素を全て検出済みで、垂直同期信号Ｓ７ｖによりリ
セットされてしまう前の時点）の高輝度画素数情報ＣＳ
１ａを、画像情報検出部７から取り込む（ステップＳＴ
４）。そして、ｎの値が初期値かどうかを判断して（ス
テップＳＴ５）、初期値であればｎの値をディクリメン
トする（ステップＳＴ７）。初期値でなければ、取り込
んだ高輝度画素数情報ＣＳ１ａの値から、現在までに採
取した高輝度画素数の累計を差し引いた値を階調データ
として記憶する（ステップＳＴ６）。これは図６
（ａ），（ｂ）において、閾値Ｂより大きな階調を持つ
画素数ａ＋ｂから、既に取得した閾値Ａより大きな階調
を持つ画素数ａを差し引いて、画素数ｂを算出すること
に相当する。そしてｎの値をディクリメントする（ステ
ップＳＴ７）。

【００４５】そして、ステップＳＴ３からステップＳＴ
７までを繰り返し、ｎが０になったかどうかを検知する
（ステップＳＴ８）。ｎが０になれば、階調と画素数と
の分布特性の階調の中間値から右側の階調データと左側
の階調データとを入れ替える（ステップＳＴ９）。そし
て、入れ替えた分布特性の標準偏差を計算し（ステップ
ＳＴ１０）、計算した標準偏差の値が、予め決めておい
た判断基準値Ｐ以上かどうかを判断する（ステップＳＴ
１１）。判断基準値Ｐ以上であれば、取り込んだ画像は
グラフィック画面であると判断し（ステップＳＴ１
３）、判断基準値Ｐ以上でなければ、取り込んだ画像は
テキスト画面であると判断して（ステップＳＴ１２）、
アルゴリズムを終了する（ステップＳＴ１４）。ステッ
プＳＴ１２でテキスト画面と判断された場合には、ＭＰ
Ｕ８は制御信号Ｓ４を固定値にして、バックライト部１
０の発光強度の自動調整を行わないようにする。

【００４６】ちなみに、表示装置ＤＰ１のうちＭＰＵ８
内に１フレーム分のデジタル映像信号Ｓ２を記憶可能な
フレームバッファ（図示せず）と高輝度画素数情報を記
憶するレジスタ（図示せず）とを設け、ＭＰＵ８をソフ
トウェアで制御することで、画像情報検出部７を働かせ
ることなく、上記アルゴリズムと同様の動作を行うこと
も可能である。その場合、図８に示したフローチャート
のステップＳＴ４のかわりに、図１０に示すようなステ
ップＳＴ４ａ〜ＳＴ４ｄを採用すればよい。すなわち、
まずＭＰＵ８に入力されるデジタル映像信号Ｓ２（＝Ｓ
ｒ，Ｓｇ，Ｓｂ）をフレームバッファに蓄えつつ、１画
素ごとに各デジタル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂの階調が
それぞれ閾値Ｘ，Ｙ，Ｚより大きいかどうか判断する。
そして、全てが大きい場合にその画素を高輝度と認識し
（ステップＳＴ４ａ）、高輝度画素数情報としてレジス
タに計数する（ステップＳＴ４ｂ）。そして、１フレー
ム中の全ての画素についてステップＳＴ４ａ，ＳＴ４ｂ
が行われたかどうかを判断し（ステップＳＴ４ｃ）、行
われたときはステップ５へと移行する。行われていない
ときは、次の画素に移動し（ステップＳＴ４ｄ）、その
画素についてステップＳＴ４ａ，ＳＴ４ｂを繰り返す。
このようにすることで、ハードウェア的に閾値との大小
判断を行うステップＳＴ４と同様の機能を、ソフトウェ
ア的にも実現することができる。

【００４７】なお、ここでは説明を簡単にするため、
赤、緑、青の各デジタル映像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂの全
てに同じ閾値を用いる場合について述べたが、ステップ
ＳＴ３における閾値Ｘ，Ｙ，Ｚの設定のうちｎへの乗数
を変更すれば、各画素の高輝度についての基準となる比
率が任意に設定できる。また、ステップＳ２においてｎ
の初期値を大きめの値に設定し、それに伴ってステップ
ＳＴ３における閾値Ｘ，Ｙ，Ｚの設定を調整すれば、よ
り詳しい階調と画素数との分布特性が得られ、より正確
な、テキスト画面か否かについての判断が可能となる。
逆に、ｎの初期値を小さめの値に設定すれば、素早くテ
キスト画面か否かについての判断が行える。

【００４８】本実施の形態にかかる表示装置の制御方法
を用いれば、表示内容がグラフィック画面であるかテキ
スト画面であるかを判断し、テキスト画面の場合には表
示画面の輝度を自動調整せず、固定値とすることができ
るので、ユーザの目が疲れにくい。

【００４９】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかる表示装
置を用いれば、全画素のうち映像信号の階調が所定の閾
値を超える画素の数の割合に基づいて画像の輝度の調整
量を決定するので、白色の画素のみを高輝度と判断する
のではなく、実質的に白色とみなせる画素や、白色でな
くとも高輝度である色の画素をも計数して、画像の輝度
の調整量を決定することが可能となる。

【００５０】この発明のうち請求項２にかかる表示装置
を用いれば、画像の輝度を自動調整しないようにでき
る。

【００５１】この発明のうち請求項３にかかる表示装置
を用いれば、カラー画像のうち所望の色及び輝度の画素
を、高輝度画素として計数することが可能となる。

【００５２】この発明のうち請求項４にかかる表示装置
を用いれば、赤、緑、青の各色の映像信号の階調の比率
を検出する回路要素は不要となるので、簡単な回路構成
により高輝度の画素を検出し、その情報を用いて画像の
輝度を調整することが可能となる。

【００５３】この発明のうち請求項５にかかる表示装置
の制御方法を用いれば、テキスト画面の場合には調整量
を固定値にして、画像の輝度を自動調整しないようにす
ることができるので、ユーザの目に負担をかけない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１にかかる表示装置を示す図であ
る。

【図２】 実施の形態１にかかる表示装置の動作特性を
示す図である。

【図３】 実施の形態１にかかる表示装置の動作特性を
示す図である。

【図４】 実施の形態１にかかる表示装置が高輝度画素
を計数する期間を示す図である。

【図５】 実施の形態１にかかる表示装置の画像情報検
出部の具体的構成を示す図である。

【図６】 実施の形態２にかかる表示装置の制御方法で
採取される画素数と階調の分布特性を示す図である。

【図７】 実施の形態２にかかる表示装置の制御方法で
用いられる統計処理を示す図である。

【図８】 実施の形態２にかかる表示装置の制御方法の
フローチャートである。

【図９】 実施の形態２にかかる表示装置の制御方法の
フローチャートである。

【図１０】 実施の形態２にかかる表示装置の制御方法
のフローチャートである。

【図１１】 従来の表示装置を示す図である。

【図１２】 従来の表示装置の動作特性を示す図であ
る。

【図１３】 従来の表示装置の動作特性を示す図であ
る。

【図１４】 従来の表示装置の動作特性を示す図であ
る。

【図１５】 白画素計数器の具体的構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 映像信号増幅部、２ ＡＤＣ回路部、３ デジタル
画像処理部、４ ＬＣＤ表示部、７ 画像情報検出部、
８ ＭＰＵ、１０ バックライト部、ＣＰｒ，ＣＰｂ，
ＣＰｇ ８ビットコンパレータ、Ａ１ａ，Ａ１ｂ ＡＮ
Ｄ回路、ＣＴ１ａ，ＣＴ１ｂ カウンタ、Ｓ２，Ｓｒ，
Ｓｇ，Ｓｂ デジタル映像信号、Ｓ３高輝度画素割合情
報、ＣＳ１ａ 高輝度画素数情報、ＣＳ１ｂ 全画素数
情報、Ｘ，Ｙ，Ｚ 閾値。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C006 AA21 AB05 AF44 BB11 BF22 EA01 5C080 AA10 BB05 CC03 DD04 EE01 EE17 EE28 JJ02 JJ04 JJ05 JJ07 5C082 AA01 BA02 BA12 BA27 BA34 BA35 CA81 CB01 CB06 MM10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号に応じた画像を表示する表示手
   段と、 前記表示手段に表示される前記画像の輝度を調整する調
   整手段と、 前記画像の１画面の画素のうち前記映像信号の階調が所
   定の閾値を超える画素の数の割合を算出し、前記割合に
   基づいて前記調整手段の調整量を決定する調整量決定手
   段とを備える表示装置。
2. 【請求項２】 前記調整量決定手段は、 前記調整量を固定値に切り替える切り替え手段をさらに
   含む、請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記映像信号は、複数の色映像信号を含
   み、 前記所定の閾値は、前記色映像信号の各々に対応した閾
   値を含み、 前記調整量決定手段は、前記画像の１画面の画素のう
   ち、全ての前記色映像信号の階調が各々に対応した前記
   閾値を超える画素の数の割合を算出する、請求項１また
   は２記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記複数の色映像信号は、赤映像信号及
   び緑映像信号及び青映像信号を含み、 前記色映像信号の各々に対応した前記閾値は、前記赤映
   像信号に対応した閾値、前記緑映像信号に対応した閾
   値、前記青映像信号に対応した閾値を含み、 前記調整量決定手段は、 前記赤映像信号と前記赤映像信号に対応した前記閾値と
   を比較し、前記赤映像信号が前記赤映像信号に対応した
   前記閾値よりも大きい場合に第１の信号を出力する第１
   の比較器と、 前記緑映像信号と前記緑映像信号に対応した前記閾値と
   を比較し、前記緑映像信号が前記緑映像信号に対応した
   前記閾値よりも大きい場合に第２の信号を出力する第２
   の比較器と、 前記青映像信号と前記青映像信号に対応した前記閾値と
   を比較し、前記青映像信号が前記青映像信号に対応した
   前記閾値よりも大きい場合に第３の信号を出力する第３
   の比較器と、 前記第１乃至第３の信号の全てが入力された場合に第４
   の信号を出力するＡＮＤ回路と、 前記第４の信号の出力回数を計数し、高輝度画素数情報
   として出力する第１のカウンタと、 前記画像の１画面の画素数を計数し、全画素数情報とし
   て出力する第２のカウンタと、 前記高輝度画素数情報を前記全画素数情報で除して、前
   記割合を算出する除算器とをさらに含む、請求項３記載
   の表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の表示
   装置を用いて、 前記画像がグラフィック画面であるかテキスト画面であ
   るかを判断し、テキスト画面である場合には前記調整量
   を固定値とする、表示装置の制御方法。