JP2004054250A - 画像表示方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚的な画質劣化を抑制しながら、さらなる電力削減ができる方法を提供する。
【解決手段】ＬＣＤ１３とバックライト１４の輝度調整を、相関性を持たせる。表示データから、輝度平均度Ｉａｖｅ、マクロエリアにおける輝度最大値Ｉ１ｍａｘを求め、輝度変換後の輝度に基づいて、輝度調整する。輝度変換において、横軸に輝度Ｉ、縦軸に変換後輝度Ｉ＃をとると、０≦Ｉ＜Ｉａｖｅの傾きｒ１、Ｉａｖｅ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘの平均ｒ２、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘの平均ｒ３に、ｒ１≧ｒ２＞ｒ３なる関係がある。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示方法及びその装置に係り、より特定的には、液晶パネルに代表される受光型表示デバイスへ、光源（例えば、バックライト）から光を照射して画面の知覚的輝度を上げる画像表示装置において、入力する表示データに応じ動的にコントラストの調整および光源の輝度調整を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この技術に関する従来技術として、特許文献１をあげることができる。このものでは、画像信号の最大値を検出する手段を備え、光源等の光出力を、検出した最大値に比例するものとし、消費電力を低減させようとしている。
【０００３】
ここで、本明細書では、表示画面において、１画素または数画素の狭く、かつ最大の輝度を有する部分を「ミクロエリア」といい、表示画面において、比較的広く、かつ明るいハイライト部分を「マクロエリア」という。
【０００４】
しかしながら、従来技術によると、次のような問題点がある。
（問題点１）輝度が大きいミクロエリアがあると、消費電力削減効果が得にくい。
従来技術によると、輝度が大きいミクロエリア（例えば、点状のエリア、白い文字部分など）が存在すると、この部分を基準に光源の制御を行うから、光源が必要以上に明るく制御されやすく、消費電力削減の妨げとなってしまう。
【０００５】
（問題点２）純色等の表示品位が不足する。
従来技術を、カラー表示に適用する場合、調節の根拠となる「輝度」として、ＹＵＶ信号におけるＹ値や、ＲＧＢ信号におけるＲＧＢ値の平均値等を、用いることとなる。
【０００６】
ここで、画面全体において、高彩度の表示データ（例えば、Ｒ：０％、Ｇ：０％、Ｂ：８０％等）が入力された場合を考える。この表示データが意味する色は、殆ど純粋な「青色」である。このとき、ＹＵＶ信号におけるＹ値は、９％であり、ＲＧＢ信号におけるＲＧＢ値の平均値は、２７％である。
【０００７】
したがって、従来技術によると、光源の輝度は、９％または２７％といった、小さな値になってしまう。ここで、表示パネルの「青」の信号を、例えば１００％のように、高い値にしても、本来の「青色」を表示することはできない。
【０００８】
このように、従来技術では、純色等の表示品位が不足しがちであるという問題点があった。
【０００９】
（問題点３）表示デバイスの固有の特性が反映されていない。
従来技術では、表示デバイスの固有の特性が特に考慮されておらず、電力削減のため、輝度が不足しがちな厳しい状況では、所望の輝度を得にくい。
【特許文献１】特開平１−２３９５８９号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、さらなる電力削減ができる技術を提供することを、第１の目的とする。
【００１０】
本発明は、光源の消費電力をさらに削減しながら、純色の表示品位が高い技術を提供することを、第２の目的とする。
【００１１】
本発明は、光源の消費電力をさらに削減しながら、表示デバイスと光源の調整を正確に行える技術を提供することを、第３の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る画像表示方法は、受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、入力する表示データに応じて、表示デバイスの輝度調整と光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、表示データから特性決定量を求め、表示データから取り出した輝度に輝度変換を施し、輝度変換後の輝度に基づいて、表示デバイスの輝度調整を行い、輝度変換における変換特性は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、特性決定量の前後において、傾き平均が異なるという関係が成り立つ特性である。
【００１３】
このように、表示データから特性決定量を求め、この特性決定量により輝度変換の変換特性を定めることにより、表示データに適応するように、表示デバイスを制御できる。
【００１４】
しかも、特性決定量の前後において、変換特性の傾き平均を異ならしめることにより、輝度の領域に合わせた表示制御を行える。
【００１５】
第２の発明に係る画像表示方法では、変換特性において、特性決定量よりも輝度が小さい領域の平均傾きは、特性決定量よりも輝度が大きい領域の平均傾きよりも、大である。
【００１６】
この構成において、特性決定量よりも輝度が小さく原点に比較的に近い領域は、知覚的なコントラストを維持するために、重要な部分であり、変換特性において、特性決定量よりも輝度が小さい領域の平均傾きを、特性決定量よりも輝度が大きい領域の平均傾きよりも、大きくすることにより、表示品位を良好に保持できる。
【００１７】
また、特性決定量よりも輝度が大きくフルスケールに比較的に近い領域は、明るい部分であり、特性決定量よりも輝度が大きい領域の平均傾きを、特性決定量よりも輝度が小さい領域の平均傾きよりも小さくすることにより、消費電力を節約できる。
【００１８】
第３の発明に係る画像表示方法では、変換特性において、原点に近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、大である。
【００１９】
この構成において、原点に近い領域は、知覚的なコントラストを維持するために、最も重要な部分であり、変換特性において、原点に近い領域の平均傾きを、他の領域の平均傾きよりも、大きくすることにより、表示品位を良好に保持することができる。
【００２０】
第４の発明に係る画像表示方法では、変換特性において、フルスケールに近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、小である。
【００２１】
この構成において、フルスケールに近い領域は、非常に明るい部分であり、フルスケールに近い領域の平均傾きを、他の領域の平均傾きよりも小さくすることにより、消費電力を節約することができる。
【００２２】
第５の発明に係る画像表示方法では、特性決定量は、２つの互いに異なる特性決定量を含む。
【００２３】
この構成により、２つ以上の接続点を持ち、３つ以上の領域に分割可能な変換特性とすることができる。
【００２４】
第６の発明に係る画像表示方法では、特性決定量は、３つの互いに異なる特性決定量を含む。
【００２５】
この構成により、３つ以上の接続点を持ち、４つ以上の領域に分割可能な変換特性とすることができる。
【００２６】
第７の発明に係る画像表示方法では、特性決定量は、画面全体における輝度代表値を含む。
【００２７】
この構成により、変換特性は、画面全体における輝度代表値を反映することになる。
【００２８】
第８の発明に係る画像表示方法では、輝度代表値は、輝度平均値又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む。
【００２９】
この構成により、輝度代表値は、表示データを的確に表現することになる。
【００３０】
第９の発明に係る画像表示方法では、変換特性は、直線又は曲線のいずれか一方又は双方により構成される。
【００３１】
この構成により、直線のみで変換特性を構成するときは、処理が簡単になり、演算を短時間で完了できる。また、曲線のみで変換特性を構成するときは、なめらかに変化する変換特性により、きめ細やかに輝度変換できる。さらに、直線と曲線とを組み合わせて変換特性を構成することもできる。
【００３２】
第１０の発明に係る画像表示方法は、受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、入力する表示データに応じて、表示デバイスの輝度調整と光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、表示データから、画面全体における輝度代表値Ｉｒと、マクロエリアにおける輝度最大値Ｉ１ｍａｘとを求め、表示データから取り出した輝度に輝度変換を施し、輝度変換後の輝度に基づいて、表示デバイスの輝度調整を行い、輝度変換における変換特性は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、０≦Ｉ＜Ｉｒなるときの傾き平均ｒ１と、Ｉｒ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ２と、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ３とに、ｒ１≧ｒ２＞ｒ３という関係が成り立つ特性である。
【００３３】
この構成において、０≦Ｉ＜Ｉｒの範囲は、知覚的なコントラストを維持するために、最も重要な部分であり、傾き平均ｒ１を、他の傾き平均よりも大きくすることにより、表示品位を良好に保持することができる。
【００３４】
Ｉｒ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘの範囲は、もともと明るい部分であり、０≦Ｉ＜Ｉｒの範囲よりも、コントラストを下げても、表示品位の劣化を知覚しにくい。このため、傾き平均ｒ２を傾き平均ｒ１よりも小さくし、消費電力を抑制する。
【００３５】
さらに、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘの範囲は、非常に明るい部分であり、傾き平均ｒ３を傾き平均ｒ２よりもさらに小さくして、消費電力を節約する。
【００３６】
このように、知覚的コントラストに対する影響を考慮し、表示品位の劣化を知覚しにくい範囲において、輝度を下げることによって、全体の消費電力を大幅に削減することができる。
【００３７】
また、このようにしても、知覚的に重要な、０≦Ｉ＜Ｉｒの範囲において、輝度が高く維持されているから、知覚的なコントラストを高く維持することができる。
【００３８】
第１１の発明に係る画像表示方法では、傾き平均ｒ１、ｒ２、ｒ３は、表示内容、表示時間、周囲環境等の状態に応じて変更可能に構成されている。
【００３９】
この構成により、例えば、ゲーム画面を表示しているときと、メールの編集画面を表示しているときや、あるいは、使用時間、電池残量、周囲の照明など、さまざまな状態にあわせて、より詳細に、輝度調整を行える。
【００４０】
第１２の発明に係る画像表示方法では、表示デバイスの輝度調整と光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う。
【００４１】
この構成により、彩度も調整し、表示品位をより向上できる。
【００４２】
第１３の発明に係る画像表示方法では、彩度調整は、知覚的コントラストが低い領域において、彩度を高めるように行われる。
【００４３】
この構成により、知覚的コントラストが低くなりがちな部分において、彩度で補完することができる。
【００４４】
第１４の発明に係る画像表示方法では、表示データからミクロエリアにおける輝度最大値Ｉ２ｍａｘを求め、Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘ、Ｉｒ、ｒ１、ｒ２、ｒ３に基づいて、輝度特徴量Ｉｐを求め、光源の輝度調整は、この輝度特徴量Ｉｐに基づいて行われる。
【００４５】
この構成により、光源の輝度調整と、表示デバイスの輝度調整との、相関性を向上できる。
【００４６】
第１５の発明に係る画像表示方法では、輝度代表値Ｉｒは、輝度平均値Ｉａｖｅ又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む。
【００４７】
この構成により、輝度代表値は、表示データを的確に表現することになる。
【００４８】
第１６の発明に係る画像表示方法は、受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、入力する表示データに応じて、表示デバイスの輝度調整と光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、これら２つの輝度調整において使用する輝度として、表示データをＲＧＢ色空間で表現した際における、画像全体におけるＲＧＢ値の最大値を用いる。
【００４９】
この構成により、純色等の表示品位を向上できる。例えば、Ｒ：０％、Ｇ：０％、Ｂ：８０％という表示データならば、これら２つの輝度調整において、輝度８０％とされ、本来の「青色」を表示できる。
【００５０】
第１７の発明に係る画像表示方法では、受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、入力する表示データに応じて、表示デバイスの輝度調整と光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、光源の輝度調整において、表示デバイス固有のγ特性を相殺する逆特性に基づいて輝度調整する。
【００５１】
この構成により、表示デバイス固有のγ特性を光源の輝度調整側で相殺し、厳密に輝度調整を行うことができ、その結果、所望の輝度を正しく得て、消費電力を節約するために、コントラストが厳しい環境下でも、表示品位を保持することができる。
【００５２】
第１８の発明に係る画像表示方法では、光源の輝度調整は、発光補正テーブルの参照により行われる。
【００５３】
この構成により、逆特性が非線形性を持つ場合であっても、対応できると共に、テーブル参照により、高速な輝度調整を実現できる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態における画像表示装置のブロック図である。
【００５５】
まず、各構成要素の説明をするに先立ち、図１の見方について、若干述べる。
図１には、種々の値が示されているが、丸い囲みがされている値（例えば、輝度Ｉなど）は、表示データの画素毎に更新される。また、実線の四角い囲みがされているもの（例えば、平均輝度値Ｉａｖｅなど）は、フレーム単位で更新され、破線の四角い囲みがされているもの（例えば、算出条件の各値など）は、表示内容、表示時間、周囲環境などの状態に応じて、画質を調整（マニュアル／自動のいずれも可）する際に、更新される。
【００５６】
また、図１に示した例では、表示データは、ＲＧＢ値として与えられ、透過型ＬＣＤ１３（受光型の表示デバイスの例）にも、輝度等が調整されたＲＧＢ値（Ｒ＃、Ｇ＃、Ｂ＃）が与えられることになっているが、他の色空間による表現を用いることもできる。
【００５７】
さて、本形態では、特性決定量として、輝度代表値Ｉｒと、マクロエリアにおける輝度最大値Ｉ１ｍａｘという、２つの互いに異なる特性決定量を使用する。
勿論、本発明は、さらに特性決定量を増やし、例えば、３つ以上の特性決定量を用いる場合にも、同様に適用できる。
【００５８】
そして、本形態では、輝度代表値Ｉｒの例として、輝度平均値Ｉａｖｅを使用する。しかしながら、これにかえて、例えば、輝度ヒストグラムにおける最頻出値を用いたり、輝度平均値と最頻出値とを、重み付けの有無にかかわらず、適宜合成するようにしても差し支えない。
【００５９】
本形態では、特性決定量を以上のようにしたので、本形態における、特性決定量算出手段は、代表値算出手段と最大値算出手段８とから構成される。さらに、代表値算出手段は、平均値算出手段９から構成される。
【００６０】
さらに本形態では、図６に示すように、輝度の変換特性において、接続点が２つ（Ｉ＝Ｉａｖｅの点、Ｉ＝Ｉ１ｍａｘの点）であり、領域が３つ（０≦Ｉ＜Ｉａｖｅの領域、Ｉａｖｅ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘの領域、Ｉ＞Ｉ１ｍａｘの領域）の場合を説明する。しかしながら、接続点を３つ以上とし、４つ以上の領域とする場合にも、本発明は、同様に適用できる。なお、本形態よりも、効果が下がることはさけられないが、接続点を１つとし、２つの領域に分けることもできる。
【００６１】
また、図６に示すように、本形態では、各領域の特性を直線で構成した。しかしながら、一部又は全部の領域の特性を、直線で構成することもできる。
【００６２】
さて、以上の説明をふまえて、次に、図１の各構成要素について説明する。さて、図１において、色分離手段１は、ＲＧＢ値の表示データを入力して、図２に示す処理を行い、ＲＧＢ値を、輝度Ｉ、彩度Ｓ１、色相Ｓ２に分離して出力する。
【００６３】
また、色分離手段１は、関係パラメータｈを求めて出力する。ここで、関係パラメータｈは、ＲＧＢ値の大小関係を示すものである。
【００６４】
即ち、図２に示すように、色分離手段１は、ステップ１にて、フレームが更新されたかどうかチェックする。更新されていれば、ステップ２にて、表示画面における注目画素を（例えば、左上の角点などに）初期化する。更新されていなければ、この表示画面の全画素の処理が終わっていない限り（ステップ４）、注目画素を更新する（ステップ５）。
【００６５】
そしてステップ３にて、色分離手段１は、注目画素におけるＲＧＢ値を取得し、ステップ６にて、次式により、輝度Ｉ、彩度Ｓ１、色相Ｓ２を求める。
Ｉ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　（１）
Ｓ１＝（Ｉ−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））／Ｉ　　　　　　　　（２）
Ｓ２＝（ｍｉｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））／（Ｉ−ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【００６６】
以上において、ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、ＲＧＢ各値のうち最大値を意味する。同様に、ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、ＲＧＢ各値のうち最小値を意味し、ｍｉｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、ＲＧＢ各値のうち、最小でも最大でもない中間値を意味する。
【００６７】
式（１）からも明らかなように、本明細書にいう「輝度Ｉ」は、一般的によく使用される、ＹＵＶ信号におけるＹ値ではなく、ＲＧＢ各値の最大値である。このようにすると、上述した理由により、純色等の表示品位を向上できる。
【００６８】
そして、色分離手段１は、ステップ７〜１６において、ＲＧＢ各値の大小関係をチェックし、関係パラメータｈを決定する。
【００６９】
即ち、Ｒ≧Ｇ≧Ｂならば（ステップ７）、ｈ＝１とし（ステップ８）、Ｇ≧Ｒ≧Ｂならば（ステップ９）、ｈ＝２とする（ステップ１０）。
【００７０】
また、Ｇ≧Ｂ≧Ｒならば（ステップ１１）、ｈ＝３とし（ステップ１２）、Ｂ≧Ｇ≧Ｒならば（ステップ１３）、ｈ＝４とし（ステップ１４）、Ｂ≧Ｒ≧Ｇならば（ステップ１５）、ｈ＝５とする（ステップ１６）。
【００７１】
なお、通常あり得ないが、以上のいずれでもない場合には、ｈ＝０とする（ステップ１７）。
【００７２】
そして、色分離手段１は、求めた輝度Ｉ、彩度Ｓ１、色相Ｓ２、関係パラメータｈを、図１に示すように出力し、処理が終了しない限り（ステップ１９）、ステップ１〜ステップ１８の処理を繰り返す。
【００７３】
図１において、輝度変換手段２は、パラメータ算出手段１０から与えられる輝度変換パラメータに基づき、色分離手段１から入力した輝度Ｉを、輝度変換し、変換後の輝度Ｉ＃を輝度正規化手段３へ出力する。
【００７４】
ここで、この輝度変換パラメータと輝度変換手段２の輝度変換の詳細は、後述するが、この輝度変換は、図６に示す関係（横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、０≦Ｉ＜Ｉａｖｅなるときの傾き平均ｒ１と、Ｉａｖｅ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ２と、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ３とに、ｒ１≧ｒ２＞ｒ３なる大小関係があること）に従う。
【００７５】
輝度正規化手段３は、輝度変換手段２から変換後の輝度Ｉ＃を入力し、変換後の輝度Ｉ＃を、その最大値が１００％の値（例えば、８ビット精度なら２５５）となるように、正規化し、正規化後の輝度Ｉｂを出力する。
【００７６】
このとき、輝度正規化手段３は、後述する、発光補正テーブル１１から入力した正規化パラメータ［Ｉｐ］（図９参照）を使用する。これにより、発光補正テーブル１１による、バックライト１４の輝度調整と透過型ＬＣＤ１３の輝度調整との、相関性が確保される。
【００７７】
彩度変換手段４は、色分離手段１から彩度Ｓ１を入力し、パラメータ算出手段１０から得た彩度変換パラメータに従って、彩度変換を行い、変換後の彩度Ｓ１＃を色合成手段５へ出力する。
【００７８】
この彩度変換は、図７の特性に従うものであり、彩度変換パラメータｒＣは、彩度が小さい領域（０≦ｒＣ＜１２８：但し、８ビット精度のとき）における傾きである。
【００７９】
彩度変換パラメータｒＣは、後述するように、パラメータ算出手段１０が、図８のグラフに従って定めるものであり、ｒＣは、「１」より大とされる。これは、彩度が小さい領域において、彩度をリニアな特性よりも強調することにより、表示品位を向上するためである。
【００８０】
図１において、色合成手段５は、上述した、正規化後の輝度Ｉｂ、変換後の彩度Ｓ１＃、色相Ｓ２及び関係パラメータｈを入力し、図３に示す処理を行って、調整後のＲＧＢ値（Ｒ＃、Ｇ＃、Ｂ＃）を出力する。
【００８１】
即ち、輝度変換手段２は、図３のステップ２１にて、フレームが更新されたかどうかチェックする。更新されていれば、ステップ２２にて、表示画面における注目画素を（例えば、左上の角点などに）初期化する。更新されていなければ、この表示画面の全画素の処理が終わっていない限り（ステップ２４）、注目画素を更新する（ステップ２５）。
【００８２】
そしてステップ２３にて、色合成手段５は、注目画素における正規化後の輝度Ｉｂ、変換後の彩度Ｓ１＃、色相Ｓ２、関係パラメータｈを取得し、次の３つの値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を求める（ステップ２６）。
Ｖ１＝Ｉｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
Ｖ２＝（１−（１−Ｓ２）Ｓ１＃）Ｉｂ　　　　　　　　　（５）
Ｖ３＝（１−Ｓ１＃）Ｉｂ　　　　　　　　　　　　　　　（６）
【００８３】
そして、色合成手段５は、関係パラメータｈに従って（つまり、元のＲＧＢ値の大小関係に従って）、調整後のＲＧＢ値（Ｒ＃、Ｇ＃、Ｂ＃）に、式（４）〜（６）で求めた３つの値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を割り当てる（ステップ２７〜３３）。
【００８４】
このように、色合成手段５は、調整後のＲＧＢ値（Ｒ＃、Ｇ＃、Ｂ＃）を、表示データの元のＲＧＢ値（注目画素のもの）に正しく対応付けをすれば良く、必ずしも、本例のように、関係パラメータｈを用いなくても良い。例えば、元のＲＧＢ値を色分離手段１から直接色合成手段５へ入力することもできる。
【００８５】
いずれにしても、色合成手段５は、ステップ２１〜３３の処理を行い、注目画素についての、調整後のＲＧＢ値（Ｒ＃、Ｇ＃、Ｂ＃）を得て、これを透過型ＬＣＤ１３へ出力する。
【００８６】
そして、色合成手段５は、ステップ２１〜ステップ３４の処理を、終了を命じられるまで（ステップ３５）、繰り返す。
【００８７】
次に、図１の左側下方の構成要素について説明する。まず、第１ローパスフィルタ６及び第２ローパスフィルタ７は、色分離手段１から輝度Ｉを入力する。本例では、第１ローパスフィルタ６及び第２ローパスフィルタ７は、図４に示すＩＩＲフィルタである。
【００８８】
また、第１ローパスフィルタ６には、第１フィルタパラメータが与えられ、第２ローパスフィルタ７には、第２フィルタパラメータが与えられる。具体的には、これらのパラメータは、図４に示す３つの乗算器へ与えられる係数（ｋ１，ｋ２，ｋ３）である。
【００８９】
これらの係数を適宜選択することにより、第１ローパスフィルタ６は、いわば「粗い」フィルタとして動作し、マクロエリアにおける輝度Ｉ１を出力する。逆に、第２ローパスフィルタ７は、いわば「細かい」フィルタとして動作し、ミクロエリアにおける輝度Ｉ２を出力する。
【００９０】
そして、最大値算出手段８は、第１ローパスフィルタ６及び第２ローパスフィルタ７より、マクロエリアにおける輝度Ｉ１と、ミクロエリアにおける輝度Ｉ２とを、１フレーム分（１表示画面分）入力し、フレームが更新される毎に、表示画面における、これらの輝度の最大値（Ｉ１ｍａｘとＩ２ｍａｘ）をパラメータ算出手段１０へ出力する。
【００９１】
これらの最大値Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘは、このフレームの画像を特徴づける量である。
【００９２】
また、代表値算出手段９は、色分離手段１から、１フレーム分（１表示画面分）の輝度Ｉ、彩度Ｓ１を入力し、フレームが更新される毎に、表示画面における輝度平均値Ｉａｖｅ、彩度平均値Ｓ１ａｖｅを求め、パラメータ算出手段１０へ出力する。
【００９３】
これらの平均値Ｉａｖｅ、Ｓ１ａｖｅも、このフレームの画像を特徴づける量である。
【００９４】
以上のような、フレームの画像を特徴づける量が、パラメータ算出手段１０へ入力される。なお、本発明の目的を達成できる範囲において、輝度や彩度等の最小値、色分布、フレーム全体ではなく重要な一部分（例えば、中心付近の領域など）の輝度等をパラメータ算出手段１０へ入力したり、表示データのＲＧＢ値そのものを、直接パラメータ算出手段１０へ入力しパラメータ算出手段１０で必要な値を求めるなど、種々変更しても差し支えない。
【００９５】
さて、本形態では、パラメータ算出手段１０は、２つの最大値Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘ、２つの平均値Ｉａｖｅ、Ｓ１ａｖｅを、フレームが更新される都度、最大値算出手段８、平均値算出手段９より入力する。
【００９６】
また、パラメータ算出手段１０は、画質調整時に、算出条件として、傾きｒ１，ｒ２，ｒ３と、図８に示すｒＣ値決定のためのパラメータを入力する。
【００９７】
そして、パラメータ算出手段１０は、図５に示すフローチャートに従って、輝度特徴量Ｉｐ、輝度変換パラメータ（ｒ１，ｒ２，ｒ３，Ｉａｖｅ，Ｉ１ｍａｘ）、彩度変換パラメータ（ｒＣ）を決定し、それぞれ発光補正テーブル１１、輝度変換手段２、彩度変換手段４へ出力する。
【００９８】
即ち、図５のステップ４１にて、パラメータ算出手段１０は、フレームが更新されるのを待ち、更新されたなら、ステップ４２にて、算出条件を取得する。
【００９９】
この算出条件について説明する。図６に示すように、算出条件のうち、傾きｒ１，ｒ２，ｒ３は、Ｉ→Ｉ＃輝度変換の特性を決定する値である。即ち、この変換は、２つ折れの折れ線グラフに従う。
【０１００】
まず、原点（（Ｉ，Ｉ＃）＝（０，０））からスタートする。Ｉ＜Ｉａｖｅの範囲は、暗い部分であり、もともと知覚的なコントラストを得にくい。しかも、Ｉａｖｅ付近は、最も輝度分布が高いことが予想されるので、この部分が表示品位に与える影響は大きい。
【０１０１】
そこで、この部分では、消費電力の節約よりも、知覚的なコントラストを維持又は向上させることを優先させる。つまり、この範囲の傾き平均ｒ１を、最大にとり、表示品位を向上させる。
【０１０２】
つぎに、Ｉａｖｅ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘの範囲は、明るい部分であり、知覚的コントラストを得やすい。従って、この範囲では、消費電力の節約を優先し、傾き平均ｒ２を、中程度にする。つまり、傾き平均ｒ２は、傾き平均ｒ１よりも小さくするが、傾き平均ｒ３よりは、大きくとる。
【０１０３】
さらに、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘの範囲は、非常に明るく、コントラストを下げても、ほとんど人間の目では、知覚できない。そこで、消費電力の節約を最大限優先し、傾き平均ｒ３を最小にする。
【０１０４】
その結果、Ｉ＃ｍａｘを、１００％（８ビット精度で２５５）よりも、かなり小さい値へ、抑えることができる。
【０１０５】
なお、特殊な場合として、ｒ１＝ｒ２かつｒ３＝０とすることもできる。この場合、グラフは１つ折れになるが、これでも実用上十分なこともある。したがって、このようにしても、本発明に包含される。
【０１０６】
また、図６では、Ｉ≧Ｉａｖｅの範囲を直線的に結んでいるが、適宜曲線を含めても差し支えない。
【０１０７】
また、パラメータ算出手段１０は、図８に示すようなグラフに従い、平均値Ｓ１ａｖｅを用いて、ｒＣパラメータを決定する。図８において、処理例１、２、３とあるのは、透過型ＬＣＤ１３の色純度（色の濃さ）によって、選択すべき特性が異なることを意味している。
【０１０８】
つまり、これらの処理例から透過型ＬＣＤ１３個々に合うものを選択するのである。このようにすると、透過型ＬＣＤ１３の固有の色純度を反映した彩度調整を行うことができ、表示品位を一層向上できる。以上で、算出条件の説明を終わる。
【０１０９】
さて、図５のステップ４２における、値の取得が済んだら、パラメータ算出手段１０は、最大値算出手段８から２つの最大値Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘを取得し、平均値算出手段９から２つの平均値Ｉａｖｅ、Ｓ１ａｖｅを取得する（ステップ４３）。
【０１１０】
そして、パラメータ算出手段１０は、傾きｒ１，ｒ２，ｒ３と平均値Ｉａｖｅと最大値Ｉ１ｍａｘを、輝度変換パラメータとして、輝度変換手段２へ出力する（ステップ４４）。
【０１１１】
また、パラメータ算出手段１０は、次式で、輝度特徴量Ｉｐを求め、発光補正テーブル１１へ出力する（ステップ４５）。
Ｉｐ＝Ｉ２ｍａｘ　×　ｒ３＋Ｉ１ｍａｘ（ｒ２−ｒ３）＋Ｉａｖｅ（ｒ１−ｒ２）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【０１１２】
そして、パラメータ算出手段１０は、Ｓ１ａｖｅとｒＣパラメータとを用いて、図８に示すグラフから、ｒＣ値を決定し、これを彩度変換パラメータとして、彩度変換手段４へ出力する（ステップ４６）。
【０１１３】
さて、図１において、発光補正テーブル１１は、図９に示すように、１次元のテーブルである。このテーブル１１には、輝度特徴量Ｉｐと、輝度正規化手段３へ出力する正規化パラメータ［Ｉｐ］と、駆動回路１２へ与える発光輝度［Ｉｐ＃］とが、対応づけて格納されている。
【０１１４】
このうち、発光輝度［Ｉｐ＃］の値は、表示デバイスとしての透過型ＬＣＤ１３のγ特性を相殺する逆特性に従っている。
【０１１５】
このことにより、透過型ＬＣＤ１３の固有の特性を事実上消去して、表示品位を向上できる。
【０１１６】
以上説明したように、パラメータ算出手段１０が算出した輝度変換パラメータに基づいて、輝度変換手段２が輝度変換を行うと共に、パラメータ算出手段１０が算出した輝度特徴量に基づいて、発光補正テーブル１１が発光輝度［Ｉｐ＃］を決定し、駆動回路１２がバックライト１４を駆動して、所望の発光輝度でバックライト１４を点灯させている。
【０１１７】
これにより、表示デバイスとしての透過型ＬＣＤ１３の輝度調整と、光源としてのバックライト１４の輝度調整との、相関性が確保される。
【０１１８】
以上のように、本発明によれば、知覚的なコントラストを維持しつつ、さらなる電力削減を行える。
【０１１９】
また、光源の消費電力をさらに削減しながら、純色等の表示品位を向上できる。
【０１２０】
また、光源の消費電力をさらに削減しながら、表示デバイスと光源の調整を正確に行うことができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、視覚的なコントラストを維持しつつ、さらなる電力削減を行える。
【０１２２】
また、光源の消費電力をさらに削減しながら、純色等の表示品位を向上できる。
【０１２３】
また、光源の消費電力をさらに削減しながら、表示デバイスと光源の調整を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像表示装置のブロック図
【図２】同色分離のフローチャート
【図３】同色合成のフローチャート
【図４】同フィルタの構成図
【図５】同パラメータ算出のフローチャート
【図６】同輝度変換特性を示すグラフ
【図７】同彩度変換特性を示すグラフ
【図８】同ｒＣパラメータ決定の説明図
【図９】同発光補正テーブルの構成図
【符号の説明】
１　色分離手段
２　輝度変換手段
３　輝度正規化手段
４　彩度変換手段
５　色合成手段
６　第１ローパスフィルタ
７　第２ローパスフィルタ
８　最大値算出手段
９　平均値算出手段
１０　パラメータ算出手段
１１　発光補正テーブル
１２　駆動回路
１３　透過型ＬＣＤ
１４　バックライト

Claims (42)

1. 受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、
   入力する表示データに応じて、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、
   表示データから特性決定量を求め、
   表示データから取り出した輝度に輝度変換を施し、輝度変換後の輝度に基づいて、前記表示デバイスの輝度調整を行い、
   前記輝度変換における変換特性は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、前記特性決定量の前後において、傾き平均が異なるという関係が成り立つ特性である、画像表示方法。
2. 前記変換特性において、前記特性決定量よりも輝度が小さい領域の平均傾きは、前記特性決定量よりも輝度が大きい領域の平均傾きよりも、大である、請求項１記載の画像表示方法。
3. 前記変換特性において、原点に近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、大である、請求項１から２記載の画像表示方法。
4. 前記変換特性において、フルスケールに近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、小である、請求項１から３記載の画像表示方法。
5. 前記特性決定量は、２つの互いに異なる特性決定量を含む、請求項１から４記載の画像表示方法。
6. 前記特性決定量は、３つの互いに異なる特性決定量を含む、請求項１から４記載の画像表示方法。
7. 前記特性決定量は、画面全体における輝度代表値を含む、請求項１から６記載の画像表示方法。
8. 前記輝度代表値は、輝度平均値又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む、請求項７記載の画像表示方法。
9. 前記変換特性は、直線又は曲線のいずれか一方又は双方により構成される、請求項１から８記載の画像表示方法。
10. 受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、
    入力する表示データに応じて、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、
    表示データから、画面全体における輝度代表値Ｉｒと、マクロエリアにおける輝度最大値Ｉ１ｍａｘとを求め、
    表示データから取り出した輝度に輝度変換を施し、輝度変換後の輝度に基づいて、前記表示デバイスの輝度調整を行い、
    前記輝度変換における変換特性は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、０≦Ｉ＜Ｉｒなるときの傾き平均ｒ１と、Ｉｒ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ２と、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ３とに、ｒ１≧ｒ２＞ｒ３という関係が成り立つ特性である、画像表示方法。
11. 傾き平均ｒ１、ｒ２、ｒ３は、表示内容、表示時間、周囲環境等の状態に応じて変更可能に構成されている、請求項１０記載の画像表示方法。
12. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う、請求項１０から１１記載の画像表示方法。
13. 彩度調整は、知覚的コントラストが低い領域において、彩度を高めるように行われる、請求項１２記載の画像表示方法。
14. 表示データからミクロエリアにおける輝度最大値Ｉ２ｍａｘを求め、Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘ、Ｉｒ、ｒ１、ｒ２、ｒ３に基づいて、輝度特徴量Ｉｐを求め、前記光源の輝度調整は、この輝度特徴量Ｉｐに基づいて行われる、請求項１０から１３記載の画像表示方法。
15. 前記輝度代表値Ｉｒは、輝度平均値Ｉａｖｅ又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む、請求項１０から１４記載の画像表示方法。
16. 受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、
    入力する表示データに応じて、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、
    これら２つの輝度調整において使用する輝度として、表示データをＲＧＢ色空間で表現した際における、画像全体におけるＲＧＢ値の最大値を用いる、画像表示方法。
17. 受光型の表示デバイスに、光源から光を照射して表示を行う画像表示方法であって、
    入力する表示データに応じて、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とを、相関性を持たせて行うと共に、
    前記光源の輝度調整において、前記表示デバイス固有のγ特性を相殺する逆特性に基づいて輝度調整する、画像表示方法。
18. 前記光源の輝度調整は、発光補正テーブルの参照により行われる、請求項１７記載の画像表示方法。
19. 受光型の表示デバイスと、前記表示デバイスに光を照射する光源とを有し、入力する表示データに応じて行われる、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とが相関性を持つ画像表示装置であって、
    表示データから特性決定量を求める特性決定量算出手段と、
    表示データから取り出した輝度に、変換特性に基づいて、輝度変換を施す輝度変換手段とを備え、
    前記変換特性は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、前記特性決定量の前後において、傾き平均が異なるという関係が成り立つ特性である、画像表示装置。
20. 前記変換特性において、前記特性決定量よりも輝度が小さい領域の平均傾きは、前記特性決定量よりも輝度が大きい領域の平均傾きよりも、大である、請求項１９記載の画像表示装置。
21. 前記変換特性において、原点に近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、大である、請求項１９から２０記載の画像表示装置。
22. 前記変換特性において、フルスケールに近い領域の平均傾きは、他の領域の平均傾きよりも、小である、請求項１９から２１記載の画像表示装置。
23. 前記特性決定量は、２つの互いに異なる特性決定量を含む、請求項１９から２２記載の画像表示装置。
24. 前記特性決定量は、３つの互いに異なる特性決定量を含む、請求項１９から２２記載の画像表示装置。
25. 前記特性決定量は、画面全体における輝度代表値を含む、請求項１９から２４記載の画像表示装置。
26. 前記輝度代表値は、輝度平均値又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む、請求項２５記載の画像表示装置。
27. 前記変換特性は、直線又は曲線のいずれか一方又は双方により構成される、請求項１９から２６記載の画像表示装置。
28. 受光型の表示デバイスと、前記表示デバイスに光を照射する光源とを有し、入力する表示データに応じて行われる、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とが相関性を持つ画像表示装置であって、
    表示データに基づいて画面全体における輝度代表値Ｉｒを求める代表値算出手段と、
    表示データに基づいてマクロエリアにおける輝度最大値Ｉ１ｍａｘを求める最大値算出手段と、
    表示データから取り出した輝度に、輝度変換を施す輝度変換手段とを備え、
    前記輝度変換手段は、横軸に表示データから取り出した輝度Ｉをとり、縦軸に輝度変換後の輝度Ｉ＃をとると、０≦Ｉ＜Ｉｒなるときの傾き平均ｒ１と、Ｉｒ≦Ｉ＜Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ２と、Ｉ≧Ｉ１ｍａｘなるときの傾き平均ｒ３とに、ｒ１≧ｒ２＞ｒ３なる関係を満たすように輝度変換する、画像表示装置。
29. 傾き平均ｒ１、ｒ２、ｒ３は、表示内容、表示時間、周囲環境等の状態に応じて変更可能に構成されている、請求項２８記載の画像表示装置。
30. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う彩度変換手段を有する、請求項２８から２９記載の画像表示装置。
31. 彩度調整は、知覚的コントラストが低い領域において、彩度を高めるように行われる、請求項３０記載の画像表示装置。
32. 前記最大値算出手段は、表示データからミクロエリアにおける輝度最大値Ｉ２ｍａｘを求め、Ｉ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘ、Ｉｒ、ｒ１、ｒ２、ｒ３に基づいて、輝度特徴量Ｉｐを求め、前記光源の輝度調整は、この輝度特徴量Ｉｐに基づいて行われる、請求項２８から３１記載の画像表示装置。
33. 前記輝度代表値Ｉｒは、輝度平均値Ｉａｖｅ又は輝度ヒストグラムにおける最頻出値の一方又は双方を含む、請求項２８から３２記載の画像表示装置。
34. 受光型の表示デバイスと、前記表示デバイスに光を照射する光源とを有し、入力する表示データに応じて行われる、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とが相関性を持つ画像表示装置であって、
    これら２つの輝度調整において使用する輝度として、表示データをＲＧＢ色空間で表現した際における、画像全体におけるＲＧＢ値の最大値を用いる、画像表示装置。
35. 受光型の表示デバイスと、前記表示デバイスに光を照射する光源とを有し、入力する表示データに応じて行われる、前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とが相関性を持つ画像表示装置であって、
    前記光源の輝度調整において、前記表示デバイス固有のγ特性を相殺する逆特性に基づいて輝度調整する発光補正テーブルを備える、画像表示装置。
36. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う、請求項１記載の画像表示方法。
37. 彩度調整は、知覚的コントラストが低い領域において、彩度を高めるように行われる、請求項３６記載の画像表示方法。
38. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とにおいて使用する輝度として、表示データをＲＧＢ色空間で表現した際における、画像全体におけるＲＧＢ値の最大値を用いる、請求項１記載の画像表示方法。
39. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う、請求項３８記載の画像表示方法。
40. 彩度調整は、知覚的コントラストが低い領域において、彩度を高めるように行われる、請求項３９記載の画像表示方法。
41. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整とにおいて使用する輝度として、表示データをＲＧＢ色空間で表現した際における、画像全体におけるＲＧＢ値の最大値を用いる、請求項１６記載の画像表示方法。
42. 前記表示デバイスの輝度調整と前記光源の輝度調整との、２つの輝度調整の一方又は双方に連動して、彩度調整を併せて行う、請求項４１記載の画像表示方法。

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