JP2008176111A - Image display device and image display method - Google Patents

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中 亮 助 野
Masahiro Baba
場 雅 裕 馬
Takeshi Ito
藤 剛 伊
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently change a black display ratio without causing degradation in the picture quality due to flicker. <P>SOLUTION: The image display method in one embodiment of the present invention comprises switching a display period and a non-display period in one frame period of an input image, and is characterized in steps of: inputting an input image; calculating the length of a target non-display period in the frame to be currently displayed; calculating the variation width of brightness from a plurality of frames; calculating the allowable maximum variation width of the length in the non-display period based on the variation width of brightness; calculating the length of a non-display period closest to the length of the target non-display period from the length of the non-display period of the preceding displayed frame, so as not to exceed the above maximum variation width; calculating variation suppressing information to suppress variation in the display brightness due to the variation in the length of the non-display period; and displaying an image in the display period on the basis of the variation suppressing information and the frame to be currently displayed, while stopping the image display in the non-display period. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関するものである。   The present invention relates to an image display device and an image display method.

従来から、液晶表示装置において、動画質向上・フリッカ低減・消費電力削減・コントラスト向上等の目的で、表示する画像に応じた液晶パネルおよびバックライトの表示輝度の動的な制御が行われている。   Conventionally, in liquid crystal display devices, the display brightness of the liquid crystal panel and the backlight is dynamically controlled according to the image to be displayed for the purpose of improving the quality of moving images, reducing flicker, reducing power consumption, improving contrast, and the like. .

例えば、特開2006−189661号公報(特許文献1)では液晶表示装置のようなホールド型表示装置における動画ボヤケを改善する目的で、連続するフレームとフレームの間に黒画像を挿入するが、入力画像の動きの大きさに合わせて、黒画像の表示比率を変化させている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-189661 (Patent Document 1) inserts a black image between successive frames in order to improve motion blur in a hold-type display device such as a liquid crystal display device. The display ratio of the black image is changed according to the magnitude of the image movement.

液晶パネルの黒表示比率を大きくすると画面輝度は暗くなってしまうため、特許文献1では黒表示比率の変化に伴う液晶パネルの表示輝度の変化を補償するように同時にバックライトの輝度も変化させている。   When the black display ratio of the liquid crystal panel is increased, the screen brightness becomes dark. Therefore, in Patent Document 1, the backlight brightness is also changed at the same time so as to compensate for the change in the display brightness of the liquid crystal panel accompanying the change in the black display ratio. Yes.

ただし、輝度変化が生じないように黒表示比率およびバックライト輝度を変化させたとしても、黒表示比率およびバックライト輝度の変化が急激だと、その瞬間にフリッカが生じ、画質が劣化してしまうため、特許文献1では黒表示比率およびバックライト輝度の変化幅をある固定値以下に制限することによりフリッカの発生を抑制している。   However, even if the black display ratio and the backlight luminance are changed so that the luminance does not change, if the black display ratio and the backlight luminance change suddenly, flicker occurs at that moment and the image quality deteriorates. Therefore, in Patent Document 1, the occurrence of flicker is suppressed by limiting the black display ratio and the change width of the backlight luminance to a certain fixed value or less.

しかしながら、この方法では黒表示比率およびバックライト輝度をゆっくりとしか変化させられないため、黒表示比率を変化させる効果が十分に得られなくなる。
特開2006−189661号公報
However, in this method, since the black display ratio and the backlight luminance can be changed only slowly, the effect of changing the black display ratio cannot be sufficiently obtained.
JP 2006-189661 A

本発明は、フリッカによる画質劣化を生じることなく、黒表示比率およびバックライト輝度を効率よく変化させることができる画像表示装置および画像表示方法を提供する。   The present invention provides an image display device and an image display method capable of efficiently changing the black display ratio and the backlight luminance without causing image quality degradation due to flicker.

本発明の一態様としての画像表示装置は、
入力画像の1フレーム期間において表示期間と非表示期間とを切替可能な画像表示装置であって、
入力画像を入力する画像入力部と、
今回表示すべきフレームについて目標とすべき非表示期間の長さを算出する目標非表示期間算出部と、
複数のフレーム間の明るさの変化幅を算出する明るさ変化幅算出部と、
前記明るさの変化幅に基づいて前記非表示期間の長さの許容可能な最大変化幅を算出する最大変化幅算出部と、
前回表示されたフレームの非表示期間の長さから前記最大変化幅を超えないように前記目標とすべき非表示期間の長さに最も近い非表示期間の長さを算出する非表示期間算出部と、
前記非表示期間の長さの変動による表示輝度の変動を抑制するための変動抑制情報を算出する変動抑制情報算出部と、
前記表示期間において前記変動抑制情報と前記今回表示すべきフレームとに基づいて画像表示を行い、前記非表示期間において前記画像表示を停止する画像表示部と、
を備える。
An image display device according to an aspect of the present invention includes:
An image display device capable of switching between a display period and a non-display period in one frame period of an input image,
An image input unit for inputting an input image;
A target non-display period calculator that calculates the length of the non-display period to be targeted for the frame to be displayed this time,
A brightness change width calculation unit for calculating a brightness change width between a plurality of frames;
A maximum change width calculation unit that calculates an allowable maximum change width of the length of the non-display period based on the change width of the brightness;
A non-display period calculation unit that calculates the length of the non-display period that is closest to the target non-display period length so as not to exceed the maximum change width from the length of the non-display period of the previously displayed frame. When,
A fluctuation suppression information calculation unit that calculates fluctuation suppression information for suppressing fluctuations in display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period;
An image display unit that performs image display based on the fluctuation suppression information and the frame to be displayed this time in the display period, and stops the image display in the non-display period;
Is provided.

本発明の一態様としての画像表示方法は、
入力画像の1フレーム期間において表示期間と非表示期間とを切り替える画像表示方法であって、
入力画像を入力し、
今回表示すべきフレームについて目標とすべき非表示期間の長さを算出し、
複数のフレームから明るさの変化幅を算出し、
前記明るさの変化幅に基づいて前記非表示期間の長さの許容可能な最大変化幅を算出し、
前回表示されたフレームの非表示期間の長さから前記最大変化幅を超えないように前記目標とすべき非表示期間の長さに最も近い非表示期間の長さを算出し、
前記非表示期間の長さの変動による表示輝度の変動を抑制するための変動抑制情報を算出し、
前記表示期間において前記変動抑制情報と前記今回表示すべきフレームとに基づいて画像表示を行い、前記非表示期間において前記画像表示を停止する、
ことを特徴とする。
An image display method as one aspect of the present invention includes:
An image display method for switching between a display period and a non-display period in one frame period of an input image,
Enter the input image,
Calculate the length of the hidden period that should be targeted for the frame that should be displayed this time,
Calculate the brightness change from multiple frames,
Calculating an allowable maximum change width of the length of the non-display period based on the change width of the brightness;
Calculate the length of the non-display period that is closest to the length of the non-display period that should be the target so as not to exceed the maximum change width from the length of the non-display period of the previously displayed frame,
Calculating fluctuation suppression information for suppressing fluctuations in display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period;
Performing image display based on the fluctuation suppression information and the frame to be displayed this time in the display period, and stopping the image display in the non-display period;
It is characterized by that.

本発明により、フリッカによる画質劣化を生じることなく、黒表示比率およびバックライト輝度を効率よく変化させることができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently change the black display ratio and the backlight luminance without causing image quality degradation due to flicker.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像表示装置およびその方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an image display apparatus and method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
本発明の第1実施の形態による画像表示装置について図1〜図12に基づいて説明する。
(First embodiment)
An image display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)画像表示装置の構成
図1に、本実施形態による画像表示装置の構成を示す。
(1) Configuration of Image Display Device FIG. 1 shows the configuration of the image display device according to the present embodiment.

本実施形態による画像表示装置は、明るさ変化幅算出部1、最大黒表示比率変化幅算出部2、黒表示比率算出部3、バックライト輝度算出部4、目標黒表示比率算出部5、バックライト6、液晶パネル7、および、フレームメモリ8、メモリ9からなる。   The image display apparatus according to the present embodiment includes a brightness change width calculation unit 1, a maximum black display ratio change width calculation unit 2, a black display ratio calculation unit 3, a backlight luminance calculation unit 4, a target black display ratio calculation unit 5, a back light It comprises a light 6, a liquid crystal panel 7, a frame memory 8 and a memory 9.

入力画像はフレームメモリ8に格納される。明るさ変化幅算出部1は入力画像IおよびIより過去に本画像表示装置に入力された画像I{n−1}の明度(階調)から明るさ変化幅ΔIを算出する。最大黒表示比率変化幅算出部2は明るさ変化幅ΔIから各フレーム間に適用する黒表示比率の変化幅の上限ΔBmaxを算出する。目標黒表示比率算出部5は、入力画像から、黒表示比率の目標値

Figure 2008176111
を算出する。黒表示比率算出部3は、黒表示比率の変化幅の上限ΔBmaxと、黒表示比率の目標値
Figure 2008176111
と、過去に算出した黒表示比率B{n−1}とから、各画像フレームIの表示に適用する黒表示比率Bを算出する。過去に算出した黒表示比率B{n−1}はメモリ9に格納されている。黒表示比率算出部3は、算出した黒表示比率Bをバックライト輝度算出部4に送り、また、黒表示比率Bに基づいた制御信号を液晶パネル7に送る。液晶パネル7は、入力画像と、黒表示比率算出部3からの制御信号とに基づきフレーム間に黒表示を内挿した映像信号を表示する。バックライト輝度算出部4では、入力された黒表示比率Bにしたがってバックライト6の光源を制御するバックライト輝度制御信号をバックライト6に送る。バックライト6は、受け取ったバックライト輝度制御信号に基づいた輝度で発光する。 The input image is stored in the frame memory 8. Brightness change width calculation unit 1 calculates the brightness variation ΔI lightness (gradation) of the input image I n and I n the past input to the image display device the image I from {n-1}. The maximum black display ratio change width calculation unit 2 calculates the upper limit ΔB max of the change width of the black display ratio applied between the frames from the brightness change width ΔI. The target black display ratio calculation unit 5 calculates the target value of the black display ratio from the input image.
Figure 2008176111
Is calculated. The black display ratio calculation unit 3 determines the upper limit ΔB max of the change width of the black display ratio and the target value of the black display ratio.
Figure 2008176111
If, from the calculated past black display ratio B {n-1}, it calculates a black display ratio B n applied to the display of each image frame I n. The black display ratio B {n−1} calculated in the past is stored in the memory 9. The black display ratio calculation unit 3 sends the calculated black display ratio Bn to the backlight luminance calculation unit 4 and sends a control signal based on the black display ratio Bn to the liquid crystal panel 7. The liquid crystal panel 7 displays a video signal in which black display is interpolated between frames based on the input image and the control signal from the black display ratio calculation unit 3. The backlight luminance calculation unit 4 sends a backlight luminance control signal for controlling the light source of the backlight 6 to the backlight 6 according to the input black display ratio Bn . The backlight 6 emits light with luminance based on the received backlight luminance control signal.

以下に各部の詳細を述べる。   Details of each part are described below.

(2−1)明るさ変化幅算出部1
図3は明るさ変化幅算出部1のブロック図である。
(2-1) Brightness change width calculation unit 1
FIG. 3 is a block diagram of the brightness change width calculation unit 1.

明るさ変化幅算出部1は入力画像IおよびIより過去に本画像表示装置に入力された画像I{n−1}(通常はInの一つ前のフレームを用いる)の明度から明るさ変化幅ΔIを算出する。 Brightness change width calculation section 1 are the brightness from the brightness of the input image I n and I n from input to the image display apparatus in the past image I {n-1} (usually using a previous frame In) A change width ΔI is calculated.

入力画像Iの座標(x,y)における明度Y(x,y)は明度算出部において数1のように算出される。

Figure 2008176111
The brightness Y (x, y) at the coordinates (x, y) of the input image I is calculated by the brightness calculation unit as shown in Equation 1.
Figure 2008176111

数1において、I、I、IはそれぞれI(x,y)に含まれる赤色成分、緑色成分、青色成分である。 In Equation 1, I r , I g , and I b are a red component, a green component, and a blue component, respectively, included in I (x, y).

明度変化幅算出部はフレーム間差分のフレーム内における絶対値平均をΔIとして算出する。つまり、I、I{n−1}の座標(x,y)における明度を各々Y(x,y)、Y{n−1}(x,y)として、ΔIは数2のように算出される。

Figure 2008176111
The brightness change width calculation unit calculates the average absolute value within the frame of the interframe difference as ΔI. That is, the brightness at the coordinates (x, y) of I n and I {n−1} is Y n (x, y) and Y {n−1} (x, y), respectively, and ΔI is Calculated.
Figure 2008176111

数2において、Nは画像内の総画素数、Wは水平画素数、Hは垂直画素数である。   In Equation 2, N is the total number of pixels in the image, W is the number of horizontal pixels, and H is the number of vertical pixels.

または、ΔIはフレーム間差分のフレーム内におけるRMS(Root Mean Square:自乗平均平方根)としても算出しても良い。つまり、ΔIは数3のように算出しても良い。

Figure 2008176111
Alternatively, ΔI may be calculated as an RMS (Root Mean Square) within a frame of the interframe difference. That is, ΔI may be calculated as shown in Equation 3.
Figure 2008176111

ΔIの算出において絶対値平均またはRMSのどちらを用いても、本発明の効果に対してさほどの違いが現れないことが実験により確かめられている。   Experiments have confirmed that there is no significant difference in the effect of the present invention regardless of whether absolute value averaging or RMS is used in the calculation of ΔI.

また、ΔIを算出するにあたってあらかじめI、I{n−1}各々に公知の線形帯域透過フィルタ(ガウシアンフィルタなど)を施してから数2または数3に従ってΔIを算出してもよい。人の明るさ知覚は高周波成分に対して鈍感なため、このようにすることでΔIをより人の明るさ変化知覚に近い値とすることができる。 In calculating ΔI, ΔI may be calculated according to Equation 2 or Equation 3 after applying a known linear band pass filter (Gaussian filter or the like) to each of I n and I {n−1} in advance. Since human brightness perception is insensitive to high frequency components, this makes it possible to make ΔI closer to human brightness change perception.

また、明るさ変化幅ΔIは複数のI、I{n−1}の組から算出しても良い。例えば、複数の明るさ変化幅の線形和として算出することができる。つまり、I、I{n−1}から数2や数3のようにして算出された明るさ変化幅をΔIとして数4のように算出しても良い。

Figure 2008176111
The brightness change width ΔI may be calculated from a set of a plurality of I n and I {n−1} . For example, it can be calculated as a linear sum of a plurality of brightness change widths. That, I n, may be calculated brightness change width calculated as I {n-1} from the equation 2 or the equation 3 as number 4 as [Delta] I n.
Figure 2008176111

数4においてwはΔIに対する重みである。人の視覚に対する入力画像の明るさ変化の影響は時間的に帯域透過の特性を持っている。したがって複数のフレーム間の明るさ変化の重み付き線形和を算出することでΔIをより人の明るさ変化知覚に近い値とすることができる。 In Equation 4, w n is a weight for ΔI n . The influence of the brightness change of the input image on human vision has temporal band transmission characteristics. Therefore, by calculating a weighted linear sum of changes in brightness between a plurality of frames, ΔI can be made closer to a human brightness change perception.

以上のようにして算出されたΔIは入力画像フレーム間の明るさの変化量を表していると考えられる。   ΔI calculated as described above is considered to represent the amount of change in brightness between input image frames.

(2−2)最大黒表示比率変化幅算出部
最大黒表示比率変化幅算出部2は、各フレーム間に適用する黒表示比率の変化幅の上限ΔBmaxを算出する。
(2-2) Maximum Black Display Ratio Change Width Calculation Unit The maximum black display ratio change width calculation unit 2 calculates the upper limit ΔB max of the black display ratio change width applied between the frames.

各フレーム間に適用された黒表示比率の変化幅ΔBが小さいほど、実際に画像を観察したときの表示輝度の変動が小さくなることが本発明者らの実験により確かめられている。入力されてきた画像の明るさの変化幅ΔIが小さいほどフリッカによる表示輝度の変動が知覚されやすい。したがって、入力されてきた画像の明るさ変化幅ΔIが小さいほど黒表示比率の変化幅ΔBを小さくすればフリッカを目立たせないで駆動することができる。   It has been confirmed by experiments by the present inventors that the smaller the change width ΔB of the black display ratio applied between the frames, the smaller the change in display luminance when the image is actually observed. The smaller the change width ΔI of the brightness of the input image, the more easily the change in display luminance due to flicker is perceived. Accordingly, if the change width ΔB of the black display ratio is decreased as the brightness change width ΔI of the input image is smaller, the driving can be performed without conspicuous flicker.

最大黒表示比率変化幅算出部2は、ΔBの変化幅の上限ΔBmaxを、数5のように算出する。

Figure 2008176111
The maximum black display ratio change width calculation unit 2 calculates the upper limit ΔB max of the change width of ΔB as shown in Equation 5.
Figure 2008176111

このようにΔIが小さいほどΔBmaxを小さくすることによりフリッカを目立たせないで駆動することができる。 In this way, the smaller ΔI is, the smaller ΔB max is, so that the driving can be performed without conspicuous flicker.

また、最大黒表示比率変化幅算出部2から出力するΔBmaxの値はΔBmaxの算出に用いたΔIの値と時間的に同期が取れている必要は無く、必要に応じて、過去のフレームから算出した値を出力するように構成してもよい。この場合は算出されたΔBmaxの値を図示しないメモリ等にバッファしてから出力するようにすれば良い。 The maximum black value of .DELTA.B max to be outputted from the display ratio change width calculation unit 2 is not necessary that the values and time-synchronization ΔI is taken using the calculation of .DELTA.B max, if necessary, past frame A value calculated from the above may be output. In this case, the calculated ΔB max value may be output after buffering it in a memory or the like (not shown).

(2−3)黒表示比率算出部
黒表示比率算出部3は、各画像フレームIの表示に適用する黒表示比率Bを算出する。黒表示比率はたとえば非表示期間の長さに相当し、「1−黒表示比率」はたとえば表示期間の長さに相当する。非表示期間の長さおよび表示期間の長さは、1フレーム期間における割合として表されてもよいし、実際の時間の長さとして表されても良い。黒表示比率Bの算出例を図2に示す。
(2-3) Black display ratio calculating unit black display ratio calculating unit 3 calculates the black display ratio B n applied to the display of each image frame I n. The black display ratio corresponds to, for example, the length of the non-display period, and “1-black display ratio” corresponds to, for example, the length of the display period. The length of the non-display period and the length of the display period may be expressed as a ratio in one frame period, or may be expressed as an actual length of time. A calculation example of the black display ratio Bn is shown in FIG.

より詳細に、黒表示比率算出部3は、画像フレームIの表示に適用する黒表示比率Bと画像フレームI{n−1}の表示に適用した黒表示比率B{n−1}との間の黒表示比率の変化幅ΔBが、フレームIn−1において最大黒表示比率変化幅算出部2で算出されたΔB{max,n−1}より小さくなるようにBを算出する。つまり、数6を満たすように、Bを算出する(図2参照)。数6において、ΔB{max,n−1}に代えて、ΔB{max,n}を用いることも可能である。つまり、今回表示するべきフレームとこれより過去に入力された1つ以上のフレームから得られる明るさの変化幅、または、今回表示するべきフレームより過去に入力された複数のフレームから得られた明るさの変化幅、から求めた最大黒表示比率変化幅を用いることができる。

Figure 2008176111
More specifically, black display ratio calculating unit 3 includes an image frame black display ratio applied to a display of the I black display ratio applicable to the display of n B n and the image frame I {n-1} B { n-1} Bn is calculated such that the change width ΔB n of the black display ratio during the period is smaller than ΔB {max, n−1} calculated by the maximum black display ratio change width calculation unit 2 in the frame I n−1 . . That is, B n is calculated so as to satisfy Equation 6 (see FIG. 2). In Equation 6, ΔB {max, n} can be used instead of ΔB {max, n−1} . In other words, the brightness change width obtained from the frame to be displayed this time and one or more frames input in the past, or the brightness obtained from a plurality of frames input in the past from the frame to be displayed this time. The maximum black display ratio change width obtained from the change width of the height can be used.
Figure 2008176111

数6はBに対する制約条件であり、数6からでは直ちにBnを決定することはできない。 6 is a constraint for B n, of from 6 can not immediately determine Bn.

の算出は、目標黒表示比率算出部5において入力画像の動き量等の情報に基づいて算出された黒表示比率の目標値

Figure 2008176111
から数7のように算出する。
Figure 2008176111
The calculation of B n is performed by calculating the target value of the black display ratio calculated by the target black display ratio calculation unit 5 based on information such as the amount of motion of the input image.
Figure 2008176111
Is calculated as shown in Equation (7).
Figure 2008176111

数7において、sgn(x)はxの符号を、min(x,y)はxとyとのうち小さい方の値を返す関数である。つまり、Bには、黒表示比率の変化幅がΔB{max,n−1}を超えない範囲で、最も目標値

Figure 2008176111
に近い値が設定される。 In Equation 7, sgn (x) is a function that returns the sign of x, and min (x, y) is a function that returns the smaller value of x and y. That is, B n has the most target value within a range where the change width of the black display ratio does not exceed ΔB {max, n−1}.
Figure 2008176111
A value close to is set.

このように、黒表示比率をその変化幅がΔBmaxを超えない範囲で最も目標値に近い値にすることでフリッカを目立たせずかつ迅速に黒表示比率を変化させることができる。 In this way, by setting the black display ratio to a value closest to the target value within a range where the change width does not exceed ΔB max , the black display ratio can be changed quickly without making the flicker noticeable.

(2−4)目標黒表示比率算出部
目標黒表示比率算出部5は黒表示比率の目標値

Figure 2008176111
を算出する。 (2-4) Target Black Display Ratio Calculation Unit The target black display ratio calculation unit 5 is a target value of the black display ratio.
Figure 2008176111
Is calculated.

目標となる黒表示比率は動画質(ぼけ)、ちらつき、消費電力等の観点から決定されうる。例えば特開2006−189658公報における段落0028〜0067、0104、0110〜0136に記載の手法や、特開2006−189661公報における段落0028〜0036、段落0100〜0130、段落0134に記載の手法ように、入力された複数フレーム(今回表示するフレームとこれより過去に入力された1つ以上のフレーム、または、今回表示するフレームより過去に入力された複数のフレーム)の画像から動き検出により動きベクトルを算出し、求められた動きベクトルから、動きの速さ、動きの方向性、動体のコントラスト、動体の空間周波数を算出し、これらの情報に基づいて(各々の値の線形和等から)目標となる黒表示比率を決定することができる。   The target black display ratio can be determined from the viewpoint of moving image quality (blur), flicker, power consumption, and the like. For example, as described in paragraphs 0028 to 0067, 0104, 0110 to 0136 in JP-A 2006-189658, and as described in paragraphs 0028 to 0036, paragraphs 0100 to 0130 and paragraph 0134 in JP-A 2006-189661, Motion vector is calculated by motion detection from images of multiple frames that have been input (frames to be displayed this time and one or more frames that have been input in the past, or frames that have been input in the past from frames that are displayed this time). Then, from the obtained motion vector, the speed of motion, the direction of motion, the contrast of the moving object, the spatial frequency of the moving object are calculated, and based on these information (from the linear sum of each value, etc.), it becomes the target The black display ratio can be determined.

(2−5)液晶パネル
液晶パネル7は,本実施形態ではアクティブマトリクス型のものであり,図4に示すように,アレイ基板24上に複数本の信号線21及びこれと交差する複数本の走査線22が図示しない絶縁膜を介して配置されており,両線の各交差部には画素23が形成されている。信号線21の端部は信号線駆動回路25に接続され、走査線22の端部は走査線駆動回路26に接続されている。
(2-5) Liquid Crystal Panel The liquid crystal panel 7 is of an active matrix type in this embodiment, and as shown in FIG. 4, a plurality of signal lines 21 and a plurality of signal lines crossing the signal line 21 are arranged on the array substrate 24. The scanning line 22 is disposed via an insulating film (not shown), and a pixel 23 is formed at each intersection of both lines. The end of the signal line 21 is connected to the signal line driving circuit 25, and the end of the scanning line 22 is connected to the scanning line driving circuit 26.

画素23において,薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッチ素子31は,映像信号書込み用のスイッチ素子であり,そのゲートは1水平ライン毎に共通に走査線22に接続され,ソースは1垂直ライン毎に信号線21に共通に接続されている。さらに,ドレインは画素電極32に接続されるとともに,この画素電極32と電気的に並列に配置された補助容量33に接続されている。   In the pixel 23, a switch element 31 composed of a thin film transistor (TFT) is a switch element for writing a video signal, its gate is commonly connected to the scanning line 22 for each horizontal line, and the source is a signal for each vertical line. The line 21 is connected in common. Further, the drain is connected to the pixel electrode 32 and is also connected to an auxiliary capacitor 33 arranged in parallel with the pixel electrode 32.

画素電極32は,アレイ基板24上に形成され,この画素電極32と電気的に相対する対向電極34は,図示しない対向基板上に形成されている。対向電極34には,図示しない対向電圧発生回路から所定の対向電圧が与えられている。また画素電極32と対向電極34との間には液晶層35が保持され,アレイ基板24と前記対向基板の周囲は図示しないシール材により封止されている。なお,液晶層35に用いる液晶材料は,どのようなものでも良いが,後述するように,本実施形態による液晶パネル7は,1フレーム期間に画像表示と黒表示の2つの画像信号を書き込む必要があるため,比較的高速に応答するものが望ましい。例えば,強誘電性液晶やOCB(Optically Compensated Bend)モードの液晶等が良い。   The pixel electrode 32 is formed on the array substrate 24, and the counter electrode 34 electrically opposed to the pixel electrode 32 is formed on a counter substrate (not shown). A predetermined counter voltage is applied to the counter electrode 34 from a counter voltage generation circuit (not shown). A liquid crystal layer 35 is held between the pixel electrode 32 and the counter electrode 34, and the periphery of the array substrate 24 and the counter substrate is sealed with a sealing material (not shown). Although any liquid crystal material may be used for the liquid crystal layer 35, as will be described later, the liquid crystal panel 7 according to the present embodiment needs to write two image signals of image display and black display in one frame period. Therefore, it is desirable to respond relatively quickly. For example, a ferroelectric liquid crystal, an OCB (Optically Compensated Bend) mode liquid crystal, or the like is preferable.

走査線駆動回路26は,図示しないシフトレジスタ,レベルシフタ及びバッファ回路等から構成されている。この走査線駆動回路26は,黒表示比率算出部3から制御信号の一部として出力された垂直スタート信号や垂直クロック信号に基づいて,各走査線22に行選択信号を出力する。   The scanning line driving circuit 26 includes a shift register, a level shifter, a buffer circuit, and the like (not shown). The scanning line driving circuit 26 outputs a row selection signal to each scanning line 22 based on the vertical start signal and the vertical clock signal output as part of the control signal from the black display ratio calculation unit 3.

信号線駆動回路25は,図示しないアナログスイッチ,シフトレジスタ,サンプルホールド回路,ビデオバス等から構成されている。この信号線駆動回路25には,黒表示比率算出部3から制御信号の一部として出力された水平スタート信号及び水平クロック信号が入力されるとともに,映像信号が入力されている。   The signal line driving circuit 25 includes an analog switch, a shift register, a sample hold circuit, a video bus, and the like (not shown). The signal line driving circuit 25 is supplied with a horizontal start signal and a horizontal clock signal output as part of the control signal from the black display ratio calculation unit 3 and a video signal.

次に、本実施形態による液晶パネル7の動作について説明する。   Next, the operation of the liquid crystal panel 7 according to the present embodiment will be described.

図5は黒表示比率が50%の場合の液晶表示パネルのタイミングチャートを示す。信号線駆動回路25から出力される表示信号及び走査線駆動回路26から出力される走査線信号の駆動波形,並びに液晶パネル7における画像表示状態が示されている。ここでは垂直走査線数V=8の例が示されている。なお,図5では,説明を簡単にするために,ブランキング期間を図示していないが,通常,一般的な液晶パネルの駆動信号は,水平及び垂直ブランキング期間を有している。   FIG. 5 shows a timing chart of the liquid crystal display panel when the black display ratio is 50%. A display signal output from the signal line driving circuit 25, a driving waveform of the scanning line signal output from the scanning line driving circuit 26, and an image display state on the liquid crystal panel 7 are shown. Here, an example in which the number of vertical scanning lines V = 8 is shown. In FIG. 5, a blanking period is not shown for simplicity of explanation, but a typical liquid crystal panel drive signal usually has horizontal and vertical blanking periods.

信号線駆動回路25からは,1水平走査期間の前半に画像表示信号が,後半に黒表示信号が出力される。走査線駆動回路26では,画像表示信号を供給すべき各画素に対応する走査線を1水平走査期間の前半に選択し,黒表示信号を供給すべき各画素に対応する走査線を1水平走査線期間の後半に選択する。   The signal line drive circuit 25 outputs an image display signal in the first half of one horizontal scanning period and a black display signal in the second half. In the scanning line driving circuit 26, a scanning line corresponding to each pixel to which an image display signal is to be supplied is selected in the first half of one horizontal scanning period, and a scanning line corresponding to each pixel to which a black display signal is to be supplied is subjected to one horizontal scanning. Select later in the line period.

1水平走査期間の前半に1ライン目の走査線を選択して対応する画素に画像表示信号を供給するときには,1水平走査期間の後半にはV/2+1ライン目の走査線を選択して対応する画素に黒表示信号を供給する。同様に,1水平走査期間の前半に2ライン目の走査線を選択したときには,1水平走査期間の後半にV/2+2ライン目の走査線を選択する。同様にして,1水平走査期間の前半と後半とでそれぞれ順次その次の走査線を選択してゆき,1水平走査期間の前半にVライン目の走査線が選択されて対応する画素に画像表示信号が供給されたときは,1水平走査期間の後半にはV/2ライン目の走査線が選択されて対応する画素に黒表示信号が供給される。   When the first scanning line is selected in the first half of one horizontal scanning period and an image display signal is supplied to the corresponding pixel, the V / 2 + 1th scanning line is selected in the second half of the one horizontal scanning period. A black display signal is supplied to the pixels to be processed. Similarly, when the second scanning line is selected in the first half of one horizontal scanning period, the V / 2 + 2th scanning line is selected in the second half of one horizontal scanning period. Similarly, the next scanning line is sequentially selected in the first half and the second half of one horizontal scanning period, and the V-th scanning line is selected in the first half of one horizontal scanning period, and an image is displayed on the corresponding pixel. When the signal is supplied, the V / 2 scanning line is selected in the second half of one horizontal scanning period, and the black display signal is supplied to the corresponding pixel.

図6は,黒表示比率が50%の場合における液晶パネル7上の表示状態を示したものである。図6(a)は,V/2+1ライン目までnフレーム目の画像表示信号の書き込みが完了し,1ライン目に黒表示信号を書き込んだときの表示状態を示している。図6(b)は,V/2+2ライン目までnフレーム目の画像表示信号を書き込み,2ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。図6(c)は,Vライン目にnフレーム目の画像表示信号を書き込み,V/2−1ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。図6(d)は,1ライン目にn+1フレーム目の画像表示信号を書き込み,V/2+1ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。図6(e)は,V/2ライン目にn+1フレーム目の画像表示信号を書き込み,Vライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。   FIG. 6 shows a display state on the liquid crystal panel 7 when the black display ratio is 50%. FIG. 6A shows a display state when the writing of the image display signal of the nth frame is completed up to the V / 2 + 1 line and the black display signal is written in the first line. FIG. 6B shows a display state when the image display signal of the nth frame is written up to the V / 2 + 2 line and the black display signal is written in the second line. FIG. 6C shows a display state when an image display signal of the nth frame is written in the V line and a black display signal is written in the V / 2-1 line. FIG. 6D shows a display state when the image display signal of the (n + 1) th frame is written in the first line and the black display signal is written in the V / 2 + 1 line. FIG. 6E shows a display state when the image display signal of the (n + 1) th frame is written on the V / 2 line and the black display signal is written on the V line.

図6では,黒表示率が50%の場合について示したが,同様に黒表示信号の書き込み開始タイミングを変更,すなわち,走査線信号のタイミングを変更することにより任意の黒表示期間の設定が可能である。よって,黒表示比率算出部3で黒表示比率を算出し,黒表示信号の書き込み開始タイミングを制御信号として液晶パネル7に入力することで,任意の黒表示比率により液晶パネル7に画像を表示することが可能となる。   FIG. 6 shows the case where the black display rate is 50%. Similarly, the black display period can be set by changing the black display signal writing start timing, that is, by changing the scanning line signal timing. It is. Therefore, the black display ratio is calculated by the black display ratio calculation unit 3, and the writing start timing of the black display signal is input to the liquid crystal panel 7 as a control signal, so that an image is displayed on the liquid crystal panel 7 with an arbitrary black display ratio. It becomes possible.

(2−6)バックライト輝度算出部
バックライト輝度算出部4では、入力された黒表示比率情報を用いてバックライト6の光源を制御するバックライト輝度制御信号を出力する。すなわち、バックライト6の光源がアナログ変調のLEDであれば、アナログ電圧信号を、パルス幅変調(PWM)のLEDであれば、パルス幅変調信号を出力する。また、光源が冷陰極管であれば、冷陰極管点灯用のインバータに入力されるアナログ電圧を出力する。
(2-6) Backlight Luminance Calculation Unit The backlight luminance calculation unit 4 outputs a backlight luminance control signal for controlling the light source of the backlight 6 using the input black display ratio information. That is, if the light source of the backlight 6 is an analog modulation LED, an analog voltage signal is output, and if it is a pulse width modulation (PWM) LED, a pulse width modulation signal is output. If the light source is a cold cathode tube, an analog voltage input to the inverter for lighting the cold cathode tube is output.

なお、本実施形態では、比較的簡単な構成で、輝度のダイナミックレンジを大きく取ることができるパルス幅変調方式のLED光源を用いた。予め、LED光源に入力するパルス幅とバックライト6の輝度の関係を測定し、バックライト輝度算出部4に保持しておく。保持しておくデータとしては、例えば、上記関係が関数で表現できる場合は関数を保持しておけばよい。   In the present embodiment, a pulse width modulation type LED light source capable of obtaining a large luminance dynamic range with a relatively simple configuration is used. The relationship between the pulse width input to the LED light source and the luminance of the backlight 6 is measured in advance and stored in the backlight luminance calculation unit 4. As data to be held, for example, when the above relationship can be expressed by a function, the function may be held.

また、LUT(Look−up Table)としてROM等に保持しておいても良い。   Further, it may be held in a ROM or the like as a LUT (Look-up Table).

また、LED光源が赤、緑、青の3原色のLEDを混色して白を表示する構成であれば、それぞれのLEDのデータを保持しておくのが望ましい。   Further, if the LED light source is configured to display white by mixing the three primary colors of red, green, and blue, it is desirable to retain the data of each LED.

更に、上記では、パルス幅とバックライト輝度の関係をデータとして保持していく方法を示したが、様々な黒表示比率で表示された液晶パネル7上で、輝度が一定となる黒表示比率とパルス幅の関係を保持しておいても良い。   Further, in the above description, the method of holding the relationship between the pulse width and the backlight luminance as data has been shown. However, on the liquid crystal panel 7 displayed at various black display ratios, The pulse width relationship may be maintained.

すなわち、ある黒表示比率で液晶パネル7に白画像を表示し、バックライト輝度を、液晶パネル透過後の輝度が所定の値となるように制御し、そのときのLED光源に入力しているパルス幅を求める。上記操作を様々な黒表示比率で行い、黒表示比率とパルス幅の関係を求め、データとして保持しておく。入力された黒表示比率情報で上記データを参照することにより、バックライト6の輝度は制御され、任意の黒表示比率に対し、液晶パネル7上の輝度を一定に保つことが可能となる。   That is, a white image is displayed on the liquid crystal panel 7 at a certain black display ratio, and the backlight luminance is controlled so that the luminance after passing through the liquid crystal panel becomes a predetermined value, and the pulse input to the LED light source at that time Find the width. The above operation is performed at various black display ratios, and the relationship between the black display ratio and the pulse width is obtained and stored as data. By referring to the data with the input black display ratio information, the luminance of the backlight 6 is controlled, and the luminance on the liquid crystal panel 7 can be kept constant with respect to an arbitrary black display ratio.

また、上記以外にも、バックライト6にフォトダイオード等を設置し、バックライト6の輝度をフォトダイオード等で計測しながらフィードバックを行い、LED光源の輝度を制御する方法でも良い。特にLED光源は、温度により発光特性が変化するために、上記のようにフォトダイオード等によりフィードバックを行う構成は有効である。   In addition to the above, a method may be used in which a photodiode or the like is installed in the backlight 6 and feedback is performed while the luminance of the backlight 6 is measured by the photodiode or the like to control the luminance of the LED light source. In particular, since the light emission characteristic of an LED light source varies depending on temperature, a configuration in which feedback is performed using a photodiode or the like as described above is effective.

図7は,黒表示率を0%から50%の範囲で設定した場合の,黒表示率と,液晶パネル相対透過率,バックライト相対輝度,液晶表示装置相対輝度との関係を示したものである。   FIG. 7 shows the relationship between the black display ratio, the liquid crystal panel relative transmittance, the backlight relative brightness, and the liquid crystal display relative brightness when the black display ratio is set in the range of 0% to 50%. is there.

横軸が黒表示率,左側縦軸が、黒表示率が0%の時の、液晶パネル7の透過率に対する相対透過率,右側縦軸が,黒表示率が50%の時の,バックライト6の輝度に対する相対輝度を示している。本実施形態で用いた液晶パネル7は,黒表示率が大きくなるにつれ,線形に透過率が減少するため,バックライト6の輝度を黒表示率が大きくなるにつれ大きくし,液晶表示装置の相対輝度,すなわち,液晶パネル透過後の輝度が一定になるようにバックライト6の輝度を制御する。つまり、液晶パネル相対透過率×バックライト相対輝度=液晶表示装置相対輝度の関係がある。図7より,黒表示率とバックライト6の相対輝度の関係が求まり,更にバックライト相対輝度と,LED光源に入力するパルス幅の関係から,黒表示率とパルス幅の関係を求めることができる。よって黒表示比率算出部3で求められた黒表示率より,パルス幅で表されるバックライト輝度設定信号を求めることができる。   The horizontal axis represents the black display rate, the left vertical axis represents the relative transmittance with respect to the transmittance of the liquid crystal panel 7 when the black display rate is 0%, and the right vertical axis represents the backlight when the black display rate is 50%. The relative luminance with respect to the luminance of 6 is shown. The liquid crystal panel 7 used in the present embodiment linearly decreases in transmittance as the black display ratio increases, so that the luminance of the backlight 6 increases as the black display ratio increases, and the relative luminance of the liquid crystal display device is increased. That is, the luminance of the backlight 6 is controlled so that the luminance after passing through the liquid crystal panel is constant. That is, there is a relationship of liquid crystal panel relative transmittance × backlight relative luminance = liquid crystal display device relative luminance. From FIG. 7, the relationship between the black display rate and the relative luminance of the backlight 6 can be obtained, and further, the relationship between the black display rate and the pulse width can be obtained from the relationship between the backlight relative luminance and the pulse width input to the LED light source. . Therefore, the backlight luminance setting signal represented by the pulse width can be obtained from the black display rate obtained by the black display ratio calculation unit 3.

なお、様々な黒表示比率で表示された液晶パネル7上で、輝度が1フレーム期間中で常に一定となるように制御することとしたが、1フレーム期間中で基準となる輝度を中心として所定の範囲内で輝度が変動するのを抑える制御を行ってもよい。すなわち、人の目で見た場合に、フリッカを感じない範囲で輝度の変動を抑える制御であれば、本実施形態の目的を達成することができる。   Note that, on the liquid crystal panel 7 displayed at various black display ratios, the luminance is controlled so as to be always constant during one frame period. Control may be performed to suppress fluctuations in luminance within the range. In other words, the object of the present embodiment can be achieved if the control suppresses fluctuations in luminance within a range where flicker is not felt when viewed with the human eye.

(2−7)バックライト
バックライト6は、上記のように、様々な光源により構成可能であるが、本実施形態では、LEDを光源とする直下型バックライトとした。ただし、バックライトの構成は、上記に限定されるものではなく、例えば、導光板を用いたエッジライト型バックライトでも構わない。バックライト6は、バックライト輝度算出部4から出力されたバックライト輝度制御信号により、輝度が制御される。
(2-7) Backlight Although the backlight 6 can be comprised by various light sources as mentioned above, in this embodiment, it was set as the direct type | mold backlight which used LED as the light source. However, the configuration of the backlight is not limited to the above. For example, an edge light type backlight using a light guide plate may be used. The brightness of the backlight 6 is controlled by the backlight brightness control signal output from the backlight brightness calculation unit 4.

(2−8)明るさ変化幅算出部の変更例1
図8は変更例1に係る明るさ変化幅算出部の構成を示すブロック図である。
(2-8) Modification Example 1 of Brightness Change Width Calculation Unit
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the brightness change width calculation unit according to the first modification.

本明るさ変化幅算出部1aは、カット点を検出するカット点検出部1dを有することを特徴とする。   The brightness change width calculation unit 1a includes a cut point detection unit 1d that detects a cut point.

明るさ変化幅算出部1aでは人がその画像を見たときに感じる明るさの変化量を算出したい。そのため、図3の明るさ変化幅算出部1ではその変化量の算出にフレーム間差分のフレーム内における、絶対値平均またはRMS等を用いた。しかし、画像中に動体が存在する場合、このように算出された明るさ変化幅は人が知覚する明るさの変化幅とは必ずしも比例しない。画像中に動体が存在する場合、2つのフレームの画像は一致しないので、一般にフレーム間差分の値は大きくなる。一方、人がその画像を見る場合には眼球は画像中の動体を追従するため、網膜像としての画像にはあまり変化が生じない。したがって、算出された明るさ変化幅と人が知覚する明るさの変化幅にずれが生じる。   The brightness change width calculation unit 1a wants to calculate the amount of change in brightness that a person feels when viewing the image. For this reason, the brightness change width calculation unit 1 in FIG. 3 uses the absolute value average, RMS, or the like in the frame of the interframe difference for calculation of the change amount. However, when a moving object is present in the image, the brightness change width calculated in this way is not necessarily proportional to the brightness change width perceived by a person. When a moving object is present in an image, the images of the two frames do not match, so that the inter-frame difference value generally increases. On the other hand, when a person views the image, the eyeball follows the moving body in the image, so that the image as the retina image does not change much. Accordingly, there is a difference between the calculated brightness change width and the brightness change width perceived by a person.

本変更例の明るさ変化幅算出部1aはこのずれを考慮するためにカット点検出部1dを有している。   The brightness change width calculation unit 1a of the present modification has a cut point detection unit 1d in order to take this deviation into consideration.

カット点検出部1dは入力画像InおよびInより過去に本画像表示装置に入力された画像I{n−1}(通常はInの一つ前のフレームを用いる)からカット点検出を行う。カット点検出は公知のカット点検出手法(面輝度法、度数分布法、色度数分布法、カイ二乗検定法等)を用いて行えば良い。   The cut point detection unit 1d detects a cut point from the input image In and an image I {n−1} (usually using a frame immediately before In) input to the image display device in the past. The cut point detection may be performed using a known cut point detection method (surface luminance method, frequency distribution method, chromatic frequency distribution method, chi-square test method, etc.).

本変更例の明るさ変化幅算出部1aは、カット点検出部1dでカット点が検出された場合は、数2または数3で表されるように算出されたΔIを出力値する。カット点検出部1dでカット点が検出されなかった場合は、十分に小さい値(例えばΔI=0)を出力値とする。   When the cut point is detected by the cut point detection unit 1d, the brightness change width calculation unit 1a according to the present modification outputs ΔI calculated as expressed by Equation 2 or Equation 3 as an output value. When the cut point is not detected by the cut point detection unit 1d, a sufficiently small value (for example, ΔI = 0) is set as the output value.

このようにすることで、入力画像に動体が含まれる場合の誤動作を回避することができる。   By doing so, it is possible to avoid a malfunction when a moving object is included in the input image.

(2−9)明るさ変化幅算出部の変更例2
明るさ変化幅算出部は動きの影響を無視するために以下のような構成としてもよい。
(2-9) Modification Example 2 of Brightness Change Width Calculation Unit
The brightness change width calculation unit may be configured as follows in order to ignore the influence of motion.

図9は変更例2にかかる明るさ変化幅算出部1eの構成を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the brightness change width calculation unit 1e according to the second modification.

本変更例2の明るさ変化幅算出部1eはフーリエ変換部1fを有する。フーリエ変換部1fは入力画像の明度をフーリエ変換してF(u,v)(フーリエ成分)を求め、その振幅|F(u,v)|を算出する。つまり、振幅|F(u,v)|を数8のように求める。

Figure 2008176111
The brightness change width calculation unit 1e according to the second modification includes a Fourier transform unit 1f. The Fourier transform unit 1 f performs Fourier transform on the brightness of the input image to obtain F (u, v) (Fourier component), and calculates its amplitude | F (u, v) |. That is, the amplitude | F (u, v) |
Figure 2008176111

図3の明度変化幅算出部は入力画像の明度に対して処理を行ったが、図9の明度変化幅算出部1eは、この|F(u,v)|に対して処理を行う。つまり、数2または数3のYを|F|に、xをuに、yをvに置き換えた式に基づいてΔIを算出する。すなわち、数9または数10のようにΔIを算出する。

Figure 2008176111
The lightness change width calculation unit in FIG. 3 performs processing on the lightness of the input image, but the lightness change width calculation unit 1e in FIG. 9 performs processing on this | F (u, v) |. That is, ΔI is calculated based on an equation in which Y in Equation 2 or 3 is replaced with | F |, x is replaced with u, and y is replaced with v. That is, ΔI is calculated as shown in Equation 9 or Equation 10.
Figure 2008176111

任意の画像は複数の異なる周波数の正弦波の和として表すことができる。画像Y(x,y)をフーリエ変換して得られた画像F(u,v)(この値は複素数として得られる)は、画像Y(x,y)に含まれる垂直周波数u、水平周波数vの正弦波の振幅と位相を表している。F(u,v)は大きさと方向を持ったベクトルであり、F(u,v)の絶対値は正弦波の振幅を、F(u,v)の偏角は正弦波の位相を表している。   Any image can be represented as the sum of sine waves of different frequencies. An image F (u, v) (this value is obtained as a complex number) obtained by Fourier transform of the image Y (x, y) is a vertical frequency u and a horizontal frequency v included in the image Y (x, y). Represents the amplitude and phase of the sine wave. F (u, v) is a vector having a magnitude and direction, the absolute value of F (u, v) represents the amplitude of the sine wave, and the declination of F (u, v) represents the phase of the sine wave. Yes.

また、フーリエ変換により得られた画像F(u,v)からもRMSは求めることができ、求められた値は元の画像Y(x,y)から求められたRMSと同じ値になる。   The RMS can also be obtained from the image F (u, v) obtained by Fourier transform, and the obtained value is the same as the RMS obtained from the original image Y (x, y).

ところで、F(u,v)に含まれる位相成分はその波の位置を表しているから、近似的に元の画像Y(x,y)の位置情報を表していると考えられる。したがって、F(u,v)の位相成分を無視し、F(u,v)の振幅成分(すなわちF(u,v)の絶対値)のみからRMS値を求めるということは、近似的にもとの画像の位置情報を無視してRMS値を算出していることになる。したがって、このようにして算出されたΔIは物体の移動による影響をほとんど受けずに算出されるため、入力画像中に動体が存在していても人の目で見た明るさ変化に近い値を算出することができる。   By the way, since the phase component included in F (u, v) represents the position of the wave, it is considered that the position information of the original image Y (x, y) is approximately represented. Therefore, ignoring the phase component of F (u, v) and obtaining the RMS value from only the amplitude component of F (u, v) (that is, the absolute value of F (u, v)) is approximately. Therefore, the RMS value is calculated by ignoring the position information of the image. Therefore, ΔI calculated in this way is calculated with almost no influence from the movement of the object, and therefore even if a moving object is present in the input image, a value close to the brightness change seen by human eyes is obtained. Can be calculated.

また、ΔIを算出するにあたってあらかじめFn(u,v)、F{n−1}(u,v)の値を周波数(u,v)応じて強調または減衰させてから数9または数10に従ってΔIを算出してもよい。人の明るさ知覚は高周波成分に対して鈍感なためこのようにすることでΔIをより人の明るさ変化知覚に近い値とすることができる。 Further, in calculating ΔI, the values of F n (u, v) and F {n−1} (u, v) are emphasized or attenuated according to the frequency (u, v) in advance, and then according to Equation 9 or Equation 10. ΔI may be calculated. Since human brightness perception is insensitive to high-frequency components, ΔI can be made closer to human brightness change perception.

このようにすることで、入力画像に動体が含まれる場合の誤動作を回避することができる。   By doing so, it is possible to avoid a malfunction when a moving object is included in the input image.

(2−10)明るさ変化幅算出部の変更例3
明るさ変化幅算出部は動きの影響を無視するために以下のような構成としてもよい。
(2-10) Modification Example 3 of Brightness Change Width Calculation Unit
The brightness change width calculation unit may be configured as follows in order to ignore the influence of motion.

図10は本変更例3にかかる明るさ変化幅算出部の構成を示すブロック図である。   FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the brightness change width calculation unit according to the third modification.

本変更例の明るさ変化幅算出部1gは動き補償部1hを有する。動き補償部1hは明度画像YとY{n−1}との間で位置合わせを行い、画像上の各座標(x,y)に対して変位ベクトルフィールドd(x,y)を求める。変位ベクトルフィールドd(x,y)は公知の位置合わせ手法(ブロックマッチング等)を用いて行えば良い。 The brightness change width calculation unit 1g according to this modification includes a motion compensation unit 1h. The motion compensation unit 1h performs alignment between the brightness images Y n and Y {n−1}, and obtains a displacement vector field d n (x, y) for each coordinate (x, y) on the image. . Displacement vector field d n (x, y) may be performed using a known registration method (block matching or the like).

本変更例の明度変化算出部1cは動き補償部1hで算出された変位ベクトルフィールドを用いてΔIを算出する。すなわち、数11または数12のようにΔIを算出する。

Figure 2008176111
The brightness change calculation unit 1c according to the present modification calculates ΔI using the displacement vector field calculated by the motion compensation unit 1h. That is, ΔI is calculated as shown in Equation 11 or Equation 12.
Figure 2008176111

数11、数12において、d{x,n}、d{y,n}は明度画像Y{n−1}とYとの間で求められたY{n−1}からYへの変位ベクトルフィールドdのx成分およびy成分である。 In Equation 11, the number 12, d {x, n} , d {y, n} from Y {n-1} obtained between the luminosity image Y {n-1} and Y n to Y n and x and y components of the displacement vector field d n.

このようにすることによっても、入力画像に動体が含まれる場合の誤動作を回避することができる。   Also by doing this, it is possible to avoid a malfunction when a moving object is included in the input image.

(2−11)明るさ変化幅算出部の変更例4
明るさ変化幅算出部は必要メモリ容量を小さくするために以下のような構成としてもよい。
(2-11) Modification Example 4 of Brightness Change Width Calculation Unit
The brightness change width calculation unit may be configured as follows in order to reduce the required memory capacity.

図11は本変更例4にかかる明るさ変化幅算出部の構成を示すブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the brightness change width calculation unit according to the fourth modification.

本変更例の明るさ変化幅算出部1jは1次元ヒストグラム算出部1kを有する。1次元ヒストグラム算出部1kは入力画像の明度を垂直方向、水平方向に加算し1次元ヒストグラムを生成する。つまり、入力画像Y(x,y)から垂直射影ヒストグラムHv(x)、水平射影ヒストグラムHh(y)を数13、数14のように求める。

Figure 2008176111
The brightness change width calculation unit 1j according to the present modification includes a one-dimensional histogram calculation unit 1k. A one-dimensional histogram calculation unit 1k adds the brightness of the input image in the vertical direction and the horizontal direction to generate a one-dimensional histogram. That is, the vertical projection histogram Hv (x) and the horizontal projection histogram Hh (y) are obtained from the input image Y (x, y) as shown in Equations 13 and 14.
Figure 2008176111

図3の明度変化算出部は入力画像の明度に対して処理を行ったが、図11の明度変化幅算出部1jは、垂直・水平射影ヒストグラム各々に対して処理を行い、平均値を算出する。すなわち、数15または数16のようにΔIを算出する。

Figure 2008176111
The lightness change calculation unit in FIG. 3 performs processing on the lightness of the input image, but the lightness change width calculation unit 1j in FIG. 11 performs processing on each of the vertical and horizontal projection histograms to calculate an average value. . That is, ΔI is calculated as shown in Equation 15 or 16.
Figure 2008176111

このようにすることで、演算量および必要なメモリ容量を少なくできる。   By doing so, the amount of calculation and the required memory capacity can be reduced.

(3)画像表示装置の効果
図12は本実施形態にかかる画像表示装置の効果を説明するための図である。
(3) Effect of Image Display Device FIG. 12 is a diagram for explaining the effect of the image display device according to the present embodiment.

黒表示比率や黒表示比率に伴って決まる液晶パネル7の表示輝度あるいはバックライト6の輝度などは入力画像中の動きの量やインパルス発光に起因するフリッカ量、消費電力、コントラスト等の観点から、表示する画像の内容に応じて常に最適な値に制御されていることが望ましい。   The display luminance of the liquid crystal panel 7 or the luminance of the backlight 6 determined according to the black display ratio or the black display ratio is determined from the viewpoint of the amount of movement in the input image, the amount of flicker caused by impulse light emission, power consumption, contrast, etc. It is desirable that the optimum value is always controlled according to the content of the image to be displayed.

しかし、従来の手法では黒表示比率や黒表示比率に伴って決まる液晶パネルの表示輝度あるいはバックライトの輝度などを急速に変化させたときの、その変化に伴う表示輝度の変化がフリッカとして知覚されるのを防ぐため、これらの値を常に急速に変化させないように制御していた。その結果、実際に適用される黒表示比率やそれに伴って決まる液晶パネルの表示輝度あるいはバックライトの輝度などの値は、最適と判断された目標値から大きくずれてしまう。   However, in the conventional method, when the display brightness of the liquid crystal panel or the brightness of the backlight, which is determined according to the black display ratio or the black display ratio, is rapidly changed, the change in display brightness accompanying the change is perceived as flicker. In order to prevent this, these values were always controlled so as not to change rapidly. As a result, the values of the black display ratio that is actually applied, the display brightness of the liquid crystal panel or the brightness of the backlight, and the like, greatly deviate from the target values determined to be optimal.

これに対し、本提案の画像表示装置によれば、入力画像に応じて、それらフリッカが知覚されない最大限の変化幅で黒表示比率やそれに伴って決まる液晶パネル7の表示輝度あるいはバックライト6の輝度などを変化させることができる。すなわち、表示する画像によっては黒表示比率やバックライト輝度を急激に変化させてもフリッカが目立たない場合があり(明るさ変化の激しい映像の場合など)、フリッカが目立たないような画像では急峻に黒表示比率やバックライト輝度を変化させることができる。逆に、フリッカが目立つような画像では黒表示比率やバックライト輝度の変化幅を小さくすることによりフリッカによる画質劣化を回避することができる。よって従来法と比べて迅速に黒表示比率やバックライト輝度を変化させることが可能であり、より効率的に制御することが可能となる。   On the other hand, according to the proposed image display apparatus, the black display ratio, the display brightness of the liquid crystal panel 7 determined according to the maximum change width in which the flicker is not perceived, or the backlight 6 or the backlight 6 according to the input image. The brightness can be changed. In other words, depending on the image to be displayed, flicker may not be noticeable even when the black display ratio or backlight brightness is suddenly changed (for example, in the case of a video with a sharp change in brightness). The black display ratio and backlight brightness can be changed. Conversely, in an image where flicker is conspicuous, image quality deterioration due to flicker can be avoided by reducing the change rate of the black display ratio and backlight luminance. Therefore, it is possible to change the black display ratio and the backlight luminance more quickly than in the conventional method, and it is possible to control more efficiently.

このように、本実施形態によれば、フリッカによる画質劣化を生じることなく、黒表示比率およびバックライト輝度を効率よく変化させることができる。   Thus, according to the present embodiment, the black display ratio and the backlight luminance can be efficiently changed without causing image quality degradation due to flicker.

(第2の実施の形態)
図13は、本発明の第2の実施形態による液晶表示装置の要部構成を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 13 shows a main configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施形態による液晶表示装置は、基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、バックライト6の発光、消光を制御することにより液晶パネル7に表示させる入力映像の黒表示比率を制御することを特徴とする。   The basic configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the black of the input image displayed on the liquid crystal panel 7 by controlling the light emission and extinction of the backlight 6. The display ratio is controlled.

入力映像から、第1の実施形態と同様にして、黒表示比率算出部3において黒表示比率が算出される。算出された黒表示比率は、黒表示比率情報としてバックライト輝度制御部51に入力される。バックライト輝度制御部51では、黒表示比率情報に基づき、バックライト6の発光期間及びバックライト6の発光輝度を決定し、バックライト発光比率制御信号及びバックライト輝度制御信号として、バックライト6に入力する。バックライト6は、入力されたバックライト発光比率制御信号及びバックライト輝度制御信号に基づき発光する。   From the input video, the black display ratio is calculated in the black display ratio calculation unit 3 in the same manner as in the first embodiment. The calculated black display ratio is input to the backlight luminance control unit 51 as black display ratio information. The backlight luminance control unit 51 determines the light emission period of the backlight 6 and the light emission luminance of the backlight 6 on the basis of the black display ratio information, and outputs the backlight light emission ratio control signal and the backlight luminance control signal to the backlight 6. input. The backlight 6 emits light based on the input backlight emission ratio control signal and backlight luminance control signal.

次に、液晶パネル7とバックライト6の動作について説明する。   Next, operations of the liquid crystal panel 7 and the backlight 6 will be described.

図14は、液晶パネル7とバックライト6の動作を説明する図である。図14の横軸は時間、縦軸は、液晶パネル7の垂直表示位置を示している。通常、液晶表示パネル7は、画面向かって上部より線順次に映像が書き込まれる。   FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal panel 7 and the backlight 6. In FIG. 14, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the vertical display position of the liquid crystal panel 7. Usually, on the liquid crystal display panel 7, video is written line-sequentially from the top toward the screen.

よって、液晶パネル7への書き込みは、図14に示すように、画面向かって上部より、書き込む時間を少しずつズラしながら映像が液晶パネル7に書き込まれる。液晶パネル7への書き込みは1フレーム期間(一般に1/60秒)かけて行われるのが通常であるが、本実施形態では、後に説明するバックライト6の発光期間を確保するために、1フレーム期間よりも短い期間、1/4フレーム期間(1/240秒)で書き込みを行う。液晶パネル7の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答が完了するまでの所定の期間後、バックライト発光比率制御信号に応じてバックライト6が発光する。   Therefore, in writing to the liquid crystal panel 7, as shown in FIG. 14, an image is written to the liquid crystal panel 7 while gradually shifting the writing time from the top toward the screen. In general, writing to the liquid crystal panel 7 is performed over one frame period (generally 1/60 second). However, in this embodiment, in order to secure a light emission period of the backlight 6 described later, one frame is used. Writing is performed in a period shorter than the period, 1/4 frame period (1/240 seconds). After the lowermost line of the liquid crystal panel 7 is written, the backlight 6 emits light in accordance with the backlight emission ratio control signal after a predetermined period until the response of the liquid crystal is completed.

なお、バックライト6の発光輝度は、バックライト発光期間によって決まり、バックライト発光期間とバックライト発光輝度の積がおおよそ一定となるように制御される。   Note that the light emission luminance of the backlight 6 is determined by the backlight light emission period, and is controlled so that the product of the backlight light emission period and the backlight light emission luminance is approximately constant.

また、バックライト6は、液晶パネル7への書き込み期間及び液晶の応答期間は、消光していることが望ましい。これは、液晶パネル7への書き込み期間及び液晶の応答期間では、前フレームの一部の映像が液晶パネル7に表示されているために、その期間にバックライト6が発光すると、前フレームと現フレームが混合されて観察者に提示されることになるためである。   The backlight 6 is preferably extinguished during the writing period to the liquid crystal panel 7 and the liquid crystal response period. This is because a part of the image of the previous frame is displayed on the liquid crystal panel 7 in the writing period to the liquid crystal panel 7 and the response period of the liquid crystal. This is because the frames are mixed and presented to the observer.

上記のようにバックライト6の発光期間を制御することにより、第1の実施形態と同様に、液晶表示装置の黒表示比率を制御することが可能となる。   By controlling the light emission period of the backlight 6 as described above, the black display ratio of the liquid crystal display device can be controlled as in the first embodiment.

以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。更に、急激な黒表示比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。また、様々な映像に対して、安定した黒表示比率を得ることが可能となる。   As described above, according to the liquid crystal display device according to the present embodiment, it is possible to improve the image quality of the displayed input video while suppressing an increase in power consumption. Furthermore, it is possible to suppress as much as possible flicker that occurs due to a sudden change in the black display ratio. In addition, a stable black display ratio can be obtained for various images.

(第3の実施の形態)
図15は、本発明の第3の実施形態による液晶表示装置の構成を示す。
(Third embodiment)
FIG. 15 shows a configuration of a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.

第3の実施形態による液晶表示装置は、基本的な構成は第2の実施形態と同様であるが、バックライト6aの発光領域が分割されており、異なるタイミングでバックライトの各発光領域を発光させることが可能となっている。   The basic configuration of the liquid crystal display device according to the third embodiment is the same as that of the second embodiment, but the light emitting area of the backlight 6a is divided, and the light emitting areas of the backlight emit light at different timings. It is possible to make it.

本実施形態によるバックライト6aの構造の一例を図16に示す。   An example of the structure of the backlight 6a according to the present embodiment is shown in FIG.

このバックライト6aの構造は、直下型バックライトと呼ばれ、光源として冷陰極管320が並び、各冷陰極管は反射板321により囲まれている。冷陰極管の上部には、拡散板322が設置されており、冷陰極管からの光を拡散して均一な面光源を実現している。本実施形態では、各冷陰極管の発光タイミングを異なるものとしている。   The structure of the backlight 6 a is called a direct type backlight, and cold cathode tubes 320 are arranged as light sources, and each cold cathode tube is surrounded by a reflector 321. A diffusion plate 322 is installed above the cold cathode tube and diffuses light from the cold cathode tube to realize a uniform surface light source. In this embodiment, the light emission timing of each cold cathode tube is different.

図17は液晶パネル7とバックライト6aの動作を説明する図である。図17では、バックライト6aは水平方向に4分割されており、各領域においてそれぞれ独立に発光及び消光のタイミングを制御することができる。第2の実施形態では、バックライトの発光のタイミングは、液晶パネルの最下ラインが書き込まれた後、一定期間後であったが、本実施形態では、各分割領域に相当する液晶パネル7の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答期間後、バックライト6aの発光比率制御信号に応じて発光する。このようにバックライトの発光領域を分割した場合、第2の実施形態に比べ、バックライトの発光期間を長くすることが可能となり、より大きい範囲で黒表示比率の制御が可能となる。   FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal panel 7 and the backlight 6a. In FIG. 17, the backlight 6a is divided into four in the horizontal direction, and the timing of light emission and extinction can be controlled independently in each region. In the second embodiment, the light emission timing of the backlight is a certain period after the bottom line of the liquid crystal panel is written, but in this embodiment, the timing of the liquid crystal panel 7 corresponding to each divided region is set. After the bottom line is written, after the response period of the liquid crystal, light is emitted according to the light emission ratio control signal of the backlight 6a. When the light emission area of the backlight is divided in this way, the light emission period of the backlight can be lengthened compared to the second embodiment, and the black display ratio can be controlled in a larger range.

以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。更に、急激な黒表示比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。また、様々な映像に対して、安定した黒表示比率を得ることが可能となる。   As described above, according to the liquid crystal display device according to the present embodiment, it is possible to improve the image quality of the displayed input video while suppressing an increase in power consumption. Furthermore, it is possible to suppress as much as possible flicker that occurs due to a sudden change in the black display ratio. In addition, a stable black display ratio can be obtained for various images.

(第4の実施の形態)
図18は、本発明の第4の実施形態による有機ELディスプレイの構成を示す。
(Fourth embodiment)
FIG. 18 shows a configuration of an organic EL display according to the fourth embodiment of the present invention.

第4の実施形態による有機ELディスプレイは、基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、画像表示部が有機ELパネル61により構成されている。   The basic configuration of the organic EL display according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, but the image display unit is configured by the organic EL panel 61.

図19は、有機ELパネル61の構成の一例を示す。有機ELパネル61は、2つの薄膜トランジスタよりなるスイッチ素子341及びスイッチ素子342、信号線343から供給される電圧を保持するための電圧保持容量344、有機EL素子345より画素346が構成され、信号線343、電源線347の端部は信号線駆動回路348に接続され、信号線343、電源線347と直行する方向の走査線349は、走査線駆動回路350に接続される。   FIG. 19 shows an example of the configuration of the organic EL panel 61. The organic EL panel 61 includes a switch element 341 and a switch element 342 made of two thin film transistors, a voltage holding capacitor 344 for holding a voltage supplied from the signal line 343, and a pixel 346 including an organic EL element 345, and a signal line 343 and the end of the power supply line 347 are connected to the signal line driver circuit 348, and the scanning line 349 in a direction orthogonal to the signal line 343 and the power supply line 347 is connected to the scanning line driver circuit 350.

次に動作を説明する。   Next, the operation will be described.

走査線駆動回路350より走査線349を介してON状態の走査線駆動信号がスイッチ素子341に印加され、スイッチ素子341が導通状態となり、その時に信号線駆動回路348から出力されている信号線駆動信号が信号線343を介して電圧保持容量344に書き込まれる。電圧保持容量344に蓄積された電荷量に応じてスイッチ素子342の導通状態が決定され、電源線347より有機EL素子345に電流が供給され、有機EL素子345が発光する。なお、走査線駆動信号がOFF状態となっても、スイッチ素子342の導通状態を決定する電圧は、電圧保持容量344に蓄積されているため、電源線347より有機EL素子345には電流が供給され続けることとなる。   The scanning line drive signal in the ON state is applied to the switch element 341 from the scanning line drive circuit 350 via the scanning line 349, and the switch element 341 becomes conductive, and the signal line drive output from the signal line drive circuit 348 at that time A signal is written into the voltage holding capacitor 344 through the signal line 343. The conduction state of the switch element 342 is determined according to the amount of charge accumulated in the voltage holding capacitor 344, current is supplied from the power supply line 347 to the organic EL element 345, and the organic EL element 345 emits light. Even when the scanning line drive signal is turned off, the voltage that determines the conduction state of the switch element 342 is accumulated in the voltage holding capacitor 344, so that current is supplied from the power supply line 347 to the organic EL element 345. It will continue to be done.

よって、第1の実施形態の図5と同様に、1水平走査期間の前半に映像信号、1水平走査期間の後半に黒映像信号を信号線駆動回路348より出力し、映像信号を書き込む走査線349には、1水平走査期間の前半に同期したON状態の走査線駆動信号を印加し、黒映像信号を書き込む走査線349には、1水平走査期間の後半に同期したON状態の走査線駆動信号を印加することで、第1の実施形態と同様に、有機ELパネルの映像表示期間と黒映像表示期間を制御可能となる。   Therefore, as in FIG. 5 of the first embodiment, the video signal is output from the signal line driving circuit 348 in the first half of one horizontal scanning period and the black video signal is output from the signal line driving circuit 348 in the second half of the horizontal scanning period, and the video line is written. The scanning line drive signal in the ON state synchronized with the first half of one horizontal scanning period is applied to 349, and the scanning line drive in the ON state synchronized with the latter half of one horizontal scanning period is applied to the scanning line 349 for writing the black video signal. By applying the signal, the video display period and the black video display period of the organic EL panel can be controlled as in the first embodiment.

すなわち、黒表示比率算出部3により決定された黒表示比率に基づき、走査線駆動回路350を第1の実施形態と同様に制御する。ただし、有機ELパネル61は、自発光の素子であるため、黒表示比率に応じて、映像が表示される期間における映像の明るさを制御して、1フレーム期間の輝度を略一定に制御する必要がある。   That is, based on the black display ratio determined by the black display ratio calculation unit 3, the scanning line driving circuit 350 is controlled in the same manner as in the first embodiment. However, since the organic EL panel 61 is a self-luminous element, the brightness of the image during the period in which the image is displayed is controlled according to the black display ratio to control the luminance during one frame period to be substantially constant. There is a need.

そこで、本実施形態では、10ビットの出力精度を備えた信号線駆動回路348を用いて、デジタル的に映像の明るさの制御を行った。映像の明るさが最も必要な状態は、黒表示比率が予め定められた制御範囲において最大になる状態である。つまり、黒表示比率が大きいために、映像を表示する期間は短くなり、1フレーム期間の輝度を略一定にするためには、映像の明るさを大きくする必要がある。   Therefore, in the present embodiment, the brightness of the image is digitally controlled using the signal line driving circuit 348 having an output accuracy of 10 bits. The state where the brightness of the image is most necessary is a state in which the black display ratio is maximized in a predetermined control range. That is, since the black display ratio is large, the video display period is short, and in order to make the luminance of one frame period substantially constant, it is necessary to increase the brightness of the video.

そこで、予め定められた黒表示比率制御範囲において、最大となる黒表示比率時の映像の最大表示階調(最大表示明度)を1020階調として設定し、黒表示比率が小さくなるにつれ、映像の最大表示階調を小さい値とすることで、映像表示期間の最大輝度を制御した。すなわち、入力映像のガンマ値をγ、入力映像の最大階調を8ビット(255階調)、黒表示比率制御範囲における最大黒表示比率時の映像表示期間の輝度に対する、設定したい黒表示比率時の映像表示期間の輝度の比率をIとすると、輝度の比率I時に設定される最大階調Lmaxは、数式17により表される。

Figure 2008176111
Therefore, in the predetermined black display ratio control range, the maximum display gradation (maximum display brightness) of the video at the maximum black display ratio is set as 1020 gradations, and as the black display ratio decreases, the video The maximum brightness during the video display period was controlled by setting the maximum display gradation to a small value. In other words, when the gamma value of the input video is γ, the maximum gradation of the input video is 8 bits (255 gradations), and the black display ratio to be set with respect to the luminance of the video display period at the maximum black display ratio in the black display ratio control range. Assuming that the luminance ratio of the video display period is I, the maximum gradation L max set at the luminance ratio I is expressed by Equation 17.
Figure 2008176111

数式17により、黒表示比率に応じた最大階調を求めた後、映像の全ての階調を再量子化することにより補償映像(補償フレーム)を生成しこれを表示することで、映像表示期間の明るさを制御することができる。   After obtaining the maximum gradation according to the black display ratio according to Expression 17, a compensation image (compensation frame) is generated by requantizing all the gradations of the image, and this is displayed, thereby displaying the image display period. Can control the brightness.

また、有機ELパネル61は、電源線347より供給される電流値を制御することによっても、明るさを制御することができる。よって、黒表示比率に応じて、1フレーム期間の輝度が略一定となるように、電源線347より供給する電流値を制御する構成としても良い。   The organic EL panel 61 can also control the brightness by controlling the current value supplied from the power line 347. Therefore, the current value supplied from the power supply line 347 may be controlled so that the luminance in one frame period becomes substantially constant in accordance with the black display ratio.

以上説明したように、本実施形態による有機EL表示装置によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。更に、急激な黒表示比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。また、様々な映像に対して、安定した黒表示比率を得ることが可能となる。   As described above, according to the organic EL display device according to the present embodiment, it is possible to improve the image quality of the displayed input video while suppressing an increase in power consumption. Furthermore, it is possible to suppress as much as possible flicker that occurs due to a sudden change in the black display ratio. In addition, a stable black display ratio can be obtained for various images.

本発明の第1の実施形態における画像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image display apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態における黒表示比率を算出する過程を示す図である。It is a figure which shows the process of calculating the black display ratio in 1st Embodiment. 第1の実施形態における明るさ変化幅算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the brightness change width calculation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における液晶パネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the liquid crystal panel in 1st Embodiment. 第1の実施形態における液晶パネルの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the liquid crystal panel in 1st Embodiment. 第1の実施形態における画像表示装置の表示の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a display of the image display apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態の黒表示比率と液晶パネル相対透過率、バックライトの相対輝度、液晶表示装置の相対輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the black display ratio of 1st Embodiment, a liquid crystal panel relative transmittance | permeability, the relative luminance of a backlight, and the relative luminance of a liquid crystal display device. 第1の実施形態における明るさ変化幅算出部の変更例1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the example 1 of a change of the brightness variation calculation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における明るさ変化幅算出部の変更例2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the example 2 of a change of the brightness variation calculation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における明るさ変化幅算出部の変更例3の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the example 3 of a change of the brightness variation calculation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における明るさ変化幅算出部の変更例4の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the example 4 of a change of the brightness variation calculation part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における画像表示装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the image display apparatus in 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態における画像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image display apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態における動作を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement in 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態における画像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image display apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態におけるバックライトの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the backlight in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における動作を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement in 3rd Embodiment. 本発明の第4における実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image display apparatus of Embodiment 4 in this invention. 第4の実施形態における有機ELパネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the organic electroluminescent panel in 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1:明るさ変化幅算出部
2:最大黒表示比率変化幅算出部
3:黒表示比率算出部
4:バックライト輝度算出部
5:目標表示比率算出部
6、6a:バックライト
7:液晶パネル
8:フレームメモリ
9:メモリ
1b:明度算出部
1c:明度変化幅算出部
1d:カット点検出部
1f:フーリエ変換部
1h:動き補償部
1k:一次元ヒストグラム算出部
51:バックライト輝度制御部
61:有機ELパネル
1: Brightness change width calculation unit 2: Maximum black display ratio change width calculation unit 3: Black display ratio calculation unit 4: Backlight luminance calculation unit 5: Target display ratio calculation unit 6, 6a: Backlight 7: Liquid crystal panel 8 : Frame memory 9: Memory 1 b: Lightness calculation unit 1 c: Lightness change width calculation unit 1 d: Cut point detection unit 1 f: Fourier transform unit 1 h: Motion compensation unit 1 k: One-dimensional histogram calculation unit 51: Backlight luminance control unit 61: Organic EL panel

Claims (22)

入力画像の1フレーム期間において表示期間と非表示期間とを切替可能な画像表示装置であって、
入力画像を入力する画像入力部と、
今回表示すべきフレームについて目標とすべき非表示期間の長さを算出する目標非表示期間算出部と、
複数のフレーム間の明るさの変化幅を算出する明るさ変化幅算出部と、
前記明るさの変化幅に基づいて前記非表示期間の長さの許容可能な最大変化幅を算出する最大変化幅算出部と、
前回表示されたフレームの非表示期間の長さから前記最大変化幅を超えない範囲で前記目標とすべき非表示期間の長さに最も近い非表示期間の長さを算出する非表示期間算出部と、
前記非表示期間の長さの変動による1フレーム期間の表示輝度の変動を抑制するための変動抑制情報を算出する変動抑制情報算出部と、
前記表示期間において前記変動抑制情報と前記今回表示すべきフレームとに基づいて画像表示を行い、前記非表示期間において前記画像表示を停止する画像表示部と、
を備えた画像表示装置。
An image display device capable of switching between a display period and a non-display period in one frame period of an input image,
An image input unit for inputting an input image;
A target non-display period calculator that calculates the length of the non-display period to be targeted for the frame to be displayed this time,
A brightness change width calculation unit for calculating a brightness change width between a plurality of frames;
A maximum change width calculation unit that calculates an allowable maximum change width of the length of the non-display period based on the change width of the brightness;
A non-display period calculation unit that calculates the length of the non-display period that is closest to the length of the non-display period that should be the target within a range that does not exceed the maximum change width from the length of the non-display period of the previously displayed frame. When,
A fluctuation suppression information calculation unit that calculates fluctuation suppression information for suppressing fluctuations in display luminance in one frame period due to fluctuations in the length of the non-display period;
An image display unit that performs image display based on the variation suppression information and the frame to be displayed this time in the display period, and stops the image display in the non-display period;
An image display device comprising:
前記画像表示部は、前記非表示期間に黒画像を表示することにより前記画像表示を停止することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the image display unit stops the image display by displaying a black image during the non-display period. 前記最大変化幅算出部は、前記今回表示するべきフレームとこれより過去に入力された1つ以上のフレームから得られる明るさの変化幅、または、前記今回表示するべきフレームより過去に入力された複数のフレームから得られた明るさの変化幅を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The maximum change width calculation unit is a change width of brightness obtained from the frame to be displayed this time and one or more frames input in the past, or input from the past in the frame to be displayed this time. The image display apparatus according to claim 1, wherein brightness change widths obtained from a plurality of frames are used. 前記最大変化幅算出部は、前記明るさの変化幅が小さいほど、前記最大変化幅を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the maximum change width calculation unit decreases the maximum change width as the brightness change width is smaller. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレーム間においてフレーム内の各画素の明度の差分の絶対値平均を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   5. The brightness change width calculation unit calculates an average absolute value of a difference in brightness of each pixel in a frame between two frames as the brightness change width. The image display device according to item. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレーム間においてフレーム内の各画素の明度の差分の自乗平均平方根(RMS:Root Mean Square:)を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit calculates a root mean square (RMS) of a difference in brightness of each pixel in a frame between two frames as the brightness change width. Item 5. The image display device according to any one of Items 1 to 4. 前記明るさ変化幅算出部は、前記2つのフレームの各フレームを線形帯域透過フィルタリングしてから前記明るさ変化幅を算出することを特徴とする請求項5または6に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 5, wherein the brightness change width calculation unit calculates the brightness change width after performing linear band transmission filtering on each of the two frames. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレームをそれぞれフーリエ変換し、前記2つのフレームから前記フーリエ変換により得られたフーリエ成分の振幅の差分の絶対値平均を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit performs Fourier transform on each of the two frames, and calculates an absolute value average of amplitude differences of Fourier components obtained by the Fourier transform from the two frames as the brightness change width. The image display device according to claim 1, wherein: 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレームをそれぞれフーリエ変換し、前記2つのフレームから前記フーリエ変換により得られたフーリエ成分の振幅の差分の自乗平均平方根(RMS:Root Mean Square:)を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit performs Fourier transform on each of two frames, and calculates a root mean square (RMS: Root Mean Square :) of the difference in amplitude of Fourier components obtained from the two frames by the Fourier transform. The image display apparatus according to claim 1, wherein the image display apparatus calculates the brightness change width. 前記明るさ変化幅算出部は、前記フレームからフーリエ変換により得られる各フーリエ成分の振幅を該フーリエ成分の周波数に応じて強調または減衰させる重み付けを行い、重み付けを行った前記2つのフレームから前記明るさ変化幅を算出することを特徴とする請求項8または9に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit performs weighting for enhancing or attenuating the amplitude of each Fourier component obtained by Fourier transform from the frame according to the frequency of the Fourier component, and the brightness from the two weighted frames. The image display device according to claim 8, wherein a change width is calculated. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレーム間において画像の位置合わせを行い、位置合わせされた前記2つのフレーム間においてそれぞれ対応する画素の明度の差分の絶対値平均を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit aligns images between two frames, and uses the average absolute value of the differences in brightness of the corresponding pixels between the two aligned frames as the brightness change width. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is calculated. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレーム間において画像の位置合わせを行い、位置合わせされた前記2つのフレーム間においてそれぞれ対応する画素の明度の差分の自乗平均平方根(RMS:Root Mean Square:)を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit aligns images between two frames, and calculates a root mean square (RMS) of a difference in brightness between corresponding pixels between the two frames. 5 is calculated as the brightness change width. 5. The image display device according to claim 1, wherein the brightness change width is calculated. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレームのそれぞれにおいて前記フレームに含まれる各画素を垂直方向および水平方向に加算することにより垂直ヒストグラムおよび水平ヒストグラムを生成し、前記2つのフレーム間において前記垂直ヒストグラムの差分の平均と前記水平ヒストグラムの差分の平均との平均を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit generates a vertical histogram and a horizontal histogram by adding each pixel included in the frame in the vertical direction and the horizontal direction in each of the two frames, and generates the vertical histogram between the two frames. 5. The image display device according to claim 1, wherein an average of a difference between histograms and an average of differences between the horizontal histograms is calculated as the brightness change width. 6. 前記明るさ変化幅算出部は、2つのフレームのそれぞれにおいて前記フレームに含まれる各画素を垂直方向および水平方向に加算することにより垂直ヒストグラムおよび水平ヒストグラムを生成し、前記2つのフレーム間において前記垂直ヒストグラムの差分の自乗平均平方根(RMS:Root Mean Square:)と、前記水平ヒストグラムの差分の自乗平均平方根(RMS:Root Mean Square:)との平均を前記明るさ変化幅として算出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。   The brightness change width calculation unit generates a vertical histogram and a horizontal histogram by adding each pixel included in the frame in the vertical direction and the horizontal direction in each of the two frames, and generates the vertical histogram between the two frames. The average of the root mean square (RMS) of the difference of the histogram and the root mean square of the difference of the horizontal histogram (RMS: Root Mean Square :) is calculated as the brightness change width. The image display apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 4. 前記今回表示すべきフレームと、これより過去に入力されたフレームとからカット点を検出するカット点検出部をさらに備え、
前記最大変化幅算出部は、前記カット点が検出された場合、前記最大変化幅をゼロにするまたは所定閾値内に抑えることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載の画像表示装置。
A cut point detection unit for detecting a cut point from the frame to be displayed this time and a frame input in the past;
The image according to any one of claims 1 to 14, wherein when the cut point is detected, the maximum change width calculation unit sets the maximum change width to zero or suppresses it within a predetermined threshold. Display device.
前記画像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設置されて前記液晶パネルを背面から照射するバックライトを有し、
前記変動抑制情報算出部は、前記非表示期間の長さの変動による前記表示輝度の変動を抑制するために必要な前記バックライトの発光輝度の情報を前記変動抑制情報として算出し、
前記画像表示部は、前記バックライトの発光輝度を前記発光輝度の情報に基づいて制御するとともに、前記液晶パネルに前記今回表示すべきフレームを書き込むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
The image display unit includes a liquid crystal panel and a backlight that is installed on the back surface of the liquid crystal panel and irradiates the liquid crystal panel from the back surface,
The fluctuation suppression information calculation unit calculates information on the emission luminance of the backlight necessary for suppressing fluctuations in the display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period as the fluctuation suppression information,
5. The image display unit according to claim 1, wherein the image display unit controls the light emission luminance of the backlight based on the information on the light emission luminance, and writes the frame to be displayed this time on the liquid crystal panel. The image display device according to one item.
前記画像表示部は、前記バックライトを前記表示期間中発光させ、前記非表示期間中消光させることを特徴とする請求項16に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 16, wherein the image display unit causes the backlight to emit light during the display period and extinguishes during the non-display period. 前記バックライトは、前記液晶パネルの画面の垂直方向に対して複数に分割された単位水平発光領域毎に発光と消光とを切り替え可能に構成され、
前記画像表示部は、前記画面の垂直方向の端部より線順次で前記フレームのデータを水平ライン毎に前記液晶パネルに入力し、前記単位水平発光領域に相当する前記液晶パネルの表示領域に前記フレームのデータが書き込まれた後、前記表示期間には当該単位水平発光領域を発光させ、前記非表示期間には当該単位水平発光領域を消光することを特徴とする請求項16に記載の画像表示装置。
The backlight is configured to be capable of switching between light emission and extinction for each unit horizontal light emitting region divided into a plurality of vertical directions of the screen of the liquid crystal panel.
The image display unit inputs the frame data line by line from the vertical end of the screen to the liquid crystal panel for each horizontal line, and enters the display area of the liquid crystal panel corresponding to the unit horizontal light emitting area. 17. The image display according to claim 16, wherein after the frame data is written, the unit horizontal light emitting area is caused to emit light during the display period, and the unit horizontal light emitting area is extinguished during the non-display period. apparatus.
前記画像表示部は、有機ELパネルを有し、
前記変動抑制情報算出部は、前記非表示期間の長さの変動による前記表示輝度の変動を抑制するために必要な最大表示明度の情報を前記変動抑制情報として算出し、
前記画像表示部は、前記最大表示明度の情報から前記今回表示すべきフレームを補償した補償フレームを生成し、生成した補償フレームを前記有機ELパネルに表示することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
The image display unit has an organic EL panel,
The fluctuation suppression information calculation unit calculates, as the fluctuation suppression information, information on the maximum display brightness necessary for suppressing fluctuations in the display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period.
The image display unit generates a compensation frame that compensates for the frame to be displayed this time from the information on the maximum display brightness, and displays the generated compensation frame on the organic EL panel. The image display device according to any one of the above.
前記画像表示部は、有機ELパネルを有し、
前記変動抑制情報算出部は、前記非表示期間の長さの変動による前記表示輝度の変動を抑制するために前記有機ELパネルに供給すべき電流値を前記変動抑制情報として算出し、
前記画像表示部は、前記今回表示すべきフレームと、前記電流値の電流とを前記有機ELパネルに供給することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
The image display unit has an organic EL panel,
The fluctuation suppression information calculation unit calculates, as the fluctuation suppression information, a current value to be supplied to the organic EL panel in order to suppress fluctuations in the display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period.
5. The image display device according to claim 1, wherein the image display unit supplies the frame to be displayed this time and the current of the current value to the organic EL panel. 6.
入力画像の1フレーム期間において表示期間と非表示期間とを切り替える画像表示方法であって、
入力画像を入力し、
今回表示すべきフレームについて目標とすべき非表示期間の長さを算出し、
複数のフレームから明るさの変化幅を算出し、
前記明るさの変化幅に基づいて前記非表示期間の長さの許容可能な最大変化幅を算出し、
前回表示されたフレームの非表示期間の長さから前記最大変化幅を超えないように前記目標とすべき非表示期間の長さに最も近い非表示期間の長さを算出し、
前記非表示期間の長さの変動による表示輝度の変動を抑制するための変動抑制情報を算出し、
前記表示期間において前記変動抑制情報と前記今回表示すべきフレームとに基づいて画像表示を行い、前記非表示期間において前記画像表示を停止する、
画像表示方法。
An image display method for switching between a display period and a non-display period in one frame period of an input image,
Enter the input image,
Calculate the length of the hidden period that should be targeted for the frame that should be displayed this time,
Calculate the brightness change from multiple frames,
Calculating an allowable maximum change width of the length of the non-display period based on the change width of the brightness;
Calculate the length of the non-display period that is closest to the length of the non-display period that should be the target so as not to exceed the maximum change width from the length of the non-display period of the previously displayed frame,
Calculating fluctuation suppression information for suppressing fluctuations in display luminance due to fluctuations in the length of the non-display period;
Performing image display based on the fluctuation suppression information and the frame to be displayed this time in the display period, and stopping the image display in the non-display period;
Image display method.
前記非表示期間に黒画像を表示することにより前記画像表示を停止することを特徴とする請求項21に記載の画像表示方法。   The image display method according to claim 21, wherein the image display is stopped by displaying a black image during the non-display period.
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