JP2008216560A - Display device - Google Patents

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Atsushi Inoue
淳 井上
Makoto Yamamoto
山本  誠
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Olympus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device capable of obtaining ample power consumption reduction effect, even when an image signal includes a small number of pixel signals of saturation gradations. <P>SOLUTION: In the display device, an image feature quantity extracting unit 22 generates histograms of the luminance level distributions of respective pixels included in the image signal by light emission colors, and finds the threshold levels that reach a previously set pixel number ratio by the light emission colors from pixels, having the lowest or the highest luminance level in the histograms by the light emission colors, and a CPU 18 calculates light source control values and image correction values by the light emission colors based on the threshold levels. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示装置に関し、特に複数の異なる色の光を発光する光源を備えた表示装置に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device including a light source that emits light of a plurality of different colors.

近年、発光ダイオード(LED)の高出力化、高効率化により、光源として赤(R)、緑(G)、青(B)の光を発光するLEDを用いたプロジェクタなどが開発されている。このような複数の異なる色のLEDを使用した表示装置では、LEDに流す電流レベルを増減させることにより光源の光量を容易かつ瞬時に変化させることが可能である。   In recent years, projectors and the like using LEDs that emit red (R), green (G), and blue (B) light as light sources have been developed due to high output and high efficiency of light emitting diodes (LEDs). In such a display device using a plurality of LEDs of different colors, it is possible to easily and instantaneously change the light amount of the light source by increasing or decreasing the current level applied to the LEDs.

このため、複数の異なる色のLEDを光源とする従来の液晶表示装置では、画面の表示情報(画像信号)を色情報に分離し、各色の色情報の最大値に応じて光源からの照明強度を減少させると共に、照明強度と表示情報の双方に従って液晶パネルの透過率を増加させて、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−49362号公報(第1頁、図1、図2)
For this reason, in a conventional liquid crystal display device using a plurality of LEDs of different colors as a light source, display information (image signal) on the screen is separated into color information, and the illumination intensity from the light source according to the maximum value of the color information of each color In addition, the transmittance of the liquid crystal panel is increased according to both the illumination intensity and the display information, and the power consumption is reduced while maintaining the brightness of the display image (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-49362 (first page, FIGS. 1 and 2)

上記の液晶表示装置では(例えば、特許文献1参照)、画像の表示情報のRGB毎の最大値が飽和階調(例えば、8ビットデータであれば255)に達していない場合、各色の光源光量を(各色の色情報の最大値/飽和階調)まで減少させ、その逆数分だけ液晶パネルの透過率を増加させることにより、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減するようにしている。しかしこのような液晶表示装置では、表示情報の中に少しでも飽和階調の画素情報があると光源光量を下げることができず、十分な消費電力低減効果が得られないという問題点があった。   In the above liquid crystal display device (for example, see Patent Document 1), when the maximum value for each RGB of the display information of the image does not reach the saturation gradation (for example, 255 for 8-bit data), the light source amount of each color Is reduced to (maximum value of color information of each color / saturation gradation), and the transmittance of the liquid crystal panel is increased by the reciprocal thereof, thereby reducing the power consumption while maintaining the brightness of the display image. Yes. However, in such a liquid crystal display device, there is a problem in that if there is even a small amount of saturation gradation pixel information in the display information, the amount of light source cannot be reduced, and a sufficient power consumption reduction effect cannot be obtained. .

本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも十分な消費電力低減効果を得ることのできる表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a display device that can obtain a sufficient power consumption reduction effect even when there are a small number of saturated gradation pixel signals in an image signal. The purpose is to provide.

本発明に係る表示装置は、複数の異なる色の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、光源手段が発光する光の発光量を発光色毎に制御する光源制御手段と、表示される各画素に対応した発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、光源手段が発光した光を発光色毎に空間変調する画像変調手段と、画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、画像特徴量抽出手段が抽出した画像信号の特徴量に基づいて、光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、画像データに補正を加える画像補正値を算出して画像処理手段に供給する演算処理手段と、を備え、画像特徴量抽出手段が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを発光色毎に求め、演算処理手段が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出することを特徴とするものである。   The display device according to the present invention emits light of a plurality of different colors and can adjust the light emission amount for each light emission color, and the light source for controlling the light emission amount of the light emitted by the light source device for each light emission color. Based on the control means, an image processing means for inputting an image signal including a luminance level for each emission color corresponding to each pixel to be displayed, performing predetermined processing on the image signal to generate image data, and the image data The image modulation means for spatially modulating the light emitted from the light source means for each emission color, the image feature quantity extraction means for inputting the image signal and extracting the feature quantity of the image signal, and the image feature quantity extraction means Based on the feature amount of the image signal, a light source control value for changing the light emission amount of the light source means is calculated and supplied to the light source control means, and an image correction value for correcting the image data is calculated and supplied to the image processing means. Arithmetic processing means to be supplied; And an image feature amount extraction unit creates a luminance level distribution histogram for each luminescent color for each pixel included in the image signal, and presets from the pixel with the lowest or highest luminance level in the histogram for each luminescent color. A threshold level corresponding to the ratio of the number of pixels is obtained for each emission color, and the arithmetic processing means calculates a light source control value and an image correction value for each emission color based on the threshold level.

また本発明に係る表示装置は、上記の画像特徴量抽出手段および演算処理手段が、発光色毎に求められた閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、最も大きい値の閾値レベルとなる発光色を基準クリップ色とし、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である画素については、基準クリップ色の輝度レベルをクリップレベルとし、基準クリップ色以外の発光色の輝度レベルにクリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割る処理を施し、処理を施した輝度レベルおよび基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素の輝度レベルの中から、発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、演算処理手段が、クリップ最大値に基づいて光源制御値を算出して、光源手段が発光する光の発光量を調整し、画像信号に含まれる各画素について、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上か否かを判断し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素と基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the image feature amount extraction unit and the calculation processing unit obtain a threshold level having the largest value among the threshold levels obtained for each emission color as the clip level, and obtain the largest value. For pixels whose threshold level is the reference clip color and the reference clip color has a brightness level equal to or higher than the clip level, the reference clip color brightness level is set to the clip level, and the brightness level of the emission color other than the reference clip color is set. Multiply the clip level and divide by the luminance level of the reference clip color of that pixel. From the luminance level of the processed pixel and the luminance level of the pixel whose reference clip color luminance level is less than the clip level, for each emission color The maximum clip value is obtained, and the arithmetic processing means calculates the light source control value based on the maximum clip value to obtain the light The amount of light emitted by the means is adjusted, and for each pixel included in the image signal, it is determined whether the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, and the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level. And different image correction values are calculated for pixels whose luminance level of the reference clip color is lower than the clip level.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the arithmetic processing unit calculates a light source control value so that a light emission amount of light emitted from the light source unit for each emission color is proportional to a maximum clip value. It is what.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値にクリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割った値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された画像補正値を画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。   Further, in the display device according to the present invention, the arithmetic processing unit performs image processing on a pixel whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level as a value inversely proportional to the light emission amount of the light emitted from the light source unit for each emission color. Calculate a correction value, and for a pixel whose luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, multiply the value that is inversely proportional to the amount of light emitted by the light source means for each emission color by multiplying the clip level by the reference clip color of that pixel The image correction value is calculated as a value divided by the brightness level, and the image processing means multiplies the image data by the calculated image correction value to perform correction.

また本発明に係る表示装置は、画像特徴量抽出手段または演算処理手段が、発光色毎に求められた閾値レベルを各発光色のクリップレベルとし、演算処理手段が、クリップレベルに基づいて光源制御値を算出して、光源手段が発光する光の発光量を調整し、画像信号に含まれる各画素について、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上か否かを判断し、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素と発光色毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the image feature amount extraction unit or the calculation processing unit sets the threshold level obtained for each emission color as the clip level of each emission color, and the calculation processing unit controls the light source based on the clip level. The value is calculated, the light emission amount of the light emitted by the light source means is adjusted, and for each pixel included in the image signal, it is determined whether or not at least one of the luminance levels for each emission color is equal to or higher than the clip level. It is characterized in that different image correction values are calculated for pixels in which at least one of the luminance levels for each color is higher than or equal to the clip level and for pixels whose luminance levels for each emission color are all lower than the clip level.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。   Further, the display device according to the present invention is characterized in that the arithmetic processing means calculates a light source control value so that a light emission amount of light emitted from the light source means for each emission color is an amount proportional to a clip level. To do.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素については、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素については、各軸が発光色毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて、原点を通り各軸と直交する面と各発光色のクリップレベルの値で各軸と直交する面で直方体を規定し、原点およびその画素の座標を結ぶ直線と直方体との交点を求めて、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に交点から原点までの距離を乗じてその画素の座標から原点までの距離で割った値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。   Further, in the display device according to the present invention, the arithmetic processing unit determines that the pixel whose luminance level for each emission color is less than the clip level is inversely proportional to the amount of light emitted by the light source unit for each emission color. The image correction value is calculated, and for the pixels where at least one of the luminance levels for each emission color is equal to or higher than the clip level, in the orthogonal graph in which each axis represents the luminance level for each emission color, the plane passing through the origin and orthogonal to each axis Light that the light source means emits for each emission color by defining a rectangular parallelepiped with a plane perpendicular to each axis by the clip level value of each emission color and obtaining the intersection of the straight line connecting the origin and the coordinates of that pixel and the rectangular parallelepiped The image correction value is calculated as a value obtained by multiplying the value inversely proportional to the light emission amount by the distance from the intersection to the origin and dividing the value by the distance from the coordinates of the pixel to the origin, and the image processing means calculates the calculated image correction value. It is characterized in adding a correction by multiplying the image data.

また本発明に係る表示装置は、赤、緑、青の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、光源手段が発光する光の発光量を発光色毎に制御する光源制御手段と、表示される各画素に対応した発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、画像データに基づいて、光源手段が発光した光を発光色毎に空間変調する画像変調手段と、画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、画像特徴量抽出手段が抽出した画像信号の特徴量に基づいて、光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して光源制御手段に供給し、画像データに補正を加える画像補正値を算出して画像処理手段に供給する演算処理手段と、を備え、画像特徴量抽出手段または演算処理手段が、画像信号に含まれる各画素の輝度レベルをYUV変換してY輝度レベルを算出し、このY輝度レベル分布のヒストグラムを作成して、このY輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高いY輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを求め、この閾値レベルに基づいて各画素のY輝度レベルに処理を施してから逆YUV変換を行うことにより各画素について赤、緑、青の補正後輝度データを算出して、この補正後輝度データの中から発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、演算処理手段が、クリップ最大値に基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出することを特徴とするものである。   The display device according to the present invention emits red, green, and blue light, and can adjust the light emission amount for each emission color, and controls the light emission amount of the light emitted by the light source unit for each emission color. A light source control means, an image signal including a luminance level for each emission color corresponding to each pixel to be displayed, an image processing means for performing a predetermined process on the image signal to generate image data, and image data The image modulation means for spatially modulating the light emitted from the light source means for each emission color, the image feature quantity extraction means for inputting the image signal and extracting the feature quantity of the image signal, and the image feature quantity extraction means Calculates a light source control value for changing the light emission amount of the light source means based on the feature quantity of the image signal extracted by the image signal, supplies the light source control value to the light source control means, calculates an image correction value for correcting the image data, and calculates the image processing means. Arithmetic processing means for supplying to The image feature amount extraction unit or the arithmetic processing unit calculates the Y luminance level by performing YUV conversion on the luminance level of each pixel included in the image signal, creates a histogram of the Y luminance level distribution, and generates the Y luminance level. In the histogram of the distribution, a threshold level that is a ratio of the number of pixels set in advance is obtained from the pixel with the lowest or highest Y luminance level, and the Y luminance level of each pixel is processed based on this threshold level and then the inverse YUV By performing the conversion, the corrected luminance data of red, green, and blue is calculated for each pixel, and the clip maximum value that is the maximum value for each emission color is obtained from the corrected luminance data. The light source control value and the image correction value are calculated for each emission color based on the maximum clip value.

また本発明に係る表示装置は、上記の画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段が、Y輝度レベルが閾値レベル以上の画素についてその画素のY輝度レベルを閾値レベルとする処理を施し、この処理を施したY輝度レベル、Y輝度レベルが閾値レベル未満の画素のY輝度レベル、およびYUV変換によって求められた各画素のUおよびVの値を用いて補正後輝度データを算出することを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the image feature amount extraction unit or the arithmetic processing unit performs a process of setting a Y luminance level of a pixel to a threshold level for a pixel having a Y luminance level equal to or higher than the threshold level. The corrected luminance data is calculated using the Y luminance level subjected to the above, the Y luminance level of the pixel whose Y luminance level is less than the threshold level, and the U and V values of each pixel obtained by YUV conversion. To do.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the arithmetic processing unit calculates a light source control value so that a light emission amount of light emitted from the light source unit for each emission color is proportional to a maximum clip value. It is what.

また本発明に係る表示装置は、上記の演算処理手段が、発光色毎に光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として画像補正値を算出し、画像処理手段が、算出された画像補正値を画像データに乗じて補正を加えることを特徴とするものである。   In the display device according to the present invention, the arithmetic processing unit calculates the image correction value as a value inversely proportional to the light emission amount of the light emitted from the light source unit for each emission color, and the image processing unit calculates the calculated image. The correction is performed by multiplying the image data by the correction value.

本発明に係る表示装置は、画像特徴量抽出手段が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルから予め設定された画素数割合となる閾値レベルを発光色毎に求め、演算処理手段が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値を発光色毎に算出するため、閾値レベルに応じて光源制御値を減らして光源手段の発光量を発光色毎に減少させ、この発光量が減少した分だけ画像補正値により画像データを増加させることにより、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも、表示画像の明るさを維持しながら十分な消費電力低減効果を得ることが可能となる。   In the display device according to the present invention, the image feature amount extraction unit creates a histogram of the luminance level distribution for each pixel included in the image signal for each emission color, and the lowest or highest luminance in the histogram for each emission color. A threshold level that is a ratio of the number of pixels set in advance from the level is obtained for each emission color, and the arithmetic processing unit calculates the light source control value and the image correction value for each emission color based on the threshold level. By reducing the light source control value and reducing the light emission amount of the light source means for each emission color, and increasing the image data by the image correction value by the amount of this light emission amount, the pixel of saturation gradation in the image signal Even when there are a small number of signals, it is possible to obtain a sufficient power consumption reduction effect while maintaining the brightness of the display image.

(実施形態1)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態1に係る表示装置について説明する。
(Embodiment 1)
The display device according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態1に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。なお図1には、表示装置の例として3板液晶パネル方式の画像投影装置(プロジェクタ)を示すが、本発明を液晶ディスプレイ等のその他の表示装置に適用してもよい。また、3板液晶パネル方式に限らず、DMD(Digital Mirror Device)を用いた単板色面順次方式の画像投影装置に適用してもよい。   FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a display device according to Embodiment 1 of the present invention. Although FIG. 1 shows a three-plate liquid crystal panel type image projection apparatus (projector) as an example of the display apparatus, the present invention may be applied to other display apparatuses such as a liquid crystal display. Further, the present invention is not limited to the three-panel liquid crystal panel method, and may be applied to a single-plate color plane sequential image projection apparatus using a DMD (Digital Mirror Device).

図1において表示装置の例として示す画像投影装置は画像処理部10を備え、この画像処理部10はR画像処理部10r、G画像処理部10g、B画像処理部10bを有している。R画像処理部10r、G画像処理部10g、B画像処理部10bには、それぞれR画像信号、G画像信号、B画像信号が入力され、色毎に所定の処理が施されて画像データが生成される。なおR画像信号、G画像信号、B画像信号は、パソコン等のアナログRGB信号やテレビジョン(NTSC)等の画像信号であり、画像投影装置によって表示される各画素に対応したRGB毎の輝度レベルを含んでいるものとする。   The image projection apparatus shown as an example of the display device in FIG. 1 includes an image processing unit 10, and the image processing unit 10 includes an R image processing unit 10r, a G image processing unit 10g, and a B image processing unit 10b. An R image signal, a G image signal, and a B image signal are input to the R image processing unit 10r, the G image processing unit 10g, and the B image processing unit 10b, respectively, and predetermined processing is performed for each color to generate image data. Is done. The R image signal, the G image signal, and the B image signal are analog RGB signals from a personal computer or the like, or image signals from a television (NTSC), etc., and the luminance level for each RGB corresponding to each pixel displayed by the image projection device. Is included.

なお、画像処理部10に入力される各画像信号は、同期分離、Y/C分離、IP変換、スケーリング(解像度変換)、色(カラーマトリクス)変換、台形(キーストーン)補正等の処理が行われていることが望ましい。この生成された色毎の画像データは、以下に示すようにCPU18から画像処理部10に供給される画像補正値によって補正された後に、それぞれ画像変調部12のR画像変調部12r、G画像変調部12g、B画像変調部12bに送られ、RGB毎の画像が各色の画像変調部に形成される。なお本実施形態では、R画像変調部12r、G画像変調部12g、B画像変調部12bがそれぞれ液晶パネルから構成されているものとする。   Each image signal input to the image processing unit 10 is subjected to processing such as synchronization separation, Y / C separation, IP conversion, scaling (resolution conversion), color (color matrix) conversion, and keystone correction. It is desirable that The generated image data for each color is corrected by an image correction value supplied from the CPU 18 to the image processing unit 10 as shown below, and then the R image modulation unit 12r and the G image modulation of the image modulation unit 12, respectively. The image is sent to the unit 12g and the B image modulation unit 12b, and an image for each RGB is formed in the image modulation unit of each color. In the present embodiment, it is assumed that each of the R image modulation unit 12r, the G image modulation unit 12g, and the B image modulation unit 12b includes a liquid crystal panel.

また図1に示す画像投影装置は、R画像信号、G画像信号、B画像信号に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)の光を発光する光源14を備えている。光源14は、Rの光を発光するR光源14r、Gの光を発光するG光源14g、Bの光を発光するB光源14bを有し、各色の光源が例えば発光ダイオード(以下、LEDという)から構成されている。なお本実施形態では、R光源14r、G光源14g、B光源14bがそれぞれ1つのLEDから構成されているものとするが、例えばRGB毎に2つ以上のLEDを用いるようにしてもよく、RGB毎にLEDの個数が異なっていてもよい。また光源14として、LEDの代わりに複数の異なる色を発光する有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)等を用いるようにしてもよい。   1 includes a light source 14 that emits red (R), green (G), and blue (B) light corresponding to an R image signal, a G image signal, and a B image signal. The light source 14 includes an R light source 14r that emits R light, a G light source 14g that emits G light, and a B light source 14b that emits B light. The light sources of each color are, for example, light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs). It is composed of In this embodiment, the R light source 14r, the G light source 14g, and the B light source 14b are each configured by one LED. However, for example, two or more LEDs may be used for each RGB. The number of LEDs may be different for each. Further, as the light source 14, an organic electroluminescence element (organic EL element) that emits a plurality of different colors may be used instead of the LED.

光源14のR光源14r、G光源14g、B光源14bは、それぞれ光源制御部16のR光源制御部16r、G光源制御部16g、B光源制御部16bに接続されており、R光源制御部16r、G光源制御部16g、B光源制御部16bはCPU18に接続されている。CPU18は、R光源制御部16rに対してR光源制御値を、G光源制御部16gに対してG光源制御値を、B光源制御部16bに対してB光源制御値を供給し、R光源制御部16r、G光源制御部16g、B光源制御部16bは各色の光源制御値に基づいてR光源14r、G光源14g、B光源14bの発光量を調整する。このとき例えばR光源制御部16r、G光源制御部16g、B光源制御部16bは、R光源14r、G光源14g、B光源14bに供給される電流の電流値を制御してRGB毎の発光量を変化させる。なお以下に示すように、CPU18は画像特徴量抽出部22が求めた閾値レベルに基づいてR光源制御値、G光源制御値、B光源制御値を算出する。   The R light source 14r, the G light source 14g, and the B light source 14b of the light source 14 are respectively connected to the R light source control unit 16r, the G light source control unit 16g, and the B light source control unit 16b of the light source control unit 16, and the R light source control unit 16r. The G light source control unit 16 g and the B light source control unit 16 b are connected to the CPU 18. The CPU 18 supplies the R light source control value to the R light source control unit 16r, the G light source control value to the G light source control unit 16g, and the B light source control value to the B light source control unit 16b. The unit 16r, the G light source control unit 16g, and the B light source control unit 16b adjust the light emission amounts of the R light source 14r, the G light source 14g, and the B light source 14b based on the light source control values of the respective colors. At this time, for example, the R light source control unit 16r, the G light source control unit 16g, and the B light source control unit 16b control the current values of the currents supplied to the R light source 14r, the G light source 14g, and the B light source 14b to emit light for each RGB. To change. As shown below, the CPU 18 calculates an R light source control value, a G light source control value, and a B light source control value based on the threshold level obtained by the image feature amount extraction unit 22.

またCPU18は、画像処理部10のR画像処理部10r、G画像処理部10g、B画像処理部10bに接続されており、R画像処理部10rに対してR画像補正値を、G画像処理部10gに対してG画像補正値を、B画像処理部10bに対してB画像補正値を供給し、このR画像補正値、G画像補正値、B画像補正値を画像処理部10に入力された各色の画像データの値に乗じることにより補正が加えられる。なお以下に示すように、CPU18は画像特徴量抽出部22が求めた閾値レベルに基づいてR画像補正値、G画像補正値、B画像補正値を算出する。   The CPU 18 is connected to the R image processing unit 10r, the G image processing unit 10g, and the B image processing unit 10b of the image processing unit 10, and outputs the R image correction value to the R image processing unit 10r and the G image processing unit. The G image correction value is supplied to 10 g and the B image correction value is supplied to the B image processing unit 10 b. The R image correction value, the G image correction value, and the B image correction value are input to the image processing unit 10. Correction is added by multiplying the value of the image data of each color. As shown below, the CPU 18 calculates the R image correction value, the G image correction value, and the B image correction value based on the threshold level obtained by the image feature amount extraction unit 22.

R光源14r、G光源14g、B光源14bからの光は、それぞれ画像変調部12のR画像変調部12r、G画像変調部12g、B画像変調部12bに導光され、各色の画像変調部によって空間変調される。これにより生成されたRGB毎の画像がダイクロイックプリズム等から構成される画像合成部20に導かれ、画像合成部20は画像変調部12で生成された各色の画像をRGB混色の画像に合成し、この画像を画像投影装置外部のスクリーン(図示せず)等に表示画像として投影する。   Light from the R light source 14r, the G light source 14g, and the B light source 14b is guided to the R image modulation unit 12r, the G image modulation unit 12g, and the B image modulation unit 12b of the image modulation unit 12, respectively, and is output by the image modulation unit of each color. Spatial modulation. The image for each RGB generated in this way is guided to the image composition unit 20 composed of a dichroic prism or the like, and the image composition unit 20 synthesizes each color image generated by the image modulation unit 12 into an RGB mixed color image, This image is projected as a display image on a screen (not shown) or the like outside the image projection apparatus.

さらにCPU18には、画像特徴量抽出部22と画素数割合設定部24が接続されており、画像特徴量抽出部22にはR画像信号、G画像信号、B画像信号が入力される。画像特徴量抽出部22は、各色の画像信号の特徴量を1フレーム毎に抽出してCPU18に送るようになっている。また画素数割合設定部24には、例えばユーザにより以下に示す画素数割合が入力され、画素数割合設定部24はCPU18に画素数割合を設定する。CPU18は、設定された画素数割合を画像特徴量抽出部22に送り、画像特徴量抽出部22はこの画素数割合に基づいて以下に示す閾値レベルを求めてCPU18にフィードバックする。   Further, an image feature quantity extraction unit 22 and a pixel number ratio setting unit 24 are connected to the CPU 18, and an R image signal, a G image signal, and a B image signal are input to the image feature quantity extraction unit 22. The image feature quantity extraction unit 22 extracts the feature quantity of the image signal of each color for each frame and sends it to the CPU 18. The pixel number ratio setting unit 24 receives, for example, the following pixel number ratios from the user, and the pixel number ratio setting unit 24 sets the pixel number ratio in the CPU 18. The CPU 18 sends the set pixel number ratio to the image feature quantity extraction unit 22, and the image feature quantity extraction unit 22 obtains the following threshold level based on this pixel number ratio and feeds it back to the CPU 18.

なお図1に示す画像投影装置において、画素数割合設定部24をCPU18または画像特徴量抽出部22の内部に設けて、画素数割合を画像信号の平均輝度レベル(APL)等に応じて自動的に設定するようにしてもよい。また、画像特徴量抽出部22をCPU18の内部に設けたり、画像特徴量抽出部22にCPU18の機能を持たせるようにしてもよい。さらに光源14の発光量変化の遅延時間と画像変調部12による空間変調を同期させるために、画像処理部10にメモリ等の画像遅延手段を設けるようにしてもよい。また、画素数割合に所定の制限を設けるようにしてもよい。   In the image projection apparatus shown in FIG. 1, the pixel number ratio setting unit 24 is provided in the CPU 18 or the image feature amount extraction unit 22, and the pixel number ratio is automatically set according to the average luminance level (APL) of the image signal. You may make it set to. Further, the image feature quantity extraction unit 22 may be provided inside the CPU 18 or the image feature quantity extraction unit 22 may have the function of the CPU 18. Further, in order to synchronize the delay time of the light emission amount change of the light source 14 and the spatial modulation by the image modulation unit 12, the image processing unit 10 may be provided with image delay means such as a memory. Further, a predetermined limit may be provided for the ratio of the number of pixels.

本実施形態では、画像特徴量抽出部22が画像信号に含まれる各画素の輝度レベルについて輝度レベル分布のヒストグラムをRGB毎に作成し、このRGB毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルをRGB毎に求め、CPU18がこの閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値をRGB毎に算出する。これにより光源14の各色の光源の発光量が減少し、画像変調部12の各色の画像変調部に送られる補正後の画像データの値が増加する。本実施形態の場合、各色の画像変調部に送られる補正後の画像データの値に比例して、液晶パネルから構成されるR画像変調部12r、G画像変調部12g、B画像変調部12bの光透過率が増加する。このため、表示画像の明るさを維持しながら消費電力を低減させることが可能となる。   In the present embodiment, the image feature amount extraction unit 22 creates a luminance level distribution histogram for each of the luminance levels of each pixel included in the image signal for each RGB, and the lowest or highest luminance level in the histogram for each RGB. A threshold level corresponding to a preset number of pixels is determined for each RGB from the pixels, and the CPU 18 calculates a light source control value and an image correction value for each RGB based on this threshold level. As a result, the amount of light emitted from the light source of each color of the light source 14 decreases, and the value of the corrected image data sent to the image modulation unit of each color of the image modulation unit 12 increases. In the case of this embodiment, the R image modulation unit 12r, the G image modulation unit 12g, and the B image modulation unit 12b configured by a liquid crystal panel are proportional to the value of the corrected image data sent to the image modulation unit of each color. Light transmittance increases. For this reason, it is possible to reduce power consumption while maintaining the brightness of the display image.

図2は、本実施形態において画像特徴量抽出部22、CPU18が光源制御値および画像補正値を算出して、光源14および画像変調部12を制御する手順を示すフローチャートである。また図3は、画像特徴量抽出部22によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフであり、図3(a)はR画像信号についてのヒストグラムを、図3(b)はG画像信号についてのヒストグラムを、図3(c)はB画像信号についてのヒストグラムを示している。以下、図3に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合を例として、本実施形態に係る表示装置の制御方法について説明する。   FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure in which the image feature amount extraction unit 22 and the CPU 18 calculate the light source control value and the image correction value to control the light source 14 and the image modulation unit 12 in the present embodiment. FIG. 3 is a graph showing an example of a luminance level distribution histogram created by the image feature quantity extraction unit 22, FIG. 3 (a) shows a histogram for an R image signal, and FIG. 3 (b) shows a G image. FIG. 3C shows a histogram for the B image signal. Hereinafter, the control method of the display device according to the present embodiment will be described by taking as an example a case where an image signal having a histogram shown in FIG. 3 is input.

まず、例えばユーザが入力した画素数割合を画素数割合設定部24がCPU18に設定する(S101)。この画素数割合は、図3に示すヒストグラムにおいて最も低い輝度レベルの画素または最も高い輝度レベルの画素から数えて所定の割合の画素数という形で設定される。図3の例では、最も低い輝度レベルの画素から99%の画素数割合が設定されているものとする。なお画素数割合は、例えば最も高い輝度レベルの画素から5%というような形で設定するようにしてもよい。   First, for example, the pixel number ratio setting unit 24 sets the pixel number ratio input by the user in the CPU 18 (S101). This pixel number ratio is set in the form of a predetermined number of pixels counted from the lowest luminance level pixel or the highest luminance level pixel in the histogram shown in FIG. In the example of FIG. 3, it is assumed that a pixel number ratio of 99% is set from the pixel having the lowest luminance level. Note that the ratio of the number of pixels may be set in a form such as 5% from the pixel having the highest luminance level.

それから画像特徴量抽出部22は、画像信号に含まれる各画素について図3に示すような輝度レベル分布のヒストグラムをRGB毎に作成する(S102)。図3に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、画像1フレーム分の画素を抽出したものであり、RGBの各画像信号が8ビットデータ(256階調、輝度レベル0〜255)であるものとする。なお図3に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、高輝度側の画素が少なく全体的に暗めの画像についてのものである。   Then, the image feature quantity extraction unit 22 creates a histogram of luminance level distribution as shown in FIG. 3 for each pixel included in the image signal for each RGB (S102). The luminance level distribution histogram shown in FIG. 3 is obtained by extracting pixels for one frame of an image, and each RGB image signal is 8-bit data (256 gradations, luminance levels 0 to 255). The histogram of the luminance level distribution shown in FIG. 3 is for a dark image as a whole with few pixels on the high luminance side.

そして画像特徴量抽出部22は、図3に示すようなRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、S101で予め設定されている画素数割合となる閾値レベルをRGB毎に求める(S103)。ここでは、最も低い輝度レベルの画素から99%の画素数割合が設定されており、その画素数割合となる輝度レベルが閾値レベルとなる。図3の例では、R画像信号についての閾値レベルが200、G画像信号についての閾値レベルが223、B画像信号についての閾値レベルが190になるものとする。これは例えば図3(a)のR画像信号において、Rの輝度レベルが0から200までの画素が全画素の99%を占めるということである。   Then, the image feature quantity extraction unit 22 obtains, for each RGB, a threshold level that is the ratio of the number of pixels preset in S101 in the histogram of the luminance level distribution for each RGB as shown in FIG. 3 (S103). Here, a pixel number ratio of 99% is set from the pixel of the lowest luminance level, and the luminance level that is the pixel number ratio is the threshold level. In the example of FIG. 3, it is assumed that the threshold level for the R image signal is 200, the threshold level for the G image signal is 223, and the threshold level for the B image signal is 190. This means that, for example, in the R image signal of FIG. 3 (a), pixels with an R luminance level of 0 to 200 occupy 99% of all pixels.

次に画像特徴量抽出部22またはCPU18は、S103で求められたRGB毎の閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、その最も大きい閾値レベルとなる色を基準クリップ色とする(S104)。図3の例では、上記のようにR画像信号についての閾値レベルが200、G画像信号についての閾値レベルが223、B画像信号についての閾値レベルが190であるので、基準クリップ色がG、クリップレベルが223となる。   Next, the image feature quantity extraction unit 22 or the CPU 18 obtains the largest threshold level among the RGB threshold levels obtained in S103 as the clip level, and determines the color having the largest threshold level as the reference clip color. (S104). In the example of FIG. 3, the threshold level for the R image signal is 200, the threshold level for the G image signal is 223, and the threshold level for the B image signal is 190 as described above. The level is 223.

そして画像特徴量抽出部22またはCPU18は、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である画素に対して、基準クリップ色の輝度レベルをクリップレベルとし、基準クリップ色以外の色の輝度レベルに(クリップレベル/その画素の基準クリップ色の輝度レベル)の係数を乗じる処理を施す(S105)。   Then, the image feature quantity extraction unit 22 or the CPU 18 sets the luminance level of the reference clip color as the clip level for pixels whose luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, and sets the luminance level of the color other than the reference clip color ( A process of multiplying a coefficient of clip level / luminance level of the reference clip color of the pixel is performed (S105).

図4は、画像信号に含まれる各画素の輝度レベルを座標として表したグラフである。図4では、Gの輝度レベルを横軸(g)に、Rの輝度レベルを縦軸(r)にとり、例として基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上である2つの画素▲、■を示している。なお画素▲は、Rの輝度レベルが231、Gの輝度レベルが240であるものとし、以下▲(R231、G240)のように表記するものとする。また、■(R159、G247)であるものとする。図4には、Rの閾値レベル(r=200)とGの閾値レベル(g=223)が点線で示されており、Gの閾値レベル(x=223)がクリップレベルとなっている。   FIG. 4 is a graph showing the luminance level of each pixel included in the image signal as coordinates. In FIG. 4, the luminance level of G is plotted on the horizontal axis (g) and the luminance level of R is plotted on the vertical axis (r), and as an example, two pixels ▲ and ■ where the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clipping level are shown. ing. The pixel ▲ is assumed to have an R luminance level of 231 and a G luminance level of 240, and is hereinafter expressed as ▲ (R231, G240). Further, it is assumed that (2) (R159, G247). In FIG. 4, the R threshold level (r = 200) and the G threshold level (g = 223) are indicated by dotted lines, and the G threshold level (x = 223) is the clip level.

S105の処理を施すことにより、画素▲(R231、G240)は、x=223の点線と画素▲と原点を結ぶ直線の交点である△(R215、G223)に移動し、画素■(R159、G247)は、x=223の点線と画素■と原点を結ぶ直線の交点である□(R144、G223)に移動する。ここで△と□のRの値は、上記の式を用いて(231×(223/240))=215、(159×(223/247))=144という計算から求められたものである。なお、Bの輝度レベルにも同様の処理を施す。以下、このような処理を1面クリップ処理と呼ぶものとする。   By performing the process of S105, the pixel ▲ (R231, G240) moves to Δ (R215, G223), which is the intersection of the straight line connecting the origin of the dotted line x = 223 and the pixel ▲, and the pixel ■ (R159, G247). ) Moves to □ (R144, G223) which is the intersection of the dotted line of x = 223 and the straight line connecting the pixel ■ and the origin. Here, the values of R for Δ and □ are obtained from the calculation of (231 × (223/240)) = 215 and (159 × (223/247)) = 144 using the above formula. The same processing is performed for the luminance level of B. Hereinafter, such a process is referred to as a one-side clip process.

それから、S105の1面クリップ処理を施した輝度レベルと、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素の輝度レベルの中からRGB毎の最大値であるクリップ最大値を求める(S106)。なお、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満である画素については、S105の1面クリップ処理が施されていない。図3の例では、Rのクリップ最大値が215、Gのクリップ最大値が223、Bのクリップ最大値が195になるものとする。ここで基準クリップ色(ここではG)のクリップ最大値は、S105の処理を施すことにより必然的にクリップレベルと同じ値(223)となる。なお図3において、Rのクリップ最大値r=215(△のRの値)を点線で示している。   Then, the maximum clip value, which is the maximum value for each RGB, is obtained from the luminance level that has been subjected to the one-plane clipping process of S105 and the luminance level of the pixel for which the luminance level of the reference clip color is less than the clip level (S106). Note that the one-plane clipping process of S105 is not performed for pixels whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level. In the example of FIG. 3, it is assumed that the R clip maximum value is 215, the G clip maximum value is 223, and the B clip maximum value is 195. Here, the maximum clip value of the reference clip color (here, G) is necessarily the same value (223) as the clip level by performing the process of S105. In FIG. 3, the maximum R clip value r = 215 (R value of Δ) is indicated by a dotted line.

そしてCPU18は、S106で求められたクリップ最大値に基づいてRGB毎の光源制御値を算出して、光源14が発光する光の発光量を調整する(S107)。このときCPU18は、RGB毎に光源14が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を1として、RGB毎の発光量が(クリップ最大値/255)となる光源制御値を求める。例えば図3の例では、Rのクリップ最大値が215、Gのクリップ最大値が223、Bのクリップ最大値が195であるので、R光源14rの発光量を(215/255)、G光源14gの発光量を(223/255)、B光源14bの発光量を(195/255)とする。   Then, the CPU 18 calculates a light source control value for each RGB based on the maximum clip value obtained in S106, and adjusts the amount of light emitted from the light source 14 (S107). At this time, the CPU 18 calculates the light source control value so that the light emission amount of the light emitted from the light source 14 for each RGB is proportional to the maximum clip value. In this embodiment, the maximum light emission amount of the light source of each color is set to 1, and the light source control value at which the light emission amount for each RGB is (clip maximum value / 255) is obtained. For example, in the example of FIG. 3, since the R clip maximum value is 215, the G clip maximum value is 223, and the B clip maximum value is 195, the light emission amount of the R light source 14r is (215/255) and the G light source 14g. Is set to (223/255), and the B light source 14b is set to (195/255).

図5は、光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。なお図5は、図3に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合のものであり、G光源14gとR光源14rについてのみ示している。   FIG. 5 is a graph showing the light emission amount of each color adjusted by the light source control value. FIG. 5 shows a case where an image signal having the histogram shown in FIG. 3 is input, and shows only the G light source 14g and the R light source 14r.

図5に示すように、Gの発光量はG光源14gの最大発光量(100%)に比べて87.5%(223/255)まで低減することができ、Rの発光量はR光源14rの最大発光量(100%)に比べて84.3%(215/255)まで低減することができる。なお、Bの発光量も同様に低減される。   As shown in FIG. 5, the light emission amount of G can be reduced to 87.5% (223/255) compared to the maximum light emission amount (100%) of the G light source 14g, and the light emission amount of R can be reduced to the R light source 14r. Can be reduced to 84.3% (215/255) compared to the maximum light emission amount (100%). Note that the amount of light emission of B is similarly reduced.

それからCPU18は、画像信号に含まれる各画素について基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上か否かを判断し、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素と基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値をRGB毎に算出する(S108)。   Then, the CPU 18 determines whether or not the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level for each pixel included in the image signal, and the luminance level of the reference clip color and the pixel whose luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level is clipped. A different image correction value is calculated for each of RGB for pixels less than the level (S108).

このときCPU18は、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素について、S107で調整された光源14の発光量と反比例する値として画像補正値をRGB毎に算出する。なお本実施形態では、このRGB毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。例えば図3の例では、Rの発光量が(215/255)、Gの発光量が(223/255)、Bの発光量が(195/255)であるため、R画像補正値を(255/215)、G画像補正値を(255/223)、B画像補正値を(255/195)とする。   At this time, the CPU 18 calculates an image correction value for each RGB as a value that is inversely proportional to the light emission amount of the light source 14 adjusted in S107 for pixels whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level. In the present embodiment, the RGB image correction value is the reciprocal of the light emission amount of the light source. For example, in the example of FIG. 3, the R light emission amount is (215/255), the G light emission amount is (223/255), and the B light emission amount is (195/255). Therefore, the R image correction value is (255). / 215), the G image correction value is (255/223), and the B image correction value is (255/195).

また基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素については、S107で調整された光源14の発光量と反比例する値に、(クリップレベル/その画素の基準クリップ色の輝度レベル)の係数を乗じた値として画像補正値をRGB毎に算出する。なお本実施形態では、このRGB毎の画像補正値を光源の発光量の逆数に、(クリップレベル/その画素の基準クリップ色の輝度レベル)を乗じた値としている。例えば図3の例では、画像信号におけるその画素の基準クリップ色の輝度レベルをGinとして、R画像補正値を((255/215)×(223/Gin))、G画像補正値を((255/223)×(223/Gin))、B画像補正値を((255/195)×(223/Gin))とする。このとき、基準クリップ色の補正後の画像データは、Gin×((255/223)×(223/Gin))=255(最大階調)となる。   For a pixel whose luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, a value of (clip level / brightness level of the reference clip color of the pixel) is multiplied by a value inversely proportional to the light emission amount of the light source 14 adjusted in S107. The image correction value is calculated for each RGB as the obtained value. In this embodiment, the image correction value for each RGB is a value obtained by multiplying the reciprocal of the light emission amount of the light source by (clip level / brightness level of the reference clip color of the pixel). For example, in the example of FIG. 3, the luminance level of the reference clip color of the pixel in the image signal is Gin, the R image correction value is ((255/215) × (223 / Gin)), and the G image correction value is ((255 / 223) × (223 / Gin)) and the B image correction value is ((255/195) × (223 / Gin)). At this time, the image data after the correction of the reference clip color is Gin × ((255/223) × (223 / Gin)) = 255 (maximum gradation).

この各色の画像補正値は、画像処理部10によって生成された各色の画像データに乗じられて、画像データが補正される。本実施形態では、各色の画像変調部が補正された画像データに比例した光透過率となるため、基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル未満の画素では、画像補正値を光源14のRGB毎の発光量の逆数とすることで、光源14の発光量がRGB毎に変化しても表示画像における輝度および色バランスが維持される。また基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素では、各色の画像補正値に光源14のRGB毎の発光量の逆数の因子を持たせることで、光源14の発光量がRGB毎に変化しても表示画像における色バランスが維持される。さらに基準クリップ色の輝度レベルがクリップレベル以上の画素では(クリップレベル/その画素の基準クリップ色の輝度レベル)の係数を乗じるため、基準クリップ色の補正後の画像データを最大階調にすることができ、光源14の発光量が低下しても表示画像における輝度の低下を最小限に抑えることができる。   The image correction value of each color is multiplied by the image data of each color generated by the image processing unit 10 to correct the image data. In this embodiment, the image modulation unit for each color has a light transmittance proportional to the corrected image data. Therefore, for pixels whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level, the image correction value is set for each RGB of the light source 14. By setting the reciprocal of the light emission amount, the luminance and color balance in the display image are maintained even if the light emission amount of the light source 14 changes for each RGB. In addition, in pixels whose luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, the light emission amount of the light source 14 changes for each RGB by providing the image correction value of each color with a factor of the reciprocal of the light emission amount for each RGB of the light source 14. Even in this case, the color balance in the display image is maintained. In addition, if the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, the image data after correction of the reference clip color is set to the maximum gradation because the coefficient of (clip level / brightness level of the reference clip color of the pixel) is multiplied. Therefore, even if the light emission amount of the light source 14 is reduced, a reduction in luminance in the display image can be minimized.

本実施形態では、画像特徴量抽出部22が、画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムをRGB毎に作成し、このRGB毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルから予め設定された画素数割合となる閾値レベルをRGB毎に求め、CPU18が、閾値レベルに基づいて光源制御値および画像補正値をRGB毎に算出するため、閾値レベルに応じて光源制御値を減らして光源の発光量を発光色毎に減少させ、この発光量が減少した分だけ画像補正値により画像データを増加させることができる。これにより、画像信号の中に飽和階調の画素信号が少数あった場合でも、表示画像の明るさを維持しながら十分な消費電力低減効果を得ることが可能となる。   In the present embodiment, the image feature amount extraction unit 22 creates a histogram of luminance level distribution for each of the pixels included in the image signal for each RGB, and presets the lowest or highest luminance level in the histogram for each RGB. Since the threshold level corresponding to the ratio of the number of pixels is obtained for each RGB and the CPU 18 calculates the light source control value and the image correction value for each RGB based on the threshold level, the light source control value is reduced according to the threshold level and the light source Can be reduced for each emission color, and the image data can be increased by the image correction value corresponding to the reduction in the emission amount. As a result, even when there are a small number of saturated gradation pixel signals in the image signal, it is possible to obtain a sufficient power consumption reduction effect while maintaining the brightness of the display image.

(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る表示装置において画像特徴量抽出部22、CPU18が光源制御値および画像補正値を算出して、光源14および画像変調部12を制御する手順を示すフローチャートである。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態1の図1に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また図7は、画像特徴量抽出部22によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフであり、図7(a)はR画像信号についてのヒストグラムを、図7(b)はG画像信号についてのヒストグラムを、図7(c)はB画像信号についてのヒストグラムを示している。以下、図7に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合を例として、本実施形態に係る表示装置の制御方法について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure in which the image feature amount extraction unit 22 and the CPU 18 calculate the light source control value and the image correction value to control the light source 14 and the image modulation unit 12 in the display device according to the second embodiment. The configuration of the display device according to the present embodiment is the same as that of the image projection device shown in FIG. 1 of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals for description. FIG. 7 is a graph showing an example of a histogram of luminance level distribution created by the image feature quantity extraction unit 22, FIG. 7A shows a histogram for an R image signal, and FIG. 7B shows a G image. FIG. 7C shows a histogram for the B image signal. Hereinafter, the control method of the display device according to the present embodiment will be described by taking as an example a case where an image signal having a histogram shown in FIG. 7 is input.

まず実施形態1と同様に、画素数割合を画素数割合設定部24がCPU18に設定する(S201)。図7の例では、最も低い輝度レベルの画素から95%の画素数割合が設定されているものとする。   First, as in the first embodiment, the pixel number ratio setting unit 24 sets the pixel number ratio in the CPU 18 (S201). In the example of FIG. 7, it is assumed that a pixel number ratio of 95% is set from the pixel having the lowest luminance level.

それから実施形態1と同様に画像特徴量抽出部22は、画像信号に含まれる各画素について図7に示すような輝度レベル分布のヒストグラムをRGB毎に作成する(S202)。図7に示す輝度レベル分布のヒストグラムは、実施形態1と同様に画像1フレーム分の画素を抽出したものであり、RGBの各画像信号が8ビットデータ(256階調、輝度レベル0〜255)であるものとする。なお図7に示す輝度レベル分布のヒストグラムも、高輝度側の画素が少なく全体的に暗めの画像の画像信号についてのものである。   Then, as in the first embodiment, the image feature quantity extraction unit 22 creates a luminance level distribution histogram for each of RGB as shown in FIG. 7 for each pixel included in the image signal (S202). The luminance level distribution histogram shown in FIG. 7 is obtained by extracting pixels for one frame of the image as in the first embodiment, and each RGB image signal is 8-bit data (256 gradations, luminance levels 0 to 255). Suppose that The histogram of the luminance level distribution shown in FIG. 7 is also for an image signal of a dark image as a whole with few pixels on the high luminance side.

そして実施形態1と同様に、画像特徴量抽出部22はRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、S201で予め設定されている画素数割合となる閾値レベルをRGB毎に求める(S203)。ここでは、最も低い輝度レベルの画素から95%の画素数割合が設定されており、その画素数割合となる輝度レベルが閾値レベルとなる。図7の例では、R画像信号についての閾値レベルが179、G画像信号についての閾値レベルが241、B画像信号についての閾値レベルが254になるものとする。   Similarly to the first embodiment, the image feature amount extraction unit 22 obtains a threshold level for each RGB that is the ratio of the number of pixels set in advance in S201 in the histogram of the luminance level distribution for each RGB (S203). Here, a pixel number ratio of 95% is set from the pixel with the lowest luminance level, and the luminance level that is the pixel number ratio is the threshold level. In the example of FIG. 7, the threshold level for the R image signal is 179, the threshold level for the G image signal is 241, and the threshold level for the B image signal is 254.

次に画像特徴量抽出部22またはCPU18は、S203で求められたRGB毎の閾値レベルをRGB各々のクリップレベルとする(S204)。図7の例では、上記のようにR画像信号についての閾値レベルが179、G画像信号についての閾値レベルが241、B画像信号についての閾値レベルが254であるので、Rのクリップレベルが179、Gのクリップレベルが241、Bのクリップレベルが254となる。以下、このような処理を3面クリップ処理と呼ぶものとする。   Next, the image feature quantity extraction unit 22 or the CPU 18 sets the threshold level for each RGB obtained in S203 as the clip level for each RGB (S204). In the example of FIG. 7, since the threshold level for the R image signal is 179, the threshold level for the G image signal is 241 and the threshold level for the B image signal is 254 as described above, the R clip level is 179, The G clip level is 241 and the B clip level is 254. Hereinafter, such processing is referred to as three-side clip processing.

そしてCPU18は、クリップレベルに基づいてRGB毎の光源制御値を算出して、光源14が発光する光の発光量を調整する(S205)。このときCPU18は、RGB毎に光源14が発光する光の発光量がクリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を1として、RGB毎の発光量が(クリップレベル/255)となる光源制御値を求める。例えば図7の例では、Rのクリップレベルが179、Gのクリップレベルが241、Bのクリップレベルが254であるので、R光源14rの発光量を(179/255)、G光源14gの発光量を(241/255)、B光源14bの発光量を(254/255)とする。   Then, the CPU 18 calculates a light source control value for each RGB based on the clip level, and adjusts the light emission amount of the light emitted from the light source 14 (S205). At this time, the CPU 18 calculates the light source control value so that the light emission amount of the light emitted from the light source 14 for each RGB is proportional to the clip level. In this embodiment, the maximum light emission amount of the light source of each color is set to 1, and the light source control value at which the light emission amount for each RGB is (clip level / 255) is obtained. For example, in the example of FIG. 7, since the R clip level is 179, the G clip level is 241, and the B clip level is 254, the light emission amount of the R light source 14r is (179/255) and the light emission amount of the G light source 14g. Is (241/255), and the light emission amount of the B light source 14b is (254/255).

図8は、光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。なお図8は、図7に示すヒストグラムを持つ画像信号が入力した場合のものである。   FIG. 8 is a graph showing the light emission amount of each color adjusted by the light source control value. FIG. 8 shows a case where an image signal having the histogram shown in FIG. 7 is input.

図8に示すように、Rの発光量はR光源14rの最大発光量(100%)に比べて70.2%(179/255)まで、Gの発光量はG光源14gの最大発光量(100%)に比べて94.5%(241/255)まで、Bの発光量はB光源14bの最大発光量(100%)に比べて99.6%(254/255)まで低減することができる。   As shown in FIG. 8, the light emission amount of R is 70.2% (179/255) compared to the maximum light emission amount (100%) of the R light source 14r, and the light emission amount of G is the maximum light emission amount of the G light source 14g ( The light emission amount of B is reduced to 99.6% (254/255) compared to the maximum light emission amount (100%) of the B light source 14b. it can.

それからCPU18は、画像信号に含まれる各画素についてRGB毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上か否かを判断し、RGB毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素とRGB毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値をRGB毎に算出する(S206)。   Then, the CPU 18 determines whether or not at least one of the luminance levels for each RGB included in the image signal is equal to or higher than the clip level, and at least one of the luminance levels for each RGB is equal to or higher than the clip level. Different image correction values are calculated for each of RGB for pixels whose luminance levels are all less than the clip level (S206).

このときCPU18は、RGB毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素について、S105で調整された光源14の発光量と反比例する値として画像補正値をRGB毎に算出する。なお本実施形態では、このRGB毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。例えば図7の例では、Rの発光量が(179/255)、Gの発光量が(241/255)、Bの発光量が(254/255)であるため、R画像補正値を(255/179)、G画像補正値を(255/241)、B画像補正値を(255/254)とする。   At this time, the CPU 18 calculates an image correction value for each RGB as a value that is inversely proportional to the light emission amount of the light source 14 adjusted in S105 for pixels whose luminance levels for each RGB are less than the clip level. In the present embodiment, the RGB image correction value is the reciprocal of the light emission amount of the light source. For example, in the example of FIG. 7, the R emission amount is (179/255), the G emission amount is (241/255), and the B emission amount is (254/255). Therefore, the R image correction value is (255). / 179), the G image correction value is (255/241), and the B image correction value is (255/254).

またRGB毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素については、RGB毎の画像補正値を以下のように算出する。まず、各軸がRGB毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて原点を通り各軸(R軸、G軸、B軸)と直交する面(RG面、GB面、BR面)とRGBのクリップレベルで各軸と直交する面で直方体を規定する。図9は、各軸がRGB毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて規定された直方体を示す図である。図9では、RのクリップレベルでR軸と直交する面をRクリップ面、GのクリップレベルでG軸と直交する面をGクリップ面、BのクリップレベルでB軸と直交する面をBクリップ面としている。なお図9では、図7に示すクリップレベルを用いている。   In addition, for at least one of the luminance levels for each of the RGB, the image correction value for each RGB is calculated as follows for a pixel having a clip level or higher. First, in the orthogonal graph in which each axis represents the luminance level for each RGB, the plane (RG plane, GB plane, BR plane) passing through the origin and orthogonal to each axis (RG plane, GB plane, BR plane) and RGB clip levels A rectangular parallelepiped is defined by a plane orthogonal to each axis. FIG. 9 is a diagram illustrating a rectangular parallelepiped defined in an orthogonal graph in which each axis represents a luminance level for each RGB. In FIG. 9, the surface perpendicular to the R axis at the R clip level is the R clip surface, the surface perpendicular to the G axis at the G clip level is the G clip surface, and the surface perpendicular to the B axis at the B clip level is the B clip. It is a surface. In FIG. 9, the clip level shown in FIG. 7 is used.

そして対象となる画素のRGB毎の輝度レベルをr、g、bとして、その座標P(r、g、b)を直交グラフにプロットし、原点およびP(r、g、b)を結ぶ直線と直方体との交点P´(r´、g´、b´)を求める。例えば、交点P´(r´、g´、b´)がGクリップ面上にあるとすると、r´、g´、b´は以下のようになる。
r´=(r×(Gのクリップレベル)/g)
g´=(Gのクリップレベル)
b´=(b×(Gのクリップレベル)/g)
それから交点P´(r´、g´、b´)から原点までの距離d´と対象となる画素の座標P(r、g、b)から原点までの距離dを求める。なお距離d´およびdは、以下の式で与えられる。
Then, assuming that the luminance level for each of RGB of the target pixel is r, g, b, the coordinates P (r, g, b) are plotted on an orthogonal graph, and a straight line connecting the origin and P (r, g, b) The intersection P ′ (r ′, g ′, b ′) with the rectangular parallelepiped is obtained. For example, assuming that the intersection point P ′ (r ′, g ′, b ′) is on the G clip plane, r ′, g ′, b ′ are as follows.
r ′ = (r × (G clip level) / g)
g ′ = (G clip level)
b ′ = (b × (G clip level) / g)
Then, a distance d ′ from the intersection P ′ (r ′, g ′, b ′) to the origin and a distance d from the coordinates P (r, g, b) of the target pixel to the origin are obtained. The distances d ′ and d are given by the following equations.

Figure 2008216560
Figure 2008216560

Figure 2008216560
Figure 2008216560

なお上記の直交グラフにおける処理は概念的なものであり、CPU18において数値的に計算することができる。   Note that the processing in the orthogonal graph is conceptual and can be numerically calculated by the CPU 18.

そしてS205で調整された光源14の発光量と反比例する値に、(距離d´/距離d)の係数を乗じた値として画像補正値をRGB毎に算出する。本実施形態では、このRGB毎の画像補正値を光源の発光量の逆数に、(距離d´/距離d)を乗じた値としている。なお(距離d´/距離d)は、交点P´(r´、g´、b´)と対象となる画素の座標P(r、g、b)のRGB毎の比から求めることもできる。例えば図7の例では、R画像補正値を((255/179)×(d´/d))、G画像補正値を((255/241)×(d´/d))、B画像補正値を((255/254)×(d´/d))とする。このとき、例えば交点P´(r´、g´、b´)がGクリップ面上にあるとすると、補正後のGについての画像データが255(最大階調)となる。   Then, an image correction value is calculated for each RGB as a value obtained by multiplying a value inversely proportional to the light emission amount of the light source 14 adjusted in S205 by a coefficient of (distance d ′ / distance d). In the present embodiment, the RGB image correction value is a value obtained by multiplying the reciprocal of the light emission amount of the light source by (distance d ′ / distance d). The (distance d ′ / distance d) can also be obtained from the ratio of the intersection point P ′ (r ′, g ′, b ′) and the coordinates P (r, g, b) of the target pixel for each RGB. For example, in the example of FIG. 7, the R image correction value is ((255/179) × (d ′ / d)), the G image correction value is ((255/241) × (d ′ / d)), and the B image correction is performed. The value is ((255/254) × (d ′ / d)). At this time, for example, if the intersection point P ′ (r ′, g ′, b ′) is on the G clip plane, the image data for G after correction is 255 (maximum gradation).

この各色の画像補正値は、画像処理部10によって生成された各色の画像データに乗じられて、画像データが補正される。本実施形態では、RGB毎の輝度レベルがすべてクリップレベル未満の画素について、画像補正値を光源14のRGB毎の発光量の逆数とすることで、光源14の発光量がRGB毎に変化しても表示画像における輝度および色バランスが維持される。またRGB毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素では、各色の画像補正値に光源14のRGB毎の発光量の逆数の因子を持たせることで、光源14の発光量がRGB毎に変化しても表示画像における色バランスが維持される。さらにRGB毎の輝度レベルのうち少なくとも一つがクリップレベル以上の画素では(距離d´/距離d)の係数を乗じるため、1つの色について補正後の画像データを最大階調にすることができ、光源14の発光量が低下しても表示画像における輝度の低下を最小限に抑えることができる。   The image correction value of each color is multiplied by the image data of each color generated by the image processing unit 10 to correct the image data. In the present embodiment, the light emission amount of the light source 14 changes for each RGB by setting the image correction value to the reciprocal of the light emission amount for each RGB of the light source 14 for pixels whose luminance levels for each RGB are less than the clip level. Also, the brightness and color balance in the display image are maintained. In addition, in a pixel in which at least one of the luminance levels for each RGB is the clip level or higher, the light emission amount of the light source 14 is set for each RGB by providing the image correction value for each color with a factor of the reciprocal of the light emission amount for each RGB of the light source 14. The color balance in the display image is maintained even when the display changes. Furthermore, since at least one of the luminance levels for each of RGB is multiplied by a coefficient of (distance d ′ / distance d) in a pixel at or above the clip level, the corrected image data for one color can be set to the maximum gradation, Even if the light emission amount of the light source 14 decreases, a decrease in luminance in the display image can be minimized.

その他の効果については、実施形態1に係る表示装置と同様である。   Other effects are the same as those of the display device according to the first embodiment.

(実施形態3)
図10は、実施形態3に係る表示装置において画像特徴量抽出部22、CPU18が光源制御値および画像補正値を算出して、光源14および画像変調部12を制御する手順を示すフローチャートである。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態1の図1に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure in which the image feature amount extraction unit 22 and the CPU 18 calculate the light source control value and the image correction value to control the light source 14 and the image modulation unit 12 in the display device according to the third embodiment. The configuration of the display device according to the present embodiment is the same as that of the image projection device shown in FIG. 1 of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals for description.

本実施形態では、RGB毎の画像信号をYUV変換してY輝度レベルを求め、このY輝度レベルに所定の処理を施してから逆YUV変換によりRGB毎の補正後輝度データを求める。例えば、夕日のシーンに対して実施形態2の3面クリップ処理を用いた制御を行うと、夕日(高輝度部)と空(低輝度部)の輝度が逆転してしまうことがあるという問題点があるが、本実施形態で説明するYクリップ処理を用いた制御ではそのような輝度の逆転現象が起こるのを防止することができる。   In this embodiment, the Y luminance level is obtained by performing YUV conversion on the image signal for each RGB, and the corrected luminance data for each RGB is obtained by inverse YUV conversion after performing predetermined processing on this Y luminance level. For example, when the control using the three-surface clip processing of the second embodiment is performed on a sunset scene, the brightness of the sunset (high luminance part) and the sky (low luminance part) may be reversed. However, in the control using the Y clip processing described in the present embodiment, such a luminance reversal phenomenon can be prevented.

まずY輝度レベルについての画素数割合を、画素数割合設定部24がCPU18に設定する(S301)。このY輝度レベルについての画素数割合は、最も低いY輝度レベルの画素または最も高いY輝度レベルの画素から数えて所定の割合の画素数という形で設定される。   First, the pixel number ratio setting unit 24 sets the ratio of the number of pixels for the Y luminance level in the CPU 18 (S301). The ratio of the number of pixels for the Y luminance level is set in the form of a predetermined number of pixels counted from the pixel with the lowest Y luminance level or the pixel with the highest Y luminance level.

そして画像特徴量抽出部22またはCPU18は、画像信号に含まれる各画素についてRGB毎の輝度レベルをYUV変換して、各画素のY輝度レベルを算出する(S302)。なおY輝度レベル(y)およびUのレベル(u)、Vのレベル(v)は、Rの輝度レベルをr、Gの輝度レベルをg、Bの輝度レベルをbとして、以下の線形変換により求められる。
y= 0.299r+0.587g+0.114b
u=−0.169r−0.331g+0.500b
v= 0.500r−0.419g−0.081b
それから画像特徴量抽出部22は、画像信号に含まれる各画素についてY輝度レベル分布のヒストグラムを作成する(S303)。なおこのとき、実施形態1と同様に画像1フレーム分の画素を抽出してY輝度分布のヒストグラムを作成する。
Then, the image feature amount extraction unit 22 or the CPU 18 performs YUV conversion on the luminance level for each of the RGB included in the image signal to calculate the Y luminance level of each pixel (S302). The Y luminance level (y), the U level (u), and the V level (v) are expressed by the following linear conversion, where R luminance level is r, G luminance level is g, and B luminance level is b. Desired.
y = 0.299r + 0.587g + 0.114b
u = −0.169r−0.331 g + 0.500b
v = 0.500r-0.419g-0.081b
Then, the image feature amount extraction unit 22 creates a histogram of Y luminance level distribution for each pixel included in the image signal (S303). At this time, similarly to the first embodiment, pixels for one frame of the image are extracted to create a histogram of Y luminance distribution.

そして、画像特徴量抽出部22はY輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、S301で予め設定されている画素数割合となるY輝度レベルについての閾値レベルを求める(S304)。なおY輝度レベルについての閾値レベルの求め方は、実施形態1および実施形態2においてRGBの画像信号について閾値レベルを求めた方法と同様である。   Then, the image feature amount extraction unit 22 obtains a threshold level for the Y luminance level which is the ratio of the number of pixels set in advance in S301 in the histogram of Y luminance level distribution (S304). The method for obtaining the threshold level for the Y luminance level is the same as the method for obtaining the threshold level for the RGB image signals in the first and second embodiments.

次に画像特徴量抽出部22またはCPU18は、S304で求められたY輝度レベルについての閾値レベルをクリップレベルとして、Y輝度レベルが閾値レベル以上の画素のついてその画素のY輝度レベルを閾値レベルとする処理を施す(S305)。以下、このような処理をYクリップ処理と呼ぶものとする。   Next, the image feature amount extraction unit 22 or the CPU 18 sets the threshold level for the Y luminance level obtained in S304 as the clip level, and sets the Y luminance level of the pixel with the Y luminance level equal to or higher than the threshold level as the threshold level. (S305). Hereinafter, such processing is referred to as Y-clip processing.

それから画像特徴量抽出部22またはCPU18は、S305のYクリップ処理が施されたY輝度レベル、Y輝度レベルが閾値レベル未満の画素のY輝度レベルおよびS302のYUV変換で求められたU、Vの値を用いて逆YUV変換を行い各画素についてRGB毎の補正後輝度データを算出する(S306)。なおS306の逆YUV変換において、Y輝度レベルが閾値レベル未満の画素のY輝度レベルおよびU、Vの値は、S302のYUV変換で求められたものをそのまま用いる。また逆YUV変換とは、上記のYUV変換の逆変換であり、以下のように表される。
r= 1.000y+0.000u+1.402v
g= 1.000y+0.344u−0.714v
b= 1.000y−1.772u+0.000v
そして画像特徴量抽出部22またはCPU18は、補正後輝度データの中からRGB毎の最大値であるクリップ最大値を求める(S307)。
Then, the image feature amount extraction unit 22 or the CPU 18 performs the Y luminance level that has been subjected to the Y clipping process in S305, the Y luminance level of the pixel whose Y luminance level is less than the threshold level, and the U and V obtained in the YUV conversion in S302. Inverse YUV conversion is performed using the values, and corrected luminance data for each RGB is calculated for each pixel (S306). Note that in the inverse YUV conversion in S306, the Y luminance level and the U and V values of the pixels whose Y luminance level is less than the threshold level are the same as those obtained in the YUV conversion in S302. The inverse YUV conversion is an inverse conversion of the above YUV conversion and is expressed as follows.
r = 1.000y + 0.000u + 1.402v
g = 1.000y + 0.344u-0.714v
b = 1.000y-1.772u + 0.000v
Then, the image feature amount extraction unit 22 or the CPU 18 obtains the maximum clip value that is the maximum value for each RGB from the corrected luminance data (S307).

それからCPU18は、クリップ最大値に基づいてRGB毎の光源制御値を算出して、光源14が発光する光の発光量を調整する(S308)。このときCPU18は実施形態1と同様に、RGB毎に光源14が発光する光の発光量がクリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出する。本実施形態では各色の光源の最大発光量を1として、RGB毎の発光量が(クリップ最大値/255)となる光源制御値を求める。   Then, the CPU 18 calculates a light source control value for each RGB based on the clip maximum value, and adjusts the light emission amount of light emitted from the light source 14 (S308). At this time, as in the first embodiment, the CPU 18 calculates the light source control value so that the amount of light emitted from the light source 14 for each RGB is proportional to the maximum clip value. In this embodiment, the maximum light emission amount of the light source of each color is set to 1, and the light source control value at which the light emission amount for each RGB is (clip maximum value / 255) is obtained.

そしてCPU18は、画像補正値をRGB毎に算出する(S309)。このときCPU18は、すべての画素についてS308で調整された光源14の発光量と反比例する値として画像補正値をRGB毎に算出する。なお本実施形態では、このRGB毎の画像補正値を光源の発光量の逆数としている。つまりRGB毎の画像補正値は、(255/クリップ最大値)となる。   Then, the CPU 18 calculates an image correction value for each RGB (S309). At this time, the CPU 18 calculates an image correction value for each RGB as a value inversely proportional to the light emission amount of the light source 14 adjusted in S308 for all pixels. In the present embodiment, the RGB image correction value is the reciprocal of the light emission amount of the light source. That is, the image correction value for each RGB is (255 / maximum clip value).

本実施形態では、Y輝度レベルにおけるクリップ処理を行うことにより輝度の逆転現象等の画像劣化が起こるのを防止することができる。   In the present embodiment, it is possible to prevent image degradation such as a luminance reversal phenomenon from occurring by performing clip processing at the Y luminance level.

その他の効果については、実施形態1に係る表示装置とほぼ同様である。   Other effects are almost the same as those of the display device according to the first embodiment.

(実施形態4)
実施形態1で示した1面クリップ処理を用いた制御、実施形態2で示した3面クリップ処理を用いた制御および実施形態3で示したYクリップ処理を用いた制御には、画質の面や消費電力低減効果の面で一長一短がある。このため、ある一つのクリップ処理を用いた制御に固定すると、画像のシーンによっては画質が劣化したり、十分な消費電力低減効果が得られないことがある。
(Embodiment 4)
For the control using the one-side clip processing shown in the first embodiment, the control using the three-side clip processing shown in the second embodiment, and the control using the Y clip processing shown in the third embodiment, There are advantages and disadvantages in terms of power consumption reduction effect. For this reason, if the control is fixed to use one clip process, the image quality may be deteriorated depending on the scene of the image, or a sufficient power consumption reduction effect may not be obtained.

このため本実施形態では、入力する画像信号の特徴量から最適なクリップ処理を用いた制御を自動で判別する表示装置について述べる。なお本実施形態に係る表示装置の構成は、実施形態1の図1に示す画像投影装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。   For this reason, in this embodiment, a display device that automatically determines control using optimal clip processing from the feature amount of an input image signal will be described. The configuration of the display device according to the present embodiment is the same as that of the image projection device shown in FIG. 1 of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals for description.

本実施形態では、実施形態1と同様に画像特徴量抽出部22がRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムを作成し、予め設定された画素数割合からRGB毎の閾値レベルを求める。また画像特徴量抽出部22は、実施形態3と同様にY輝度レベルを算出してY輝度レベル分布のヒストグラムを作成し、予め設定された画素数割合からY輝度レベルについての閾値レベルも求める。さらに画像特徴量抽出部22は、RGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムの平均輝度レベル、最頻値(モード)、分散値等の特徴量を求めて画像信号を解析する。   In this embodiment, as in the first embodiment, the image feature amount extraction unit 22 creates a histogram of luminance level distribution for each RGB, and obtains a threshold level for each RGB from a preset ratio of the number of pixels. Further, the image feature amount extraction unit 22 calculates the Y luminance level and creates a histogram of the Y luminance level distribution in the same manner as in the third embodiment, and obtains a threshold level for the Y luminance level from a preset ratio of the number of pixels. Further, the image feature amount extraction unit 22 analyzes the image signal by obtaining feature amounts such as the average brightness level, mode value (mode), and variance value of the brightness level distribution histogram and the Y brightness level distribution histogram for each RGB. .

図11は、ある画像について画像特徴量抽出部22が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図11(a)はR画像信号についてのヒストグラム、図11(b)はG画像信号についてのヒストグラム、図11(c)はB画像信号についてのヒストグラム、図11(d)はY輝度レベルについてのヒストグラムである。また図11は、画像1フレーム分の画素を抽出したものであり、RGBの各画像信号が8ビットデータ(256階調、輝度レベル0〜255)であるものとする。さらに図11では、RGBおよびY輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から99%に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。   FIG. 11 is a diagram illustrating a luminance level distribution histogram and a Y luminance level distribution histogram for each RGB generated by the image feature amount extraction unit 22 for an image. 11A is a histogram for an R image signal, FIG. 11B is a histogram for a G image signal, FIG. 11C is a histogram for a B image signal, and FIG. 11D is a Y luminance level. It is a histogram about. In addition, FIG. 11 is obtained by extracting pixels for one frame of the image, and each RGB image signal is 8-bit data (256 gradations, luminance levels 0 to 255). Further, in FIG. 11, it is assumed that the ratio of the number of pixels in all the RGB and Y luminance levels is set to 99% from the pixel having the lowest luminance level, and the threshold level is shown in each histogram.

図11の例では、RGB毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が大きく異なり、RGB毎の閾値レベルの差が比較的少なくなっている。またRGBのすべてにおいて最大輝度レベルが255付近となっている。   In the example of FIG. 11, the histogram shape of the luminance level distribution for each RGB is greatly different, and the difference in threshold level for each RGB is relatively small. Further, the maximum luminance level is around 255 in all of RGB.

図11のヒストグラムを持つ画像において1面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は100%(255/255)、G光源16gの発光量は91.3%(233/255)、B光源16bの発光量は83.9%(214/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。   When control using single-plane clipping processing is performed on the image having the histogram of FIG. 11, the light emission amount of the R light source 16r is 100% (255/255), and the light emission amount of the G light source 16g is 91.3% (233/255). ), The light emission amount of the B light source 16b is 83.9% (214/255), and the display image hardly changes.

また3面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は75.7%(193/255)、G光源16gの発光量は66.3%(169/255)、B光源16bの発光量は83.9%(214/255)となるが、表示画像のグレー部分が変色し、画像劣化が起きてしまう。   When the control using the three-surface clipping process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 75.7% (193/255), the light emission amount of the G light source 16g is 66.3% (169/255), and the B light source 16b. Is 83.9% (214/255), but the gray portion of the display image is discolored and image degradation occurs.

またYクリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は99.6%(254/255)、G光源16gの発光量は73.3%(187/255)、B光源16bの発光量は94.1%(240/255)となるが、3面クリップ処理を用いた制御と同様に表示画像のグレー部分が変色し、画像劣化が起きてしまう。   When the control using the Y clip process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 99.6% (254/255), the light emission amount of the G light source 16g is 73.3% (187/255), and the B light source 16b The light emission amount is 94.1% (240/255), but the gray portion of the display image is discolored similarly to the control using the three-side clip processing, and image degradation occurs.

このため、図11に示すような特徴を持つ画像に対してCPU18は、1面クリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。   For this reason, the CPU 18 determines that the control using the one-side clip process is optimal for an image having the characteristics as shown in FIG.

図12は、別の画像について画像特徴量抽出部22が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図12(a)はR画像信号についてのヒストグラム、図12(b)はG画像信号についてのヒストグラム、図12(c)はB画像信号についてのヒストグラム、図12(d)はY輝度レベルについてのヒストグラムである。また図12も、画像1フレーム分の画素を抽出したものであり、RGBの各画像信号が8ビットデータ(256階調、輝度レベル0〜255)であるものとする。さらに図12でも、RGBおよびY輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から99%に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。   FIG. 12 is a diagram showing a luminance level distribution histogram and a Y luminance level distribution histogram for each RGB created by the image feature amount extraction unit 22 for another image. 12A is a histogram for an R image signal, FIG. 12B is a histogram for a G image signal, FIG. 12C is a histogram for a B image signal, and FIG. 12D is a Y luminance level. It is a histogram about. FIG. 12 also shows pixels extracted for one frame of the image, and each RGB image signal is assumed to be 8-bit data (256 gradations, luminance levels 0 to 255). Further, in FIG. 12, it is assumed that the ratio of the number of pixels in all of the RGB and Y luminance levels is set to 99% from the pixel having the lowest luminance level, and the threshold level is shown in each histogram.

図12の例では、RGB毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が比較的似ているが、RGB毎の閾値レベルの差は比較的大きくなっている。また、低輝度側の画素が多い暗めの画像であるが、RGBのすべてにおいて最大輝度レベルが255付近となっている。   In the example of FIG. 12, the histogram shape of the luminance level distribution for each RGB is relatively similar, but the threshold level difference for each RGB is relatively large. Further, although the image is a dark image with many pixels on the low luminance side, the maximum luminance level is around 255 in all of RGB.

図12のヒストグラムを持つ画像において1面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は58.8%(150/255)、G光源16gの発光量は43.5%(111/255)、B光源16bの発光量は47.5%(121/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。   When control using single-plane clipping processing is performed on the image having the histogram of FIG. 12, the light emission amount of the R light source 16r is 58.8% (150/255), and the light emission amount of the G light source 16g is 43.5% (111). / 255), the light emission amount of the B light source 16b is 47.5% (121/255), and the display image hardly changes.

また3面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は58.8%(150/255)、G光源16gの発光量は43.5%(111/255)、B光源16bの発光量は47.5%(121/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。   When the control using the three-surface clipping process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 58.8% (150/255), the light emission amount of the G light source 16g is 43.5% (111/255), and the B light source 16b. Is 47.5% (121/255), and the display image hardly changes.

またYクリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は66.3%(169/255)、G光源16gの発光量は48.2%(123/255)、B光源16bの発光量は54.5%(139/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。   When the control using the Y clip process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 66.3% (169/255), the light emission amount of the G light source 16g is 48.2% (123/255), and the B light source 16b The light emission amount is 54.5% (139/255), and the display image hardly changes.

このため、図12に示すような特徴を持つ画像に対してCPU18は、最も消費電力効果の大きい3面クリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。   For this reason, the CPU 18 determines that the control using the three-side clipping process having the largest power consumption effect is optimal for an image having the characteristics shown in FIG.

図13は、さらに別の画像について画像特徴量抽出部22が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。なお、図13(a)はR画像信号についてのヒストグラム、図13(b)はG画像信号についてのヒストグラム、図13(c)はB画像信号についてのヒストグラム、図13(d)はY輝度レベルについてのヒストグラムである。また図13も、画像1フレーム分の画素を抽出したものであり、RGBの各画像信号が8ビットデータ(256階調、輝度レベル0〜255)であるものとする。さらに図13でも、RGBおよびY輝度レベルのすべてにおいて画素数割合が最も低い輝度レベルの画素から99%に設定されているものとし、各ヒストグラム中に閾値レベルを示している。   FIG. 13 is a diagram showing a luminance level distribution histogram and a Y luminance level distribution histogram for each RGB created by the image feature amount extraction unit 22 for another image. 13A is a histogram for an R image signal, FIG. 13B is a histogram for a G image signal, FIG. 13C is a histogram for a B image signal, and FIG. 13D is a Y luminance level. It is a histogram about. FIG. 13 also shows pixels extracted for one frame of the image, and each RGB image signal is 8-bit data (256 gradations, luminance levels 0 to 255). Further, in FIG. 13, it is assumed that the ratio of the number of pixels in all the RGB and Y luminance levels is set to 99% from the pixel having the lowest luminance level, and the threshold level is shown in each histogram.

図13の例では、RGB毎の輝度レベル分布のヒストグラム形状が大きく異なり、Rの輝度レベルが高い画素が多く、G、Bの輝度レベルが低い画素が多くなっている(例えば、夕焼けのシーン)。   In the example of FIG. 13, the histogram shape of the luminance level distribution for each RGB is greatly different, there are many pixels with a high R luminance level, and many pixels with a low G and B luminance level (for example, a sunset scene). .

図13のヒストグラムを持つ画像において1面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は99.6%(254/255)、G光源16gの発光量は100%(255/255)、B光源16bの発光量は100%(255/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られないが、ほとんど消費電力を低減できない。   When control using single-plane clipping processing is performed on the image having the histogram of FIG. 13, the light emission amount of the R light source 16r is 99.6% (254/255), and the light emission amount of the G light source 16g is 100% (255/255). ), The light emission amount of the B light source 16b is 100% (255/255), and the display image hardly changes, but the power consumption can hardly be reduced.

また3面クリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は99.6%(254/255)、G光源16gの発光量は99.2%(253/255)、B光源16bの発光量は31.8%(81/255)となるが、高輝度部と低輝度部で輝度が逆転し、画像劣化が起きてしまう。   When the control using the three-surface clipping process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 99.6% (254/255), the light emission amount of the G light source 16g is 99.2% (253/255), and the B light source 16b. Is 31.8% (81/255), but the luminance is reversed between the high luminance portion and the low luminance portion, and image degradation occurs.

またYクリップ処理を用いた制御を行うと、R光源16rの発光量は99.6%(254/255)、G光源16gの発光量は100%(255/255)、B光源16bの発光量は91.2%(234/255)となり、表示画像にはほとんど変化が見られない。   When control using the Y clip process is performed, the light emission amount of the R light source 16r is 99.6% (254/255), the light emission amount of the G light source 16g is 100% (255/255), and the light emission amount of the B light source 16b. Is 91.2% (234/255), and the display image hardly changes.

このため、図13に示すような特徴を持つ画像に対してCPU18は、Yクリップ処理を用いた制御が最適であると判断する。   For this reason, the CPU 18 determines that the control using the Y clip process is optimal for an image having the characteristics shown in FIG.

本実施形態では、画像の特徴に応じて最適なクリップ処理を用いた制御を行うことができるため、画像劣化を起こすことなく消費電力を低減することが可能となる。   In the present embodiment, since it is possible to perform control using optimal clip processing according to the characteristics of an image, it is possible to reduce power consumption without causing image degradation.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態では表示装置の例として画像投影装置を示したが、本発明を液晶ディスプレイ等の他の表示装置にも適用することができる。また、上記の実施形態では光源14の発光色がRGBであるとしたが、例えば光源14の発光色をシアン、マゼンダ、イエロー等の組み合わせにすることができる。さらに、上記の実施形態ではRGB3色の場合について説明したが、4色以上の光源(例えば、RGBとエメラルドグリーンの4色)を備える表示装置に適用することもできる。4色の光源を用いる場合には、3次元直交グラフで行ったクリップ処理を4次元直交グラフに拡張して行えばよい。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea. For example, in the above embodiment, an image projection device is shown as an example of a display device, but the present invention can also be applied to other display devices such as a liquid crystal display. In the above embodiment, the light emission color of the light source 14 is RGB. However, for example, the light emission color of the light source 14 can be a combination of cyan, magenta, yellow, and the like. Furthermore, in the above embodiment, the case of RGB three colors has been described. However, the present invention can also be applied to a display device including light sources of four or more colors (for example, four colors of RGB and emerald green). In the case of using four-color light sources, the clip processing performed on the three-dimensional orthogonal graph may be extended to the four-dimensional orthogonal graph.

本発明の実施形態1に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施形態1において画像特徴量抽出部、CPUが光源制御値および画像補正値を算出する手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a procedure in which an image feature amount extraction unit and a CPU calculate a light source control value and an image correction value in the first embodiment. 画像特徴量抽出部によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the histogram of the luminance level distribution produced by the image feature-value extraction part. 画像信号に含まれる各画素の輝度レベルを座標として表したグラフである。It is the graph which represented the luminance level of each pixel contained in an image signal as a coordinate. 光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。It is the graph which showed the emitted light amount of each color adjusted with the light source control value. 実施形態2に係る表示装置において画像特徴量抽出部、CPUが光源制御値および画像補正値する手順を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a procedure in which an image feature amount extraction unit and a CPU perform a light source control value and an image correction value in the display device according to the second embodiment. 画像特徴量抽出部によって作成される輝度レベル分布のヒストグラムの例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the histogram of the luminance level distribution produced by the image feature-value extraction part. 光源制御値によって調整された各色の発光量を示したグラフである。It is the graph which showed the emitted light amount of each color adjusted with the light source control value. 各軸がRGB毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて規定された直方体を示す図である。It is a figure which shows the rectangular parallelepiped prescribed | regulated in the orthogonal graph in which each axis | shaft represents the luminance level for every RGB. 実施形態3に係る表示装置において画像特徴量抽出部、CPUが光源制御値および画像補正値を算出する手順を示すフローチャートである。14 is a flowchart illustrating a procedure in which an image feature amount extraction unit and a CPU calculate a light source control value and an image correction value in the display device according to the third embodiment. ある画像について画像特徴量抽出部が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。It is the figure which showed the histogram of the luminance level distribution for every RGB and the histogram of Y luminance level distribution which the image feature-value extraction part produced about a certain image. 別の画像について画像特徴量抽出部が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。It is the figure which showed the histogram of the luminance level distribution for every RGB which the image feature-value extraction part produced | generated about another image, and the histogram of Y luminance level distribution. さらに別の画像について画像特徴量抽出部が作成したRGB毎の輝度レベル分布のヒストグラムおよびY輝度レベル分布のヒストグラムを示した図である。It is the figure which showed the histogram of the luminance level distribution for every RGB and the histogram of Y luminance level distribution which the image feature-value extraction part produced about another image.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像処理部
12 画像変調部
14 光源
16 光源制御部
18 CPU
20 画像合成部
22 画像特徴量抽出部
24 画素数割合設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image processing part 12 Image modulation part 14 Light source 16 Light source control part 18 CPU
20 Image composition unit 22 Image feature amount extraction unit 24 Pixel number ratio setting unit

Claims (11)

複数の異なる色の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、
前記光源手段が発光する光の発光量を前記発光色毎に制御する光源制御手段と、
表示される各画素に対応した前記発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データに基づいて、前記光源手段が発光した光を前記発光色毎に空間変調する画像変調手段と、
前記画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、
前記画像特徴量抽出手段が抽出した前記画像信号の特徴量に基づいて、前記光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、前記画像データに補正を加える画像補正値を算出して前記画像処理手段に供給する演算処理手段と、
を備え、
前記画像特徴量抽出手段は、前記画像信号に含まれる各画素について輝度レベル分布のヒストグラムを前記発光色毎に作成し、この発光色毎のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高い輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを前記発光色毎に求め、前記演算処理手段は、前記閾値レベルに基づいて前記光源制御値および前記画像補正値を前記発光色毎に算出することを特徴とする表示装置。
A light source means that emits light of a plurality of different colors, and capable of adjusting a light emission amount for each emission color;
Light source control means for controlling the amount of light emitted by the light source means for each emission color;
Image processing means for inputting an image signal including a luminance level for each emission color corresponding to each pixel to be displayed, and performing predetermined processing on the image signal to generate image data;
Image modulation means for spatially modulating the light emitted by the light source means for each of the emission colors based on the image data;
Image feature amount extraction means for inputting the image signal and extracting the feature amount of the image signal;
Based on the feature amount of the image signal extracted by the image feature amount extraction unit, a light source control value for changing the light emission amount of the light source unit is calculated and supplied to the light source control unit, and the image data is corrected. Arithmetic processing means for calculating an image correction value and supplying the calculated value to the image processing means;
With
The image feature amount extraction unit creates a histogram of luminance level distribution for each of the emission colors for each pixel included in the image signal, and in advance from the pixel of the lowest or highest luminance level in the histogram for each emission color. A threshold level that is a ratio of the set number of pixels is obtained for each emission color, and the arithmetic processing unit calculates the light source control value and the image correction value for each emission color based on the threshold level. Display device.
前記画像特徴量抽出手段および前記演算処理手段は、前記発光色毎に求められた閾値レベルの中で最も大きい値の閾値レベルをクリップレベルとして求め、前記最も大きい値の閾値レベルとなる発光色を基準クリップ色とし、
前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上である画素については、前記基準クリップ色の輝度レベルを前記クリップレベルとし、前記基準クリップ色以外の発光色の輝度レベルに前記クリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割る処理を施し、
前記処理を施した輝度レベルおよび前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満である画素の輝度レベルの中から、前記発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、
前記演算処理手段は、前記クリップ最大値に基づいて前記光源制御値を算出して、前記光源手段が発光する光の発光量を調整し、
前記画像信号に含まれる各画素について、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上か否かを判断し、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上の画素と前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The image feature amount extraction unit and the arithmetic processing unit obtain a threshold level having the largest value among the threshold levels obtained for each of the emission colors as a clip level, and determine the emission color that becomes the largest threshold level. The reference clip color
For a pixel having a luminance level of the reference clip color equal to or higher than the clip level, the luminance level of the reference clip color is set as the clip level, and the luminance level of the emission color other than the reference clip color is multiplied by the clip level. Apply the process of dividing by the luminance level of the reference clip color of the pixel,
From the luminance level subjected to the processing and the luminance level of the pixel whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level, a maximum clip value that is the maximum value for each emission color is obtained,
The arithmetic processing means calculates the light source control value based on the maximum clip value, and adjusts the amount of light emitted by the light source means,
For each pixel included in the image signal, it is determined whether the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level, and the luminance of the pixel of which the luminance level of the reference clip color is equal to or higher than the clip level and the luminance of the reference clip color The display device according to claim 1, wherein different image correction values are calculated for pixels whose level is less than the clip level.
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。   3. The light source control value according to claim 2, wherein the arithmetic processing unit calculates a light source control value so that a light emission amount of the light emitted from the light source unit is proportional to the clip maximum value for each light emission color. Display device. 前記演算処理手段は、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル未満の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、前記基準クリップ色の輝度レベルが前記クリップレベル以上の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に前記クリップレベルを乗じてその画素の基準クリップ色の輝度レベルで割った値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
The arithmetic processing means calculates the image correction value as a value that is inversely proportional to the light emission amount of the light emitted by the light source means for each light emission color for pixels whose luminance level of the reference clip color is less than the clip level. For a pixel having a luminance level of the reference clip color equal to or higher than the clip level, a value that is inversely proportional to the light emission amount of the light emitted by the light source unit for each emission color is multiplied by the clip level to obtain the reference clip color of the pixel. The image correction value is calculated as a value divided by the luminance level of
The display device according to claim 2, wherein the image processing unit performs correction by multiplying the image data by the calculated image correction value.
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記発光色毎に求められた閾値レベルを各発光色のクリップレベルとし、
前記演算処理手段は、前記クリップレベルに基づいて前記光源制御値を算出して、前記光源手段が発光する光の発光量を調整し、
前記画像信号に含まれる各画素について、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上か否かを判断し、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上の画素と前記発光色毎の輝度レベルがすべて前記クリップレベル未満の画素に対して異なる画像補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The image feature amount extraction unit or the arithmetic processing unit sets a threshold level obtained for each emission color as a clip level of each emission color,
The arithmetic processing means calculates the light source control value based on the clip level, and adjusts the amount of light emitted by the light source means,
For each pixel included in the image signal, it is determined whether at least one of the luminance levels for each emission color is equal to or higher than the clip level, and at least one of the luminance levels for each emission color is equal to or higher than the clip level. 2. The display device according to claim 1, wherein different image correction values are calculated for pixels whose luminance levels for each pixel and the emission color are all lower than the clip level.
前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップレベルに比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。   6. The light source control value according to claim 5, wherein the arithmetic processing unit calculates a light source control value so that a light emission amount of light emitted from the light source unit is proportional to the clip level for each of the light emission colors. Display device. 前記演算処理手段は、前記発光色毎の輝度レベルがすべて前記クリップレベル未満の画素については、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、前記発光色毎の輝度レベルのうち少なくとも一つが前記クリップレベル以上の画素については、各軸が前記発光色毎の輝度レベルを表す直交グラフにおいて、原点を通り各軸と直交する面と前記各発光色のクリップレベルの値で各軸と直交する面で直方体を規定し、前記原点およびその画素の座標を結ぶ直線と前記直方体との交点を求めて、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値に前記交点から原点までの距離を乗じてその画素の座標から原点までの距離で割った値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項5または6に記載の表示装置。
The arithmetic processing unit calculates the image correction value as a value that is inversely proportional to the light emission amount of the light emitted by the light source unit for each light emission color for pixels whose luminance levels for each light emission color are less than the clip level. For a pixel in which at least one of the luminance levels for each of the emission colors is equal to or higher than the clip level, in the orthogonal graph in which each axis represents the luminance level for each of the emission colors, a plane that passes through the origin and is orthogonal to each axis; The light source means defines the rectangular parallelepiped in a plane perpendicular to each axis with the clip level value of each light emitting color, obtains the intersection of the straight line connecting the origin and the coordinates of the pixel and the rectangular solid, and the light source means for each light emitting color. The image correction value is calculated as a value obtained by multiplying the value inversely proportional to the amount of light emitted by the distance from the intersection to the origin and dividing by the distance from the coordinates of the pixel to the origin,
The display device according to claim 5, wherein the image processing unit performs correction by multiplying the image data by the calculated image correction value.
赤、緑、青の光を発光し、その発光色毎に発光量を調整可能な光源手段と、
前記光源手段が発光する光の発光量を前記発光色毎に制御する光源制御手段と、
表示される各画素に対応した前記発光色毎の輝度レベルを含む画像信号が入力され、この画像信号に所定の処理を施して画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データに基づいて、前記光源手段が発光した光を前記発光色毎に空間変調する画像変調手段と、
前記画像信号が入力され、この画像信号の特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、
前記画像特徴量抽出手段が抽出した前記画像信号の特徴量に基づいて、前記光源手段の発光量を変化させる光源制御値を算出して前記光源制御手段に供給し、前記画像データに補正を加える画像補正値を算出して前記画像処理手段に供給する演算処理手段と、
を備え、
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記画像信号に含まれる各画素の輝度レベルをYUV変換してY輝度レベルを算出し、このY輝度レベル分布のヒストグラムを作成して、このY輝度レベル分布のヒストグラムにおいて、最も低いまたは最も高いY輝度レベルの画素から予め設定された画素数割合となる閾値レベルを求め、この閾値レベルに基づいて前記各画素のY輝度レベルに処理を施してから逆YUV変換を行うことにより前記各画素について赤、緑、青の補正後輝度データを算出して、この補正後輝度データの中から前記発光色毎の最大値であるクリップ最大値を求め、
前記演算処理手段は、前記クリップ最大値に基づいて前記光源制御値および前記画像補正値を前記発光色毎に算出することを特徴とする表示装置。
Light source means that emits red, green, and blue light, and can adjust the amount of light emission for each emission color;
Light source control means for controlling the amount of light emitted by the light source means for each emission color;
Image processing means for inputting an image signal including a luminance level for each emission color corresponding to each pixel to be displayed, and performing predetermined processing on the image signal to generate image data;
Image modulation means for spatially modulating the light emitted by the light source means for each of the emission colors based on the image data;
Image feature amount extraction means for inputting the image signal and extracting the feature amount of the image signal;
Based on the feature amount of the image signal extracted by the image feature amount extraction unit, a light source control value for changing the light emission amount of the light source unit is calculated and supplied to the light source control unit, and the image data is corrected. Arithmetic processing means for calculating an image correction value and supplying the calculated value to the image processing means;
With
The image feature amount extraction unit or the arithmetic processing unit calculates the Y luminance level by performing YUV conversion on the luminance level of each pixel included in the image signal, creates a histogram of the Y luminance level distribution, In the luminance level distribution histogram, a threshold level that is a ratio of the number of pixels set in advance is determined from the pixels with the lowest or highest Y luminance level, and the Y luminance level of each pixel is processed based on this threshold level. From the corrected luminance data, the maximum luminance value for each emission color is calculated from the corrected luminance data for each pixel by performing inverse YUV conversion from
The display device characterized in that the arithmetic processing means calculates the light source control value and the image correction value for each light emission color based on the maximum clip value.
前記画像特徴量抽出手段または前記演算処理手段は、前記Y輝度レベルが前記閾値レベル以上の画素についてその画素のY輝度レベルを前記閾値レベルとする処理を施し、この処理を施したY輝度レベル、前記Y輝度レベルが前記閾値レベル未満の画素のY輝度レベル、および前記YUV変換によって求められた前記各画素のUおよびVの値を用いて前記補正後輝度データを算出することを特徴とする請求項8に記載の表示装置。   The image feature amount extraction unit or the arithmetic processing unit performs a process of setting the Y luminance level of the pixel to the threshold level for a pixel having the Y luminance level equal to or higher than the threshold level, The corrected luminance data is calculated using a Y luminance level of a pixel whose Y luminance level is lower than the threshold level, and U and V values of each pixel obtained by the YUV conversion. Item 9. The display device according to Item 8. 前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量が前記クリップ最大値に比例した量となるように光源制御値を算出することを特徴とする請求項8または9に記載の表示装置。   10. The arithmetic processing unit calculates a light source control value so that a light emission amount of light emitted from the light source unit is proportional to the clip maximum value for each emission color. The display device described in 1. 前記演算処理手段は、前記発光色毎に前記光源手段が発光する光の発光量と反比例する値として前記画像補正値を算出し、
前記画像処理手段は、算出された前記画像補正値を前記画像データに乗じて補正を加えることを特徴とする請求項8から10のいずれか一つに記載の表示装置。
The arithmetic processing means calculates the image correction value as a value that is inversely proportional to the amount of light emitted by the light source means for each emission color,
The display device according to claim 8, wherein the image processing unit multiplies the calculated image correction value by the image data to perform correction.
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