JP2011013492A - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】白背景に黒文字を表示する画面が多い映像表示において、ある映像から別の映像に表示を切替えようとした場合、途中画面がほぼ白背景表示のみとなる期間が存在する。画面切替り時の当該期間中に輝度を抑制して消費電力を低減可能な画像処理装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】画像処理装置１０００は、ネットワークを通じて入力される映像信号１０１に基づいて画像表示のための処理を行う。ピーク輝度制御計算部１０７は、入力映像信号１０１に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報１０２及び入力映像信号１０１に係る画面表示の経過状態を示す情報１０３に基づいて、入力映像信号１０１に係る輝度制御情報１０６を算出する。輝度制御部１０８は輝度制御情報１０６に基づいて、画面の表示切替りが開始した時に輝度を低下させ、画面全体が表示された後で徐々に輝度に戻すように輝度制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画面切替り時の輝度制御によって消費電力の低減処理を実行する画像処理装置及びその制御方法に関するものである。

従来、ウェブ（Ｗｅｂ）表示等では、白色の背景に黒色の文字を表示する画面が多い。このような表示において表示装置の消費電力を低減しようとした場合、表示装置の画質を変更できる表示モードを切替えることでピーク輝度を変更して消費電力を低減していた。つまりウェブ表示モード専用の輝度設定値を用意しておき、ある一定値となる画面の明るさに制御することにより、消費電力が低減されていた（特許文献１及び特許文献２参照）。

また、明るい画像の信号入力時に、輝度を低下させて消費電力を抑える方法（Auto Brightness Limit：以下、ＡＢＬと略記する）が知られている。この方法では表示画像の平均輝度レベル（Average Picture Level:以下、ＡＰＬと略記する）の変動に伴って消費電力制御を行うため、主として瞬時的に大きくなる消費電力を抑えることができる。

特開２００６−２１５２２０号公報 特開２００７−２８６４４９号公報

ところで、ウェブ表示等の白背景に黒文字を表示する画面が多い画像や映像表示で問題となるのは、ウェブページの読み込み途中の画面がほぼ白背景表示のみとなってしまう状況である。これは現在表示中のウェブページ映像から別のウェブページ映像に表示を切替えようとした場合等に生じ得る。つまりウェブ表示画面の切替えを行うと白色の背景表示のみが表示され、一時的に表示装置の消費電力が多くなってしまう期間が存在する。

しかし上述した特許文献１や特許文献２の方法では、一時的に増大する消費電力を抑えることはできなかった。これらの方法は、表示パネルの最大輝度を低輝度に固定にして制御を行うことで消費電力を抑えているためである。

また上述のＡＢＬ制御においては、ＡＰＬがほとんど変動しないウェブページ画面の切替り時に輝度の抑制作用が働かないため、消費電力を抑えることが困難であった。また、ＡＰＬが高い値から低い値に変化する場合のウェブページの切替り時には、映像信号のみに基づいて消費電力を下げる表示が行われることになる。その際、より消費電力を下げようとした場合、ＡＢＬ制御が働かなくなるため消費電力の低減が困難であった。
そこで本発明は、画面切替り時に輝度を抑制して消費電力を低減可能な画像処理装置及びその制御方法の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る装置は、ネットワークを通じて入力される映像信号に基づいて画像表示のための処理を行う画像処理装置であって、前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報及び前記映像信号に係る画面表示の経過状態を示す情報に基づいて、前記映像信号に係る輝度制御情報を算出する輝度計算手段と、前記輝度計算手段からの前記輝度制御情報に基づいて、前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始した時に輝度を低下させ、画面全体が表示された後で徐々に輝度を戻すように輝度制御を行う輝度制御手段と、を備える。

本発明によれば、画面切替り時に輝度を抑制することで、表示処理における消費電力を低減できる。そして映像信号の画面切替り処理が終了した後、徐々に輝度を元に戻すことにより、画面切替りの終了時点から一定期間に亘って低消費電力で画像を表示できる。

図２乃至４と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 ピーク輝度制御計算部におけるピーク輝度制御値の算出処理例を示すフローチャートである。 ピーク輝度制御に係る階調変換処理を示した模式図である。 入力映像信号の変化に応じたピーク輝度制御値等の時間的推移を例示した図である。 本発明の第２実施形態に係る装置の構成例を示すブロック図である。 図７乃至９と併せて本発明の第３実施形態を説明するために、画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 完了時間予測部における予測表示完了時間の算出処理例を示すフローチャートである。 切替り時間予測部における予測画面切替り時間の算出処理例を示すフローチャートである。 予測ピーク輝度制御計算部における予測ピーク輝度制御値の算出処理例を示すフローチャートである。

本発明の各実施形態について添付図面を参照して説明する。
[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態に係る画像処理装置１０００の構成を例示したブロック図である。画像処理装置１０００はピーク輝度制御計算部１０７、輝度制御部１０８を備えており、入力映像信号１０１、画面切替り情報１０２、画面表示状態情報１０３、制御ON/OFF信号１０４が入力され、出力映像信号１０５を出力する。

まず、映像信号に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報１０２について説明する。画面切替り情報１０２は入力映像信号１０１の画面切替りが開始された場合、その開始時点を検出情報とする入力情報である。画面切替り情報１０２は、例えば入力映像信号１０１として静止画信号Ａが入力されている場合に、静止画信号Ａが静止画信号Ｂに切替り始めた時点を検出して入力される情報である。例えば画面切替り情報を２値で表現すると、０から１へ変化した後に１から０へと変化する情報である。

次に、映像信号に係る画面表示の経過状態を示す画面表示状態情報１０３について説明する。画面表示状態情報１０３は入力映像信号１０１の画面切替り処理が終了した場合、その終了時点までの経過時間に応じた表示状態を示す入力情報である。画面切替り処理が終了したとは、例えば、入力映像信号１０１としての静止画信号Ａの入力状態から、静止画信号Ｂの入力へと切替った際、静止画信号Ｂに関して入力されるべき映像の情報が全て入力された状態になったことを意味する。画面表示状態情報１０３はその値が１の場合に画面切替り処理が終了したことを示し、その値が１より小さい場合には画面切替り処理が終了していないことを示す。
制御ON/OFF信号１０４は、ピーク輝度制御計算部１０７にて第１実施形態に係る輝度制御を行うか否かを設定するための信号である。つまり、該信号がON（オン）状態の場合に輝度制御が行われるように設定される。

以下、ピーク輝度制御計算部１０７について説明する。ピーク輝度制御計算部１０７は映像信号に係る輝度制御情報を算出する輝度計算手段であり、制御ON/OFF信号１０４、画面切替り情報１０２、画面表示状態情報１０３に基づいてピーク輝度制御値１０６を算出する。このピーク輝度制御値１０６は映像信号の最大階調値を制御する値であり、この値が大きい程、最大階調値が大きくなる。

図２のフローチャートにピーク輝度制御値１０６の算出処理例を示す。
まずＳ２００にて、ピーク輝度計算制御がON状態であるか否かをピーク輝度制御計算部１０７が判定する。この判定は制御ON/OFF信号１０４に基づいて行われる。ピーク輝度計算制御がON状態の場合、次のＳ２０１に進むが、OFF状態の場合、Ｓ２１０に進む。なお、Ｓ２１０ではピーク輝度制御値１０６として、eupが輝度制御部１０８に出力され、処理が終了する。eupはピーク輝度制御値１０６の上限値を示し、ピーク輝度上昇の限界値である。

Ｓ２０１にてピーク輝度制御計算部１０７は、入力映像信号１０１の画面切替りが起こったか否かを判定する。この判定は画面切替り情報１０２を基づいて行われる。画面切替りが起こっていない場合、画面切替りが行われるまで処理待ちとなり、Ｓ２０１の判定が繰り返される。画面切替りが行われたら、次のＳ２０２に進む。ここでピーク輝度制御計算部１０７は、ピーク輝度制御値１０６としてdofを出力する。dofは入力映像信号１０１に係る画面が切替った際に設定する、ピーク輝度の下限設定値である。

次のＳ203にてピーク輝度制御計算部１０７は、入力映像信号１０１の画面切替り処理が終了したか否かを判定する。この判定は画面表示状態情報１０３に基づいてその値が１になったか否かによって行われる。入力映像信号１０１の画面切替り処理が未終了の場合、終了時点まで処理待ちとなり、Ｓ２０３の判定が繰り返される。画面切替り処理が終了するとＳ２０４に進み、経過時間情報Tkをリセットし、その値をゼロに設定する。経過時間情報Tkは時間が経過するにつれて値が更新される変数である。

次のＳ205にてピーク輝度制御計算部１０７は、輝度上昇時間Tφを設定する。輝度上昇時間Tφは、ピーク輝度制御値１０６を徐々に上昇させてピーク輝度上昇の上限値eupへと戻すまでの時間である。そしてＳ２０６にてピーク輝度制御計算部１０７は輝度上昇率φを次式（１）によって設定する。

本例では輝度上昇時間Tφに亘って、ピーク輝度制御値１０６を上限値eupまで線形に上昇させるように輝度上昇率φを算出しているが、輝度上昇率φについては（１）式を用いずに任意の値を指定してもよいし、段階的に輝度を上昇させてもよい。つまり輝度上昇率φの値を大きく設定すると早く輝度を所定値に戻すことが可能となり、値を小さく設定すると低消費電力の期間を長くすることが可能となる。

Ｓ２０７にてピーク輝度制御計算部１０７は、経過時間情報Tkの値がTφの時間を越えたか否かを判定する。Tkの値がTφを超えていればＳ２１０に進み、ピーク輝度制御計算部１０７は、ピーク輝度制御値１０６をeupとして出力し、処理を終了する。またTkの値がTφを越えていなければ、Ｓ２０８に進む。ここでピーク輝度制御値１０６がeup以上になったか否かをピーク輝度制御計算部１０７が判定する。ピーク輝度制御値１０６がeup以上であると判定された場合、Ｓ２１０に進むが、ピーク輝度制御値１０６がeup未満であると判定された場合、Ｓ２０９に進み、ピーク輝度制御値１０６が計算される。つまりＳ２０９にてピーク輝度制御計算部１０７は、経過時間情報Tkに応じたピーク輝度制御値１０６を次式（２）によって算出する。

上式を用いた算出処理の後、Ｓ２０９から再びＳ２０７に戻る。このようにピーク輝度制御計算部１０７は入力映像信号１０１に応じて算出したピーク輝度制御値１０６を輝度制御部１０８に出力する。

次に輝度制御部１０８について説明する。輝度制御部１０８はピーク輝度制御計算部１０７が出力したピーク輝度制御値１０６を受け取り、これに基づいて、入力映像信号１０１に対してピーク輝度制御処理を施す。処理後の信号は出力映像信号１０５として出力される。
図３は輝度制御部１０８におけるピーク輝度制御変換処理の模式図であり、横軸が入力階調を表し、縦軸が出力階調を表しており、両者は線形関係とされる。図中のsiは入力映像信号１０１の最大階調値を示す。またsoは出力映像信号１０５の出力最大階調値を示す。輝度制御部１０８が行うピーク輝度制御処理では、入力されたピーク輝度制御値１０６に基づいて、入力映像信号１０１の最大階調値siが最大出力階調値soとなるように階調変換を行う。

次に本実施形態の動作例について説明する。図４は、入力映像信号１０１の変化に応じた前記情報及びピーク輝度制御値１０６の推移を例示した模式図である。なお、入力映像信号１０１の変化については、ある静止画の映像信号Ｃが装置に入力されている状態から、途中の切替り映像として全白表示に近い映像が入力された後に、別の静止画の映像信号Ｄに切替る変化を想定する。

図４（ａ）は入力映像信号１０１において、１画面の平均階調レベルの時間的推移を例示した模式図である。以下の説明では、入力映像信号１０１の平均階調レベルにおいて、映像信号Ｃに関する平均階調レベルと、映像信号Ｄの平均階調レベルとが同じ値であるものとする。本例では、画面の切替りの際、平均階調レベルが上昇した後、下降して元のレベルに戻る様子を示している。
図４（ｂ）は入力映像信号１０１の変化に対する画面切替り情報１０２の時間的推移を例示した模式図である。画面切替り情報１０２については０及び１の２値で表している。

図４（ｃ）は入力映像信号１０１の変化に対する画面表示状態情報１０３の時間的推移を例示した模式図である。画面表示状態情報１０３については０から１までの連続値で表している。
図４（ｄ）は入力映像信号１０１の変化に対するピーク輝度制御値１０６の時間的推移を例示した模式図である。
なお、図４（ｄ）に対する比較例として図４（ｅ）及び（ｆ）を示す。
図４（ｅ）は入力映像信号１０１の変化に対する一般的なＡＢＬ制御によるピーク輝度制御値の時間的推移を示した模式図である。また図４（ｆ）は入力映像信号１０１の変化に対する固定ピーク輝度値制御を用いた従来例（特許文献１、特許文献２参照）に基づくピーク輝度制御値の時間的推移を例示した模式図である。

図４に縦方向の点線で示す時点の意味は下記の通りである。
ta：入力映像信号１０１の映像が切替り始めた開始時刻。
tb：入力映像信号１０１の画面切替りが終了した終了時刻。
td：ピーク輝度制御値１０６が所定値eupに到達した時点、つまりピーク輝度制御の終了時刻。
tf：入力映像信号１０１の映像が次に切替り始めた、次画面への切替り開始時刻。
tg：入力映像信号１０１の平均階調レベルが最大値に到達した時刻。
なお、tcやteの意味については後述の第３実施形態において説明する。

また、図４（ａ）に示すiaは、開始時刻taにおいて入力映像信号１０１に係る１画面全体の平均階調レベルを示す。またibは、開始時刻taから終了時刻tbに推移する途中の時刻tgにおいて、入力映像信号１０１の平均階調レベルが最大となる値を示す。
図４は、「ピーク輝度制御の終了時刻td ＜ 次画面への切替り開始時刻tf」の条件を満たす場合を例示している。

まず、図４（ａ）に示すように、入力映像信号１０１が切替り始めた時刻taにおいて、図４（ｂ）の画面切替り情報１０２は０から１に変化する。その際、図４（ｃ）の画面表示状態情報１０３は１から０に変化し、図４（ｄ）のピーク輝度制御値１０６はeupからdofへと変化する。

時刻taからtgにかけて図４（ａ）に示すように、平均階調レベルがiaからibへと上昇し、時刻tgで最大値を示した後、時刻tbに到達するまで平均階調レベルが低下していく。図４（ｂ）の画面切替り情報１０２は時刻taにて０から１に変化した後で再び０となる。時刻taからtbまでの期間中、図４（ｃ）に示すように、画面表示状態情報１０３は０から１へと上昇していき、ピーク輝度制御値１０６は図４（ｄ）に示すように、映像の切替りが実際に終了する時刻tbまでの間、dofに設定される（図２のＳ２０２参照）。

時刻tbからtdまでの期間中、図４（ａ）に示すように、平均階調レベルはiaであり、図４（ｂ）の画面切替り情報１０２は０を示し、図４（ｃ）の画面表示状態情報１０３は１を示す。当該期間中、図４（ｄ）に示すようピーク輝度制御値１０６は時間経過につれてdofから次第に上昇していき（図２のＳ２０９参照）、ピーク輝度制御の終了時刻tdにて所定値eupに到達する。
このように本実施形態では、時刻taからtdまでの期間に亘ってピーク輝度制御値１０６を低い値に制御することで、消費電力を低減することが可能となる。

これに対し、図４（ｅ）を用いて、ＡＢＬ制御によるピーク輝度制御値の推移を以下に説明する。なお、前記と同様にピーク輝度制御値の上限値をeupとし、下限設定値をdofとする。ＡＢＬ制御によるピーク輝度制御値は、時刻taからtgにかけて、入力映像信号１０１の平均輝度レベルが上昇し始めると徐々に下がる。そして時刻tg以降に、入力映像信号１０１の平均輝度レベルが下がるにつれて、ピーク輝度制御値１０６が平均輝度レベルに合わせて徐々に上昇していく。つまりこのＡＢＬ制御では入力映像信号１０１の上昇に合わせて、ピーク輝度を低下させることで消費電力を抑制できるが、消費電力の低減効果は時刻tbまで効いているに過ぎない。またその低減効果も入力映像信号の変化の大きさや変化の期間に左右される。従ってＡＢＬ制御の場合に比べて本実施形態の方が消費電力の低減期間を長くできる。

次に図４（ｆ）を用いて、固定ピーク輝度値制御による従来例（特許文献１、特許文献２参照）について、ピーク輝度制御値の推移を説明する。従来の方法では、一度決定したピーク輝度制御値を変化させる制御は行わない。従って入力映像信号１０１の変化に伴ってピーク輝度制御値が変化しないため、画面切替り処理において低消費電力の期間を設けることはできない。

以上のように第１実施形態によれば、画面切替り時の映像表示に要する消費電力を抑制できる。また入力映像信号の画面切替り処理が終了した後、徐々に輝度を元に戻す制御を行うことにより、画面切替り処理の終了後から一定期間に亘って低消費電力での映像表示を実現できる。

[第２実施形態]
次に、前述した画像処理装置１０００を、インターネット等のコンピュータネットワークに接続して使用する第２実施形態について説明する。図５は、インターネットブラウザ表示への適用例として、インターネット画像処理装置５０００の構成例を示す。第２実施形態に係る装置は信号切替部５０９、ブラウザ表示処理部５１０、画像処理装置１０００を備える。第１実施形態との相違点は、信号切替部５０９、ブラウザ表示処理部５１０が追加されていることである。
インターネット画像処理装置５０００には動画信号５０６、映像信号切替情報５０４、ネットワークデータ５０７が入力され、該装置は出力映像信号５０５を出力する。

まず動画信号５０６は放送番組等の動画が主となる映像信号であり、信号切替部５０９に入力される。映像信号切替情報５０４は信号切替部５０９の出力を、動画信号５０６又はインターネット画像信号５０８に切替えるための設定情報である。該情報は信号切替部５０９及び画像処理装置１０００に送られる。なお映像信号切替情報５０４は前記制御ON/OFF信号１０４として画像処理装置１０００に入力される。ネットワークデータ５０７はインターネット等のネットワークを通じて受信するネットワークデータを示す。該データはブラウザ表示処理部５１０に入力される。

次に信号切替部５０９を説明する。信号切替部５０９は画像処理装置１０００に対して、信号切替後の映像データ５０１を出力する。つまり信号切替部５０９は、外部から入力される映像信号切替情報５０４に応じて信号切替を行う。これにより、出力する映像データ５０１として、動画信号５０６又はブラウザ表示処理部５１０からのインターネット画像信号５０８が出力され、画像処理装置１０００に送られる。

ブラウザ表示処理部５１０はインターネット等のネットワークを通じて取得したネットワークデータ５０７を受信し、映像信号フォーマットに変換したインターネット画像信号５０８を出力する。またブラウザ表示処理部５１０は画像処理装置１０００に対して、インターネット画像に係る画面切替り情報５０２、画面表示状態情報５０３を出力する。

画面表示状態情報５０３は、画像処理装置１０００に対して第１実施形態で説明した画面表示状態情報１０３として入力される。この情報はブラウザ表示処理部５１０にて、ネットワーク上のアドレスのウェブページを開く操作をユーザが行った際に、データ受信や画像変換量の目安となる情報である。具体的には当該情報はネットワークデータ５０７に関してそのアドレスのページを構成するデータに関してどれだけの割合を受信して画像変換処理を行い、インターネット画像信号５０８として出力を行っているかを示す。つまり画面表示状態情報５０３の内容としては、現在表示中のインターネット上のアドレスにて指定されるページの総情報量（データ量）に対して、ダウンロードした情報量で表示画像処理変換を行った割合をブラウザ表示処理部５１０が出力する。一例として、あるインターネットアドレスに関する総データ数を１００とした時に、１０のデータをダウンロードして表示している状態であれば、画面表示状態情報５０３の示す割合は０．１であり、この値が出力される。画面表示状態情報５０３の値が１の場合は全データのダウンロード及び表示が完了した状態を示し、画面表示状態情報５０３の値が０の場合は何も表示していない状態を示す。

画面切替り情報５０２は画像処理装置１０００に対して、第１実施形態で説明した画面切替り情報１０２として入力される。画面切替り情報５０２はウェブページの表示切替状態に関する情報である。つまり、該情報はブラウザ表示処理部５１０おいて、あるインターネットアドレスのウェブページを表示している状態から、指定されたインターネットアドレスのウェブページを表示するように処理を行う状態になったことを示す。なお、指定のインターネットアドレスについては、現在表示しているインターネットアドレスと同じでもよいし、違っていても構わない。

画像処理装置１０００には、画面切替り情報５０２、画面表示状態情報５０３、映像信号切替情報５０４及び映像データ５０１が入力され、ここで第１実施形態の場合と同様のピーク輝度制御処理が行われる。なお、映像信号切替情報５０４によって動画信号５０６を出力する選択が行われた場合、前記制御ON/OFF信号１０４はOFF状態となる。一方、映像信号切替情報５０４によってインターネット画像信号５０８を出力する選択が行われた場合、制御ON/OFF信号１０４はON状態となる。

このように構成されたインターネット画像処理装置５０００における前記ピーク輝度制御によって低消費電力を実現できる。つまりインターネットアドレスのページ情報を映像出力する場合、映像出力の開始時点からページ画面全体の表示終了時点までの期間と、ページ画面全体の表示終了時点から一定時間が経過するまでの期間において低消費電力での表示が可能となる。

インターネットを通じて取得する画像信号はコンピュータ画面で表示される画像信号と同様に白背景に黒文字を表示させた画像信号であることが多い。このため画像信号について画面切替り処理を行った場合、インターネットを通じて表示データのダウンロードを開始してから画面切替り処理が終了するまでの期間中、背景の白表示のみが画面全体に表示される頻度が高い。従ってこの期間においては消費電力が最も高くなる可能性があり、第２実施形態によると、この期間に対して有効なピーク輝度制御を行える。

また第２実施形態によれば、画面切替り処理が終了してページ画面の画像全体が表示された後において、徐々に輝度が制御前の値に戻るため、この輝度の戻り期間においても消費電力を抑えることが可能となる。

図５に示す構成の変形例として、静止画及び動画のビューワ表示に適用したビューワ画像処理装置が挙げられる。本例ではブラウザ表示処理部５１０に代わってビューワ表示処理部を用いる。ビューワ画像処理装置には動画信号５０６、映像信号切替情報５０４の他、メモリデータが入力され、出力映像信号５０５を出力する。メモリデータはメモリカードやハードディスク等の記録媒体に保存した装置から読み出される静止画や動画のデータである。

ビューワ表示処理部は記録媒体から得られるメモリデータを受信し、映像信号フォーマットに変換する。そしてビューワ表示画像信号を信号切替部５０９に出力する。またビューワ表示処理部は画像処理装置１０００に対して、ビューワ画面切替り情報とビューワ画面表示状態情報を出力する。

ビューワ画面表示状態情報は、画像処理装置１０００に画面表示状態情報１０３として入力される。該情報はビューワ表示処理部において、記録媒体から得られる写真や動画等の画像データを読み出して表示する場合、データ処理量の目安となる情報である。具体的には該情報は、表示対象の画像データを構成するデータをどれだけの割合で読み出して画像変換処理を行い、ビューワ表示画像信号として出力を行っているかを示す。ビューワ画面表示状態情報として、現在表示中の総データに対して、記録媒体から画像データを読み出して画面表示を行っている割合を示す情報が出力される。一例として、ある静止画像の総データ数を１００とした時に、１０のデータを読み出して表示している状態であれば、ビューワ画面表示状態情報の値は０．１として出力される。

ビューワ画面切替り情報は、画像処理装置１０００に対して前記画面切替り情報１０２として送出される。このビューワ画面切替り情報はビューワ表示処理部において、ある静止画像や動画像を表示している状態から、指定された静止画像及び動画像を表示するように処理を行う状態になったことを示す情報である。この指定する静止画像や動画像は現在表示している静止画像や動画像と同じでもよいし、また違ってもよい。

画像処理装置１０００はビューワ画面切替り情報及びビューワ画面表示状態情報、映像信号切替情報５０４及び映像データ５０１に基づいて第１実施形態と同様のピーク輝度制御処理を行う。これにより、静止画像や動画像の表示開始時点から静止画像及び動画像の画面切替り処理の終了時点までの期間と、画面切替り処理の終了時点から一定時間が経過するまでの期間において低消費電力での表示を行うことができる。

〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。図６は第３実施形態に係る画像処理装置７０００の構成を例示したブロック図であり、該装置は画面表示の完了時間予測部７１０、画面表示の切替り時間予測部７１１、予測ピーク輝度制御計算部７１２、輝度制御部１０８を備える。第１実施形態との相違点は、完了時間予測部７１０、切替り時間予測部７１１、予測ピーク輝度制御計算部７１２を設けたことである。
画像処理装置７０００には入力映像信号７０１、画面切替り情報７０２、画面表示状態情報７０３、制御ON/OFF信号７０４が入力され、出力映像信号７０５を出力する。

まず画面切替り情報７０２は、前記の画面切替り情報１０２と同様に、入力映像信号７０１の画面切替りが開始されたことを検出して入力される情報である。また画面表示状態情報７０３は、前記の画面表示状態情報１０３と同様に、入力映像信号７０１に係る画面表示の経過状態を示す入力情報である。制御ON/OFF信号７０４は、予測ピーク輝度制御計算部７１２にて第３実施形態による輝度制御を行うか否かを設定する信号である。

次に、終了時間算出手段としての完了時間予測部７１０の動作を説明する。完了時間予測部７１０は画面切替り情報７０２及び画面表示状態情報７０３に基づいて、入力映像信号７０１に係る画面表示の終了時間に関する予測情報を算出する。つまり完了時間予測部７１０は現在入力されている入力映像信号７０１に対する画像表示完了情報７０６及び予測表示完了時間７０７を出力する。

まず画像表示完了情報７０６について説明すると、該情報は入力映像信号７０１に関して画面切替り処理が終了した映像情報となったか否かを示す情報である。例えば、画面表示状態情報７０３の値が一定値以上になった場合、完了時間予測部７１０は、入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了したとして、画像表示完了情報７０６の値を１として出力する。画像表示完了情報７０６が０であれば、入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了していないことを示す。

予測表示完了時間７０７は、入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了するまでの予測時間情報である。この予測表示完了時間７０７については、現時点までの画面表示状態情報７０３の履歴をメモリに保存し、複数回に亘る履歴情報から算出することができる。

図７は画像表示完了情報７０６及び予測表示完了時間７０７の算出処理例についてのフローチャートを示す。
Ｓ８００にて完了時間予測部７１０は、入力映像信号７０１に関して画面切替りが起こったか否かを判定する。ここで「画面切替りが起こる」とは入力映像信号７０１が、例えば静止画信号Ａの入力状態から、静止画信号Ｂの入力状態へと変化し始めることを示す。この画面切替りの判定は画面切替り情報７０２に基づいて行われる。画面切替りが起こっていなければ、画面切替りが行われるまで処理待ちとなり、Ｓ８００の判定が繰り返される。また画面切替りが行われた場合、Ｓ８０１に進み、画像表示完了情報７０６をリセットし、その値をゼロに設定する。

次のＳ８０２にて完了時間予測部７１０は、現在の時刻を示すデータを保存する。つまり、現在時刻Tnowを画面切替りの開始時間Tstに代入して保存する処理が行われる。そしてＳ８０３にて完了時間予測部７１０は予測表示完了時間７０７を算出する。画面切替完了時間の履歴変数をTnと記すとき、現時点までの履歴変数Tnの合計（ΣTn）を、α回で平均した値を求め、予測表示完了時間７０７として出力する処理が行われる。なお、画面切替完了時間の履歴変数Tnとは、画面切替りが行われてから画面切替り処理が完了するまで（Ｓ８０４参照）の時間を履歴情報としてメモリに残す情報であり、画面切替り処理が終了するたびに履歴情報として保存される。またαは履歴として保存する回数を示し、nは履歴情報のカウント用変数であり、「Σ」はn＝０からα−１に亘る総和の算出を意味する。

Ｓ８０４にて入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了したか否かについて判定処理が行われる。この処理は画面表示状態情報７０３の示す値を、判定基準値としての閾値βと比較することにより行われる。その結果、画面表示状態情報７０３の示す値が閾値βより大きい場合、完了時間予測部７１０は入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了したと判断し、Ｓ８０５に進む。なおβは入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了した割合を示す値である。画面表示状態情報７０３の示す値がβ以下の場合、完了時間予測部７１０は入力映像信号７０１の画面切替り処理が終了していないと判断して処理待ちのためＳ８０４の判定を繰り返す。

Ｓ８０５にて完了時間予測部７１０は画像表示完了情報７０６の値を１として出力する。次のＳ８０６では、現在時刻Tnowと画面切替りの開始時間Tstとの差分時間を履歴変数Tnに代入して保存する処理が行われる。そしてＳ８０７では履歴カウントnの値がαと比較される。履歴カウントnの値がα以上であればnの値がクリアされ、ゼロに設定される（Ｓ８０８）。一方、nの値がαより小さい場合、nの値を１だけ繰り上げるインクリメント処理が行われる（Ｓ８０９）。Ｓ８０８及び８０９の後、上記した一連の処理が終了する。

次に、切替り時間算出手段としての切替り時間予測部７１１の動作を説明する。切替り時間予測部７１１は画面切替り情報７０２に基づいて、現在の入力映像信号７０１に係る入力画像が切替ってから次に切替るまでの切替り時間に関する予測情報を算出する。算出された予測画面切替り時間７０８は予測ピーク輝度制御計算部７１２へと出力される。

図８は予測画面切替り時間７０８の算出処理例についてフローチャートを示す。Ｓ９００にて切替り時間予測部７１１は入力映像信号７０１に係る画面切替りが起こったか否かを判定する。この判定は画面切替り情報７０２に基づいて行われる。その結果、画面切替りが起こっていなければ、画面切替りが行われるまで処理待ちとなり、Ｓ９００の判定が繰り返される。画面切替りが行われた場合、Ｓ９０１に進み、現在時刻をメモリに保存する処理が行われる。つまり現在時刻Tnowが画面切替り開始時間Tpstに代入される。

次のＳ９０２にて切替り時間予測部７１１は、予測画面切替り時間７０８を算出する。現時点までの画面切替り時間の履歴変数をTpmと記すとき、その合計（ΣTpm）を、γ回で平均した値を求めて予測画面切替り時間７０８として出力する処理が行われる。ここで画面切替り時間の履歴変数Tpmとは、画面切替りが行われてから次の画面切替り処理が起きるまで（Ｓ９０３参照）の時間を、履歴情報として残す情報であり、画面が切替わるたびに履歴情報としてメモリに保存される。またγは履歴として保存する回数を示し、mは履歴情報のカウント用変数であり、「Σ」はｍ＝０からγ−１に亘る総和の算出を意味する。

Ｓ９０３にて切替り時間予測部７１１は、入力映像信号７０１に係る画面切替りが起こったか否かを判定する。その結果、画面切替りが起こっていなければ、画面切替りが行われるまで処理待ちとなり、Ｓ９０３の判定が繰り返される。一方、画面切替りが行われた場合、Ｓ９０４に進み、切替り時間予測部７１１は現在の時刻Tnowと画面切替りの開始時間Tpstとの差分時間を履歴変数Tpmに代入して保存する。

次のＳ９０５にて履歴カウントmの値をγと比較する処理が行われる。その結果、履歴カウントmの値がγ以上であればmのカウント値がクリアされ、ゼロに設定される（Ｓ９０６）。またmの値がγより小さければmのカウント値を１だけ繰り上げるインクリメント処理が行われる（Ｓ９０７）。Ｓ９０６及びＳ９０７の後、上記した一連の処理が終了する。

次に、予測輝度計算手段としての予測ピーク輝度制御計算部７１２の動作を説明する。予測ピーク輝度制御計算部７１２は、画面切替り情報並びに画面表示の切替り時間及び終了時間の算出結果に基づいて予測輝度制御情報を計算し、該情報を輝度制御部１０８に送出する。つまり予測ピーク輝度制御計算部７１２は、制御ON/OFF信号７０４、画面切替り情報７０２、画像表示完了情報７０６、予測表示完了時間７０７、予測画面切替り時間７０８に基づいて予測ピーク輝度制御値７０９を出力する。予測ピーク輝度制御値７０９は映像信号の最大階調値を制御する値であり、この値が大きい程、最大階調値が大きくなる。

図９は予測ピーク輝度制御値７０９の算出処理例についてフローチャートを示す。
Ｓ１０００にて予測ピーク輝度制御計算部７１２は、ピーク輝度計算制御がON状態であるか否かを判定する。この判定は制御ON/OFF信号７０４に基づいて行われる。判定の結果、ピーク輝度計算制御がOFF状態の場合、Ｓ１００１に進んで予測ピーク輝度制御値７０９を上限値eupとしてから、処理を終了する。一方、ピーク輝度計算制御がON状態の場合、Ｓ１００２以降に示すピーク輝度計算制御の処理が実行される。

Ｓ１００２にて予測ピーク輝度制御計算部７１２は、入力映像信号７０１に係る画面切替りが起こったか否かを判定する。この判定は画面切替り情報７０２に基づいて行われる。その結果、画面切替りが起こっていなければ、画面切替りが行われるまで処理待ちとなり、Ｓ１００２の判定が繰り返される。一方、画面切替りが行われた場合、Ｓ１００３に進み、予測ピーク輝度制御計算部７１２は予測ピーク輝度制御値７０９を下限設定値dofにして出力する。

次のＳ１００４では経過時間情報Tkがリセットされ、その値がゼロに設定される。そしてＳ１００５にて経過時間閾値Thが設定される。ここで経過時間閾値Thは予測画面切替り時間７０８をｇで割った値とする。ｇは画面切替りの予測時間を分割する分割値である。

Ｓ１００６にて予測ピーク輝度制御計算部７１２は、入力映像信号７０１に係る画面切替りが終了したか否かを判定する。この判定は画像表示完了情報７０６の示す値が１になったか否かに基づいて行われる。入力映像信号７０１に係る画面切替りの終了時にはＳ１１００に進む。画面切替りが終了していなければ、Ｓ１００７に進み、予測ピーク輝度制御計算部７１２は経過時間情報Tkの値がThの値を越えたか否かを判定する。その結果、経過時間情報Tkの値がThの値を越えていなければ、Ｓ１００６に戻る。一方、経過時間情報Tkの値がThの値を越えていれば、Ｓ１００８に進む。ここで予測ピーク輝度制御計算部７１２は、予測表示完了時間７０７が、予測画面切替り時間７０８をｇで割った値よりも大きいか否かを判定する。

Ｓ１００８にて予測表示完了時間７０７が、予測画面切替り時間７０８をｇで割った値より大きいと判定された場合、Ｓ１００９に進み、予測ピーク輝度制御計算部７１２は輝度上昇率φを次式（３）によって算出する。

このように輝度上昇率φを設定することで、予測表示完了時間７０７が予測画面切替り時間７０８とほぼ同じかそれ以上になったとしても、予測画面切替り時間７０８になった時に予測ピーク輝度制御値７０９を所定値eupに戻すことできる。

Ｓ１００８にて予測表示完了時間７０７が、予測画面切替り時間７０８をｇで割った値以下であると判定された場合、Ｓ１１００に進み、予測ピーク輝度制御計算部７１２は輝度上昇率φを次式（４）によって算出する。

上式中、diは予測画面切替り時間７０８を割る値であり、この値を大きくして輝度上昇率φを大きくすることで、より早く輝度を所定値に戻すことができる。逆にdiの値を小さくすれば輝度上昇率φが小さくなるので、低消費電力の期間を長くすることが可能となる。このdiの値を予測画面切替り時間７０８の約半分に設定することで、予測画面切替り時間７０８の半分の期間長となるように低消費電力の期間を設定できる。この場合、予測画面切替り時間７０８の残り半分の期間では、元の輝度で入力映像信号７０１に係る映像の視聴が可能となるため、バランスのとれた輝度制御を行える。

Ｓ１００９及びＳ１１００の後、Ｓ１１０１に進み、経過時間情報Tkの値を輝度上昇スタート時間Tstaに設定する（Tsta=Tk）。次のＳ１１０２にて予測ピーク輝度制御計算部７１２は、経過時間Tkに応じた予測ピーク輝度制御値７０９を、次式（５）によって算出する。

次のＳ１１０３にて予測ピーク輝度制御計算部７１２は、予測ピーク輝度制御値７０９がeupになったか否かを判定する。その結果、予測ピーク輝度制御値７０９がeupに到達した場合、予測ピーク輝度制御処理が終了する。一方、予測ピーク輝度制御値７０９がeupに到達していない場合、Ｓ１１０４に進む、ここで予測ピーク輝度制御計算部７１２は入力映像信号７０１に係る画面切替りが起こったか否かを判定する。この判定は画面切替り情報７０２に基づいて行われる。その結果、画面切替りが起こっていなければ、Ｓ１１０２に戻って処理を続行する。また画面切替りが行われた場合、輝度上昇中に画面切替りが起こったと判定され、Ｓ１００３に戻り、予測ピーク輝度制御計算部７１２は予測ピーク輝度制御値７０９をdofとして出力し、処理を続行する。

このように入力映像信号７０１に応じて算出した予測ピーク輝度制御値７０９は予測ピーク輝度制御計算部７１２から輝度制御部１０８に出力される。輝度制御部１０８では、予測ピーク輝度制御値７０９に基づき、入力映像信号７０１に対してピーク輝度制御処理を行い、出力映像信号７０５を出力する。

次に第３実施形態の動作例について説明する。入力映像信号７０１の変化に応じた予測ピーク輝度制御値７０９の推移については基本的に、図４に示した模式図と同様である。この入力映像信号７０１の変化は、静止画に係る映像信号Ｅが入力されている状態から、途中の切替り映像として全白表示に近い映像が入力された後に、別に静止画に係る映像信号Ｆへと切替る変化である。従って図４（ａ）乃至（ｄ）についての前記説明にて、以下のように読み替えればよい。

図４（ａ）は入力映像信号７０１において、１画面の平均階調レベルの時間的推移を示す。この入力映像信号７０１の平均階調レベルにおいて、映像信号Ｅの平均階調レベルと、映像信号Ｆの平均階調レベルは同じ値とする。
図４（ｂ）は入力映像信号７０１の変化に対する画面切替り情報７０２の時間的推移を示し、図４（ｃ）は入力映像信号７０１の変化に対する画像表示完了情報７０６の時間的推移を示す。図４（ｄ）は入力映像信号７０１の変化に対する予測ピーク輝度制御値７０９の時間的推移を示す。

図中のtcは、前記履歴変数Tnから映像の切替り終了時間を予測した予測表示完了時間７０７に相当する時刻を示す。また、teは前記履歴変数Tpmから算出した予測画面切替り時間７０８に相当する時刻を示す。それ以外の時刻を示す記号等については前述の通りである。

以下では、「tb＜tc＜te」となる条件下で予測ピーク輝度制御値７０９の推移について説明する。入力映像信号７０１が切替り始めた時刻taでは、図４（ｂ）の画面切替り情報７０２が０から１に変化し、図４（ｃ）の画像表示完了情報７０６は１から０に変化し、図４（ｄ）の予測ピーク輝度制御値７０９はeupからdofへと変化する。予測ピーク輝度制御値７０９は入力映像信号７０１に係る映像の切替りが実際に終了する時刻tbまでの間、dofに設定される。そして図４（ｄ）に示すように、予測ピーク輝度制御値７０９は所定値eupとなる時刻tdまで、時間経過と共に徐々に上昇する。つまり、本実施形態によれば、時刻taからtdの期間中、予測ピーク輝度制御値７０９を低い値に制御することで消費電力を低減できる。

図４（ｅ）に示す比較例（ＡＢＬ制御）では、時刻taからtbにかけて、入力映像信号７０１の平均輝度レベル上昇変化に伴ってピーク輝度制御値が下がり、入力映像信号７０１の平均輝度レベルが下がるにつれピーク輝度制御値が上昇する。本実施形態と比較した場合、消費電力の低減効果は時刻tbまでであり、またその低減効果も入力映像信号の変化の大きさや変化の期間に左右される。図４（ｆ）に示す比較例（固定ピーク輝度値制御）では、入力映像信号の変化に伴うピーク輝度制御値の変化はみられず、映像が切替ることによる低消費電力の期間を設けることはできない。
以上のように、第３実施形態によれば従来の制御に比較して、消費電力の低減期間を長くすることが可能である。

第３実施形態に係る画像処理装置についても、図５で説明済みのインターネット画像処理装置に適用可能である。つまり、図５の映像データ５０１は画像処理装置７０００に対し、入力映像信号７０１として入力され、映像信号切替情報５０４は画像処理装置７０００に対し、制御ON/OFF信号７０４として入力される。また図５の画面表示状態情報５０３は画像処理装置７０００に対し、画面表示状態情報７０３として入力され、画面切替り情報５０２は画像処理装置７０００に対し、画面切替り情報７０２として入力される。画像処理装置７０００はこれらの情報に基づいて第３実施形態にて説明した予測ピーク輝度制御処理を行うことで、インターネット表示において消費電力の低減を実現できる。つまり、インターネットアドレスのページ情報を映像出力する場合、映像出力の開始時点からページ全体の表示終了時点までの期間と、ページ全体の表示終了時点から一定時間が経過するまでの期間において低消費電力での表示を行える。また、第３実施形態で説明したようにインターネット上で指定するアドレスを変更して画像を切替える時間間隔の履歴データや、ネットワークからデータを全て受信するまでの時間履歴データを用いることで、最適な輝度制御を実現できる。

なお、図５のブラウザ表示処理部５１０の代わりにビューワ表示処理部を用いれば、静止画及び動画のビューワ表示に適用した画像処理装置を実現できる。静止画像や動画像の表示開始時点から、静止画像及び動画像の画面切替り処理が終了するまでの期間と、画面切替り処理の終了時点から一定時間が経過するまでの期間において低消費電力での表示を行える。また、第３実施形態で説明したようにビューワ画像を切替える時間間隔の履歴データや、全ての表示用データを記憶媒体から読み出すまでの時間履歴データを用いることで、最適な輝度制御を実現できる。

なお、前述した各実施形態に係る画像処理装置はテレビジョン装置、コンピュータやＰＤＡ等の情報処理装置、携帯電話機等に用いる表示機器の画像処理装置として幅広く使用することが可能である。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０００ 画像処理装置
１０１ 入力映像信号
１０２ 画面切替り情報
１０３ 画面表示状態情報
１０５ 出力映像信号
１０６ ピーク輝度制御値
１０７ ピーク輝度制御計算部
１０８ 輝度制御部
５０００ インターネット画像処理装置
５１０ ブラウザ表示処理部
７０００ 画像処理装置
７０１ 入力映像信号
７０２ 画面切替り情報
７０３ 画面表示状態情報
７０５ 出力映像信号
７０６ 画像表示完了情報
７０７ 予測表示完了時間
７０８ 予測画面切替り時間
７１０ 画面表示の完了時間予測部
７１１ 画面表示の切替り時間予測部
７１２ 予測ピーク輝度制御計算部

Claims (8)

1. ネットワークを通じて入力される映像信号に基づいて画像表示のための処理を行う画像処理装置であって、
   前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報及び前記映像信号に係る画面表示の経過状態を示す情報に基づいて、前記映像信号に係る輝度制御情報を算出する輝度計算手段と、
   前記輝度計算手段からの前記輝度制御情報に基づいて、前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始した時に輝度を低下させ、画面全体が表示された後で徐々に輝度を戻すように輝度制御を行う輝度制御手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記輝度計算手段には前記画面切替り情報として、ネットワーク上で指定されるアドレスに係るページ画面の表示が開始したことを示す情報が入力されることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記輝度計算手段には前記経過状態を示す情報として、ネットワーク上で指定されるアドレスに係るページ画面を表示する際に当該アドレスを指定して表示する総情報量のうち、表示中の情報量が占める割合を示す情報が入力されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. ネットワークを通じてデータを取得し、前記輝度計算手段に対して前記画面切替り情報及び前記経過状態を示す情報を出力するブラウザ表示処理手段を備えたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. ネットワークを通じて入力される映像信号に基づいて画像表示のための処理を行う画像処理装置であって、
   前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報を受けて、画面表示の切替り時間に関する予測情報を算出する切替り時間算出手段と、
   前記画面切替り情報及び前記映像信号に係る画面表示の経過状態を示す情報を受けて、前記映像信号に係る画面表示の終了時間に関する予測情報を算出する終了時間算出手段と、
   前記画面切替り情報並びに前記切替り時間算出手段及び前記終了時間算出手段による各算出結果に基づいて予測輝度制御情報を計算する予測輝度計算手段と、
   前記予測輝度制御情報に基づいて、前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始した時に輝度を低下させた後、前記切替り時間に関する予測情報に従って徐々に輝度を戻すように輝度制御を行う輝度制御手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
6. 前記切替り時間算出手段は、現時点までの前記切替り時間に関する履歴情報を保存し、当該履歴情報に基づいて前記予測情報を算出することを特徴とする、請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記終了時間算出手段は、現時点までの画面表示の終了時間に関する履歴情報を保存し、当該履歴情報に基づいて前記予測情報を算出することを特徴とする、請求項５又は６に記載の画像処理装置。
8. ネットワークを通じて入力される映像信号に基づいて画像表示のための処理を行う画像処理装置の制御方法であって、
   前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始したことを示す画面切替り情報及び前記映像信号に係る画面表示の経過状態を示す情報に基づいて、前記映像信号に係る輝度制御情報を算出する輝度計算ステップと、
   前記輝度制御情報に基づいて、前記映像信号に係る画面の表示切替りが開始した時に輝度を低下させ、画面全体が表示された後で徐々に輝度に戻すように輝度制御を行う輝度制御ステップを有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。

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