JP2012058416A - 映像表示装置および情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力をより少なく、かつ、暗部の再現性能を向上する。
【解決手段】映像表示装置は、液晶パネルと、バックライトと、分布算出部と、誤差算出部と、発光強度更新部と、を含む。バックライトは、光を生成する複数の光源を含む。分布算出部は、液晶パネルに入射する光の輝度分布データと各光源の発光強度とから、各光源を各発光強度で点灯させた際に、バックライトから液晶パネルに入射する光の強度分布の推定値を算出する。誤差算出部は、光源を発光強度で点灯させ、入力映像信号を液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを推定値と入力映像信号とから求め、表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出する。発光強度更新部は、誤差と強度分布データとから、誤差が小さくなるように各光源の発光強度を更新し、各光源の発光強度を輝度分布算出部に出力する。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、映像表示装置および情報処理装置に関する。

従来、液晶表示装置において、表示ダイナミックレンジ拡大、低消費電力化等の目的で、画面を複数の領域に分割したバックライトの輝度制御が行われている。例えば、特許文献１では、バックライトの発光輝度が入力映像信号の輝度を上回るようにバックライトの各光源の発光強度を算出している。

しかし、例えば夜景のように表示映像の輝度範囲が広く、明部と暗部とが混在しているような映像を表示する際、暗部の再現性が悪く、また、消費電力も高い。

特開２００７−３４２５１号公報

本実施形態は、上述した事情を考慮してなされたものであり、消費電力をより少なく、かつ、暗部の再現性能を向上する映像表示装置および情報処理装置を提供することを目的とする。

実施形態によれば、映像表示装置は、液晶パネルと、バックライトと、分布算出部と、誤差算出部と、発光強度更新部と、を含む。バックライトは、光を生成する複数の光源を含む。分布算出部は、液晶パネルに入射する光の輝度分布データと各光源の発光強度とから、各光源を各発光強度で点灯させた際に、バックライトから液晶パネルに入射する光の強度分布の推定値を算出する。誤差算出部は、光源を発光強度で点灯させ、入力映像信号を液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを推定値と入力映像信号とから求め、表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出する。発光強度更新部は、誤差と強度分布データとから、誤差が小さくなるように各光源の発光強度を更新し、各光源の発光強度を輝度分布算出部に出力する。

第１の実施形態の映像表示装置のブロック図。 第１の実施形態のバックライトの一例を示す図。 第１の実施形態のバックライトの変形例を示す図。 第１の実施形態の液晶パネルの概略を示す図。 第１の実施形態の発光強度算出部のブロック図。 バックライトの光源の輝度分布の一例を示す図。 第１の実施形態の誤差算出部のブロック図。 輝度分布算出部で算出される輝度分布と映像信号と誤差の例を示す図。 第１の実施形態の発光強度更新部のブロック図。 第１の実施形態の信号補正部のブロック図。 第２実施形態の発光強度算出部のブロック図。 第２実施形態の誤差算出部のブロック図。 輝度分布算出部で算出される輝度分布と映像信号と誤差の例を示す図。 輝度から明度への変換特性の一例を示す図。 第２実施形態の発光強度更新部のブロック図。 γ^＊´（ｌ）の変換特性の一例を示す図。 第３実施形態の発光強度更新部のブロック図。 第４実施形態の誤差算出部のブロック図。 第５実施形態の発光強度算出部のブロック図。 照明領域の配置に対応した表示領域の分割の一例を示す図。 第６実施形態の発光強度算出部のブロック図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る映像表示装置および情報処理装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
（第１実施形態）
＜映像表示装置＞
本実施形態による映像表示装置について図１を参照して説明する。映像表示装置は、発光強度算出部１０１と、信号補正部１０２と、バックライト制御部１０３と、液晶制御部１０４と、バックライト１０５と、複数の画素がマトリクス状に配列された液晶パネル１０６と、を含んでいる。

発光強度算出部１０１は、１フレームの映像信号に基づいて、表示に適した、バックライトの発光強度を算出する。発光強度算出部１０１は一種の情報処理装置である。

信号補正部１０２は、発光強度算出部１０１で算出されたバックライトの発光強度に基づいて、上記映像信号における各画素の輝度（光透過率）を補正し、補正された映像信号を液晶制御部１０４に出力する。
バックライト制御部１０３は発光強度算出部１０１によって算出された発光強度に従ってバックライトの点灯（発光）を制御する。
液晶制御部１０４は信号補正部１０２によって補正された映像信号に基づいて液晶パネル１０６を制御する。
バックライト１０５はバックライト制御部１０３の制御により点灯する。
液晶パネル１０６は液晶制御部１０４の制御によりバックライト１０５からの透過光量を変化させる。すなわち、液晶パネル１０６は、バックライトの発光を変調することにより画像表示を行う。

以下に各部の構成および動作の詳細を述べる。
＜バックライト＞
バックライト１０５は複数の光源を有する。これらの光源はバックライト制御部１０３の制御により個別に強弱に点灯し、液晶パネル１０６を背面から照明する。図２、図３に、バックライトの一例を示した。

図２（ａ−１）は、液晶パネル背面に光源を配置する直下式の一例であり、点状の光源が格子状に配置されるバックライトを示し、図２（ａ−２）は、直下式の一例であり、点状の光源の配置パターンが（ａ−１）とは異なるバックライトを示し、図２（ａ−３）は、直下式の一例であり、光源が矩形状であり縦に光源を配置したバックライトを示す。一方、図３（ｂ−１）は液晶パネル側面に光源を配置し、図示しない導光板やリフレクタにより液晶パネル背面に光を導くことにより液晶パネルを背面から照明するエッジライト式の一例であり、点状の光源がパネルの上下の側面に配置されるバックライトを示し、図３（ｂ−２）はエッジライト式の一例であり、点状の光源がパネルの下部側面に配置されるバックライトを示し、図３（ｂ−３）はエッジライト式の一例であり、点状の光源がパネルの左右側面に配置されるバックライトを示し、図３（ｂ−４）はエッジライト式の一例であり、点状の光源がパネルの上下左右側面に配置されるバックライトを示す。

図２、図３に示したバックライト１０５は少なくとも１つ以上の光源を含んでいる。光源の配置は、図２の（ａ−１）、図２の（ａ−２）、図２の（ａ−３）に示すように、液晶パネル背面に光源を配置する直下式でもよいし、図３の（ｂ−１）、図３の（ｂ−２）、図３の（ｂ−３）、図３の（ｂ−４）に示すように液晶パネル側面に光源を配置し、図示しない導光板やリフレクタにより液晶パネル背面に光を導くことにより液晶パネルを背面から照明するエッジライト式でもよい。

図２および図３では、各光源は単一の発光素子から構成されるかのように示されているが、光源は単一の発光素子により構成してもよいし、液晶パネルと平行な面に沿って複数の発光素子を配置する構成としてもよい。

発光素子はＬＥＤ、冷陰極管、熱陰極管等が適している。特にＬＥＤは最大発光可能輝度と最小発光可能輝度の幅が広く、高いダイナミックレンジでの発光制御が可能であるので、発光素子として用いるのが好ましい。光源はバックライト制御部によって発光強度（発光輝度）および発光タイミングが制御可能となっている。

＜バックライト制御部＞
バックライト制御部１０３は発光強度算出部１０１によって算出された各光源の発光強度に基づきバックライト１０５を構成する各光源を強弱に点灯させる。バックライト制御部１０３は、バックライト１０５を構成する各光源の発光強度（発光輝度）および発光タイミングを独立に制御可能である。

＜液晶パネルおよび液晶制御部＞
液晶パネル１０６は、本実施形態ではアクティブマトリクス型であり、図４に示すように、アレイ基板４０１の上に複数本の信号線４０５およびこれと交差する複数本の走査線４０６が図示しない絶縁膜を介して配置されており、両線の各交差領域には画素４０４が形成されている。信号線４０５および走査線４０６の端部は、信号線駆動回路４０３および走査線駆動回路４０２にそれぞれ接続されている。各画素は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin-Film Transistor）からなるスイッチ素子４０７と、画素電極４０９と、液晶層４１０と、補助容量４０８と、対向電極４１１とを含んでいる。なお、対向電極４１１は全ての画素に共通の電極となっている。

スイッチ素子４０７は、画像信号書込み用のスイッチ素子であり、そのゲートは１水平ライン毎に共通に走査線に接続され、ソースは１垂直ライン毎に信号線４０５に共通に接続されている。さらに、ドレインは画素電極４０９に接続されるとともに、この画素電極と電気的に並列に配置された補助容量４０８に接続されている。

画素電極４０９は、アレイ基板４０１上に形成され、この画素電極と電気的に相対する対向電極４１１は、図示しない対向基板上に形成されている。対向電極４１１には、図示しない対向電圧発生回路から所定の対向電圧が与えられている。また画素電極４０９と対向電極４１１との間には液晶層４１０が保持され、アレイ基板４０１と上記対向基板の周囲は図示しないシール材により封止されている。なお、液晶層４１０に用いる液晶材料は、どのようなものでもよいが、例えば、強誘電性液晶やＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モードの液晶等が液晶材料として好適である。

走査線駆動回路４０２は、図示しないシフトレジスタ、レベルシフタおよびバッファ回路等を含んでいる。この走査線駆動回路４０２は、図示しない表示比率制御部から制御信号として出力された垂直スタート信号や垂直クロック信号に基づいて、各走査線に行選択信号を出力する。

信号線駆動回路４０３は、図示しないアナログスイッチ、シフトレジスタ、サンプルホールド回路、ビデオバス等を含んでいる。この信号線駆動回路４０３には、図示しない表示比率制御部から制御信号として出力された水平スタート信号および水平クロック信号が入力されるとともに、画像信号が入力されている。

液晶制御部１０４は、信号補正部１０２による補正後の液晶透過率となるように液晶パネル１０６を制御する。

＜発光強度算出部＞
発光強度算出部１０１は、映像信号から表示に適した各光源の発光強度を算出する。発光強度算出部１０１について図５を参照して説明する。
発光強度算出部１０１は、輝度分布算出部５０４と、誤差算出部５０１と、発光強度更新部５０２と、メモリ５０３を含む。メモリ５０３は各光源の発光強度を記憶するが、初期状態は任意の値でよい。

輝度分布算出部５０４は、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度から、その発光強度でバックライト１０５の各光源を点灯させた際に液晶パネル１０６に入射する光の強度分布の一種である輝度分布を算出する。

誤差算出部５０１は、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで、入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差を算出する。ここで言う誤差とは、映像表示装置による実際の表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさとの差異のことであり、例えば、暗部における浮きや明部における輝度低下等のことである。

発光強度更新部５０２は、誤差算出部５０１で算出された誤差が小さくなるように、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度を更新する。

このように、発光強度算出部１０１は、メモリ５０３上に保持された発光強度の値に対して、上述の輝度分布の算出、誤差の算出、発光強度の更新を繰り返すことにより、各光源の発光強度を算出する。この繰り返し処理の最初の値となる発光強度は、任意の値でよく、例えば、各光源において設定可能な発光強度の最小値や最大値でよい。また、この繰り返し処理は、１つの映像（すなわち、１フレーム）について所定回数だけ繰り返してもよい。以下では誤差を輝度に比例する数値で算出し、画面内に発生する最大の誤差が小さくなるように各光源の発光強度を更新する発光強度算出部に関して各部の詳細を述べる。

輝度分布算出部５０４は、メモリ５０３に保持された発光強度で各光源を点灯させた際に液晶パネル１０６に入射する光の輝度分布の予測値を算出する。バックライト１０５を構成する各光源は実際のハードウェア構成に応じた発光輝度分布を持つため、光源の点灯により液晶パネル１０６に入射する光の強度もそれに応じた分布を持つ。ここでは液晶パネル１０６に入射する光の強度を単にバックライト１０５の輝度または光源の輝度と表現する。光源の輝度分布の例を図６に示す。この輝度分布をデータ化した輝度分布データｌ_Ｐ,nを用いると、第ｎ番目の光源を発光強度ｌ_ＳＥＴ,nで点灯させたときの各座標における相対輝度は、下記の（１）式のように表すことができる。

（１）式においてξ_ｎ，ψ_nは第ｎ番目の光源に対応する照明領域の中心からの相対座標であり、ｌ_Ｐ,nは第ｎ番目の光源の相対輝度である。

また、バックライト１０５の各光源を発光強度ｌ_{ＳＥＴ，ｎ}で点灯させたときの各画素位置における相対輝度は、各光源のその画素における相対輝度に各光源の発光強度を乗じた値の和として算出される。つまり、バックライト１０５の輝度分布ｌ_ＢＬ（ｘ，ｙ）は各光源の輝度分布データｌ_Ｐ,nを用いて、下記の（２）式で算出される。

（２）式においてｘ、ｙは液晶パネル１０６上での画素の座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標である。Ｎは光源の総数である。（２）式ではある画素でのバックライト１０５の輝度を求めるにあたって、全ての光源の発光強度および輝度分布を用いるように定義されているが、ある画素での輝度に対して影響の少ない光源の発光強度および輝度分布は、その画素の輝度の算出において省略することができる。

誤差算出部５０１は、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで、入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差を算出する。より詳しく説明すると、誤差算出部５０１は、光源を光源の発光強度で点灯させ、入力映像信号を液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを、輝度分布の推定値と入力映像信号とから求め、表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出する。誤差算出部５０１について図７に示す。なお、図７の例における誤差算出部５０１に入力される映像信号は、図示しないガンマ変換部によりあらかじめ輝度に比例する数値に変換されているものとする。ガンマ変換部によるガンマ変換は、例えば下記の（３）式で表せるような変換である。映像信号を輝度に比例する数値に変換する場合は、例えば（３）式においてγ＝２．５などとした変換が施される。（３）式において、Ｓはガンマ変換前の映像信号の値であり、Ｌはガンマ変換後の映像信号の値である。

図８に、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号、および、その輝度分布のもとで入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差の関係を示す。図８において実線は映像信号８０１、破線は輝度分布算出部５０４で算出されたバックライト１０５の輝度分布８０２を示す。液晶パネル１０６はそのコントラスト特性に応じて、実現可能な最小の光透過率に下限があるため、あるバックライト１０５の輝度に対して、そのバックライト輝度のもとで表示可能な輝度の範囲にも下限がある。例えば液晶パネル１０６のコントラスト比が１０００：１である場合には、映像表示装置において表示可能な輝度の範囲の上限は、バックライト１０５の輝度であり、下限はバックライト１０５の輝度×（１／１０００）となる。図８の下方に示す点線８０３は、液晶パネル１０６のコントラスト比がＤ：１の場合の、映像表示装置において表示可能な輝度範囲の下限を示している。つまり、バックライト１０５の輝度分布８０２が破線のようであった場合に、この映像表示装置で表示可能な輝度の範囲は、破線８０２と点線８０３とで挟まれた範囲であり、その範囲の外側の輝度は表示できない。従って、映像表示装置に入力されている映像信号のうち、その明るさが破線８０２と点線８０３との間の区間に収まっている映像信号は映像表示装置において表示可能であるものの、それ以外の明るさを有する映像信号は表示不可能となるので、映像表示装置が表示しようとしている映像と、映像表示装置において表示可能な映像との間に差異が生じてしまう。誤差算出部５０１は、このようにして生じる差異を、あるバックライト１０５の輝度分布と映像信号とのもとで発生する表示上の誤差として算出する。

誤差算出部５０１は、加算器７０２，７０３、最小値算出部７０４、最大値算出部７０５、絶対値算出部７０６，７０７を含む。より具体的には、誤差算出部５０１は、各画素位置において、加算器７０２がバックライト１０５の輝度分布の値から映像信号の値を差分することにより明るい側に発生する誤差を算出し（７０４および７０６による）、また、加算器７０３がバックライト１０５の輝度分布の値×（１／Ｄ）から映像信号の値を差分することにより暗い側に発生する誤差を算出する（７０５および７０７による）。だたし、映像信号の値が、輝度分布の値と輝度分布の値×（１／Ｄ）との間の範囲内にある場合には、表示上の誤差は発生しないとみなし、誤差の値を０とする。つまり、誤差算出部５０１は、各画素位置（ｘ，ｙ）に対して、（４）式のように、明るい側に発生する誤差ｅ_Ｕおよび暗い側に発生する誤差ｅ_Ｌを算出する。

（４）式において、ｌ_ＢＬは輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布の値を示し、ｌ_ｉｎは映像信号の値を示す。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の小さい方を算出する演算を、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の大きい方を算出する演算を示す。

発光強度更新部５０２は、誤差算出部５０１で算出された誤差とメモリ５０３から入力された各光源の発光強度とから、誤差算出部５０１で算出された誤差が小さくなるように、各光源の発光強度を更新し出力する。発光強度更新部５０２について図９を参照して説明する。
発光強度更新部５０２は、最大誤差位置特定部９０１と変化量算出部９０２と更新部９０３とを含む。
最大誤差位置特定部９０１は、誤差算出部５０１で算出された各位置座標に対する誤差（明るい側および暗い側での誤差を含む）の値から、最大の誤差が生じている位置（位置座標と明るい側または暗い側）を算出する。
変化量算出部９０２は、最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置と、各光源の輝度分布データとから、各光源の発光強度の変化量を算出する。
更新部９０３は、変化量算出部９０２で算出された各光源の発光強度の変化量に基づき、各光源の発光強度を更新し出力する。

最大誤差位置特定部９０１は、誤差算出部５０１で算出された各位置座標に対する誤差の値から、最大の誤差が生じている位置座標と、その誤差が明るい側の誤差なのか暗い側の誤差なのかを特定する。最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置座標を（ｘ_ｍａｘ，ｙ_ｍａｘ）とする。

変化量算出部９０２は、最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置と、各光源の輝度分布データとから、各光源の発光強度の変化量を算出する。例えば、変化量算出部９０２において、第ｎ番目の光源の発光強度の変化量Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}は（５）式のように算出される。

（５）式において、ｘ_ｍａｘ、ｙ_ｍａｘは最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置の液晶パネル１０６上での座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標、ｌ_Ｐ,nは各光源の輝度分布データの値である。

更新部９０３は、変化量算出部９０２で算出された各光源の発光強度の変化量に基づき、各光源の発光強度を更新し出力する。メモリ５０３より入力された第ｎ番目の光源の更新前の発光強度をｌ_{ＳＥＴ，ｎ}、更新部９０３より出力される第ｎ番目の光源の更新後の発光強度をｌ_{ＳＥＴ，ｎ}´とすると、更新部９０３における各光源の発光強度の更新は、例えば、（６）式のように実行される。

（６）式において、Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}は変化量算出部９０２において算出された第ｎ番目の光源の発光強度の変化量、τはあらかじめ設定された更新量調整用のパラメータである。また、τは正の値とすることが望ましい。

また、更新部９０３における更新は、（７）式のように、各光源の発光強度の変化量を全光源の発光強度の変化量の二乗和の平方根で正規化して行うようにしてもよい。

（７）式において、Ｎは光源の総数である。このようにすることにより、一度の更新における全光源の発光強度の変化量を一定の値とすることができる。

また、更新部９０３における更新は、（８）式のように、各光源の発光強度の変化量を全光源の発光強度の変化量の二乗和で正規化して行うようにしてもよい。

（８）式において、Ｎは光源の総数である。このようにすることにより、一度の更新における誤差の変化量の見込みを一定の値とすることができる。

発光強度更新部５０２により更新された各光源の発光強度は、各光源の更新前の発光強度に代わってメモリ５０３に書き込まれ、発光強度算出部１０１における次の繰り返し処理において、各光源の更新前の発光強度として参照される。

発光強度更新部５０２を以上で述べた構成とすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、誤差算出部５０１で算出された誤差のうちの最大の誤差が小さくなるように更新される。例えば、明るい側に最大の誤差が発生している場合には、これはその位置座標においてバックライト１０５の輝度分布の値が映像信号の値を大きく下回っていることを意味している。一方、このような場合においては、変化量算出部９０２で算出される各光源の発光強度の変化量は正の値となり、従って、更新部９０３ではメモリ５０３より入力された各光源の発光強度に正の値が加算され、各光源の発光強度はより明るい値に更新される。その結果、バックライト１０５の輝度分布の値はより明るくなることとなり、明るい側に発生している誤差の大きさは小さくなる。また、暗い側に最大の誤差が発生している場合にも、この場合は発光強度更新部５０２により各光源の発光強度はより暗い値に更新されるため、その誤差の大きさは小さくなる。このように、発光強度更新部５０２を以上で述べた構成とすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、誤差算出部５０１で算出された誤差のうちの最大の誤差が小さくなるように更新される。

＜信号補正部＞
信号補正部１０２は、発光強度算出部１０１によって算出された各光源の発光強度と、入力された映像信号とに基づいて、液晶パネル１０６の各画素における映像信号を補正し、補正された映像信号を液晶制御部１０４に出力する。この信号補正部１０２の一具体例について図１０を参照して説明する。

信号補正部１０２は、輝度分布算出部１００１と、ガンマ補正部１００２と、除算部１００３とを含んでいる。
輝度分布算出部１００１は、発光強度算出部１０１において算出されたそれぞれの発光強度で各光源を点灯させた際に実際に液晶パネル１０６に入射する光の輝度分布の予測値を算出する。バックライト１０５を構成する各光源は実際のハードウェア構成に応じた発光輝度分布を持つため、光源の点灯により液晶パネル１０６に入射する光の強度もそれに応じた分布を持つ。ここでは液晶パネル１０６に入射する光の強度を単にバックライト１０５の輝度または光源の輝度と表現する。光源の輝度分布の例を図６に示す。この輝度分布をデータ化した輝度分布データｌ_Ｐ,nを用いると、第ｎ番目の光源を発光強度ｌ_{ＳＥＴ，ｎ}で点灯させたときの各座標における相対輝度は、

のように表すことができる。（９）式においてξ_n、ψ_nは第ｎ番目の光源に対応する照明領域の中心からの相対座標であり、ｌ_Ｐ,nは第ｎ番目の光源の相対輝度である。

また、バックライト１０５の各光源を発光強度ｌ_{ＳＥＴ，ｎ}で点灯させたときの各画素位置における相対輝度は、各光源のその画素における相対輝度に各光源の発光強度を乗じた値の和として算出される。つまり、バックライト１０５の輝度分布ｌ_ＢＬ（ｘ，ｙ）は各光源の輝度分布データｌ_Ｐ,nを用いて、下記の（１０）式で算出される。

（１０）式においてｘ、ｙは液晶パネル１０６上での画素の座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標である。Ｎは光源の総数である。（１０）式ではある画素でのバックライト１０５の輝度を求めるにあたって、全ての光源の発光強度および輝度分布を用いるように定義されているが、ある画素での輝度に対して影響の少ない光源の発光強度および輝度分布は、その画素の輝度の算出において省略することができる。

ガンマ補正部１００２は輝度分布算出部１００１において算出された輝度分布の予測値にガンマ補正を施し、信号補正係数に変換する。出力される信号補正係数を［０，１］の範囲の値であるとすると、このガンマ補正は例えば、下記の（１１）式を用いて行われる。

ここで、ｌ_ＢＬは輝度分布算出部１００１において算出された輝度分布の予測値であり、ｓ_ＢＬは信号補正係数である。ガンマ補正はこの変換に限らず、必要に応じて公知の変換方式で代用してもよいし、液晶パネル１０６のガンマ変換テーブルに従った逆変換としてもよい。これらの変換は乗算器等を用いて直接に算出してもよいし、ルックアップテーブルを用いて算出してもよい。

除算部１００３は入力された映像信号を、ガンマ補正部１００２で算出された信号補正係数で除算することにより、液晶制御部１０４に出力するための映像信号を算出する。除算部１００３による演算は、具体的には入力された映像信号をガンマ補正部１００２で算出された信号補正係数で除算することで行う。ただし除算部１００３に、あらかじめ入出力に対応する値の関係を保持したルックアップテーブルを保持させておき、除算部１００３はこのルックアップテーブルを参照して液晶制御部１０４に出力するための映像信号を算出するようにしてもよい。

以上の第１実施形態によれば、発光強度算出部が液晶パネルに入射する光の輝度分布を算出し、誤差算出部が暗部における浮きや明部における輝度低下に対応する誤差を算出し、発光強度更新部がこの誤差が小さくなるように各光源の発光輝度を更新することによって、暗部の再現性能を向上することができ、さらに明部を適切に調整することになり消費電力を少なくすることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による映像表示装置は、情報処理装置である発光強度算出部１１００において誤差を明度に比例する数値で評価する点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態による映像表示装置は、映像表示装置全体の概略構成、バックライト、バックライト制御部、液晶パネルおよび液晶制御部、信号補正部を含み、これらの構成は、第１実施形態と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

＜発光強度算出部＞
第２実施形態による発光強度算出部１１００について図１１を参照して説明する。
第２実施形態による発光強度算出部１１００は、輝度分布算出部５０４と、誤差算出部１１０１と、発光強度更新部１１０２と、メモリ５０３を含む。
輝度分布算出部５０４は、第１実施形態による発光強度算出部と同様に、映像信号から表示に適した各光源の発光強度を算出する。すなわち、輝度分布算出部５０４は、メモリに保持された各光源の発光強度から、その発光強度でバックライト１０５の各光源を点灯させた際に液晶パネル１０６に入射する光の輝度分布を算出する。
誤差算出部１１０１は、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで、入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差を算出する。
発光強度更新部１１０２は、誤差算出部１１０１で算出された誤差が小さくなるように、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度を更新する。

以下では誤差を明度に比例する数値で算出し、画面内に発生する最大の誤差が小さくなるように各光源の発光強度を更新する発光強度算出部１１００に関して各部の詳細を述べる。なお、第２実施形態による輝度分布算出部５０４は、第１実施形態による輝度分布算出部と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

誤差算出部１１０１は、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで、入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差を算出する。誤差算出部について図１２を参照して説明する。なお、この例における誤差算出部１１０１に入力される映像信号は、図示しないガンマ変換部によりあらかじめ輝度に比例する数値に変換されているものとする。ガンマ変換部によるガンマ変換は、例えば上述した（３）式で表せるような変換であり、映像信号を輝度に比例する数値に変換する場合は、例えば（３）式においてγ＝２．５などとした変換が施される。（３）式において、Ｓはガンマ変換前の映像信号の値であり、Ｌはガンマ変換後の映像信号の値である。

図１３に、輝度分布算出部５０４で算出され、明度に比例する値に変換されたバックライト１０５の輝度分布と明度に比例する値に変換された映像信号、および、その輝度分布のもとで入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差の、明度に比例する値のもとでの関係を示す。なお、ここでは明度に比例する値に変換されたバックライト１０５の輝度分布を単にバックライト１０５の強度分布の一種である明度分布と表記する。図１３において実線は明度に比例する値に変換された映像信号１３０５、破線はバックライト１０５の明度分布１３０１を示す。液晶パネル１０６はそのコントラスト特性に応じて、実現可能な最小の光透過率に下限があるため、あるバックライト１０５の明度に対して、そのバックライト明度のもとで表示可能な明度の範囲にも下限１３０２がある。例えば、液晶パネル１０６のコントラスト比が１０００：１である場合には、映像表示装置において表示可能な明度の範囲の上限は、バックライト１０５の明度すなわち（バックライトの輝度）^１／３であり、下限は（バックライトの輝度×（１／１０００））^１／３となる。ただし、ここでは便宜的に、輝度に比例する値と明度に比例する値との関係を｛明度に比例する値＝（輝度に比例する値）^１／３｝であるとした。図８において点線１３０２は、映像表示装置において表示可能な明度範囲の下限を示している。つまり、バックライト１０５の明度分布１３０１が破線のようであった場合に、この映像表示装置で表示可能な明度の範囲は、破線１３０１と点線１３０２とで挟まれた範囲であり、その範囲の外側の明度は表示できない。従って、映像表示装置に入力されている映像信号のうち、その明るさが破線１３０１と点線１３０２との間の区間に収まっている映像信号は映像表示装置において表示可能であるものの、それ以外の明るさを有する映像信号は表示不可能となるので、映像表示装置が表示しようとしている映像と、映像表示装置において表示可能な映像との間に差異が生じてしまう。誤差算出部１１０１は、このようにして生じる差異を、あるバックライト１０５の輝度分布と映像信号とのもとで発生する表示上の誤差として算出する。

誤差算出部１１０１は、輝度明度変換部１２０１，１２０２，１２０３、加算器７０２，７０３、最小値算出部７０４、最大値算出部７０５、絶対値算出部７０６，７０７を含む。より具体的には、誤差算出部１１０１は、各画素位置において、加算器７０２が、輝度明度変換部１２０２によって変換されたバックライト１０５の明度分布の値から、明度に比例する値に輝度明度変換部１２０１によって変換された映像信号の値を差分することにより明るい側に発生する誤差を算出し（７０４および７０６による）、また、明度に比例する値に輝度明度変換部１２０３によって変換された｛バックライトの輝度分布の値×（１／Ｄ）｝から、明度に比例する値に輝度明度変換部１２０１によって変換された映像信号の値を差分することにより暗い側に発生する誤差を算出する（７０５および７０７による）。だたし、明度に比例する値に変換された映像信号の値が、明度分布の値と明度に比例する値に変換された｛輝度分布の値×（１／Ｄ）｝との間の範囲内にある場合には、表示上の誤差は発生しないとみなし、誤差の値を０とする。つまり、誤差算出部は、各画素位置（ｘ，ｙ）に対して、（１２）式のように、明るい側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｕおよび暗い側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｌを算出する。

（１２）式において、ｌ_ＢＬは輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布の値を、ｌ_ｉｎは映像信号の値を示す。また、γ^＊（ｌ）は、輝度に比例する値ｌを明度に比例する値に変換する演算を示す。図１４にこの変換の変換特性の例を示す。図１４において、水平軸は輝度に比例する値、垂直軸は明度に比例する値に対応する。誤差算出部１１０１は、この変換に関して乗算器等を用いて直接に実行するとしてもよいし、ルックアップテーブルを用いて実行するとしてもよい。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の小さい方を算出する演算を、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の大きい方を算出する演算を示す。

発光強度更新部１１０２は、誤差算出部５０１で算出された誤差と、輝度分布算出部５０４で算出されたバックライト１０５の輝度分布と、メモリ５０３から入力された各光源の発光強度とから、誤差算出部５０１で算出された誤差が小さくなるように、各光源の発光強度を更新し出力する。発光強度更新部１１０２について図１５を参照して説明する。
発光強度更新部１１０２は、最大誤差位置特定部９０１と変化量算出部１５０１と更新部９０３とを含む。
最大誤差位置特定部９０１は、誤差算出部１１０１で算出された各位置座標に対する誤差（明るい側および暗い側での誤差を含む）の値から、最大の誤差が生じている位置（位置座標と明るい側または暗い側）を算出する。

変化量算出部１５０１は、最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置と、バックライト１０５の輝度分布と、各光源の輝度分布データとから、各光源の発光強度の変化量を算出する。

更新部９０３は、変化量算出部１５０１で算出された各光源の発光強度の変化量に基づき、各光源の発光強度を更新し出力する。

最大誤差位置特定部９０１は、誤差算出部１１０１で算出された各位置座標に対する誤差の値から、最大の誤差が生じている位置座標と、その誤差が明るい側の誤差なのか暗い側の誤差なのかを特定する。最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置座標を（ｘ_ｍａｘ，ｙ_ｍａｘ）とする。

変化量算出部１５０１は、例えば、変化量算出部において、第ｎ番目の光源の発光強度の変化量Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}は（１３）式のように算出される。

（１３）式において、ｘ_ｍａｘ、ｙ_ｍａｘは最大誤差位置特定部９０１で算出された最大の誤差が生じている位置の液晶パネル１０６上での座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標、ｌ_ＢＬはバックライト１０５の輝度分布の値、ｌ_Ｐ,nは各光源の輝度分布データの値である。また、γ^＊´（ｌ）は例えば図１６に示すような変換特性を有する変換である。図１６において、水平軸はこの変換への入力の値に対応し、垂直軸はこの変換による変換後の値に対応する。変化量算出部１５０１は、この変換を乗算器等を用いて直接に実行してもよいし、ルックアップテーブルを用いて実行してもよい。
第２実施形態による更新部９０３は、第１実施形態による更新部と同様の構成でよい。

発光強度更新部１１０２により更新された各光源の発光強度は、各光源の更新前の発光強度に代わってメモリ５０３に書き込まれ、発光強度算出部１１００における次の繰り返し処理において、各光源の更新前の発光強度として参照される。

発光強度更新部１１０２を以上で述べたようにすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、誤差算出部１１０１で算出された誤差のうちの最大の誤差が小さくなるように更新される。例えば、明るい側に最大の誤差が発生している場合には、これはその位置座標においてバックライト１０５の明度分布の値が映像信号の明度の値を大きく下回っていることを意味している。一方、このような場合においては、変化量算出部１５０１で算出される各光源の発光強度の変化量は正の値となり、従って、更新部９０３ではメモリより入力された各光源の発光強度に正の値が加算され、各光源の発光強度はより明るい値に更新される。その結果、バックライト１０５の明度分布の値はより明るくなることとなり、明るい側に発生している誤差の大きさは小さくなる。また、暗い側に最大の誤差が発生している場合にも、この場合は発光強度更新部１１０２により各光源の発光強度はより暗い値に更新されるため、その誤差の大きさは小さくなる。このように、発光強度更新部１１０２を以上で述べた構成とすることにより、メモリに保持された各光源の発光強度は、誤差算出部１１０１で算出された誤差のうちの最大の誤差が小さくなるように更新される。

また、発光強度算出部１１００を以上で述べたようにすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、発光強度更新部１１０２において、明度に比例する値で評価された誤差が小さくなるように更新される。明度は人の視覚で感じる明るさにほぼ比例する明るさの尺度であるので、発光強度算出部１１００を以上で述べたようにすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、発光強度更新部１１０２において、視聴者にとって明るい側に発生する誤差と暗い側に発生する誤差とが均等に小さくなるように更新される。

＜発光強度算出部の変形例＞
発光強度算出部は、以下のように変形されてもよい。
本変形例の誤差算出部は、各画素位置（ｘ，ｙ）に対して、（１２−２）式のように、明るい側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｕおよび暗い側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｌを算出する。

（１２−２）式において、ｌ_ＢＬは輝度分布算出部で算出された輝度分布の値を、ｌ_ｉｎは映像信号の値を示す。τ_Ｌはあらかじめ設定された再現性調整用のパラメータである。また、γ^＊（ｌ）は、輝度に比例する値ｌを明度に比例する値に変換する演算を示す。図１４にこの変換の変換特性の例を示す。

また、本変形例の変化量算出部は、第ｎ番目の光源の発光強度の変化量Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}を（１３−２）式のように算出する。

（１３−２）式において、ｘ_ｍａｘ、ｙ_ｍａｘは最大誤差位置特定部で算出された最大の誤差が生じている位置の液晶パネル１０６上での座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標、ｌ_ＢＬはバックライト１０５の輝度分布の値、ｌ_Ｐ,nは各光源の輝度分布データの値、τ_Ｌはあらかじめ設定された再現性調整用のパラメータである。また、γ^＊´（ｌ）は例えば図１６に示すような変換特性を有する変換である。

本変形例のように誤差算出部および変化量算出部を変更することにより、表示画像の再現性を調整することが可能となる。τ_Ｌを大きな値に設定することにより、暗部の再現性が向上し、τ_Ｌを小さな値に設定することにより、明部の再現性が向上する。

＜変化量算出部の変形例＞
変化量算出部は、目的に応じて以下のように変形されてもよい。本変形例の変化量算出部は、第ｎ番目の光源の発光強度の変化量Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}を（１３−３）式のように算出する。

（１３−３）式において、ｘ_ｍａｘ、ｙ_ｍａｘは最大誤差位置特定部で算出された最大の誤差が生じている位置の液晶パネル１０６上での座標であり、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標、ｌ_ＢＬはバックライト１０５の輝度分布の値、ｌ_Ｐ,nは各光源の輝度分布データの値、τ_ｐｏｗはあらかじめ設定されたバックライト１０５の消費電力調整用のパラメータである。また、γ^＊´（ｌ）は例えば図１６に示すような変換特性を有する変換である。

本変形例のように変化量算出部を変更することにより、バックライト１０５における消費電力を低減させることが可能となる。

以上の第２実施形態によれば、第１実施形態での輝度に代わり明度による明度分布を使用することにより、さらに人の感覚に感じる明るさに基づいて、各光源の発光強度を調整することができるので、第１実施形態よりも暗部の再現性能を向上でき、明部もより適切に調整することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態による映像表示装置は、発光強度算出部において誤差の和が小さくなるように各光源の発光強度を更新する点が第２実施形態と異なる。
第３実施形態による映像表示装置は、映像表示装置全体の概略構成、バックライト、バックライト制御部、液晶パネルおよび液晶制御部、信号補正部を含み、これらは第２実施形態と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

＜発光強度算出部＞
発光強度算出部は、第２実施形態による発光強度算出部１１００と同様に、映像信号から表示に適した各光源の発光強度を算出する。第３実施形態による発光強度算出部全体は、第２実施形態による発光強度算出部１１００全体と同様であるので詳細の記載は省略する。第３実施形態による発光強度更新部は、誤差算出部で算出された誤差の総和が小さくなるように、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度を更新する。以下では誤差を明度に比例する数値で算出し、画面内に発生する誤差の和が小さくなるように各光源の発光強度を更新する発光強度算出部に関して各部の詳細を述べる。なお、第３実施形態による輝度分布算出部は、第１実施形態による輝度分布算出部５０４と同様であるので、この部分に関する詳細の記載は省略する。また、第３実施形態による誤差算出部は、第２実施形態による誤差算出部１１０１と同様であるので、この部分に関する詳細の記載は省略する。

発光強度更新部１７００は、誤差算出部１１０１で算出された誤差と、輝度分布算出部５０４で算出されたバックライト１０５の輝度分布と、メモリ５０３から入力された各光源の発光強度とから、誤差算出部１１０１で算出された誤差が小さくなるように、各光源の発光強度を更新し出力する。発光強度更新部１７００について図１７を参照して説明する。
発光強度更新部１７００は、変化量算出部１７０１と更新部９０３とからなる。
変化量算出部１７０１は、誤差算出部１１０１で算出された誤差と、バックライト１０５の輝度分布と、各光源の輝度分布データとから、各光源の発光強度の変化量を算出する。

更新部９０３は、変化量算出部１７０１で算出された各光源の発光強度の変化量に基づき、各光源の発光強度を更新し出力する。なお、本実施形態における更新部は第１実施形態における更新部と同様であるので、その部分に関する詳細の記載は省略する。

変化量算出部１７０１は、例えば、第ｎ番目の光源の発光強度の変化量Δｌ_{ＳＥＴ，ｎ}を（１４）式のように算出する。

（１４）式において、（ｘ，ｙ）は各画素の座標、ｘ_0,n、ｙ_0,nは液晶パネル１０６上での第ｎ番目の光源の照明領域の中心の座標、ｅ^＊ _Ｕおよびｅ^＊ _Ｌは誤差算出部１１０１で算出された明るい側に発生する誤差および暗い側に発生する誤差、ｌ_ＢＬはバックライト１０５の輝度分布の値、ｌ_Ｐ,nは各光源の輝度分布データの値、Ｋは誤差の何乗和が小さくなるようにするかを調節するためにあらかじめ設定された１以上の自然数である。また、（１４）式においてΣ_ｘ，ｙ｛｝は、各画素の座標に対する｛｝の値の、表示領域内での総和を意味する。また、γ^＊´（ｌ）は例えば図１６に示すような変換特性を有する変換である。図１６において、水平軸はこの変換への入力の値に、垂直軸はこの変換による変換後の値に対応する。変化量算出部１７０１は、この変換を乗算器等を用いて直接に実行してもよいし、ルックアップテーブルを用いて実行してもよい。
第３実施形態による更新部は、第１実施形態による更新部と同様でよい。

発光強度更新部１７００により更新された各光源の発光強度は、各光源の更新前の発光強度に代わってメモリ５０３に書き込まれ、発光強度算出部１１００における次の繰り返し処理において、各光源の更新前の発光強度として参照される。

発光強度更新部１７００を以上で述べたようにすることにより、メモリ５０３に保持された各光源の発光強度は、誤差算出部１１０１で算出された誤差の総和が小さくなるように更新される。

以上の第３実施形態によれば、第２実施形態での誤差の算出を総和により行うことにより、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態による映像表示装置は、発光強度算出部における演算が、入力映像信号の解像度より低解像度の座標空間で行われる点が、第１実施形態または第２実施形態と異なる。

第４実施形態による映像表示装置は、映像表示装置全体の概略構成、バックライト、バックライト制御部、液晶パネルおよび液晶制御部、信号補正部は、第１実施形態または第２実施形態と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

＜発光強度算出部＞
第４実施形態による発光強度算出部１１００は、発光強度算出部１１００における演算が、入力映像信号の解像度より低解像度の座標空間で行われる点が、第１実施形態または第２実施形態と異なる。なお、発光強度算出部全体の概略構成は、第１実施形態または第２実施形態と同様であるので、これに関する詳細の記載は省略する。

輝度分布算出部５０４は、メモリ５０３に保持された発光強度で各光源を点灯させた際に液晶パネル１０６に入射する光の輝度分布の予測値を算出する。第４実施形態による輝度分布算出部５０４は、輝度分布算出部５０４における演算が、入力映像信号の解像度より低解像度の座標空間で行われる点が、第１実施形態または第２実施形態と異なる。なお、輝度分布算出部５０４は、第１実施形態または第２実施形態と同様であるので、これに関する詳細の記載は省略する。

第４実施形態による誤差算出部１８００は、輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで、入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する誤差を算出する。誤差算出部１８００について図１８を参照して説明する。なお、誤差算出部１８００に入力される映像信号は、図示しないガンマ変換部によりあらかじめ輝度に比例する数値に変換されているものとする。

ガンマ変換部によるガンマ変換は、例えば上述した（３）式で表せるような変換であり、映像信号を輝度に比例する数値に変換する場合は、例えば（３）式においてγ＝２．５などとした変換が施される。（３）式において、Ｓはガンマ変換前の映像信号の値であり、Ｌはガンマ変換後の映像信号の値である。

第４実施形態による誤差算出部１８００は、解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２を含む点が誤差算出部１１０１と比較して異なっている。解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２において、明度に比例する値に変換された映像信号の解像度を変換する。解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２は、入力映像信号の空間サンプリングよりもサンプリングピッチの粗い空間サンプリングで映像信号をリサンプリングすることにより、映像信号の解像度を変換する。

解像度変換部（最大値）１８０１は、そのリサンプリングのサンプリング点近傍の映像信号の最大値を算出することにより映像信号をリサンプリングする。つまり、（１５）式のように映像信号をリサンプリングする。

解像度変換部（最小値）１８０２は、そのリサンプリングのサンプリング点近傍の映像信号の最小値を算出することにより映像信号をリサンプリングする。つまり、（１６）式のように映像信号をリサンプリングする。

（１５）式および（１６）式において、入力映像信号のサンプリング点の座標を（ｘ，ｙ）で表すと、ｌ_ｉｎ（ｘ，ｙ）は、解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２に入力される映像信号の、座標（ｘ，ｙ）における値であり、（Ｘ，Ｙ）は解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２におけるリサンプリング点の座標、ｐ_Ｘおよびｐ_Ｙは解像度変換部（最大値）１８０１および解像度変換部（最小値）１８０２におけるリサンプリングのピッチの、入力映像信号の解像度での値、ｌ_{ｉｎ＿ｍａｘ}（Ｘ，Ｙ）およびｌ_{ｉｎ＿ｍｉｎ}（Ｘ，Ｙ）は座標（Ｘ，Ｙ）におけるリサンプリング後の映像信号の値である。また、下記（２０）式は、−ｒ_ｘ≦Δｘ≦ｒ_ｘの範囲内でのｌ_ｉｎの最大値を算出する演算を示す。下記（２１）式は、−ｒ_ｘ≦Δｘ≦ｒ_ｘの範囲内でのｌ_ｉｎの最小値を算出する演算を示す。

誤差算出部１８００は、解像度変換部（最大値）１８０１、解像度変換部（最小値）１８０２、輝度明度変換部１８０３，１８０４，１２０２，１２０３、加算器７０２，７０３、最小値算出部７０４、最大値算出部７０５、絶対値算出部７０６，７０７を含む。
誤差算出部１８００は、各画素位置において、加算器７０２が、輝度明度変換部１２０２によって変換されたバックライト１０５の明度分布の値から、解像度変換部（最大値）１８０１において解像度変換され明度に比例する値に輝度明度変換部１８０３によって変換された映像信号の値を差分することにより、明るい側に発生する誤差を算出する。また、誤差算出部１８００は、各画素位置において、加算器７０３が、明度に比例する値に輝度明度変換部１２０３によって変換された｛バックライトの輝度分布の値×（１／Ｄ）｝から、解像度変換部（最小値）１８０２において解像度変換され明度に比例する値に輝度明度変換部１８０４によって変換された映像信号の値を差分することにより暗い側に発生する誤差を算出する。だたし、明度に比例する値に変換された映像信号の値が、明度分布の値と明度に比例する値に変換された｛輝度分布の値×（１／Ｄ）｝との間の範囲内にある場合には、表示上の誤差は発生しないとみなし、誤差の値を０とする。つまり、誤差算出部１８００は、各画素位置（Ｘ，Ｙ）に対して、（１７）式のように、明るい側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｕおよび暗い側に発生する誤差ｅ^＊ _Ｌを算出する。

（１７）式において、ｌ_ＢＬは輝度分布算出部５０４で算出された輝度分布の値を、ｌ_{ｉｎ＿ｍａｘ}は解像度変換部（最大値）１８０１において解像度変換された映像信号の値を、ｌ_{ｉｎ＿ｍｉｎ}は解像度変換部（最小値）１８０２において解像度変換された映像信号の値を示す。また、γ^＊（ｌ）は、輝度に比例する値ｌを明度に比例する値に変換する演算を示す。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の小さい方を算出する演算を、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａとｂとのうち値の大きい方を算出する演算を示す。

発光強度更新部１１０２、１７００は、誤差算出部で算出された誤差と、輝度分布算出部で算出されたバックライト１０５の輝度分布と、メモリから入力された各光源の発光強度とから、誤差算出部で算出された誤差が小さくなるように、各光源の発光強度を更新し出力する。

第４実施形態による発光強度更新部１１０２、１７００は、発光強度更新部における演算が、入力映像信号の解像度より低解像度の座標空間で行われる点が、第１実施形態から第３実施形態と異なる。なお、発光強度更新部は、第２実施形態または第３実施形態と同様であるので、これに関する詳細の記載は省略する。

以上の第４実施形態によれば、発光強度算出部１１００を以上で述べたようにすることにより、発光強度算出部における演算量を削減することが可能であり、これにより、発光強度算出部の演算速度の向上や発光強度算出部の回路規模削減が可能となる。

（第５実施形態）
第５実施形態による映像表示装置は、発光強度算出部が初期値算出部を有する点が第１実施形態〜第４実施形態と異なる。
第５実施形態による映像表示装置は、映像表示装置全体の概略構成、バックライト、バックライト制御部、液晶パネルおよび液晶制御部、信号補正部を含み、これらの装置部分は、第１実施形態〜第４実施形態と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

＜発光強度算出部＞
第５実施形態による発光強度算出部１９００は、初期値算出部１９０１を含む点が第１実施形態〜第４実施形態による発光強度算出部と異なる。本実施形態にかかる発光強度算出部１９００について図１９を参照して説明する。なお、輝度分布算出部、誤差算出部、発光強度更新部は第１実施形態〜第４実施形態と同様であるので、これらに関する詳細の記載は省略する。

初期値算出部１９０１は、映像信号から、発光強度算出部１９００における、あるフレームの映像信号に対する繰り返し処理の最初の値となる発光強度を算出する。発光強度算出部１９００は、あるフレームの映像信号に対して、輝度分布算出部５０４による輝度分布の算出、誤差算出部１１０１、１８００による誤差の算出、発光強度更新部１１０２、１７００による発光強度の更新を繰り返すことにより、各光源の発光強度を算出する。初期値算出部１９０１は、このあるフレームの映像信号に対する繰り返し処理の最初の値となる各光源の発光強度を算出する。以降、このあるフレームの映像信号に対する繰り返し処理の最初の値となる各光源の発光強度を単に、発光強度の初期値と表記する。

第５実施形態による初期値算出部１９０１は、初期値算出部によって算出された各光源の発光強度を各光源の発光強度の初期値とする。初期値算出部１９０１は、例えば、各光源の照明領域の配置に対応して表示領域を分割した各分割領域内の映像信号の輝度の最大値を、対応する各光源の発光強度として算出する。図２０に、各光源の照明領域の配置に対応した表示領域の分割の例を示す。図２０において、実線または破線によって区切られた領域が分割領域である。本実施形態では、各分割領域に最も近い光源を、各分割領域に対応する光源とする。

以上の第５実施形態によれば、発光強度算出部をこのようにすることにより、あるフレームの映像信号に対して、好適な表示を得るために必要となる、輝度分布算出部による輝度分布の算出、誤差算出部による誤差の算出、発光強度更新部による発光強度の更新の繰り返しの、繰り返し回数を少なくすることが可能となる。

（第６実施形態）
第６実施形態による映像表示装置は、発光強度算出部２１００が初期値算出部２１０２と更にカット点検出部２１０１を含む点が第１実施形態〜第５実施形態と異なる。

第６実施形態による映像表示装置は、映像表示装置全体の概略構成、バックライト、バックライト制御部、液晶パネルおよび液晶制御部、信号補正部を含み、これらの装置部分は、第１実施形態〜第５実施形態と同様であるので、これらの部分に関する詳細の記載は省略する。

＜発光強度算出部＞
本実施形態にかかる発光強度算出部２１００について図２１を参照して説明する。

カット点検出部２１０１は、入力映像信号から入力映像のカット点を検出する。カット点とは、一つの連続した場面からこの場面と異なる連続した場面に切り換わる時点のことである。

初期値算出部２１０２は、映像信号から、各光源の発光強度の初期値となる各光源の発光強度を算出する。第６実施形態による初期値算出部２１０２は、カット点検出部２１０１においてカット点が検出されると、メモリ上の各光源の発光強度の値を初期値算出部２１０２において算出された各光源の発光強度の値に更新する。すなわち、カット点検出部２１０１においてカット点が検出されると、初期値算出部２１０２において算出された各光源の発光強度の値が、各光源の発光強度の初期値となり、カット点が検出されない場合には、時間的に前のフレームの映像信号に対して発光強度算出部２１００で算出された各光源の発光強度が、時間的に後のフレームの映像信号に対する各光源の発光強度の初期値となる。なお、輝度分布算出部、誤差算出部、発光強度更新部は第２実施形態〜第５実施形態と同様であるので、これらに関する詳細の記載は省略する。

カット点検出部２１０１は入力映像信号から入力映像のカット点を検出する。カット点検出部は公知のカット点検出器を使用する。
初期値算出部２１０２は、カット点が検出された場合に、映像信号から各光源の発光強度の初期値を算出する。

一般的な動画像においては、時間的に連続する２つのフレームの各映像は、互いに似通っていることが多い。従って、少ない繰り返し回数の演算で好適な表示を得るためには、発光強度算出部２１００の前のフレームに対する各光源の発光強度の算出結果が、後のフレームに対応する各光源の発光強度の初期値となることが望ましい。ところが、カット点を跨いで時間的に連続する２つのフレームの各映像は、互いに大きく異なっていることが多いため、カット点の後のフレームに対しては、初期値算出部２１０２において算出された各光源の発光強度が、各光源の発光強度の初期値となることが望ましい。

以上の第６実施形態によれば、発光強度算出部２１００をこのようにすることにより、好適な表示を得るために必要となる、輝度分布算出部による輝度分布の算出、誤差算出部による誤差の算出、発光強度更新部による発光強度の更新の繰り返しの、繰り返し回数を少なくすることが可能となる。

（第７実施形態）
実施形態の映像表示装置は、バックライトが発光色（分光特性）の異なる複数のバックライトを含んでいてもよい。この場合、発光強度算出部は個々の発光色のバックライトごとに、第１実施形態〜第６実施形態と同様に、輝度分布算出部による輝度分布の算出、誤差算出部による誤差の算出、発光強度更新部による発光強度の更新を繰り返すことにより、各光源の発光強度を算出する。

例えば、バックライト１０５がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３種の発光色のバックライト１０５により構成されている場合、本実施形態の発光強度算出部は、映像信号の色毎に、メモリに保持された各光源の発光強度から、その発光強度でバックライト１０５の各光源を点灯させた際に液晶パネル１０６に入射する光の輝度分布を算出し、その輝度分布と映像信号とから、その輝度分布のもとで入力映像信号に従った表示を行おうとした際に発生する表示上の誤差を算出し、算出された誤差が小さくなるように、メモリに保持された各光源の発光強度を更新する。

また、バックライト１０５が入力映像信号とは異なる複数の色のバックライトにより構成されている場合は、入力映像信号の色をバックライト１０５の発光色の組み合わせに対応した色に色変換した上で、個々の発光色のバックライトごとに、上述の構成と同様に、発光強度算出部を構成する構成とすればよい。

以上の第７実施形態によれば、発光色が異なるバックライトごとに第１実施形態から第６実施形態までに説明した発光強度算出部を適用することにより、発光色が異なるバックライトを複数備えた映像表示装置にも上述したそれぞれの実施形態での効果を奏することができる。

また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の映像表示装置および情報処理装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、またはこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記録媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の映像表示装置および情報処理装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合または読み込む場合はネットワークを通じて取得または読み込んでもよい。
また、記録媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。
また、記録媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記録媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記録媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１，１１００，１９００，２１００…発光強度算出部、１０２…信号補正部、１０３…バックライト制御部、１０４…液晶制御部、１０５…バックライト、１０６…液晶パネル、４０１…アレイ基板、４０２…走査線駆動回路、４０３…信号線駆動回路、４０４…画素、４０５…信号線、４０６…走査線、４０７…スイッチ素子、４０８…補助容量、４０９…画素電極、４１０…液晶層、４１１…対向電極、５０１，１１０１，１８００…誤差算出部、５０２，１１０２，１７００…発光強度更新部、５０３…メモリ、５０４…輝度分布算出部、７０２，７０３…加算器、７０４…最小値算出部、７０５…最大値算出部、７０６，７０７…絶対値算出部、８０１，１３０５…映像信号、８０２…輝度分布（破線）、８０３…点線、９０１…最大誤差位置特定部、９０２，１５０１，１７０１…変化量算出部、９０３…更新部、１００１…輝度分布算出部、１００２…ガンマ補正部、１００３…除算部、１２０１，１２０２，１２０３，１８０３，１８０４…輝度明度変換部、１３０１…明度分布（破線）、１３０２…下限（点線）、１９０１，２１０２…初期値算出部、２１０１…カット点検出部。

Claims (14)

1. 液晶パネルと、
   光を生成する複数の光源を含むバックライトと、
   前記液晶パネルに入射する光の輝度分布データと各光源の発光強度とから、各光源を各前記発光強度で点灯させた際に、前記バックライトから前記液晶パネルに入射する光の強度分布の推定値を算出する分布算出部と、
   前記光源を前記発光強度で点灯させ、入力映像信号を前記液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを前記推定値と前記入力映像信号とから求め、前記表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出する誤差算出部と、
   前記誤差と前記強度分布データとから、前記誤差が小さくなるように前記各光源の発光強度を更新し、該各光源の発光強度を前記分布算出部に出力する発光強度更新部と、を具備することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記明るさは輝度であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記発光強度更新部は、輝度に関する最大の差異を減少させることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記明るさは明度であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
5. 前記発光強度更新部は、明度に関する最大の差異を減少させることを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
6. 前記誤差算出部は、表示領域内の画素ごとに、実際に表示される表示映像の明るさと理想的な表示映像の明るさとの差異を算出し、
   前記発光強度更新部は、該差異を該表示領域内で総和した値を減少させることを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
7. 前記入力映像信号が示す画像を低解像度化した低解像度画像を示す低解像度映像信号に、該入力映像信号を変換する変換部をさらに具備し、
   前記誤差算出部は、前記入力映像信号として前記低解像度映像信号を使用して前記差異を算出することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
8. 各光源の照明領域の配置に対応して表示領域を分割した各分割領域内の映像信号の輝度の最大値を、対応する各光源の発光強度の初期値として算出する初期値算出部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
9. 前記入力映像信号から入力映像のカット点を検出する検出部をさらに具備し、
   前記検出部がカット点を検出すると、前記初期値算出部が算出した各光源の発光強度が分布算出部に入力されることを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
10. 前記誤差算出部は、前記表示映像の暗部での差異の強弱を調整する第１調整用パラメータを前記差異に付加することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
11. 前記発光強度更新部は、前記各光源の発光強度の更新前後の変化量に、消費電力を調整する第２調整用パラメータを付加することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
12. 前記バックライトは、発光色が異なる複数のバックライトを含み、
    前記分布算出部は、発光色が異なる前記バックライトごとに、前記推定値を算出し、
    前記誤差算出部は、発光色が異なる前記バックライトごとに、前記差異を算出し、
    前記発光強度更新部は、発光色が異なる前記バックライトごとに、前記各光源の発光強度を更新することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
13. 液晶パネルに入力する光を生成するバックライトに含まれる複数の光源の発光強度を算出する情報処理装置であって、
    前記液晶パネルに入射する光の輝度分布データと各光源の発光強度とから、各光源を各前記発光強度で点灯させた際に、前記バックライトから前記液晶パネルに入射する光の強度分布の推定値を算出する分布算出部と、
    前記光源を前記発光強度で点灯させ、入力映像信号を前記液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを前記推定値と前記入力映像信号とから求め、前記表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出する誤差算出部と、
    前記誤差と前記強度分布データとから、前記誤差が小さくなるように前記各光源の発光強度を更新し、該各光源の発光強度を前記分布算出部に出力する発光強度更新部と、を具備することを特徴とする情報処理装置。
14. 液晶パネルに入射する光の輝度分布データと各光源の発光強度とから、各光源を各前記発光強度で点灯させた際に、光を生成する複数の光源を含むバックライトから該液晶パネルに入射する光の強度分布の推定値を算出し、
    前記光源を前記発光強度で点灯させ、入力映像信号を前記液晶パネルに書き込んだ場合に表示されるであろう表示映像の明るさを前記推定値と前記入力映像信号とから求め、前記表示映像の明るさと、入力映像信号に従う理想的な表示映像の明るさと、の誤差を算出し、
    前記誤差と前記強度分布データとから、前記誤差が小さくなるように前記各光源の発光強度を更新し、該各光源の発光強度を前記強度分布の推定値を算出の際の入力とすることを特徴とする映像表示方法。

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